KR20170110903A

KR20170110903A - 사면 설치용 수질정화장치

Info

Publication number: KR20170110903A
Application number: KR1020160035291A
Authority: KR
Inventors: 김우진; 한상훈; 송규성; 정필훈
Original assignee: 플러스파운틴(주)
Priority date: 2016-03-24
Filing date: 2016-03-24
Publication date: 2017-10-12
Also published as: KR101897677B1

Abstract

본 발명은 사면 설치용 수질정화장치를 개시한 것으로, 이러한 본 발명은 호안, 저수지, 하천 등을 대상으로 수질 정화 기능과 식물 생육 조건을 제공하기 위한 수질 정화장치를 사면에 설치하여, 외부로부터 직접 유입되거나 하수 토구에서 유입되는 비점 오염원(nonpoint pollution source)을 사면을 따라 유하(流下)시키면서 흡착 및 처리하여, 일정수역내 용수의 수질을 효율적으로 관리할 수 있도록 하는 것이다.

Description

사면 설치용 수질정화장치{Vegetation water purification device for slope instrument}

본 발명은 일정수역(예; 호안, 저수지, 하천 등)의 사면에 설치되는 수질 정화 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 호안, 저수지, 하천 등을 대상으로 수질 정화 기능과 식물 생육 조건을 제공하면서, 외부로부터 직접 유입되거나 하수 토구에서 유입되는 비점 오염원(nonpoint pollution source)을 사면을 따라 유하(流下)시키면서 그 비점오염원을 흡착 및 처리할 수 있도록 하는 사면 설치용 수질정화장치에 관한 것이다.

일반적으로, 호안, 저수지, 하천 등의 일정수역내에 조성되는 제방, 배수로 등의 사면에서는 강우 발생시 유수 또는 우수 등에 의해 토사의 유실 및 침식이 발생되었으며, 이를 방지하기 위해 사면에 시드 스프레이(seed spray), 뗏장(잔디)심기, 식생매트 등을 시공하는 공법을 사용하였다. 이중에서 식생매트 공법은 시공 기간, 시공 중 수량(水量) 변화에 대한 안정성 및 신속한 식생 활착에 따른 자연복원 면에서 우수하므로 선호되고 있다.

그러나, 조기 사면녹화의 기능을 가진 기존의 식생매트는 사면내에 시공되어 있지 않았다.

이에 종래에는 등록특허공보 제10-0874276호(등록일 2008.12.09, 이하 '선행기술1' 이라함)에서와 같이, 하천 제방을 보호하고 친환경적으로 녹화 조성 및 생태복원에 기여할 수 있도록 정화기능을 갖는 식생매트를 개시하기에 이르렀으며, 이는 천연 섬유를 망 형태로 직조하고 내부에는 낙엽이나 건초 또는 폐지를 5m/m 크기로 분쇄한 토사 유출 방지용 식물성 혼화재에 오염물질의 정화 능력이 있는 청미래, 갈대, 애기부들을 활용하여 배양한 미생물을 배합하여 삽입하며, 상면에는 흙을 깔고 식물을 식재하도록 구성하는 한편, 토사의 침식이나 유출 방지와 중금속 오염물 정화 및 식물 생장에 필수적인 미생물을 첨가함으로써 하천 제방 등의 녹지 조성에 절대적인 효과로 상태복원 보존에 크게 기여할 수 있도록 하였다.

또한, 종래에는 등록특허공보 제10-0974457호(등록일 2010.08.02. 이하 '선행기술2' 이라함)에서와 같이, 황토 코아황토와 부엽토를 내장함으로써 흡수력이 좋고 수분보존기간이 길어 식물생육에 적합한 식생환경을 조성함과 더불어 토양 정화 및 수분정화와 아울러 유해미생물을 억제하여 친환경적이며 견고성이 좋아 강우 등에 의해 유실되지 않도록 하는 황토 코아 식생매트를 제공하는 것으로, 이는 사면에 설치되어 식생환경을 제공해 주는 식생매트에 있어서 그물망 형태로 구성되고 천연섬유질로 이루어져 부식되면서 식물에 영양을 공급해주는 하부코아네트; 상기 하부코아네트의 상부에 설치되어 식생매트의 전체적인 균형을 유지하고 식생층을 지지해주는 격자형태의 지지아미: 상기 지지아미의 상부에 부착되어 지지아미와 함께 식생매트의 균형을 유지해주는 부직포; 상기 부직포의 상부에 접착제를 통해 부착되어 종자의 뿌리 내림이 가능하도록 하고 토양 및 수분을 정화하며 유해 미생물의 증식을 억제하여 식물에 영양을 공급해주는 황토 및 부엽토; 상기 황토 및 부엽토의 상부에 포설되어 종자 발아시 종자에 수분을 공급해주고 부식되면서 식물에 영향을 공급해주는 코아분말; 상기 코아분말의 상부에 놓여지고 천연섬유질의 그물망 형태로 구성되어 상부에 포설되는 표토를 고정해주며 부식기간동안 식물에 영양을 공급해주는 상부코아네트; 상부코아네트를 통해 하부코아네트를 일정간격으로 결속하여 재료의 유실이나 밀림을 방지하는 네트고정수단; 을 포함하여 구성하여둔 것이다.

