KR20020041728A

KR20020041728A - 수처리용 자연정수장치

Info

Publication number: KR20020041728A
Application number: KR1020000073577A
Authority: KR
Inventors: 박영국
Original assignee: 박영국
Priority date: 2000-12-06
Filing date: 2000-12-06
Publication date: 2002-06-03

Abstract

본 발명에 의한 수처리용 자연정수장치는 배수지(1)의 물을 여과기(2), 제1펌프(3), 제1자생수로(4), 저수지(5), 제2펌프(6), 산소공급기 즉 물레바퀴(7), 제2자생수로(8), 식물전시장(9)을 경유하여 식수로 사용하거나 하천으로 배출하는 구조로 이루어지며, 상기 제1,제2자생수로(4,8), 저수지(5), 물레바퀴(7) 및 식물전시장(9)을 경유한 물이 자연식물 즉 수변식물, 수상식물, 수중식물 등의 도움을 받아 자생력이 생기게 되며, 이에 따라 더욱 깨끗한 물로 가변된다.

따라서 본 발명은 수변식물, 수중식물 및 수상식물 등과 같은 식물체를 이용하여 물을 자연적으로 자생 정화하기 때문에, 화학적으로 처리된 물을 자연적으로 자생시켜서 물의 질을 자연적으로 개선할 수 있으며, 자연의 오염을 방지함은 물론 나아가 자연 오염의 진행을 역전시키고, 자연환경과 인간환경을 쾌적하게 할 수 있는 등의 효과를 발휘한다.

Description

수처리용 자연정수장치{AUTOGENESIS DEVICE FOR PURIFYING WATER}

본 발명은 식물체 즉 수변식물, 수중식물 및 수상식물 등을 이용하여 물을 정화하는 수처리용 자연정수장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 식물체를 이용하여 자생력으로 물을 정화함으로써 수질을 개선하여 하천을 용이하게 정화하며 자연환경과 인간생활의 쾌적함을 용이하게 도모할 수 있도록 하는 수처리용 자연정수장치에 관한 것이다.

일반적으로 물은 마시는 물을 비롯하여, 일상생활에서 취사, 세탁, 목욕 등으로 사용되는 생활용수, 공장의 가동과 제품의 생산에 사용되는 공업용수, 벼, 채소, 과수 등과 같은 농작물의 재배에 사용되는 농업용수, 그리고 하천의 오염희석 등과 같이 하천의 기능을 유지하는 것에 사용되는 유지용수로 대별된다.

여기서 하천 등에 흐르는 물은 마시지 못하는 상태에 이르고 있으므로, 마시는 물은 화학적인 처리장치 등으로 처리되어 가정에 공급되며, 상기 생활용수, 공업용수, 농업용수 및 유지용수는 특정한 지역의 물이나 댐에 의하여 저장된 물 등을 이용하여 각각의 용도에 사용되는 것이다.

종래에는 상기 생활용수와 공업용수는 댐에 저장된 물을 화학적으로 간단하게 수처리하여 가정이나 공장 등에 공급하게 되며, 농업용수 및 유지용수는 댐에 의하여 저장된 물을 그대로 방류함으로써 형성된 하천수를 공급하게 되는 것이다.

한편 마시는 물은 댐 등에 저장된 물을 안정적으로 화학 처리하여 가정에 공급된다.

즉 종래에는 댐 등에 저장된 물을 취수장에서 취수하게 되고, 상기 취수장의 물을 착수정에서 물속에 함유된 흙, 모래 및 각종 이물질을 자연적으로 가라앉힘과더불어 활성탄 등과 같은 정수약품을 투입하여 작은 부유물질 등을 가라앉혀서 혼화지에서 빠르고 균일하게 혼합하게 되고, 혼합된 물을 응집지에서 응집한 뒤, 침전지에서 물속의 응집물을 가라앉혀서 깨끗한 물을 분리하게 되며, 분리된 물을 여과지에서 두터운 모래층의 여과막 사이로 통과시켜 미세한 침전 잔류물을 제거시켜 맑은 물로 분리한 다음, 이 물을 염소투입실에서 염소를 넣어서 물속의 각종 세균을 제거하며, 염소를 투입한 물을 정수지에 저장하게 된다.

