KR20170021543A

KR20170021543A - 경량 여재식 다단 습지여상

Info

Publication number: KR20170021543A
Application number: KR1020150116067A
Authority: KR
Inventors: 김봉균; 박준석; 이명훈; 이준헌
Original assignee: 동산콘크리트산업(주); 주식회사 케이.씨 리버텍
Priority date: 2015-08-18
Filing date: 2015-08-18
Publication date: 2017-02-28
Also published as: KR101759931B1

Abstract

본 발명은 상부에 식생재(30)가 설치된 다수의 단위처리조(10)가 다단으로 연결되어 조합된 인공습지형 여상(濾床)에 관한 것으로, 단위처리조(10) 내부에는 경량여재(輕量濾材)(20)를 포설하고 상부에는 식생재(30)가 적재된 적재함(50)을 설치하며, 단위처리조(10)내 처리수에 상향류(上向流)를 형성하여, 경량여재(20)를 통과하면서 여과된 처리수를 적재함(50)의 정화식물과 접촉시켜 정화처리하되, 적재함(50)의 저판을 개폐가능하도록 구성함으로써, 경량여재(20)의 역세(逆洗)시 역세수의 적재함(50) 유입을 차단하며, 단위처리조(10)의 내부에는 초음파발진기(17)를 설치하여 역세시 가동함으로써, 경량여재(20)에 침착된 오염물을 분리할 수 있도록 한 것이다.
본 발명을 통하여, 종래의 인공습지형 여상에 있어서 유지관리상 고질적인 문제점으로 작용하였던, 여재의 역세 작업상 애로점을 근본적으로 해결할 수 있으며, 역세과정에서 발생될 수 있는 식생재(30) 및 정화식물의 2차 오염을 차단할 수 있어, 습지여상의 기능을 완벽하게 유지하면서도 여재의 반영구적 사용이 가능하며, 이로써 습지여상의 처리성능 및 유지관리 편의성을 획기적으로 제고할 수 있을 뿐 아니라, 습지여상의 운용비용 또한 대폭 절감할 수 있다.

Description

경량 여재식 다단 습지여상{LIGHT FILTER TYPE TERRACED FILTERING WETLAND}

본 발명은 상부에 식생재(30)가 설치된 다수의 단위처리조(10)가 다단으로 연결되어 조합된 인공습지형 여상(濾床)에 관한 것으로, 단위처리조(10) 내부에는 경량여재(輕量濾材)(20)를 포설하고 상부에는 식생재(30)가 적재된 적재함(50)을 설치하며, 단위처리조(10)내 처리수에 상향류(上向流)를 형성하여, 경량여재(20)를 통과하면서 여과된 처리수를 적재함(50)의 정화식물과 접촉시켜 정화처리하되, 적재함(50)의 저판을 개폐가능하도록 구성함으로써, 경량여재(20)의 역세(逆洗)시 역세수의 적재함(50) 유입을 차단하며, 단위처리조(10)의 내부에는 초음파발진기(17)를 설치하여 역세시 가동함으로써, 경량여재(20)에 침착된 오염물을 분리할 수 있도록 한 것이다.

습지여상 즉, 인공습지형 여상은 물리적 여과처리와 습지로서의 기능을 동시에 수행하는 시설로서, 하폐수처리, 비점오염원처리, 하천수 수질개선, 생물서식지의 제공 및 친수환경의 조성 등을 목적으로 조성된다.

습지여상을 통한 수처리는 도시하수, 합류식 하수의 월류수, 낙농폐수, 매립지 침출수, 병원폐수 등의 산업폐수와 우수, 유거수(流去水) 등의 비점오염원으로부터 발생한 오염 물질의 처리 등 다양한 분야에 적용되고 있으며, 특히 비점오염원 처리시설로서 각광받고 있다.

습지여상은 단일 습지로 구성되거나 다양한 형태의 단위습지가 조합되어 구성될 수도 있는데, 이중 조합형 습지여상은 상이한 운용수위를 가지는 다수의 단위습지를 계단형으로 조성하여, 무동력 운용이 가능하면서도 처리수의 체류시간 및 체류경로를 연장함으로써 정화처리 효율을 확보하고 있으며, 관련 종래기술로서, 특허 제459503호를 들 수 있다.

