KR101673567B1 - 정체수역 수질개선시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정체수역 수질개선시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정체수역 내에 활성탄블록이 연결된 활성부재 및 수생식물이 식재된 식생여과부재를 부유부재를 매개로 설치하여 정체수역의 수질을 개선할 수 있도록 하고, 그 활성부재 및 식생여과부재가 부유부재로부터 분리가능하도록 함으로서 유지 및 보수를 용이하게 이룰 수 있도록 하는 정체수역 수질개선시스템에 관한 것이다.
본 발명은 정체수역의 수질을 개선하기 위한 수질개선시스템에 있어서, 정체수역 내에 부유되게 설치되되 길이방향으로 다수개의 관통설치공이 형성되고, 측면에 내측 중공부와 연통되는 유입창이 형성된 중공형 부유부재; 상기 부유부재의 관통설치공을 관통하여 정체수역의 수중에 위치하도록 설치되되 다수개의 활성탄블록이 연결부재를 매개로 분리가능하게 결합되는 활성부재; 상기 부유부재의 중공부 내측에 삽입되게 설치되고, 내측이 배출망체를 매개로 수생식물 식재를 위한 식생공간부와 그 식생공간부의 하측에 형성되는 수용공간부로 구획되어 상기 유입창을 통해 유입된 정체수역의 물이 상기 식생공간부를 거쳐 상기 수용공간부로 유동하도록 구성된 식생여과부재;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

정체수역 수질개선시스템{WATER QUALITY IMPROVEMENT SYSTEM OF STAGNANT WATERS}

본 발명은 정체수역 수질개선시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정체수역 내에 활성탄블록이 연결된 활성부재 및 수생식물이 식재된 식생여과부재를 부유부재를 매개로 설치하여 정체수역의 수질을 개선할 수 있도록 하고, 그 활성부재 및 식생여과부재가 부유부재로부터 분리가능하도록 함으로서 유지 및 보수를 용이하게 이룰 수 있도록 하는 정체수역 수질개선시스템에 관한 것이다.

우리나라는 1970년대 이후 급격한 산업화 및 도시화로 물의 사용량이 대폭 증가하였고, 이에 따른 하/폐수의 발생량 증가는 주변 수계로의 영양염류의 유입을 증가시켜 부영양화를 초래하였다. 특히, 하천의 자정작용이 낮은 호소, 댐 등의 정체수역의 부영양화는 심각한 수준으로 알려져 있다.

이에 따라 하천수질의 개선을 위해 특정배출경로를 가진 점오염원에 대한 정부의 규제는 강화되어 왔고, 수처리 기술도 급속하게 발전하였다. 점오염원은 오염물질의 발생원에서 처리장까지의 이송경로와 처리과정이 명확히 드러나기 때문에 상대적으로 수처리기술의 개발이 용이하지만 불특정지역에서 배출되는 비점오염원은 배출 양상이 비지속적이며 그 배출 양상 또한 기상, 지형, 토지이용, 토양, 강우유출 특성에 큰 영향을 받기 때문에 처리기술의 개발 및 관리가 상대적으로 어려운 문제점이 있었다. 4대강 수계에 대한 비점오염물질에 대한 오염부하는 BOD 발생량 기준으로 전체의 22∼37%에 이르는 것으로 추산되고, 이로 인해 정체수역에 대한 상습적인 부영양화가 발생하고 있지만 이를 근본적으로 해결하지 못하고 있는 실정이다.

