KR20020086137A - 정화처리용 자연평형 수직흐름형 인공습지 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방류수를 전체면적에서 효율이 높게 자연적으로 정화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 주변환경과 친화될 수 있는 인공습지로 자연학습장 등을 제공할 수 있는 정화처리용 자연평형 수직흐름형 인공습지 시스템에 관한 것으로, 유입된 방류수에서 모래 입자, 협잡물 및 부유물을 침전 및 제거토록 형성된 유입시설부 (20)와, 상기 유입시설부(20)를 통해 유입된 방류수를 여러 장소로 나눠 공급하도록 형성된 펌프를 갖는 분배조(22)와, 상기 분배조(22)의 펌프를 통해 전면적에 균등 분배할 수 있는 유공홀(31)을 갖는 공급유공관(30)과, 갈대 및 애기부들의 정수식물이 식재되며, 공급유공관(30)을 통해 유입된 방류수를 유공블럭층,자갈층,폐타이어 과립자층,왕사 모래층 및 콤퍼스트층으로 적층된 정화처리 필터층(34)의 상부측에서 하부측으로 배수시켜 정화처리하는 습지조(24a), (24b)와, 상기 습지조 (24a),(24b)에 하부측까지 자연통기 기능을 갖도록 외부공기를 공급하여 호기성 상태를 유지하게 수직기둥형으로 형성된 공기 공급부(48)와, 상기 습지조의 하부측을 통해 배출되며, 습지조의 수위를 조절하게 형성된 길이 조절이 가능한 플랙시블 연결관(62)을 갖는 수위조절조(26a),(26b)로 구성되어 자연정화처리되는 효과가 있다.

Description

정화처리용 자연평형 수직흐름형 인공습지 시스템{nature equilibrium vertical flow type artificial swamp system for purging contaminate matter away contaminated water}

본 발명은 정화처리용 자연평형 수직흐름형 인공습지 인공습지 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방류수를 전체면적에서 효율이 높게 자연적으로 정화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 주변환경과 친화될 수 있는 인공습지로 자연학습장 등을 제공할 수 있는 정화처리용 자연평형 수직흐름형 인공습지 시스템에 관한 것이다.

최근에는 인공습지를 이용한 수질관리는 습지가 갖는 환경적 가치를 인위적으로 창출하기 위해 발전되고 있다.

상기 인공습지는 설치비와 유지관리비가 저렴하고, 처리효율도 높으며, 유기물 제거에 중점을 둔 종래의 처리방식에 비하여 유기물은 물론 호소 부영양화의 원인물질인 인, 질소와 중금속, 병원성균에 대한 정화기능까지 갖고 있어 매우 유용한 처리시설로 1970년대 초부터 유럽 및 미국에서 적용되어 오고 있다.

상기의 인공습지는 프리 워터 서페이스 시스템(Free Water Surface System)과 지표면학 흐름방식(Subsurface Flow System)으로 구분되어지고 있다.

프리 워터 서페이스 시스템(Free Water Surface System)은 침전지 또는 수로(이러한 수로는 식물을 지탱해주는 토양 또는 적절한 미디어를 가지고 있음)와 상대적으로 얕은 깊이로 지표면위를 흐르는 물로 구성되어 있다.

얕은 수위, 낮은 유속, 식물줄기와 식물 덮게 짚은 물흐름을 콘트롤 해주고 특히 길고 좁은 수로에서는 플러그 플로우(Plug-Flow) 상태를 유지시켜준다.

일반적으로 습지의 종류에서 가장 많이 사용되고 있는 습지로는 지표면하 흐름방식(Subsurface Flow System)으로서, 습지는 불투수성의 특징을 가진 점토층이나 합성층으로 밑에 놓여 있는 트렌치나 베드로 이루어진 인공습지이다.

상기 베드는 식물성장을 지탱해주는 미디어를 포함하고 있는 이 시스템은 유입부와 유출수사이에 약간 경사진(1∼2％) 상태로 만들어지고 유출수는 시스템의 끝단부측으로 보내어진다.

또한, 시스템 끝부분에서 유출수는 자갈 및 모래로 채워진 횡단의 수로로 유입되어진다.