특허 제459503호를 비롯한 종래의 다단형 습지여상은 단위습지 즉, 처리조가 계단식으로 연결되어 조성된 것으로, 각각의 처리조에는 토사 또는 쇄석 등의 여재가 포설되고, 상부에는 식물이 식재된 구조를 가지며, 전체 단위습지를 경유하여 처리되는 처리수가 최상단의 처리조로 우선 유입된 후 이후의 처리조를 순차적으로 통과하는 방식으로 운용된다.

다단형 습지여상에 있어서의 처리수는 처리조내 포설된 입자상 여재를 통과하면서 여과된 후, 식재된 식물과 접촉하면서 정화처리되는데, 특히 이러한 다단형 습지여상에서는 처리조내 처리수 흐름에 있어서 수평상(水平狀) 흐름 뿐 아니라 수직상 흐름이 동반 형성되므로, 처리조 단면적 전체를 여과 처리에 활용할 수 있는 장점이 있다.

이렇듯, 종래의 다단형 습지여상은 처리수의 정화 처리효과는 물론 공간 활용도 측면에서 많은 이점을 얻을 수 있으나, 장기간 운용에 따라 여재에 오염물이 침적되면 처리효과가 급감하고 실질적 기능이 상실되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 통상의 여과형 수처리시설에서와 같이, 평상시 처리수 흐름의 역방향 흐름을 인위적으로 유발하거나 역세수를 주입하여 여재에 부착된 오염물을 분리하여 제거하는 역세를 실시하는 방안을 고려할 수 있으나, 다단형 습지여상 처리조에 있어서 처리수 흐름의 순방향은 상방(上方)인 바, 역세를 위해서는 처리조 상측에서 고압의 역세수를 주입하여야 하는데, 이 과정에서 처리조 상부에 식재된 식물에 심각한 손상이 발생될 수 있을 뿐 아니라, 주입된 역세수 및 세척된 오염물을 회수할 방안이 난망한 문제점이 있다.

이에, 처리조 하부에 역세수를 주입할 수 있는 배관을 사전에 설치한 후 여재를 포설하고, 역세수를 상방 즉, 평상시 처리수 흐름의 순방향으로 공급하여 처리조 상부에서 회수하는 방안을 고려할 수 있으며, 이는 처리수 흐름의 역방향으로 역세수를 공급하는 역세의 사전적 의미에는 부합되지 않지만, 여재 부착 오염물의 실질적 제거효과를 기대할 수 있는 바, 일견 유의한 해결방안이라 할 수도 있으나, 처리조 상측으로 배출된 역세수내 오염물이 식재된 식물은 물론 식생재(30)에 이착(移着)되는 심각한 부작용이 야기된다.

습지여상의 처리조 상부 식생재(30)로는 코이어(coir) 섬유 등 천연섬유제 식생재(30)를 비롯하여 고가의 기능성 식생재(30)가 적용되고 있는데, 이들 식생재(30) 특히, 천연섬유제 식생제에 오염물이 침착될 경우 사실상 제거가 불가능하여, 전체 식생재(30)를 교체하여야 함은 물론 정화식물의 식재 및 육성 또한 반복하여야 하는 심각한 문제가 유발된다.