또한, 종래에는 등록특허공보 제10-1087822호(등록일 2011.11.22. 이하 '선행기술3' 이라함)에서와 같이, 중금속 흡착 기능성 식생 조성물과 이를 이용한 식생매트 및 법면 녹화 공법을 개시한 것으로, 상기 식생 조성물은 벤토나이트, 제올라이트, 수산화마그네슘, 인회석의 혼합 소성물과 토탄 및 종자를 포함하는 것이고, 상기 식생매트는 식생 조성물을 봉지하는 수용성 부직포 및 상기 수용성 부직포와 결속되는 지지매트를 포함하는 것으로서, 이는 저수지, 저류지, 각종 산업 및 주거 단지의 배수로 등지에서 신속한 식생활착을 유도하는 동시에 물속에 포함된 중금속을 흡착하여 수질 정화를 도모하고, 유수나 우수에 의해 법면의 토사가 유실되거나 침식되는 것을 방지하도록 한 것이다.

그러나, 상기 선행기술1은 마와 같은 천연섬유를 이용하여 제작한 외피의 내구성과, 오염물 정화용 혼화재의 유용성으로 인해 미생물 재재의 수명이 오래 지속되지 못하는 문제점이 있으며, 상기 선행기술2는 황토와 부엽토에 의한 수질정화 기능이 불명료하다는 문제점이 있고, 상기 선행기술3은 하천으로의 적용이 불가능하고, 식생매트가 홍수시 유실될 가능성이 많은 단점을 가진 것이다.

한편, 하천수의 처리에 있어 비점오염원의 처리는 오염원의 다양성과 처리시설의 규모 집수관망의 설치시 막대한 비용 발생 등으로 많은 문제점을 가지고 있으며, 산업화와 도시화에 따르는 하천 재외지의 비점오염원의 유입에 대한 대안이 필요로 하는 실정이다.

즉, 식생매트의 녹화기능과 더불어 외부 유입수의 오염원 정화에 대한 기능을 추가하는 것은 지속적인 생태 복원의 효과를 가져올 수 있는 정화기능의 식생매트 및 이를 활용한 정화공법의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 호안, 저수지, 하천 등을 대상으로 수질 정화 기능과 식물 생육 조건을 제공하기 위한 수질 정화장치를 사면에 설치 구성함으로써, 외부로부터 직접 유입되거나 하수 토구에서 유입되는 비점 오염원(nonpoint pollution source)을 사면을 따라 유하(流下)시키면서 흡착 및 처리할 수 있도록 하고, 이를 통해 일정수역내 용수의 수질을 효율적으로 관리할 수 있도록 하는 사면 설치용 수질정화장치를 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명의 사면 설치용 수질정화장치는, 일정수역내 사면의 상부에 설치되며, 비점 오염수가 유입되는 유입부; 일정수역내의 사면에 설치되어 식물이 식생되며, 상기 유입부로부터 유하(流下)되는 비점오염수로부터 오염원을 흡착하여 수질을 정화시키고, 흡착된 오염원을 식생된 식물의 생장에 필요한 유기물로 분해 처리하는 정화식생모듈; 및, 일정수역내 사면의 하부에 설치되며, 상기 정화식생모듈로부터 정화된 오염수를 취합한 후 이를 일정수역내에 방류시키는 출수부; 를 포함하여 구성하는 것이다.