유입부는 유공관이나 게이트관이 될수도 있는 것으로, 여기서부터 하수는 수평하게 습지식물의 근권을 통해 흐른다.

근권을 통해 흐르는 동안 하수는 미생물 분해와 토양에 의해 여과, 흡착, 침전과정을 통해 처리되어 진다.

이러한 습지의 물리-화학적 및 생물학적 과정이 탈질화를 포함하는 일반적인 처리방법과 같게 된다.

유출수는 자갈로 채워져 있는 유출수로로 또는 직접 방류되어진다.

지표면하 흐름방식은, 지표면하의 흐름을 통하여 식물과 여과층, 필터에 의해 여과, 흡착, 침전 등 물리-화학적 및 생물학적 과정으로 처리되어 지는데 습지 구조상 많은 면적이 필요로 하고 습지의 기능적인 측면과 구조적 결합으로 인해 처리효율을 기대할 수 없었던 것으로 나타나고 있다.

상기의 지표면하 흐름방식은, 1) 처리시설의 면적이 크고, 2) 유입수에 따른 처리효율이 낮고, 3) 유입수의 지표면하에 균등 배분이 않되고, 4) 유입수의 흐름이 수평흐름으로서 필터층 앞부분에서 막힘현상이 자주 일어나고, 5) 기질층의 미디어가 단순하여 처리효율이 낮고, 6) 기질층의 하부는 산소공급이 불가능하여 협기성 상태가 되어 인이 용출되며, 미생물 서식조건이 악화되고, 7) 습지층의 수위 유지조절 시설이 없어 부수압으로 인한 수위 상승에 대한 대처 능력이 없고, 8) 유입수 수질농도의 중금속 제거와 악취가 나는 문제에 대한 해결책이 없는 문제점 등이 대두되고 있는 실정이다.

특히, 기존에 사용되어 오고 있는 지표면하 흐름방식은 습지식물과 여과층의 정화작용으로 사용되어 왔으며 일부는 지표면하 흐름방식에서 미디어 형식과 배열만 달리하여 습지면적 축소에 따른 건설비용 효과는 있으나 기능상 아직 많은 문제점이 해결되지 않은 실정이다.

따라서, 본 발명은 종래와 같은 문제점을 감안하여 창출된 것으로, 그 목적은 방류수를 자연적으로 정화되도록 할 수 있어 동력을 최대한 감소시킬 수 있을뿐만 아니라, 주변환경과 친화될 수 있는 인공습지로 자연학습장 등을 제공할 수 있고, 방류수를 균등하게 공급하여 습지의 전면적에서 정화시킬 수 있는 정화처리용 자연평형 수직흐름형 인공습지 시스템을 제공함에 있다.

도 1 은 종래의 프리 워터 서페이스 시스템을 나타내는 도면이다.

도 2 는 종래의 지표면학 흐름방식을 나타내는 도면이다.

도 3 은 본 발명의 정화처리용 자연평형 수직흐름형 인공습지 시스템을 나타내는 도면이다.

도 4 는 본 발명의 정화처리용 자연평형 수직흐름형 인공습지 시스템의 공급유공관의 배관상태를 나타내는 도면이다.

도 5 는 본 발명의 정화처리용 자연평형 수직흐름형 인공습지 시스템의 습지조의 정화처리 필터층을 나타내는 도면이다.

도 6 은 본 발명의 정화처리용 자연평형 수직흐름형 인공습지 시스템의 습지조상에 설치된 유공블럭층을 나타내는 도면이다.

도 7 은 본 발명의 정화처리용 자연평형 수직흐름형 인공습지 시스템의 수위조절조를 나타내는 도면이다.

