KR20150016770A - 연못의 생태계 조절 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초기우수 중의 오염물질이 연못으로 유입되지 못하게 하는 동시에 연못의 혐기화 및 조류 형성을 방지하기 하여 친환경적인 생태 연못을 만들기 위한 연못의 생태계 조절 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 생태계 조절 시스템은 연못의 수생식물 이외에, 빗각으로 장착된 우수유입관을 통해 유입된 초기우수에 선회류를 유발시켜 비중물을 포함한 협잡물을 분리하기 위한 협잡물분리조, 상기 협잡물분리조로부터 분리되지 않은 초기우수 중에 포함된 협잡물을 크기별로 순차적으로 분리하기 위한 스크린조, 상기 스크린조를 통과한 초기우수 중에 포함된 유기물을 생물접촉재, 바람직하게는 현수식미생물접촉재(HBC)를 이용하여 산화분해시키고 영양염류를 포함한 오염물질을 제거하기 생물접촉여과조, 상기 생물접촉여과조를 통과한 초기우수 중의 오염물질을 선택적인 필터에 의해 선택적으로 여과하여 제거하기 위한 여과조 및 상기 여과조를 통과한 최종의 처리수를 연못으로 배출시키기 위한 유출관을 포함하는 전처리 비점오염원저감장치;와 상기 전처리 비점오염원저감장치를 통해 연못에 유입된 처리수와 연못에 담지된 물을 함께 순환시키면서 용존산소를 공급하여 연못의 혐기화를 차단하고 오존을 공급하여 조류의 형성을 억제하기 위한 혐기화 차단 및 조류 형성 억제 장치를 포함한다.

Description

연못의 생태계 조절 시스템 {System for controlling ecological system of a pond}
본 발명은 초기우수 중의 오염물질이 연못으로 유입되지 못하게 하는 동시에 연못의 혐기화 및 조류 형성을 방지하기 하여 친환경적인 생태 연못을 만들기 위한 연못의 생태계 조절 시스템에 관한 것이다.
연못, 특히 인공 연못에는 통상 비료와 같은 영양 염류의 유입을 차단할 수 있는 차단 시설이 구비되어 있지 않아 부영양화가 심화되고 있다.
또한, 연못은 특성 상 수류의 흐름이 없어 이로 인한 혐기화가 가속되고 있고, 수심이 너무 낮아 부영양화와 혐기화 상태에서 광합성으로 인해 조류 번식이 급격하게 이루어지고 있다.
특히, 연못에서의 부영양화 속도가 수생식물에 의한 자정작용 속도 보다 빨라 연못의 부영양화를 막기가 곤란한 실정이다.
한국공개특허 제10-2008-0086572호(2008년 9월 26일 공개, 발명의 명칭 "연못 및 호수의 수 처리 시스템")
본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 연못으로 유입되는 초기우수 중에 포함되어 있는 토사, 협잡물, 중금속 등과 같은 오염물질을 연못으로 유입되지 못하게 효율적으로 차단함과 동시에 연못의 혐기화를 차단하고 조류의 형성을 억제함으로써 친환경 생태 연못을 만들기 위한 연못의 생태계 조절 시스템을 제공하는 데에 있다.
상기 및 그 밖의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,
빗각으로 장착된 우수유입관을 통해 유입된 초기우수에 선회류를 유발시켜 비중물을 포함한 협잡물을 분리하기 위한 협잡물분리조, 상기 협잡물분리조로부터 분리되지 않은 초기우수 중에 포함된 협잡물을 크기별로 순차적으로 분리하기 위한 스크린조, 상기 스크린조를 통과한 초기우수 중에 포함된 유기물을 생물접촉재, 바람직하게는 현수식미생물접촉재(HBC)를 이용하여 산화분해시키고 영양염류를 포함한 오염물질을 제거하기위한 생물접촉여과조, 상기 생물접촉여과조를 통과한 초기우수 중의 오염물질을 선택적인 필터에 의해 선택적으로 여과하여 제거하기 위한 여과조 및 상기 여과조를 통과한 최종의 처리수를 연못으로 배출시키기 위한 유출관을 포함하는 전처리 비점오염원저감장치와 상기 전처리 비점오염원저감장치를 통해 연못에 유입된 처리수와 연못에 담지된 물을 함께 순환시키면서 용존산소를 공급하여 연못의 혐기화를 차단하고 오존 및 OH 라디칼을 공급하여 조류의 형성을 억제하기 위한 혐기화 차단 및 조류 형성 억제 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 연못의 생태계 조절 시스템을 제공한다.
