KR20110011858U

KR20110011858U - 점·비점오염원 저감을 위한 식물포트 여과 시스템

Info

Publication number: KR20110011858U
Application number: KR2020100006414U
Authority: KR
Inventors: 김상진; 신인식
Original assignee: 주식회사두합크린텍; (주)고려환경
Priority date: 2010-06-17
Filing date: 2010-06-17
Publication date: 2011-12-23
Also published as: KR200467781Y1

Abstract

본 장치는 제한된 공간에서 점·비점오염원 저감할 수 있는 식물포트 여과 시스템에 관한 것으로, 유입구내부와 맞은편에 설치된 여재팩; 식생토양위에 수질처리용 기능성 메디아가 설치되어 있고, 마사토나 모래와 같은 투수성이 우수한 토양과 식물에 영양공급을 할 수 있는 유기물이 포함된 유기토양으로 구성된 식생토양에 식물이 식재되고, 식물의 생장에 도움을 주는 통기관이 설치되고, 마실리아속 미생물(Massilia sp. DH-1)이 코팅된 미생물 흡수층이 설치된 식생처리부; 상기 식생처리부의 식생토양이 유실되지 않도록 하는 지오네트와 비교적 큰 크기의 자연석이 위쪽부터 작은 크기순서로 쌓여있는 배수층; 배수층에 위치하고 점·비점오염원 저감된 유수가 흘러들어가 범람박스와 연결되어 있는 유공관; 폭우시 유수의 역류를 방지하기위하여 상기 식생처리부 좌·우측에 설치되어 배수관으로 연결되어 있는 범람박스를 포함하는 것을 특징으로 하며, 넓은 설치면적을 필요로 하지 않는 식물포트 여과 시스템형태로 고안하여 특정 지역에서 발생하는 점오염원이나 강우시 유수에 의하여 발생하는 비점오염원을 저감시켜 배수관으로 흘려보내는 효과를 가져온다.

Description

점·비점오염원 저감을 위한 식물포트 여과 시스템{Plant Pot Filter System for Point and Non-point Pollution Source Reduction.}

본 고안은 점·비점오염원 저감을 위한 식물포트 여과 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 특정 지역에서 발생하는 점오염원이나 강우시 유수에 의하여 발생하는 비점오염원 저감을 위하여, 식물포트 (Plant Pot)형태로 고안하여 내부에는 여재팩과 식물, 미생물흡수층 등을 설치함으로서 주거 및 도심지에서 발생하는 점·비점오염원을 친환경적이고 효율적으로 저감하는 식물포트 여과 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 수질오염의 원인은 주로 생활하수, 산업폐수, 축산업폐수 등과 같이 배출지점이 뚜렷한 점오염원과 도시, 도로, 농지 등에서 우수에 의하여 광범위한 지역에서 배출되는 비점오염원으로 나눌 수 있다.

점오염원으로부터 배출되는 물질은 공장, 축산농가 등에서 별도의 정화장치 및 폐수처리시설을 거처 오염물질이 정화되어 유출되고 있으나, 비점오염원의 경우 광범위한 지표면 상에 잔존해 있다가 우천시 빗물과 함께 하천 등의 공공수역이나 지하수로 유입되어 수질오염을 야기하는 주요원인이 되고 있다.

이러한 점·비점오염원에 의한 수질오염을 극복하기 위해 다양한 방법의 점·비점오염원 처리방법 등이 소개되고 있다.

또, 도시화 개발을 진행하면서 환경영향을 최소화하기 위한 노력을 기울이고 있으며, 상기 방법의 일환으로 옥상녹화나 공원설치, 등의 녹지공간을 필수적으로 권고하고 있다.

하지만 이러한 녹지공간들은 단순히 도시경관을 개선시키고 사람들의 휴식공간으로 이용하는 등 단순한 경관 개선기능만을 가지고 있다. 이러한 단순한 경관개선기능만으로는 주변환경영향을 최소화한다는 목적에 부합하지 않는다. 따라서 심미적기능이나 경관개선기능을 가질 뿐만 아니라 점·비점오염원 처리 기능을 가지는 다양한 기술적 개발이 필요하다.

