KR102320364B1

KR102320364B1 - 수처리용 여과정원 시스템

Info

Publication number: KR102320364B1
Application number: KR1020200010600A
Authority: KR
Inventors: 박우하
Original assignee: 삼우글로벌워터(주); 박우하
Priority date: 2020-01-29
Filing date: 2020-01-29
Publication date: 2021-11-02
Anticipated expiration: 2040-01-29
Also published as: KR20210096928A

Abstract

본 발명은 수처리용 여과정원 시스템에 관한 것으로, 특히 여과정원의 세정, 공극의 막힘 현상 방지 및 산소를 공급할 수 있고, 설치부지도 대폭 줄일 수 있도록 된 수처리용 여과정원 시스템에 관한 것이다.
본 발명 수처리용 여과정원 시스템(1000)은, 수평류정원부와, 수평류토사층부, 수평류제1,2쇄석자갈층부, 수평류조개폐각여재부, 관찰용 유공관과, 원수유입관, 원수유입부가 설치된 수평류여과정원(1100)과; 수직류정원부와, 수직류토사층부, 수직류제1쇄석자갈층부, 수직류혼합여재부 및, 수직류제2쇄석자갈층부를 포함하는 수직류여과정원;으로 이루어지되, 상기 수평류여과정원(1100)의 수평류제1,2쇄석자갈층부(1130,1140)와 수평류조개폐각여재부(1150)의 하부에 수직류제2쇄석자갈층부(1190)이 설치되고, 수직류제2쇄석자갈층부에는 수직류유출관(1191)이 설치되며, 수직류유출관의 배출단부에는 펌프(1192)가 설치되고, 펌프에 의해 압송된 여과수는 수평류유출관(1180)의 후단부를 통해 수직류제1쇄석자갈층부(1230)로 배출되는 한편, 수직류제2쇄석자갈층부(1190)에 설치된 수직류유출관(1191)과 펌프를 통해 수평류제1,2쇄석자갈층부와 수평류조개폐각여재부의 하부로 수집된 여과수가 수평류유출관(1180)의 후단부를 통해서 수직류제1쇄석자갈층부(1230)로 배출되로록 한 처리공정을 2열로 구성하여 6~8시간씩 교차운전하도록 된 것이다.

Description

수처리용 여과정원 시스템{Filtering Garden System For water treatment }

본 발명은 수처리용 여과정원 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 혐기성 전처리시설의 유출수를 수평류여과정원으로 처리하고 연이어 수직류여과정원으로 후속처리하는 직렬연결 처리 시스템을 2계열로 설치하여 6시간 간격으로 직렬로 연결된 여과정원시스템을 교체 운전함으로써 1계열의 수평류여과정원 및 수직류여과정원이 운전될 때 다른 1계열은 물을 비워 6시간 동안 운전을 중지하여 산소를 공급함과 동시에 공극의 막힘 현상을 방지하여 기존의 인공습지에 의한 수처리기술과 비교할 때 소요부지가 적고, 수처리효율은 높도록 된 수처리용 여과정원시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 인구가 집중된 도시와는 달리 농촌이나 댐 상류지역과 같은 오지에서는 발생 하수의 처리방법으로 발생원에서 직접 처리(On-site system)하거나 또는 마을 단위로 오수를 모아 소규모시설(Cluster system)로 처리함으로써 하수관로의 연장 설치를 크게 줄일 수 있다.

이로 인해 하수시스템을 설치할 때 전체 비용의 70 ~ 80%에 달하는 관로 설치 비용을 절감함으로써 경제성을 높일 수 있다.

여기서 도시지역의 하수를 관로를 이용해서 모아 하수처리장에서 처리하는데 이를 집중하수처리시스템(Centralized Wastewater Treatment System)이라 하고, 반면 하수발생지점에 소규모의 처리시설을 설치하여 관로의 부설 비용을 절감할 수 있는데 이를 분산하수처리시스템(Decentralized Wastewater Treatment System)이라 한다.