상기 전처리 비점오염원저감장치는 원통형으로 형성되며, 상기 협잡물분리조는 중앙에 원통형으로 위치하도록 구성되고, 상기 스크린조, 상기 생물접촉여과조 및 상기 여과조는 상기 협잡물분리조의 둘레에 시계열적으로 위치하도록 구성된다.
상기 협잡물분리조는 우수유입관을 통해 유입된 초기우수에 선회류를 유발시키기 위해 초기우수의 유입방향에 대하여 경사진 구조를 갖는 선회류유도판, 비중물을 포함한 협잡물과 물을 분리하기 위해 상단이 상기 우수유입관 보다 높게 위치하고 하단이 상기 우수유입관 보다 낮게 위치하도록 설치되어 있는 원통형의 메쉬망, 비중물을 포함한 협잡물을 침전시켜 중앙 하부로 모으기 위한 경사판을 포함한다.
상기 스크린조에는 조목스크린과 상기 조목스크린 보다 공극의 크기가 상대적으로 작은 세목스크린이 수직으로 설치된다.
혐기화 차단 및 조류 형성 억제 장치는, 상기 전처리 비점오염원저감장치를 통해 연못에 유입된 처리수와 연못에 담지된 물을 유입시키기 위한 유입관, 상기 유입관을 통해 유입된 물에 용존산소를 공급하여 연못의 혐기화를 차단하기 위한 산소공급수단과 오존 및 OH 라디칼을 공급하므로 조류의 형성을 억제하기 위한 오존공급수단 과 조류의 형성이 억제된 물을 연못으로 순환시키기 위한 순환관으로 구성된다.
본 발명에 의하면, 본 발명에 적용되어 있는 전처리 시설로서의 전처리 비점오염원저감장치에 의해 초기우수 중에 포함되어 있는 토사, 협잡물, 중금속 등과 같은 오염물질이 연못으로 유입되지 않을 뿐만 아니라 연못의 물을 순환시키면서 용존 산소를 공급하여 연못의 협기화가 차단되고 오존 및 OH 라디칼의 공급에 의해 조류의 형성이 억제되는 효과가 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면 수생식물에 의한 자정작용 뿐만 아니라 미생물에 의한 유기물의 산화분해 작용이 활발하게 일어나는 효과도 제공된다.
도 1은 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 연못의 생태계 조절 시스템의 전체 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 연못의 생태계 조절 시스템 중 전처리 비점오염원저감장치의 전체 모습을 전개하여 보여주는 전개도이다.
도 3은 도 2에 도시된 전처리 비점오염원저감장치의 바람직한 일 구현예를 절개하여 보여주는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 전처리 비점오염원저감장치에서의 초기우수의 흐름을 보여주는 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 전처리 비점오염원저감장치의 부분 종단면을 보여주는 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 연못의 생태계 조절 시스템 중 혐기화 차단 및 조류 형성 억제 장치의 전체 모습을 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명은 첨부된 예시 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명된다. 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 도면부호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 연못의 생태계 조절 시스템의 전체 구성을 보여주는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 연못의 생태계 조절 시스템 중 전처리 비점오염원저감장치의 전체 모습을 전개하여 보여주는 전개도이며, 도 3은 도 2에 도시된 전처리 비점오염원저감장치의 바람직한 일 구현예를 절개하여 보여주는 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 전처리 비점오염원저감장치에서의 초기우수의 흐름을 보여주는 도면이며, 도 5는 도 3에 도시된 전처리 비점오염원저감장치의 부분 종단면을 보여주는 도면이고, 도 6은 도 1에 도시된 연못의 생태계 조절 시스템 중 혐기화 차단 및 조류 형성 억제 장치의 전체 모습을 보여주는 도면이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 연못의 생태계 조절 시스템은 초기우수 중에 포함된 토사, 협잡물, 중금속과 같은 오염물질을 차단하여 연못으로 유입되지 못하게 하는 전처리 시설로서의 전처리 비점오염원저감장치(100)를 포함한다.