따라서, 종래의 습지여상에 있어서 여재의 역세는 사실상 불가능하였으며, 오염물이 침적되어 여재의 기능이 상실되면, 기존의 여재를 제거하고 새로운 여재를 포설하는 방식으로 습지여상의 기능을 유지하였는 바, 이러한 여재의 교체 작업 자체는 물론 폐여재의 처리, 상부 식생의 복원 등에 막대한 비용이 소요될 뿐 아니라, 장기간의 운영 중단이 동반되는 심각한 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 감안하여 창안된 것으로, 내부에 여재가 적재되고 상부에는 식생재(30)가 설치된 다수의 단위처리조(10)가 다단으로 연결되는 습지여상에 있어서, 단위처리조(10)의 내측 저면에는 분사구(15)가 설치되어 압축공기 또는 역세수가 공급됨에 따라 단위처리조(10)내 처리수의 유동이 발생되고, 단위처리조(10) 내부에는 초음파발진기(17)가 설치되어 단위처리조(10)내 처리수로 초음파가 전파되며, 단위처리조(10)의 일측 벽체(11) 하부에는 처리수가 유입되는 유입구(13)가 형성되고 단위처리조(10) 내부에는 처리수내 오염물을 여과하는 경량여재(20)가 적재되어, 유입구(13)로 유입된 처리수가 경량여재(20)를 상방으로 통과하면서 여과되고, 단위처리조(10) 상부에는 식생재(植生材)(30)가 적재되고 저판에 다수의 통수공(51)이 등간격으로 천공된 함체(函體)인 적재함(50)이 설치되어, 경량여재(20)를 통과한 처리수가 식생재(30)에 식재된 식물과 접촉한 후 배출되며, 단위처리조(10) 상부에는 배출밸브(72)가 연결된 배출구(71)가 형성되어, 경량여재(20)의 역세(逆洗)시 배출밸브(72)가 개방됨에 따라 단위처리조(10)내 역세수가 배출되고, 적재함(50)의 외측 저면에는 다수의 절개구(56)가 상기 통수공(51)과 동일한 간격으로 형성된 개폐판(55)이 왕복 가능하도록 밀착 장착되어, 절개구(56)와 통수공(51)이 중첩된 상태에서는 단위처리조(10)의 처리수가 절개구(56) 및 통수공(51)을 순차 통과하여 적재함(50)으로 유입되고, 개폐판(55)이 이동되어 절개구(56)가 통수공(51)에서 이격된 상태에서는 적재함(50)으로의 처리수 유입이 차단됨을 특징으로 하는 경량 여재식 다단 습지여상이다.

또한, 상기 단위처리조(10)의 경량여재(20) 상부에는 처리수는 통과시키고 경량여재(20)의 부상(浮上)은 차단하는 부상억제판(40)이 단위처리조(10)의 벽체(11)를 따라 활동(sliding)하면서 자유롭게 승강하되 측방으로의 이동은 억제되도록 설치되고, 단위처리조(10)의 일측 벽체(11)에는 하단에 활동로울러(47)가 장착된 회동레버(45)가 회동축(46)을 통하여 힌지 연결되며, 부상억제판(40)의 일측 상부에는 경사활동홈(42)이 형성되고, 상기 활동로울러(47)가 경사활동홈(42)에 결합되어, 회동레버(45)가 회동됨에 따라 활동로울러(47)가 경사활동홈(42)을 따라 주행하면서 부상억제판(40)이 승강됨을 특징으로 하는 경량 여재식 다단 습지여상이다.

본 발명을 통하여, 종래의 인공습지형 여상에 있어서 유지관리상 고질적인 문제점으로 작용하였던, 여재의 역세 작업상 애로점을 근본적으로 해결할 수 있으며, 역세과정에서 발생될 수 있는 식생재(30) 및 정화식물의 2차 오염을 차단할 수 있어, 습지여상의 기능을 완벽하게 유지하면서도 여재의 반영구적 사용이 가능하며, 이로써 습지여상의 처리성능 및 유지관리 편의성을 획기적으로 제고할 수 있을 뿐 아니라, 습지여상의 운용비용 또한 대폭 절감할 수 있다.

또한, 경량여재(20)를 적용하여 산기장치를 통한 폭기 또는 역세수의 공급시 경량여재(20)가 진동 내지 부상유동(浮上遊動)되도록 하되, 이와 동시에 단위처리조(10)에 설치된 초음파발진기(17)를 가동함으로써 경량여재(20)에 침착된 오염물을 효과적으로 분리할 수 있으며, 이로써 종래 역세의 단순 수세(水洗)에서는 기대할 수 없는 침착성 내지 점착성 오염물의 제거가 가능하여 역세 효과를 획기적으로 개선할 수 있다.

그뿐 아니라, 경량여재(20)의 압박상태를 조절할 수 있는 부상억제판(40)을 설치하여, 평상시에는 경량여재(20)의 밀실(密實)한 적재상태를 유지하고 여과효과를 극대화하되, 역세시에는 경량여재(20)의 압박상태를 해제하여 경량여재(20)의 자유로운 유동을 보장함으로써, 여과효율과 역세효과를 일거에 확보하는 효과도 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 사시도
도 2는 본 발명의 부분절단 사시도
도 3은 본 발명의 역세관련 배관 발췌 분해사시도
도 4는 본 발명의 요부 발췌 부분절단 분해사시도
도 5는 본 발명의 종단면도
도 6은 본 발명의 운용상태 대표 단면도
도 7은 본 발명의 역세상태 대표 단면도
도 8은 본 발명의 부상억제판 작동방식 설명도

본 발명의 상세한 구성 및 작용 원리를 첨부된 도면을 통하여 설명하면 다음과 같다.

