KR20160131836A - 환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템 - Google Patents

환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템 Download PDF

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Abstract

환경정화식물들을 이용하여 유입되는 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨(糞尿)를 정화하여 배출하는 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템이 개시된다. 상기 환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템은, 상기 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨에서 고체성의 이물질이 분리된 액체성의 오수가 유입되고, 상기 환경정화식물을 이용하여 상기 유입된 오수를 정화한 정화수를 배출하는 1차 정화부를 포함하고, 상기 1차 정화부는, 측면과 바닥면은 불투수층 재질로 이루어지고, 상기 바닥면은 상기 오수가 정화되어 배출되는 방향으로 경사를 가지며, 내부 공간에 토양이 채워져 있는 식재지형성부, 상기 식재지형성부의 내부 공간에 채워져 있는 토양에 식재되는 복수의 환경정화식물들 및 상기 분리부에서 배출되는 오수가 직접 유입되고, 적어도 하나의 상기 환경정화식물을 둘러싸면서 상기 환경정화식물의 뿌리 중단 또는 중단보다 상부에 위치하도록 상기 토양의 지표면 아래에 매립되거나 또는 적어도 하나의 상기 환경정화식물을 둘러싸도록 상기 토양의 지표면에 노출되어 설치되는 복수의 제 1 유공관들을 구비할 수 있다. 상기 제 1 유공관에 흐르는 오수가 상기 제 1 유공관을 통해 상기 환경정화식물의 뿌리로 전달되고, 상기 환경정화식물로부터 배출되는 여과수가 상기 제 1 유공관에 유입되어 상기 제 1 유공관을 흐르는 오수와 합쳐져 흐를 수 있다.

Description

환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템{Source water, rain water, sewage or excreta purification system for using environmental purification plants}
본 발명은 환경정화식물(environmental purification plants)을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템에 관한 것으로, 특히 환경정화식물을 이용하여 유입된 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨를 정화함에 있어 효율을 극대화시킨 환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템에 관한 것이다.
비점오염원에 대한 수질환경보전법 제2조 제2호에 따른 정의를 살펴보면, 비점오염원(非點汚染源)이라 함은 도시, 도로, 농지, 산지, 공사장 등으로서 불특정 장소에서 불특정하게 수질오염물질을 배출하는 배출원을 말한다. 비점오염물질은 이와 같은 비점오염원으로부터 발생된 수질오염물질로서, 오염물질의 유출 및 배출 경로가 명확하게 구분되지 않아 수집이 어렵고, 발생량과 배출량이 강수량 등의 기상조건에 의해 크게 좌우되기 때문에 처리시설의 설계 및 유지관리가 어렵다는 특징이 있다. 즉, 배출지점의 불특정, 불명확, 희석 또는 확산되면서 넓은 지역으로의 배출, 강우 등 자연적 요인에 따른 배출량의 변화에 따라 예측이 곤란하고, 수집이 어려우며, 처리효율이 일정치 않다는 문제가 있다.
이에 반해, 점오염원(點汚染源)은 수질환경보전법상 공장, 가정하수, 분뇨처리장, 축산농가사업장, 폐수처리장, 하수종말처리장, 쓰레기 매립지나 가축 매립지와 같은 매립지 등의 폐수배출시설과 같이, 오염물질의 유출경로가 명확하여 수집이 쉽고, 계절에 따른 영향이 상대적으로 적은 만큼 연중 발생량 예측이 가능하여 관거 및 처리장 등 처리시설의 설계와 유지 및 관리가 용이하고 처리효율이 높다는 특징을 갖는다.
결국, 이와 같은 비점오염원, 점오염원으로부터 발생하는 오염물질로부터 상수원수 보호와 수생태계의 건전성 확보를 위해서는 폐수처리시설, 하수종말처리시설 등 점오염원을 관리하기 위한 대책을 지속적으로 추진하는 동시에, 점오염원과 달리 자연적 요인에 의한 배출량 변화에 따른 예측곤란성, 수집의 비용이성, 낮은 처리효율 등의 문제를 갖는 비점오염물질 저감방안이 모든 토지개발 계획수립 단계에서부터 마련되어야 한다.