또한, 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 연못의 생태계 조절 시스템은 상기한 비점오염원저감장치(100)에 의해 처리된 최종의 처리수와 연못에 담지된 물을 함께 순환시키면서 용존산소를 공급하여 연못의 혐기화를 차단하고 오존을 공급하여 조류의 형성을 억제하기 위한 혐기화 차단 및 조류 형성 억제 장치(200)를 포함한다.
이외에도, 본 발명에서는 연못에 수생식물이 생육되며, 이에 의한 자정작용과 미생물에 의한 유기물의 산화분해작용이 일어난다.
도 1과 함께 도 2 내지 도 5를 참조하면, 상기한 전처리 시설로서의 전처리 비점오염원저감장치(100)는 비중물을 포함한 협잡물을 1차적으로 분리하기 위한 협잡물분리조(120), 상기 협잡물분리조(120)에 의해 분리되지 않은 초기우수 중에 포함된 협잡물을 크기별로 순차적으로 분리하기 위한 스크린조(130), 상기 스크린조(130)를 통과한 초기우수 중에 포함된 유기물을 산화분해시키고 영양염류를 포함한 오염물질을 제거하기 위한 생물접촉여과조(140) 및 상기 생물접촉여과조(140)를 통과한 초기우수 중의 오염물질을 선택적으로 여과하여 제거하기 위한 여과조(150)를 포함한다. 여과조(150)를 통과한 최종의 처리수는 유출관(160)에 의해 연못으로 배출된다.
상기 전처리 비점오염원저감장치(100)는 특히 도 3에 도시된 바와 같이 원통형으로 형성된다. 이때, 상기 협잡물분리조(120)는 중앙에 원통형으로 위치하도록 구성된다. 상기 스크린조(130), 상기 생물접촉여과조(140) 및 상기 여과조(150)는 상기 협잡물분리조(120)의 둘레에 시계열적으로 위치하도록 구성된다.
협잡물분리조(120)의 상부에는 특히 도 3에 도시된 바와 같이 우수유입관(110)이 빗각으로 장착되어 초기우수에 선회류가 유발되게 한다. 또한, 협잡물분리조(120)에는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 내부로 유입된 초기우수에 선회류를 유발시키기 위한 선회류유도판(121)이 장착되고, 비중물을 포함한 협잡물과 물을 분리하기 위해 상단이 상기 우수유입관(110) 보다 높게 위치하고 하단이 상기 우수유입관(110) 보다 낮게 위치하도록 설치되어 있는 원통형의 메쉬망(124), 비중물을 포함한 협잡물을 침전시켜 중앙 하부로 모으기 위한 경사판(121)이 장착된다. 이러한 협잡물분리조(120)에 의해서는 난류 형태로 유입되는 초기우수를 비중을 통해 토사류는 하부로 침전시키고 기름 성분 및 협잡물을 저장하여 유지관리시까지 보관하는 기능을 한다.
