KR101614394B1 - 미생물과 식물을 이용한 다용도 수질정화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하천 등지의 물을 측면 여과방식으로 통과시켜 오염원을 여과하는 과정에서 대나무 숯에 배양된 박테리아가 오염된 물을 분해제거하며 분해된 오염원을 식물의 영양분으로 공급하고, 정제된 물은 하천 등지로 배출되게 하는 수질정화에 관한 것으로, 일정한 수위를 유지하도록 하천에 설치되는 수위조절용 보의 물을 수평하게 유입하여 측면 여과방식으로 통과시키면서 수질을 정화시켜 배출하는 수질정화 장치로서, 단턱을 형성하도록 상부에서 하부로 요입된 식생홈이 형성된 베이스 구조물과, 상기 베이스 구조물에 단턱에 안착되는 방식으로 상기 식생홈에 설치되고, 물이 통과하는 복수의 배수구가 형성되며, 내부에 대나무 숯이 형성되고 식물이 식재된 망체화분과, 상기 식생홈에 설치되고, 상기 망체화분의 일정한 사이마다 설치되어 식생홈에 흐르는 물을 상하부로 유도하며, 상기 식생홈 저면에서 공급되는 공기방울의 유영시간을 길게 하여 박테리아와 식물에 충분한 공기와 오염원을 공급하는 상기 상하부 격막과, 지열로 수온을 조절하는 지하매설관과, 자연환경으로부터 상기 베이스 구조물을 격리시키는 온실을 포함한다.

Description

미생물과 식물을 이용한 다용도 수질정화 장치{multipurpose water quality purification apparatus using microorganism and plants}

본 발명은 미생물과 식물을 이용한 수질정화 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하천 등지의 오염된 물을 측면 여과방식으로 통과시키면서 대나무 숯에 배양된 박테리아가 물에 오염원을 분해, 제거하여 식물에 영양원으로 공급하고, 정제된 물은 하천 등지로 배출되게 하는 수질정화 장치에 관한 것이다.

본 출원에 앞서, 본 출원인은 발명의 명칭 ; "미생물과 식물을 이용한 수질정화 장치" (출원번호 ; 10-2013-0038788)를 출원한 바 있다, 상기 출원에 의하면, 상기 출원된 기술의 경우, 하천, 강, 호수, 댐, 바다 등지로 흘러들어가는 오염된 물을 경사지에 계단식 단차를 이용하여 상부 여과방식으로 통과시키면서 수질을 정화하고 떨어지는 물줄기에 의해 용존산소량을 증가시키는 것으로서, 경사지의 자연지형을 이용한 상부 여과방식의 수질정화 장치였다. [출원문헌] 10-2013-0038788 A 2013.04.09. [3쪽, 7줄] [5쪽, 15-19줄] [6쪽1-2줄] [6쪽, 6-9줄] [6쪽, 16-19줄] [7쪽, 16-18줄] [8쪽, 4-5줄] [9쪽, 12-14줄] [10쪽, 10-13줄] [11쪽, 19-20줄] [12쪽, 1-8줄] [12쪽, 9-15줄] [[13쪽, 2-7줄] [18쪽, 6-9줄] [18쪽, 12-14줄] [21쪽, 3-12줄] [22쪽, 1-4줄] [22쪽, 8-12줄] [22쪽, 15-17줄] [23쪽, 8-13줄] [24쪽, 3-12줄] [도면1-9]

그러나, 상기 출원된(10-2013-0038788) 경사지의 계단식 단차를 이용한 상부 여과방식은, 자연지형의 경사가 형성된 곳에서 사용할 수 있는 기술로서, 경사가 없는 평야나 평지에서는 사용되기 어렵다는 문제점이 있었다.