최근 국민의 삶의 질 향상에 대한 관심이 고조됨에 따라, 청계천 복원 등의 친환경적 수변공간의 확보가 각광을 받고 있지만 대표적인 친수공간인 공원 내의 호소 등은 자정능력 이상의 오염물질이 유입되어 부영양화 및 물고기의 폐사 등의 발생으로 이에 대한 처리기술의 개발이 필요하다. 특히 골프장 연못의 경우, 잔디를 보호하기 위한 과도한 시비 및 농약의 사용으로 상습적인 부영양화가 발생하고 있으며, 골프장 연못의 오염물질이 홍수 등으로 인근 수역에 유출될 때, 농약 오염으로 인한 민원이 꾸준히 제기되고 있지만 기존의 처리기술로는 농약의 독성으로 인해 생물학적 처리기술의 개발에 한계를 가지므로 융합기술을 사용한 적정한 처리기술의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

한편, 호소 등과 같은 정체수역의 수질관리 및 오염물질의 처리기술로 개발된 등록 특허들을 살펴보면, 대한민국 등록특허 제0625421호(2006. 9. 11 등록)의 정체수역의 물의 순환을 통하여 부영양화를 방지하기 위한 기술인 호소수 대류순환방법과 대한민국 등록특허 제0824724호(2008. 4. 17 등록)의 수류형성 및 미생물 서식매체를 활용한 정체수역 수질정화장치가 알려져 있지만 이들 특허기술들은 정체수역 전체를 하나의 반응기로 간주하여, 수역 내에 물을 순환시키는 원리에 의한 기술로서 높은 시공단가 및 관리기술을 요구하여 경제성에 한계가 있는 실정이다.

또한, 자연정화를 위한 식생물과 그외의 정화를 위한 요소들이 정화의 한계점에 도달하였을 때 교체가 불가능하고, 설령 교체가 가능하다하더라도 수면 밑으로 들어가 작업을 해야하기 때문에 관리가 용이하지 못하며, 수질개선이 요구되는 오염수가 정체수역과 연결된 유입유로를 통해 그 정체수역의 내로 지속적으로 유입됨에 따라 재오염의 가능성이 큰 실정이다.

본 발명은 상기한 실정을 감안하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 정체수역 내에 활성탄블록이 연결된 활성부재 및 수생식물이 식재된 식생여과부재를 부유부재를 매개로 정체수역에 설치하여 수질을 개선할 수 있도록 하고, 상기 활성부재와 식생여과부재가 상기 부유부재로부터 손쉽게 분리가능하도록 함으로써 유지보수를 용이하게 이룰 수 있도록 하는 정체수역 수질개선시스템을 제공하는 데 있다.

또한, 상기 정체수역에 연결된 유입유로에 다수개의 활성여과블록이 수중에 설치되도록 함으로써 물이 정체수역으로 유입되기 전 1차 수질개선된 상태로 유입될 수 있도록 하고, 상기 활성여과블록의 교체를 손쉽게 이룰 수 있도록 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 정체수역의 수질을 개선하기 위한 수질개선시스템에 있어서, 정체수역 내에 부유되게 설치되되 길이방향으로 다수개의 관통설치공이 형성되고, 측면에 내측 중공부와 연통되는 유입창이 형성된 중공형 부유부재; 상기 부유부재의 관통설치공을 관통하여 정체수역의 수중에 위치하도록 설치되되 다수개의 활성탄블록이 연결부재를 매개로 분리가능하게 결합되는 활성부재; 상기 부유부재의 중공부 내측에 삽입되게 설치되고, 내측이 배출망체를 매개로 수생식물 식재를 위한 식생공간부와 그 식생공간부의 하측에 형성되는 수용공간부로 구획되어 상기 유입창을 통해 유입된 정체수역의 물이 상기 식생공간부를 거쳐 상기 수용공간부로 유동하도록 구성된 식생여과부재;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 활성부재의 길이방향 일측에는 상기 관통설치공의 직경보다는 큰 직경을 갖도록 형성되는 판상의 걸림편이 형성되고, 길이방향 타측에는 정체수역의 바닥면에 고정되는 고정구가 설치된다.

