KR101268382B1 - 연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지 - Google Patents

연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지 Download PDF

Info

Publication number
KR101268382B1
KR101268382B1 KR1020100103159A KR20100103159A KR101268382B1 KR 101268382 B1 KR101268382 B1 KR 101268382B1 KR 1020100103159 A KR1020100103159 A KR 1020100103159A KR 20100103159 A KR20100103159 A KR 20100103159A KR 101268382 B1 KR101268382 B1 KR 101268382B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
artificial wetland
wetland
pond
type
flow artificial
Prior art date
Application number
KR1020100103159A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120041623A (ko
Inventor
김이형
Original Assignee
공주대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 공주대학교 산학협력단 filed Critical 공주대학교 산학협력단
Priority to KR1020100103159A priority Critical patent/KR101268382B1/ko
Publication of KR20120041623A publication Critical patent/KR20120041623A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101268382B1 publication Critical patent/KR101268382B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/32—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the animals or plants used, e.g. algae
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/007—Contaminated open waterways, rivers, lakes or ponds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/002—Construction details of the apparatus
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Abstract

본 발명은 연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지에 관한 것이다. 본 발명은 연안역의 안쪽 지역과 연안 근접 지역에 각각 폰드형 자유흐름 인공습지를 조성하고, 연안 근접 지역의 폰드형 자유흐름 인공습지에 수평지하흐름 인공습지과 수직지하흐름 인공습지를 결합함과 아울러 연안역 안쪽 지역의 폰드형 자유흐름 인공습지와 수평지하흐름 인공습지 및 수직지하흐름 인공습지를 수로로서 연결하여 수로의 주변에 수로형 자유흐름 인공습지가 조성되도록 한 것이므로 연안역의 안쪽 지역과 연안 근접 지역에 걸쳐 넓은 지역에 인공습지를 조성할 수 있게 되며, 이에 따라 자연 환경을 보존하고 생태계를 복원시킬 수 있게 되며, 자유흐름 인공습지와 수평지하흐름 인공습지 및 수직지하흐름 인공습지를 결합함으로써 다양한 습지의 기능에 의한 오 · 폐수 처리성능을 얻을 수 있음과 아울러 주변 환경조건과 조화를 이루어 미적인 경관 향상시킬 수 있게 되고, 수로의 주변에 자유흐름 인공습지를 구비함으로써 넓은 면적의 자연학습장을 조성하거나 도시하수처리 후 2차 처리를 위한 습지의 형태로 활용할 수 있게 되는 효과가 있다.