종래의 점·비점오염원 저감장치는 기계적으로 와류형이나 필터를 이용한 저감장치로 주변경관을 고려하지 않은 저감장치이거나 동력을 사용해야하는 장치가 설치되어 있다. 그러나, 위와 같은 장치는 주변경관과 어울리지 않고 동력을 사용하여 유지관리비용이 발생하는 단점이 있었다.

위와 같은 단점을 보완하여 최근 부각되고 있는 방법이 인공습지나 인공저류지를 이용한 처리방법이다.

상기와 같이 주변경관과 동화되지 않고 유지관리비용이 발생하는 단점을 보완하기 위하여 식물을 이용한 습지형태의 다단계 셀을 설치하여 점·비점오염원을 저감시키고 있지만, 이 또한 설치에 비교적 긴 체류시간확보와 넓은 부지확보와 같은 문제점이 있고, 또한 이미 건설된 도시 및 주거지역에는 설치에 필요한 부지를 확보하기 어렵다는 문제점이 있다.

본 고안은 에너지의 사용 없이 친환경적으로 자연에 존재하는 식물이나 여재를 이용하여 점·비점오염원을 저감시키고, 설치시 넓은 면적이 요구되지 않으며, 주변경관과 잘 어울리거나 녹지공간을 확보하여 설치할 수 있는 효율적으로 점·비점오염원 저감을 위한 식물포트 여과 시스템을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 지면에 흐르는 유수가 유입될 수 있는 유입구; 유입구로 흐르는 유수를 1차로 여과 및 용존된 오염물질을 흡착시키는 여재팩; 2차로 오염물질을 여과 및 흡착하여 처리하여 주는 기능성 메디아와 식생토양, 식물의 뿌리에 공기를 통하게 하여 식물의 생장에 도움을 주는 통기관 및 식물 및 미생물 흡수층을 포함하는 식생처리부; 식생처리부 식생토양의 유실을 방지하여 주는 지오네트; 상기 처리된 유수가 자연석을 통해 배출될 수 있는 배수층; 배수층 내부에 상기 처리된 유수가 유입되는 유공관; 유공관과 연결되어 유출수보다 유입수가 많을 시에 오버플로우(overflow)되어 배수관으로 유출시켜 주는 범람박스를 포함하는 것을 특징으로 하는 점·비점오염원 저감을 위한 식물포트 여과 시스템이다.

또한, 상기 시스템을 포트 여과시스템으로 구성하여 최소의 공간에 효율적인 점·비점오염원 저감효과를 가지게 하였으며, 식물을 식재하여 주변경관과 동화되거나 녹지공간을 확보함으로서 심미감을 높여 주변환경을 개선시켜주는 것을 특징으로 한다.

본 고안은 강우시 발생하는 유수에 의한 도시개발 지역 및 주거지역에서 발생하는 점·비점오염원 저감, 녹지공간의 확보로 주변 환경의 심미감 상승, 다단셀과 같은 형태의 자연형 비점오염원 시설처럼 넓은 부지를 필요로 하지 않아 경제적이고, 친환경적으로 점·비점오염원 저감시킬 수 있다.

도 1은 점·비점오염원 저감을 위한 식물포트 여과장치의 정면도.
도 2는 점·비점오염원 저감을 위한 식물포트 여과장치의 측면도.
도 3은 점·비점오염원 저감을 위한 식물포트 여과장치의 범람박스.

본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 본 고안은 지표면에 흐르는 유수들이 유입될 수 있는 유입구(4), 유수에 포함되어 있는 오염원을 여과 및 흡착시켜주는 여재팩(2), 유입된 유수의 오염원을 흡착시키는 기능성 메디아(11), 식물(1)이 식재되어 있는 식생토양(5), 식물 뿌리에 공기를 주입시켜주는 통기관(3), 미생물에 의해 오염원을 제거해 주는 미생물 흡수층(12), 식생토양(5)의 유실을 막아주는 지오네트(8), 유수의 흐름을 방해하지 않고 배수하여주는 자연석(6), 배수층(102) 내부에 처리된 유수를 배수관으로 보내어 주는 유공관(7), 유공관(7)과 연결되어 장마기나 호우시에 오버플로우(overflow)되어 배수관으로 유출 시켜주는 범람박스(103) 등으로 구성되는 점·비점오염원 저감을 위한 식물포트 여과시스템이다.