또한, 상기 정체수역과 연결된 유입유로에 부유가능하게 설치되는 부유구, 상기 부유구에 다수개의 연결와이어를 매개로 상호 일정간격 이격되게 설치되되 바닥면 방향으로 일렬로 배치되게 설치되는 다수개의 활성여과블록, 상기 활성여과블록에 상기 연결와이어를 매개로 연결되어 바닥면에 안착되도록 설치되는 부상방치추를 더 포함하여 구성된다.

또한, 상기 식생여과부재는, 상기 부유부재의 중공부 내측으로 삽입되게 설치되되 내측이 상기 배출망체를 매개로 식생공간부와 수용공간부로 구획되는 함체와 상기 함체의 상측에 외측방향으로 돌출되게 형성되어 상기 부유부재의 상측에 걸림되는 걸림판으로 구성되고, 상기 식생공간부에는 수생식물의 식재를 위한 토양층이 형성되고, 상기 함체의 외측면에는 상기 식생공간부와 연통되는 다수개의 유입공이 형성되어 상기 부유부재의 유입창을 통해 유입된 정체수역의 물이 상기 식생공간부를 거쳐 상기 수용공간부로 유동되게 구성된다.

또한, 상기 수용공간부의 내측에는, 상기 수용공간부에 수용된 물을 정체수역으로 강제배출을 위한 배출수단이 설치되고, 상기 정체수역에 설치되는 부유부재는 연결수단을 매개로 상호 연결되게 구성된다.

본 발명에 따르면 활성탄블록이 연결된 활성부재 및 수생식물이 식재된 식생여과부재에 의해 정체수역내 수질개선에 도움을 줄 수 있게 되고, 상기 활성부재 및 식생여과부재가 부유부재로부터 손쉽게 분리가능함에 따라 그 활성부재의 활성탄블록의 교체나 색생여과부재의 유지관리를 용이하게 이룰 수 있게 된다.

또한, 정체수역에 연결된 유입유로에 다수개의 활성여과블록이 설치됨으로써 물이 정체수역으로 유입되기 전 1차 수지개선된 상태로 유입되어 정체수역 내의 수질개선에 도움을 줄 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 정체수역 수질개선시스템을 개략적으로 나타낸 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 부유부재 및 활성부재의 상태를 나타낸 사시도,
도 3는 본 발명에 따른 식생여과부재의 상태를 나타낸 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 부유부재에 활성부재와 식생여과부재가 설치된 상태를 나타낸 단면도,
도 5은 본 발명에 따른 부유구, 활성여과블록, 부상방치추의 설치상태를 나타낸 상태도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 정체수역 수질개선시스템을 상세히 설명한다. 이에 앞서 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 것이다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이 용어들은 제품을 생산하는 생산자나 제조자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있을 것이며, 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있고, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 정체수역 수질개선시스템을 개략적으로 나타낸 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 부유부재 및 활성부재의 상태를 나타낸 사시도이며, 도 3는 본 발명에 따른 식생여과부재의 상태를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 부유부재에 활성부재와 식생여과부재가 설치된 상태를 나타낸 단면도이며, 도 5은 본 발명에 따른 부유구, 활성여과블록, 부상방치추의 설치상태를 나타낸 상태도이다.

상기 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 정체수역 수질개선시스템은 정체수역의 수질을 개선하기 위한 수질개선시스템에 있어서, 정체수역 내에 부유되게 설치되는 중공형 부유부재(10)와 상기 부유부재(10)에 설치되는 활성부재(20) 및 식생여과부재(30)로 구성된다.

상기 부유부재(10)는 호수나 연못 등과 같은 정체수역(1)내에 부유되게 설치되는 것으로, 상하길이방향으로 다수개의 관통설치공(13)이 형성되고, 측면에 내측 중공부(11)와 연통되는 다수개의 유입창(15)이 형성된다.

이때, 상기 관통설치공(13)과 유입창(15)은 상호 교차하지 않도록 하여 상기 부유부재(10)에 형성되는 것이 바람직하나 이에 한정하는 것은 아니며 상기 관통설치공(13)과 유입창(15)이 상호 교차하게 형성될 수도 있음을 밝혀두는 바이다.

