STATIONARY-PHASE CARRIER FOR PURIFYING SEWAGE/WASTEWATER AND SEWAGE TREATMENT DEVICE USING SAME
본 발명은 저렴한 비용으로 제작이 가능한 오폐수 정화용 고정상 담체와 소형으로 지하에 매설되어 반영구적으로 사용이 가능한 친환경적인 오폐수 정화용 고정상 담체 및 이를 이용한 하수처리장치에 관한 것이다. 각종 폐수 또는 생활하수 등의 오폐수 정화 방법으로서 종래부터 미생물에 의해 처리하는 생물학적 처리 방법이 알려져 있다. 생물학적 처리 방법의 초기에는 부유성장식 미생물을 사용하는 활성 슬러지나 장기폭기법을 많이 사용하였으나 유입수의 부하면동이 큰 경우에 대처하기 어렵고 잉여 슬러지가 다량 발생하는 등 여러 가지 문제점으로 인하여 근래에는 미생물을 담체에 부착시켜 고농도의 미생물을 유지시키면서 오폐수를 처리하는 생물접촉방법을 많이 사용하고 있다. 담체를 이용한 생물접촉 공정에서는 미생물이 담체에 부착되어 생물막을 형성하므로 부유 상태의 미생물과는 종과 생리학적인 기작이 상이하여 생장률의 증가, 대사활동의 증가 및 독성물질에 대한 저항성이 증가하여 결과적으로 처리효율이 향상되고 안정적인 운전 관리가 용이해진다. 담체는 미생물들이 표면에 부착하여 미생물막이 잘 형성되어야 하므로 비표면적이 넓고 다공성이 우수하여야 한다. 현재 일반적으로 이용하고 있는 담체로는 쇄석류, 섬유사류, 유동상 다공성플라스틱류, 활성탄류, 입자성 세락믹류, 천연목편담체류 등 많은 종류가 제품화 되어 사용되고 있다. 이러한 담체를 물리적인 특성에 따라 분류하면 크게 비중이 높아 수중에 가라앉는 고정상 담체와 가벼워서 수면에서 부유하는 유동상 담체로 분류할 수 있다. 유동상 담체는 다공성이 우수하여 비표면적이 크므로 단위체적 당 미생물 농도를 높게 유지할 수 있는 장점이 있는 반면에, 비중이 낮아 수중에서 부유하며 서로 충돌하므로 견고한 미생물막 형성이 어려울 뿐만 아니라 쉽게 마모되어 지속적으로 보충해 주어야 되는 단점이 있다. 고정상 담체는 수중에 고정되어 미생물막 형성이 용이하고 반영구적으로 사용할 수 있으나, 고농도의 미생물들이 활성화 될 수 있는 기공이 부족하고 비표면적이 작아 미생물들이 오염물질들을 제거할 수 있는 접촉면적이 적으므로 처리효율이 떨어지는 단점이 있다. 따라서 최근에는 기공이 풍부하고 비표면적이 넓은 유동상 담체를 고정상으로 제조하는 방법이 많이 시도되고 있다. 유동상 발포수지의 경우 담체를 담을 수 있는 사각틀 또는 원형틀을 만들어 고정상으로 사용하고 있으나 틀의 큰 부피에 의해 오수처리 효율을 높일만큼 충분한 양을 충진 시키기는 불가능 하며 틀의 제조가격이 높아 원가상승의 요인이 되고 있다. 섬유사를 이용한 생물 고정상 담체의 경우에는 충분한 미생물의 고정이 가능하고 오수 처리 후의 침전도 용이하게 수행할 수 있지만, 특수한 장치에 고정시켜야 하기 때문에 설치가 한정되고 게다가 설치 방법이 번잡할 뿐만 아니라 부식이 심하여 주기적으로 교체해야 하는 등의 문제가 있다. 한편, 최근 들어 국민 소득 수준이 향상되고 삶의 질이 높아짐에 따라 맑은 공기와 좋은 경치를 즐길 수 있는 전원주택에 대한 수요가 급증하고 있다. 이에 따라 도심 인근의 계곡이나 하천 주변에 동호인 단지 등 소규모 주택단지 조성 사업이 증가하고 있으며 계곡 등지의 무분별한 개척으로 인한 환경오염이 심화되고 맑은 하천들에 대한 수질오염이 심각해지고 있는 실정이다. 전원주택 단지에 대한 무분별한 개발이 늘어나면서 환경 및 에너지 친화적인 에코 하우스 건축에 대한 관심이 고조되고 있다. 특히 오, 배수에 의한 수질 오염이 심화 되면서 지역 주민들의 민원이 점차로 증가하자 각 지자체에서는 단지별로 오, 배수를 정화할 수 있는 처리장치에 대단히 관심을 보이고, 전원주택 개발 업자들도 지역 주민들의 불만을 해소하기 위해 단지 내 정화시설의 설치를 환영하고 있으므로 자연친화적이고 관리가 거의 필요 없는 오, 배수 처리장치를 개발할 필요가 있다. 