또, 상기 출원된(10-2013-0038788) 경사지의 계단식 단차를 이용한 상부 여과방식은, 물이 중력에 의해 박테리아가 배양되고 식물이 식재된 대나무 숯 화분을 순식간에 통과함으로써, 미생물과 식물이 오염원을 분해제거하고 흡수하는 시간이 짧아 수질정화가 비효율적으로 이루어지는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기 출원된(출원번호 ; 10-2013-0038788) 기술의 문제점을 감안하여 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 경사지가 없는 평지에서도 수로에 흐르는 물을 자연스럽게 통과시키는 측면 여과방식의 수질정화 장치로서, 공기 공급파이프를 수로 저면에 설치하여 공기를 공급하고, 물이 상하로 교체되게 흐르면서 공기방울의 유영 시간을 길게 하고, 상기 공기방울은 오염원을 흡착하여 호기성 박테리아와 식물에 공기와 오염원을 공급함으로써, 오염원의 분해제거와 흡수를 촉진하는 효율적인 수질정화 장치를 제공함에 있다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명은 일정한 수위를 유지하도록 하천에 설치되는 수위조절용 보의 물을 자연스럽게 흐르도록 하여 측면 여과방식으로 통과시키면서 수질을 정화시켜 배출하는 수질정화 장치로서, 단턱을 형성하도록 상부에서 하부로 요입된 식생홈이 형성된 베이스 구조물과, 상기 베이스 구조물의 단턱에 안착되는 방식으로 상기 식생홈에 설치되고, 물이 통과되는 복수의 배수구가 형성되며, 내부에 대나무 숯이 충전되고 식물이 식재되는 망체화분과. 상기 식생홈 저면에 설치되고 공기를 공급하는 공기 공급파이프와, 상기 망체화분 사이에 설치되고 물을 상하로 교차 되며 흐르도록 하는 상하부 격막과, 상기 수위조절용 보에서 물을 공급받아 이송하여 상기 베이스 구조물에 공급하는 수로를 포함한다.

본 발명의 일 실시 에에 따르면, 상기 베이스 구조물에 설치되고 상기 수위조절용 보에서 취수된 물을 공급받아 이물질을 침전시키고 상기 식생홈으로 공급하는 침전조를 더 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 베이스 구조물은 상호 단계가 형성되도록 구분된 형태로 복수 배치되고, 상기 각각의 베이스 구조물은 앞 단계에 배치된 베이스 구조물에서 배출된 물을 하부에 배치된 베이스 구조물로 공급하는 이송관으로 연결된다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 각각의 베이스 구조물은 상호 나란하도록 복수의 식생홈을 형성하고, 상기 식생홈과 인접하여 나란하도록 상부에서 하부로 요입된 작업통로를 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 망체화분은 상기 식생홈의 상부를 차단하도록 베이스 구조물의 상부에 설치되고, 개방된 상부와 연결된 수용공간을 형성하되, 측면과 저면에 조밀한 그물망 형태의 복수의 배수구가 형성되고, 내부에 식물이 식재되고 대나무 숯이 충전된 망체화분을 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 식생홈은, 상기 복수의 망체화분이 안착 되도록 내부의 수용공간을 구획하는 상기 복수의 상하부 격막이 형성되고, 상기 망체화분을 상기 각각의 구획된 공간에 복수로 안착되게 하는 상기 상부격막과 하부격막을 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 베이스 구조물은, 상부에서 하부로 요입 형성되어 상기 복수의 상하부 격막을 장착하는 격막홈과, 공급구와 배출구와 배수구가 형성된 에프알피 베이스 구조물을 포함한다.