협잡물분리조(120)에서 분리되지 않은 협잡물을 포함한 초기우수는 스크린조(130)로 유입된다. 스크린조(130)에는 조목스크린(132a)과 세목스크린(132b)이 순차적으로 수직 장착된다. 이때, 세목스크린(132b)은 조목스크린(132a)에 형성된 공극의 크기가 상대적으로 작게 형성된다. 조목스크린(132a)은 비교적 큰 협잡물을 제거하는 기능을 수행하며, 노면쓰레기, 낙엽 등을 걸러내는 기능으로 탈부착이 가능하도록 설치된다. 세목스크린(132b)은 조목스크린(132a)에 비해 작은 협잡물을 제거하며 유지 관리의 편의성을 위해 탈부착이 가능하도록 제작된다.
스크린조(130)를 통과한 초기우수 중에 포함된 유기물은 생물접촉여과조(140)로 유입된다. 생물접촉여과조(140)에는 생물접촉재(142)로서 특히 현수식미생물접촉재(HBC)가 설치된다. 이러한 생물접촉재(142)를 이용함으로써 스크린조(130)를 통과한 초기우수 중에 포함된 유기물이 산화분해되고 영양염류를 포함한 오염물질이 제거된다.
이때, HBC는 비표면적이 커서 접촉재에 미생물막을 형성시켜 오염된 초기우수를 접촉재에 부착된 미생물에 의해 오염물질을 분해하여 제거한다(미생물의 고착화). 표면의 호기부분에서는 유기물의 분해가 일어나고, 내부의 무산소 부분에서는 탈질과 내생 호흡이 일어난다(산화 분해 작용). 여기서 미생물의 고착화는 미생물의 개체수를 늘리기 위해 접촉여재를 통한 미생물의 고착화 현상을 이용한 것으로 미생물 군락이 형성되며, 증가된 미생물의 개체수로 인해 단위체적당 처리 효율을 높일 수 있게 된다. 또한, 산화 분해 작용에 의해서는 초기우수 중의 유기물, 무기물이 미생물에 의해 분해되어 물, 탄산가스, 질소가스로 되거나 미생물의 체세포로 동화되어 제거된다.
생물접촉여과조(140)를 통과한 초기우수는 탈부착이 가능한 필터(152)가 구비된 여과조(150)로 유입되어 여과된 후 최종의 처리수로 연못으로 배출된다. 이때, 필터(152)의 다양한 교체 적용에 따라 초기우수 중의 T-N, 중금속, 미세 SS 등이 선택적으로 제거된다.
또한, 본 발명에서는 상기 전처리 비점오염원저감장치(100)를 통해 연못에 유입된 처리수와 연못에 담지된 물을 함께 순환시키면서 용존산소를 공급하여 연못의 혐기화를 차단하고 오존을 공급하여 조류의 형성을 억제하기 위한 혐기화 차단 및 조류 형성 억제 장치(200)를 포함한다.
혐기화 차단 및 조류 형성 억제 장치(200)는, 도 1과 함께 도 6에 도시된 바와 같이 상기 전처리 비점오염원저감장치(100)를 통해 연못에 유입된 처리수와 연못에 담지된 물을 유입시키기 위한 유입관(201), 상기 유입관(201)을 통해 유입된 물에 용존산소를 공급하여 연못의 혐기화를 차단하기 위한 산소공급수단(230)과 오존을 공급하여 조류의 형성을 억제하기 위한 오존공급수단(220) 및 상기 혐기화 차단되고 조류의 형성이 억제된 물을 연못으로 순환시키기 위한 순환관(202)으로 구성된다. 필요에 따라, 오존의 산화력을 높이기 위해 상기 오존공급수단(220)에 더하여 OH 라디칼을 공급하기 위한 OH 라디칼 공급수단(210)이 더 포함될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 구체예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 전처리 비점오염원저감장치
110 : 우수유입관
120 : 협잡물분리조
121 : 선회류유도판
124 : 원통형의 메쉬망
130 : 스크린조
132a : 조목스크린
132b : 세목스크린
140 : 생물접촉여과조
142 : 미생물접촉재, 현수식미생물접촉재(HBC)
150 : 여과조
152 : 필터
160 : 유출관
200 : 혐기화 차단 및 조류 형성 억제 장치
201 : 유입관
202 : 순환관
210 : 약품 공급수단
212 : 약품 공급 라인
216 : 약품 공급량 조절밸브
220 : 오존공급수단
222 : 오존공급라인
230 : 산소공급수단
232 : 산소공급라인
234 : 펌프
235 : 물공급라인

Claims (8)