우선 도 1은 본 발명의 외관을 도시한 사시도로서, 도시된 바와 같이, 본 발명은 다수의 단위처리조(10)가 계단식으로 연결되어 구성되며, 전체 습지여상의 유입단 및 방류단에 각각 침사조(91) 및 여과조(93)가 구축되어 유입량을 조절하고 최종 배출수를 여과하는 등의 기능을 수행할 수 있다.

도 1의 도면상 실시예는 전체 구성이 모두 노출된 상태로 도시되었으나, 침사조(91), 단위처리조(10), 여과조(93) 및 이들에 연결된 배관은 지반에 매설된 상태로 설치될 수 있으며, 단위처리조(10) 상단부의 식생재(植生材)(30) 등 정화식물(淨化植物)의 식재부만이 지면 상측으로 노출되도록 구성될 수 있다.

본 발명의 부분절단 사시도인 도 2에서와 같이, 본 발명을 구성하는 단위처리조(10)의 내측 저면에는 분사구(15)가 설치되어 압축공기 또는 역세수가 공급됨에 따라 단위처리조(10)내 처리수의 유동이 발생되고, 단위처리조(10)의 일측 벽체(11) 하부에는 처리수가 유입되는 유입구(13)가 형성된다.

단위처리조(10)의 유입구(13) 형성 벽체(11) 타측에는 월류벽(12)이 형성되어, 단위처리조(10) 하측에서 유입된 처리수가 단위처리조(10) 상측의 월류벽(12)을 통하여 월류(越流) 배출되는 상향류(上向流)가 형성된다.

또한, 도 2에서와 같이, 본 발명의 다단 습지여상을 구성하는 각각의 단위처리조(10)의 내부 저면에는 초음파발진기(17)가 설치되어 후술할 역세(逆洗) 과정에서 가동되는데, 동 도면에 도시되지는 않았으나 단위처리조(10) 외부에 초음파발진기(17)의 진동자를 구동하는 구동회로 및 제어반 등이 구비되어 배선을 통하여 전기적으로 연결된다.

본 발명에 있어서, 각각의 단위처리조(10) 상부에는 도 2에서와 같이, 배출구(71)가 형성되어, 후술할 단위처리조(10) 적재 경량여재(20)의 역세시 역세수를 단위처리조(10) 외부로 배출하게 되는데, 동 도면 및 도 3에서와 같이, 각 단위처리조(10)의 배출구(71)에는 배출밸브(72)가 연결되어 배출구(71)의 개폐가 가능하도록 구성되며, 각각의 배출밸브(72)는 배출관(75)을 통하여 습지여상 하류부에 설치되는 역세수처리조(94)로 연결된다.

즉, 배출밸브(72)를 통하여 개폐가능한 각 단위처리조(10)의 배출구(71)는 단일 배출관(75)과 연결되며, 이로써 각 단위처리조(10)에서 발생된 역세수가 취합된 후 하류부의 역세수처리조(94)로 집수(集水)되는 구조를 가지는 것이다.

도 2에 도시된 실시예에서는 습지여상의 하류부에 설치되는 역세수처리조(94)가 단순 침전조 형태로 구성되어 있으나, 이 밖에도 고속침전조 또는 응집침전조 등이 적용될 수도 있으며, 역세수처리조(94)에서 1차 고액분리된 역세수가 별도의 기계식 여과장치, 스크류디켄터(screw decanter) 또는 하이드로사이클론(hydro cyclone) 등을 통하여 2차 고액분리될 수도 있다.

또한 도 2 및 도 3에서와 같이, 역세수처리조(94)와 습지여상 상류부의 침사조(91)를 연결하는 반송관(78)이 설치되고, 이 반송관(78)에는 반송펌프(77)가 장착되어, 역세수처리조(94)의 상등수(上等水) 즉, 고액분리된 역세수를 습지여상의 처리수로서 공급하는 순환형 역세구조를 구축할 수도 있다.