즉, 상기 관통설치공(13)은 상기 부유부재(10)에 폭방향으로 형성되는 것이고, 상기 유입창(15)은 상기 부유부재(10)의 상하 길이방향으로 형성되는 것으로, 상기 관통설치공(13)과 유입창(15)이 교차되게 형성되는 경우, 상기 관통설치공(13)을 통해 설치되는 상기 활성부재(20)가 상기 유입창(15)을 거치게 되므로 그 유입창(15)을 통해 중공부(11) 내측으로 정체수역의 물이 유입될 때 간섭되는 현상이 발생할 수 있어 상기 관통설치공(13)과 유입창(15)을 상호 교차하지 않도록 하여 형성하는 것이 바람직한 것이다.

또한, 상기 관통설치공(13)은 후술되는 상기 활성부재(20)의 인입출이 가능한 직경을 갖도록 형성되는 것이 바람직한 것으로, 이는 상기 활성부재(20)의 유지보수를 용이하게 이룰 수 있도록 하기 위함인 것이다.

상기 활성부재(20)는 상기 부유부재(10)의 관통설치공(13)을 관통하여 정체수역(1)의 수중에 위치하도록 설치되되 다수개의 활성탄블록(21)이 다수개의 연결부재(23)를 매개로 분리가능하게 결합된다.

이때, 상기 활성부재(20)의 활성탄블록(21)은 상기 관통설치공(13)의 직경보다는 작은 직경을 갖도록 함으로써 활성탄블록의 교체가 요구되는 경우, 상기 활성부재(20)를 상기 관통설치공(13)을 통해 들어 올려, 교체가 요구되는 활성탄블록만을 교체하여 다시 용이하게 설치할 수 있도록 하기 위함인 것이다.

여기서, 상기 활성부재(20)의 길이방향 일측에는 상기 관통설치공(13)의 직경보다는 큰 직경을 갖도록 형성되는 판상의 걸림편(25)이 설치되는데, 이는 상기 활성부재(20)를 상기 관통설치공(13)을 통해 정체수역(1)의 수중에 위치되게 설치한 후, 상기 걸림편(25)이 상기 부유부재(10)의 상측에 걸림되게 하여 상기 활성부재(20)의 설치를 간단히 이룰 수 있도록 하기 위한 것이다.

또한, 상기 활성부재(20)의 길이방향 타측에는 정체수역(1)의 바닥면에 고정되는 고정구(27)가 설치되는데, 상기 부유부재(10)의 관통설치공(13)을 통해 정체수역의 수중에 상기 활성부재(20)를 설치시, 상기 고정구(27)가 자중에 의해 가라앉아 정체수역의 바닥면에 고정되는 것이다.

이때, 상기 고정구(27)에 무게추(미도시)를 설치하여 고정구가 더욱 용이하게 정체수역의 바닥면으로 가라앉을 수 있도록 할 수 있을 것이며, 상기 고정구(27)의 형상은 갈고리의 형상이나 쐐기의 형상 등 여러 다양한 형상으로 형성될 수 있음을 밝혀두는 바이다.

그리고, 상기 연결부재(23)는 일정한 길이를 갖는 것으로, 체인의 형상이나 와이어의 형상을 갖도록 형성될 수 있으며, 길이방향 양측단에는 상기 활성탄블록(21)이 착탈가능하게 설치되도록 착탈부재(미도시)가 설치될 수 있으며, 이러한 착탈부재는 똑딱이 단추와 같은 방식이나 연결고리방식 등 여러 다양한 방식을 채택하여 설치할 수 있을 것이다.

