KR200261823Y1 - 자연 정화 침상 하수처리장 - Google Patents

Abstract

본 고안은 갈대조와 수초조 내에 외부로 부터 공기를 강제 유입시켜 주어 미생물 생장에 필요한 산소를 충분히 공급하고, 전달되는 하수를 하천으로 순조롭게 자연 유하시켜 방류할 수 있도록 한 자연 정화 침상 하수처리장에 관한 것이다.

특히, 일측과 후방이 하향 경사지게 터파기되어 있고, 이 터파기된 내부에는 차수막이 깔려 있으며, 이 차수막이 깔린 내부에는 일측단이 후방으로 배수를 취할 수 있도록 노출되어 있되, 차수막 상에 위치된 관 부위에는 전체적으로 통기공이 형성되어 있고, 상부에는 상단에 유입팬이 설치되어 있는 일정 길이의 통기관이 등간격으로 연결 설치되어 있는 배수관이 배설되어 있으며, 하수관의 출측이 위치되는 일측에는 탈착이 용이하되, 쇄석이 채워져 있는 찌꺼기 입자 수거망이 위치되어 있고, 내부에는 활성탄과 골재가 혼합된 혼합층이 채워져 있으며, 이 상부에는 갈대가 심어져 있는 갈대조와; 상기 갈대조보다 낮은 지형에 위치되어 있되, 하부 중앙으로 요입지게 터파기된 내부에는 차수막이 깔려 있고, 이 차수막이 깔린 내부에는 선회를 취하도록 형성되어 있되, 일측 상부 즉, 배수관의 출측이 위치되어 있는 부위에는 탈착이 용이한 거름망이 구비되어 있는 선회 유도막이 위치되어 있으며, 하부 중앙에는 방류관이 연결 설치되어 있고, 선회 유도막 내부에는 골재와 활성탄으로 이루어진 혼합층이 채워져 있으며, 이 상부에는 다년생 수초가 심어져 있는 수초조와; 내부에 입자가 각기 틀린 쇄석을 구비하고 있어 유입 및 방류수 내에 포함되어 있는 미세 슬러지 및 토사의 여과를 취할 수 있도록 상기 갈대조 내부에 위치되어 있는 배수관의 외측과 방류관이 위치되어 있는 수초조의 내부 중앙에 설치되어 있는 고밀도 폴리에틸렌 골재필터망을 일체로 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

Description

자연 정화 침상 하수처리장{nature purification prisipitate condition a sewage deposal plant}

본 고안은 자연 정화 침상 하수처리장에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 갈대조와 수초조 내에 외부로 부터 공기를 강제 유입시켜 주어 미생물 생장에 필요한 산소를 충분히 공급하고, 전달되는 하수를 하천으로 순조롭게 자연 유하시켜 방류할 수 있도록 한 자연 정화 침상 하수처리장에 관한 것이다.

일반적으로 하수라 함은 가정과 공장 및 축사 등에서 사용후 배출되는 오·폐수와 빗물 등을 총칭하는 말이다.

이와 같은 하수는 나날이 늘어나는 각종 생산시설 및 공장 등과 그에 따른 인구의 증가에 의해 감당하기 어려울 정도로 발생량이 증가하고 있어 이로 인한 하천과 근해의 수질오염이 큰 문제로 대두되고 있다.

그러므로 하수를 하천과 근해에 방류함에 있어서는 크게 하수관로시설과 하수처리시설 및 슬러지처리시설 등으로 구성된 하수도를 거쳐 정화 방류시키게 되는데, 발생시점에서 방류되기까지의 통상적인 과정을 설명하면 다음과 같다.

즉, 가정과 공장 등에서 발생되는 하수는 하수관거를 통하여 공공 하수도시설로 배출된 후 펌프장으로 자연 유하되게 된다.

