KR200255021Y1 - 하천수 자연정화 시스템 - Google Patents

Abstract

미생물 및 식물의 생육에 적합한 환경을 제공할 수 있어 유기물은 물론 질소, 인 등의 영양염류도 효과적으로 제거할 수 있는 하천수 자연정화 시스템에 관한 것으로, 본 고안의 하천수 자연정화 시스템은 미생물 및 식물의 생육에 적합한 환경을 제공할 수 있는 황토중량체를 접촉여재 및 식물 식재기반으로 사용하는 것을 특징으로 하며, 협잡물들을 제거하며 오염 하천수를 취수하는 취수부와; 상기 취수부에 의해 취수된 하천수 내에 함유된 부유물질을 제거하는 침사조와; 수생식물 및 이 수생식물이 식재되는 황토중량체를 포함하며, 상기 침사조를 통과한 하천수내의 유기성 오염원과 질소, 인 등의 영양염류를 제거하는 식생접촉산화수로와; 상기 식생접촉산화수로에서 이루어지는 식생접촉산화공정에서 발생하는 잉여 슬러지를 침강 제거하는 침전조와; 상기 유기성 오염원과 영양염류가 제거된 하천수를 폭기시키면서 방류하는 방류부;를 포함한다.

Description

하천수 자연정화 시스템{SYSTEM FOR NATURALLY PURIFYING RIVER WATER}

본 고안은 식생접촉산화법에 의한 하천수 자연정화 시스템에 관한 것으로,보다 상세하게는 미생물 및 식물의 생육에 적합한 환경을 제공할 수 있는 황토중량체를 접촉여재 및 식물의 식재기반으로 사용함으로써 유기물은 물론 질소, 인 등의 영양염류도 효과적으로 제거할 수 있도록 한 하천수 자연정화 시스템에 관한 것이다.

최근 급속하게 오염이 진행되고 있는 하천을 정화하기 위한 정화 시스템으로 여러가지 형태의 하천 정화 시스템이 개발되어 있다.

상기 정화 시스템의 대표적인 사례로는 자갈, 폐콘크리트 또는 폐타이어 등의 접촉여재를 충진하고 이 충진 구역내에 하천수를 유입시켜 접촉여재 표면에 서식하는 미생물(생물막)의 대사작용을 이용하여 하천수내 오염 물질을 제거하는 자갈접촉산화시스템과, 끈상 접촉여재를 설치한 일정 구간에 하천수를 유입시켜 상기 자갈접촉산화시스템과 마찬가지로 끈상 접촉여재의 표면에 서식하는 미생물(생물막)의 정화능을 이용한 끈상접촉산화시스템이 있다.

그러나, 상기한 접촉산화시스템들은 유입되는 오염 물질중에 유기물에는 비교적 우수한 제거능력을 발휘하지만, 하천의 부영양화를 야기시키는 질소, 인 등과 같은 영양염류를 제거하는데는 그 제거능이 미미하여 실질적으로 영양염류의 오염도가 높은 대부분의 하천 정화에는 효과를 발휘하지 못하며, 설치비가 고가일 뿐만 아니라, 설치후 전력 사용비, 인건비 등과 같은 유지 관리비 또한 무시할 수 없는 수준이고, 끈상접촉산화시스템의 경우에는 외관이 자연친화적이지 않은 등의 문제점이 있다.

상기한 문제점들을 해결하기 위해, 근래에는 일정 공간의 조 내부에 접촉여재(자갈, 플라스틱, 폐타이어, 콘크리트 벽돌 등)를 충진한 후 식물을 식재하고 이에 하천수를 유입시켜 식물의 대사작용을 이용하여 오염 물질을 제거하는 식생접촉산화법에 의한 하천 정화 시스템이 개발되고 있다.