대한민국 등록특허 제10-0967179호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 환경정화식물(environmental purification plants)을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템에 관한 것으로, 특히 환경정화식물을 이용하여 유입된 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨를 정화함에 있어 효율을 극대화시킨 환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템을 제공하는데 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 환경정화식물들을 이용하여 유입되는 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨(糞尿)를 정화하여 배출하는 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템은, 상기 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨에서 고체성의 이물질이 분리된 액체성의 오수가 유입되고, 상기 환경정화식물을 이용하여 상기 유입된 오수를 정화한 정화수를 배출하는 1차 정화부를 포함하고, 상기 1차 정화부는, 측면과 바닥면은 불투수층 재질로 이루어지고, 상기 바닥면은 상기 오수가 정화되어 배출되는 방향으로 경사를 가지며, 내부 공간에 토양이 채워져 있는 식재지형성부, 상기 식재지형성부의 내부 공간에 채워져 있는 토양에 식재되는 복수의 환경정화식물들 및 상기 분리부에서 배출되는 오수가 직접 유입되고, 적어도 하나의 상기 환경정화식물을 둘러싸면서 상기 환경정화식물의 뿌리 중단 또는 중단보다 상부에 위치하도록 상기 토양의 지표면 아래에 매립되거나 또는 적어도 하나의 상기 환경정화식물을 둘러싸도록 상기 토양의 지표면에 노출되어 설치되는 복수의 제 1 유공관들을 구비할 수 있다. 상기 제 1 유공관에 흐르는 오수가 상기 제 1 유공관을 통해 상기 환경정화식물의 뿌리로 전달되고, 상기 환경정화식물로부터 배출되는 여과수가 상기 제 1 유공관에 유입되어 상기 제 1 유공관을 흐르는 오수와 합쳐져 흐를 수 있다.
상기 환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템은 상기 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨에서 고체성의 이물질과 액체성의 오수를 분리하는 분리부를 더 구비하고, 상기 1차 정화부는 상기 분리부에서 배출되는 오수가 유입되고, 상기 환경정화식물을 이용하여 상기 유입된 오수를 정화한 정화수를 배출할 수 있다.
상기 환경정화식물은, 환경정화수 및 환경정화초 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제 1 유공관들은 적어도 하나의 상기 환경정화식물을 둘러싸도록 상기 토양의 지표면 아래에 상기 환경정화식물의 상부뿌리에 대응하는 깊이로 매립되거나 또는 적어도 하나의 상기 환경정화식물을 둘러싸도록 상기 토양의 지표면에 노출되어 설치되고, 상기 환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템은 상기 오수나 상기 여과수가 상기 환경정화식물의 상부뿌리에서 하부뿌리 방향으로 흐르도록 상기 환경정화식물의 상부뿌리에서 하부뿌리 방향으로 매립되고, 일단이 상기 제 1 유공관과 연결되는 복수의 제 2 유공관들을 더 포함할 수 있다.
상기 지표면 아래에 매립되거나 상기 지표면에 노출되어 설치되는 제 1 유공관들은, 'ㄱ', 'ㄴ', 'ㅗ' 또는 'ㅜ'자 형태로 결합될 수 있다.
상기 환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템은, 상기 식재지형성부의 바닥면의 경사를 따라 흐르는 정화수를 집수하도록 상기 바닥면의 경사 방향과 평행하지 않은 방향으로 상기 바닥면의 최저점에 형성되는 집수유공관을 더 구비할 수 있다.
상기 식재지형성부는, 상기 바닥면의 상부에 자갈층을 형성되고 상기 자갈층 상부에 토목섬유가 형성될 수 있다.
상기 환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템은, 상기 1차 정화부로 오수가 유입되는 오수유입부와 상기 1차 정화부에서 정화수가 배출되는 정화수배출부가 연결되어 상기 정화수가 상기 오수유입부로 전달될 수 있도록 하는 연결부 및 상기 정화수가 상기 오수유입부로 전달되는 양을 조절할 수 있도록 상기 연결부에 설치되는 연결제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템은, 상기 1차 정화부로 유입되는 오수 또는 상기 1차 정화부에서 배출되는 정화수의 양을 조절할 수 있도록 오수가 유입되는 공간인 오수유입부 및 상기 1차 정화부에서 정화수가 배출되는 공간인 정화수배출부에 설치되는 연결제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 분리부는, 필터를 이용하여 상기 이물질과 상기 오수를 분리하거나, 상기 이물질을 침전시켜 상기 오수와 분리하거나, 분뇨고액분리기를 이용하여 상기 이물질인 분(糞)과 상기 오수인 요(糞)를 분리할 수 있다.
상기 환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템은, 상기 1차 정화부에서 배출되는 정화수를 물리적이나 화학적이나 생물학적으로 정화한 후 배출하는 2차 정화부를 더 구비할 수 있다.