Description

연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지{Hybrid constructed wetland for protecting the costal and natural wetlands}
본 발명은 인공습지에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 전처리 시설, 폰드형 자연흐름 인공습지, 수로형 자연흐름 인공습지, 수평지하흐름 인공습지와 수직지하흐름 인공습지, 그리고 폰드형 자유흐름 인공습지가 교호로 배치되어 녹색공간을 조성함과 아울러 연안역이나 강변도로 등에서 유출되는 오염수로부터 오염물질을 제거하여 해양이나 강의 오염을 방지하고, 습지를 조성하여 생태 복원을 기할 수 있도록 한 연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지에 관한 것이다.
예로부터 점오염원(point pollution source)과 비점오염원(non-point pollution source)로부터 유출된 오 · 폐수를 처리하기 위하여 여과형 처리시설과 생물학적 처리시설 등 다양한 처리시설이 사용되어 왔다.
그러나 이러한 종래의 처리시설은 콘크리트 구조물 등 다양한 구조물로 구성된 기계적 시설로서, 부유물질과 유기물, 그리고 인과 질소를 제거하는 데 중점을 두고 개발되어 왔다.
1971년 람사르에서 열린 국제회의에서 채택되어 1975년 12월에 발효된 '물새서식지로서 특히 국제적으로 중요한 습지에 관한 협약'('람사르 협약'이라고도 한다) 이후 습지의 중요성이 널리 인식되어 습지의 보존과 활용에 대하여 다각도로 연구가 진행되고 있으며, 그 일환으로 인공습지를 이용한 수질정화기술이 도입되어 널리 활용되고 있다.
인공습지를 이용한 수질정화기술은 종래의 기계적 처리시설이 단순히 오 · 폐수로부터 오염물질을 제거, 처리하는 데 그치고 있는 것에 비하여 자연환경 개선, 생태계 복원 등을 위해 중요한 의미를 가진다.
즉, 습지는 생태적 기능, 수질정화 기능, 경제적 기능, 문화적 기능, 수리적 기능 및 기후조절 기능 등 다양한 기능을 가지는 바, 인공습지를 이용한 수질정화기술은 단기적으로는 수질정화 기능을 수행하게 될 것이지만 장기적으로는 자연적인 습지 조성과 이로 인한 자연환경 개선과 생태계 복원 등 중요한 기능을 수행하게 될 것이다.
인공습지는 자연정화 능력이 있는 토양, 식물 또는 미생물 등을 이용하여 오염된 환경을 개선할 수 있도록 인공적으로 조성된 습지로서 종래의 기계적인 수처리시설에 비하여 에너지 소모가 적고 유지관리가 용이하며 소요경비가 낮고 2차 오염의 우려가 적은 장점이 있다. 또한 인공습지는 자연정화 기능은 물론 수리적 기능을 가지고 있기 때문에 우리나라와 같이 집중호우가 많은 지역에서는 집중호우시 담수호 역할을 하게 되어 수해를 줄여주게 된다.
인공습지는 얕은 습지(shallow wetland), 이중목적 얕은 습지(ED, shallow wetland), 연못/습지 시스템(pond/wetland system), 소규모 습지(pocket wetland) 등으로 구분되며, 수문학적 특성에 따라서 자유흐름 인공습지(Free Water Surface wetland, FWS), 수평지하흐름 인공습지(Horizontal Subsurface Flow wetland), 수직지하흐름 인공습지(Vertical Subsurface Flow wetland) 및 혼합시스템 습지(hybrid systems wetland)로 구분된다.
종래의 인공습지를 이용한 오 · 폐수 처리시설은 다음과 같은 문제점이 있다.
첫 째, 종래의 인공습지를 이용한 오 · 폐수 처리시설은 질소와 인과 같은 영양염류 제거가 주목적이기 때문에 도시 비점오염원에 포함되어 있는 중금속 및 입자상 물질 등의 제거에 어려움이 많았다.
둘 째, 도시 비점오염원의 경우 중금속은 입자상 및 용존성이 약 절반씩 포함되어 있으나 종래의 인공습지를 이용한 오 · 폐수 처리시설은 입자상 및 용존성 중금속을 동시에 제거하기에 어려움이 많았다.
셋 째, 종래의 인공습지를 이용한 오 · 폐수 처리시설은 자유흐름 인공습지, 수평지하흐름 인공습지, 수직지하흐름 인공습지 중 어느 하나 특히 수직지하흐름 인공습지를 주로 포함하여 구성하고 있기 때문에 다양한 인공습지의 조합을 이루어내지 못하여 만족할만한 오염물질 제거효율을 얻을 수 없을 뿐만 아니라 안정된 오염물질의 유입이 안정적일 경우에는 어느 정도 효과를 발휘하지만 비점오염원이 가진 충격 오염부하(pulse input of pollutants)에 능동적으로 대응하지 못하는 문제점이 있었다.
다섯 째, 종래의 인공습지를 이용한 오 · 폐수 처리시설은 안정적인 유량에는 능동적으로 대응할 수 있지만 비점오염원이 가진 순간적 대용량을 처리하지 못하는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 연안역 주변에 넓은 면적의 습지를 조성할 수 있으며, 자연 환경을 보존하고 생태계를 복원할 수 있으며, 질소와 인과 같은 영양염류 및 도시 비점오염원에 포함되어 있는 중금속 및 입자상 물질을 효과적으로 처리할 수 있도록 한 연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지를 제공하려는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 다양한 습지의 기능에 의한 오 · 폐수 처리성능을 얻을 수 있음과 아울러 주변 환경조건과 조화를 이루어 미적인 경관 향상시킬 수 있도록 한 연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지를 제공하려는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 비점오염원이 가진 충격 오염부하에 능동적으로 대응할 수 있도록 한 연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지를 제공하려는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 넓은 면적의 자연학습장을 조성하거나 도시하수처리 후 2차 처리를 위한 습지의 형태로 활용할 수 있도록 한 연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지를 제공하려는 것이다.
