KR20110039047A - 하천 지류의 부유물 제거 및 여과 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하천의 원줄기로 유입되는 지류에 포함된 각종 부유물 및 오염물을 제거하고 수초의 탄소 동화작용으로 슬러지를 분해하도록 구성되는 하천 지류의 부유물 제거 및 여과 시스템에 관한 것으로, 수로의 소정 위치에 구비되어 하천 지류의 물을 통과시키면서 상기 물에 포함된 이물질 및 부유물이 걸러지도록 하는 스크린과; 상기 스크린을 통과한 물의 흐름을 제어하도록 개폐되는 수문과; 상기 수문의 개방으로 유입되는 물을 저장하도록 소정 크기로 형성되는 저수조와; 상기 저수조 내부로 별도의 공간을 형성하여 마련되되, 바닥면은 물이 출입할 수 있도록 다수 개의 관통공이 구비되고, 상기 바닥면의 상부로는 자갈과 모래를 적층하여 수초가 식재되며 상기 저수조로 저장된 물이 상기 바닥면으로 유입되면서 상기 물에 포함된 미세 슬러지가 모래로 인해 여과되도록 하는 모래 여과조;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하여, 수질 개선에 따른 청정 자연 하천 및 생태계 복원 효과가 있고, 수자원이 확보되며, 자연스럽고 위생적인 도시 미관을 조성할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

하천, 지류, 여과, 모래, 수초, 슬러지, 스크린

Description

하천 지류의 부유물 제거 및 여과 시스템{Floating removal and filtering system of branch stream}

본 발명은 하천으로 유입되는 부유물을 제거하는 여과 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하천의 원줄기로 유입되는 지류에 포함된 각종 부유물 및 오염물을 제거하고 수초의 탄소 동화작용으로 슬러지를 분해하도록 구성되는 하천 지류의 부유물 제거 및 여과 시스템에 관한 것이다.

현재 우리나라의 소하천은 대부분 별도의 정화시설 없이 지류에서 흘러내린 물이 소하천 하류로 유입되어 강으로 모여진 후 다시 바다로 흘러가고 있으나, 정화되지 않은 물의 유입으로 하천에 연결된 강과 바다의 오염이 매우 심각한 실정이다.

일반적으로 대부분의 소하천들은 농촌의 경우 주변의 농경지에서 흘러나오는 농약에 의해 오염되거나 축산물의 오물로 인한 오염이 심각하며 생활 폐수도 직접적으로 유입되고 있다.

도시의 경우에는 공장에서 나오는 오폐수와 세탁 및 주방에서 사용하는 세제가 포함된 생활 폐수를 직접 배출하여 물의 오염이 심각한 상태로써, 각각의 배수 관에서 흘러나오는 물을 모두 집수조로 모아 정화시설로 보내고 있으나 워낙 광범위한 지역이라 현실적으로 완벽한 처리가 이루어지지 못하여 물의 오염으로 인한 주변의 악취 발생 및 위생에도 많은 문제점이 노출되고 있다.

따라서 종래에는 농업용수로 이용되는 하천 및 강에 스크린을 설치하여 부유물 등을 제거하였으나, 하천의 지류에서 유입되는 물은 별도의 정화 시설 없이 그대로 방류되어 하천의 주 오염원이 되고 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 하천 지류에서 유입되는 각종 생활 오수 및 부유물, 비점오염물을 제거하여 정화할 수 있도록 하는 하천 지류의 부유물 제거 및 여과 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 수로의 소정 위치에 구비되어 하천 지류의 물을 통과시키면서 상기 물에 포함된 이물질 및 부유물이 걸러지도록 하는 스크린과; 상기 스크린을 통과한 물의 흐름을 제어하도록 개폐되는 수문과; 상기 수문의 개방으로 유입되는 물을 저장하도록 소정 크기로 형성되는 저수조와; 상기 저수조 내부로 별도의 공간을 형성하여 마련되되, 바닥면은 물이 출입할 수 있도록 다수 개의 관통공이 구비되고, 상기 바닥면의 상부로는 자갈과 모래를 적층하여 수초가 식재되며 상기 저수조로 저장된 물이 상기 바닥면으로 유입되면서 상기 물에 포함된 미세 슬러지가 모래로 인해 여과되도록 하는 모래 여과조;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하천 지류의 부유물 제거 및 여과 시스템이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명을 통해 전국에 산재한 하천 및 강으로 유입되는 지류의 부유물을 제거하고 모래 여과 작용을 거쳐 정화된 물이 하천으로 방류됨으로써 수질 개선에 따른 청정 자연 하천 및 생태계 복원 효과가 있고, 수자원이 확보되며, 자연스럽고 위생적인 도시 미관을 조성할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 구성 및 작용에 대해 상세하게 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하천 지류의 부유물 제거 및 여과 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이고 도 2는 상기한 구성의 개략적인 평면도로써, 도시된 바와 같이 하천 지류의 이물질 및 부유물이 걸러지는 스크린(100)과, 상기 스크린(100)을 통과한 하천 지류의 흐름을 제어하도록 개폐되는 수문(200)과, 상기 수문(200)의 개방으로 유입된 물을 저장하도록 구비되는 저수조(300)와, 상기 저수조(300) 내부로 구비되는 모래 여과조(400)로 구성된다.