그러나, 상기 식생접촉산화법을 이용한 하천 정화 시스템은 상기의 접촉산화법을 이용한 정화 시스템에 비해 질소, 인 등의 영양염류를 효과적으로 제거할 수 있는 장점이 있지만, 상기 접촉여재가 미생물들이 서식하기에 충분한 비표면적을 제공하지 못하고 식물의 생육에 적합한 환경을 제공하지 못함에 따라 만족할 만한 유기물 제거능을 발휘하지 못하는 실정이며, 또한 모래 등으로 공극을 채운 정화 시스템의 경우에는 접촉여재의 공극이 협소하여 상기 공극의 폐색현상이 자주 발생하는 문제점이 있다.

본 고안은 상기한 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 미생물 및 식물의 생육에 적합한 환경을 제공할 수 있는 황토중량체를 접촉여재 및 식물의 식재기반으로 사용함으로써 유기물은 물론 질소, 인 등의 영양염류도 효과적으로 제거할 수 있도록 한 하천수 자연정화 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안에 의한 하천수 자연정화 시스템의 개략 구성도.

도 2는 도 1의 하천수 자연정화시스템에 구비된 식생접촉산화수로의 단면도.

도 3a는 도 2의 식생접촉산화수로를 구성하는 콘크리트 구조물의 일실시예를 나타내는 사시도.

도 3b는 도 2의 식생접촉산화수로를 구성하는 콘크리트 구조물의 다른 실시예를 나타내는 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

12 : 취수용 보 14 : 취수관

16 : 침사조 18 : 식생접촉산화수로

20 : 침전조 22 : 방류구

26 : 황토중량체 28 : 수생식물

34,34' : 칸막이 36 : 잉여 슬러지 퇴적 공간

상기한 본 고안의 목적은,

하천의 하도나 둔치 또는 제방 외부에 설치되어 오염 하천수를 정화하는 하천수 자연정화 시스템에 있어서,

협잡물들을 제거하며 오염 하천수를 취수하는 취수부와;

상기 취수부에 의해 취수된 하천수 내에 함유된 부유물질을 제거하는 침사조와;

수생식물 및 이 수생식물이 식재되는 황토중량체를 포함하며, 상기 침사조를 통과한 하천수내의 유기성 오염원과 질소, 인 등의 영양염류를 제거하는 식생접촉산화수로와;

상기 유기성 오염원과 영양염류가 제거된 하천수를 폭기시키면서 방류하는 방류부;

를 포함하는 하천수 자연정화 시스템에 의해 달성된다.

이하, 첨부 도면을 참조로 하여 본 고안을 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안에 따른 하천수 자연정화 시스템의 개략 구성도를 도시한 것이다.

본 고안의 하천수 자연정화 시스템은 하천 하도(미도시함), 둔치 또는 제방 외부 지역에 설치할 수 있는데, 특히 대상 하천의 특성상 토사 유입량이 많은 하천의 경우에는 본 고안의 시스템을 하천의 하도 내에 직접 설치하는 것을 지양하고 토사 유입에 의한 접촉여재의 공극 폐색을 막기 위해 둔치 또는 제방 외부 지역에 설치하는 것이 바람직하다.

이에, 본 실시예에서는 본 고안을 둔치내에 설치하는 경우를 예로 들어 설명한다.

둔치(10)에는 이 둔치(10)의 높이에 비해 큰 높이를 갖는 취수용 보(12)가 설치되고, 취수용 보(12)의 일정 높이에는 이 보(12)를 전측에서 후측으로 관통하는 취수관(14)이 취수용 보(12) 전측에 설치한 취수용 맨홀(미도시함)과 연결된 상태로 조성되며, 취수관(14)에는 취수용 맨홀내의 하천수를 도시하지 않은 수중 펌프에 의해 유입시킨다. 여기에서, 취수용 맨홀 및 수중 펌프는 설치하지 않고 하천수가 취수관(14)을 따라 자연 유하 방식으로 유입되도록 조성할 수 있다.