상기 식물포트 여과시스템은 크게 식생처리부(101) 및 배수층(102)으로 구성되어 있는 식물포트(104)와 범람박스(103)로 구성되어있다.

먼저, 식생처리부(101)는 전면의 유입구(4)와 후면에 하이드로탈사이트, 황토, 제올라이트로 구성되어, 유수에 포함되어 있는 비교적 큰 오염물의 여과와 용존되어 있는 오염물이 흡착되는 여재팩(2)이 설치되고, 여재팩을 통과한 유수는 산화칼슘(CaO), 산화제2철(Fe₂O₃), 알루미나(Al₂O₃), 지르코늄옥사이드(ZrO₂), 활성탄(A.C; Activated Carbon)으로 구성된 오염물질들을 흡착하는 수질정화용 기능성 메디아(11)에 의하여 정화되며, 마사토나 모래 같은 투수율이 우수한 토양 50%~80%, 식물(1)이 생장할 수 있는 영양분이 포함된 유기토양이 20%~50%로 구성된 식생토양(5)을 통과하여 재여과되고, 식재된 식물(1)에 의하여 오염물을 흡수 제거하여 정화작용을 한다.

또한, 식물(1)의 활착과 생장에 도움을 주는 다수의 통기관(3)이 설치되어 있으며, 통기관 아래에 마실리아속(DH-1)의 미생물이 담체에 코팅되어 있는 미생물 흡수층(12)이 설치되어 미생물의 산화·분해작용으로 수질정화 기능을 수행한다.

또 상기 식생처리부(101) 아래에 유수의 투수에는 영향을 주지않고 식생토양의 유실을 방지해주는 토목섬유로 이루어진 지오네트(8)가 설치되어 있고, 지오네트(8) 아래에 자연석(6)으로 작은 크기에서 큰 순서대로 구성되고, 오염물이 저감된 유수를 유공관(7)을 통하여 유입되고, 범람박스(103)를 거쳐 배수관으로 유입되는 배수층(102)을 포함하는 넓은 공간을 필요로 하지 않는 식물포트(104)로 구성되어 있다.

다음으로, 도 3에 도시되어 있는 범람박스(103)는 장마기 나 호우시에 많은 양의 유수가 유입되어 지면으로 역류하는 것을 방지하는 것으로, 상기 포트의 좌·우에 설치되어 있으며, 유입구(4)의 설치위치보다 낮은 위치에 범람구(9)가 설치되 있어 오버플로우(overflow)방식으로 범람박스(103)로 흘러가고, 범람구를 통하여 범람박스(103)로 유입된 유수는 유출구(10)를 통하여 배수관으로 흘러가게 된다.

또한, 효과적인 배수를 위하여 범람박스(103) 바닥은 경사면으로 이루어져 유출구를 통하여 배수관으로 흘러간다.

상기와 같이 구성되어 있는 점·비점오염원 저감을 위한 식물포트 여과시스템의 작용효과를 구체적으로 설명하면, 상기장치로 유입되는 점오염원과 도로변이나 주거 및 도시개발지역의 지면에 흐르는 유수들과 같은 비점오염원은 상기 장치의 유입구(4)로 유입되고, 유입된 유수는 1차적으로 여재팩(2)에 의하여 비교적 크기가 큰 오염물질이 여과되고 여재팩(2) 내부의 흡착담체들에 의하여 유수에 용존되어 있는 오염물들이 흡착되어 저감된다.

여재팩(2)을 통과한 유수들은 기 특허등록되어 있는 기능성메디아(11)에 의하여 다시 오염물이 흡착되고, 식생토양(5)으로 흘러 여재팩(2)에 의하여 걸러지지 못한 오염물질들이 다시 식생토양(5)에 의하여 여과되며 식생토양(5)에 식재되어 있는 식물(1)들에 의하여 용존되어 있는 오염물들이 제거된다.