본 출원에 앞서 출원된(10-2013-0038788) 경사지의 계단식 단차를 이용한 상부 여과방식은, 자연지형의 경사지가 없는 곳에서는 설치가 어려웠고, 또한, 상기 상부 여과방식은, 물이 중력에 의해 미생물이 배양되고 식물이 식재된 대나무 숯 화분을 통과하는 시간이 5초에 불과하였다. 가령, 나란히 10개의 대나무 숯 화분이 안착 되더라도, 상기 상부 여과방식은, 상기 각각의 대나무 숯 화분 상부에서 물이 떨어짐으로 결국 대나무 숯을 통과하는 시간은 5초가 되는 것이다. 그러나, 본 발명의 측면 여과방식은, 상기 같은 량의 물을 수평하게 통과시켰을 때, 상기 물이 상기 미생물이 배양되고 식물이 식재된 화분의 더 넓은 면적의 측면을 통과하는 시간이 10초 정도로, 상기 상부 여과방식의 두 배(105=2)가 되었다. 그러므로, 상기의 예를 들어 나란히 안착된 10개의 대나무 숯 화분을 측면 여과방식으로 통과시켰을 때는 100초가 걸리는 것으로서, 상기 상부 여과방식보다 본 발명의 상기 측면 여과방식의 수질정화 능력이 20배(1005=20)가 향상된 것이다. 즉, 상기 측면 여과방식은 경사지와 평지를 구분하지 않고 간단한 구성으로 수질정화를 할 수 있는 방법으로서, 자연지형에 영향을 받지 않고 자연유수 상태에서 많은 물을 일시에 정화할 수 있는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면 대나무 숯에 배양된 박테리아가 물의 오염원을 분해제거하고, 분해된 오염원은 식물의 영양원으로 흡수되는 것으로서, 오염원을 제거함과 동시에 식재된 식물을 생육시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 정화 과정에서 용존산소량이 증가되어 수생동식물의 생태환경을 복원시켜 줌으로서, 하천과 댐은 자정능력이 회복되어 항상 깨끗한 상태의 원수를 유지할 수 있게 된다.

또, 먹는 수돗물을 만들기 위해서는 고가 장비와 화학약품 등 에너지소모가 많아서 수돗물 원가상승의 원인이 되고 있으나, 본 발명의 측면 여과방식은 소모품이 없고 관리가 편리한 친환경 수질정화 장치로서 경제성이 탁월하다.

또, 대나무 숯은 수질을 정화하는 미생물의 서식지와 식물의 식재 기반으로 이용됨과 동시에 이물질을 여과하는 기능을 하는 것으로서, 대나무 숯 사이에 쌓여있는 이물질은 망체화분을 들어올려 복수의 배수구를 통해 수돗물 압력 정도의 수압을 가하면 이물질이 쉽게 제거되어 대나무 숯을 반영구적으로 사용할 수 있는 것으로서, 관리의 편리성과 한번 설치 후 소모품 발생이 없어 경제성이 우수하다.

또, 분리형태의 망체화분을 복수배치하여 다양한 종류의 수경재배용 식물을 식재할 수 있고, 망체화분을 들어올려 바깥으로 자라난 식물의 뿌리를 잘라주기만 하면 되므로 식물의 관리가 용이하며, 자라난 식물은 고급 친환경 생사료를 생산할 수 있다.

또, 채소나 과일, 화훼작물을 친환경적으로 재배하여 고품질 고가의 농산물을 생산할 수 있으며, 육상 양식장의 수질정화 장치로 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수질정화 장치의 측면도,
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 단계 형태로 복수 배치된 수질정화 장치의 평면도,
도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 복수 배치된 수질정화 장치의 정면도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 망체화분을 발췌하여 보인 사시도,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 물 흐름을 유도하는 상부격막의 평면도,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 물 흐름을 유도하는 하부격막의 평면도,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 수질정화 장치의 사시도,
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 단계 형태로 복수 배치되고, 온실이 형성된 수질정화 장치의 측면도,
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 지하매설관이 형성된 수질정화 장치의 측면도,
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 인접한 식생홈이 하나의 식생홈으로 연결되는 수질정화 장치의 평면도이다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 동일한 구성에 대하서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수질정화 장치의 측면도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 복수 배치된 수질정화 장치의 평면도이다.