그리고 정수지에 저장된 물은 배수지에서 안정적으로 대량 저장하게 되는 것이며, 상기 정수지와 배수지에 저장된 물은 송수실의 대형 펌프에 의하여 일정한 압력으로 가정으로 용이하게 공급되는 것이다.

그러나 종래에는 댐 등에 저장된 물을 하천에 유입하더라도 하천이 많이 오염되어 있으므로 오염된 상태에서 농업용수나 유지용수로 사용될 수 있다는 단점이 있다.

또한 댐 등에 저장된 물을 간단하게 수처리하여 배관 등으로 이송하여 생활용수나 공업용수로 사용되기 때문에 배관 등으로 이송되는 물에 자생력이 없어 이송 과정에서 물의 부패가 진행하게 되고 최초의 물보다 질이 저하된 상태에서 생활용수나 공업용수로 사용된다는 단점이 있다.

더우기 정수시설을 통하여 안정적으로 약품 처리된 물도 배수지와 가정 사이에 연결된 배관이 매우 길뿐만 아니라 물에 자생력을 부가할 수 없기 때문에, 가정의 수도밸브에서 나오는 물이 배수지와 정수지의 물보다 오히려 안정적이지 못하다는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 수변식물, 수중식물 및 수상식물 등과 같은 식물체를 이용하여 물을 정화하여 물의 자생력을 부가함으로써, 수질을 자연적으로 개선하여 하천을 용이하게 정화하며, 자연환경과 인간생활의 쾌적함을 용이하게 도모할 수 있는 수처리용 자연정수장치를 제공하는 데 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 댐에 의하여 저장된 물, 정수지 및 배수지에 저장된 물을 처리하여 식수로 사용함과 더불어 하천으로 배출하는 것으로 이루어지는 수처리용 자연정수장치에 있어서, 자갈, 활성탄, 마사토 및 세사보망개를 아래에서부터 차례로 적층하여 댐과 배수지에서 토출되는 물을 여과하는 여과기, 상기 여과기의 바닥부의 물을 외부로 이송하는 제1펌프, 수변식물을 측면 가장자리부에 심고 수중식물을 수중에 심어서 상기 제1펌프로부터 토출되는 물을 자생시키는 제1자생수로, 수변식물을 둘레면 가장자리부에 심고 수중식물을 수중에 심고 수상식물을 수상에 분포하여 상기 제1자생수로를 통과하는 물을 중간 저장하는 저수지, 상기 저수지의 물을 외부로 이송하는 제2펌프, 상기 제2펌프에서 토출되는 물에 공기중의 산소를 공급하는 산소공급기, 수변식물을 측면 가장자리부에 심고 수중식물을 수중에 심어서 상기 산소공급기를 통과하는 물을 자생시키는 제2자생수로, 그리고 수변식물, 수상식물 및 수생식물을 분포한 다수의 인공저수지를 수로로 연결하여 물을 자생시키는 식물전시장으로 이루어지는 수처리용 자연정수장치를 제공한다.

도 1은 본 발명에 의한 수처리용 자연정수장치의 구성도,

도 2는 도 1의 A - A부의 확대 단면도,

도 3은 도 1의 B - B선 단면도,

도 4는 도 1의 C부를 나타내는 평면도,

도 5는 도 2의 다른 예를 나타내는 단면도,

도 6은 도 4의 다른 예를 나타내는 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2 : 여과기

3,6 : 제1,제2펌프

4,8 : 제1,제2자생수로

5 : 저수지

7 : 물레바퀴

9 : 식물전시장

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 수처리용 자연정수장치를 나타내는 도면으로서, 본 발명의 수처리용 자연정수장치는 댐에 의하여 저장된 물, 정수지 및 배수지에 저장된 물을 처리하여 식수로 사용함과 더불어 하천으로 배출하는 것이며, 본 실시예에서는 배수지(1)의 물을 처리하여 하천 등으로 배출하여 환경을 개선하게 된다.

즉 본 발명에 의한 수처리용 자연정수장치는 상기 배수지(1)의 물을 여과기(2), 제1펌프(3), 제1자생수로(4), 저수지(5), 제2펌프(6), 산소공급기 즉 물레바퀴(7), 제2자생수로(8), 식물전시장(9)을 경유하여 식수로 사용하거나 하천으로 배출하는 구조로 이루어진다.