하천 지류의 흐름에 따라 상기한 구성의 작용에 대해 살펴보면, 먼저 상기 하천 지류에는 각종 생활 하수 및 쓰레기를 포함한 부유물과 비점오염물들이 포함되어 있다.

따라서 하천 지류가 흐르는 수로의 소정 위치에 수중으로 기립상태가 되도록 세워지는 스크린(100)을 구비하여 물은 상기 스크린(100)을 통과하도록 하되, 덩어리가 큰 일정 크기 이상의 쓰레기 및 부유물들이 상기 스크린(100)에 걸려지도록 한다.

이때, 상기 스크린(100)으로 걸러지는 각종 부유물들로 인해 스크린(100)이 막히거나 무리가 가지 않도록 작업자가 걸러진 부유물들을 수시로 제거하여 상기 스크린(100)이 훼손되는 것을 방지하고, 물이 원활하게 통과할 수 있도록 한다.

상기 스크린(100)을 통과한 물은 소정 크기로 구비되는 저수조(300)로 이동하게 되는데, 상기 저수조(300)로 투입되는 물의 양을 적절하게 조절하기 위해 상기 저수조(300)의 입구측에는 수문(200)을 구비하여 상기 수문(200)의 개폐 정도에 따라 상기 스크린(100)을 통과한 물의 흐름이 제어될 수 있도록 한다.

상기 저수조(300)는 도시된 바와 같이 바닥면을 소정 기울기의 비탈면이 포함되도록 형성하여 상기 바닥면의 일측으로는 슬러지 침전부(310)가 구비되고, 상기 저수조(200)의 내부로는 비탈진 바닥면으로부터 소정 이격되면서 별도의 공간으로 구획되는 모래 여과조(400)가 구비되도록 한다.

상기 모래 여과조(400)는 수문(200)의 개방으로 저수조(300)로 유입된 물에 함유된 미세 이물질 및 슬러지를 여과하여 물을 정화시키기 위해 구성된 것으로, 상기 모래 여과조(400)의 바닥면은 저수조(300)의 비탈진 바닥면과 일측으로 이격 공간을 형성하여 수평 상태로 유지되되, 물이 출입할 수 있도록 격자 구조형 또는 소정 크기로 구비되는 다수 개의 관통공(410)이 반복적으로 형성된 형태로 제작되며, 상기 바닥면의 상부로는 입자가 큰 것부터 순차적으로 적층된 자갈층(420)과 상기 자갈층(420) 상부로 모래층(430)이 형성되고, 상기 모래층(430)에는 수초(440)와 같은 수중 식물들이 식재되도록 한다.

상기와 같이 구성되는 저수조(300) 및 모래 여과조(400)에 있어서, 상기 저수조(300)로 유입되는 물은 저수조(300)의 비탈진 바닥면과 모래 여과조(400)의 이격 공간 사이로 차오르면서 저장되되, 이격 공간 사이로 차오르는 물이 상기 모래 여과조(400)의 바닥면(관통공)을 통과하여 침투하면서 상기 모래 여과조(400) 내부 로 서서히 유입되게 된다.

여기서 스크린(100)과 수문(200)을 거쳐 상기 저수조(300)로 유입되는 물들은 상기 스크린(100)에 의해 부유물 및 협잡물들이 걸러진 상태이나, 그 내부에는 스크린(100)에 의해 걸러지지 않은 미세한 이물질과 각종 슬러지가 포함되어 있다.

따라서 상기한 작용으로 저수조(300)로 유입 저장되는 물들은 다시 모래 여과조(400) 내부로 서서히 침투되는데, 이때 관통공(410)이 형성된 모래 여과조(400)의 바닥면과 상기 바닥면으로 적층된 자갈층(420) 및 모래층(430)을 순차적으로 통과하면서 상기 물에 포함된 이물질과 슬러지가 상기 모래층(430)에 의해 걸러지게 된다.

즉, 상기 모래층(430)은 하부로부터 침투되는 물은 전달되는 수압에 의해 서서히 유입되어 모래 알갱이 사이 공극을 통과하면서 상부로 이동하되, 상기 물에 포함된 이물질 및 슬러지는 상기 모래 알갱이 공극보다 큰 입자로 구성됨에 따라 물과 함께 통과하지 못하고 상기 모래층(430)에 의해 여과되는 것이다.

상기와 같은 작용으로 걸러진 슬러지 중 일부는 상기 모래층(430)의 여과작용에 있어서 모래 알갱이 사이의 공극으로 끼여 흡착하게 되고, 나머지 슬러지는 상기 모래 여과조(400)의 관통공(410)을 통과하여 저수조(300)의 비탈진 바닥면으로 낙하한 후, 경사진 비탈면을 따라 저수조(300) 바닥면의 일측으로 위치한 슬러지 침전부(310)로 자연스럽게 이동하게 된다.