그리고 취수용 보(12)의 전측에는 홍수시 수위가 급격히 상승할 경우 토사가 포함된 하천수가 유입되지 않도록 도시하지 않은 수위 센서 및 이 수위 센서에 의해 조절되는 취수관 개폐장치를 설치한다.

상기 취수관(14)으로 흡입된 하천수는 하천수 내에 함유된 부유물질을 제거하기 위한 침사조(16)로 유입되고, 침사조(16)에서 부유물질이 제거된 하천수는 식생접촉산화수로(18)를 통과하면서 유기성 오염원과 질소, 인 등의 영양염류가 제거되며, 이후 침전조(20)로 유입되어 상기 식생접촉산화수로(18)에서 이루어지는 식생접촉산화공정에서 발생하는 잉여 슬러지가 침강 제거된다.

그리고, 본 고안의 하천수 자연정화 시스템 최종단에는 침전조(20)를 통과한 하천수를 방류하는 방류구(22)가 구비되는데, 상기 방류구(22)는 낙차공 또는 박층류를 조성하여 상기 정화 과정을 거치면서 산소 농도가 저하된 하천수에 산소를 공급할 수 있도록 상기 하천수를 폭기하면서 방류한다.

여기에서, 상기 침사조(16) 및 침전조(20)는 식생접촉산화수로(18)의 폭 및 깊이에 비해 큰 폭 및 깊이를 갖도록 형성하는데, 하천수의 BOD가 높지 않아 잉여 슬러지의 발생량이 적을 것으로 예측되는 경우에는 침전조(20)를 조성하지 않을 수 있다.

상기 취수관(14)을 통해 취수된 하천수가 유입되는 식생접촉산화수로(18)는 도 2에 도시한 바와 같이, 수로를 형성하는 콘크리트 구조물(24)과, 콘크리트 구조물(24)내에 충진되는 황토중량체(26)와, 황토중량체(26)에 식재되는 수생 식물(28)로 이루어진다.

상기 콘크리트 구조물(24)은 도 3a에 도시한 바와 같이 폭 1∼5ｍ, 높이 0.5∼2ｍ, 길이 2∼5ｍ의 양단이 개방된 사각 구조로 이루어지거나, 도시하지는 않았지만 폭 1∼5ｍ, 높이 0.5∼2ｍ의 사각 구조로 콘크리트를 타설하여 조성할 수 있으며, 상기 콘크리트 구조물(24)을 이용하는 경우에는 이 구조물(24)들을 필요한 길이만큼 연속해서 설치할 수 있다.

콘크리트 구조물(24)의 바닥면에는 2∼10㎝ 높이의 길이방향 돌출턱(30)이 상기 콘크리트 구조물(24)의 폭방향으로 복수개 제공되고, 내부에는 상기 콘크리트 구조물(24)의 바닥면으로부터 0.1∼1m의 하부 공간(32)을 확보하는 제1 칸막이(34)와, 콘크리트 구조물(24)에 대해 착탈이 가능하며 상기 제1 칸막이(34)와는 달리 상기 하부 공간(32)을 폐쇄하는 제2 칸막이(34')가 번갈아가며 복수개 설치된다.

여기에서, 제1 칸막이(34)와 제2 칸막이(34')는 서로 순서를 바꿔 설치할 수 있으며, 상기 콘크리트 구조물(24)에는 도 3b에 도시한 바와 같이 길이방향 돌출턱(30) 대신에 일정 간격으로 볼록한 철부(30')를 형성할 수도 있다.

따라서, 도 2에 화살표로 도시한 바와 같이 제1 칸막이(34)의 하부를 통과한 하천수가 제2 칸막이(34')의 상부를 통과하게 되므로, 식생접촉산화수로(18)로 유입된 하천수는 황토중량체(26)를 반드시 통과하게 된다.