본 발명은 일정한 수위를 유지하도록 하천(10)에 설치되는 수위조절용 보(11)의 물을 수평하게 흐르게 하고 자연유수 방식으로 통과시키면서 수질을 정화시켜 배출하는 수질정화 장치로서, 에프알피로 제작된 베이스 구조물(100)과, 그물망 구조의 망체화분(220)과, 공기 공급파이프(25)와, 상부격막(600)과 하부격막(700)을 포함할 수 있다. 보다 상세하게는 단턱(120)을 형성하도록 상부에서 하부로 요입된 식생홈(110)이 형성된 베이스 구조물(100)과, 상기 베이스 구조물(100)에 단턱(120)에 안착되는 방식으로 상기 식생홈(110)에 설치되고, 물이 배출되는 복수의 배수구(221)가 형성되며, 내부에 대나무 숯(230)이 충전되고 식물이 식재된 망체화분(220)과, 상기 베이스 구조물(100)의 저면에 설치되고, 에어 콤퓨레샤(20)로부터 공기를 공급받아 상기 망체화분(220)의 대나무 숯(230)에 배양된 박테리아와 상기 대나무 숯(230)에 식재된 식물의 뿌리와 물에 공기를 공급하여 주는 공기 공급파이프(25)와, 상기 식생홈(110)의 일정한 구간마다 설치되고, 상기 식생홈(110)에 흐르는 물을 상하로 교차되게 유도하는 상부격막(600)과 하부격막(700)을 포함한다.

먼저, 상기 수위조절용 보(11)는 하천(10)의 지면과 수직방향으로 설치되어 하천(10)의 수위가 일정하게 유지될 수 있도록 작용한다. 하천(10)의 물은 상기 수위조절용 (11)에 의해 갇히게 되면서 1차적으로 이물질의 침전이 이루어질 수 있다. 상기 수위조절용 보(11)의 상부에는 이물질이 침전된 물이 배출되는 배수구가 형성된다. 상기 배수구(12)를 통해 빠져나온 물은 수로(13)를 통해 상기 베이스 구조물(100)에 형성된 침전조(50)로 이송된다.

상기 베이스 구조물(100)은 지면에 설치되는 것으로, 단턱(120)을 형성하도록 식생홈(120)을 형성한다. 상기 단턱(120)에는 후술되는 망체화분(220)이 안착되며, 망체화분(220)을 통과하여 베이스 구조물(100)에서 배출된 물은 하천으로 곳 바로 배출되거나, 배출구(15)에 연결된 이송관(130)을 통하여 또 다른 수질정화 장치로 공급될 수 있다. 상기 베이스 구조물(100)은 에프알피와 피이, 콘크리트 등을 이용하여 형성될 수 있다.

망체화분(220)은 상기 베이스 구조물(100)의 단턱(120)에 안착되는 것으로, 내부에는 박테리아가 배양된 대나무 숯(230)이 충전되고, 수경재배 가능한 식물이 식재될 수 있다. 또한, 망체화분(220)은 물이 통과할 수 있도록 측면과 저면에 복수의 배수구(221)가 형성된다. 상기 식생홈(110)에는 다양한 종류의 식물이 식재된 복수의 망체화분(220)이 수용될 수 있다. 상기 망체화분(220)은 상기 식생홈(110)의 개방된 상부를 완전히 차폐할 수 있으며, 망체화분이 베이스 구조물(100)에서 분리되면 식생홈(110)의 상부는 개방될 수 있다. 한편, 상기 망체화분(220)은 단일체로 형성되거나 복수의 부재가 결합된 방식을 취할 수도 있다.

상기 망체화분(220)에 충전된 대나무 숯(230)은 투과성과 여과성 확보를 위하여 5~10mm의 크기로 절단하여 구비될 수 있다. 상기 대나무 숯(230)은 일반 숯에 비해 미세한 구멍이 조밀하게 형성되어 있기 때문에 미생물에 생육에 적합하다. 상기와 같은 박테리아가 배양된 대나무 숯(230)에 식물을 식재하고, 오염된 물을 통과 시키면서 대나무 숯(230) 안에 있는 박테리아가 오염수를 분해제거하여 식물에 영양원으로 바꾸고, 식물이 양분을 흡수할 수 있다.

상기 대나무 숯(230)에 배양된 호기성 박테리아와 식물의 생육을 위해 공기를 공급할 수 있도록 상기 식생홈(110)의 저면에 복수의 공기 공급파이프(25)가 설치되고, 상기 공기 공급파이프(25)에 공기를 공급하는 콤퓨레샤(20)가 연결된다.