그리고 펌프장으로 유입된 하수는 자연 유하되어 하수처리장으로 이동되게되고 이와 같이 이동된 하수는 하수처리장 내를 거치는 가운데 여러 정화단계를 거쳐 하천 또는 근해로 방류되게 된다.

여기서, 하수처리장은 구체적으로 침사지, 1차 침전지, 폭기조, 2차 침전지, 고도처리시설, 슬러지처리시설을 구비하고 있어 하수를 순차적으로 통과시키는 가운데 정화를 취하게 된다.

그러나, 종래의 하수처리장은 통상적으로 기계식 정화시스템을 도입하여 실시하고 있는 실정이여서, 실사용하는데 있어서 여러 가지의 문제점을 발생시켰다.

이를 순서에 의거하여 나열 설명하면 다음과 같다.

첫째, 제작과 시공에 상당한 기일과 비용이 드는 관계로 수요가 증가하고 있는 시설임에도 불구하고 적절한 시기에 공급이 어려운 문제점이 있었다.

즉, 기계 또는 전자식의 시스템을 취하고 있기 때문이다.

둘째, 시스템 개발에 해마다 막대한 연구 투자비가 소요되는 비경제적인 문제점이 있었다.

셋째, 인과 질소의 처리효과가 낮고, 또 고장이 잦아 지속적인 유지 관리를 요해야 함으로 여러 가지의 불편하고도 비경제적인 문제점이 있었다.

참고로, 선진국에서는 이러한 문제를 보완하기 위하여 일찍이 갈대조와 수조초를 이용하여 자연정화시스템으로 오폐수를 처리하는 공법을 실시하여 큰 효과를 보고있는 실정이므로 이에 많은 재원과 투자를 하고 있는 실정이다.

이는 하수가 식생정화수단에서 정화될 때 각종 슬러지나 유기물들이 스며들면서 갈대와 같은 식물의 뿌리들에 의해 흡수되거나 뿌리주변의 미생물들에 의해분해되어 자연 정화되도록 한 원리를 이용한 것이다.

그러나 종래에 이와 같은 원리를 이용하여 정화를 취하고자 제작된 자연 정화 침상 하수처리장은 도 5에 도시된 바와 같이 구조적인 취약함으로 인해 상술한 원리의 효과를 효과적으로 취할 수 없는 문제점이 있었다.

이를 이해가 쉽도록 순서에 의거하여 나열 설명하면 다음과 같다.

첫째, 외부로부터 공기를 갈대조 내부로 자연 공급할 수 있도록 하기 위해 형성 및 구비시킨 구성이 사실 효과적으로 기능을 발휘하기에는 취약한 구조적 문제점이 있었다.

즉, 배수와 공기유입을 동시에 취할 수 있도록 갈대조 내에 위치된 배수관에 통기유도관과 통기공을 구비 및 형성시켰지만 사실 일정기간이 경과하면 통기공이 골재에 섞여진 토사에 의해 폐쇄되거나 혹은 이 통기공을 통해 다량의 토사가 배수관 내로 유입되게 되어 갈대조 내로 통기 유도는 물론이고 배수까지 취할 수 없도록 하는 문제를 발생시켰기 때문이다.

둘째, 하수를 자연 유하시켜 방출할 수 있어야 하나 갈대조와 수초조의 바닥이 지반과 수평한 형태를 취하고 있어 사실 원활한 자연 유하를 도모하기에는 취약한 구조적 문제점이 있었다.

이에 따라 갈대조와 수초조 내부의 특정부위에 하수를 장기간 체류시키게 되어 조 내부를 오염 및 심지어는 외부로 악취를 발생시키는 문제점을 발생시켰다.

셋째, 동절기에는 상부에 심어져 있는 갈대 및 수초가 생장할 수 없을 정도로 골재층이 얼기 때문에 이에 서식하는 미생물 또한 죽게 되어 사실상 동절기에는사용이 불가한 문제점이 있었다.