상기 1차 정화부에서 배출되는 정화수를 정수장, 하수처리장 또는 분뇨처리장으로 보내 다시 정화하거나 자원화할 수 있다.
상기 식재지형성부의 내부 공간에 채워져 있는 토양에는 토양미생물들이 포함되어 있을 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 환경정화식물(environmental purification plants)을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템은 종래 정수장, 하수처리장 또는 분뇨처리장에서 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨를 정화하던 시설에 환경정화식물을 이용한 정화부를 추가함으로써 친환경적인 방식으로 오수를 정화할 수 있는 장점이 있다. 또한, 오수를 유공관으로 유입시킨 후 유공관을 통해 흐르는 오수를 환경정화식물의 전체 뿌리에 빠르게 전달하여 오수를 정화시킬 수 있으므로, 종래에 비하여 수질정화 효율을 극대화할 수 있는 장점이 있다.
그리고 종래에는 기존에 오수가 바로 물리적, 화학적 또는 생물학적 처리조로 유입되어 막(필터), 약품, 미생물 등을 이용하여 정화를 하였으나, 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예를 적용하는 경우 환경정화식물을 이용하여 1차적으로 정화된 오수가 물리적, 화학적 또는 생물학적 처리조로 유입되어 막(필터), 약품, 미생물 등을 이용하여 2차적으로 정화하게 되므로 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨의 정화 효율이 높아지고 특히 경제적인 측면에서 유지관리 비용을 낮출 수 있다. 그 예로, 물리적, 화학적 또는 생물학적 처리조에서 오수를 정화하면서 막(필터) 교체 주기가 길어지고 약품 사용량이 줄어들게 되며 발생하는 미생물의 사체가 줄어들게 되어 2차 오염물질인 슬러지 발생량이 줄어들게 되므로 슬러지 처리 비용을 줄일 수 있는 장점이 있다.
그리고 경우에 따라선 하수처리장 및 분뇨처리장으로 유입되는 오수가 각 처리장에서 처리 가능한 농도보다 높아 오수가 재대로 정화 되지 못하고 배출되는 배출수로 인해 하천의 부하량이 높아 녹조가 상시 발생하고 있어, 각 처리장에서 배출되는 배출수를 1차 정화부로 유입시켜 배출수를 추가로 정화하여 하천에 방류할 경우 하천의 부하량이 낮아져 하천 수질 개선이 되고, 1차 정화부에 식재된 환경정화식물의 개수에 따른 증산량을 계산해 배출수량 보다 증산량을 더 많게 할 경우 배출수량를 최소화하여 하천 수질 개선 및 수질오염총량제를 준수 할 수 있게 된다.
그리고 비점오염물질이 함유된 우수를 고체성의 이물질 제거 후 1차 정화부로 유입시켜 우수내 비점오염물질을 정화 후 하천으로 배출시킬 경우 또한 하천의 부하량이 낮아져 하천 수질 개선이 된다.
또한, 대지에 식재된 환경정화식물은 오수를 정화하면서 계속 성장하게 되므로 바이오매스를 주기적으로 수확할 수 있게 되어 새로운 부가수익의 창출이 가능한 장점도 있고, 오수가 지표면 아래의 토양 속으로 유입된 후 유출됨으로써 악취 발생도 저감시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템의 블록도이다.
도 2a는 도 1의 1차 정화부의 일 실시예를 도시한 단면도이다.
도 2b는 도 1의 1차 정화부의 다른 일 실시예를 도시한 단면도이다.
도 2c는 도 1의 1차 정화부의 다른 일 실시예를 도시한 단면도이다.
도 3a는 도 1의 1차 정화부의 다른 일 실시예를 도시한 단면도이다.
도 3b는 도 1의 1차 정화부의 다른 실시예를 도시한 단면도이다.
도 3c는 도 1의 1차 정화부의 다른 일 실시예를 도시한 단면도이다.
도 4는 도 1의 1차 정화부의 일 실시예를 도시한 평면도이다.