이러한 분산하수처리시스템은 일반 집중하수처리시스템이 닿지 않는 지역의 수질환경보호를 위해 반드시 필요한 시설이라 할 수 있고, UASB(Upflow Anaerobic Sludge Blanket), SBR(Sequencing Batch Reactor), ABR(Anaerobic baffled Reactor), RBC(Rotating Biological Contactor), 산화지(Oxidation Pond), 침윤흐름형(Subsurface-flow) 여과정원 및 후처리용 모래여과지 등이 쓰인다.

상기 침윤흐름형 여과정원(Subsurface-flow constructed wetland)의 경우 에너지 소비량과 하수처리비용이 아주 낮은데, 에너지 소비는 일반 하수처리시스템과 비교할 때 15%에 불과하고, 375 L를 처리할 때의 비용은 소규모 하수처리에 많이 쓰이는 SBR과 비교할 때 1/4에 불과하다.

상기 침윤흐름형 여과정원은 물리적, 화학적 그리고 생물학적인 다양한 처리기작을 통해 오염물질을 제거하고, 침윤흐름형 여과정원은 BOD₅와 TSS 제거에 효과적이고, 건설비용과 운영관리비가 여타 하폐수처리시설에 비해 저렴하여 세계적으로 많이 이용되고 있으며, 적절한 부지의 확보가 가능하고 습지 매질을 쉽게 구할 수 있는 지역의 중소규모 하수처리시설에는 침윤흐름형 여과정원이 적합한 처리방법이라 할 수 있다.

또한 이러한 생태공학적이고 자연적인 여과형 인공습지처리시스템은 중, 소규모의 하수처리 뿐만 아니라 하천, 호소정화, 비점오염원, 축산폐수 처리 등 다양한 분야의 수처리에 이용될 수 있다.

종래 본 출원인이 발명자로 출원한 대한민국 등록특허 제10-1046196호(등록일자 2011년06월28일) 발명의 명칭 "굴패각과 정수슬러지를 이용한 폐수처리장치 및 폐수처리방법"이 공지되어 있는바, 굴패각과 정수슬러지(alum sludge)를 사용하여 폐수처리를 함으로써 인 제거율을 높이는데 효과적이고, 폐수가 굴패각을 포함하는 1차 폐수처리장치를 먼저 통과하고 두 번째로 정수슬러지를 포함하는 2차 폐수처리장치를 통과함으로써 정화를 더 효과적으로 할 수 있다.

또한 본 출원인이 발명자로 출원한 대한민국 등록특허 제10-1047839호(등록일자 2011년 07월 04일) 발명의 명칭 "굴폐각을 충진한 여과정원와 후처리용 여과시설을 이용한 폐수처리장치 및 폐수처리방법"이 공지되어 있는바, 입경이 다른 굴패각을 2단으로 설치함으로써, 인 제거 효율이 98%이상인 놀라운 효과가 있으며, 구체적으로 수리학적 체류시간(Hydraulic retention time)을 3.5일로 1년간 운영한 결과, 여과정원시스템은 BOD 제거율 92% 이상, N 제거율 85%이상, P 제거율 98% 이상, TSS 94% 이상의 높은 하수처리 효과를 나타내는 한편, 필요에 따라 정수슬러지와 굴패각을 혼합하여 사용함으로써, 운전조건 및 정수장의 지리적 위치에 따라 선택적으로 구입이 용이한 것으로 혼합비율을 조절함으로써, 인 제거 효율을 경제적이면서 효과적으로 달성할 수 있었다.

그러나 이러한 대한민국 등록특허 제10-1046196호와 등록특허 제10-1047839호는 모두 수직흐름 침윤 여과정원를 이용한 것으로 종래 질소성분의 제거효율을 높이기 위해 수평류여과정원(Horizontal subsurface flow constructed wetland)와 수직류여과정원(Vertical subsurface flow constructed wetland)를 적절히 조합한 복합(hybrid) 습지에 대한 연구가 이루어지는 것이 바람직하다.

즉, 유기물과 현탁물질 제거에 효과적인 수평류여과정원은 무산소(Anoxic)/혐기(Anaerobic) 조건 형성이 어려워 질소성분의 제거효율이 낮지만, 수직류여과정원 무산소/혐기 조건이 쉽게 형성되어 질소성분의 제거에 효과적이며, 이러한 장단점을 고려하여 수평류습지 후단에 수직류습지를 설치하면 두 종류 습지의 장점을 극대화할 수 있다.