또한, 콘크리트 구조물(24)에는 이 구조물(24)의 길이 방향으로 약 10∼20ｍ의 간격마다 대략 1∼5ｍ 정도의 길이로 잉여 슬러지 퇴적 공간(36)이 제공되는데, 잉여 슬러지 퇴적 공간(36)은 콘크리트 구조물(24)의 바닥면을 다른 부분에 비해 대략 0.2∼1.0ｍ 정도 깊게 형성하는 것에 따라 구성되고, 구조물(24)의 하부 또는 측면부에는 일정 기간동안 상기 잉여 슬러지 퇴적 공간(36)에 축적된 잉여 슬러지를 제거하기 위한 배관(38)이 설치된다.

따라서, 일정기간 운전후 콘크리트 구조물(24)의 바닥면에 잉여 슬러지가 쌓일 경우 제2 칸막이(34')를 상측으로 개방하면 상기 잉여 슬러지는 구조물(24)의 하부 공간(32)을 따라 흐르는 하천수에 의해 잉여 슬러지 퇴적 공간(36)으로 이송된 후 배관(38)을 통해 제거되므로써 황토중량체(26)의 폐색현상을 방지할 수 있도록 한다.

그리고, 상기 콘크리트 구조물(24)의 돌출턱(30)에는 스테인리스 또는 플라스틱 재질의 망체(40)가 설치되며, 망체(40) 위에는 20∼100cm 높이로 황토중량체(26)가 충진된다.

상기 황토중량체(26)는 천연황토를 압출 토련기 또는 디스크 성형기를 사용하여 10∼100㎜의 입경을 가지도록 부정형 또는 구형으로 성형하고, 소성로에서 600∼1200℃의 온도로 소성 가공하여 표면 미세기공을 활성화시키므로써 인위적으로 비표면적을 증대시켜 제조하는데, 상기 방법에 따라 천연황토를 부정형 또는 구형으로 예비 성형한 후 성형 몰드에 넣어 입자 사이의 공극을 유지하면서 20∼50㎝ 두께의 블록형으로 압축 성형한 후 이를 소성 가공하거나, 또는 상기 방법에 따라소성 가공하여 제조한 황토중량체를 황토 몰탈을 사용하여 상기한 두께의 블록형으로 성형한 후 습윤 또는 증기양생 가공하여 제조한 황토중량체 블럭으로 이루어질 수도 있다.

상기 방법에 따라 제조된 황토중량체(26)는 미생물들의 서식 공간으로 활용되는 비표면적이 종래의 접촉여재로 사용하던 자갈 및 쇄석 등에 비해 수배 이상 증대되므로 미생물에 의한 유기물 제거 효율을 향상시킬 수 있고, 천연황토가 지니는 양이온 교환 특성으로 인해 식물의 생육성이 우수해져 식생 정화 효율을 향상시킬 수 있으며, 종래와 동일한 부피의 접촉여재를 만드는 경우에는 황토의 열팽창 특성으로 인해 자갈 또는 쇄석에 비해 절반 이하의 비중(1.0∼1.4)을 갖는 접촉여재를 제조할 수 있어 시공 또는 유지관리시 취급성이 향상된다.

이와 같이 제조된 황토중량체(26)에는 도시하지 않은 식생 포트에 갈대, 미나리, 꽃창포 등의 수생 식물(28)이 식재되는데, 상기 수생 식물(28)은 뗏장의 형태로 시공될 수도 있다.

또한, 상기 침사조(16) 및 침전조(20)에는 도 2에 도시한 바와 같이, 0.6∼0.8의 비중을 갖도록 제조되어 수면에 뜨는 황토경량체(42)에 수생 식물(28)을 식재한 황토경량체 식물섬(40)을 설치할 수도 있다.

이하에서는 본 고안에 바람직한 실시예를 통하여 본 고안을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 하지만 다음의 실시예들은 본 고안을 더욱 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 본 고안이 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

다음의 비교예와 실시예들을 통하여 황토중량체 자연정화 시스템에 의한 수질정화능을 측정하여 기존의 수질정화시스템과의 정화효율을 비교하였다.

