KR20000000745A

KR20000000745A - 인공습지를 이용한 하수처리시스템

Info

Publication number: KR20000000745A
Application number: KR1019980020553A
Authority: KR
Inventors: 이호인; 안태석; 김도선
Original assignee: 이호인; 주식회사 상원이엔씨
Priority date: 1998-06-03
Filing date: 1998-06-03
Publication date: 2000-01-15
Also published as: KR100266085B1

Abstract

본 발명의 목적은 산업장의 오,폐수 또는 생활하수로 인해 오염되는 하천이나 호소의 수질 보존을 위한 인공습지를 이용한 하수처리시스템을 제공함에 의해 달성되게 되는데, 이 하수처리시스템은 원수유입관으로부터 정화처리를 위한 원수가 유입되고, 적당한 높이로 벽체를 4면으로 축조해 이루어지는 유량조정조와;적당한 높이로 벽체를 4면으로 축조해 이루어지며, 그 내부에 등간격으로 격리벽을 축조해 독립적으로 구획되는 수조의 단위 셀을 병렬로 구성하고, 이 단위 셀 각각에 자갈 및 슬래그를 적당히 배합하여 이룬 기반 그 표면에 다년생 습지식물을 식수하여 조성한 습지를 제공하는 적어도 1단계이상의 처리조와; 상기 1단계 처리조 앞부분에 연결되며, 별도의 에어펌프로부터 에어가 급기관을 통해 공급되는 수개의 에어공급기를 바닥면에 설치한 제1폭기조와; 상기 1단계 처리조 이후의 단계 각 처리조 사이에 개재되어 전,후단계의 처리조 바닥면과 연결통로로 연결되며, 상기 에어펌프로부터 에어가 급기관을 통해 공급되는 수개의 에어공급기를 바닥면에 설치한 제2폭기조와; 상기 최종단계 처리조에 연이어지는 상기 처리조를 거쳐 정화된 정화수를 오버플로우식으로 방류시키게 하는 방류조와; 상기 유량조정조내의 원수를 상기 처리조에 공급시키기 위한 양수펌프와; 상기 제1폭기조의 전면에 상기 제1폭기조 전장너비에 걸쳐 병행하게 설치되어 상기 양수펌프로부터 연장되는 원수공급관을 구비하고, 이 원수공급관에 상기 각 단위 셀에 해당하는 수개의 분기관을 가지는 원수분배기;를 포함하며 여기서, 상기 유량조정조내의 원수를 양수펌프로 양수하여 상기 원수분배기를 통해 제1폭기조에 공급시키고, 이렇게 공급된 원수를 인공습지를 이용한 적어도 1단계이상의 처리조와 제2폭기조를 교대적이고 반복적으로 통과시키며 정화처리시키도록한 것이다.

Description

인공습지를 이용한 하수처리시스템

본 발명은 산업장의 오,폐수 또는 생활하수로 인해 오염되는 하천이나 호소의 수질 보존을 위한 인공습지를 이용한 하수처리시스템에 관한 것으로, 특히 부영양화 원인물질의 제거가 월등하며, 저농도의 유기오염물처리를 보다 효과적으로 처리할 수 있는 인공습지를 이용한 하수처리 시스템에 관한 것이다.

하수처리는 현재까지 여러 가지가 개발되어 사용되고 있는데, 그러한 하수처리는 대략 침전방식이나 활성오니를 이용한 분해방식 또는 전기화학적 처리등을 이용하고 있다. 이러한 하수처리는 그 시설비가 고가이고 운영 및 관리비용이 많이들어 경제적이지 못한 것이었다.

또 이러한 하수처리시설은 대략 고농도 유기물 제거에 초점이 맞추어져 있어 부영향화의 원인물질과 저농도 유기물 제거는 거의 이루어지지 않고 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 인공습지의 지표면하흐름방식(Subsurface Flow SF)을 이용해 유기오염물질 및 부영양화의 원인물질의 제거가 우수하며, 시설 및 유지비가 저렴하고 완충능력과 여러 환경에 적용시킬 수 있는 자연친화적인 인공습지를 이용한 하수처리 시스템을 제공하는 것이다.