따라서 수평 및 수직 침윤 흐름 여과정원를 적절히 조합하여 질소성분의 제거효율을 높이고, 조개 패각, 슬러지 등을 여재로 활용하여 인의 흡착제거 능력을 향상시킨 침윤흐름형 여과정원은 댐 상류지역과 같은 오지의 소규모 하수처리에 적용할 때 큰 장점이 있으며, 이렇게 질소 및 인의 제거효율을 높인 수평류여과정원과 수직류여과정원으로 이루어진 침윤흐름형 여과정원은 분산하수처리시스템(Decentralized waste water treatment system)의 일환으로서의 경제적이고 운영관리가 용이한 최적의 하수처리방안이라 지속적으로 개발되고 있는 실정이다.

참조문헌; 대한민국 등록특허 제10-1046196호(등록일자 2011년06월28일) 발명의 명칭 "굴패각과 정수슬러지를 이용한 폐수처리장치 및 폐수처리방법"과 대한민국 등록특허 제10-1047839호(등록일자 2011년 07월 04일) 발명의 명칭 "굴폐각을 충진한 여과정원와 후처리용 여과시설을 이용한 폐수처리장치 및 폐수처리방법"이 있다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 낮은 질소, 인 성분의 제거효율을 현저히 높여 고도처리가 가능함은 물론, 타공법에 비해 많은 소요부지를 필요로 하는 인공습지의 단점을 보완하여 소요부지를 크게 줄인 여과정원을 만들 수 있도록 된 수처리용 여과정원 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 수평류여과정원의 원수유입부로부터 유입된 원수가 수평류유출관을 통해서 수직류 여과정원으로 공급되는 한편, 직렬로 연결한 수평류 여과정원과 수직류 여과정원을 2계열로 구성하여 6시간씩 교차하여 운영한다. 1계열에 물이 유입되어 6시간 동안 처리될 때 다른 1계열은 처리수를 배출하고 처리수가 없는 휴지상태를 유지함으로써 수평류 및 수직류 여과정원에 자연스럽게 산소가 공급되는 조건을 형성한다. 유기물과 현탁물질 제거에 효과적인 수평류여과정원은 무산소(Anoxic)/혐기(Anaerobic) 조건 형성이 어려워 질소성분의 제거효율이 낮지만, 수직류여과정원은 무산소/혐기조건이 쉽게 형성되어 질소성분의 제거에 효과적이며, 2계열로 구성된 수평류 및 수직류 여과정원을 6시간 간격으로 교체운전함으로써 공극의 막힘 현상 방지 및 산소공급이 자연스럽게 이루어질 수 있도록 된 수처리용 여과정원 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은, 수평류여과정원의 수평류유출관의 설치높이는, 원수유입관의 설치높이와 비교하여 높이가 낮게 설치되어 동수구배를 유지하면서 침윤 흐름 상태를 유지하고, 자연유하하도록 된 수처리용 여과정원 시스템을 제공하며, 6시간 가동후 설치된 펌프를 이용하여 수평류여과정원의 처리수를 수직류 여과정원 이송함으로써 수평류여과정원이 빈 상태로 유지되게 되도록 된 수처리용 여과정원 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은, 수직류제1쇄석자갈층부에는 수직류유입다공관이 매설되고, 수직류제2쇄석자갈층부에는 수직류유출관이 매설되며, 수평류유출관으로 배출되는 여과수를 수직류유입다공관으로 이송 공급하도록 된 수처리용 여과정원 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은, 인성분의 표면흡착 및 제거능력이 우수한 굴패각과 가공된 정수슬러지를 처리코자하는 원수의 인농도에 따라 수평류여과정원과 수직류여과정원에 메디아로 사용하는된 수처리용 수평류 및 수직류의 여과효과가 있도록 된 수처리용 여과정원 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 수처리용 여과정원 시스템은, 상부에 조경용 수생 화초를 식재한 수평류정원부와, 상기 수평류정원부의 하부에 일정한 두께로 설치한 수평류토사층부과, 좌,우측에 