본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위하여, 전처리 시설부(A)와; 상기 전처리 시설부(A)에 연결되는 폰드형 자유흐름 인공습지(20)를 포함하는 폰드형 자유흐름 인공습지 설치부(B)와; 상기 폰드형 자유흐름 인공습지 설치부(B)에 연결되는 수로(30)와, 상기 수로(30)의 주변에 구비되는 자연흐름 인공습지(40)를 포함하는 수로형 자연흐름 인공습지 설치부(C)와; 상기 수로형 자연흐름 인공습지 설치부(C)의 수로(30)에 연결되며 수평지하흐름 인공습지(50)와 수직지하흐름 인공습지(60)를 구비하는 혼합형 지하흐름 인공습지 설치부(D)와; 상기 혼합형 지하흐름 인공습지 설치부(D)에 연결, 설치되며, 폰드형 자연흐름 인공습지(70)를 포함하는 폰드형 자연흐름 인공습지 설치부(E)를 포함하여 구성되는 연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지를 제공한다.
본 발명은 자유흐름 인공습지와 수평지하흐름 인공습지 및 수직지하흐름 인공습지를 결합함과 아울러 연안역의 안쪽 지역과 연안 근접 지역을 수로로서 연결한 것이므로 수로 주위에 자유흐름 인공습지가 조성되고, 연안역 주변에 넓은 면적의 습지를 조성할 수 있으며, 자연 환경을 보존하고 생태계를 복원할 수 있으며, 질소와 인과 같은 영양염류 및 도시 비점오염원에 포함되어 있는 중금속 및 입자상 물질을 효과적으로 처리할 수 있다.
또한 본 발명은 자유흐름 인공습지와 수평지하흐름 인공습지 및 수직지하흐름 인공습지를 결합한 것이므로 다양한 습지의 기능에 의한 오 · 폐수 처리성능을 얻을 수 있음과 아울러 주변 환경조건과 조화를 이루어 미적인 경관 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명은 자유흐름 인공습지와 수평지하흐름 인공습지 및 수직지하흐름 인공습지를 결합함과 아울러 연안역의 안쪽 지역과 연안 근접 지역을 수로로서 연결한 것이므로 비점오염원이 가진 충격 오염부하에 능동적으로 대응할 수 있다.
또한 본 발명은 자유흐름 인공습지와 수평지하흐름 인공습지 및 수직지하흐름 인공습지과 폰드형 자유흐름 인공습지 등을 수로로 연결한 것이므로 넓은 면적의 자연학습장을 조성하거나 도시하수처리 후 2차 처리를 위한 습지의 형태로 활용할 수 있다.
도 1 내지 도 4는 본 발명에 의한 연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지의 바람직한 제 1 실시 예를 보인 것으로,
도 1은 본 발명에 의한 연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지의 평면도,
도 2는 자유흐름 인공습지의 종단면도,
도 3은 수평지하흐름 인공습지의 종단면도,
도 4는 수직지하흐름 인공습지의 종단면도,
도 5는 본 발명에 의한 연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지의 바람직한 제 2 실시 예를 보인 평면도,
도 6은 본 발명에 의한 연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지의 바람직한 제 3 실시 예를 보인 평면도이다.
이하, 본 발명에 의한 연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 설명한다.
본 발명의 바람직한 제 1 실시 예에 따른 연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지는, 도 1에 도시한 바와 같이, 전처리 시설부(A)와;
상기 전처리 시설부(A)에 연결되는 폰드형 자유흐름 인공습지(Pond type Free Water Surface wetland)(20)를 포함하는 폰드형 자유흐름 인공습지 설치부(B)와;
상기 폰드형 자유흐름 인공습지 설치부(B)에 연결되는 수로(30)와, 상기 수로(30)의 주변에 구비되는 자연흐름 인공습지(40)를 포함하는 수로형 자연흐름 인공습지 설치부(C)와;
상기 수로형 자연흐름 인공습지 설치부(C)의 수로(30)에 연결되며 수평지하흐름 인공습지(Horizontal Subsurface Flow wetland)(50)와 수직지하흐름 인공습지(Vertical Subsurface Flow wetland)(60)를 구비하는 혼합형 지하흐름 인공습지 설치부(D)와;
상기 혼합형 지하흐름 인공습지 설치부(D)에 연결, 설치되며, 폰드형 자연흐름 인공습지(70)를 포함하는 폰드형 자연흐름 인공습지 설치부(E)를 포함한다.
상기 전처리 시설부(A)는 연안역 또는 강변도로의 가장 안쪽에 설치되며, 점오염원 또는 비점오염원으로부터 연안역이나 강변도로 등에 설치된 측구나 우수토실 등을 통해 유입되는 오 · 폐수로부터 고형부유물질 등을 침전 또는 여과하여 제거하는 시설로서 통상적인 침전지나 침사지 등을 채용할 수 있다.