도 8 은 본 발명의 정화처리용 자연평형 수직흐름형 인공습지 시스템의 습지조성상태를 나타내는 도면이다.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명-

20: 유입시설부 22: 분배조

31: 유공홀 30: 공급유공관

24a,24b: 습지조 48: 공기 공급부

62: 플랙시블연결관 26a,26b: 수위조절조

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 정화처리용 자연평형 수직흐름형 인공습지 시스템 및 처리방법은, 방류수와 같이 유입된 모래 입자, 협잡물 및 부유물을 제거하는 유입시설부와, 상기 유입시설부를 통해 유입된 방류수를 여러 장소로 나눠 공급하는 펌프를 갖는 분배조와, 상기 분배조의 펌프를 통해 전면적에 균등 분배할 수 있는 유공홀을 갖는 공급유공관과, 갈대 및 애기부들의 정수식물이 식재되며, 공급유공관의 유입된 방류수를 유공블럭층,자갈층,폐타이어 과립자,왕사 모래 및 콤퍼스트층으로 적층된 정화처리 필터층의 상부측에서 하부측으로 배수시켜 정화처리하는 습지조와, 상기 습지조에 하부측까지 자연통기 기능을 갖도록 외부공기를 공급하여 호기성 상태를 유지하게 수직기둥으로 형성된 공기 공급부와, 상기 습지조의 하부측을 통해 배출되며, 습지조의 수위를 조절하게 형성된 길이 조절이 가능한 플랙시블 연결관을 갖는 수위조절조로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 정화처리용 자연평형 수직흐름형 인공습지 시스템을 하기와 같이 상세하게 설명한다.

본 발명은 버려지는 방류수를 저류조 또는 유량조정조 등에 의해 우선적으로 침전물과 부유물 등을 유입시설부에서 유입하여 처리한다.

상기 유입시설부(20)로 유입된 방류수를 정화처리하기 위하여 분배조(22)를이용해서 습지조(24a),(24b)로 공급된다.

상기의 분배조(22)는 습지조(24a),(24b)에 원활한 공급을 할 수 있도록 수중펌프 등을 이용해서 습지조의 전체의 상부측에서 균등하게 공급된다.

상기 분배조(22)에서 공급되는 방류수는 수중펌프에 의해 습지조의 상부측에서 균등하게 공급할 수 있는 유공홀을 갖는 공기 공급유공관(30)이 배관되어 있어 이를 통해 전면적으로 상부측에서 하부측으로 방류수를 흘려 보내주도록 공급한다.

상기 공급유공관(30)에서 공급되는 방류수는 습지조(24a),(24b)로 공급되어 정화처리되도록 정화처리 필터층(34)이 형성된다.

상기 정화처리 필터층(34)은 습지조(24a),(24b)의 상부측에서 공급되는 방류수를 천천히 가라앉히면서 정화처리되도록 상부측에 콤퍼스트층(46)과, 왕사모래층 (44), 폐타이어 과립자층(42)과, 자갈층(39),(40)을 순서대로 적층시켜 정화처리하여 가장 바닥부에 설치된 유공블럭층(38)을 통해 정화된 방류수를 배출시킨다.

상기 습지조(24a),(24b)에는 정화처리효율을 높이기 위해 정수식물로 갈대 및 애기부들을 식재해 사용한다.

또한, 습지조(24a),(24b)의 정화처리 필터층(34)의 정화처리기능을 향상시키기 위해 습지조(24a),(24b)의 하부까지 자연통기 기능을 갖도록 외부공기를 공급해 줄 수 있는 공기 공급부(48)가 형성된다.

상기 공기 공급부(48)는, 습지조(24a),(24b)에 상부측의 수직방향으로 자갈 등을 이용해서 수직으로 적층시켜 형성된다.

상기와 같이 수직으로 적층되어 쌓여진 자갈들의 공극사이를 통해 습지조(24a),(24b)의 상부측 외부공기를 습지조(24a),(24b)내에서 정화되는 방류수의 하부측으로 공급된다.

상기와 같은 구성으로 인해 습지조(24a),(24b)에서 정화처리되는 방류수는 일정한 시간이 경과하면 정화가 되어 수위조절조(26a),(26b)로 배출된다.

상기의 수위조절조(26a),(26b)로 배출된 정화된 방류수는 재활용 되거나 바로 방류시켜버린다.

상기 수위조절조(26a),(26b)에는 습지조(24a),(24b)에서 처리되는 용량을 맞추거나 습지조(24a),(24b)의 정화처리에 가장 적합한 환경의 유량을 조절시킬 수 있는 플랙시블 연결관(62)을 설치하고 있다.