또한, 본 발명의 수질정화장치에는 강우 발생시 강우량을 감지하는 강우센서; 상기 강우센서로부터 감지된 강우량에 따라 구동하여, 상기 사면 하부측의 일정수역내 용수를 상기 사면의 상부 유입부로 펌핑시키는 펌프; 및, 배관류와 펌프를 포함하는 설비시설과 펌프 및 센서장치들 사이의 통신을 위한 통신장치의 가동, 그리고 기기센서장치 및 펌프를 제어하기 위한 제어장치와 관리소프트웨어를 더 포함하여 구성하는 것이다.

또한, 상기 유입부는 덩어리가 큰 협잡물 또는 슬러지가 하부로 침전될 수 있도록 트랜치(Trench) 형태의 구조물이며, 협잡물 또는 슬러지가 집수되는 집수정을 포함하는 것이다.

또한, 상기 정화식생모듈은 매트 또는 롤형 구조물로서, 식물의 식생을 위한 개구부를 형성하는 상부매트; 양단에 설치홀이 형성하면서 일정수역내 사면에 고정되는 하부매트; 및, 상기 상부매트와 상기 하부매트의 사이에 형성되는 수용공간내에 수용되며, 비점오염수로부터 오염원을 흡착하고 분해 처리하여 수질을 정화시키고, 흡착된 오염원을 식재된 식물의 생장에 필요한 유기물로 분해 처리하는 정화충전재; 를 포함하여 구성하는 것이다.

또한, 상기 정화식생모듈은 매트형 구조물로서, 식물의 식생을 위한 개구부를 형성하는 다단의 상부매트; 다단을 이루는 상기 상부매트를 지지하고, 일정수역내 사면에 고정되는 하부매트; 및, 상기 상부매트와 상기 하부매트의 사이에 형성되는 수용공간내에 수용되며, 비점오염수로부터 오염원을 흡착하여 수질을 정화시키고, 흡착된 오염원을 식생된 식물의 생장에 필요한 유기물로 이온화하여 식물의 분해처리를 돕는 정화충전재; 를 포함하여 구성하는 것이다.

또한, 상기 상부매트는 투수성(透水性)을 가지는 친환경소재의 외피와, 망상의 내피로 구성하는 것이다.

또한, 상기 외피의 친환경소재는 코코넛 화이바, 생분해성 PLA(Poly Lactic Acid), 재활용 식물소재마대 중 어느 하나인 것이다.

또한, 상기 내피의 망상 구조는 망 간격이 3mm 이하인 것이다.

또한, 상기 정화충전재는 10~20 중량%의 소성된 제올라이트, 40~50 중량%의 소성된 펄라이트, 20~30 중량%의 소성된 규조토를 입상 형태로 혼합하여 구성한 것이다.

또한, 소성된 제올라이트의 소성온도는 500℃ 내지 600℃ 범위내이고, 소성된 펄라이트의 소성온도는 850℃ 내지 1200℃ 범위내이며, 소성된 규조토의 소성온도는 500℃ 내지 1200℃ 범위내인 것이다.

또한, 상기 정화충전재는 10~20 중량%의 제올라이트, 40~50 중량%의 펄라이트, 20~30 중량%의 규조토를 입상 형태로 혼합한 후 바인더를 이용하여 구상의 충전재로 성형하고 이를 500℃ 내지 1200℃ 범위내의 온도에서 소성시킨 것이다.

또한, 상기 정화충전재를 구상의 충전재로 성형하고 소성시 구상의 충전재는 5 내지 15mm의 직경을 가지도록 구성한 것이다.

또한, 상기 상부매트는 개구부가 형성되고 자연 유하되는 비점오염수의 흐름을 지체시키는 만곡부와, 상기 만곡부의 사이에 마련되는 함입부를 다단 형성하는 것이다.

또한, 상기 정화충전재는 상기 만곡부를 통해 유하가 지체되어 투수성을 가지는 상기 외피를 통해 흡수되어 수용공간내에 유입시 그 비점오염수의 오염원이 흡착하도록 상기 수용공간내에 충전되는 것이다.

또한, 상기 상부매트의 개구부에는 억새, 갈대, 노랑꽃참포로 이루어진 식물 중 어느 하나 또는 복수의 식물이 식생되며, 상기 식물의 근부는 비점오염수의 오염원인 유기물을 흡착한 후 이를 분해하면서 생장하도록 상기 정화충전재내에 위치하는 것이다.