본 발명에 있어서, 단위처리조(10) 상부의 식생구조는 도 1에서와 같이, 각각의 단위수조 상부에 설치된 적재함(50)에 적재되는 식생재(30)에 의하여 구축되며, 식생재(30)로는 일반적인 입자상 식생토는 물론 코이어(coir) 섬유제 식생재(30) 등 천연 섬유재 식생재(30)가 적용될 수도 있다.

식생재(30)가 적재되는 적재함(50)은 도 2 및 도 4에서와 같이, 저판에 다수의 통수공(51)이 등간격(等間隔)으로 천공된 함체(函體)로 구성되며, 도시된 실시예에서는 적재함(50)의 측판이 단위처리조(10)의 측벽에 나사를 통하여 부착되고 있으나, 적재함(50)의 상단부 일부가 측방으로 돌출되어 단위처리조(10) 측벽 상단에 거치되도록 하여, 적재함(50)과 단위처리조(10)간 착탈이 가능하도록 구성할 수도 있다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 적재함(50)의 외측 저면에는 다수의 절개구(56)가 적재함(50)의 통수공(51)과 동일한 간격으로 형성된 개폐판(55)이 왕복 가능하도록 밀착 장착되어, 적재함(50)의 통수공(51)이 개폐될 수 있도록 구성된다.

즉, 개폐판(55)의 절개구(56)와 적재함(50)의 통수공(51)이 중첩된 상태에서는 통수공(51)이 개방되어 단위처리조(10)의 처리수가 절개구(56) 및 통수공(51)을 순차 통과하여 적재함(50)으로 유입되고, 개폐판(55)이 수평 이동되어 절개구(56)가 통수공(51)에서 이격된 상태에서는 통수공(51)이 폐쇄되어 적재함(50)으로의 처리수 유입이 차단되는 것이다.

이러한 적재함(50) 통수공(51)의 선택적 개폐 구조를 통하여, 후술할 역세 과정에서 발생될 수 있는 오염물 함유 역세수의 적재함(50) 유입과 그로 인한 정화식물 및 식생재(30)의 2차 오염을 방지할 수 있다.

도 4에 도시된 실시예에서는 적재함(50) 저면에 개폐판(55)을 장착함에 있어서, 개폐판(55)에 길게 절개된 이동홈(58)을 형성하고, 하단부 직경이 확대된 두부(頭部)가 형성된 지지봉(57)을 이동홈(58)을 관통하여 적재함(50) 저판에 체결함으로써, 지지봉(57)의 두부가 개폐판(55)을 지지함과 동시에 이동홈(58)에 결합된 지지봉(57)이 개폐판(55)의 수평 왕복 이동을 유도할 수 있도록 구성되어 있으며, 지상에서의 용이한 조작이 가능하도록 개폐판(55)의 일측에는 상측으로 돌출된 왕복레버(59)가 접합된다.

도 5는 본 발명이 적용된 다단형 습지여상의 운용상태 종단면도로서, 동 도면에 도시된 바와 같이, 유입관(61)을 통하여 침사조(91)로 유입되어 조립질(粗粒質) 고형물이 일차 침전된 처리수는 단위처리조(10) 벽체(11) 하단의 유입구(13)를 통하여 단위처리조(10)로 진입하고, 이후 단위처리조(10) 하부에 적재된 경량여재(20)간 공극을 상방(上方)으로 통과하면서 오염물이 여과 및 흡착되며, 경량여재(20)를 통과한 처리수는 적재함(50) 내부로 유입되어 식생재(30)에 침투되고 식재된 정화식물과 접촉하면서 정화식물의 정화기능에 의하여 정화처리된 후 월류벽(12)을 월류하여 배출된다.

월류벽(12)을 월류한 처리수는 도 2 및 도 5에서와 같이, 단위처리조(10)간 연결부위에 형성된 중간저류조(92)에 일단 저류된 후, 후속 단위처리조(10) 즉, 전단의 단위처리조(10) 하류측에 설치되어 보다 낮은 표고의 수면이 형성되는 단위처리조(10)로 유입되어, 전술한 단위처리조(10)내 처리수 처리방식과 동일한 방식으로 처리되며, 이러한 단위처리조(10)에 의한 처리수 정화처리가 전체 습지여상을 구성하는 각 단위처리조(10)별로 반복되다가, 도 5에서와 같이 최후 단위처리조(10)에서 월류 배출된 처리수가 습지여상 하류부에 위치한 여과조(93)로 유입되고, 여과조(93)에 적재된 세립(細粒) 여재가 처리수를 최종 여과한 후 유출관(69)으로 배출함으로써, 본 발명을 통한 오염수의 정화처리가 완료된다.