본 고안은 위와 같은 종래의 문제점들을 해결할 수 있도록 한 것으로, 그 목적은 갈대조와 수초조 내에 외부로부터 공기를 강제 유입시켜 주어 미생물 생장에 필요한 산소를 충분히 공급하고, 전달되는 하수를 하천으로 순조롭게 자연 유하시켜 방류할 수 있도록 한 자연 정화 침상 하수처리장을 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성시킬 수 있도록 하는 본 고안의 기술적 사상으로는,

일측과 후방이 하향 경사지게 터파기되어 있고, 이 터파기된 내부에는 차수막이 깔려 있으며, 이 차수막이 깔린 내부에는 일측단이 후방으로 배수를 취할 수 있도록 노출되어 있되, 차수막 상에 위치된 관 부위에는 전체적으로 통기공이 형성되어 있고, 상부에는 상단에 유입팬이 설치되어 있는 일정 길이의 통기관이 등간격으로 연결 설치되어 있는 배수관이 배설되어 있으며, 하수관의 출측이 위치되는 일측에는 탈착이 용이하되, 쇄석이 채워져 있는 찌꺼기 입자 수거망이 위치되어 있고, 내부에는 활성탄과 골재가 혼합된 혼합층이 채워져 있으며, 이 상부에는 갈대가 심어져 있는 갈대조와;

상기 갈대조보다 낮은 지형에 위치되어 있되, 하부 중앙으로 요입지게 터파기된 내부에는 차수막이 깔려 있고, 이 차수막이 깔린 내부에는 선회를 취하도록 형성되어 있되, 일측 상부 즉, 배수관의 출측이 위치되어 있는 부위에는 탈착이 용이한 거름망이 구비되어 있는 선회 유도막이 위치되어 있으며, 하부 중앙에는 방류관이 연결 설치되어 있고, 선회 유도막 내부에는 골재와 활성탄으로 이루어진 혼합층이 채워져 있으며, 이 상부에는 다년생 수초가 심어져 있는 수초조와;

내부에 입자가 각기 틀린 쇄석을 구비하고 있어 유입 및 방류수 내에 포함되어 있는 미세 슬러지 및 토사의 여과를 취할 수 있도록 상기 갈대조 내부에 위치되어 있는 배수관의 외측과 방류관이 위치되어 있는 수초조의 내부 중앙에 설치되어 있는 고밀도폴리에틸렌 골재필터망을 일체로 포함하여 구성된 것이 제시된다.

도 1은 본 고안인 자연 정화 침상 하수처리장의 구조를 도시한 평면도,

도 2는 본 고안인 자연 정화 침상 하수처리장의 구조를 도시한 측단면도,

도 3은 본 고안인 자연 정화 침상 하수처리장의 요부구조를 도시한 사시도,

도 4는 본 고안인 자연 정화 침상 하수처리장의 요부구조를 도시한 확대단면도,

도 5는 종래 자연 정화 침상 하수처리장의 구조를 도시한 평면도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명 >

10a,10b :터파기 12a,12b :차수막

14 :통기공 16 :유입팬

18 :통기관 20 :배수관

22 :하수관 24 :찌꺼기 입자 수거망

26a,26b :혼합층 28 :갈대

30 :갈대조 32 :거름망

34 :선회 유도막 36 :방류관

38 :수초 40 :수초조

42 :쇄석 44a,44b :고밀도 폴리에틸렌 골재필터망

46 :맨홀 48 :하천

이하, 상기와 같이 구성된 본 고안의 구성을 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안인 자연 정화 침상 하수처리장의 구조를 도시한 평면도이고, 도 2는 본 고안인 자연 정화 침상 하수처리장의 구조를 도시한 측단면도이며, 도 3은 본 고안인 자연 정화 침상 하수처리장의 요부구조를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 고안인 자연 정화 침상 하수처리장의 요부구조를 도시한 확대단면도이다.