이러한 본 발명의 목적은 산업장의 오,폐수 또는 생활하수로 인해 오염되는 하천이나 호소의 수질 보존을 위한 인공습지를 이용한 하수처리시스템을 제공함에 의해 달성되게 되는데, 이 하수처리시스템은 원수유입관으로부터 정화처리를 위한 원수가 유입되고, 적당한 높이로 벽체를 4면으로 축조해 이루어지는 유량조정조와;적당한 높이로 벽체를 4면으로 축조해 이루어지며, 그 내부에 등간격으로 격리벽을 축조해 독립적으로 구획되는 수조의 단위 셀을 병렬로 구성하고, 이 단위 셀 각각에 자갈 및 슬래그를 적당히 배합하여 이룬 기반 그 표면에 다년생 습지식물을 식수하여 조성한 습지를 제공하는 적어도 1단계이상의 처리조와; 상기 1단계 처리조 앞부분에 연결되며, 별도의 에어펌프로부터 에어가 급기관을 통해 공급되는 수개의 에어공급기를 바닥면에 설치한 제1폭기조와; 상기 1단계 처리조 이후의 단계 각 처리조 사이에 개재되어 전,후단계의 처리조 바닥면과 연결통로 연결되며, 상기 에어펌프로부터 에어가 급기관을 통해 공급되는 수개의 에어공급기를 바닥면에 설치한 제2폭기조와; 상기 최종단계 처리조에 연이어지는 상기 처리조를 거쳐 정화된 정화수를 오버플로우식으로 방류시키게 하는 방류조와; 상기 유량조정조내의 원수를 상기 처리조에 공급시키기 위한 양수펌프와; 상기 제1폭기조의 전면에 상기 제1폭기조 전장너비에 걸쳐 병행하게 설치되어 상기 양수펌프로부터 연장되는 원수공급관을 구비하고, 이 원수공급관에 상기 각 단위 셀에 해당하는 수개의 분기관을 가지는 원수분배기;를 포함하며 여기서, 상기 유량조정조내의 원수를 양수펌프로 양수하여 상기 원수분배기를 통해 제1폭기조에 공급시키고, 이렇게 공급된 원수를 인공습지를 이용한 적어도 1단계이상의 처리조와 제2폭기조를 교대적이고 반복적으로 통과시키며 정화처리시키도록한 것이다.

도 1은 본 발명 인공습지를 이용한 하수처리시스템의 구성을 개략적으로 보 여 주는 평면도

도 2는 본 발명 인공습지를 이용한 하수처리시스템의 구성을 보여 주는 종단 면도

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 :유량조정조 12 :양수펌프

14 :원수공급관 16 :분기관

18 :원수분배기 30 :인공습지

20 :처리조 21 :1단계처리조

22 :2단계처리조 24 :격리벽

26 :쎌 40 :에어공급펌프

41 :급기관 43,45 :에어공급기

51 :제1폭기조 53 :제2폭기조

55 :방류조 61,63,65,66 :연결관

68 :환수펌프 69 :환수관

다음 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 구체적으로 설명하겠다. 도 1에는 본 발명에 따른 인공습지를 이용한 하수처리 시스템을 개략적으로 보여주는 평면도이다. 본 발명은 유기오염물질 및 부영양화의 원인물질 제거가 뛰어난 하수 처리장치를 제공하는 것으로, 원수내의 입자상 오염물질을 전처리와 정화조를 거치며 제거시키고, 이렇게 입자상 오염물질이 제거된 원수가 유입되는 측에 독립적으로 축조되는 별도의 유량조정조(10)를 갖추며, 이 유량조정조(10)에 인접하여 적당한 높이를 가지는 벽체를 4면으로 축조하여 그 내부에 적어도 1단계이상의 인공습지를 조성하는 적어도 1단계이상의 단계처리조, 즉 1단계처리조(21) 및 제2단계처리조(22)들를 평면적에 연속적으로 배치한 처리조(20)를 갖추어 공장 폐수나 생활오수등의 원수내의 오염물, 특히 고농도는 물론 저농도 유기물제거와 부영양화의 원인물질인 인과 질소의 제거에 뛰어난 처리능력을 가지고 있다.

본 발명의 단계처리조는 임의수로 처리를 위한 원수에 따라 그 단계처리조 수를 가변적으로 설치하며 목적하는 수처리를 이루게될 것이다. 본 발명에서는 일실시예로서 2단계의 처리조를 갖추고 있다.

도 2를 참조하여 본 발명 각 단계처리조의 구조에 대해 상세히 설명하겠다. 즉 단계처리조, 즉 제1단계 및 제2단계처리조(21),(22)는 상기 적당한 높이를 가지는 벽체를 4면으로 축조하여 이룬 처리조(20)내에 형성되는데, 상기 제1 및 제2단계처리조(21)(22)내에는 등간격으로 상기 원수의 급수방향에 병행하게 설치되는 격리벽(24)을 축조해 상기 단계처리조(21)(22)내에서 독립적으로 구획되는 수조의 셀(26)을 병렬로 구성하고, 이렇게 구성된 셀(26) 각각에 자갈 및 슬래그를 적당히 배합해 채워넣어 이룬 기반(28)을 형성시키고, 이렇게 형성된 기반(28) 표면에 다년생의 습지식물(29) 예를 들어, 주로 갈대들을 식수해 인공습지(30)를 조성시킨다. 이때 기반(28)은 조성된 습지에서 식물을 지지하고, 성장시키기 위한 중요한 역할을 하고 있으며, 심토는 포화된 토양이나 물을 보유할 수 있는 낮은 투수성을 갖고 있어야 한다. 또한 기반(28)은 수질향상을 위한 화학물질의 제어에 중요한 기여를 하고 있으며, 따라서 습지설계에 있어서도 중요하게 고려 되어야 할 것이다.