도 6은 이러한 단위처리조(10)내 처리수의 이동 및 정화방식을 상세히 도시한 단면도로서, 도시된 바와 같이, 단위처리조(10)내 처리수의 기본적 유동은 단위처리조(10) 일측 벽체(11) 하단에 형성된 유입구(13)와, 타측의 월류벽(12) 상단에 이르는 상향류로서, 유입구(13)로 유입된 처리수가 단위처리조(10) 하부에 적재된 경량여재(20)간 공극을 상방으로 통과한 후, 적재함(50)으로 유입되고, 식생재(30) 및 정화식물과 접촉한 후, 월류벽(12) 상단으로 월류되는 것이다.

정화식물 식재 식생재(30)가 적재되는 적재함(50)으로의 처리수 유입 또한 상방으로 이루어지며, 적재함(50) 저판에 다수 천공된 통수공(51)을 통과하여 처리수가 식생재(30)로 침투하게 되는데, 전술한 바와 같이, 적재함(50)의 저판 외측 저면에는 통수공(51)을 개폐하는 개폐판(55)이 밀착 설치되고, 도 6에서와 같은 단위처리조(10)의 정상 운용시 즉, 처리수의 적재함(50)내 유입을 허용하는 경우 적재함(50)의 통수공(51)이 개방되며, 도 7에서와 같은 단위처리조(10)의 역세 작업시 즉, 역세수의 적재함(50)내 유입을 차단하고자 하는 경우 적재함(50)의 통수공(51)이 폐쇄된다.

이러한 적재함(50) 통수공(51)의 개폐 기능은 도 4, 도 6의 타원내 확대부 및 도 7의 타원내 확대부에서와 같이, 적재함(50)에 등간격으로 천공 형성되는 통수공(51)과, 적재함(50) 외측 저면에 밀착되는 개폐판(55)에 등간격으로 절개 형성되는 절개구(56)가 동일한 간격을 가짐으로써 달성되는 것으로, 도 6에서와 같이 개폐판(55)의 절개구(56)와 적재함(50)의 통수공(51)이 중첩된 상태에서는 단위처리조(10)내 처리수가 절개구(56) 및 통수공(51)을 순차 통과하여 적재함(50)으로 유입되고, 도 7에서와 같이 사용자가 왕복레버(59)를 조작함에 따라 개폐판(55)이 이동되어 절개구(56)가 통수공(51)에서 이격된 상태에서는 적재함(50)으로의 처리수 유입이 차단된다.

도 6의 타원내 확대부 및 도 7의 타원내 확대부에서와 같이, 적재함(50)에 대한 개폐판(55)의 장착은 하단에 확대된 두부가 형성된 지지봉(57)을 개폐판(55)에 형성된 이동홈(58)을 관통하여 적재함(50) 저판에 결합함으로써 이루어지는데, 이때 이동홈(58)의 평면상 유효 길이 즉, 지지봉(57)과 결합된 이동홈(58)의 유격(裕隔)을 전술한 절개구(56)의 간격과 동일하게 형성하면, 이동홈(58)의 유격내 개폐판(55)의 수평 왕복에 따라 통수공(51)이 정밀하게 개폐될 수 있다.

따라서, 도 7에서와 같이, 단위처리조(10) 상부에 형성된 배출구(71)가 개방됨과 동시에 단위처리조(10) 하부에 설치된 분사구(15)를 통하여 압축공기 또는 고압의 역세수가 공급되어 경량여재(20)에 대한 역세가 실시될 시, 적재함(50)의 통수공(51)을 긴밀하게 폐쇄함으로써, 역세수에 포함된 각종 점착성 오염물의 적재함(50) 유입을 효과적으로 차단할 수 있게 된다.