정부에서도 그린건축 인증이나 환경 인증제도 등을 통하여 환경파괴를 최소화하고 오, 배수의 무분별한 방류를 막는 등 친환경적인 주택 관리를 유도하고 있으나 현재까지는 마땅한 규제 방안이 없는 실정이며, 향 후 법적인 규제를 강화할 예정으로 있다. 그러나 현재에는 가정용의 친환경적인 오, 배수 처리 장치가 전무한 실정이고, 공장이나 지자체에서 사용하는 오폐수 처리장치를 가정용으로 적용하기에는 비용 측면이나 설치 후 운전 측면 등에서 적용이 어려운 문제점이 있었다. 본 발명의 목적은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 저렴한 비용과 간단하게 제작이 가능하고 다양한 위치에 원하는 수량만큼 공급할 수 있는 오수 정화용 미생물 담체를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은, 다공성이 우수한 유동상 발포수지 담체에 구멍을 뚫은 후 담체가 물에 가라앉을 수 있도록 충분히 비중이 높은 중량체가 삽입된 담체로 제조하여 담체 표면에 생물막 형성을 용이하게 하고 미생물의 탈리를 방지함으로서 오염물질 처리효율을 향상시킬 수 있는 고정상 담체를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 계곡 인근의 경치가 수려한 지역에 주택단지가 집중됨으로 인해 맑은 계곡수나 상수보호구역 내의 하천이 오염되는 것을 최소화하고 주변 경관과 어우러질 수 있는 자연정화식 하수처리장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은, 기계적인 대용량 오수처리장치와 달리 소규모 주택단지에 특화된 패키지로 구성된 장치로서 단지 규모와 처리용량에 따라 융통성 있게 증감이 가능한 자연정화식 하수처리장치를 제공하는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 미생물이 서식할 수 있도록 합성수지가 발포되어 다공성으로 이루어진 담체 몸체; 및 상기 담체 몸체에 일부가 절개되어 형성된 홀에 억지끼움식으로 삽입되는 중량체;를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 담체 몸체는 육면체로 이루어지고, 상기 홀은 관통 홀로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 상기 관통 홀의 중앙에는 직경이 확대된 확경부가 형성되어 상기 중량체가 안착될 수 있다. 상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 유입구가 구비되어 오수가 입수되고, 인을 방출하면서 유기물이 제거되는 혐기조; 상기 혐기조로부터 오수가 유입되고, 탈질반응이 이루어지고 및 유기물이 제거되는 무산소조; 상기 무산소조를 통과한 오수가 유입되고, 유기물 제거를 위한 호기성 미생물이 제공되며, 상기 호기성 미생물이 부착되어 생물막을 형성하도록 담체가 충진된 폭기조; 상기 폭기조로부터 오수가 유입된 다음 모든 미생물들이 침전되고, 정화된 정화수가 유출구를 통하여 배출되는 침전조; 상기 혐기조, 무산소조, 폭기조, 그리고 침전조가 모두 매립된 상태에서 상면을 덮도록 설치된 메쉬부재; 상기 메쉬부재 상부에 층을 이루도록 제공되는 쇄석층; 상기 쇄석층 상부에 제공되는 토양층; 및 상기 토양층 상부에 심어져 그 뿌리가 상기 메쉬부재 하부까지 연장되는 식물층; 상기 메쉬부재 하부에 하중에 대한 지지력을 보강할 수 있도록 설치된 격자형 받침판; 상기 격자형 받침판, 메쉬부재, 쇄석층, 그리고 토양층이 수납되도록 상부가 개방되고 사방으로 측면을 구비한 형태로 이루어지며, 하판은 상기 격자형 받침판을 지지할 수 있도록 일부가 개방된 상태에서 매립된 수납 프레임; 