이와 같이, 본 발명은 호안, 저수지, 하천 등을 대상으로 수질 정화 기능과 식물 생육 조건을 제공하기 위한 수질 정화장치를 사면에 설치 구성한 것이며, 이를 통해 외부로부터 직접 유입되거나 하수 토구에서 유입되는 비점 오염원(nonpoint pollution source)을 사면을 따라 유하(流下)시키면서 흡착 및 처리하여 일정수역내 용수의 수질을 효율적으로 관리할 수 있도록 하는 효과를 기대할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예로 매트형 구조물로 이루어진 정화식생모듈의 구조를 보인 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예로 도 1에 대한 단면 개략도.
도 3은 본 발명의 실시예로 매트형 구조물로 이루어진 정화식생모듈을 사면에 설치한 상태를 보인 구조도.
도 4는 본 발명의 실시예로 매트형 구조물로 이루어진 정화식생모듈이 비점오염수의 수질을 정화시키는 상태를 보인 단면 개략도.
도 5는 본 발명의 다른실시예로 롤형 구조물로 이루어진 정화식생모듈의 구조를 보인 사시도.
도 6은 본 발명의 다른실시예로 도 5에 대한 단면 개략도.
도 7은 본 발명의 다른실시예로 롤형 구조물로 이루어진 정화식생모듈을 사면에 설치한 상태를 보인 구조도.
도 8은 본 발명의 실시예로 롤형 구조물로 이루어진 정화식생모듈이 비점오염수의 수질을 정화시키는 상태를 보인 단면 개략도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명 기술적 사상의 실시예에 있어서 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명 기술적 사상의 실시예에 있어서 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되거나 필요한 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드 지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 장치의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.

명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 따라서, 동일한 참조 부호 또는 유사한 참조 부호들은 해당 도면에서 언급 또는 설명되지 않았더라도, 다른 도면을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 참조 부호가 표시되지 않았더라도, 다른 도면들을 참조하여 설명될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예로 매트형 구조물로 이루어진 정화식생모듈의 구조를 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예로 도 1에 대한 단면 개략도이며, 도 3은 본 발명의 실시예로 매트형 구조물로 이루어진 정화식생모듈을 사면에 설치한 상태를 보인 구조도이고, 도 4는 본 발명의 실시예로 매트형 구조물로 이루어진 정화식생모듈이 비점오염수의 수질을 정화시키는 상태를 보인 단면 개략도를 도시한 것이다.

첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 사면 설치용 수질정화장치는 유입부(10)와 정화식생모듈(20) 및 출수부(20)를 포함하여 구성하는 것이다.

상기 유입부(10)는 비점오염수가 유입되는 것으로, 일정수역내 사면의 상부에 설치 구성하여둔 것이다.

여기서, 상기 유입부(10)는 덩어리가 큰 협잡물 또는 슬러지가 하부로 침전될 수 있도록 트랜치(Trench) 형태의 구조물이며, 협잡물 또는 슬러지가 집수되는 집수정을 포함할 수도 있다.

상기 정화식생모듈(20)은 매트형 또는 롤형 구조물로서, 일정수역내의 사면에 설치되어 식물이 식생되며, 상기 유입부(10)로부터 자연적으로 유하(流下)되는 비점오염수로부터 오염원을 흡착하여 수질을 정화시키고, 흡착된 오염원을 이용하여 식생된 식물의 생장에 필요한 유기물로 분해 처리하도록 구성하여둔 것이며, 상부매트(21)와 하부매트(22), 그리고 정화충전재(23)를 포함하는 것이다.

상기 상부매트(21)는 식물의 식생을 위한 개구부(21a)를 형성하는 다단의 구조물로서, 투수성(透水性)을 가지는 친환경소재의 외피(211)와, 망상의 내피(212)로 구성되며, 상기 외피(211)의 친환경소재는 코코넛 화이바, 생분해성 PLA, 재활용 식물소재마대 중 어느 하나이고, 상기 내피(212)의 망상 구조는 망 간격이 3mm 이하인 것이다.

여기서, 상기 상부매트(21)는 개구부(21a)가 형성되고 자연 유하되는 비점오염수의 흐름을 지체시키는 만곡부(21b)와, 상기 만곡부(21b)의 사이에 마련되는 함입부(21c)를 다단 형성하여둔 것이다.