(종래예 1)

무폭기식 자갈접촉산화시스템으로, 일정 크기의 사각조에 자갈을 충진하여 오염 하천수를 통과시켰으며, 조내 체류 시간은 자갈이 차지하는 공간을 제외한 공극부피를 기준으로 하여 12시간으로 하였다.

(종래예 2)

폭기식 자갈접촉산화시스템으로, 일정 크기의 사각조에 자갈을 충진하고 바닥에는 산기관을 설치하여 오염 하천수를 폭기시키면서 통과시켰다. 조내 체류시간은 자갈이 차지하는 공간을 제외한 공극부피를 기준으로 하여 12시간으로 하였다.

(종래예 3)

무폭기식 끈상접촉산화시스템으로, 일정 크기의 사각조에 끈상 접촉여재를 설치하여 오염 하천수를 통과시켰으며, 조내 체류시간은 끈상 접촉여재가 차지하는 공간을 제외한 부피를 기준으로 하여 12시간으로 하였다.

(종래예 4)

폭기식 끈상접촉산화시스템으로, 일정 크기의 사각조에 끈상 접촉여재를 설치하고 바닥에는 산기관을 설치하여 오염 하천수를 폭기시키면서 통과시켰다. 조내 체류시간은 끈상 접촉여재가 차지하는 공간을 제외한 부피를 기준으로 하여 12시간으로 하였다.

(종래예 5)

자갈을 식생 기반으로 하는 식생정화시스템으로, 일정 크기의 사각조에 자갈을 충진하고 그 위에 미나리를 식재하여 오염 하천수를 통과시켰다. 조내 체류시간은 자갈이 차지하는 공간을 제외한 공극부피를 기준으로 하여 12시간으로 하였다.

(종래예 6)

자갈, 모래 등을 식생 기반으로 하는 식생정화시스템으로, 일정 크기의 사각조에 자갈 및 모래를 충진하고 그 위에 미나리를 식재하여 오염 하천수를 통과시켰다. 조내 체류시간은 자갈이 차지하는 공간만을 제외한 공극부피를 기준으로 하여 12시간으로 하였으며, 이때 모래가 차지하는 공간은 고려하지 않고 공극부피에 포함하여 계산하였다.

(실시예 1)

황토중량체(26)를 일정 크기의 수로에 충진하고 오염 하천수를 통과시켰으며, 수로내 체류시간은 황토중량체(26)가 차지하는 공간을 제외한 공극부피를 기준으로 하여 12시간으로 하였다

(실시예 2)

황토중량체(26)를 일정 크기의 수로에 충진하고 바닥에는 산기관을 설치하여 오염 하천수를 폭기시키면서 통과시켰다. 수로내 체류시간은 황토중량체(26)가 차지하는 공간을 제외한 공극부피를 기준으로 하여 12시간으로 하였다

(실시예 3)

황토중량체(26)를 일정 크기의 수로에 충진하고 그 위에 미나리를 식재하여 오염 하천수를 통과시켰으며, 수로내 체류시간은 황토중량체(26)가 차지하는 공간을 제외한 공극부피를 기준으로 하여 12시간으로 하였다

상기의 종래예 1∼6과 실시예 1∼3의 수질 정화 효율을 비교하기 위하여 BOD5, CODMn, SS, T-N, T-P를 수질 항목으로 측정하였으며, 각각의 시스템들이 미생물의 서식과 식물의 생장이 정상적으로 이루어진 상태에서 수질 정화능을 평가하기 위하여 2개월간의 운전 데이터는 배제시키고, 그 후 3개월간 1주일 간격으로 측정한 운전 데이터의 평균값으로 상호 비교하였다. 실험결과는 아래의 표 1 내지 표 3에 나타내었다.