상기 수납 프레임의 제거 시, 인접하는 토양이 무너지는 것을 방지할 수 있도록 상기 수납 프레임 측면에 설치되고 단면이 90도로 절곡된 형태를 가지는 외측 프레임; 및 상기 수납 프레임의 측면 상단부의 절개부에 수납되고, 상기 수납 프레임을 용이하게 들어 분리할 수 있도록 일단이 상기 절개부에 회전할 수 있도록 설치되며, 타단인 자유단에는 리프팅용 파이프를 삽입하기 위한 관통홀이 구비된 리프팅용 레버;을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 혐기조, 무산소조, 폭기조, 그리고 침전조는 하나의 탱크 내부에 복수개의 격벽에 의해 구획되어 이루어질 수 있다. 바람직하게는, 상기 메쉬부재의 하면에 쇄석 또는 토양 일부가 낙하되는 것이 방지되도록 부직포가 삽입될 수 있다. 바람직하게는, 상기 식물층은 사계절 잔디, 미나리, 부추, 갯버들, 부들, 갈대, 줄, 달뿌리풀, 물억새로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. 바람직하게는, 상기 토양층은 사양토로 이루어진 오수 정화용 담체를 이용할 수 있다. 바람직하게는, 상기 유출구로 배출되는 정화수의 일부를 상기 무산소조로 복귀시키는 리턴라인이 구비될 수 있다. 상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다. (1) 본 발명은 합성수지 발포체 내부에 중량체를 삽입한 담체를 적용함으로써 아주 저렴한 가격의 고정상 담체를 제공할 수 있게 된다. (1) 본 발명은 소규모 정화시설로 구비되어 많은 에너지원을 소비하지 않으면서 반영구적으로 사용이 가능한 효과가 있다. (2) 본 발명은 표토에 식재된 잔디가 아름다운 녹지 공간을 구성하여 주변 경관과 잘 어우러질 수 있으며, 입주민들의 휴식공간으로도 활용할 수 있는 이점이 있다. 도 1은 본 발명에 의한 오수 정화용 담체의 분해 사시도이다. 도 2는 본 발명에 의한 오수 정화용 담체의 투시도이다. 도 3는 본 발명에 의한 오수 정화용 담체의 단면도이다. 도 4는 본 발명에 의한 오수 정화용 담체의 일부 구성요소인 담체 몸체의 정면도이다. 도 5는 본 발명에 의한 자연정화식 하수처리장치의 구성과 작동을 설명한 모식도이다. 도 6은 본 발명의 제1실시예에 의한 자연정화식 하수처리장치의 단면도이다. 도 7은 본 발명의 제1실시예에 의한 자연정화식 하수처리장치의 부분 단면도이다. 도 8은 본 발명의 제1실시예에 의한 자연정화식 하수처리장치의 일부 구성요소인 탱크의 사시도이다. 도 9는 본 발명의 제1실시예에 의한 자연정화식 하수처리장치의 일부 구성요소인 탱크 상부에 구비되는 식물층을 구성하기 위한 요소들의 분해 사시도이다. 도 10은 본 발명의 제2실시예에 의한 자연정화식 하수처리장치의 일부 구성요소인 탱크 상부에 구비되는 식물층을 구성하기 위한 요소들의 분해 사시도이다. 도 11은 본 발명의 제2실시예에 의한 자연정화식 하수처리장치의 부분 단면도이다. 도 12는 본 발명의 제3실시예에 의한 자연정화식 하수처리장치의 부분 단면도이다. 도 13은 본 발명의 제3살시예에 의한 자연정화식 하수처리장치의 일부 구성요소인 수납 프레임의 사시도이다. 이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 오수 등을 정화하는 기술에 있어서, 공극이 풍부한 담체는 미생물이 서식하기 가장 좋은 환경을 제공하여 그곳에서 서식하는 사상균과 원생동물들에 의해 대장균군과 BOD를 제거하게 된다. 또한 지표면의 잔디는 뿌리를 길게 내려 유입수 내의 질소와 인의 제거 능력을 20% 이상 향상시킬 수 있으며, 토양 접촉면에서는 토양미생물을 처리장치에 공급하여 BOD와 혹시 유입될 수도 있는 각종 유해물질을 제거하게 된다. 