한편, 도 7에서와 같은 경량여재(20)의 역세에 있어서는 도시된 바와 같이 경량여재(20)가 진동 내지 부상유동(浮上遊動)되도록 함으로써, 경량여재(20)간 공극내 침적된 고형 오염물은 물론 경량여재(20)의 표면에 부착된 오염물 또한 효과적으로 분리할 수 있는데, 본 발명에 적용되는 경량여재(20)는 그 사전적 의미에서와 같이, 다공성 경량 화산석 또는 인위적으로 제작된 세라믹 및 합성수지 등 비중이 1에 근접하거나 1 이하의 비교적 가벼운 여재로서 압축공기 또는 역세수가 공급되어 단위처리조(10)내 처리수 유동의 발생시 동반 운동하게 된다.

이렇듯 역세를 수행함에 있어서, 도 7에 도시된 바와 같이, 경량여재(20)의 부상유동을 유도함과 동시에, 단위처리조(10) 내부 저면에 장착된 초음파발진기(17)를 가동하여 단위처리조(10) 내부로 초음파를 전파시킴으로써, 경량여재(20)의 표면에 긴밀하게 침착된 점착성 오염물을 효과적으로 분리할 수 있으며, 이로써 경량여재(20)의 세척 효과를 획기적으로 개선할 수 있다.

특히, 전술한 바와 같이, 본 발명의 경량여재(20)로는 화산석 또는 세라믹 등 다공성 여재가 적용될 수 있는 바, 경량여재(20)에 형성된 미세 공동(空洞)에 침착된 오염물 역시 초음파발진기(17)의 가동을 통하여 효과적으로 분리, 제거할 수 있으며, 따라서 경량여재(20)의 수명을 획기적으로 연장할 수 있다.

이러한 역세에 있어서, 경량여재(20)의 진동 내지 부상유동 환경을 조성하기 위해서는 안착상태의 경량여재(20) 적재공간에 비하여 월등하게 확대된 활동공간이 필요하다.

그러나, 경량여재(20)의 활동공간을 상시 확보하여 경량여재(20)의 자유로운 유동이 가능하게 되면 경량여재(20)간 공극이 확대되어 실질적인 여과기능이 상실되므로, 도 6과 같이 경량여재(20)의 여과기능이 필요한 평상시에는 경량여재(20)의 적재공간을 제한하여 밀실한 적재상태를 유지하고, 도 7에서와 같은 역세 작업시에는 경량여재(20)의 활동공간을 비약적으로 확대하는 것이 바람직하며, 본 발명에서는 경량여재(20) 상부에 외부 조작에 의하여 승강 가능한 부상억제판(40)을 설치함으로써, 상기와 같은 목적을 달성한다.

즉, 도 4 및 도 8에서와 같이, 스크린(screen) 내지 그레이팅(grating) 역할을 수행하는 격자형 또는 망체(網體)형 판체로서, 처리수는 통과시키되 경량여재(20)의 부상(浮上)은 차단하는 부상억제판(40)을 승강 가능하도록 설치하여, 평상시에는 경량여재(20)를 압박하여 밀실한 적재 상태를 유지하고, 역세시에는 압박을 해제하여 경량여재(20)의 자유로운 유동이 가능하도록 한 것이다.

이러한 본 발명의 부상억제판(40)은 도 7 및 도 8에서와 같이, 단위처리조(10)의 벽체(11)를 따라 활동(sliding)하면서 자유롭게 승강하되 측방으로의 이동, 회동 및 전도 등은 억제되도록 설치되는데, 원활한 승강위하여 부상억제판(40)의 외곽에 자유롭게 회전하는 다수의 지지로울러(43)를 설치하여 부상억제판(40)의 승강시 이들 지지로울러(43)가 단위처리조(10)의 벽체(11) 또는 월류벽(12) 표면을 따라 주행하도록 구성할 수도 있다.

부상억제판(40)의 승강 조작 수단으로서, 도 4 및 도 8에서와 같이, 단위처리조(10)의 일측 벽체(11)에 회동축(46)을 통하여 힌지 연결되는 회동레버(45)가 구성되고, 부상억제판(40)의 일측 상부에는 경사활동홈(42)이 형성되며, 상기 회동레버(45)의 하단에는 활동로울러(47)가 장착되어, 도 8에서와 같이, 회동레버(45)가 회동됨에 따라 활동로울러(47)가 경사활동홈(42)을 따라 주행하면서 부상억제판(40)이 승강된다.