이때, 상기 모래 알갱이 사이의 공극에 끼인 슬러지는 모래층(430)에 식재된 수초(440)의 탄소 동화작용으로 공급되는 산소와 접촉하여 서서히 분해된다.

따라서 모래 여과조(400)로 유입된 물은 모래층(430)을 통해 미세한 이물질 및 슬러지와 같은 오염물질이 걸러져 정화된 상태이며, 상기 정화된 물은 후면으로 구비되는 배출구(20)를 통해 하천 또는 외부로 배출되거나 새로운 수자원으로 활용할 수 있도록 한다.

또한, 상기 저수조(300) 바닥면의 일측으로 다량의 슬러지가 충진되도록 구비되는 슬러지 침전부(310)에는 펌프(P)와 연결된 슬러지 배출장치(10)를 형성하여 상기 펌프를 수시로 구동시킴에 따라 상기 슬러지 침전부(310)에 충진된 슬러지를 흡입하여 외부로 배출시킬 수 있도록 한다.

상기 배출된 슬러지는 처리조(30)로 이동 수집되어 폐기 처분하거나 별도의 처리 공정을 거쳐 퇴비 및 고형 연료 등으로 재활용할 수 있도록 구성됨이 바람직하며, 도시되지는 않았지만 모래 여과조(400)의 후면으로는 정화된 물을 배출구(20)로 이동시킬 수 있도록 개폐가 가능한 별도의 유출부 또는 배출배관이 구비되도록 한다.

상기한 본 발명에서 더 추가적인 구성으로, 상기 저수조(300)로 물을 유입시키는 수로에서 스크린(100)과 수문(200) 사이에 형성되는 수로의 양측으로 별도의 배출수로(40)를 형성하고, 상기 배출수로(40)의 입구측으로는 유량의 유입을 차단 제어할 수 있는 배출수문(500)이 구비되도록 한다.

상기 배출수문(500)은 앞서 설명한 모래여과작용을 위해 평상시에는 닫힌 상태를 유지하여 물이 배출수로(40)로 유입되는 것을 차단하되, 우천으로 유량이 갑자기 불어날 경우에는 상기 배출수문(500)을 개방하여 배출수로(40)로 물이 유입되 도록 한다.

이는 대기중에서 형성되어 낙하하는 우천에는 정화작용을 통해 제거하고자 하는 부유물 및 슬러지가 포함되지 않기 때문에 우천으로 범람하는 지류는 상기 저수조(300)와 모래 여과조(400)를 거칠 필요없이 바로 배출수로(40)를 통해 배출되도록 하는 것이다.

따라서 상기 배출수로(40)를 통해 물이 바로 배출될 경우에는 저수조(300) 입구측으로 구비되는 수문(200)은 닫힌 상태를 유지하여 우천이 상기 저수조(300)로 유입되는 것을 차단함으로써 불필요한 여과작용을 막아 모래 여과조(400)의 효율적인 관리가 가능하도록 한다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구 범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하천 지류의 부유물 제거 및 여과 시스템의 개략적인 구성도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하천 지류의 부유물 제거 및 여과 시스템의 개략적인 평면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10. 슬러지 배출장치 20. 배출구

30. 슬러지 처리조 40. 배출수로

100. 스크린

200. 수문

300. 저수조 310. 슬러지 침전부

400. 모래 여과조

410. 관통공

420. 자갈층

430. 모래층

440. 수초

500. 배출수문

Claims (4)

1. 수로의 소정 위치에 구비되어 하천 지류의 물을 통과시키면서 상기 물에 포함된 이물질 및 부유물이 걸러지도록 하는 스크린(100)과;

   상기 스크린을 통과한 물의 흐름을 제어하도록 개폐되는 수문(200)과;

   상기 수문의 개방으로 유입되는 물을 저장하도록 소정 크기로 형성되는 저수조(300)와;

   상기 저수조 내부로 별도의 공간을 형성하여 마련되되, 바닥면은 물이 출입할 수 있도록 다수 개의 관통공이 구비되고, 상기 바닥면의 상부로는 자갈과 모래를 적층하여 수초가 식재되며 상기 저수조로 저장된 물이 상기 바닥면으로 유입되면서 상기 물에 포함된 미세 슬러지가 모래로 인해 여과되도록 하는 모래 여과조(400);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하천 지류의 부유물 제거 및 여과 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 저수조의 바닥면은 일측에서 내부 방향으로 소정 기울기를 갖는 비탈면을 형성하고, 슬러지가 낙하하여 바닥면의 최저부로 이동 침전되는 슬러지 침전부가 구비되는 것을 특징으로 하는 하천 지류의 부유물 제거 및 여과 시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 슬러지 침전부에는 펌프의 구동에 따라 침전된 슬러지를 흡입하여 외부로 배출하는 슬러지 배출장치가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 하천 지류의 부유물 제거 및 여과 시스템.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스크린과 수문 사이에 위치되는 수로의 일측 또는 양측에는 별도의 배출수로를 형성하고, 상기 배출수로의 입구에는 배출수문을 구비하여 우천시 상기 배출수문이 개방되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 하천 지류의 부유물 제거 및 여과 시스템.

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