본 발명에 의한 오수 정화용 담체(1)는, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 담체 몸체(10)와, 중량체(20)를 포함한다. 상기 담체 몸체(10)는 미생물이 서식할 수 있도록 합성수지가 발포되어 다공성으로 이루어진다. 이때, 상기 담체 몸체(10)는 육면체로 이루어지고, 상기 홀(11)은 관통 홀로 형성되어 있다. 물론 상기 담체 몸체(10)는 육면체 외에도 다양한 입체 형상의 합성수지 발포체가 사용되어질 수 있다. 이때, 상기 담체 몸체(10)로는 발포 폴리우레탄, 발포 폴리비닐알코올 등이 사용되어질 수 있다. 이러한 합성수지들을 일회 이상 발포하여 적당한 공극이 만들어지면 사용할 수 있게 된다. 또한 이러한 합성수지 발포체는 신축성이 뛰어나기 때문에 상기 중량체(20)를 억지끼움식으로 결합하는데 어려움이 없다. 상기 중량체(20)는 상기 담체 몸체(10)에 일부가 절개되어 형성된 관통 홀(11)에 억지끼움식으로 삽입된다. 이때, 상기 관통 홀(11)의 중앙에는 직경이 확대된 확경부(11a)가 형성되어 상기 중량체(20)가 안착되도록 할 수도 있다. 물론 관통 홀(1)이 단순히 동일한 직경을 갖도록 할 수도 있다. 상기 중량체(20)는 거의 비용이 소요되지 않는 돌을 사용하는 것이 바람직할 것이다. 물론 성격 및 기능 부가 등의 이유에 따라 다른 재질로 이루어진 중량체를 사용할 수도 있다. 도 1을 참고하면, 상기 담체(1)는 정육면체 형태의 담체 몸체(10)와, 담체 몸체(10)의 관통 홀(11)에 삽입되는 중량체인 돌(20)로 이루어진 것을 알 수 있다. 도 2를 참고하면, 상기 중량체(10)가 억지끼움식으로 담체 몸체(10)의 관통 홀(11) 중앙에 삽입되어 고정된 상태를 보여준다. 따라서 이러한 상태에서 폭기조 등에 공급되면 폭기가 진행되어도, 폭기조 하부에 차곡차곡 가라앉은 상태를 항상 유지하게 되어 미생물이 용이하게 서식할 수 있게 된다. 도 3을 참고하면, 담체 몸체(10) 중앙에 중량체(20)가 고정된 상태를 볼 수 있다. 도 4를 참고하면, 담체 몸체(10) 중앙에 관통 홀(11)을 형성한 것이 볼 수 있다. 담체 몸체(10)가 합성수지 발포체이기 때문에 신축성이 있어 관통 홀(11)보다 직경이 조금 큰 중량체(20)인 돌을 억지끼움식으로 삽입하게 된다. 한편, 본 발명에서 개발하려고 하는 자연정화식 하수처리장치는 토양 미생물과 식물의 정화작용을 이용하여 오폐수 내의 오염물질들을 제거하여 맑은 처리수를 배출시킬 수 있는 고도처리 장치로서 도면에 나타난 바와 같다. 가정용 오, 배수에서 가장 문제가 되고 있는 오염물질들은 질소와 인 등 영양물질과 독성 미생물들의 성장원이 될 수 있는 유기물로 볼 수 있으며, 본 하수처리장치의 기본 공정은 현재 마을 하수처리에서 이러한 오염물질의 제거 목적으로 가장 많이 사용되고 있는 A2O 공정에 담체를 이용한 생물접촉산화공법을 적용한 것이다. 상기 A2O 공정은 혐기조, 무산소조, 호기조로 이루어져 있으며, 각 조에서 생존하는 미생물들의 오염물질 처리효율을 고려하여 크기를 1:1:3으로 하였다. 혐기조에서는 인 제거 미생물에 의해 유기물을 섭취하는 과정에서 인이 미생물 밖으로 방출되며, 혐기조와 무산소조를 거치는 과정에서 유기물의 반 이상이 제거된다. 또한 무산소조를 혐기조 뒷부분에 배치함으로써 반송에서 오는 질산성 질소로 인한 인 제거 미생물의 인산방출을 방해하는 것을 막을 수 있다. 무산소조에서는 탈질 미생물에 의해서 침전조에서 반송된 질산성 질소를 전자수용체로 이용하여 N2(gas)로 전환하여 질소제거(탈질)가 이루어진다. 유기물은 탈질을 위한 에너지원으로 사용되므로 효과적인 유기물 제거를 유도 할 수 있다. 뒤 이은 폭기조에서는 남아있는 유기물이 호기성 미생물에 의해 제거가 되며, 인을 과잉 섭취한 인 제거 미생물과 함께 모든 미생물들이 침전조에서 침전 제거된다. 또한 제 2, 3 폭기조를 설치함으로써 더 높은 질산화를 유지할 수 있게 한다. 