여기서 상기 여과기(2)는 3cm이상의 두께로 적층된 자갈(2a), 숯 등과 같은 활성탄(2b), 입경 4mm - 6mm의 마사토(2c) 및 입경 0.5mm이하의 세사보망개(2d)를 아래에서부터 차례로 적층하여 댐과 배수지(1)에서 토출되는 물을 여과하게 된다.

상기 제1펌프(3)는 상기 여과기(2)의 바닥부 즉 자갈(2a)에 위치한 부분의 물을 외부로 이송하며, 상기 제2펌프(6)는 상기 저수지(5)의 물을 외부로 이송하게 되며, 상기 산소공급기는 상기 제2펌프(6)에서 토출되는 물에 의하여 회전하는 물레바퀴(7)가 바람직한 바, 외부의 공기와 접촉하는 물의 표면적을 넓혀서 물에 산소를 공급하여 물의 자생력을 증대하게 된다.

물론 상기 산소공급기는 수중펌프를 이용하여 산소를 물속에 불어넣어서 물에 산소를 공급할 수 있음은 자명하다.

상기 제1자생수로(4)는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 수변식물을 측면 가장자리부에 심고 수중식물을 수중에 심어서 상기 제1펌프(3)로부터 토출되는 물을 자생하게 되며, 창포식재를 수변식물로 함과 더불어 미나리와 말식재 중의 하나 이상을 수중식물로 함이 바람직하다.

상기 저수지(5)는 도 1과 도 3에 도시한 바와 같이, 수변식물을 둘레면 가장자리부에 심고 수중식물을 수중에 심고 수상식물을 수상에 분포하여 상기 제1자생수로(4)를 통과하는 물을 중간 저장하는 것으로서, 이 수변식물이 갈대와 부들 중의 하나 이상이고, 이 수상식물이 물달개비, 물옥잠과 마름 중의 하나 이상이며, 이 수중식물이 말식재로 할 수 있다.

상기 제2자생수로(8)는 제1자생수로(4)와 마찬가지로 수변식물을 측면 가장자리부에 심고 수중식물을 수중에 심어서 상기 산소공급기 즉 물레바퀴를 통과하는 물을 자생시키는 것으로서, 창포식재를 수변식물로 함과 더불어 미나리와 말식재 중의 하나 이상을 수중식물로 함이 바람직하다.

상기 식물전시장(9)은 도 1과 도 4에 도시한 바와 같이, 수변식물, 수상식물 및 수생식물을 분포한 다수의 인공저수지를 수로로 연결하여 물을 자생하게 되며, 본 실시예에서는 제1인공저수지(91), 제2인공저수지(92), 제3인공저수지(93), 제4인공저수지(94), 제5인공저수지(95), 제6인공저수지(96), 제7인공저수지(97) 및 제8인공저수지(98)를 형성한 뒤, 제1인공저수지(91)와 제2인공저수지(92) 사이, 제1인공저수지(91)와 제3인공저수지(93) 사이, 제2인공저수지(92)와제3인공저수지(93) 사이, 제3인공저수지(93)와 제4인공저수지(94) 사이, 제4인공저수지(94)와 제5인공저수지(95) 사이, 제5인공저수지(95)와 제6인공저수지(96) 사이, 제6인공저수지(96)와 제7인공저수지(97) 사이, 그리고 제7인공저수지(97)와 제8인공저수지(98) 사이를 수로(9a)로 각각 연통하게 된다.

그리고 본 실시예에서는 상기 제1인공저수지(91), 제2인공저수지(92) 및 제3인공저수지(3)에 미나리와 수련 중의 하나를 주로 심고, 상기 제4인공저수지(94)에 연밥연을 주로 심고, 상기 제5인공저수지(95)에 물옥잠을 주로 심고, 상기 제6인공저수지(96)에 가시연을 주로 심고, 상기 제7인공저수지(97)에 창포식재를 주로 심고, 상기 제8인공저수지(98)에 어리언연을 주로 심으며, 상기 제1인공저수지(91) 내지 제8인공저수지(98)의 둘레면 가장자리에 갈대와 부들 중의 하나를 심는 것이 바람직하다.

한편 본 발명에서는 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 제1자생수로(4), 저수지(5), 제2자생수로(8), 식물전시장(9)의 인공저수지들이 최하부에 무기질을 보유한 찰흙층(11)을 형성하고, 상기 찰흙층(11)의 상부면에 사질토, 마사토, 모래 중의 하나 이상의 식물성장유지층(12)을 형성하는 것이 바람직하다.