상기 수위조절조(26a),(26b)의 플랙시블 연결관(62)은 습지조(24a),(24b)에서 처리하고 있는 방류수의 높이에 맞춰 조정되어 있다가 습지조(24a),(24b)에 저장되어 처리되는 유량이 낮아질 경우에는 플랙시블 연결관(62)을 상부측으로 뽑아서 높이를 조절하면 유량의 높이가 높아지고 반대로 유량의 높이가 높으면 플랙시블 연결관(62)을 하부측으로 밀어 넣게 되면 플랙시블 연결관(62)이 줄어든 길이만큼 습지조의 유량을 하강시켜 조절할 수 있다.

따라서, 항상 습지조의 유량 높이와, 수위조절조(26a),(26b)의 높이는 동일하게 조절되므로 수위조절조(26a),(26b)의 작동에 의해 습지조(24a),(24b)에서 정화되는 방류수의 높낮이를 조절할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 정화처리용 자연평형 수직흐름형 인공습지 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 아래와 같이 구체적으로 설명한다.

도 3 은 본 발명의 정화처리용 자연평형 수직흐름형 인공습지 시스템을 나타내는 도면이고, 도 4 는 본 발명의 정화처리용 자연평형 수직흐름형 인공습지 시스템의 공급유공관 배관상태를 나타내는 도면이고, 도 5 는 본 발명의 정화처리용자연평형 수직흐름형 인공습지 시스템의 습지조의 정화처리 필터층을 나타내는 도면이고, 도 6 은 본 발명의 정화처리용 자연평형 수직흐름형 인공습지 시스템의 습지조상에 설치된 유공블럭층을 나타내는 도면이고, 도 7 은 본 발명의 정화처리용 자연평형 수직흐름형 인공습지 시스템의 수위조절조를 나타내는 도면이고, 도 8 은 본 발명의 정화처리용 자연평형 수직흐름형 인공습지 시스템의 습지조성상태를 나타내는 도면이다.

도 3 에 도시된 바와 같이, 다른 곳에서 유입되는 방류수를 유입시설부(20) 내에서 스크린과 침사지를 거쳐 모래 입자와 협잡물 및 부유물질을 제거한다.

상기와 같이 제거된 방류수는 분배조(22)에서 펌프 등을 이용해 여러 장소로 방류수를 흘려보내준다.

상기 분배조(22)에서 공급되는 방류수는 저압펌프에 의해 습지조(24a),(24b)의 전면적에 공급시키도록 유공홀(31)을 공급유공관(30)이 습지조(24a),(24b)의 상부측 전면적에 배관된다.

상기와 같이 배관 유공홀(31)을 갖는 공급유공관(30)을 통해 공급되는 방류수는 저압펌프에서 강제적으로 공급되기 때문에 공급유공관(30)의 유공홀(31)을 통하여 전면적에 공급된다.

상기 공급유공관(30)을 통해 습지조(24a),(24b)로 공급되는 방류수는습지조(24a),(24b)의 상부측에서 습지조(24a),(24b)의 하부측으로 스며들도록 이동된 후, 습지조(24a),(24)의 바닥부를 따라 흐른다.

상기 공급유공관(30)을 통해 습지조(24a),(24b)의 상부측에서 공급되는 방류수를 정화처리하기 위하여 정화처리 필터층(34)이 적층되어 있다.

상기 정화처리 필터층(34)은 상부측에는 콤퍼스트층이 형성되고, 상기 콤퍼스트층의 하부측에는 왕사 모래가 적층되고, 그하부에는 폐기되는 재활용 타이어를 과립자로 분쇄시켜 적층시킨다.

상기의 폐타이어의 과립자층(42)의 하부측에는 자갈층(39),(40)과 유공블럭층(38)을 차례로 형성시키고 있다.

상기와 같이 적층된 정화처리 필터층(34)를 따라 하부측으로 흐르는 방류수는 습지조(24a),(24b)의 전체 면적에서 동일하게 하부측으로 흐르게 되므로, 종래와 같이 어느 한부분이 막혀 정화기능을 할 수 없는 폐쇄 현상을 방지할 수 있다.

상기와 같이 습지조(24a),(24b)에서 정화된 방류수는 재활용하거나 정화된 방류수를 배출시키기 위한 수위조절조(26a),(26b)로 배출된다.