참고로 본 고안을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우에는 그 상세한 설명을 생략하였다.

또한, 후술되는 용어들은 본 고안에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운영자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.

그러므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도시된 바와 같이 일측과 후방이 하향 경사지게 터파기되어 있고, 이터파기(10a)된 내부에는 차수막(12a)이 깔려 있으며, 이 차수막(12a)이 깔린 내부에는 일측단이 후방으로 배수를 취할 수 있도록 노출되어 있되, 차수막(12a) 상에 위치된 관 부위에는 전체적으로 통기공(14)이 형성되어 있고, 상부에는 상단에 유입팬(16)이 설치되어 있는 일정 길이의 통기관(18)이 등간격으로 연결 설치되어 있는 배수관(20)이 배설되어 있으며, 하수관(22)의 출측이 위치되는 일측에는 탈착이 용이하되, 쇄석(42)이 채워져 있는 찌꺼기 입자 수거망(24)이 위치되어 있고, 내부에는 활성탄과 골재가 혼합된 혼합층(26a)이 채워져 있으며, 이 상부에는 갈대(28)가 심어져 있는 갈대조(30)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 갈대조(30)보다 낮은 지형에는 하부 중앙으로 요입지게 터파기(10b)된 내부에는 차수막(12b)이 깔려 있고, 이 차수막(12b)이 깔린 내부에는 선회를 취하도록 형성되어 있되, 일측 상부 즉, 배수관(20)의 출측이 위치되어 있는 부위에는 탈착이 용이한 거름망(32)이 구비되어 있는 선회 유도막(34)이 위치되어 있으며, 하부 중앙에는 방류관(36)이 연결 설치되어 있고, 선회 유도막(34) 내부에는 골재와 활성탄으로 이루어진 혼합층(26b)이 채워져 있으며, 이 상부에는 다년생 수초(38)가 심어져 있는 수초조(40)가 형성되어 있다.

또한, 상기 갈대조(30) 내부에 위치되어 있는 배수관(20)의 외측과 방류관(36)이 위치되어 있는 수초조(40)의 내부 중앙에는 유입 및 방출수와 혼입되는 미세 슬러지와 토사의 여과를 취할 수 있도록 내부에 각기 입자가 틀린 쇄석(42)이 채워진 고밀도폴리에틸렌 골재필터망(44a),(44b)이 설치 구성되어 있다.

이와 같이 구성되어 있는 본 고안의 작용을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

이는 갈대조(30)의 일측 상부에 출측이 위치된 하수관(22)에 의해 하수를 유입시키게 된다.

이때 유입되는 하수는 갈대조(30)에 유입되기 직전에 다소 굵은 입자의 쇄석(42)이 채워져 있는 찌꺼기 입자 수거망(24)에 의해 슬러지가 제거되게 된다.

그리고, 이러한 제거과정을 거치게 되는 하수는 골재와 활성탄을 혼합시킨 혼합층(26a)과 갈대(28) 뿌리들 사이의 공극사이로 유입되게 되어 통과하게 되는데 이때 이 혼합층(26a)에 의해 걸러짐과 동시에 갈대(28)의 뿌리들 사이에 번식하고 있는 미생물에 의해 분해되어 하부로 유입되게 된다.

참고로 이와 같이 하부로 유입되게 되는 하수는 갈대(28)의 뿌리에 의해 일부 흡수되어 량이 줄어들게 되며, 또 하수의 퇴적물은 갈대조(30) 표면에 쌓이게 됨과 동시에 분해되게 되는데 이는 대략 10년에서 30년 주기로 제거하여 퇴비로 활용하면 된다.

한편, 상술한 바와 같은 정화과정을 거쳐 하부로 유입되게 되는 하수는 내부에 쇄석(42)이 채워진 고밀도폴리에틸렌 골재 필터망(44a)을 통과하는 정화과정을 거친 후 하부에 배설된 배수관(20)의 통기공(14)으로 유입되어 배수관(20)을 타고 수초조(40)로 공급되게 된다.