  1. 빗각으로 장착된 우수유입관(110)을 통해 유입된 초기우수에 선회류를 유발시켜 비중물을 포함한 협잡물을 분리하기 위한 협잡물분리조(120), 상기 협잡물분리조(120)로부터 분리되지 않은 초기우수 중에 포함된 협잡물을 크기별로 순차적으로 분리하기 위한 스크린조(130), 상기 스크린조(130)를 통과한 초기우수 중에 포함된 유기물을 생물접촉재(142)를 이용하여 산화분해시키고 영양염류를 포함한 오염물질을 제거하기 생물접촉여과조(140), 상기 생물접촉여과조(140)를 통과한 초기우수 중의 오염물질을 선택적인 필터(152)에 의해 선택적으로 여과하여 제거하기 위한 여과조(150) 및 상기 여과조(150)를 통과한 최종의 처리수를 연못으로 배출시키기 위한 유출관(160)을 포함하는 전처리 비점오염원저감장치(100);와
    상기 전처리 비점오염원저감장치(100)를 통해 연못에 유입된 처리수와 연못에 담지된 물을 함께 순환시키면서 용존산소를 공급하여 연못의 혐기화를 차단하고 오존을 공급하여 조류의 형성을 억제하기 위한 혐기화 차단 및 조류 형성 억제 장치(200)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연못의 생태계 조절 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전처리 비점오염원저감장치(100)는 원통형으로 형성되며, 상기 협잡물분리조(120)는 중앙에 원통형으로 위치하도록 구성되고, 상기 스크린조(130), 상기 생물접촉여과조(140) 및 상기 여과조(150)는 상기 협잡물분리조(120)의 둘레에 시계열적으로 위치하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연못의 생태계 조절 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 협잡물분리조(120)는 우수유입관(110)을 통해 유입된 초기우수에 선회류를 유발시키기 위해 초기우수의 유입방향에 대하여 경사진 구조를 갖는 선회류유도판(121), 비중물을 포함한 협잡물과 물을 분리하기 위해 상단이 상기 우수유입관(110) 보다 높게 위치하고 하단이 상기 우수유입관(110) 보다 낮게 위치하도록 설치되어 있는 원통형의 메쉬망(124), 비중물을 포함한 협잡물을 침전시켜 중앙 하부로 모으기 위한 경사판(121)을 포함하는 것을 특징으로 하는 연못의 생태계 조절 시스템.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 스크린조(130)에는 조목스크린(132a)과 상기 조목스크린(132a) 보다 공극의 크기가 상대적으로 작은 세목스크린(132b)이 수직으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 연못의 생태계 조절 시스템.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 생물접촉재(142)는 현수식미생물접촉재(HBC)인 것을 특징으로 하는 연못의 생태계 조절 시스템.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 선택적 필터(152)는 탈부착이 가능하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 연못의 생태계 조절 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    혐기화 차단 및 조류 형성 억제 장치(200)는,
    상기 전처리 비점오염원저감장치(100)를 통해 연못에 유입된 처리수와 연못에 담지된 물을 유입시키기 위한 유입관(201), 상기 유입관(201)을 통해 유입된 물에 용존산소를 공급하여 연못의 혐기화를 차단하기 위한 산소공급수단(230)과 오존을 공급하여 조류의 형성을 억제하기 위한 오존공급수단(220) 및 상기 혐기화 차단되고 조류의 형성이 억제된 물을 연못으로 순환시키기 위한 순환관(202)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연못의 생태계 조절 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 오존공급수단(220)에 더하여 OH 라디칼을 공급하기 위한 약품공급수단(210)이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 연못의 생태계 조절 시스템.
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