상기의 수위조절조(26a),(26b)는 습지조(24a),(24b)에서 정화되어 배출되는 정화수를 밖으로 배출시키는 역할을 할뿐만 아니라, 습지조(24a),(24b)에서 정화되는 방류수의 양을 조절할 수 있다.

상기와 같이 습지조(24a),(24b)를 2개 이상 설치하면 어느 한부분에 이상이 발생하더라도 한쪽만으로도 정화기능을 할 수 있는 특징이 있다.

상기 수위조절조(26a),(26b)를 통해 배출되는 정화수를 더욱 깨끗하게 정화해서 재활용할 수 있도록 이차 습지폰드(28)를 설치하여 사용할 수 있다.

상기 이차 습지폰드(28)는 수질정화 뿐만 아니라, 재활용시 저류조로서 활용목적에 따라 폰드의 싸이즈를 달리 할 수 있으며, 부지여건상 폰드의 설치가 불가능할 경우에는 제외시켜 설치할 수 있음은 물론이다.

상기와 같이 임의로 설치할 수 있는 이차 습지폰드(28)는, 상부측에 띄워놓을 수 있는 자연식물섬을 형성시키고, 이차 습지폰드(28)의 바닥에는 점토방수, 잡석 및 목탄 등을 이용해 정화기능을 높일 수 있다.

또한, 특정 지역의 정화처리 능력에 따라 습지조(24a),(24b)의 갯수는 증가시키거나 감소시켜 설치할 수 있음은 물론이다.

도 4 는 본 발명의 정화처리용 자연평형 수직흐름형 인공습지 시스템의 공급유공관의 배관상태를 나타내는 도면이다.

상기 공급유공관(30)의 습지조(24a)의 전면적의 상부측에서 유공홀(31)을 통해 방류수를 배출시키도록 배관되어 있다.

상기와 같이 배관된 공급유공관(30)은 분배조(22)의 펌프를 통해 강제로 공급되기 때문에 공급유공관(30)에 형성된 유공홀(31)을 통해 원활하게 배출된다.

상기의 공급유공관(30)을 통해 배출되는 방류수를 원활하게 공급하기 위해 막히지 않고, 자갈층사이로 골고루 분배되어 하부로 침투되도록 공급유공관(30)이 막히지 않도록 공급유공관(30)의 외주면측 자갈이 에나멜망에 의해 감싸아 고정된다.

도 5 는 본 발명의 정화처리용 자연평형 수직흐름형 인공습지 시스템의 습지조의 정화처리 필터층을 나타내는 도면이다.

본 발명의 습지조(24a)는 방류수를 자연정화시키기 위해 적층된 정화처리 필터층(34)을 형성한다.

상기의 정화처리 필터층(34)은, 습지조(24a)의 바닥에는 방류수가 습지조 (24a)의 바닥층내로 침투되지 않도록 차수시트 및 부직포 등이 깔려있다.

상기 차수시트(36)는 불투수 차수재로 습지의 바닥에 사용할 수 있는 재질로 PVC(Poly Vinyl Chloride), HDPE(High-density Polyethlene), PPE(Poly Propolene) 등을 사용할 수 있다.

본 발명에서는 UV분해로부터 보호하기 위해 일조 및 기상변화에 재질 변화가 없는 HDPE를 사용하는 것이 바림직하다.

상기와 같이 습지조(24a)의 바닥에 깔린 차수시트(36)상에는 정화된 방류수를 원활하게 배출시킬 수 있는 유공블럭층(38)이 형성된다.

상기 유공블럭층(38)은 상부측면에 집수공이 다수개 형성되어 있고, 집수공을 통해 유공블럭층(38)이 연결된 길이방향으로 흐르도록 설치된다.

상기의 유공블럭층(38)은 하부측에 정화된 방류수를 집수하는 구조로, 유공블럭층(38)은 도 6 에 도시된 바와 같이, 유공블럭층(38)의 집수공으로 이동되는 정화수를 스며들게 하여 습지조(24a)의 바닥부에 연이어져 형성된 유공블럭층(38)내의 유로를 통하여 흐른다.