상기 식생여과부재(30)는 상기 부유부재(10)의 중공부(11) 내측에 삽입되게 설치되고, 내측이 배출망체(38)를 매개로 수생식물(50) 식재를 위한 식생공간부(32)와 그 식생공간부의 하측에 형성되는 수용공간부(34)로 구획되어 상기 유입창(15)을 통해 유입된 정체수역(1)의 물이 상기 식생공간부(32)를 거쳐 상기 수용공간부(34)로 유동하도록 구성된다.

즉, 상기 식생여과부재(30)는 상기 부유부재(10)의 중공부 내측으로 삽입되게 설치되되 내측이 상기 배출망체(38)를 매개로 식생공간부(32)와 수용공간부(34)로 구획되는 함체(31)와 상기 함체(31)의 상측에 외측방향으로 돌출되게 형성되어 상기 부유부재(10)의 상측에 걸림되는 걸림판(39)으로 구성되는 것이다.

이때, 상기 식생공간부(32)에는 수생식물의 식재를 위한 토양층(33)의 형성되고, 상기 함체(31)의 외측면에는 상기 식생공간부(32)와 연통되는 다수개의 유입공(40)이 형성되어 상기 부유부재(10)의 유입창(15)을 거쳐 상기 유입공(40)을 통해 함체(31)의 내측으로 유입된 정체수역의 물이 상기 식생공간부(32)의 토양층(33)을 거쳐 상기 수용공간부(34)로 유동된다.

여기서, 상기 수용공간부(34)의 내측에는 그 수용공간부에 수용된 물을 정체수역으로 배출하기 위한 배출수단(35)이 설치된다. 상기 배출수단(35)은 상기 수용공간부(34)의 내측에 설치되는 수중펌프(36)와 상기 수중펌프(36)에 연결된 상태로 상기 함체(31)를 관통하여 정체수역으로 연장되게 형성되는 배출관로(37)로 이루어진다.

한편, 상기 정체수역(1) 내의 부유부재는 연결데크나 연결판과 같은 간격유지부재(17)을 매개로 상호 연결되게 구성되는 것이 바람직한데, 상기 부유부재(10)가 정체수역 내에 일정한 간격을 유지할 수 있도록 함은 물론 상기 부유부재(10)에 설치되는 활성부재(20)나 식생여과부재(30)의 유지/보수시 작업자가 더욱 용이하게 유지/보수작업을 수행할 수 있도록 하기 위한 것이다.

이때, 상기 간격유지부재(17)가 일정한 면적을 갖도록 하여 작업자의 보행이 이루어질 수 있도록 구성할 수 있을 것이며 그 간격유지부재(17)에 보행자의 안전을 고려하여 난간을 설치할 수도 있을 것이다.

상기와 같이 식생여과부재로 유입된 정체수역의 물이 함체(31)의 내측에 형성된 토양층(33)을 거치면서 수질이 개선된 상태로 수용공간부에 수용되고, 수질이 개선된 상태로 다시 정체수역으로 배출되어 정체수역 내의 수질을 개선하는데 도움을 줄 수 있게 된다.

또한, 상기 식생여과부재(30)가 상기 부유부재(10)로부터 간단하게 분리가능함에 따라 식생여과부재의 함체가 파손되거나 함체 내측의 토양층 교체가 요구되는 경우, 함체의 교체나 토양의 교체작업을 신속하고 용이하게 진행할 수 있게 된다.

한편, 상기 정체수역(1)과 연결된 유입유로(2)에 수질개선을 위한 부재를 설치하여 정체수역으로 물이 유입되기전 1차적으로 수질이 개선될 수 있도록 한다.

즉, 상기 유입유로(2)에 부유가능한 부유구(60)를 설치하고, 상기 부유구(60)에 다수개의 연결와이어(70)를 매개로 상호 일정간격 이격된 상태로 바닥면 방향으로 일렬로 배치되게 다수개의 활성여과블록(80)을 설치하며, 그 활성여과블록에 상기 연결와이어를 매개로 연결되어 바닥면에 안착되는 부상방치추(90)를 설치하게 되는 것이다.

