KR100735615B1

KR100735615B1 - 생활오수를 정화한 지속적 수경조경 시스템

Info

Publication number: KR100735615B1
Application number: KR1020060084038A
Authority: KR
Inventors: 한경구
Original assignee: 한경구
Priority date: 2006-09-01
Filing date: 2006-09-01
Publication date: 2007-07-04
Anticipated expiration: 2026-09-01

Abstract

본 발명은 아파트 등 대형 집단 주거 시설에서 발생하는 생활오수를 정화하여 실개천의 수원으로 활용하기 위한 생활오수를 정화한 지속적 수경조경시스템을 개시한다.

본 발명은 대형 집단 주거 시설에서 매일 규칙적으로 다량 발생하고 있는 세수, 샤워, 설거지, 화장실 등에 의한 생활오수를 조경용으로 재활용하기 위하여 슬러지를 제거하기 위한 전처리/완충조와, SBR반응조(SBR;Sequential Batch Reactor)와, 전처리/완충조와 SBR반응조에서 발생한 슬러지를 모아둔 슬러지저장조와, 슬러지저장조에서 모아진 슬러지를 무기질화 및 탈수화 처리하는 슬러지 처리시스템과, SBR반응조의 상등액을 정화하는 수생식물베드처리시스템과 이에 연결된 실개천 및 저류연못을 구비하여서 된 것이다.

이에 의하여 본 발명은 생활 오수중의 슬러지 및 SBR반응조에서 발생한 슬러지를 침전시키고, 그 레벨이 설정 수준 이상이 되면 이를 슬러지 처리조의 수생식물과 미생물에 의하여 슬러지를 처리하여 줌으로써 생활 오수를 급수원으로 사용함에 따라 파생되는 슬러지 처리 문제를 극소화시키고, 식재층 베드에서 배출되는 정화된 물을 실개천 및 저류연못으로 방류하여 줌으로써 상수도 등 별도의 급수원 확보에 비용을 들이지 않고도 실개천 및 수생식물에 지속적으로 급수원을 제공할 수 있게 되며, 이에 따라 오수 방류로 인한 하수 종말 처리장에서의 정화 처리 비용을 크게 절감할 수 있게 되는 유용한 효과가 있는 것이다.

Description

생활오수를 정화한 지속적 수경조경 시스템{Continuous Waterscape System Using Purified Wastewater}

도1은 본 발명에 의한 조경 시스템의 전체적인 구성을 보인 설명도.

도2는 본 발명에 의한 조경 시스템의 작동을 설명하기 위한 설명도.

도3은 본 발명에 적용되는 슬러지처리조의 작동 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 설명

100 : 집수관 101 : 전처리/완충조

102 : 슬러지 104 : SBR반응조

105 : 제1슬러지펌프 106 : 슬러지저장조

108 : 압송펌프 110 : 분사관

111 : 수생식물 112 : 수생식물베드처리시스템

113 : 제2슬러지펌프 114 : 슬러지처리조

116 : 회수관 117 : 실개천

118 : 수생식물 119 : 저류연못

125 : 제3슬러지펌프

본 발명은 집단 주거 시설에서 매일 규칙적으로 다량 발생하고 있는 세수, 샤워, 설거지, 화장실 등에서 사용한 생활오수를 정화하여 실개천 및 수생식물의 원수로 사용하기 위한 생활오수를 정화한 지속적 수경조경 시스템 관한 것이다.

주지하는 바와 같이, 아파트 등 대형 주거지의 조경은 자연요소와 인공요소를 구성하여 유용하고 쾌적한 환경을 조성하기 위하여 널리 보급되는 추세에 있다.

반면에, 이러한 조경의 수경공간을 위하여 반드시 충분한 양의 정화된 물이 지속적으로 공급되어야 하는 조건이 충족되어야 하나, 이러한 정화된 충분한 양의 물을 지속적으로 얻기 어려우며, 수원으로 상수도를 이용하는 경우에는 유지비용 부담이 막대하게 되어 운용하기 어렵게 되는 문제점이 있는 것이다.