그리고, 상기 배수관(20)의 상부에 외부로 연통되도록 설치 구비된 통기관(18)은 상부에 연결 설치된 유입팬(16)을 통해 공기를 강제 흡입하는 행정을취하여 매설되어 있는 배수관(20)에 형성되어 있는 통기공(14)을 통해 혼합층(26a) 내로 지속적인 공기 공급을 취할 수 있게 된다.

또한, 수초조(40)로 공급되는 하수는 수초조(40)에 유입되기 직전에 거름망(32)에 의해 슬러지가 제거되게 된다.

그리고, 이러한 제거과정을 거치게 되는 하수는 골재와 활성탄을 혼합시킨 혼합층(26b)과 수초(38) 뿌리들 사이의 공극사이로 유입되게 되어 통과하게 되는데 이때 이 혼합층(26b)에 의해 걸러짐과 동시에 수초(38)의 뿌리들 사이에 번식하고 있는 미생물에 의해 분해되어 하부 중앙으로 유하되게 된다.

참고로 이와 같이 이동하게 되는 하수 역시 수초(38)의 뿌리에 의해 일부 흡수되어 량이 줄어들게 되며, 또 수초(38)의 표면에 쌓이게 되는 퇴적물 역시 대략 10년에서 30년 주기로 제거하여 퇴비로 활용하면 된다.

한편, 상술한 바와 같은 정화과정을 거쳐 혼합층(26b)의 하부로 유입되게 되는 하수는 외곽으로부터 중앙으로 낙차가 발생하게 형성되어 있는 선회 유도막(34)을 따라 중앙으로 자연 유하하게 되고, 이렇게 중앙으로 집결하게 되는 하수는 내부에 다소 작은 입자의 쇄석(42)이 채워진 고밀도 폴리에틸렌 골재 필터망(44b)을 통과하는 정화과정을 거친 후 하부에 연결 설치된 방류관(36)을 통해 맨홀(46)로 자연 유하되게 되며, 이렇게 맨홀(46)로 유입된 하수는 수위조절장치의 제어에 의해 하천(48)으로 방류되게 된다.

그러므로, 근본적으로는 무동력시설을 이용하여 하수를 효과적으로 정화시켜 방류할 수 있게 됨으로 유지 및 관리를 경제적이고도 손쉽게 취할 수 있게 됨과 동시에 수질오염을 근본적으로 방지하여 줄 수 있도록 하는 작용을 이룰 수 있게 된다.

즉, 자연풍에 의해 외부공기를 갈대조(30) 내부로 항상 강제 유입하여 줄 수 있도록 하여 혼합층(26a) 또는 갈대(28)의 뿌리에 기생하는 미생물이 활발히 성장 및 활동할 수 있는 호조건을 제공하여 분해능력을 향상시키는 작용을 취할 수 있는 구조로 제작되어 있기 때문이다

더욱이, 자연풍이 다소 강하게 전달되어 오는 동절기에는 갈대조(30) 내부로 외부 공기의 유입량을 증대시켜 얼지 않도록 하는 보온효과를 발휘할 수 있도록 하는 작용 역시 이룰 수 있게 된다.

그리고, 배수와 공기유입을 동시에 취할 수 있도록 갈대조(30) 내에 위치시킨 배수관(20)의 외측과, 방류관(36)의 입측이 위치되어 있는 수초조(40)의 내부 중앙에 유입수와 혼입되는 미세 슬러지 및 토사의 여과를 취할 수 있도록 내부에 입자가 틀린 쇄석(42)을 채운 고밀도 폴리에틸렌 골재필터망(44a),(44b)을 설치하여 주어, 통기공(14)과 배수관(20) 및 방류관(36)이 미세슬러지와 토사에 의해 폐쇄되어 통기 유도는 물론이고 배수까지 취할 수 없도록 하는 문제 현상을 미연에 방지할 수 있는 작용을 이룰 수 있게 된다.