일정한 두께로 쇄석과 자갈로 설치한 수평류제1,2쇄석자갈층부와, 상기 수평류제1,2쇄석자갈층부의 사이에 채워진 수평류조개폐각여재부와, 상기 수평류정원부에서 수평류토사층부를 통해 수평류조개폐각여재부로 수직하게 설치한 적어도 1개 이상의 관찰용 유공관과, 상기 수평류토사층부의 하부이면서 수평류제1쇄석자갈층부의 상부에 원수를 유입하도록 된 원수유입관을 갖춘 원수유입부와, 상기 수평류토사층부의 하부이면서 수평류제2쇄석자갈층부의 상부에 상기 원수유입관으로 유입된 원수가 여과되어 선택적으로 배출되도록 밸브를 갖춘 수평류유출관을 포함하는 수평류여과정원과; 상부에 조경용 수생 화초를 식재한 수직류정원부와, 상기 수직류정원부의 하부에 일정한 두께로 설치한 수직류토사층부와, 상기 수직류토사층부의 하부에 일정한 두께로 쇄석과 자갈로 설치한 수직류제1쇄석자갈층부와, 상기 수직류제1쇄석자갈층부의 하부에 일정한 두께로 설치한 조개폐각 및 건조정수슬러지의 수직류혼합여재부와, 상기 수직류혼합여재부의 하부에 일정한 두께로 쇄석과 자갈로 설치한 수직류제2쇄석자갈층부를 포함하는 수직류여과정원; 및, 상기 수평류여과정원의 원수유입부로부터 유입된 원수가 수평류유출관을 통해서 수직류여과정원으로 공급되도록 직렬로 연결되되, 상기 수평류여과정원의 수평류제1,2쇄석자갈층부와 수평류조개폐각여재부의 하부에 일정한 두께로 쇄석과 자갈로 설치한 수평류여과정원의 수직류제2쇄석자갈층부이 설치되고, 이 수평류여과정원의 수직류제2쇄석자갈층부에는 수직류유출관이 설치되며, 이 수직류유출관의 배출단부에는 펌프가 설치되고, 이 펌프에 의해 압송된 여과수는 수평류유출관의 후단부를 통해서 수직류제1쇄석자갈층부로 배출되는 한편, 상기 수직류제2쇄석자갈층부에 설치된 수직류유출관과 펌프를 통해 상기 수평류제1,2쇄석자갈층부와 수평류조개폐각여재부의 하부로 수집된 여과수가 수평류유출관의 후단부를 통해서 수직류제1쇄석자갈층부로 배출되로록 한 처리공정을 2열로 구성하여 6 내지 8시간 간격으로 교차운전하도록 된 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 수평류유출관의 설치높이는, 상기 원수유입관의 설치높이와 비교하여 높이가 낮게 설치되어 동수구배를 유지하도록 된 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 수평류제1,2쇄석자갈층부의 쇄석과 자갈의 입경은 5 ~ 30mm이고, 두께는 30 ~ 70cm로 설치한 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 수처리용 여과정원 시스템에 의하면, 6시간 동안 운전시에는 수평류여과정원의 원수유입부로부터 유입된 원수가 수평류유출관을 통해서 수직류여과정원으로 공급되도록 하여 수평류여과정원과 수직류여과정원의 우수한 효과를 모두 얻을 수 있는 한편, 수평류여과정원 6시간 가동 후 다른 열로의 교차운전으로 휴지에 들어갈 때는 씨이폰관에 의해 수평류여과장원의 물이 배수되고, 수직류여과정원 물 또한 완전히 배수되어 공극에 공기가 공급되어 산소의 자연적인 전달과 공극의 막힘 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 수처리용 여과정원 시스템에 의하면, 수평류여과정원과 수직류여과정원은 직렬로 연결되고, 수평류여과정원에서 수직류여과정원이 계단식으로 배치되어, 수평류여과정원을 통과한 원수가 중력의 작용에 의한 자연유하에 의해 수직류여과정원으로 공급되어 수처리 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 1실시예에 따른 수처리용 여과정원 시스템의 종단면도이고,
도 2는 본 발명의 수처리용 여과정원 시스템을 설명하는 병렬개념도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 수처리용 여과정원 시스템을 상세히 설명한다.