도 5는 도 2의 실시예에서 유공관들을 보다 확대하여 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 일 실시예에 따른 환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템의 블록도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 환경정화식물(environmental purification plants)을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템(100)의 블록도이고, 도 2a는 도 1의 1차 정화부(120)의 일 실시예를 도시한 단면도이다. 도 2b는 도 1의 1차 정화부(120)의 다른 일 실시예를 도시한 단면도이고, 도 2c는 도 1의 1차 정화부(120)의 다른 실시예를 도시한 단면도이다. 또한, 도 3a 내지 도 3c는 도 1의 1차 정화부(120)의 다른 일 실시예를 도시한 단면도이다. 도 4는 도 1의 1차 정화부(120)의 일 실시예를 도시한 평면도이고, 도 5는 도 2의 실시예에서 유공관들(230, 240)을 보다 확대하여 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템(이하 '정화시스템'이라 한다)(100)은 분리부(110) 및 1차 정화부(120)를 구비할 수 있다. 분리부(110)는 상기 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨에서 고체성의 이물질과 액체성의 오수를 분리할 수 있다. 분리부(110)는 필터를 이용하여 상기 이물질과 상기 오수를 분리하거나, 상기 이물질을 침전시켜 상기 오수와 분리할 수 있다. 또는 분뇨가 유입된 경우, 분리부(110)는 분뇨고액분리기를 이용하여 상기 이물질인 분(糞)과 상기 오수인 요(糞)를 분리할 수도 있다. 다만, 본 발명의 분리부가 이 경우들로 한정되는 것은 아니며, 유입된 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨에서 고체성의 이물질과 액체성의 오수를 분리할 수 있다면 다른 다양한 방법을 이용할 수도 있다.
1차 정화부(120)는 분리부(110)에서 배출되는 오수가 유입되고, 환경정화식물(220)을 이용하여 상기 유입된 오수를 정화한 정화수를 배출할 수 있다. 또는, 1차 정화부(120)는 분리부(110) 대신 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨에서 고체성의 이물질이 제거된 액체성의 오수가 유입될 수도 있다. 이 경우 본 발명의 일 실시예에 따른 환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템은 분리부(110)를 제외하고 1차 정화부(120)만 포함할 수 있다. 예를 들어, 하수처리장이나 분료처리장으로 유입된 하수나 분뇨 등을 정화한 후 배출하는 오수를 1차 정화부(120)로 유입하여 다시 정화를 시킬 수 있다. 이러한 예에서, 종래에는 하수처리장이나 분뇨처리장에서 배출되는 오수를 바로 하천으로 보냈으나 본 발명을 이용하는 경우 하수처리장이나 분뇨처리장에서 배출되는 오수를 다시 정화하여 하천으로 보내므로 오염농도가 더 낮아져 하천의 부하량이 줄어 하천이 수질 개선 되고, 1차 정화부(120)에 식재된 환경정화식물 갯수에 따른 증산량을 계산해 배출수량 보다 증산량을 더 많게 할 경우 배출수량를 최소화하여 하천 수질 개선 및 수질오염총량제를 준수 할 수 있게 된다.
또한 하수처리장이나 분뇨처리장의 정화능력과 1차 정화부(120)의 정화 능력을 분석하여 1차 정화부(120)의 능력이 뛰어날 경우 하수처리장 또는 분뇨처리장에서 배출하는 오수의 오염 농도를 높여 1차 정화부(120)에 유입시켜 정화 후 배출함으로 하수처리장 또는 분뇨처리장의 부하량 감소로 인해 하수처리장 또는 분뇨처리장 운영비용 절감 효과를 볼 수 있다. 이하에서는 설명의 편의 상 1차 정화부(120)에서 배출되는 것을 '정화수'라고 하고, 환경정화식물(220)에서 배출되는 것을 '여과수'라고 한다.
그리고 비점오염물질이 함유된 우수를 분리부(110)에서 고체성의 이물질을 제거 후 1차 정화부(120)로 유입시켜 우수내 비점오염물질을 정화 후 하천으로 배출시킬 경우 또한 하천의 부하량이 낮아져 하천 수질 개선이 된다.
1차 정화부(120)는 식재지형성부(210), 복수의 환경정화식물들(220), 복수의 유공관들(230, 240)을 포함할 수 있다. 식재지형성부(210)는 측면과 바닥면은 불투수층 재질로 이루어지고, 상기 바닥면은 상기 오수가 정화되어 배출되는 방향으로 경사를 가지며, 내부 공간에 토양(215)이 채워져 있을 수 있다. 그리고 식재지형성부(210)의 내부공간에 채워져 있는 토양(215)에는 복수의 환경정화식물들(220)이 식재될 수 있다. 환경정화식물들(220)은 환경정화수 및 환경정화초 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2a 또는 도 3a에 도시된 것과 같이 환경정화식물(220)은 환경정화수일 수도 있고, 도 2b 또는 도 3b에 도시된 것과 같이 환경정화식물(220)은 환경정화초(220')일 수도 있으며, 도 2c 또는 도 3c에 도시된 것과 같이 환경정화식물(220)은 환경정화수와 환경정화초가 혼재되어 식재된 상태(220")일 수도 있다.