상기와 같이 정체수역(1)과 연결된 유입유로(2)에 수질개선을 위한 부재가 설치됨으로써 물이 정체수역(1)으로 유입되기 전 상기 활성여과블록(80)에 의해 1차 수질개선 된 상태로 유입될 수 있는 것이다. 이때, 상기 활성여과블록(80)은 상기 연결와이어(70)에 분리가능하게 설치되는 것이 바람직할 것이다.

이와 같이 본 발명의 구체적인 실시 예에 관해 상세히 설명하였으나, 본 발명이 속하는 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형실시가 가능할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 상술한 실시 예에 한정하지 않고, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라, 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.

1: 정체수역 2: 유입유로
10: 부유부재 11: 중공부
13: 관통설치공 15: 유입창
17: 간격유지부재 20: 활성부재
21: 활성탄블록 23: 연결부재
25: 걸림편 27: 고정구
30: 색생여과부재 31: 함체
32: 식생공간부 33: 토양층
34: 수용공간부 35: 배출수단
36: 수중펌프 37: 배출관로
38: 배출망체 39: 걸림판
40: 유입공 50: 수생식물
60: 부유구 70: 연결와이어
80: 활성여과블록 90: 부상방치추

Claims (6)

1. 정체수역의 수질을 개선하기 위한 수질개선시스템에 있어서,
   정체수역 내에 부유되게 설치되되 상하길이방향으로 다수개의 관통설치공이 형성되고, 측면에 내측 중공부와 연통되는 유입창이 형성되되 상기 관통설치공과 상기 유입창은 상호 교차되지 않도록 형성되는 중공형 부유부재;
   상기 부유부재의 관통설치공을 관통하여 정체수역의 수중에 위치하도록 설치되되 다수개의 활성탄블록이 연결부재를 매개로 분리가능하게 결합되고, 길이방향 일측에 상기 관통설치공의 직경보다 큰 직경을 갖는 판상의 걸림편이 형성되며, 길이방향 타측에 정체수역의 바닥면에 고정되는 고정구가 설치된 활성부재;
   상기 부유부재의 중공부 내측에 삽입되게 설치되고, 내측이 배출망체를 매개로 수생식물 식재를 위한 식생공간부와 그 식생공간부의 하측에 형성되는 수용공간부로 구획되어 상기 유입창을 통해 유입된 정체수역의 물이 상기 식생공간부를 거쳐 상기 수용공간부로 유동하도록 구성된 식생여과부재;를 포함하여 구성되고,
   상기 식생여과부재는, 상기 부유부재의 중공부 내측으로 삽입되게 설치되되 내측이 상기 배출망체를 매개로 식생공간부와 수용공간부로 구획되는 함체와 상기 함체의 상측에 외측방향으로 돌출되게 형성되어 상기 부유부재의 상측에 걸림되는 걸림판으로 구성되고, 상기 식생공간부에는 수생식물의 식재를 위한 토양층이 형성되고, 상기 함체의 외측면에는 상기 식생공간부와 연통되는 다수개의 유입공이 형성되어 상기 부유부재의 유입창을 통해 유입된 정체수역의 물이 상기 식생공간부를 거쳐 상기 수용공간부로 유동되게 구성되고,
   상기 수용공간부의 내측에는 상기 수용공간부에 수용된 물을 정체수역으로 강제배출을 위한 배출수단이 설치되며, 상기 배출수단은 상기 수용공간부의 내측에 설치되는 수중펌프와 상기 수중펌프에 연결된 상태로 상기 함체를 관통하여 정체수역으로 연장되게 형성되는 배출관로로 이루어지고, 상기 정체수역에 설치되는 부유부재는 간격유지부재를 매개로 상호 연결되게 구성되는 것을 특징으로 하는 정체수역 수질개선시스템.
   
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