상기 도면의 구성 요소들에 인용부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있으며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, '상부', '하부', '앞', '뒤', '선단', '전방', '후단' 등과 같은 방향성 용어는 개시된 도면(들)의 배향과 관련하여 사용된다. 본 발명의 실시예의 구성요소는 다양한 배향으로 위치 설정될 수 있기 때문에 방향성 용어는 예시를 목적으로 사용되는 것이지 이를 제한하는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수처리용 여과정원 시스템(1000)은, 도 1과 도2에 도시된 것과 같이, 수평류여과정원(1100)과 수직류여과정원(1200)이 직렬로 연결됨과 더불어, 상기 수평류여과정원(1100)의 원수유입부(1170)로부터 유입된 원수가 여과된 후 수평류유출관(1180)을 통해서 수직류여과정원(1200)으로 공급되는 한편, 상기 원수유입부(1170)의 원수유입펌프(1172)는 수평류여과정원(1100)의 제어부(1173)에서 평균 유량의 0.5배와 평균 유량 및 평균 유량의 1.5배로 흐르도록 하는 구간을 포함한다.

따라서 상기 수평류여과정원(1100)과 수직류여과정원(1200)의 우수한 효과를 모두 얻을 수 있는 한편, 상기 수평류여과정원(1100)을 구성하는 원수유입부(1170)의 원수유입펌프(1172)는 제어부(1173)에서 평균 유량의 0.5배와 평균 유량 및 평균 유량의 1.5배로 일정시간 흐르도록 하여, 즉, 상기 수평류여과정원(1100)과 수직류여과정원(1200)을 구성하는 각각의 같은 구조물 내에서 유량을 달리하여 여과정원의 세척 및 공극의 막힘 현상을 방지할 수 있다.

여기서 상기 수평류여과정원(1100)은, 상부에 조경용 수생 화초(1111)를 식재한 수평류정원부(1110)와, 상기 수평류정원부의 하부에 일정한 두께로 설치한 수평류토사층부(1120)와, 이 수평류토사층부의 하부 좌,우측에 일정한 두께로 쇄석과 자갈로 설치한 수평류제1,2쇄석자갈층부(1130,1140)와, 상기 수평류제1,2쇄석자갈층부의 사이에 채워진 수평류조개폐각여재부(1150)와, 상기 수평류정원부에서 수평류토사층부를 통해 수평류조개폐각여재부로 수직하게 설치한 적어도 1개 이상의 관찰용 유공관(1160)과, 상기 수평류토사층부(1120)의 하부이면서 수평류제1쇄석자갈층부(1130)의 상부로 원수를 유입하도록 된 원수유입부(1170)와, 상기 수평류토사층부(1120)의 하부이면서 수평류제2쇄석자갈층부(1140)의 상부에 상기 원수유입부(1170)로 유입된 원수가 수평류제1쇄석자갈층부(1130)와 수평류조개폐각여재부(1150) 및 수평류제2쇄석자갈층부(1140)를 통해 여과되어 배출되도록 설치된 수평류유출관(1180)을 포함한다.

따라서 상기 원수유입부(1170)로 유입된 원수가 수평류제1쇄석자갈층부(1130)와 수평류조개폐각여재부(1150) 및 수평류제2쇄석자갈층부(1140)를 통해 여과되어 수평류유출관(1180)으로 배출되게 된다.

여기서 상기 관찰용 유공관(1160)은 1 m²당 직경 100mm의 유공 PVC로 이루어져 산소공급과 흐름관찰 및 수질조사를 위한 시료채취의 기능을 갖게 한다.