폭기조에는 담체(1)를 충진하여 미생물의 탈리를 막고 환경 인자에 강한 환경조건을 유지한다. 담체(1)를 이용한 생물막 공정에서는 미생물이 담체(1)에 부착되어 생물막을 형성하므로 분산상태의 미생물에 비해 생장률의 증가, 대사활동의 증가 및 독성효과에 대한 저항성이 증가하게 되어 급격한 환경 변화에 강한 면모를 보이고 있다. 폭기 1, 2조에는 공극이 풍부한 담체(1)를 사용하고 3조에는 인 제거에 효과가 좋은 굴 껍질과 같은 다른 종류의 담체를 충진한다. 처리조 상부에는 양질의 토양으로 피복시킨 후 잔디를 식재하며, 피복된 토양에서는 영양물질 제거에 특히 효과가 좋은 토양미생물과 토양동물을 처리조에 지속적으로 공급함으로써 처리효율을 높이고 처리에 안정을 기할 수 있다. 표토에 식재된 잔디는 뿌리가 정화조 하층까지 내려가 담체 사이에 자라게 되며, 질소, 인 등의 영양물질들에 대한 제거 효율을 20% 이상 향상 시킬 수 있다. 표토에 식재된 잔디는 아름다운 녹지 공간을 구성하여 주변 경관과 잘 어우러질 수 있으며, 입주민들의 휴식공간으로도 활용할 수 있다. 현재까지 소규모 전원주택 단지에 특화된 하수처리장치(10㎥/day 이하)는 상품화 된 것이 없으며, 기술의 차별성을 논하기 위해 비교적 규모가 큰 마을 하수처리장치(50㎥/day 이상)와 비교하고자 한다. 마을 하수처리 시설은 기존의 광역하수처리장이나 일정 규모이상의 하수처리장을 대체하여 하수도관의 설치가 어려운 도시 외각 지역이나 농어촌, 산간지역에 주로 설치하고 있다. 적용공법으로는 접촉산화법이 약 45%, 활성오니법 약 25%, 토양트렌치법 16%, 혐기호기법 약 10%, 그리고 기타공법이 약 4%로서 접촉산화법이 가장 많이 사용되고 있다. 담체를 이용한 생물접촉산화공법은 본 발명의 하수처리장치에서 사용하려고 하는 기본 공법으로서 미생물의 탈리를 막아 처리조 내에 고농도의 미생물 군락을 유지하여 작은 공간에서 처리효율을 극대화 시킬 수 있다. 또한 미생물이 담체에 부착되어 생물막을 형성하므로 독성물질의 유입에 대한 저항성이 증가하게 되어 급격한 환경 변화에 강한 면모를 보이고 있어서, 중소규모의 하수처리 장치에 가장 선호되는 공법이다. 본 발명에서 개발하려고 하는 자연정화식 하수처리장치와 기존의 생물접촉장치와의 차이점들은 다음과 같다. 토양층을 처리조 상부에 피복시켜 계속적으로 토양미생물을 처리조에 공급함으로써 처리효율을 높이고 처리에 안정을 기할 수 있다. 기존의 생물접촉장치에서는 폐수미생물을 주로 이용하고 있으나, 토양미생물들은 폐수미생물에 비하여 성장속도가 매우 빠르며 독성물질에 대한 저항성이 강한 장점이 있고, 토양피복으로 악취제거와 병원균, 해충류 등의 제거에 효율이 탁월하다. 또한 식재된 식물의 증발산과 뿌리의 정화작용을 이용하여 오수 내의 오염물질들을 효율적으로 제거하여 맑은 처리수를 배출시킬 수 있는 고도처리 장치이다. 표토에 식재된 잔디는 녹지 공간을 구성하여 전원주택의 주변 경관과 잘 어우러질 수 있으며, 입주민들의 휴식공간으로도 활용할 수 있다. 기존의 대용량 하수처리장치는 기계장치가 복잡하여 관리가 용이하지 않고 처리 효율이 높지 못하다. 그러나 본 발명에 의한 하수처리장치는 소규모 주택단지에 특화된 장치로서 거의 관리가 필요 없으며, 처리 효율이 높아서 짧은 체류시간에 맑은 처리수를 배출시킬 수 있는 고도처리 장치이며 처리용량에 따라 융통성 있게 증감이 가능한 패키지화된 처리장치 이다. 이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 자연정화식 하수처리장치를 보다 상세히 설명하도록 한다. 본 발명의 제1실시예에 따른 자연정화식 하수처리장치는 도 5 내지 도 9를 참고하면, 혐기조(110), 무산소조(120), 폭기조(130,140,150), 침전조(160), 메쉬부재(230), 쇄석층(240), 토양층(250), 식물층(260)을 포함한다. 