즉, 상기 상부매트(21)를 다단으로 구성하면서 만곡부(21b)와 함입부(21c)를 구성시, 유입부(10)에서 비점오염수가 자연적으로 유하되었을 때, 자연 유하되는 비점오염수는 상기 만곡부(21b)와 함입부(21c)를 통해 그 유하가 지체되면서, 상기 상부매트(21)를 이루는 투수성을 가지는 외피(211)를 통해 다공성을 가지는 정화충전재(23)내에 유입되며, 이에따라 상기 정화충전재(23)에서는 비점오염수에 포함되는 오염원인 유기물을 용이하게 흡착할 수 있는 것이다.

한편, 상기 상부매트(21)의 개구부(21a)에는 억새, 갈대, 노랑꽃참포로 이루어진 식물 중 어느 하나 또는 복수의 식물이 식생되고, 상기 식물의 근부는 정화충전재(23)내에 위치하게 되므로, 상기 정화충전재(23)는 비점오염수의 오염원인 유기물을 흡착한 후 이를 분해 처리하며, 이에따라 상기 식물 근부의 생장이 원활하게 이루어질 수 있게 되는 것이다.

상기 하부매트(22)는 사면에 고정 설치되는 것으로서, 다단을 이루는 상기 상부매트(21)를 지지하도록 구성하여둔 것이다.

상기 정화충전재(23)는 상기 상부매트(21)와 상기 하부매트(22)의 사이에 형성되는 수용공간내에 충전되는 것으로서, 비점오염수로부터 오염원을 흡착하여 수질을 정화시키고, 흡착된 오염원을 식생된 식물의 생장에 필요한 유기물로 이온화하여 식물의 분해처리를 돕도록 구성하여둔 것이다.

여기서, 상기 정화충전재(23)는 10~20 중량%의 소성된 제올라이트, 40~50 중량%의 소성된 펄라이트, 20~30 중량%의 소성된 규조토를 입상 형태로 혼합하여 구성할 수 있으며, 소성된 제올라이트의 소성온도는 500℃ 내지 600℃ 범위내이고, 소성된 펄라이트의 소성온도는 850℃ 내지 1200℃ 범위내이며, 소성된 규조토의 소성온도는 500℃ 내지 1200℃ 범위내인 것이다.

다른 한편으로, 상기 정화충전재(23)는 10~20 중량%의 제올라이트, 40~50 중량%의 펄라이트, 20~30 중량%의 규조토를 입상 형태로 혼합한 후 바인더를 이용하여 5 내지 15mm의 직경을 가지는 구상의 충전재로 성형하고 이를 500℃ 내지 1200℃ 범위내의 온도에서 소성시켜 구성할 수도 있는 것이다.

상기 제올라이트는 기본적으로 음전하를 갖는 분자구조로 이루어진다. 이에 따라, 전기적 중성을 유지하기 위해 주변에는 금속 양이온이 존재하게 되는데, 이러한 고유의 이온교환능으로 인해 양이온 치환능력을 갖는다. 또한, 제올라이트는 제조 방법에 따라 옴스트롱(Å) 단위의 미세구멍이 존재할 수 있으며, 이러한 미세구멍은 유기물이 흡착될 수 있는 공간 역할을 할 수 있다. 이와 같은 원리로 제올라이트는 외부 유입수 내에 존재하는 오염원인 유기물(Suspended Soild, SS)을 용이하게 흡착할 수 있게 된다.

상기 규조토는 단세포 식물인 규조류의 유해가 호수나 바다에 가라앉아 형성된 퇴적물로서, 퇴적되는 과정에서 유기물질, 모래 및 산화철 등이 포함될 수 있다. 또한, 매우 가볍고 연하며 다량의 미세 기공이 존재하므로 자기 부피의 5배 정도의 액체를 흡수할 수 있으며, 흡수된 액체 내에 존재하는 미세 유기물을 흡착하는 기능을 할 수 있다.

상기 펄라이트는 상기 제올라이트나 상기 규조토에 비하여 비중이 매우 가벼워 물에 뜰 수 있다. 또한, 상기 펄라이트가 갖는 비표면적은 1m2/g로 매우 많은 기공이 존재하므로, 수중에 존재하는 미생물의 담체 역할을 수행하여 불순물 예로써, 인(P)을 제거하는 데 효과적이다.

한편, 상기와 같이 제올라이트, 펄라이트, 규조토에 대하여 열처리를 하는 목적은 각 물질의 경도를 강화시킴과 동시에 공극을 확보하여 오염원 흡착 기능을 향상시키는 데 있다.