그러면 상기 찰흙층(11)은 방수 기능과 더불어 토양의 무기질 공급 기능을 보유하고 있어, 식물의 성장 유지를 용이하게 돕게 되며, 상기 식물성장유지층(12)은 수중식물의 뿌리에 물과 양분을 용이하게 공급하게 되는 것이다.

다른 한편 본 발명의 수처리용 자연정수장치는 도 5와 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 제1자생수로(4), 저수지(5), 제2자생수로(8), 식물전시장(9)을 비닐하우스(13) 내에 배치하고, 물속에 온도센서(미도시)를 설치하며, 물속에 가열관(14)을 설치할 수 있으며, 겨울에도 물의 온도를 일정하게 유지하여 수변식물, 수상식물 및 수중식물의 활동을 유지하게 된다.

물론 본 발명에 의한 수처리용 자연정수장치를 실내에 설치할 수 있는 바, 실내에 상기 제1자생수로(4), 저수지(5), 제2자생수로(8) 및 식물전시장(9)을 설치할 경우에는 최하부 즉 찰흙층(11)의 하부면에 방수를 더욱 강화하게 위한 비닐지를 깔 수 있으며, 이와 더불어 상기 비닐지의 하부면에 모래층을 형성할 수 있음을 자명하다.

더우기 상기 식물전시장(9)은 전시장답게 사람이 걸어다닐 수 있는 길을 형성할 수 있으며, 인공저수지 사이에 휴식공간을 형성할 수 있으며, 상기 제1자생수조(4)와 제2자생수로(8)가 지나가는 통로 상에 사람이 걸어다니는 길이나 하천 등이 존재하게 되면, 지면에 파이프를 내설하여 상기 길이나 하천에 장애를 주지 않게 할 수 있으며, 상기 제1자생수로(4), 저수지(5), 제2자생수로(8) 및 식물전시장(9)은 실내에 설치할 정도의 길이, 폭과 넓이로 이루어질 수 있다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 수처리용 자연정수장치는 댐에 의하여 임시로 저장된 물, 배수지(1)의 물을 여과기(2)의 상부로부터 유입하면, 상기 물이 여과기(2)를 구성하는 세사보망개(2d), 마사토(2c)와 활성탄(2b)을 차례로 경유하여 여과되며, 이에 따라 자갈(2a)에 위치한 물은 일차적으로 여과되는 것이다.

상기 여과기(2)의 자갈(2a)에 위치한 물은 제1펌프(3)에 의하여 강제 이송되어 제1자생수로(4)에 의하여 흐르게 된다.

상기 제1자생수로(4)에 흐르는 물은 수변식물과 수중식물에 의하여 자생되어 저수지(5)에 도달하게 되며, 상기 저수지(5)에서도 수변식물, 수중식물 및 수상식물에 의하여 물이 자생된다.

그리고 상기 식물체의 호흡에 의하여 물속의 산소가 부족할 수 있으므로 제2펌프(6)에 의하여 강제 이송되는 저수지(5) 내의 물로 물레바퀴(7)를 회전하면서 제2자생수로(8)로 이송되게 함으로써, 물레바퀴(7)에 분포된 물이 넓은 표면적으로 공기와 접촉하게 되어 물속에 산소를 녹이게 되며, 이에 따라 물속에 공기를 자연적으로 공급할 수 있는 것이다.

상기 제2자생수로(8)에 도달한 물은 상기 제1자생수로(4)와 같이 계속해서 자생되어 식물전시장(9)에 유입되며, 상기 식물전시장(9)에서는 물을 제1인공저수지에서 제8인공저수지를 통과시켜, 맑고 깨끗하게 유지함과 더불어 정화하게 된다.

이렇게 본 발명에서는 식물체를 이용하여 물을 자생시켜 맑고 깨끗하게 정화하게 식수 또는 하천수로 사용할 수 있는 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 수처리용 자연정수장치는 수변식물, 수중식물 및 수상식물 등과 같은 식물체를 이용하여 물을 자연적으로 자생 정화하기 때문에, 화학적으로 처리된 물을 자연적으로 자생시켜서 물의 질을 자연적으로 개선할 수 있으며, 자생된 물을 식수로 사용함과 더불어 하천에 흘려보내서 하천을 용이하게 정화하며, 자연의 오염을 방지함은 물론 나아가 자연 오염의 진행을 역전시킴으로써 자연환경과 인간환경을 쾌적하게 할 수 있는 등의 이점이 있다.