상기 폰드형 자유흐름 인공습지 설치부(B)를 구성하는 상기 자유흐름 인공습지(20)는 그 바닥에 여재 겸 식재층으로서 모래층(21)이 구비되며, 상기 모래층(21)에 수생정수식물(22)이 식재된다(도 2 참조).
상기 폰드형 자유흐름 인공습지(20)의 중앙부에는 오 · 폐수의 흐름이 상기 폰드형 자유흐름 인공습지(20)의 전역에 걸쳐서 균등하게 이루어지도록 하기 위한 배리어(23)를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 전처리 시설부(A)와 폰드형 자유흐름 인공습지(20)는 전처리 배수관이나 위어(wier)(미도시) 등으로 연결할 수 있다.
상기 폰드형 자유흐름 인공습지(20)에 식재되는 수생정수식물로서는 갈대나 부들 등이 적합하다.
갈대는 외떡잎식물강 화본목 화본과의 여러해살이풀로서, 온대와 한대에 걸쳐서 널리 분포하며, 습지나 갯가, 호수 주변의 모래땅에 군락을 이루고 자라며 뿌리줄기의 마디에서 많은 황색의 수염뿌리가 나는 수생정수식물이고, 부들은 외떡잎식물강 부들목 부들과의 외떡잎 여러해살이풀로서, 연못 가장자리와 습지에서 자라며 뿌리줄기가 옆으로 퍼지고, 물에서 살지만 뿌리를 제외한 잎과 줄기는 물 밖으로 드러나는 수생정수식물이다.
상기 폰드형 자유흐름 인공습지(20)의 수심은 0.2~1.0m 정도로 할 수 있으나 0.3m로 유지되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 수로형 자연흐름 인공습지 설치부(C)를 구성하는 사행형 수로(30)는 사행형(蛇行形)으로 형성하여 그 주변에 수로형 자연흐름 인공습지(40)가 조성되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 수로형 자연흐름 인공습지(40)는 상술한 폰드형 자유흐름 인공습지(20)와 마찬가지로 그 바닥에 여재로서 모래층(41)이 구비되며, 상기 모래층(41)에 수생정수식물(42)이 식재된다(도 2 참조).
상기 수로(30)는 콘크리트 구조물로 구성되는 것이 아니고, 현지의 지반을 굴착하여 물이 흐를 수 있도록 구성한 것으로, 이 수로(30)를 따라 흐르는 오 · 폐수는 상기 자연흐름 인공습지(40)로 스며들 수도 있다.
상기 폰드형 자유흐름 인공습지(20)와 수로(30)는 배수관이나 위어(미도시) 등으로 연결할 수 있다.
상기 수로형 자유흐름 인공습지(40)에 식재되는 수생정수식물로서는 갈대나 부들 등이 적합하다.
상기 혼합형 지하흐름 인공습지 설치부(D)는 수평지하흐름 인공습지(50)와 수직지하흐름 인공습지(60)를 교호로 배치한 것이다.
상기 수평지하흐름 인공습지(50)는 도 3에 도시한 바와 같이, 그 바닥에 여재 겸 식재층으로서 모래층(51)이 구비되며, 상기 모래층(51)에 수생정수식물(53)이 식재된다.
상기 모래층(51)의 가장자리에는 굵은 자갈층(52)이 구비되어 상기 수로형 자연흐름 인공습지(40)에서 유입된 오 · 폐수가 자갈층(52)을 통해 모래층(51)로 침투하여 모래층(51) 내에서 수평으로 흐를 수 있도록 구성된다.
상기 수직지하흐름 인공습지(60)는 도 4에 도시한 바와 같이, 그 바닥에 여재 겸 식재층으로서의 모래층(61)과 여재로서의 굵은 자갈층(62)이 구비되며, 상기 모래층(61)에는 수생정수식물(63)이 식재된다.
상기 수직지하흐름 인공습지(60)로 유입된 오 · 폐수는 상기 모래층(61)을 수직하방으로 통과하면서 여과되고, 자갈층(62) 내에서 수평으로 흐를 수 있도록 구성된다.
상기 지하흐름 인공습지(50)(60)에 식재되는 수생정수식물(53)(63)로서는 부들이나 창포 등이 적합하다.
창포는 외떡잎식물강 천남성목 천남성과의 외떡잎 여러해살이풀로서, 연못가나 도랑가에서 자라며, 뿌리줄기는 옆으로 길게 자라고, 종자번식보다는 뿌리에 의한 분주번식율이 좋은 수생정수식물이다.
상기 수평지하흐름 인공습지(50)의 여재로서의 모래층(51)의 두께는 0.3~0.6m 범위로 할 수 있으나 0.6m로 하는 것이 바람직하다. 상기 수평지하흐름 인공습지(50)의 수위는 여재인 모래층(51)의 상부보다 낮게 유지하는 것이 바람직하다.
상기 폰드형 자유흐름 인공습지 설치부(E)는 연안 근접 지역 또는 강변에 설치된다.
상기 폰드형 자유흐름 인공습지 설치부(E)를 구성하는 폰드형 자유흐름 인공습지(70)는 상술한 폰드형 자유흐름 인공습지(20)와 수로형 자유흐름 인공습지(40)와 마찬가지로 그 바닥에 여재로서 모래층(71)이 구비되며, 상기 모래층(71)에 수생정수식물(72)이 식재된다(도 2 참조).
상기 폰드형 자유흐름 인공습지(70)에 식재되는 수생정수식물(72)로서는 연꽃이 적합하다.
연꽃은 쌍떡잎식물강 미나리아재비목 수련과의 여러해살이 수초로서 뿌리줄기는 굵고 옆으로 뻗어가는 수생정수식물이다.
상기 자유흐름 인공습지(20)(40)(70)는 오 · 폐수의 유입과 유출이 자연적으로 이루어지도록 구성할 수도 있으나, 물의 흐름이 효율적으로 이루어지도록 하기 위하여 오 · 폐수가 유입되는 유입관(24,43,73)과 정화처리된 정수가 유출되는 유출관(25,44,74)을 설치할 수 있다.
상기 수평지하흐름 인공습지(50)와 수직지하흐름 인공습지(60)는 오 · 폐수의 유입과 유출이 자연적으로 이루어지도록 구성할 수도 있으나, 물의 흐름이 효율적으로 이루어지도록 하기 위하여 오 · 폐수가 유입되는 유입관(54)(64)과 유출관(55)(65)을 설치할 수 있다.
