기존의 선행기술은 대부분이 식생에 의한 호수의 수질개선을 위한 것이거나 또는 일부 산란기능을 추가한 단순한 시설이었다. 그러나 동력장치를 이용하여 대상원수를 부유습지 내부로 유입시켜 여재층을 통과하게 하여 입자성물질을 제거하고(물순환 A형 부유습지), 기능성 여재를 이용하여 수중의 용해성 인(PO4-P)을 제거할 수 있는 구조로 되어있어 수처리 효율을 증진시킬 수 있도록 system화시켰다 본 부유습지 기술은 수중의 입자성물질(SS, Chl.-a)을 제거하는 기능을 갖는 물순환 A형과 호소내 부영양화의 제한 인자로 작용하는 용
기존의 선행기술은 대부분이 식생에 의한 호수의 수질개선을 위한 것이거나 또는 일부 산란기능을 추가한 단순한 시설이었다. 그러나 동력장치를 이용하여 대상원수를 부유습지 내부로 유입시켜 여재층을 통과하게 하여 입자성물질을 제거하고(물순환 A형 부유습지), 기능성 여재를 이용하여 수중의 용해성 인(PO4-P)을 제거할 수 있는 구조로 되어있어 수처리 효율을 증진시킬 수 있도록 system화시켰다 본 부유습지 기술은 수중의 입자성물질(SS, Chl.-a)을 제거하는 기능을 갖는 물순환 A형과 호소내 부영양화의 제한 인자로 작용하는 용해성 인(PO4-P)를 제거하는 물순환 B형을 결합한 형태와. 물순환 A형과 물순환 B형의 기능을 동시에 갖고 자동으로 역세척이 가능한 물순환 C형을 설치하여 적극적인 수처리를 수행하였으며 상부에는 식생이 설치되어 수처리 효율 증대 및 경관창출 기능이 뛰어나다. 본 부유습지는 중심부에 위치한 펌프에 의해 정체수역 하부에 있는 물을 끌어 올린 후, 상부에 위치한 단차형 배플구조의 여재(접촉산화부)를 통과, 토출시키는 구조로 되어 있다. 그리고 원수를 수로형태의 흐름으로 유도하여 수리학적 체류시간(Hydraulic Retention Time, HRT)을 길게 하였다. 이를 통해, 입자성물질 및 용존성 오염물질의 제거효율을 높여 수질정화효과를 높이고 하단부에 습지부를 구성하여 경관제공 및 어류, 수선곤충들의 산란장소로 활용하고자 하였다. 시설물 상부에는 수생식물이 식재된 식생매트와 둠벙이 설치되어있으며, 하부는 끈상여재가 설치되어 수질정화, 수생태복원, 경관창출이 이루어지는 복합공간의 개념으로 설치하였다. 인위적으로 pump를 이용하여 수류를 발생시켜 수체를 강제적으로 대류시켜 줌으로써, 대기중의 공기를 하층부까지 순환시켜 수면 과 저층의 균일 혼합에 의한 성층화 현상을 억제시킨다. 또한, 퇴적물층을 호기성 조건으로 유지시켜 오염물질의 용출억제를 통해 유기물질 분해를 촉진하고, 조류 생성을 억제하여 악취 방지뿐만 아니라 중장기적으로 해당 정체수역의 자정능력을 확보함으로써, 정체수역의 다양한 수질문제를 최소화하고자 하였다. 물순환 생태부도 A형과 B형은 수리적 안정성을 고려하여 비중이 적은 여재를 사용하여 하중을 크게 줄이고자 하였으며 기능성을 구조화하기 위해 시설물내에 격벽형태의 컬럼을 구조화하여 여재를 충진 후 여재 폐색 및 효율저하 시 교체를 용이하게 하였다. 여재는 사용 후 폐기하지 않고 간단한 후처리를 통해 재사용하였다. 본 시스템은 유역 규모에 맞게 단위 수량을 조절할 수 있어 현장여건에 맞추어 경제적으로 설치가 가능한 구조로 system화 하였다. 물순환 부유습지 C형은 구획화된 column 내에 여재를 충진하고 막힘현상(fouling) 발생시 동력을 이용하여 자동 역세척 실시 후 역세척 수를 침전부도에서 침전시킨 후 육상으로 이송하여 처리하였다. 여재에 부착되어 있는 입자성물질의 원활한 탈리를 위하여 순차적으로 역세척을 실시하여 여재의 막힘현상을 방지하고자 하였다. 운영의 편의를 위하여 외부에 auto controller를 이용하여 자동으로 역세척을 시켜 관리 system을 효율화시켰다. 역세주기는 실험실내 column test를 통하여 결정하였으며 원활한 역세를 위해 공기와 물을 순차적으로 주입하여 원활한 생물막 탈리를 실시하여 효율의 항상성을 지속시키고자 하였다. 단위 부유습지들은 서로의 조합을 통해 대상수역에 따라 조합이 가능하며 각각의 구조가 정육면체 구조로 안정된 구조이며 서로의 결합이 용이해 다양한 기능을 갖는 부유습지의 형태가 도출될 수 있을 것으로 판단된다.