복수의 유공관들(230, 240)은 분리부(110)에서 배출되는 오수가 직접 유입되고, 적어도 하나의 환경정화식물(220)을 둘러싸도록 토양(215)의 지표면 아래에 환경정화식물(220)의 뿌리에 대응하는 깊이로 매립되거나 적어도 하나의 환경정화식물(220)을 둘러싸도록 토양(210)의 지표면 위에 노출시켜 설치될 수 있다. 도 2a 내지 도 2c는 적어도 하나의 환경정화식물(220)을 둘러싸도록 토양(215)의 지표면 아래에 환경정화식물(220)의 뿌리에 대응하는 깊이로 유공관(230)이 매립된 경우의 실시예이다. 그리고, 도 3a 내지 도 3c는 적어도 하나의 환경정화식물(220)을 둘러싸도록 토양(210)의 지표면 위에 유공관(230)이 놓여진 경우의 실시예이다. 도 3a 내지 도 3c와 같이 유공관(230)을 지표면에 노출시켜 설치하는 경우, 유공관(230)을 통해 배출되는 오수가 지표면의 더 넓은 범위로 접촉한 후 아래로 스며들게 되므로 많은 양의 오수를 처리할 수 있고, 저농도의 오수일 경우 악취 발생이 적어 오수가 지표면에 노출되어도 악취 문제가 적고 태양빛에 의해 증발되어 오수의 자연적 저감도 가능하다. 즉, 예를 들어, 오수의 양이 상대적으로 적고 악취가 심한 경우에는 유공관(230)을 지표면 아래에 매립시켜 설치하고 오수의 양이 상대적으로 많고 악취가 심하지 않은 경우에는 유공관(230)의 지표면에 노출하여 설치하는 등 주변환경과 여건에 따라 혼용하여 선택적으로 설치할 수 있다. 분리부(110)로부터 유입되어 유공관(230, 240)에 흐르는 오수는 유공관(230, 240)을 통해 환경정화식물(220)의 뿌리로 전달되고, 환경정화식물(220)로부터 배출되는 여과수는 유공관(230, 240)에 유입되어 유공관(230, 240)을 흐르는 오수와 합쳐져 흐를 수 있다.
예를 들어, 도 2 내지 도 4에서 도시된 것과 같이 유공관(230, 240)으로 유입된 오수는 유공관(230, 240)을 따라 흐르면서 환경정화식물(220)의 뿌리로 전달되고, 환경정화식물(220)은 오수를 흡수하여 오수로부터 질소, 인 등의 환경오염물질을 흡수하고 나머지는 다시 배출함으로써 오수를 정화하여 배출할 수 있다. 이와 같이 환경정화식물(220)로 흡수되고 배출됨을 반복하면서 오수가 정화되게 되고, 이와 같이 정화된 정화수는 식재지형성부(210)에 채워져 있는 토양을 통해 식재지형성부(210)의 바닥면으로 모이게 된다. 예를 들어, 환경정화식물(220)의 증산량보다 적은 양의 오수를 유공관(230, 240)으로 유입시키는 경우에는 환경정화식물(220)을 이용하여 유입된 오수를 완전하게 정화 및 제거하는 것도 가능하다.
또한 토양(215)에 토양미생물(미도시)들이 포함되어 있을 수 있다. 즉, 유공관(230,240)으로 유입된 오수는 식재지형성부(210)의 내부 공간에 있는 토양(215)으로 스며 들게 되고 이때 토양(215)내 있는 상기 토양미생물에 의해서도 오수를 정화시킬 수 있다. 토양정화 능력 범위이상으로 오염물질이 토양 내 유입이 되고 축적이 되면 토양정화 능력이 감소되고 결국 토양정화 능력을 상실하게 되지만, 환경정화식물(220)에 의해 토양 내 환경오염물질이 제거되고 토양미생물 및 지하생명체 등의 번식 및 활동이 원활하게 되면 토양이 개선되어 토양정화 능력을 향상시킴으로 토양미생물에 의한 정화활동도 환경정화식물(220)을 이용한 정화활동에 포함되어 환경정화식물(220)을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템의 정화 효율을 극대화 할 수 있다. 또한 처리하고자 하는 오수 및 정화 상태에 따라 토양(215)내 이를 해결할 수 있는 전용 토양미생물을 추가로 주입시킬 경우 그 토양정화능력을 극대화 할 수 있다.