그리고 이렇게 인공습지(30)를 갖춘 처리조(20)는 도 1에서와 같이 적어도 1단계이상의 처리조(21)(22)를 연속적으로 배열하여 하수처리를 위한 처리조를 제공하게 되는데, 이러한 처리조(20)의 각 단계처리조(21)(22)에서 1단계처리조(21)의 앞부분에는 별도의 에어공급펌프(40)로부터 에어가 급기관(41)을 통하여 급기되는 수개의 에어공급기(43)를 바닥면에 설치한 제1폭기조(51)를 설치하고 있고, 이 제1폭기조(51)와 1단계처리조(21)는 제1폭기조(51)의 저수수위 선상에 설치되는 연결관(61)으로 연결되어 원수가 오버플로우식으로 유입되게 하였다.

또 1단계처리조(21)와 2단계처리조(22)의 사이에 제2폭기조(53)를 개재하고, 이 제2폭기조(53)에는 상기 에어공급펌프(40)로부터 에어가 급기관(41)을 통하여 급기되는 수개의 에어공급기(45)를 바닥면에 설치하며, 상기 제1단계처리조(21)와 제2단계처리조(22) 각각과 상기 각 단계처리조(21)(22) 바닥면에 설치되는 연결관(63)(65)으로 연결되어 원수가 2차처리 및 고도처리가 가능한 지표면하흐름방식으로 처리되게한 것이다.

그리고 상기 제1폭기조(51)에는 상기 유량조정조(10)내에 설치된 양수펌프(12)로부터 일정길이 연장하여 상기 제1폭기조(51)의 너비에 병행하게 설치되는 원수공급관(14)을 설치하고, 이 원수공급관(14)에 상기 처리조의 셀(26)에 해당하는 수개의 분기관(16)을 가지는 원수분배기(18)를 설치하여 원수를 각 셀에 고루 분배공급되게 하고 있다.

또한 제2단계처리조(22), 즉 최종단계처리조(22)에는 방류조(55)를 연이어 설치하고, 이 방류조(55)와 최종단계처리조(22)는 상기에서와 같이 처리조 바닥면에 설치되는 연결관(66)으로 연결되어서, 이 연결관(66)을 통해 처리를 완료한 정수가 방류조(66)로 유입되게 구성한 것이다.

한편 상기 방류조(66)에는 그 바닥면 일측부를 내려앉혀 구성시킨 요입부(67)내에 환수펌프(68)를 설치하고, 이 환수펌프(68)에 환수관(69)를 연장하여 상기 제1폭기조(51)에 연결하여서 정화처리된 처리수중 그 일부를 상기 제1폭기조로 환수되게하여 희석작용과 원수량이 부족할 경우 보충수로 이용하게 하였다.

그리고 방류조(66)에는 그 저수수위 선상에 방류관(70)을 설치하여 처리수가 오버플로우식으로 배출되게 하고 있다.

또 상기 유량조정조(10)내에도 상기 에어공급펌프(40)로부터 급기관(42)을 통하여 에어가 급기되는 에어공급기(47)를 바닥면에 설치하고 있다.

또한 상기 처리조(20)의 제1 및 제2단계처리조(21)(22)의 바닥면은 원수의 유입측으로부터 유출측으로 가며 점차 내려앉는 구배를 가지게 하였다. 이때 바닥면의 구배는 약 1%이상 두었다. 또 수리전도도는 약 259cm/day로 설정하는데, 이러한 수리전도도는 원수상태에 따라 가변적으로 조절할 수 있을 것이다.

그러면 본 발명 인공습지를 이용한 하수처리 시스템의 수처리 과정을 설명하면 원수가 전처리 또는 정화조를 거치어 입자상의 오염물질을 제거한 원수가 유입관을 통해 유량조정조(10)로 유입되고, 이렇게 유량조정조(10)에 유입된 원수는 양수펌프(12)를 이용해 원수분배기(18)로 제1폭기조(51)에 급수되며, 그리고 이렇게 제1폭기조(51)에 급수된 원수는 연결관(61)을 통해 제1단계처리조(21)의 인공습지(30)로 유입된다.