또한, 상기 대나무 숯(23)은 박테리아 서식과 동시에 여과 기능을 하는 것으로서, 상기 대나무 숯(230) 사이에 쌓이는 이물질은 상기 망체화분(220)의에 형성된 배수구(221)를 통하여 약간에 수압으로도 제거할 수 있으므로, 일정한 주기로 청소하여 준다. 본 발명의 수질정화 장치는, 수질정화 중에도 청소를 할 수 있도록 상기 각각의 식생홈(110,110)에는 공급구(14)와 배출구(15)를 차단하게 하는 각각의 차단부(301,301)가 형성된다. 즉, 상기 각각의 식생홈(110,110)에 형성된 공급구(14)와 배출구(15)를 차단하고 청소할 수 있는 구조로서, 상기 각각의 식생홈(110)을 하나씩 구분하여 청소하는 것이다. 청소 후에는 이물질을 상기 식생홈(110) 단부에 형선된 배수구(41)를 통하여 작업통로(150)로 배수할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수 배치된 수질정화 장치의 정면도이다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 베이스 구조물(100)에 나란하게 복수의 식생홈(110)이 형성되고, 상기 식생홈(110) 저면에 공기를 공급하는 공기 공급파이프가 설치되고, 상기 식생홈(110)과 인접하여 나란하게 상부에서 하부로 요입 형성된 상기 작업통로(150)가 형성된다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 베이스 구조물(100)은, 상기식생홈(110)과 인접하여 나란하도록 상부에서 하부로 요입된 상기 작업통로(150)를 형성한다. 상기 작업통로(150)는 상기 식생홈(110)과 대응하게 설치될 수 있으며, 작업자가 서있는 상태로 식생홈(110)에 안착된 망체화분(220)과, 망체화분(220)에 식재된 식물과, 망체화분(220)에 충전된 대나무 숯(230)을 점검하고 관리할 수 있도록 하여 편한 자세로 관리가 용이하게 이루어질 수 있다. 한편, 하나의 베이스 구조물(110)에 복수의 식생홈(110)이 형성된 경우 상기 각각의 식생홈(110)과 나란하게 형성된 작업통로(150)들의 단부와 연통되는 작업통로가 수직방향으로 형성될 수 있으며, 상기 베이스 구조물(100,100)이 복수 형성될 경우, 상기 베이스 구조물(100,100) 사이에도 작업자를 위한 작업통로가 추가로 형성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 상기 식생홈(110)을 흐르는 물을 하부로 더 많이 흐르도록 유도하는 상부격막(600)의 평면도, 도 5는 상기 식생홈(110)에 흐르는 물을 상부로 더 많이 흐르게 유도하는 하부격막(700)의 평면도이다. 상기 격막들(600,700)은 복수의 배수구(650)가 형성되는 것으로, 상부격막(600)은 전체적으로 상기 배수구(650)를 형성하되 하부에 더 많은 배수구(650)를 형성하여 상기 식생홈(110)을 흐르는 물이 하부로 더 많이 흐르게 하고, 상기 하부격막(700)은 전체적으로 상기 배수구(650)를 형성하되 상부에 더 많은 상기 배수구(650)를 형성하여 상기 식생홈(110)을 흐르는 물이 하부로 더 많이 흐르게 한다.