하천수의 성상

수질항목	시험결과(ppm)	평균값(ppm)	비 고
BOD5	15∼34	25.3
CODMn	14∼42	30.2
SS	15∼35	25.5
T-N	10∼24	15.5
T-P	0.4∼1.8	1.23

각 시스템별 하천수 수질 측정 결과

구 분	BOD5	CODMn	SS	T-N	T-P	비 고
종래예1	10.6	13.2	6.8	15.1	1.21
종래예2	7.0	8.9	7.8	14.7	1.21
종래예3	9.3	11.9	7.9	15.0	1.21
종래예4	6.0	8.0	8.3	14.8	1.21
종래예5	8.3	10.5	6.2	11.1	0.86
종래예6	-	-	-	-	-	공극폐색, 측정불가
실시예1	9.2	11.7	7.0	13.5	1.02
실시예2	5.9	8.0	7.3	12.7	0.94
실시예3	7.0	9.0	5.1	8.1	0.55

각 시스템별 하천수 수질 정화 효율 평가 결과

구 분	BOD5	CODMn	SS	T-N	T-P	비 고
종래예1	58.1	56.2	73.4	2.5	1.5
종래예2	72.5	70.4	69.4	4.9	2.0
종래예3	63.2	60.7	69.2	3.2	1.4
종래예4	76.4	73.4	67.5	4.5	2.0
종래예5	67.2	65.2	75.5	28.5	30.4
종래예6	-	-	-	-	-	공극폐색, 측정불가
실시예1	63.5	61.4	72.5	12.7	17.4
실시예2	76.5	73.5	71.2	18.3	23.5
실시예3	72.5	70.3	79.9	47.8	55.4

상기한 표 2 및 표 3에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1의 황토중량체 자연정화 시스템은 종래예 1과 3의 무폭기식 접촉산화시스템에 비하여 모든 수질 항목에서 우수한 정화능을 나타낸다. 이는 본 고안의 황토중량체(26)가 끈상 접촉여재와 같이 높은 비표면적을 지니므로써 미생물의 서식률이 증가되어 우수한 BOD 및 COD 제거 효율을 나타내고, 또한 층간거리가 넓은 양쪽 공극 구조로 이루어져 높은 흡착능력을 지니는 황토를 사용하기 때문에 미생물에 의해서는 그 제거 효율이 극미한 질소 및 인의 경우에도 비교적 향상된 제거 효율을 나타내기 때문이다.

그리고, 실시예 2의 폭기식 황토중량체 자연정화시스템도 종래예 1과 3의 시스템에 산기관을 설치한 종래예 2와 4의 폭기식 접촉산화시스템에 비하여 모든 수질항목에서 우수한 정화능을 나타냄을 알 수 있다.

또한, 기존의 자갈 또는 자갈 및 모래 등으로 충진된 층에 식물을 식재하여 미생물에 의한 정화와 아울러 식물에 의한 정화를 접목시킨 식생접촉산화시스템은 종래예 5와 6을 들 수 있는데, 이중 종래예 6의 경우에는 식재 기반층이 자갈 및 모래로 충진되어 공극이 협소하기 때문에 약 2개월간의 예비 운전 기간 동안 유입된 SS와 충진재 표면에 서식한 미생물에 의하여 공극이 폐색되어 정화 효율을 측정할 수 없었고, 종래예 5의 식생접촉산화시스템은 표 2와 표 3에서 볼 수 있듯이 종래예 1,2의 무폭기식 접촉산화시스템과 종래예 3,4의 폭기식 접촉산화시스템에 비하여 비교적 우수한 질소, 인의 제거효율을 나타내었으나, 황토중량체(26)를 이용한 자연정화 시스템인 실시예 3에 비해서는 BOD, COD는 물론 질소, 인의 제거 효율이 훨씬 뒤떨어지는 것을 알 수 있다.