상기의 유공블럭층(38)을 통해 정화수가 원활하게 흐를 수 있게 일정한 구배를 갖도록 설치된다.

상기와 같이 습지조(24a)의 바닥부는 일정한 구배를 갖고 있어 그 위에 설치되는 유공블럭층(38)도 동일하게 구배를 갖도록 설치되므로, 유공블럭층(38)내에 형성된 유로를 통하여 높은 곳에서 낮은 곳으로 정화된 정화수가 흘러 내리면서 이동된다.

상기의 유공블럭층(38)은, 내식성, 내구성, 내압성이 큰 것으로 형상의 변화가 없는 HDPE재질로 하는 것이 좋다.

상기와 같이 설치된 유공블럭층(38)의 상부측에는 배수성이 좋도록 직경이 30∼60㎜의 굵은 자갈층(39)을 적층시고, 상기 굵은 자갈층(39)상에 그보다 작은 직경으로 10∼25㎜의 크기를 갖는 중간 자갈층(40)을 한층 더 적층시킨다.

상기 굵은 자갈층(39) 및 중간 자갈층(40)은 습지조(24a)로 방류되는 방류수를 여과시키고, 방류수에 섞여 있는 불순물 등을 흡착시키고, 정화에 필요한 미생물 등이 서식할 수 있는 공간을 만들어 주는 특징이 있다.

상기의 중간 자갈층(40)의 상부측에는, 방류수와 같이 혼입되는 중금속 등을 흡착시켜 처리시키기에 좋은 재질의 것으로, 폐기되는 폐타이어를 직경이 3∼5㎜가 되도록 분쇄하여 만든 폐타이어 과립자층(42)을 다시 적층시킨다.

상기 폐타이어 과립자층(42)의 상부측에는 방류수에 섞여 있는 불순물 등과 같은 찌거기 등을 여과시키기 위해 직경이 3mm정도의 왕사모래층(44)을 적층시킨다.

또한, 왕사모래층(44)의 위에는 습지조(24a),(24b)에 공급된 방류수를 정화시키기 좋은 콤퍼스트층(46)을 적층시킨다.

상기 본 발명의 콤퍼스트층(46)은, 지렁이의 분변토를 이용하며, 지렁이 분변토에 미생물 등이 서식하기 좋은 조건을 만들어주기 때문에, 상기의 콤퍼스트층(46)에서 서식하는 미생물 등에 의해 정화처리되는 방류수에서 발생되는 악취를 제거하고, 식물 및 미생물을 서식시키고, 중금속 및 VOC제거 등에 탁월한 기능을 갖고 있다.

상기와 같이 적층된 본 발명의 정화처리 필터층(34)에는 방류수를 정화하는데 필요한 정수식물이 식재된다.

상기의 습지조(24a)에 식재되는 정수식물은 식물체, 뿌리줄기, 뿌리덩어리 등으로 구분되는 것으로, 정화 능력은 좋은 습지식물 중 갈대와 애기부들을 사용하는 것이 좋다.

본 발명에서는 습지식물 중 갈대와 애기부들만을 한정해서 설명하고 있지만 본 발명은 이에 한정하지 않고 습지에 서식할 수 있는 식물 등을 이용할 수 있음은 물론이다.

상기 갈대 및 애기부들은 습지식물로, 오염물질의 여과, 흡착 및 섭취와 더불어 뿌리를 통해 습지조(24a)내에 산소를 공급해 주므로 정화작용에 많은 도움을 준다.

또한, 정화처리 필터층(34)의 굵은 자갈층(39), 중간 자갈층(40), 왕사모래층 (44) 및 식재된 갈대 및 애기부들의 뿌리에 부착된 수중 미생물에 의해 방류수에 포함된 오염물질이 분해된다.

상기 습지조(24a)로 유입되는 방류수를 더욱 원활하게 제거하기 위해서는 유공블럭층은 150㎜이고, 자갈층은 1200㎜∼1600㎜이고, 폐타이어 과립자층은 200㎜∼300㎜이고, 왕사 모래층은 400㎜∼500㎜이고, 콤퍼스트층은 300㎜∼400㎜로 하는 것이 좋다.