상기 상부격막(600)과 하부격막(700)은 상기 식생홈(110)에 흐르는 물을 연속적으로 상하로 교차되게 하여 물을 고루 섞이게 하고, 상기 식생홈(110) 저면의 공기 공급파이프(25)에서 공급되는 공기와 물이 더 많은 마찰을 일으키며 상기 공기방울을 물속에서 오래 유영하게 하여, 상기 공기방울이 오염원을 더 skag이 흡착하고 박테리아와 식물뿌리에 공기와 오염원을 고루 접촉하게 함으로써, 수질정화를 더욱 촉진 시키는 상부격막(600)과 하부격막(700)을 더 포함한다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 수질정화 장치의 측면 사시도이다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 베이스 구조물(100)은 상기 수위조절용 보(11)에서 물을 공급받아 1차 침전시키고 상기 각각의 식생홈(110,110)으로 공급하는 침전조(50)를 더 포함한다. 상기 침전조(50)는 상기 첫 번째 베이스 구조물(100)의 식생홈(110)을 거쳐 각각 하천으로 배출되거나 상기 첫 번째 베이스 구조물(100)의 배출구(15)에 연결된 이송과(130)을 통하여 다음 단계의 베이스 구조물(100)의 침전조(50)로 합류되고 일정한 침전 후 상기 베이스 구조물(100)에 형성된 상기 각각의 식생홈(110,110)으로 공급하는 상기 침전조(50,50)를 더 포함한다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 단계 형태로 복수 배치되고 상부에 온실이 형성된 수질정화 장치의 측면도이다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면. 상기 각각의 베이스 구조물(100,100)들은 상호 나란하도록 복수의 식생홈(110,110)을 형성하고, 전 단계에 배치된 베이스 구조물(100)의 식생홈(110)에서 배출된 물을 이송관(130)으로 이송하여 다음 단계의 베이스 구조물(100)의 침전조(50)로 합류되고 일정한 침전 후 상기 베이스 구조물(100)에 형성된 상기 각각의 식생홈(110)으로 공급된다. 상기와 같이 베이스 구조물(100)이 단계 형태로 복수 배치될 경우, 하천의 물이 복수의 배치된 망체화분(220,220)을 거치면서 여러 번 정화되기 때문에 정화 효율을 높일 수 있다. 또한 상기 각각의 베이스구조물(100,100) 상부에 온실(900,900)을 설치하고, 상기 온실(900,900)은 황사, 오염된 빗물, 겨울철 추위 등 수질정화를 저해하는 자연환경으로부터 보호한다. 특히 추운 겨울에도 미생물과 식물이 영향을 받지 않고 수질정화가 이루어질 수 있도록 하는 온실을 포함한다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 망체화분(220)과 대나무 숯(230)을 발췌하여 보인 사시도이다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 망체화분(220)은, 상기 식생홈(110)의 상부를 차폐하도록 베이스 구조물(100)의 상부에 설치되고, 상부가 개방된 용기의 형태로, 측면 또는 저면에 복수의 배수구(221)가 형성되고, 내부에 식물이 식재되고 대나무 숯(230)이 충전된 망체화분(220)을 포함한다. 상기 망체화분(220)은 식재된 식물 뿌리의 발육과 상기 대나무 숯(230)에 배양된 호기성 박테리아의 생육을 돕기 위하여 복수의 배수구(221)가 형성된 망체화분(220)으로 상기 베이스 구조물(100)의 식생홈(110)에 설치된다.

상기와 같이 망체화분(220)을 구성함에 있어, 분리형 망체 구조로 형성할 경우, 망체화분(220)의 배수구(221)를 통해 외부로 빠져 나온 식물의 뿌리 제거작업이 용이하게 이뤄질 수 있다. 즉, 망체화분(220)에 식재된 식물의 뿌리가 배수구(221)를 통해 외부로 빠져나오면, 상기 식생홈(110)에서 분리한 뒤, 망체화분(220) 밖으로 빠져나온 뿌리를 가위, 커터 등을 이용하여 잘라내고, 다시 망체화분(220)을 식생홈(110)에 수납하면 되기 때문에 뿌리 제거작업이 용이하고 분갈이 필요성이 없어 진다.