그리고 이렇게 제1단계처리조(21)의 인공습지(30)로 유입된 원수는 그 인공습지(30)의 지표면하흐름방식에 의해 제1단계처리조(21)의 바닥면에 구비되는 연결관(63)을 통해 제2폭기조(53)를 거치어서 연결관(65)를 통하여 제2단계처리조(22)로 유입된다.

이렇게 제2단계처리조(22)로 유입된 원수는 그 제2단계처리조(22)의 인공습지(30)의 지표면하흐름방식으로 후방부에 설치되는 연결관(66)을 통하여 제2폭기조(55)로 유출되고, 이렇게 상기 제1 및 제2단계처리조(21)(22)를 통과하며 정화 처리된 처리수는 방류관(70)을 통해 하천으로 방류되게 한 것이다.

그러므로서 본 발명은 유기오염물질 및 부영양화의 원인물질인 인과 질소 제거가 뛰어나고 처리를 위한 시설 및 유지관리비가 저렴하고 다양한 상황에서도 처리능력을 유지할 수 있는 완충능력과, 자연친화적인 것이다.

또한 본 발명은 고농도 유기물은 물론, 저농도 유기물 제거가 가능하고, 악취 및 모기유충방지와 수질정화능력이 우수하며, 부유고형물,영양염류,병원균과 중금속까지 제거가 가능하여 수질정화에 효과적인 것이다.

이상에서와 설명한 바와같이 본 발명의 일실시예를 설명하였으나, 본 발명은 이에 국한되지 않고 청구범위에 기재된 범위내에서 변경이 가능하다.

Claims

원수유입관으로부터 정화처리를 위한 원수가 유입되고, 적당한 높이를 가지는 벽체를 4면으로 축조해 이루어지는 유량조정조;

적당한 높이를 가지는 벽체를 4면으로 축조해 이루어지며, 그 내부에 등간격으로 격리벽을 축조해 독립적으로 구획되는 수조의 단위 셀을 병렬로 구성하고, 이 단위 셀 각각에 자갈 및 슬래그를 적당히 배합하여 이룬 기반 그 표면에 다년생 습지식물을 식수하여 조성한 습지를 제공하는 적어도 1단계이상의 처리조;

상기 1단계 처리조 앞부분에 연결되며, 별도의 에어공급펌프로부터 에어가 급기관을 통해 공급되는 수개의 에어공급기를 바닥면에 설치한 제1폭기조;

상기 1단계 처리조 이후의 단계 각 처리조 사이에 개재되어 전,후단계의 처리조 바닥면과 연결통로 연결되며, 상기 에어공급펌프로부터 에어가 급기관을 통해 공급되는 수개의 에어공급기를 바닥면에 설치한 제2폭기조;

상기 최종단계 처리조에 연이어지 상기 처리조를 거쳐 정화된 정화수를 오버플로우식으로 방류시키게 하는 방류조;

상기 유량조정조내의 원수를 상기 처리조에 공급시키기 위한 양수펌프;

상기 제1폭기조의 전면에 상기 제1폭기조 전장너비에 걸쳐 병행하게 설치되어 상기 양수펌프로부터 연장되는 원수공급관을 구비하고, 이 원수공급관에 상기 각 단위 셀에 해당하는 수개의 분기관을 가지는 원수분배기;를 포함하며

여기서, 상기 유량조정조내의 원수를 양수펌프로 양수하여 상기 원수분배기를 통해 제1폭기조에 공급시키고, 이렇게 공급된 원수를 인공습지를 이용한 적어도 1단계이상의 처리조와 제2폭기조를 교대적이고 반복적으로 통과시키며 정화처리시키도록한 인공습지를 이용한 하수처리 시스템
제 1항에 있어서,

상기 방류조의 일측 바닥면에 환수펌프를 설치하고, 이 환수펌프로부터 연장하여 상기 방류조와 유량조정조의 사이를 연결하여서 최종 처리조를 통과해 방류되는 정화수중 일부를 유량조정조측으로 환수시키게하는 환수관을 갖는 것을 더 포함하는 인공습지를 이용한 하수처리 시스템
제 1항에 있어서,

상기 유량조정조 바닥에 상기 에어펌프로부터 에어가 급기관을 통해 공급되는 에어공급기를 바닥면에 갖는 것을 더 포함하는 인공습지를 이용한 하수처리 시스템
제 1항에 있어서,

상기 처리조의 바닥면은 처리조의 원수 유입측으로부터 유출측으로가며 점차적으로 내려앉는 적어도 1%이상의 구배를 갖는 것을 더 포함하는 인공습지를 이용한 하수처리 시스템
제1항에 있어서,

상기 유량조정조내에 에어공급기를 갖는 것을 더 포함하는 인공습지를 이용한 하수처리 시스템
제1항에 있어서,

상기 인공습지는 지표면하흐름방식을 이용한 것을 더 포함하는 인공습지를 이용한 하수처리 시스템