이와 같이 환경정화식물(220)이나 상기 토양미생물 등에 의하여 정화된 정화수는 식재지형성부(210)의 바닥면의 경사를 따라 흐르게 된 후, 1차 정화부(120)의 외부로 배출되게 된다. 이와 같이 배출된 상기 정화수는 바로 하천 등으로 전달될 수도 있고 도 6의 실시예와 같이 2차 정화를 거쳐 하천 등으로 배출될 수도 있다. 또는, 상기 배출된 정화수를 정수장, 하수처리장 또는 분뇨처리장으로 보내 다시 정화하거나 요(糞)를 정화한 경우에는 정화정도에 따라 바이오가스화 원료, 액비 등으로 변환하여 자원화할 수도 있다.
식재지형성부(210)는 바닥면의 경사를 따라 흐르는 정화수를 집수하도록 상기 바닥면의 경사 방향과 평행하지 않은 방향으로 상기 바닥면의 최저점에 형성되는 집수유공관(270)을 더 구비할 수 있다. 그리고 식재지형성부(210)는 상기 바닥면의 상부에 자갈층(250)이 형성되어 집수유공관(270)으로 집수가 잘되게 할 수 있다. 자갈층(250)은 반드시 자갈로만 형성된 층을 의미하는 것은 아니며, 상기 정화수가 식재지형성부(210)의 바닥면으로 잘 모여 흐를 수 있도록 한다면 다양한 재질을 이용하여 층을 형성할 수도 있다. 또한, 자갈층(250)의 상부에는 토목섬유(260)가 형성되어 모래나 이물질 등이 집수유공관(270)으로 유입되는 것을 차단할 수 있다.
유공관들(230, 240)은 제 1 유공관들(230) 및 제 2 유공관들(240)을 포함할 수 있다. 제 1 유공관들(230)은 적어도 하나의 환경정화식물(220)을 둘러싸도록 토양(215)의 지표면 아래에 환경정화식물(220)의 상부뿌리에 대응하는 깊이로 매립될 수 있다. 제 2 유공관들(240)은 상기 오수나 상기 여과수가 환경정화식물(220)의 상부뿌리에서 하부뿌리 방향으로 흐르도록 환경정화식물(220)의 상부뿌리에서 하부뿌리 방향으로 매립되고, 일단이 제 1 유공관(230)과 연결될 수 있다. 이와 같이 제 2 유공관들(240)이 더 형성됨으로써 뿌리의 상단에서 하단까지 고르게 오수가 유입될 수 있으므로, 제 2 유공관(240)이 형성되지 않아 토양을 통해 오수가 아래로 내려가 뿌리의 하단에서 유입되는 경우보다 더 효율적으로 오수를 뿌리로 전달할 수 있다. 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 정화시스템(100)의 1차 정화부(120)에는 제 1 유공관들(230)은 필수적으로 설치되는 구성이며, 제 2 유공관(240)은 선택적으로 설치될 수도 있고 설치되지 않을 수도 있는 구성이다.
도 4에서는 유공관(230)이 '+'자 형태로 결합되어 있는 경우를 도시하고 있으나, 유공관(230)이 반드시 도 4와 같은 형상으로 결합되는 것은 아니다. 유공관(230)은 토양(215)의 지표면과 평행하게 매립될 수도 있으나, 오수가 잘 흐를 수 있도록 경사를 가지고 토양(215)에 매립될 수도 있다. 이와 같이 경사를 가지고 토양(215)에 유공관(230)이 매립되는 경우, 유공관(230)을 통해 흐르는 오수 또는 여과수가 주변의 유공관으로 흐르지 않고 바로 흘러내려가는 것을 방지하기 위하여, '+'자 형상의 결합을 배제하고 'ㄱ', 'ㄴ', 'ㅗ' 또는 'ㅜ'자 형태로 유공관(230)을 결합시킬 수도 있다.
정화시스템(100)은 1차 정화부(120)로 유입되는 오수 또는 1차 정화부(120)에서 배출되는 정화수의 양을 조절할 수 있도록 오수가 유입되는 공간인 오수유입부(280) 및 1차 정화부(120)에서 정화수가 배출되는 공간인 정화수배출부(290)에 연결제어부(282, 292)가 설치될 수 있다. 예를 들어, 오수가 파이프 등으로 형성된 오수유입부(280)를 통해 1차 정화부(120)로 유입되는 경우 오수유입부(280)에 밸브와 같은 연결제어부(282)를 설치하여 1차 정화부(120)에 유입되는 오수의 양을 조절할 수 있다. 또한, 1차 정화부(120)에서 상기 정화수가 파이프 등으로 형성된 정화수배출부(290)를 통해 배출되는 경우 정화수배출부(290)에 밸브와 같은 연결제어부(292)를 설치하여 1차 정화부(120)에서 배출되는 정화수의 양을 조절할 수도 있다. 그리고, 정화시스템(100)은 오수유입부(280)와 정화수배출부(290)를 연결하여 상기 정화수가 오수유입부(280)로 전달되도록 하는 연결부(285)를 더 구비할 수 있다. 연결부(285)를 통해 상기 정화수를 다시 1차 정화부(120)로 전달함으로써 원하는 정도를 정화된 정화수를 얻을 수 있다. 또한 파이프 등으로 형성된 연결부(285)에 밸브 등의 연결제어부(287)를 설치하여 상기 정화수가 오수유입부(280)로 전달되는 양을 제어할 수 있다.