상기와 같이 복수의 식생홈(110)에 망체화분(220)이 복수 형성될 경우, 상기 각각의 망체화분(220)에는 다양한 종류의 수경재배용 식물이 식재될 수 있다. 또한, 식재된 식물에 문제가 발생할 경우, 문제가 되는 식물의 망체화분(220)만 식생홈(110)에서 분리할 수 있기 때문에 교체 및 점검이 용이하게 이뤄질 수 있다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 지하매설배관의 측면도 이다. 본 발명의 일 실시 에에 따르면, 겨울철 하천(10)의 차가운 물은 미생물과 식물에 영향을 주어 수질정화를 저해할 수 있으므로, 하천(10)의 수위조절용 보(11)에서 수로(13)를 통해 상기 베이스 구조물(100)로 이송되는 중간에 일정한 깊이의 지하로 배관(33)을 매설하고, 상기 지하매설배관(33)을 흘러들어간 물이 지열에 의해 수온이 올라가게 하여 상기 베이스 구조물(100)로 공급하는 지하매설배관(33)을 포함한다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 인접한 식생홈이 하나의 수로로 연결되는 수질정화 장치의 평면도이다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 하나의 베이스 구조물(100)에 식생홈(110)과 작업통로(150)가 인접하도록 나란하게 복수로 형성되고, 상기 수로(13)에서 공급되어 1라인 식생홈(110)을 흐르는 물이 단부에서 2라인의 식생홈(110)으로 "" 형태로 연결되며, 2라인은 단부에서 "" 형태로 3라인으로 흐르는 방식으로 상기 각각의 식생홈(110)을 복수로 통과하면서 수질을 정화할 수 있다. 또한, 상기 식생홈(110)을 청소할 경우, 1라인과 2라인에 설치된 각각의 차단부(301)를 차단하고, 1라인 식생홈 측면에 형성된 공급구(14)의 차단부를 열어서 3라인으로 공급하여 수질정화를 계속할 수 있다. 상기 청소 후 이물질은 2라인 단부에 형성된 배수구(41)를 통하여 배수시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 흐르지 않고 지정된 공간에 담수된 형태의 인공호수, 연못, 분수대, 인공폭포, 등의 물을 상기 화분망체(220)가 안착된 베이스 구조물(100)의 식생홈(110)으로 급수하는 펌프 등의 동력수단 및 송수관을 포함할 수 있다. 따라서, 자연지형에 의해 자연적으로 흐르는 하천 등에 설치되어 측면으로 통과시키면서 물을 정화시킬 수 있음은 물론, 인공호수, 연못, 습지 등과 같이 지정된 공간에 갇혀있는 물을 동력을 이용해서 순환시키면서 정화시킬 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따르면 대나무 숯(230)에 배양한 박테리아가 유입된 물의 오염원을 분해제거하고, 분해된 오염원을 식물이 영양원으로 흡수함에 따라 오염원의 제거와 식물을 생육시킬 수 있으며, 정화되는 과정에서 저면 공기 공급파이프(25)로부터 공급되는 공기와 혼합 또는 마찰되어 용존산소량이 증가됨에 따라 녹조가 발생되지 않으므로 항상 깨끗한 상태를 유지시킬 수 있다. 또, 분리형태의 망체화분(220)을 복수 배치하여 다양한 종류의 수경재배용 식물을 식재할 수 있고, 식생홈(110)에서 망체화분(220)을 분리하여 바깥으로 자라난 식물의 뿌리를 잘라주기만 하면 되므로, 식물들의 관리가 용이하며, 각각 구분되는 단계 형태로 배치된 복수의 정화장치를 통과하면서 정화 효율을 높일 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것이 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 하천
11 : 수위조절용 보
12 : 배수구
13 : 수로
14 : 공급구
15 : 배출구
20; 콤퓨레샤
25 : 공기 공급파이프
33 : 배관
41 : 배수구
50 : 침전조(합류조, 분배조)
100,100: 베이스 구조물
110,110: 식생홈
120 : 단턱
130 : 이송관
150 : 작업통로
220,220: 망체화분
221 : 배수구
230 : 대나무 숯
301,301: 차단부
600 : 상부격막
650 : 배수구
700 : 하부격막
900 : 온실

Claims (12)