또한, 상기 자갈층중 굵은 자갈층(39)는, 600㎜∼800㎜이고, 중간 자갈층 (40)은, 600㎜∼800㎜으로 적층시키는 것이 좋다.

상기와 같이 적층된 두께 보다 얇게 적층될 경우에는 습지조(24a)내에서 제대로 정화처리 되지 않고 방류될 수 있으며, 반대로 두껍게 적층될 경우에는 습지조에서 방류수가 오랫동안 머물게 되기 때문에 많은 방류수의 처리를 할 수 없기 때문에 설정된 범위내에서 이루어지는 것이 좋다.

상기와 같이 적층된 정화처리 필터층(34)을 관통해서 습지조(24a)의 하부측에 설치된 유공블럭층(38)상의 깊이까지 대기중의 산소를 원활하게 공급할 수 있도록 수직기둥형으로 형성된 공기 공급부가 형성된다.

상기의 수직기둥형 공기 공급부(48)는, 두께는 20㎜∼45㎜로 형성하는 것이 좋으며, 습지조(24a)의 바닥부까지 습지조(24a)의 외부 공기가 습지조(24a)의 내부로 공급되도록 자갈 등으로 적층되게 쌓아서 형성하고 있기 때문에 대기중 산소의 이동이 용이하게 공급된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 습지조(24a)내에 방류되어 정화되는 정화수는 대체로 1시간∼48시간동안 체류시키는 것이 일반적이나, 그 지역 여건에 맞게 정화되는 시간의 양을 조절할 수 있다.

상기와 같이 습지조(24a)에서 정화된 방류수는 재활용하거나 방류시키기 위해 수위조절조(26a)로 공급된다.

상기의 수위조절조(26a)는 습지조(24a)에서 정화된 방류수를 유공블럭층(38)을 통해 수직으로 흘러 유공블럭층(38)을 따라 흐른 다음 엘자형 배수관(60)으로 배출된다.

상기 엘자형 배수관(60)의 상부측 끝단은 습지조(24a)의 유량 높이와 수위높이를 동일하게 조절할 수 있는 플랙시블 연결관(62)이 형성되어 있어 인위적으로 수위를 조절할 수 있게 구성된다.

상기의 플랙시블 연결관(62)은 습지조(24a)의 조건에 의해 유량이 낮아졌을 경우에 유량의 양을 높이기 위해서는 플랙시블 연결관(62)을 늘리게 되면 수위조절조(26a)의 유량 높이와 동일하게 조절된다.

반대로, 습지조(24a)의 유량이 높을 경우에는 플랙시블 연결관(62)을 밀어넣어 길이를 줄이게 되면 유량의 높이를 플랙시블 연결관(62)의 출구 높이만큼 감소된다.

상기와 같이 수위조절조(26a)의 플랙시블 연결관(62)에 의해 습지조(24a)의 유량 높이를 습지조(24a)의 정화조건에 맞게 조절할 수 있는 특징이 있다.

따라서, 본 발명의 방류수의 정화작용을 위한 인공습지 시스템은, 습지조의 전체 면적을 골고루 방류시킬 수 있을 뿐만 아니라, 방류수를 상부측에서 하부측으로 공급해서 습지조(24a)의 바닥측을 따라 흐르도록 한 특징이 있다.

상기 도 8 에 도시된 바와 같이 주변환경과 친화될 수 있도록 조성된 습지 시스템은, 도시된바와 같이 사람들이 통로를 따라 산책을 할 수 있을뿐만 아니라산책을 하면서 정화처리가 어떻게 처리되는지를 인지시켜 줄수 있는 특징이 있다.

또한, 상기와 같이 공급된 방류수는 습지조(24a),(24b)의 전체 면적에서 수직의 하부방향으로 스며드는 방식과 습지폰드(28)에 의해 정화처리되어, 종래와 같이 일측부분에서 공급되는 방류수가 적체되어 어느한부분에서만이 정화되는 경우가 발생되지 않고, 본 발명과 같이 습지조의 전체 면적에 골고루 정화시킬 수 있기 때문에 습지조의 하부측을 통해 자연적으로 정화되어 배수되는 시스템에 의해 정화효율이 높아지도록 구성된 특징이 있다.