또한, 마실리아속 미생물(Massilia sp. DH-1)이 코팅되어 있는 미생물흡수층(12)에 의하여 오염물이 산화·분해되어 제거된다.

상기 처리된 유수들은 자연석을 통과하여 배수층(102)에 존재하는 유공관(7)으로 유입되어 범람박스(103)에 존재하는 유출구(10)를 통해 배수관으로 배출되고, 유공관(7)으로 유입되지 못한 유수들은 배수층(102)을 통과하여 기존지반으로 유입된다.

상기 범람박스(103)는 장마기나 호우기에 유출양보다 유입양이 많을 시에 범람구(9)를 통해 오버플로우(Overflow) 되어 처리유수와 함께 유출구(10)를 통해 배수관으로 유입된다.

1 : 식물 2 : 여재팩
3 : 통기관 4 : 유입구
5 : 식생토양 6 : 자연석
7 : 유공관 8 : 지오네트
9 : 범람구 10 : 유출구
11 : 기능성 메디아 12 : 미생물 흡수층
101 : 식생처리부 102 : 배수층
103 : 범람박스 104 : 식물포트

Claims

지면에 흐르는 유수가 유입구로 유입되어 1차적으로 여과 및 흡착되는 여재팩;
여재팩을 통과하여 유입된 유수가 수질정화용 기능성 메디아가 설치되어 있고 식물이 식재되고, 식물의 생장에 도움을 주는 다수의 통기관이 설치되어 있으며, 미생물 흡수층이 설치되어 있는 식생토양에서 2차적으로 기능성 메디아와 식생토양, 식물 및 미생물 흡수층에 의해 점·비점오염원이 여과되고 제거되는 식생처리부;
식생처리부를 거쳐 흐르는 유수가 식생토양의 유실을 방지해주는 지오네트와, 상기 지오네트를 통과한 유수가 배출될 수 있도록 유공관을 포함하는 배수층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 식물포트와, 장마기나 호우에 의한 유출량보다 유입량이 많을 시 유수가 지면으로 역류하는 것을 방지하기 위하여 유공관과 연결되어 좌·우측면에 설치된 범람박스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 점·비점오염원 저감을 위한 식물포트 여과 시스템.
제1항에 있어서,
상기 식생처리부는 유입공에 설치된 제올라이트, 황토, 하이드로탈사이트 등의 여재로 구성된 여재팩을 포함하고; 산화칼슘(CaO), 산화제2철(Fe₂O₃), 알루미나(Al₂O₃), 지르코늄옥사이드(ZrO₂), 활성탄(A.C; Activated Carbon)으로 구성된 수질정화용 기능성 메디아가 설치되어 있으며; 모래나 마사토와 같은 투수율이 높은 토양을 50%~80%, 유기물이 20%~50%로 구성된 식생토양에 식물이 식재되어 있고; 마실리아속 미생물(Massilia sp. DH-1)이 코팅된 미생물 흡수층으로 구성된 식생처리부를 이용하는 점·비점오염원 저감을 위한 식물포트 여과 시스템.
제2항에 있어서,
상기 식생처리부 내의 식생토양 높이는 유입구의 높이보다 10cm ~ 30cm 낮게 설치되어 유수의 역류를 방지하고, 체류시간을 늘리는 것을 특징으로 하는 점·비점오염원 저감을 위한 식물포트 여과 시스템.
제 2항에 있어서,
상기 식생처리부의 통기관은 식재 식물 뿌리에 공기를 주입해주기 위하여 식물뿌리의 아래에 다수 설치하는 것을 특징으로 하는 점·비점오염원 저감을 위한 식물포트 여과 시스템.
제 1항에 있어서,
상기의 식물포트 양쪽 측면에 설치된 범람박스는 대량의 유수 유입 시 유수의 역류방지를 위해 설치하는 것을 특징으로 하는 점·비점오염원 저감을 위한 식물포트 여과 시스템.