본 발명의 목적은 이러한 문제점을 해소하기 위하여 생활 오수를 정화시켜 얻어 지는 물을 이용하여 실개천을 형성하고 수생식물에 급수하여 조경 효과를 얻을 수 있도록 한 생활오수를 정화한 지속적 수경조경 시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 슬러지를 제거하기 위한 전처리/완충조와 호기성과 혐기성 미생물에 의해 질소와 인을 제거하기 위한 SBR반응조와, 전처리/완충조와 SBR반응조에 연결되어 침전된 슬러지를 펌핑하여 저장하는 슬러지저장조와, 슬러지저장조에서 모아진 슬러지를 무기질화 및 탈수화 처리하는 슬러지 처리시스템과, SBR반응조의 상등액을 정화하기 위한 갈대로 된 수생식물을 식재한 수생식물베드처리시스템과, 수생식물베드처리시스템에서 정화되어 방류되는 물의 흐름을 조절하는 저류연못과 그 주변에는 조경 식물을 식재한 실개천을 구비하여서 된 생활오수를 정화한 지속적 수경조경 시스템을 제안한다.

이에 따라 본 발명은 실개천과 그 주변에 식재한 수생 식물 등 조경 식물을 위하여 별도의 급수원을 마련하지 않고 생활 오수를 정화하여 급수원으로 사용할 수 있게 되는 것이어서 매우 경제적으로 운용할 수 있게 되는 것이며, 슬러지의 처리 과정에서 별도의 에너지를 사용하지 않으므로 별도의 슬러지 처리 비용이 불필요하게 되는 등 유지, 보수비용이 매우 저렴하게 되어 경제적인 효과가 다대한 것이며, 아울러, 방류로 인한 하수 종말 처리장에서의 정화 처리 비용을 크게 절감할 수 있는 유용한 효과도 있는 것이다.

이러한 본 발명을 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1 내지 도2,3은 본 발명에 의한 오수 정화 시스템의 구성을 보인 것이다. 이에서 보는 바와 같이 본 발명은 아파트 등 집단 주거지의 생활 오수 배출관(121)과 연결된 집수관(100)과, 집수관(100)과 연결된 전처리/완충조(101)와, 전처리된 오수를 처리시키기 위한 SBR반응조(104) 및 슬러지저장조(106)와, SBR반응조(104) 및 슬러지저장조(106)의 물속에 공기를 공급하기 위한 브로아(122) 및 포기관(107)과, SBR반응조(104)를 통과한 물을 분사관(110)으로 분사시키기 위한 압송펌프(108)와, 분사관(110) 하방에 설치된 제오라이트 등 인공 토양에 식재된 수생식물(111)로 구성된 수생식물베드처리시스템(112)으로 구성된 오수 정화 시스템에 있어서,

SBR반응조(104)의 저면에 쌓인 슬러지(102)를 슬러지저장조(106)로 이송하기 위한 제1슬러지펌프(105)와, 전처리/완충조(101)의 저면에 쌓인 슬러지(102)를 슬러지저장조(106)로 이송하기 위한 제2슬러지펌프(113)와, 슬러지저장조(106)의 저면에 쌓인 슬러지(102)를 슬러지처리조(114)로 이송하기 위한 제3슬러지펌프(125)를 구비한 것이다.

또한 수생식물(111)이 제오라이트 등 인공토양에 식재된 슬러지처리조(114)와, 슬러지처리조(114) 하방과 전처리/완충조(101)를 연결하기 위한 회수관(116)과, 수생식물베드처리시스템(112)과 연결된 실개천(117)및 저류연못(119)을 구비하여서 된 것이다.