따라서, 본 발명의 정화처리용 자연평형 수직흐름형 인공습지 시스템에 의해 방류수를 자연적으로 정화되는 특징이 있어 정화시에 소요되는 동력을 최대한 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 주변환경과 친화될 수 있는 인공습지로 자연학습장 등을 동시에 부여할 수 있어 자연친화적인 환경이 제공되는 효과가 있다.

또한, 정화시키기 위한 방류수를 습지조에 균등하게 공급하여 습지의 전면적에서 일괄적으로 정화시킬 수 있는 정화처리능력을 월등하게 높인 효과가 있다.

Claims (9)

1. 정화처리용 자연평형 수직흐름형 인공습지 시스템에 있어서,

   유입된 방류수에서 모래 입자, 협잡물 및 부유물을 침전 및 제거토록 스크린 및 침사지를 갖는 유입시설부(20)와,

   상기 유입시설부(20)를 통해 유입된 방류수를 여러 장소로 나눠 공급하도록 형성된 펌프를 갖는 분배조(22)와,

   상기 분배조(22)의 펌프를 통해 전면적에 균등 분배할 수 있는 유공홀(31)을 갖는 공급유공관(30)과,

   갈대 및 애기부들의 정수식물이 식재되며, 공급유공관(30)을 통해 유입된 방류수를 유공블럭층,자갈층,폐타이어 과립자층,왕사 모래층 및 콤퍼스트층으로 적층된 정화처리 필터층(34)의 상부측에서 하부측으로 배수시켜 정화처리하는 습지조 (24a),(24b)와,

   상기 습지조(24a),(24b)에 하부측까지 자연통기 기능을 갖도록 외부공기를 공급하여 호기성 상태를 유지하게 수직기둥형으로 형성된 공기 공급부(48)와,

   상기 습지조의 하부측을 통해 배출되며, 습지조의 수위를 조절하게 형성된 길이 조절이 가능한 플랙시블 연결관(62)을 갖는 수위조절조(26a),(26b)로 이루어진 것을 특징으로 하는 정화처리용 자연평형 수직흐름형 인공습지 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 습지조 및 수위조절조는 2개이상인 것을 특징으로하는 정화처리용 자연평형 수직흐름형 인공습지 시스템.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 수위조절조를 통해 배출된 정화수를, 이차 정화시키는 정화수의 상부측에는 자연식물섬을 가지며, 바닥에는 점토 및 목탄이 설치된 이차 습지폰드(28)로 이루어진 것을 특징으로 하는 정화처리용 자연평형 수직흐름형 인공습지 시스템.
4. 제 1 항 및 제 2 항에 있어서, 상기 습지조(24a),(24b)의 바닥부는 배출되는 수위조절조(26a),(26b)측이 낮도록 경사지게 형성됨을 특징으로 하는 정화처리용 자연평형 수직흐름형 인공 습지 시스템.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 콤포스트층은 지렁이 분변토인 것을 특징으로 하는 정화처리용 자연평형 수직흐름형 인공습지 시스템.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 공기 공급부는 자갈로 적층됨을 특징으로 하는 정화처리용 자연평형 수직흐름형 인공습지 시스템.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 정화처리 필터층의 자갈층은, 직경이 30∼60㎜의 굵은 자갈층 및 10∼25㎜의 중간 자갈층의 크기로 나눠져 적층되고, 폐타이어 과립자층 및 왕사모래층은, 직경이 2∼3㎜인 것을 적층하는 것을 특징으로 하는 정화처리용 자연평형 수직흐름형 인공습지 시스템.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 습지조의 방류수는 1시간에서 48시간 체류됨을 특징으로 하는 정화처리용 자연평형 수직흐름형 인공 습지 시스템.
9. 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 정화처리 필터층(34)의 두께는 유공블럭층은 150㎜이고, 자갈층은 1200㎜∼1600㎜이고, 폐타이어 과립자층은, 200㎜∼300㎜이고, 왕사 모래층은 400㎜∼500㎜ 이고, 콤퍼스트층은 300㎜∼400㎜로 이루어진 것을 특징으로 하는 정화처리용 자연평형 수직흐름형 인공 습지 시스템.