1. 일정한 수위를 유지하도록 하천에 설치되는 수위조절용 보의 물을 유입하여 수평하게 흐르는 측면 여과방식으로 통과시키면서 수질을 정화시켜 배출하는 수질정화 장치에 있어서,
   상부에서 하부로 요입된 식생홈이 형성된 베이스 구조물;
   상기 베이스 구조물의 식생홈에 안착되는 방식으로 상기 식생홈에 설치되고, 물이 측면과 저면으로 통과하는 복수의 배수구가 형성되며, 내부에 대나무 숯이 충전되고 식물이 식재된 망체화분;
   상기 베이스 구조물의 식생홈 양쪽 측면에 상부에서 하부로 요입 장착홈이 형성되어 장착되는 상부격막과 하부격막;
   상기 식생홈 저면에 장착홈이 형성되어 설치되는 공기 공급파이프;
   상기 베이스 구조물을 외부로부터 격리될 수 있도록 형성되는 온실;
   상기 수위조절용 보에서 물을 공급받아 지열로 수온을 조절할 수 있도록 지하로 매설되는 지하매설배관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물과 식물을 이용한 수질정화 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 베이스 구조는, 저면에 공기 공급파이프의 장착홈이 형성되고, 식생홈 양쪽 측면에 격막의 장착홈이 형성되게 에프알피로 제작된 에프알피 베이스 구조물을 특징으로 하는 미생물과 식물을 이용한 수질정화 장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 베이스 구조물은, 상호 수평하게 단계가 형성하도록 단계별 형태로 복수 배치되고, 상기 각각의 베이스 구조물은 앞 단계에 배치된 베이스 구조물에서 배출된 물을 이송관을 통하여 다음 단계에 배치된 베이스 구조물에 2차 침전조로 공급되는 2차 침전조를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물과 식물을 이용한 수질정화 장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 베이스 구조물은, 황사, 오염된 빗물, 겨울철 추위와 같은 자연환경으로부터 격리되는 온실이 형성되는 것을 특징으로 하는 미생물과 식물을 이용한 수질정화 장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 베이스 구조물은, 각각의 식생홈을 하나씩 구분하여 청소할 수 있도록 각각의 식생홈의 공급구와 배출구에 차단부가 형성되고 이물질을 배수하는 배수구와 차단부가 형성된 것을 특징으로 하는 미생물과 식물을 이용한 수질정화 장치.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 베이스 구조물은, 상기 대나무 숯에 배양된 호기성 박테리아와 식물의 뿌리와 물에 공기를 공급하도록 상기 베이스 구조물 저면에 설치된 공기 공급파이로 공기를 공급하는 것을 특징으로 하는 미생물과 식물을 이용한 수질정화 장치.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 베이스 구조물은, 상부 격막과 하부격막을 장착하도록 형성된 장착홈에 상부격막과 하부격막을 장착하여 내부에 흐르는 물을 상부와 하부로 유도하도록 형성된 것을 특징으로 하는 미생물과 식물을 이용한 수질정화 장치.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 베이스 구조물은, 경사지나 평지를 구분하지 않고 어떤 지형에서든 흐르는 자연유수 상태에서 수질정화를 할 수 있다는 것과, 이미 형성된 수로에 설치하여 수질정화를 할 수 있는 것을 특징으로 하는 미생물과 식물을 이용한 수질정화 장치.
9. 제 1항에 있어서,
   상기 지하매설배관은, 상기 수위조절용 보에서 상기 베이스 구조물로 물을 공급하는 수로 중간의 일정한 깊이의 땅속에 설치되고, 상기 수로와 지하매설배관을 연결하여 물을 통과시키는 방법으로 수온을 조절하여 수질정화를 하는 것을 특징으로 하는 미생물과 식물을 이용한 수질정화장치.
10. 제 1항에 있어서,
    상기 베이스 구조물은, 상기 식생홈과 인접하여 나란하도록 상부에서 하부로 요입된 작업통로를 형성하는 것을 특징으로 하는 미생물과 식물을 이용한 수질정화 장치.
11. 제 1항에 있어서,
    상기 단계별 복수 배치되는 베이스 구조물에 있어서, 상호 단계별 복수 배치되는 각각의 베이스 구조물별로 구분하여 대나무 숯에 배양되는 박테리아의 종류를 상기 각각의 베이스 구조물마다 다르게 배양 하는 것을 특징으로 하는 미생물과 식물을 이용한 수질정화 장치.
12. 제 1항에 있어서,
    상기 망체화분은, 하나의 식생홈에 여러 개가 복수 배치되는 것으로서, 하나의 망체화분에 여러 종류의 박테리아를 배양할 수 있고, 또는 각각의 망체화분을 구분하여 상기 각각의 박테리아를 하나씩 배양하는 것을 특징으로 하는 미생물과 식물을 이용한 수질정화 장치.
    

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