Claims

댐에 의하여 저장된 물, 정수지 및 배수지에 저장된 물을 처리하여 식수로 사용함과 더불어 하천으로 배출하는 것으로 이루어지는 수처리용 자연정수장치에 있어서,

자갈, 활성탄, 마사토 및 세사보망개를 아래에서부터 차례로 적층하여 댐과 배수지에서 토출되는 물을 여과하는 여과기,

상기 여과기의 바닥부의 물을 외부로 이송하는 제1펌프,

수변식물을 측면 가장자리부에 심고 수중식물을 수중에 심어서 상기 제1펌프로부터 토출되는 물을 자생시키는 제1자생수로,

수변식물을 둘레면 가장자리부에 심고 수중식물을 수중에 심고 수상식물을 수상에 분포하여 상기 제1자생수로를 통과하는 물을 중간 저장하는 저수지,

상기 저수지의 물을 외부로 이송하는 제2펌프,

상기 제2펌프에서 토출되는 물에 공기중의 산소를 공급하는 산소공급기,

수변식물을 측면 가장자리부에 심고 수중식물을 수중에 심어서 상기 산소공급기를 통과하는 물을 자생시키는 제2자생수로,

그리고 수변식물, 수상식물 및 수생식물을 분포한 다수의 인공저수지를 수로로 연결하여 물을 자생시키는 식물전시장으로 이루어지되,

상기 제1자생수로, 저수지, 제2자생수로, 식물전시장의 인공저수지는 최하부에 무기질을 보유한 찰흙층을 형성하고, 상기 찰흙층의 상부면에 사질토, 마사토,모래 중의 하나 이상의 식물성장유지층을 형성하는 것으로 이루어지는 수처리용 자연정수장치.
제1항에 있어서,

상기 제1자생수로와 제2자생수로의 수변식물은 창포식재이고, 상기 제1자생수로와 제2자생수로의 수중식물은 미나리와 말식재 중의 하나 이상이며,

상기 저수지의 수변식물은 갈대와 부들 중의 하나 이상이고, 상기 저수지의 수상식물은 물달개비, 물옥잠과 마름 중의 하나 이상이고, 상기 저수지의 수중식물은 말식재임을 특징으로 하는 수처리용 자연정수장치.
제1항에 있어서,

상기 산소공급기는 상기 제2펌프에서 토출되는 물에 의하여 회전하여 외부의 공기와 접촉하는 물의 표면적을 넓혀서 물에 산소를 공급하는 물레바퀴임을 특징으로 하는 수처리용 자연정수장치.
제1항에 있어서,

상기 식물전시장은 제1인공저수지, 제2인공저수지, 제3인공저수지, 제4인공저수지, 제5인공저수지, 제6인공저수지, 제7인공저수지 및 제8인공저수지를 형성한 뒤, 제1인공저수지와 제2인공저수지 사이, 제1인공저수지와 제3인공저수지 사이, 제2인공저수지와 제3인공저수지 사이, 제3인공저수지와 제4인공저수지 사이, 제4인공저수지와 제5인공저수지 사이, 제5인공저수지와 제6인공저수지 사이, 제6인공저수지와 제7인공저수지 사이, 그리고 제7인공저수지와 제8인공저수지 사이를 수로로 각각 연통하고,

상기 제1인공저수지, 제2인공저수지 및 제3인공저수지에 미나리와 수련 중의 하나를 심고, 상기 제4인공저수지에 연밥연을 심고, 상기 제5인공저수지에 물옥잠을 심고, 상기 제6인공저수지에 가시연을 심고, 상기 제7인공저수지에 창포식재를 심고, 상기 제8인공저수지에 어리언연을 심으며,

상기 제1인공저수지 내지 제8인공저수지의 둘레면 가장자리에 갈대와 부들 중의 하나를 심는 것으로 이루어짐을 특징으로 하는 수처리용 자연정수장치.
제1항에 있어서,

상기 제1자생수로, 저수지, 제2자생수로, 식물전시장을 비닐하우스 내에 배치하고, 물속에 온도센서를 설치하며, 물속에 가열관을 설치하는 것을 포함하여 이루어지는 수처리용 자연정수장치.