이는 종래예 5의 식생접촉산화시스템에서 접촉여재로 사용되는 자갈이 미생물이 서식하는데 충분한 비표면적을 제공하지 못할 뿐만 아니라 식물이 자라는데 적합한 무기 양분을 공급해주지 못하므로써 미생물의 서식률과 식물의 성장성이 저하되어 만족할 만한 정화능을 나타내지 못하는 반면에, 본 고안에 의한 황토중량체(26)를 이용한 자연정화 시스템인 실시예 3의 경우에는 황토중량체(26)가 넓은 비표면적을 지니도록 제조되어 미생물이 서식하기에 적합할 뿐만 아니라 황토의 양이온 교환능에 의해 식물에 무기 양분이 공급되므로 식물의 성장성이 우수해져 BOD, COD는 물론, 질소, 인 등의 모든 수질 항목의 정화 효율이 월등하게 향상되기 때문이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안에 의한 황토중량체를 이용한 하천수 자연정화 시스템은 유기물은 물론, 하천의 부영양화 원인 물질인 질소와 인을 제거하는 측면에서도 효과적이므로, BOD, COD와 같은 유기물 제거에만 제한적인 처리성능을 지니는 종래의 하천수 정화 시스템의 문제점을 해결할 수 있다.

그리고 본 시스템은 별도의 전력 또는 시설을 관리할 필요가 없기 때문에 유지 관리가 용이하고 관리 비용도 크게 절감할 수 있다.

또한, 본 고안은 친자연적인 외관을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 정화수로에서 재배되는 미나리 등을 주민들이 식용으로 사용할 수 있기 때문에 주민들의 친수공간으로 활용하기 용이하고 자연 학습장으로도 그 활용성이 우수하다.

Claims (4)

1. 하천의 하도나 둔치 또는 제방 외부에 설치되어 오염 하천수를 정화하는 하천수 자연정화 시스템에 있어서,

   협잡물들을 제거하며 오염 하천수를 취수하는 취수부와;

   상기 취수부에 의해 취수된 하천수 내에 함유된 부유물질을 제거하는 침사조와;

   수생식물 및 이 수생식물이 식재되는 황토중량체를 포함하며, 상기 침사조를 통과한 하천수내의 유기성 오염원과 질소, 인 등의 영양염류를 제거하는 식생접촉산화수로와;

   상기 유기성 오염원과 영양염류가 제거된 하천수를 폭기시키면서 방류하는 방류부;

   를 포함하는 하천수 자연정화 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 하천수 자연정화 시스템은 상기 식생접촉산화수로에서 이루어지는 식생접촉산화공정에서 발생하는 잉여 슬러지를 침강 제거하는 침전조를 더 구비하는 하천수 자연정화 시스템.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 식생접촉산화수로는, 내부 바닥면에 일정 높이의 돌출부를 구비하며 수로를 형성하는 콘크리트 구조물을 포함하고, 상기콘크리트 구조물의 내부에는 일정 높이의 하부 공간을 확보하는 제1 칸막이와, 상기 하천수가 상기 황토중량체를 통과할 수 있도록 하부 공간을 폐쇄하는 제2 칸막이가 번갈아가며 복수개 설치되고, 상기 제2 칸막이는 상기 하부 공간을 개방하여 상기 하부 공간에 퇴적된 잉여 슬러지를 일정 간격마다 구비된 잉여 슬러지 퇴적공간으로 이송하여 제거할 수 있도록 콘크리트 구조물에 대해 착탈 가능하게 설치되는 하천수 자연정화 시스템.
4. 제 3항에 있어서, 상기 황토중량체는 천연황토를 압출 토련기 또는 디스크 성형기를 사용하여 10∼100㎜의 입도를 갖는 부정형 또는 구형으로 성형하고, 이를 소성로에서 600∼1200℃의 온도로 소성 가공하여 표면 미세기공을 활성화시키므로써 인위적으로 비표면적을 증대시켜 접촉 여재 및 식물의 식재기반으로 활용되는 하천수 자연정화 시스템.