이하, 본 발명에 의한 연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지의 작용에 대하여 설명한다.
상기 전처리 시설부(A)는 연안역 또는 강변도로의 점오염원이나 비점오염원으로부터 발생하여 측구나 우수토실 등을 통해 유입되는 오 · 폐수를 침전 또는 여과에 의해 고형부유물질을 제거한다.
상기 전처리 시설부(A)에서 고형부유물질이 제거된 오 · 폐수는 폰드형 자유흐름 인공습지 설치부(B)를 구성하는 폰드형 자유흐름 인공습지(20)로 유입된다. 상기 폰드형 자유흐름 인공습지(20)로 유입된 오 · 폐수는 도 3에 도시한 바와 같이, 수생정수식물(22)이 식재된 모래층(21)의 표면을 따라 자연적으로 흐르게 된다.
이 과정에서 오 · 폐수가 상기 모래층(21)과 수생정수식물(22)의 뿌리 등과 접촉하면서 물리적으로 여과 처리됨과 아울러 상기 모래층(21)과 수생정수식물(22)에 의해 조성된 서식처에 서식하는 생물 등에 의해 생물학적으로 처리된다.
상기 폰드형 자유흐름 인공습지(20)에서는 TSS, BOD, COD, 중금속, 유기물 등을 짧은 시간 내에 효율적으로 처리할 수 있고, 습지 표면이 대기 중에 노출되어 있으며, 비점오염물질의 처리, 자연학습장 제공, 도시하수처리 후 2차 처리 시설로서 활용될 수 있다. 또한 건설비용이 비교적 저렴하며 운영 및 유지관리비용과 기계설비, 에너지, 전문 인력 등을 최소화할 수 있어 매우 경제적이며, 환경 보존과 생태 복원에 효과적이다.
상기 폰드형 자유흐름 인공습지(20)에서 처리된 오 · 폐수는 수로형 자유흐름 인공습지 설치부(C)의 수로(30)를 따라 흐르게 된다.
상기 수로(30)를 따라 흐르는 오 · 폐수는 그 주변에 조성되어 있는 수로형 자유흐름 인공습지(40)로 스며들게 된다. 상기 수로형 자유흐름 인공습지(40)는 상술한 폰드형 자유흐름 인공습지(20)에서와 같은 작용으로 오 · 폐수를 처리하게 된다(도 3 참조).
상기 수로(30)를 따라 흐르는 오 · 폐수는 수로(30)의 끝에서 혼합형 지하흐름 인공습지 설치부(D)의 수평지하흐름 인공습지(50)와 수직지하흐름 인공습지(60) 내로 흘러들어가게 된다.
상기 수평지하흐름 인공습지(50)에 유입된 오 · 폐수는 그 가장자리에 구비된 자갈층(52)을 통해 모래층(51)으로 침투하여 모래층(51) 내에서 수평으로 흐르게 된다. 이때, 오 · 폐수는 상기 자갈층(52)을 통과하는 과정에서 1차로 여과, 처리되며, 모래층(51) 내에서 수평으로 흐르는 과정에서 모래층(51)과 수생정수식물(53)의 뿌리 등과 접촉하면서 2차적으로 여과, 처리됨과 아울러 모래층(51)과 자갈층(52) 및 수생정수식물(53)에 의해 조성된 서식처에 서식하는 생물 등에 의해 생물학적으로 처리된다.
상기 수평지하흐름 인공습지(50)는 모래층(51)을 통과하는 오 · 폐수 중의 유기물과 미생물에 의하여 자연적인 생물학적 처리 환경이 조성되며, 유입수 중의 오염물질 농도가 높을 경우 자연적인 생물학적 처리 환경이 효과적으로 조성된다. 또한 상기 수평지하흐름 인공습지(50)에서는 수위가 상기 모래층(51)보다 낮게 조성되어 오 · 폐수가 모래층(51)의 내부를 흐르기 때문에 해충의 번식을 줄일 수 있어 매우 위생적이며, 상기 수평지하흐름 인공습지(50) 내의 식생을 퇴비 및 동물의 사료로 재사용할 수 있게 된다. 또한 오 · 폐수가 상기 모래층(51)의 내부에서 흐르기 때문에 낮은 온도와 결빙의 영향을 적게 받으며, 수리학적 흐름으로는 Darcy'의 법칙의 영향을 받는 습지형태로 조성될 수 있다.
상기 수직지하흐름 인공습지(60)에 유입된 오 · 폐수는 모래층(61)을 수직으로 하향 통과하여 그 하부에 구비된 자갈층(52)으로 침투하여 자갈층(62)의 내부에서 수평으로 흐르게 된다.
이 과정에서 오 · 폐수는 상기 모래층(61)을 통과하는 과정에서 모래층(61)과 수생정수식물(63)의 뿌리와 접촉하면서 1차로 여과, 처리되고, 상기 자갈층(62)의 내부를 흐르는 과정에서 자갈층(62)과 접촉하면서 2차로 여과, 처리됨과 아울러 모래층(61)과 자갈층(62) 및 수생정수식물(63)에 의해 조성된 서식처에 서식하는 생물 등에 의하여 생물학적으로 처리된다.
상기 수직지하흐름 인공습지(60)는 자유흐름 인공습지와 수평지하흐름 인공습지를 혼합한 형태로 볼 수 있으며, 오 · 폐수가 모래층(61)에 대하여 수직으로 통과시켜 여과하는 것으로 수압으로 인하여 일정 시간 간격으로 습지에 오 · 폐수가 정체한 후 유출된다는 점에서 중요한 특징이 있다. 이러한 주기적인 정체와 유출 현상으로 인하여 모래층(61)의 공극에 산소가 채워져 효과적인 통기가 이루어진다.
따라서 상술한 과정에서 높은 질산화 과정이 일어나며, 오 · 폐수 중의 질소를 제거하는 데 효과적으로 활용할 수 있다.
상기 혼합형 지하흐름 인공습지 설치부(D)의 수평지하흐름 인공습지(50)와 수직지하흐름 인공습지(60)를 통과한 오 · 폐수는 폰드형 자유흐름 인공습지 설치부(E)의 자유흐름 인공습지(70)로 유입된다.
상기 자유흐름 인공습지(70)로 유입된 오 · 폐수는 상술한 폰드형 자유흐름 인공습지(20) 및 수로형 자유흐름 인공습지(40)에서와 같은 원리의 처리가 이루어지게 된다.
상기 폰드형 자유흐름 인공습지 설치부(E)에서 처리된 최종 처리수는 연안이나 강으로 방류된다.
도 5 및 도 6은 각각 본 발명에 의한 연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지의 바람직한 제 2 실시 예 및 제 3 실시 예를 보인 것이다.