도 6은 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 일 실시예에 따른 환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템(600)의 블록도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 도 6의 실시예에 따른 환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템(이하 '정화시스템'이라 한다)(600)은 도 1의 실시예에 따른 정화시스템(100)에 2차 정화부(610)가 추가된 상태의 실시예이다. 즉, 도 6의 정화시스템(600) 중 분리부(110) 및 1차 정화부(120)는 도 1 내지 도 5와 관련하여 설명한 분리부(110) 및 1차 정화부(120)와 동일하므로, 분리부(110) 및 1차 정화부(120)에 대한 구체적인 설명은 도 1 내지 도 5의 설명으로 대체한다. 2차 정화부(610)를 생물학적 정화부로 구성하는 경우, 2차 정화부(610)는 1차 정화부(120)에서 배출된 정화수를 미생물을 이용하여 정화한 후 배출할 수 있다. 기존의 하수처리장이나 분뇨처리장의 경우에는 하수나 분뇨 등에서 이물질이나 고형물 등이 분리된 오수를 바로 2차 정화부(610)로 보내 정화를 하였으나, 본 발명에서는 오수를 1차 정화부(120)를 이용하여 1차적으로 정화를 한 후 2차 정화부(610)에서 2차적으로 정화를 함으로써 정화비용을 감소시킬 수 있고 미생물을 통한 정화 후 발생하는 슬러지(미세 이물질, 고형물, 미생물 사체 등) 발생량도 감소시킬 수 있다. 그리고, 2차 정화부(610)을 화학적 정화부로 구성하는 경우, 2차 정화부(610)는 1차 정화부(210)에서 배출된 정화수를 약품 등을 이용하여 정화하여 배출 할 수 있다. 기존의 정수장의 경우에는 우수, 상수원수에서 이물질이나 고형물 등이 분리된 오수를 바로 화학적 정화부로 구성된 2차 정화부(610)로 보내 정화를 하였으나, 본 발명에서는 오수를 1차 정화부(120)을 이용하여 1차적으로 정화한 후 2차 정화부(610)에서 2차적으로 정화를 함으로써 정화비용을 감소시킬 수 있고 약품 사용량이 줄어 비용절감 및 발생하는 슬러지 발생량도 감소시킬 수 있다. 또 2차 정화부(610)를 물리적 정화부로 구성하는 경우, 2차 정화부(610)는 1차 정화부(210)에서 배출된 정화수를 막(필터)공법등을 이용하여 정화 하여 배출 할 수 있다. 기존의 정수장 및 하수처리장 또는 분뇨처리장의 경우에는 우수, 상수원수에서 이물질이나 고형물 등이 분리된 오수를 바로 물리적 정화부로 구성된 2차 정화부(610)로 보내 정화를 하였으나, 본 발명에서는 오수를 1차 정화부(120)을 이용하여 1차적으로 정화한 후 2차 정화부(610)에서 2차적으로 정화를 함으로써 정화비용을 감소시킬 수 있고 추가 막(필터) 사용량이 줄어 비용절감을 시킬 수 있다. 2차 정화부(610)에서 배출되는 정화수는 하천 등으로 배출될 수도 있고 다시 정수장, 하수처리장 또는 분뇨처리장으로 보내져서 다시 정화를 할 수도 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 환경정화식물들을 이용하여 유입되는 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨(糞尿)를 정화하여 배출하는 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템에 있어서,
    상기 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨에서 고체성의 이물질이 분리된 액체성의 오수가 유입되고, 상기 환경정화식물을 이용하여 상기 유입된 오수를 정화한 정화수를 배출하는 1차 정화부를 포함하고,
    상기 1차 정화부는,
    측면과 바닥면은 불투수층 재질로 이루어지고, 상기 바닥면은 상기 오수가 정화되어 배출되는 방향으로 경사를 가지며, 내부 공간에 토양이 채워져 있는 식재지형성부;
    상기 식재지형성부의 내부 공간에 채워져 있는 토양에 식재되는 복수의 환경정화식물들; 및
    상기 분리부에서 배출되는 오수가 직접 유입되고, 적어도 하나의 상기 환경정화식물을 둘러싸면서 상기 환경정화식물의 뿌리 중단 또는 중단보다 상부에 위치하도록 상기 토양의 지표면 아래에 매립되거나 또는 적어도 하나의 상기 환경정화식물을 둘러싸도록 상기 토양의 지표면에 노출되어 설치되는 복수의 제 1 유공관들을 구비하고,