상기 원수유입부(1170)는, 상기 수평류토사층부(1120)의 하부이면서 수평류제1쇄석자갈층부(1130)의 상부로 원수를 유입하도록 된 원수유입관(1171)과, 이 원수유입관을 통해 원수가 선택적으로 유입되도록 설치된 원수유입펌프(1172)와, 이 원수유입펌의 작동을 제어하도록 원수유입펌프(1172)에 직접 설치되거나 또는 별도로 연결 설치된 제어부(1173)로 이루어진다.

따라서 상기 원수유입관(1171)으로 유입되는 원수를 제어부(1173)에서 원수유입펌프(1172)를 제어하여 원수의 유입 유량을 제어하게 된다.

여기서 상기 원수유입펌프(1172)는, 상기 제어부(1173)에서 유량을 평균 유량의 0.5배로 원수유입펌프를 5분 가동하고, 이후 평균 유량으로 원수유입펌프를 25분 가동하며, 이후 평균 유량의 1.5배에 해당하도록 원수유입펌프를 5분 가동하는 한편, 이후 평균 유량으로 원수유입펌프를 25분 가동함은 물론, 이후 또 다시 평균 유량의 0.5배로 5분과 평균 유량으로 25분 및 평균 유량의 1.5배로 5분과 평균 유량으로 25분을 반복하도록 제어된다.

따라서 상기 원수유입펌프(1172)를 5분간 평균 유량의 50%에 해당하는 유량으로 작동시키고, 이후 평균 유량으로 25분 작동시키며, 이후 평균 유량 보다 1.5배에 해당하는 유량으로 작동시키게 되면 상기 수평류제1쇄석자갈층부(1130)와 수평류조개폐각여재부(1150) 및 수평류제2쇄석자갈층부(1140)의 세척이 가능하게 되어 공극의 막힘 현상을 방지할 수 있게 된다. 또 이러한 유량의 변화는 수직류여과정원(1200)의 수직류제1쇄석자갈층부(1230)와 조개폐각 및 건조정수슬러지의 수직류혼합여재부(1240) 및 수직류제2쇄석자갈층부(1250)로도 공급되어 세척이 가능하게 되므로 공극의 막힘 현상을 방지할 수 있게 된다.

그리고 상기 수평류여과정원(1100)의 수평류유출관(1180)의 설치높이는, 상기 원수유입관(1171)의 설치높이와 비교하여 높이가 20cm 낮게 설치된다.

따라서 상기 수평류여과정원(1100)의 원수유입관(1171)을 통해 유입된 원수는 수직류제1쇄석자갈층부(1230)와 조개폐각 및 건조정수슬러지의 수직류혼합여재부(1240) 및 수직류제2쇄석자갈층부(1250)로 여과되면서 수평류유출관(1180)로 자연스럽게 배출되게 되는 동수구배를 갖추게 된다.

그리고 상기 수직류여과정원(1200)은, 상부에 조경용 수생 화초(1211)를 식재한 수직류정원부(1210)와, 상기 수직류정원부의 하부에 일정한 두께로 설치한 수직류토사층부(1220)와, 상기 수직류토사층부의 하부에 일정한 두께로 쇄석과 자갈로 설치한 수직류제1쇄석자갈층부(1230)와, 상기 수직류제1쇄석자갈층부의 하부에 일정한 두께로 설치한 조개폐각 및 건조정수슬러지의 수직류혼합여재부(1240)와, 상기 수직류혼합여재부의 하부에 일정한 두께로 쇄석과 자갈로 설치한 수직류제2쇄석자갈층부(1250)와, 상기 수직류제1쇄석자갈층부의 중간층부에 매설되어 수평류유출관(1180)에서 토출된 여과수를 받도록 된 수직류유입다공관(1260)과, 상기 수직류제2쇄석자갈층부의 중간층부에 매설된 수직류유출관(1270)를 포함한다.

따라서 상기 수직류정원부(1210)와 수직류토사층부(1220) 및 수직류제1쇄석자갈층부(1230)로 유입된 수평류여과정원(1100)을 통과한 여과수는 재차 수직류유입다공관(1260)을 통해 수직류제1쇄석자갈층부(1230)와 조개폐각 및 건조정수슬러지의 수직류혼합여재부(1240) 및 수직류제2쇄석자갈층부(1250)를 통해 수직류유출관(1270)으로 배출되고, 상기 수직류유출관(1270)으로 배출되는 여과수는 필요에 따라서 높은 곳의 배수구(1280)로 공급하기 위해 펌프(1300)를 이용하여 압송할 수 있다.