한편, 도 8에서와 같이, 부상억제판(40)에 형성되는 경사활동홈(42)은 부상억제판(40) 상면 일 측단부에 상측으로 돌출된 브래킷(41)이 형성되고, 이 브래킷(41)에 경사활동홈(42)이 형성되는 방식으로 구성될 수 있는데, 동 도면에서와 같이, 경사활동홈(42)을 호형(弧形)으로 형성함으로써 회동레버(45) 하단 활동로울러(47)의 일층 원활한 초기 주행이 가능하도록 할 수도 있다.

10 : 단위처리조
11 : 벽체
12 : 월류벽
13 : 유입구
15 : 분사구
17 : 초음파발진기
20 : 경량여재
30 : 식생재
40 : 부상억제판
41 : 브래킷
42 : 경사활동홈
43 : 지지로울러
45 : 회동레버
46 : 회동축
47 : 활동로울러
50 : 적재함
51 : 통수공
55 : 개폐판
56 : 절개구
57 : 지지봉
58 : 이동홈
59 : 왕복레버
61 : 유입관
69 : 유출관
71 : 배출구
72 : 배출밸브
75 : 배출관
77 : 반송펌프
78 : 반송관
91 : 침사조
92 : 중간저류조
93 : 여과조
94 : 역세수처리조

Claims

내부에 여재가 적재되고 상부에는 식생재(30)가 설치된 다수의 단위처리조(10)가 다단으로 연결되는 습지여상에 있어서,
단위처리조(10)의 내측 저면에는 분사구(15)가 설치되어 압축공기 또는 역세수가 공급됨에 따라 단위처리조(10)내 처리수의 유동이 발생되고, 단위처리조(10) 내부에는 초음파발진기(17)가 설치되어 단위처리조(10)내 처리수로 초음파가 전파되며;
단위처리조(10)의 일측 벽체(11) 하부에는 처리수가 유입되는 유입구(13)가 형성되고 단위처리조(10) 내부에는 처리수내 오염물을 여과하는 경량여재(20)가 적재되어, 유입구(13)로 유입된 처리수가 경량여재(20)를 상방으로 통과하면서 여과되고;
단위처리조(10) 상부에는 식생재(植生材)(30)가 적재되고 저판에 다수의 통수공(51)이 등간격으로 천공된 함체(函體)인 적재함(50)이 설치되어, 경량여재(20)를 통과한 처리수가 식생재(30)에 식재된 식물과 접촉한 후 배출되며;
단위처리조(10) 상부에는 배출밸브(72)가 연결된 배출구(71)가 형성되어, 경량여재(20)의 역세(逆洗)시 배출밸브(72)가 개방됨에 따라 단위처리조(10)내 역세수가 배출되고;
적재함(50)의 외측 저면에는 다수의 절개구(56)가 상기 통수공(51)과 동일한 간격으로 형성된 개폐판(55)이 왕복 가능하도록 밀착 장착되어, 절개구(56)와 통수공(51)이 중첩된 상태에서는 단위처리조(10)의 처리수가 절개구(56) 및 통수공(51)을 순차 통과하여 적재함(50)으로 유입되고, 개폐판(55)이 이동되어 절개구(56)가 통수공(51)에서 이격된 상태에서는 적재함(50)으로의 처리수 유입이 차단됨을 특징으로 하는 경량 여재식 다단 습지여상.
청구항 1에 있어서,
단위처리조(10)의 경량여재(20) 상부에는 처리수는 통과시키고 경량여재(20)의 부상(浮上)은 차단하는 부상억제판(40)이 단위처리조(10)의 벽체(11)를 따라 활동(sliding)하면서 자유롭게 승강하되 측방으로의 이동은 억제되도록 설치되고;
단위처리조(10)의 일측 벽체(11)에는 하단에 활동로울러(47)가 장착된 회동레버(45)가 회동축(46)을 통하여 힌지 연결되며;
부상억제판(40)의 일측 상부에는 경사활동홈(42)이 형성되고, 상기 활동로울러(47)가 경사활동홈(42)에 결합되어, 회동레버(45)가 회동됨에 따라 활동로울러(47)가 경사활동홈(42)을 따라 주행하면서 부상억제판(40)이 승강됨을 특징으로 하는 경량 여재식 다단 습지여상.