이와 같은 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 가정으로부터 발생되는 생활용수는 생활 오수 배출관(121)및 집수관(100)을 통해 전처리/완충조(101)로 유입이 되어 시간이 경과함에 따라 물속에 포함된 무거운 성분의 슬러지(102)는 1차적으로 전처리/완충조(101)에서 침전 되며, 전처리/완충조(101)에 채원지는 SBR반응조(104)와 슬러지저장조(106)에는 물속에 공기를 주입시키기 위한 브로아(122)를 구동하여 이와 연결된 포기관(107)을 통 해 슬러지저장조(106)와 SBR반응조(104)내의 물속에 공기를 공급하여 호기와 혐기상태를 반복하면 슬러지(102)가 활성화되며, 이 조건에서 활성화된 슬러지(102) 내에는 인을 과잉섭취 할 수 있는 폴리인산염(polyphosphate)미생물이 있는데, 호기와 혐기반복상태에서 평소보다 활발해지고 인의 과다섭취 현상이 일어나게 되며, 이러한 인 함량이 높은 미생물을 슬러지로 제거하게 되는 것이다. 질소는 오수나 폐수 속에 암모니아성 질소(NH₃ -N)로 가장 많이 존재하는데 호기와 혐기상태를 반복하면서 아질산성 질소(NO₂ -N)를 거쳐 질산성 질소(NO₃ -N)로 된다. 이러한 암모니아성 질소(NH₃-N)의 산화과정을 질산화(Nitrification)라 부르며, 질산화 작용에 의해 생성된 질산성 질소(NO₃-N)는 다시 이를 환원시키는 미생물에 의해 질소가스(N₂)로 환원되어 대기 중으로 방출되는데 이를 탈질화(Denitrification)라 한다.

이와 같이 슬러지저장조(106)와 SBR반응조(104)내의 환경이 혐기와 호기 상태를 반복하면 미생물의 활성 및 자체 내생력을 증대 시켜주며 질소와 인 성분을 제거하게 되는 것이다.

또한 SBR반응조(104)내에 물의 양이 충분히 차오르면 스위치가 부착된 볼탭(109)이 부양하게 되어 물 압송펌프(108)를 구동하여 펌핑하게 되며 이에 따라 물은 물 분사관(110)을 통해서 수생식물(111)을 식재한 수생식물베드처리시스템(112)위에 분사됨으로서, 수생식물(111)에 의하여 질소, 인 등 부영양화 물질을 제거함은 물론, 분사되어 물이 스며드는 과정에서 대기중의 산소가 침투하여 호기 성 미생물이 활성화되고, 수질을 정화한 다음 방류되어 소정의 장소에 형성한 저류연못(119)으로 유입되어 습지와 연못으로 구성된 실개천(117)을 통하여 흘러 나가게 되는 것이다.

이때 저류연못(119)은 유출되는 물의 양이 조절되어 주거지역의 공간을 활용하여 형성한 실개천(117)에 흐르는 물의 양이 일정하게 유지되도록 하는 기능을 하게 된다.

또한 실개천(117)의 주위에는 수생식물(118)을 식재함으로서 실개천(117)을 흐르는 물이 저류연못(119)을 경유하여 수생식물(118)의 수원으로 활용될 수 있도록 된 것이다. 아울러, 본 발명은 전처리/완충조(101)와 SBR반응조(104) 각각의 슬러지(102)가 일정 레벨이상 차오르면 이를 제1슬러지펌프(105) 또는 제2슬러지펌프(113)를 구동하여 슬러지저장조(106)로 이동저장하게 되며, 슬러지저장조(106)에서도 슬러지(102)가 일정레벨 이상 차오르면 제3슬러지펌프(125)를 구동하여 펌핑한 슬러지(102)를 수생식물(111)을 식재한 제오라이트 등을 사용한 슬러지처리조(114)의 슬러지베드(115)위에 공급하며 줌으로써, 약 95%의 물은 하방으로 빠져나가 전술한 생활용수 집수관(100)과 연결된 물 회수관(116)을 통해 전술한 전처리/완충조(101)로 공급되도록 하고, 약5%에 불과한 슬러지(102)는 슬러지처리조(114)에 축적되어 수생식물(111) 및 미생물에 의하여 처리되도록 하는 것이다.