상기 수평류제1,2쇄석자갈층부(1130,1140)와 수직류제1쇄석자갈층부(1230) 및 수직류제2쇄석자갈층부(1250)의 쇄석과 자갈의 입경은 상기 원수유입펌프(1172)가 평균 유량의 1.5배에 해당하는 유속으로 원수가 여과될 수 있도록 5 ~ 30mm이고, 두께는 30 ~ 70cm로 설치되며, 상기 수평류여과정원(1100)의 수평류조개폐각여재부(1150)와 수직류여과정원(1200)의 조개폐각 및 건조정수슬러지의 수직류혼합여재부(1240)는 0.6~3 mm 크기의 조개 패각 여재를 충진하여 인(Phosphorus)의 흡착 제거 등 오염물질을 정화한다.

본 발명의 요지구성으로, 상기 수평류여과정원(1100)의 수평류제1,2쇄석자갈층부(1130,1140)와 수평류조개폐각여재부(1150)의 하부에 일정한 두께로 쇄석과 자갈로 설치한 수평류여과정원의 수직류제2쇄석자갈층부(1190)이 더 설치되고, 이 수평류여과정원의 수직류제2쇄석자갈층부(1190)에는 수직류유출관(1191)이 설치되며, 이 수직류유출관의 배출단부에는 펌프(1192)가 설치되고, 이 펌프에 의해 압송된 여과수는 수평류유출관(1180)의 후단부를 통해서 수직류제1쇄석자갈층부(1230)로 배출할 수 있도록 구성된다.

상기 수직류유출관(1191)의 길이는 짧게 되거나 길게 형성할 수 있음은 물론이다.

따라서 상기 수평류여과정원(1100)의 하부로 여과되어 수직류제2쇄석자갈층부(1190)에 고여진 여과수를 뺄경우에는 수직류유출관(1191)을 통해서 펌프(1192)에 의해 수평류유출관(1180)의 후단부를 거쳐 수직류제1쇄석자갈층부(1230)로 배출할 수 있어서 여과수가 오래도록 배출되지 않아 오염되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한 상기 수평류여과정원(1100)의 원수유입부(1170)로부터 유입된 원수가 수평류유출관(1180)을 통해서 수직류여과정원(1200)으로 공급되도록 직렬로 연결됨은 물론, 상기 수직류제2쇄석자갈층부(1190)에 설치된 수직류유출관(1191)과 펌프(1192)를 통해 상기 수평류제1,2쇄석자갈층부(1130,1140)와 수평류조개폐각여재부(1150)의 하부로 수집된 여과수가 수평류유출관(1180)의 후단부를 통해서 수직류제1쇄석자갈층부(1230)로 배출되로록 한 처리공정을 2열로 구성하여 6 내지 8시간 간격으로 교차운전하도록 구성된다.

따라서 전단에 상기 수평류여과정원(1100)과 연이어 후단에 수직류여과정원(1200)을 직렬로 연결할 뿐만 아니라, 직렬로 연결된 수평류여과정원(1100)과 수직류여과정원(1200)을 2열로 구성하여 각 열이 6시간 또는 8시간 간격으로 운전과 휴지의 교차운영이 가능하도록 시스템이 구성되어 각각의 수평류 및 수직류여과정원의 세정, 공극의 막힘 현상 방지 및 산소를 공급할 수 있어서, 설치부지도 대폭 줄일 수 있게 된다.