즉, 제올라이트는 미세구멍 내에 수분을 함유하고 있으며, 경도가 매우 약한 특징이 있다. 이에 따라, 열처리를 통해 미세 구멍 내에 존재하는 수분을 증발시켜 공극을 확보함과 동시에 지지구조를 세라믹화하여 경도를 강화시키는 것이다.

또한, 규조토는 열처리를 통해 구조 자체가 변화하지는 않으나, 구조체를 세라믹화하여 경도를 강화시킬 수 있다.

또한, 펄라이트는 일정 온도 이상이 되면 팽창하여 부피가 커지면서 공극이 발생하는 특징이 있으므로, 열처리를 통해 다량의 공극을 확보할 수 있다.

이와 같이, 열처리를 통해 각 물질의 공극을 다량 확보하여 오염원 흡착 성능을 향상시킬 수 있는 동시에 각 물질의 경도를 강화하여 부력체(10)에 설치 후 쉽게 손상되는 것을 방지하므로 형태 보존 기간을 늘릴 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 수질정화장치는 사면에 설치하는 것에 대하여 그 설명이 이루어졌지만, 토구 근처에 설치되어 강수시 유입되는 토구내 유입수를 취수한 후 이를 상기 유입부(10)로 유입시켜, 상기 유입부(10)에서 유입수를 정화식생모듈(20)로 자연 유하시킬 수도 있는 것이다.

더불어, 본 발명의 실시예에 따른 수질정화장치는 정화식생모듈(20)의 설치 위치는 물론 그 배열방식, 그리고 상기 정화식생모듈(20)에 충전되는 정화충전재(23)의 종류를 호소 및 하천의 오염원에 대한 사전 분석을 통해 변경할 수도 있는 것이다.

상기 출수부(30)는 상기 유입부(10)와 마찬가지로 트랜치 구조물로 구성할 수 있는 것이며, 이는 일정수역내 사면의 하부에 설치되면서, 상기 정화식생모듈(20)로부터 정화된 오염수를 취합한 후 이를 일정수역내에 방류시키도록 구성하여둔 것이다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 수질정화장치에는 강우 발생시 강우량을 감지하는 강우센서(40)를 구성하여, 상기 강우센서(40)로부터 감지된 강우량에 따라 펌프(50)의 펌핑 구동이 이루어지도록 하고, 이를 통해 사면 하부측의 일정수역내 용수를 상기 사면의 상부인 상기 유입부(10)로 펌핑시킴으로써, 강우량에 따른 용수의 수위 변화에 대응하여 수질을 정화시키는 동작을 진행할 수 있는 것이다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 수질정화장치에는 도면에는 도시하지 않았지만, 배관류와 펌프를 포함하는 설비시설과 펌프 및 센서장치들 사이의 통신을 위한 통신장치의 가동, 그리고 기기센서장치 및 펌프를 제어하기 위한 제어장치와 관리소프트웨어를 더 포함하여 구성할 수도 있는 것이다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이동형 식생 수질 정화장치는 첨부된 도 1 내지 도 4에서와 같이, 일정수역의 사면측 상부에 유입부(10)를 설치하고, 상기 사면측 하부에 출수부(30)를 설치하는 한편, 상기 유입부(10)와 출수부(30)의 사이에 위치하는 사면에 상부매트(21)와 하부매트(22) 및 정화충전재(23)를 포함하는 정화식생모듈(20)을 설치하여둔다.

그러면, 상기 정화식생모듈(20)에 포함되는 정화충전재(23)는 상기 유입부(10)로부터 자연적으로 유하될 때 그 비점오염수로부터 오염원의 유기물을 흡착하여 수질을 정화시키는 한편, 흡착된 유기물을 분해하여 식생된 식물을 생장시킬 수 있는 것이며, 이에따라 상기 출수부(30)에서는 정화된 용수를 일정수역으로 방류시킬 수 있게 되는 것이다.

즉, 상기 정화식생모듈(20)에 포함되는 상부매트(21)의 외피(211)는 투수성을 가지고, 내피(212)는 망 형상을 가지는 것으로, 상기 유입부(10)를 통해 비점오염수가 자연 유하시, 그 비점오염수는 다단 구조를 이루는 상부매트(21)의 만곡부(21b)와 함입부(21c)를 통해 그 유하 속도가 지체된다.