제 2 실시 예에 따른 연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지는 상기 혼합형 지하흐름 인공습지 설치부(E)를 각각 한 쌍씩의 수평지하흐름 인공습지(50)와 수직지하흐름 인공습지(60)를 교호로 설치한 것이고, 제 3 실시 예에 따른 연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지는 상기 혼합형 지하흐름 인공습지 설치부(E)를 각각 3개씩의 수평지하흐름 인공습지(50)와 수직지하흐름 인공습지(60)를 교호로 설치한 것이다.
이들 실시 예는 본 발명에 의한 연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지가 조성되는 현지의 자연 환경에 따라 선택적으로 채택되는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지는 자유흐름 인공습지와 수평지하흐름 인공습지 및 수직지하흐름 인공습지를 결합함과 아울러 연안역의 안쪽 지역과 연안 근접 지역을 수로로서 연결하여 수로 주위에 자유흐름 인공습지가 조성되도록 하고, 연안역 주변에 넓은 면적의 습지를 조성할 수 있으므로 연안역 개발로 인해 증가된 담수 강우유출수에 의해 훼손되는 연안 자연습지 보호에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
또한 본 발명에 의한 연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지는 도시 지역에 설치하여 도시 비점오염물질 제거 및 자연적 물순환 구축에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
또한 본 발명에 의한 연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지는 도시에 적용하였을 때 도심지 내의 물의 저류 및 침투를 증가시켜 도심지의 미기후 변화(microscopic weather changes)에 적합하며 도심자의 온도를 저감하여 염섬저감효과에 기여할 것으로 기대된다.
또한 본 발명에 의한 연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지는 농업지역 및 축산지역의 입자상 물질 및 영양염류 제거에 기여하여 수계 오염물질을 크게 저감시킬 수 있을 것으로 기대된다.
또한 본 발명에 의한 연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지는 도심지 및 농업지역에 적용하여 오염물질의 수계유출을 저감하여 수질오염 총량제도에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
또한 본 발명에 의한 연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지는 신도시 및 뉴타운 조성 및 도시재생사업에 접목함으로써 향후 도시 수출에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
또한 본 발명에 의한 연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지는 하천의 천변에 조성하여 하천복원 및 생태복원에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
또한 본 발명에 의한 연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지는 도심지에 적용하여 생태계 호가대 및 생물다양성에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
자연 환경을 보존하고 생태계를 복원할 수 있으며, 질소와 인과 같은 영양염류 및 도시 비점오염원에 포함되어 있는 중금속 및 입자상 물질을 효과적으로 처리할 수 있다.
또한 본 발명은 자유흐름 인공습지와 수평지하흐름 인공습지 및 수직지하흐름 인공습지를 결합한 것이므로 다양한 습지의 기능에 의한 오 · 폐수 처리성능을 얻을 수 있음과 아울러 주변 환경조건과 조화를 이루어 미적인 경관 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명은 자유흐름 인공습지와 수평지하흐름 인공습지 및 수직지하흐름 인공습지를 결합함과 아울러 연안역의 안쪽 지역과 연안 근접 지역을 수로로서 연결한 것이므로 비점오염원이 가진 충격 오염부하에 능동적으로 대응할 수 있다.
또한 본 발명은 자유흐름 인공습지와 수평지하흐름 인공습지 및 수직지하흐름 인공습지과 폰드형 자유흐름 인공습지 등을 수로로 연결한 것이므로 넓은 면적의 자연학습장을 조성하거나 도시하수처리 후 2차 처리를 위한 습지의 형태로 활용할 수 있다.
이상에서는 본 발명을 바람직한 실시예로서, 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 제시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 고유사상의 범위 내에서 해당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
A : 전처리 시설부 B : 폰드형 자유흐름 인공습지 설치부
C : 수로형 자유흐름 인공습지 설치부
D : 혼합형 지하흐름 인공습지 설치부
E : 폰드형 자유흐름 인공습지 설치부
20 : 폰드형 자유흐름 인공습지 30 : 수로
40 : 수로형 자유흐름 인공습지 50 : 수평지하흐름 인공습지
60 : 수직지하흐름 인공습지 70 : 폰드형 자유흐름 인공습지
21,41,51,61,71 : 모래층 52,62 : 자갈층
22,42,53,63,72 : 수생정수식물