더욱이, 조 내부의 형태가 하수의 자연 유하를 신속히 이룰 수 있는 형태를 취하고 있어 원활한 자연 유하를 도모할 수 있게 되어 갈대조(30)와 수초조(40) 내부의 특정부위에 하수를 장기간 체류시키게 되어 조 내부를 오염시키는 문제는 물론이고 심지어는 외부로 악취를 발생시키게 되는 현상을 최소화 할 수 있게 되어혐오시설로 평가받던 하수처리장의 문제점을 다소 해소할 수 있는 작용을 이룰 수 있게 된다.

참고로, 본 고안은 다양하게 변형 실시될 수 있고, 여러 가지의 형태를 취할 수 있으나 상기 고안의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다.

그러므로, 본 고안은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 고안의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안은 자연정화를 취할 수 있는 갈대조와 수초조 내에 외부로 부터 공기를 강제 유입시켜 주어 미생물 생장에 필요한 산소를 충분히 공급하고, 유입된 하수를 하천으로 순조롭게 자연 유하시켜 줄 수 있도록 하여 갈대조와 수초조 내부의 특정부위에 하수를 장기간 체류시키므로 조 내부를 오염 및 외부로 악취를 발생시키게 되는 문제현상 등을 최소화 할 수 있도록 함에 따라 결과적으로 유지 및 관리에 있어 경제적이고도 용이한 무동력 자연시설을 이용하여 하수를 효과적으로 정화시켜 방류할 수 있도록 한 효과가 있다.

Claims (1)

1. 일측과 후방이 하향 경사지게 터파기(10a)되어 있고, 이 터파기된 내부에는 차수막(12a)이 깔려 있으며, 이 차수막(12a)이 깔린 내부에는 일측단이 후방으로 배수를 취할 수 있도록 노출되어 있되, 차수막(12a) 상에 위치된 관 부위에는 전체적으로 통기공(14)이 형성되어 있고, 상부에는 상단에 유입팬(16)이 설치되어 있는 일정 길이의 통기관(18)이 등간격으로 연결 설치되어 있는 배수관(20)이 배설되어 있으며, 하수관(22)의 출측이 위치되는 일측에는 탈착이 용이하되, 쇄석이 채워져 있는 찌꺼기 입자 수거망(24)이 위치되어 있고, 내부에는 활성탄과 골재가 혼합된 혼합층(26a)이 채워져 있으며, 이 상부에는 갈대(28)가 심어져 있는 갈대조(30)와;

   상기 갈대조(30)보다 낮은 지형에 위치되어 있되, 하부 중앙으로 요입지게 터파기(10b)된 내부에는 차수막(12b)이 깔려 있고, 이 차수막(12b)이 깔린 내부에는 선회를 취하도록 형성되어 있되, 일측 상부 즉, 배수관(20)의 출측이 위치되어 있는 부위에는 탈착이 용이한 거름망(32)이 구비되어 있는 선회 유도막(34)이 위치되어 있으며, 하부 중앙에는 방류관(36)이 연결 설치되어 있고, 선회 유도막(34) 내부에는 골재와 활성탄으로 이루어진 혼합층(26b)이 채워져 있으며, 이 상부에는 다년생 수초(38)가 심어져 있는 수초조(40)와;

   내부에 입자가 각기 틀린 쇄석을 구비하고 있어 유입 및 방류수 내에 포함되어 있는 미세 슬러지 및 토사의 여과를 취할 수 있도록 상기 갈대조(30) 내부에 위치되어 있는 배수관(20)의 외측과 방류관(36)이 위치되어 있는 수초조(40)의 내부중앙에 설치되어 있는 고밀도 폴리에틸렌 골재필터망(44a),(44b)을 일체로 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자연 정화 침상 하수처리장.