    상기 제 1 유공관에 흐르는 오수가 상기 제 1 유공관을 통해 상기 환경정화식물의 뿌리로 전달되고, 상기 환경정화식물로부터 배출되는 여과수가 상기 제 1 유공관에 유입되어 상기 제 1 유공관을 흐르는 오수와 합쳐져 흐르는 것을 특징으로 하는 환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템은,
    상기 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨에서 고체성의 이물질과 액체성의 오수를 분리하는 분리부를 더 구비하고,
    상기 1차 정화부는,
    상기 분리부에서 배출되는 오수가 유입되고, 상기 환경정화식물을 이용하여 상기 유입된 오수를 정화한 정화수를 배출하는 것을 특징으로 하는 환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 환경정화식물은,
    환경정화수 및 환경정화초 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제 1 유공관들은,
    적어도 하나의 상기 환경정화식물을 둘러싸도록 상기 토양의 지표면 아래에 상기 환경정화식물의 상부뿌리에 대응하는 깊이로 매립되거나 또는 적어도 하나의 상기 환경정화식물을 둘러싸도록 상기 토양의 지표면에 노출되어 설치되고,
    상기 환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템은,
    상기 오수나 상기 여과수가 상기 환경정화식물의 상부뿌리에서 하부뿌리 방향으로 흐르도록 상기 환경정화식물의 상부뿌리에서 하부뿌리 방향으로 매립되고, 일단이 상기 제 1 유공관과 연결되는 복수의 제 2 유공관들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 지표면 아래에 매립되거나 상기 지표면에 노출되어 설치되는 제 1 유공관들은,
    'ㄱ', 'ㄴ', 'ㅗ' 또는 'ㅜ'자 형태로 결합되는 것을 특징으로 하는 환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템은,
    상기 식재지형성부의 바닥면의 경사를 따라 흐르는 정화수를 집수하도록 상기 바닥면의 경사 방향과 평행하지 않은 방향으로 상기 바닥면의 최저점에 형성되는 집수유공관을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 식재지형성부는,
    상기 바닥면의 상부에 자갈층을 형성되고 상기 자갈층 상부에 토목섬유가 형성되는 것을 특징으로 하는 환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템은,
    상기 1차 정화부로 오수가 유입되는 오수유입부와 상기 1차 정화부에서 정화수가 배출되는 정화수배출부가 연결되어 상기 정화수가 상기 오수유입부로 전달될 수 있도록 하는 연결부; 및
    상기 정화수가 상기 오수유입부로 전달되는 양을 조절할 수 있도록 상기 연결부에 설치되는 연결제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템은,
    상기 1차 정화부로 유입되는 오수 또는 상기 1차 정화부에서 배출되는 정화수의 양을 조절할 수 있도록 오수가 유입되는 공간인 오수유입부 및 상기 1차 정화부에서 정화수가 배출되는 공간인 정화수배출부에 설치되는 연결제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 분리부는,
    필터를 이용하여 상기 이물질과 상기 오수를 분리하거나, 상기 이물질을 침전시켜 상기 오수와 분리하거나, 분뇨고액분리기를 이용하여 상기 이물질인 분(糞)과 상기 오수인 요(糞)를 분리하는 것을 특징으로 하는 환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템은,
    상기 1차 정화부에서 배출되는 정화수를 물리적이나 화학적이나 생물학적으로 정화한 후 배출하는 2차 정화부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 1차 정화부에서 배출되는 정화수를 정수장, 하수처리장 또는 분뇨처리장으로 보내 다시 정화하거나 자원화하는 것을 특징으로 하는 환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 식재지형성부의 내부 공간에 채워져 있는 토양에는 토양미생물들이 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템.
KR1020150134936A 2015-05-07 2015-09-23 환경정화식물을 이용한 우수, 상수원수, 하수 또는 분뇨 정화시스템 KR101703100B1 (ko)

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