Claims (6)

  1. 전처리 시설부(A)와; 상기 전처리 시설부(A)에 연결되는 폰드형 자유흐름 인공습지(20)를 포함하는 폰드형 자유흐름 인공습지 설치부(B)와; 상기 폰드형 자유흐름 인공습지 설치부(B)에 연결되는 수로(30)와, 상기 수로(30)의 주변에 구비되는 자연흐름 인공습지(40)를 포함하는 수로형 자연흐름 인공습지 설치부(C)와; 상기 수로형 자연흐름 인공습지 설치부(C)의 수로(30)에 연결되며 수평지하흐름 인공습지(50)와 수직지하흐름 인공습지(60)를 구비하는 혼합형 지하흐름 인공습지 설치부(D)와; 상기 혼합형 지하흐름 인공습지 설치부(D)에 연결, 설치되며, 폰드형 자연흐름 인공습지(70)를 포함하는 폰드형 자연흐름 인공습지 설치부(E)를 포함하여 이루어지고,
    상기 폰드형 자유흐름 인공습지(20)의 수심은 0.3m로 유지되도록 하고, 상기 수로(30)는 현지의 지반을 굴착하여 물이 흐를 수 있도록 구성하며,
    상기 폰드형 자유흐름 인공습지(20)와, 상기 자연흐름 인공습지(40) 및 상기 폰드형 자연흐름 인공습지(70)는 그 바닥에 여재 겸 식재층으로서 모래층(21)(41)(71)이 구비되며, 상기 모래층(21)(41)(71)에 식재되는 수생정수식물(22)(42)(72)을 포함하고,
    상기 수평지하흐름 인공습지(50)는 그 바닥에 구비되는 모래층(51)과, 그 가장자리에 구비되는 자갈층(52) 및, 상기 모래층(51)에 식재되는 수생정수식물(53)을 포함하며,
    상기 수직지하흐름 인공습지(60)는 그 바닥에 구비되는 모래층(61)과, 상기 모래층(61)의 하층에 구비되는 자갈층(62) 및, 상기 모래층(61)에 식재되는 수생정수식물(63)을 포함하고,
    상기 수평지하흐름 인공습지(50)와 수직지하흐름 인공습지(60)는 오·폐수의 유입과 유출이 효율적으로 이루어지도록 오·폐수가 유입되는 유입관(54)(64)과 유출관(55)(65)을 더 포함하여 구성되는 연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 폰드형 자유흐름 인공습지(20)의 중간부에는 오 · 폐수의 흐름이 상기 폰드형 자유흐름 인공습지(20)의 전역에 걸쳐서 균등하게 이루어지도록 하기 위한 배리어(23)를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 폰드형 자유흐름 인공습지 설치부(B)의 수로(30)는 사행형으로 형성됨을 특징으로 하는 연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지.
  5. 삭제
  6. 삭제
KR1020100103159A 2010-10-21 2010-10-21 연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지 KR101268382B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100103159A KR101268382B1 (ko) 2010-10-21 2010-10-21 연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100103159A KR101268382B1 (ko) 2010-10-21 2010-10-21 연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120041623A KR20120041623A (ko) 2012-05-02
KR101268382B1 true KR101268382B1 (ko) 2013-05-28