또한, 전처리/완충조(101) 및 SBR반응조(104)와 슬러지처리조(114)간에 오수와 슬러지(102)가 이동하는 과정을 반복하여 슬러지베드(115)의 슬러지레벨이 일정 수준 이상이 되어 한계량에 도달하면 장비를 동원하여 슬러지(102)를 퍼내도록 하 여서 된 것이다. 이와 같이 하여 본 발명은 방류, 폐기되던 생활용수를 슬러지(102)를 침전시키기 위한 전처리/완충조(101), SBR반응조(104), 슬러지저장조(106) 그리고 수생식물베드처리시스템(112) 및 슬러지베드(115) 등을 활용하여 정화하여 연못 및 습지로 된 실개천(117)의 수원으로 활용함으로써 조경 식물의 생장에 필요한 급수가 가능하게 되어 가장 경제적으로 아름다운 생활환경을 조성할 수 있도록 한 것이다.

아울러, 본 발명에서의 저류연못(119)은 생활 오수 배출량의 발생이 현저하게 줄어들 경우에 대비하여 물을 모아 두고 지속적으로 실개천(117)으로 유출되도록 함으로써, 지속적인 급수가 가능하도록 하는 것이다.

이에 따라 본 발명은 생활용수를 활용하여 조경 식물의 수원으로 활용할 수 있게 되므로 방류로 인한 하수 종말 처리장에서의 정화 처리 비용을 크게 절감할 수 있음은 물론, 생활오수를 정화하여 실개천과 그 주변의 수생 식물 급수원으로 활용할 수 있게 되므로, 매우 경제적인 운용이 가능하게 됨과 아울러 주거 환경을 미화할 수 있게 되는 유용한 효과가 있고, 슬러지의 처리 과정에서 별도의 에너지를 사용하지 않으므로 슬러지 처리 비용을 최소화할 수 있게 되는 경제적인 이점이 있는 것이다.

Claims

방류되는 생활용수를 수집하기 위한 집수관(100)과, 슬러지(102) 침전을 위한 전처리/완충조(101) 및 SBR반응조(104)와, 슬러지저장조(106)와, SBR반응조(104)의 수위가 일정 레벨이상인 경우 작동되는 압송펌프(108)와, 이에 의하여 압송되는 물을 분사하기 위한 분사관(110)과, 분사관(110)의 하방에 설치되며 수생식물(111)을 식재한 수생식물베드처리시스템(112)를 구비하여서 된 오수 정화 시스템에 있어서,

전술한 수생식물베드처리시스템(112)를 통하여 정화된 물이 흐르는 실개천(117)을 형성하고, 그 주위에 수생식물(118)을 배치함을 특징으로 하는 생활 오수를 정화한 지속적 수경조경 시스템.
청구항 1에 있어서,

전술한 전처리/완충조(101) 및 전술한 SBR반응조(104)의 슬러지(102)를 슬러지처리조(114)로 압송하기 위한 제3슬러지펌프(125)와, 슬러지(102)에 식재되는 수생식물(111)로 구성된 슬러지처리조(114)와, 슬러지처리조(114)의 하방으로 흐르는 물을 전처리/완충조(101)로 회수하기 위한 회수관(116)을 구비함을 특징으로 하는 생활오수를 정화한 지속적 수경조경 시스템.
청구항1에 있어서,

전술한 수생식물베드처리시스템(112)와 실개천(117)사이에 저류연못(119)을 설치함을 특징으로 하는 생활오수를 정화한 지속적 수경조경 시스템.
제1항에 있어서,

전술한 전처리/완충조(101)와 SBR반응조(104)의 내부의 슬러지(102)가 설정 레벨 이상인 경우 제1슬러지펌프(105) 및 제2슬러지펌프(113)를 구동함을 특징으로 하는 생활오수를 정화한 지속적 수경조경 시스템.
청구항 1에 있어서,

전술한 슬러지처리조(114)에 제오라이트(Zeolite) 등 인공토양을 채워 넣고 이에 수생식물(111)을 식재함을 특징으로 하는 오수 정화 시스템.
청구항 1에 있어서,

전술한 수생식물베드처리시스템(112)에 제오라이트(Zeolite) 등 인공토양을 채워 넣고 이에 수생식물(111)을 식재함을 특징으로 하는 오수 정화 시스템.