Abstract▼
Most of previous techniques are simply for water quality improvement or for a function of spawning. To systemize a technique to decontaminate particulate matter (Water-Circulation Type "A" floating island) and decontaminate soluble PO4-P in the water by using functional media with a power plant to p
Most of previous techniques are simply for water quality improvement or for a function of spawning. To systemize a technique to decontaminate particulate matter (Water-Circulation Type "A" floating island) and decontaminate soluble PO4-P in the water by using functional media with a power plant to pull objected water into media layer for increasing efficiency of water treatment. Floatation island-technique combined a function of decontaminating particulate matter (SS, Chl.-a), Water-Circulation Type "A", with soluble PO4-P operated by eutrophication's limiting-factor in lakes, installing Type "C" to be able to clean backwashing automatically with both functions Type "A" and "B". Type "C" excels in enhancing efficiency of water treatment and a beauty of scenery with water plants on the surface of it. After pulling dead water by pump settled in a center of floating island, it constructs to discharge and go through stepped pulley-baffle structure media located on the upper side. It lasts Hydraulic Retention Time, HRT long by inducing main water as waterway-shaped. Through this, increasing removal-efficiency of particulate matter and dissolved contaminant to increase a water purification effect, consisting of wetland's section on the lower of flotation island to use wetland's section as a place for scenery, fish, and water beetle's spawning. Wetland is installed more like multiple complex, on upper of a facility vegetation-mat with water plants planted and puddle installed, on the lower of a facility hanging plastic media installed for water purification, aquatic-ecosystem restoration and scenery-creation. Artificially generating a water current by pump "forcedly circulating water" controls stratificaion phenomenon by circulating atmospheric air. Trying to minimize diverse water-quality in dead water with self-purification secured in relevant parts of dead water to inhibit algae-production for a preventive stench and to expedite decomposition of organic matter through elution-inhibition of contaminant maintaining deposition level in aerobic condition. Water-Circulation Type "A" and "B" consider mathematical stability. For systemizing functionality to systemize lattice-shaped column for convenience to refill media after media's degradation in efficiency and media's blockage. It systemizes structure available for installation economically in field condition and controls units and quantities in scales of basin. Water-Circulation Type "C", put media in compartmentalized column, if fouling occurs, backwashing automatically by the power plant and moves Type "C" to land. Preventing from fouling in media's column by backwashing sequentially for detachable particulate matter attached to media. For convenience of management, setting an auto controller up outside by which backwashing automatically in improving efficiency. Decided backwashing-period through column test, and put air and water sequentially for backwashing smoothly to improve and maintain efficiency by detaching biofilm. Concluded, there will be a variety of floating islands with diverse functions, and floating islands are through its combinations available for combinations depending on objected-pawnee
목차 Contents
표지 ... 1
제출문 ... 3
보고서 초록 ... 5
요약문 ... 9
Summary ... 13
목 차 ... 19
그림목차 ... 21
표목차 ... 29
제1장 서론 ... 33
1절. 연구개발의 중요성 및 필요성 ... 33
1. 연구개발의 중요성 및 필요성 ... 33
2. 인공습지의 유형과 구분 ... 37
3. 인공습지의 분류 ... 41
4. 인공습지의 장단점 ... 44
5. 인공습지의 운영 및 관리방안 ... 45
6. 인공습지의 한계 및 부유습지의 요구 ... 49
7. BAF (Biological Aerated Filter) 공정의 원리 및 특징 ... 50
2절. 연구개발의 국내외 현황 ... 52
1. 해외 기술개발 동향 ... 52
2. 국내 기술개발 동향 ... 55
3절. 연구개발대상 기술의 차별성 ... 66
1. 연구의 차별성 ... 66
2. 주관기관의 관련기술 보유현황 ... 69
3. 대상기술 내용 ... 70
제2장 연구개발의 목표 및 내용 ... 81
1절. 연구의 최종목표 ... 81
1. 연차별 최종목표 ... 81
2절. 연도별 연구개발의 목표 및 평가방법 ... 85
3절. 연도별 추진체계 ... 86
제3장 연구개발 결과 및 활용계획 ... 87
1절. 연구개발 결과 및 토의 ... 87
1. 대상수역의 수질 및 여재특성 파악을 통한 pilot plant 설계인자 도출 ... 87
2. 기초 설계인자를 이용한 현장 여건에 맞는 부유습지의 설계 및 제작 ... 125
3. 물순환 부유습지를 이용한 고효율의 처리 시스템 개발 ... 163
4. 부유습지의 운전에 따른 미소수서생물(aquatic microorganisms)의 생물상 변화와 서식처 개선효과 조사 ... 236
5. 부유습지의 운전에 따른 대형수서생물(aquatic macroorganisms)의 서식처 개선효과 조사 ... 278
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