이상과 같이 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에 의해 자명한 것인 경우에는 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

1000: 수처리용 여과정원 시스템 1100: 수평류여과정원
1110: 수평류정원부 1120: 수평류토사층부
1130,1140: 수평류제1,2쇄석자갈층부 1150: 수평류조개폐각여재부
1160: 관찰용 유공관 1170: 원수유입부
1171: 원수유입관 1172: 원수유입펌프
1173: 제어부 1180: 수평류유출관
1190: 수직류제2쇄석자갈층부 1191: 수직류유출관
1192: 펌프
1200: 수직류여과정원 1210: 수직류정원부
1220: 수직류토사층부 1230: 수직류제1쇄석자갈층부
1240: 조개폐각 및 건조정수슬러지의 수직류혼합여재부
1250: 수직류제2쇄석자갈층부 1260: 수직류유입다공관
1270: 수직류유출관 1280: 배수구
1300: 펌프

Claims

상부에 조경용 수생 화초를 식재한 수평류정원부와, 상기 수평류정원부의 하부에 일정한 두께로 설치한 수평류토사층부과, 좌,우측에 일정한 두께로 쇄석과 자갈로 설치한 수평류제1,2쇄석자갈층부와, 상기 수평류제1,2쇄석자갈층부의 사이에 채워진 수평류조개폐각여재부와, 상기 수평류정원부에서 수평류토사층부를 통해 수평류조개폐각여재부로 수직하게 설치한 적어도 1개 이상의 관찰용 유공관과, 상기 수평류토사층부의 하부이면서 수평류제1쇄석자갈층부의 상부에 원수를 유입하도록 된 원수유입관을 갖춘 원수유입부와, 상기 수평류토사층부의 하부이면서 수평류제2쇄석자갈층부의 상부에 상기 원수유입관으로 유입된 원수가 여과되어 선택적으로 배출되도록 밸브를 갖춘 수평류유출관을 포함하는 수평류여과정원과; 상부에 조경용 수생 화초를 식재한 수직류정원부와, 상기 수직류정원부의 하부에 일정한 두께로 설치한 수직류토사층부와, 상기 수직류토사층부의 하부에 일정한 두께로 쇄석과 자갈로 설치한 수직류제1쇄석자갈층부와, 상기 수직류제1쇄석자갈층부의 하부에 일정한 두께로 설치한 조개폐각 및 건조정수슬러지의 수직류혼합여재부와, 상기 수직류혼합여재부의 하부에 일정한 두께로 쇄석과 자갈로 설치한 수직류제2쇄석자갈층부를 포함하는 수직류여과정원; 및, 상기 수평류여과정원의 원수유입부로부터 유입된 원수가 수평류유출관을 통해서 수직류여과정원으로 공급되도록 직렬로 연결된 수처리용 여과정원 시스템에 있어서,
상기 수평류여과정원(1100)의 수평류제1,2쇄석자갈층부(1130,1140)와 수평류조개폐각여재부(1150)의 하부에 일정한 두께로 쇄석과 자갈로 설치한 수평류여과정원의 수직류제2쇄석자갈층부(1190)이 설치되고, 이 수평류여과정원의 수직류제2쇄석자갈층부(1190)에는 수직류유출관(1191)이 설치되며, 이 수직류유출관의 배출단부에는 펌프(1192)가 설치되고, 이 펌프에 의해 압송된 여과수는 수평류유출관(1180)의 후단부를 통해서 수직류제1쇄석자갈층부(1230)로 배출되는 한편, 상기 수직류제2쇄석자갈층부(1190)에 설치된 수직류유출관(1191)과 펌프(1192)를 통해 상기 수평류제1,2쇄석자갈층부(1130,1140)와 수평류조개폐각여재부(1150)의 하부로 수집된 여과수가 수평류유출관(1180)의 후단부를 통해서 수직류제1쇄석자갈층부(1230)로 배출되로록 한 처리공정을 2열로 구성하여 6 내지 8시간 간격으로 교차운전하도록 된 것을 특징으로 하는 수처리용 여과정원시스템.
제 1항에 있어서,
상기 수평류유출관(1180)의 설치높이는, 상기 원수유입관(1171)의 설치높이와 비교하여 높이가 낮게 설치되어 동수구배를 유지하도록 된 것을 특징으로 하는 수처리용 여과정원 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 수평류제1,2쇄석자갈층부의 쇄석과 자갈의 입경은 5 ~ 30mm이고, 두께는 30 ~ 70cm로 설치한 것을 특징으로 하는 수처리용 여과정원 시스템.