상기 혐기조(110), 무산소조(120), 폭기조(130,140,150), 그리고 침전조(160)는 하나의 탱크(100) 내부에 복수개의 격벽(104)에 의해 구획되어 이루어지고 상부에 개방부(103)가 구비된다. 도 8을 참고하면, 상기 탱크(100)가 도시되어 있다. 상기 조들(110-160)을 하나의 탱크(100)에 격벽(104)을 매개로 제작한 다음 이를 지하에 한 번에 매설하고 상부에 토양층(250)을 올리게 되기 때문에 설치가 신속하고 용이하게 이루어질 수 있다. 상기 혐기조(110)는, 도 5, 6, 10을 참고하면, 유입구(101)가 구비되어 오수가 입수되고, 인을 방출하면서 유기물이 제거된다. 상기 무산소조(120)는 상기 혐기조(110)로부터 오수가 유입되고, 탈질반응이 이루어지고 및 유기물이 제거된다. 상기 폭기조(130,140,150)는 상기 무산소조(120)를 통과한 오수가 유입되고, 유기물 제거를 위한 호기성 미생물이 제공되며, 상기 호기성 미생물이 부착되어 생물막을 형성하도록 담체가 충진된다. 또한 하단부에는 폭기를 위한 에어 공급 파이프((131,141,151))가 에어펌프에 연결되어 설치된다. 이때, 하나의 조를 구성하는 부피가 거의 동일하다고 가정하면, 상기 혐기조(110), 무산소조(120), 그리고 폭기조(13-150)의 개수는 1 : 1 : 3으로 설치한다. 상기 침전조(160)는 상기 폭기조(130,150)로부터 오수가 유입된 다음 모든 미생물들이 침전되고, 정화된 정화수가 유출구(102)를 통하여 배출된다. 여기서, 각 조들(110-160) 사이의 오수의 이동은 사이펀(105)을 이용하거나 월류되는 방식 등의 모든 방법을 적용할 수 있다. 상기 메쉬부재(230)는 상기 혐기조(110), 무산소조(120), 폭기조(130-150), 그리고 침전조(160) 상면을 덮도록 설치된다. 상기 메쉬부재(230)로는 여기서는 철망을 적용한다. 상기 쇄석층(240)은 상기 메쉬부재(230) 상부에 층을 이루도록 제공된다. 상기 쇄석층(240)을 구성하는 쇄석들은 상기 메쉬부재(230)에 의해 하부로 낙하되지 않고 그 위치에 있게 된다. 상기 토양층(250)은 상기 쇄석층(240) 상부에 제공되는 바, 상기 토양층(250)으로는 사양토를 적용할 수도 있다. 상기 식물층(260)은 상기 토양층(250) 상부에 심어져 그 뿌리가 상기 메쉬부재(230)를 통과하여 상기 조들(110-160)의 오수까지 하부까지 연장된다. 이때, 상기 메쉬부재(230)의 하면에 쇄석 또는 토양 일부가 낙하되는 것이 방지되도록 부직포(220)가 삽입될 수 있다. 상기 메쉬부재(230)가 철망과 같은 부재를 적용하기 때문에 특히 토양의 경우에는 외력 등의 외부 영향에 의해 낙하하여 탱크(100) 내부로 들어가 가게 되나, 상기 부직포(220)가 이러한 낙하를 방지하게 된다. 또한, 상기 부직포(220) 하부에 하중의 지지력을 보강할 수 있도록 수납 프레임(270)과 격자형 받침판(210)이 설치된다. 상기 부직포(220)와 상기 메쉬부재(110)인 철망만으로는 그 상부에 설치되는 쇄석층(240)과 토양층(250)의 하중을 견디는 것이 부족하고, 특히 사람이나 기타 차량 등이 자날 수도 있기 때문에 안전을 위하여 설치하는 것이 바람직하다. 기본적으로, 담체(1)는 전술한 본 발명의 실시예에 의한 담체(1)를 적용할 수 있다. 즉 합성수지 발포체 내부에 중량체(20)를 삽입한 담체(1)를 사용할 수 있다. 이때, 상기 담체는, 쇄석, 입자성 세라믹, 목편, 발포 폴리우레탄, 발포 폴리비닐알코올, 현수미생물막, 굴 껍질 중에 하나 또는 그 이상을 적용할 수 있다. 한편, 예를 들면, 3개의 폭기조(130-150) 중에 앞선 2개의 폭기조(130,140)인 폭기 1, 2조에는 공극이 풍부한 쇄석 담체를 사용하고 마지막 폭기조(150)에는 인 제거에 효과가 좋은 굴 껍질을 충진할 수 있다. 