Family

ID=46262663

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100103159A KR101268382B1 (ko) 2010-10-21 2010-10-21 연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101268382B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160104841A (ko) 2015-02-26 2016-09-06 공주대학교 산학협력단 표면흐름 및 침윤수직흐름 하이브리드 인공습지 및 이에 사용되는 미디어 모듈

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103466899B (zh) * 2013-09-30 2014-09-17 武汉大学 一种中部水网地区面源污染的拦控系统及其构建方法
CN109553191A (zh) * 2018-12-04 2019-04-02 浙江大学 田园景观型生态沟渠氮磷拦截系统及方法
CN116675345A (zh) * 2023-05-06 2023-09-01 中节能国祯环保科技股份有限公司 一种污水处理厂尾水人工湿地系统及尾水处理方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100444972B1 (ko) * 2003-02-26 2004-08-21 변우일 생태공원으로 활용가능한 점.비점 오염원 처리용 다단계셀인공습지 시스템 및 오염원 처리 방법
KR100787149B1 (ko) * 2006-12-08 2007-12-21 주식회사 아썸 수처리를 위한 인공습지
KR100820863B1 (ko) 2007-08-24 2008-04-11 주식회사 에코탑 오수처리용 인공습지 시설

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100444972B1 (ko) * 2003-02-26 2004-08-21 변우일 생태공원으로 활용가능한 점.비점 오염원 처리용 다단계셀인공습지 시스템 및 오염원 처리 방법
KR100787149B1 (ko) * 2006-12-08 2007-12-21 주식회사 아썸 수처리를 위한 인공습지
KR100820863B1 (ko) 2007-08-24 2008-04-11 주식회사 에코탑 오수처리용 인공습지 시설

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160104841A (ko) 2015-02-26 2016-09-06 공주대학교 산학협력단 표면흐름 및 침윤수직흐름 하이브리드 인공습지 및 이에 사용되는 미디어 모듈

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120041623A (ko) 2012-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101668095B1 (ko) 멀티셀 및 멀티레인의 습지와 연못 및 침전지 구조를 활용한 생태적 수질정화 비오톱 시스템
KR100423662B1 (ko) 하천변 자연제방과 둔치를 이용한 생물 접촉 산화식 하천 수질 정화 설비
CN102120677B (zh) 多级污水处理用生物反应系统的制作方法及污水处理方法
CN109399800B (zh) 一种河流湖泊径流污染梯级控制系统
KR101051611B1 (ko) 물순환 및 생태형 시스템을 결합한 부유습지
CN105401552A (zh) 一种将盐碱滩地改造成低污染水湿地深度处理系统的方法
KR20130091900A (ko) 침투도랑을 갖는 비점오염 저감 시설물 및 그 저감 시설물을 이용한 비점오염 저감방법
KR101268382B1 (ko) 연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지
CN104310592B (zh) 一种北方地区入湖口河流分流净化人工湿地处理系统
JP4299382B2 (ja) 水処理用人工湿地
KR101676378B1 (ko) 하천하상 계류순환 시스템
CN214571350U (zh) 一种湿地水质净化生态修复结构
CN109403264A (zh) 河渠入河口污水处理设施沉砂池采用人工弯道壅水的方法
KR20080015136A (ko) 생태정화형 인공습지용 연결수로
CN109607941A (zh) 一种农田及城乡生态截污及净化系统
KR101635966B1 (ko) 수질정화 기능을 갖는 생태수로
KR101704529B1 (ko) 비점오염원 처리를 위한 인공습지시스템
CN112028387B (zh) 一种用于面源污染水治理的人工湿地修复方法
KR101218044B1 (ko) 자연형 비점 오염 처리시설
CN210827299U (zh) 一种设有亲水通道与生态驳岸的河道
KR100437076B1 (ko) 침전, 여과 및 미생물 분해에 의한 수질정화 방법과 그 장치
Austin Design and performance of bioretention beds for removal of stormwater contaminants
CN111139784A (zh) 湖泊入湖口点源污染强化滞留净化人工湿地系统
KR20200035535A (ko) 수변공간을 활용한 오염부하 저감 및 차단시스템
JP4726675B2 (ja) 浸透堤

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160225

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170308

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180409

Year of fee payment: 6