이때, 상기 만곡부(21b)와 함입부(21c)를 통해 유하 속도가 지체되는 비점오염수는 상기 외피(211)와 내피(212)를 통해 다공성을 가지는 입상 또는 구상의 정화충전재(23)로 유입되므로, 상기 정화충전재(23)는 비점오염수에 포함되는 오염원인 유기물을 흡착되어 정화가 이루어지고, 이에따라 사면의 하단측 출수구(30)에는 오염원인 유기물이 제거된 정화된 오염수가 유입된 후 일정수역으로 방류될 수 있는 것이다.

그리고, 상기와 같이 정화충전재(23)에 의해 오염원인 유기물이 흡착될 때 그 유기물은 분해 처리되고, 이렇게 분해 처리된 유기물로부터 상기 상부매트(21)의 개구부(21a)에 식생된 식물의 근부는 분해 처리된 유기물로부터 영양분을 공급받아 생장이 원활하게 이루어질 수 있게 되는 것이다.

한편, 첨부된 도 5 내지 도 8은 본 발명의 다른 실시예로, 정화식생모듈(20)을 롤형 구조물로 구성하여둔 것이다.

즉, 본 발명의 다른실시예는, 정화식생모듈(20)을 식물의 식생을 위한 개구부(21a)를 형성하는 상부매트(21')와, 양단에 설치홀(22a)이 형성하면서 일정수역내 사면에 고정되는 하부매트(22'), 그리고 상기 상부매트(21)와 상기 하부매트(22)의 사이에 형성되는 수용공간내에 수용되며, 비점오염수로부터 오염원을 흡착하고 분해 처리하여 수질을 정화시키고, 흡착된 오염원을 식생된 식물의 생장에 필요한 유기물로 분해 처리하는 정화충전재(23)로 구성하여둔 것이다.

이때, 상기 상부매트(21')는 본 발명의 실시에서와 동일하게 외피(211)와 내피(212)를 포함하는 것이다.

한편, 상기와 같이 본 발명의 다른실시예인 정화식생모듈(20)은 사면에 일정간격을 두고 다단 설치되는 것이며, 이에따라 상기 사면에는 상부매트(21')에 의한 만곡부(21b), 그리고 상기 정화식생모듈(20)의 설치 간격에 따른 함입부(21c')를 형성할 수 있게 되면서, 본 발명의 실시예에서와 같이 유입부(10)에서 자연적으로 유하되는 비점오염수의 유하 속도를 지체시킬 수 있는 것이며, 이하 본 발명의 실시예에서와 동일부분에 대하여는 동일부호로 표시하여 그 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이상에서 본 발명의 사면 설치용 수질정화장치에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

따라서, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

10; 유입부 20; 정화식생모듈
21,21'; 상부매트 21a; 개구부
21b; 만곡부 21c,21c'; 함입부
211; 외피 212; 내피
22,22'; 하부매트 22a; 설치홀
23; 정화충전재 30; 출수부
40; 강우센서 50; 펌프