물론 쇄석이나 굴 껍질 외에도 공극이 풍부한 고정상 발포수지 담체를 적용할 수 있음은 물론이다. 고정상 담체는 미생물이 서식하기 가장 좋은 환경을 제공하여 그곳에서 서식하는 사상균과 원생동물들에 의해 대장균군과 BOD를 제거하게 된다. 또한 지표면의 잔디는 뿌리를 길게 내려 유입수 내의 질소와 인의 제거 능력을 20% 이상 향상시킬 수 있으며, 토양 접촉면에서는 토양미생물을 처리장치에 공급하여 BOD와 혹시 유입될 수도 있는 각종 유해물질을 제거하게 된다. 또, 상기 식물층(260)은 사계절 잔디, 미나리, 부추, 갯버들, 부들, 갈대, 줄, 달뿌리풀, 물억새 중에 하나 이상의 종류를 선택하여 식재할 수 있다. 본 발명은 가정용으로 적용하거나 주택 단지 별로 적용하게 되기 때문에 미관상 가장 선호되는 잔디를 식재하는 경우가 많을 것이다. 한편, 도 5를 참고하면, 상기 유출구(102)로 배출되는 정화수의 일부를 상기 무산소조로 복귀시키는 리턴라인이 구비될 수 있다. 한편, 도 10과 도 11을 참고하면, 본 발명의 제2실시예에 의한 자연정화식 하수처리장치가 도시되어 있다. 본 발명의 제1실시예와 다른 점은 수납 프레임(360)이 추가된 점에서 차이점이 있다. 상기 수납 프레임(360)은 탱크(100)의 개방부(103) 상부에 설치되는 구성요소들인, 격자형 받침판(310), 부직포(320), 철망(330), 쇄석층(340), 토양층(350)이 수납되어 지지되고, 최상부에는 잔디(260)가 심어져 있다. 이때, 상기 수납 프레임(360)은 상기 탱크 개방부(103)에 설치된다. 상기 수납 프레임(360)은 상술한 구성요소들을 수납할 수 있도록 상부가 개방되고 사방으로 측면(360b)을 구비한 형태로 이루어지며, 하판(360a)은 상기 격자형 받침판(310)의 테두리를 지지할 수 있도록 일부만 남기고 절개되어 개방된 형태를 가진다. 이때, 상기 수납 프레임(360)의 하판(360a)에는 일정간격으로 가로대(360c)가 설치되어 수납되는 구성요소들을 더욱 안정적으로 지지하게 된다. 이때, 상기 수납 프레임(360)에는 전술한 바와 같이, 격자형 받침판(310), 부직포(320), 철망(330), 쇄석층(340), 그리고 토양층(350)이 차례대로 수납되고, 최종적으로 상기 토양층(350)에는 잔디(260)가 심어져 있다. 이때, 상기 수납 프레임(360)은, 도 10을 참고하면, 복수개로 이루어진다. 여기서는 상기 탱크 개방부(103)에 3개의 상기 수납 프레임(360)이 설치되어 있다. 따라서 상기 수납 프레임(360)을 하나씩 상기 탱크의 개방부(103)로부터 분리하거나 조립할 수 있게 된다. 상기 수납 프레임(360)을 상기 개방부(103)로부터 분리한 다음 청소 등을 진행하고, 상기 수납 프레임(360)을 다시 제위치로 복귀시키면 원래 상태로 돌아오게 된다. 따라서 청소, 수리, 담체 교환 동의 모든 작업이 매우 원활하게 이루어질 수 있게 된다. 한편, 도 12와 도 13을 참고하면, 본 발명의 제3실시예에 의한 자연정화식 하수처리방치가 도시되어 있다. 제3실시예에서는 제2실시예의 수납 프레임을 일부 변경하고, 인접하는 토양이 무너지는 것을 방지하기 위한 외측 프레임(470)을 추가한다. 도 12를 참고하면, 상기 수납 프레임(460)의 양 측면에는 상기 수납 프레임(460)을 분리했을 때, 그 인접하는 토양이 무너져 상기 탱크(100) 내부로 투입되는 것을 방지할 수 있도록 외측 프레임(470)을 장착하게 된다. 외측 프레임(470)은 세 개가 아니라 하나로 구성할 수 있고, 단면은 90도로 절곡된 형태를 가진다. 상기 수납 프레임은 제2실시예와 마찬가지로, 하판(460a), 측면(460b)으로 이루어지고, 가로대(460c)를 더 포함할 수도 있다. 