Claims

일정수역내 사면의 상부에 설치되며, 비점 오염수가 유입되는 유입부;
일정수역내의 사면에 설치되어 식물이 식생되며, 상기 유입부로부터 유하(流下)되는 비점오염수로부터 오염원을 흡착하여 수질을 정화시키고, 흡착된 오염원을 식생된 식물의 생장에 필요한 유기물로 분해 처리하는 정화식생모듈; 및,
일정수역내 사면의 하부에 설치되며, 상기 정화식생모듈로부터 정화된 오염수를 취합한 후 이를 일정수역내에 방류시키는 출수부; 를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 사면 설치용 수질정화장치.
제 1 항에 있어서,
강우 발생시 강우량을 감지하는 강우센서;
상기 강우센서로부터 감지된 강우량에 따라 구동하여, 상기 사면 하부측의 일정수역내 용수를 상기 사면의 상부 유입부로 펌핑시키는 펌프; 및,
배관류와 펌프를 포함하는 설비시설과 펌프 및 센서장치들 사이의 통신을 위한 통신장치의 가동, 그리고 기기센서장치 및 펌프를 제어하기 위한 제어장치와 관리소프트웨어를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 사면 설치용 수질정화장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 유입부는 덩어리가 큰 협잡물 또는 슬러지가 하부로 침전될 수 있도록 트랜치(Trench) 형태의 구조물이며, 협잡물 또는 슬러지가 집수되는 집수정을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 사면 설치용 수질정화장치.
제 1 항에 있어서,
상기 정화식생모듈은 매트 또는 롤형 구조물로서,
식물의 식생을 위한 개구부를 형성하는 상부매트;
양단에 설치홀이 형성하면서 일정수역내 사면에 고정되는 하부매트; 및,
상기 상부매트와 상기 하부매트의 사이에 형성되는 수용공간내에 수용되며, 비점오염수로부터 오염원을 흡착하고 분해 처리하여 수질을 정화시키고, 흡착된 오염원을 식재된 식물의 생장에 필요한 유기물로 분해 처리하는 정화충전재; 를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 사면 설치용 수질정화장치.
제 1 항에 있어서,
상기 정화식생모듈은 매트형 구조물로서,
식물의 식생을 위한 개구부를 형성하는 다단의 상부매트;
다단을 이루는 상기 상부매트를 지지하고, 일정수역내 사면에 고정되는 하부매트; 및,
상기 상부매트와 상기 하부매트의 사이에 형성되는 수용공간내에 수용되며, 비점오염수로부터 오염원을 흡착하여 수질을 정화시키고, 흡착된 오염원을 식생된 식물의 생장에 필요한 유기물로 이온화하여 식물의 분해처리를 돕는 정화충전재; 를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 사면 설치용 수질정화장치.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 상부매트는 투수성(透水性)을 가지는 친환경소재의 외피와, 망상의 내피로 구성하는 것을 특징으로 하는 사면 설치용 수질정화장치.
제 6 항에 있어서, 상기 외피의 친환경소재는 코코넛 화이바, 생분해성 PLA(Poly Lactic Acid), 재활용 식물소재마대 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 사면 설치용 수질정화장치.
제 6 항에 있어서, 상기 내피의 망상 구조는 망 간격이 3mm 이하인 것을 특징으로 하는 사면 설치용 수질정화장치.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 정화충전재는 10~20 중량%의 소성된 제올라이트, 40~50 중량%의 소성된 펄라이트, 20~30 중량%의 소성된 규조토를 입상 형태로 혼합하여 구성하는 것을 특징으로 하는 사면 설치용 수질정화장치.
제 9 항에 있어서,
소성된 제올라이트의 소성온도는 500℃ 내지 600℃ 범위내이고, 소성된 펄라이트의 소성온도는 850℃ 내지 1200℃ 범위내이며, 소성된 규조토의 소성온도는 500℃ 내지 1200℃ 범위내인 것을 특징으로 하는 사면 설치용 수질정화장치.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 정화충전재는 10~20 중량%의 제올라이트, 40~50 중량%의 펄라이트, 20~30 중량%의 규조토를 입상 형태로 혼합한 후 바인더를 이용하여 구상의 충전재로 성형하고 이를 500℃ 내지 1200℃ 범위내의 온도에서 소성시켜 구성하는 것을 특징으로 하는 사면 설치용 수질정화장치.
제 11 항에 있어서, 상기 정화충전재를 구상의 충전재로 성형하고 소성시 구상의 충전재는 5 내지 15mm의 직경을 가지도록 구성하는 것을 특징으로 하는 사면 설치용 수질정화장치.
제 6 항에 있어서,
상기 상부매트에는 자연 유하되는 비점오염수의 흐름을 지체시키도록 상기 개구부가 마련되는 만곡부를 형성하고, 상기 만곡부들의 사이에는 함입부를 다단 형성하는 것을 특징으로 하는 사면 설치용 수질정화장치.
제 13 항에 있어서, 상기 정화충전재는 상기 만곡부를 통해 유하가 지체되어 투수성을 가지는 상기 외피를 통해 흡수되어 수용공간내에 유입시 그 비점오염수의 오염원이 흡착하도록 상기 수용공간내에 충진 구성하는 것을 특징으로 하는 사면 설치용 수질정화장치.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 상부매트의 개구부에는 억새, 갈대, 노랑꽃참포로 이루어진 식물 중 어느 하나 또는 복수의 식물이 식생되며, 상기 식물의 근부는 비점오염수의 오염원인 유기물을 흡착한 후 이를 분해하면서 생장하도록 상기 정화충전재내에 위치하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 사면 설치용 수질정화장치.