또한 상기 수납 프레임(460)의 측면(460a) 상단부에는 절개부(460d)를 형성하여 리프팅용 레버(461)를 수납할 수 있도록 되어 있다. 이때, 도 12를 참고하면, 상기 수납 프레임(460)을 분리하면 그 양측의 인접하는 토양은 상기 외측 프레임(470)에 의해 지지되기 때문에 무너져 내리지 않게 된다. 도 13을 참고하면, 상기 수납 프레밍(460)에는 수납 프레임(460)을 용이하게 위로 들어 분리할 수 있도록 리프팅용 레버(461)가 설치되어 있다. 이때, 상기 리프팅용 레버(461)는 각 측면(460a)에 서로 마주보도록 두 개씩 설치되어 있고, 상기 수납 프레임(460)의 측면(460a)에 회전할 수 있도록 설치되어 있고, 자유단에는 들어올리기 위한 로드, 봉, 파이프 등을 삽입하기 위한 관통홀(461a)이 구비되어 있다. 따라서 상기 리프팅용 레버(461)는 수직으로 회전시켜 세우고, 그 다음에 로드를 상기 관통홀(461a)을 관통하도록 한 다음 반대 측면도 동일하게 작업하고 로드를 들어 올리면 상기 수납 프레임(460) 전체가 분리되어 상승하게 된다. 반대로, 상기 수납 프레임(460)을 원위치로 삽입할 때에도 로드와 리프팅용 레버(461)를 이용하여 용이하게 삽입할 수 있게 된다. 상기 수납 프레임(460)이 원위치로 복귀하여 상기 리프팅용 레버(461)도 원위치로 회전시켜 복귀시킨다. 이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다. 본 발명에 의한 담체는 다양한 정화시설에 사용이 될 수 있을 것이고, 본 발명에 의한 하수처리장치는 소형으로 제작하여 가정용으로 적용이 가능할 것이다. Disclosed are a sewage-purifying carrier which can be fabricated at low cost and a sewage treatment device using an eco-friendly sewage-purifying carrier which has a small size and is buried under the ground to be semi-permanently usable. A carrier for sewage according to the present invention comprises: a carrier body made of a foamed and porous synthetic resin for allowing a microbe to live therein; and a weight body forcedly inserted into a hole formed by cutting a part of the carrier body. 미생물이 서식할 수 있도록 합성수지가 발포되어 다공성으로 이루어진 담체 몸체; 상기 담체 몸체에 일부가 절개되어 형성된 홀에 억지끼움식으로 삽입되는 중량체; 를 포함하는 오폐수 정화용 고정상 담체. 제1항에 있어서, 상기 담체 몸체는 육면체로 이루어지고, 상기 홀은 관통 홀로 형성된 오폐수 정화용 고정상 담체. 제2항에 있어서, 상기 관통 홀의 중앙에는 직경이 확대된 확경부가 형성되어 상기 중량체가 안착되는 오폐수 정화용 고정상 담체. 유입구가 구비되어 오수가 입수되고, 인을 방출하면서 유기물이 제거되는 혐기조; 상기 혐기조로부터 오수가 유입되고, 탈질반응이 이루어지고 및 유기물이 제거되는 무산소조; 상기 무산소조를 통과한 오수가 유입되고, 유기물 제거를 위한 호기성 미생물이 제공되며, 상기 호기성 미생물이 부착되어 생물막을 형성하도록 담체가 충진된 폭기조; 상기 폭기조로부터 오수가 유입된 다음 모든 미생물들이 침전되고, 정화된 정화수가 유출구를 통하여 배출되는 침전조; 상기 혐기조, 무산소조, 폭기조, 그리고 침전조가 모두 매립된 상태에서 상면을 덮도록 설치된 메쉬부재; 상기 메쉬부재 상부에 층을 이루도록 제공되는 쇄석층; 상기 쇄석층 상부에 제공되는 토양층; 및 상기 토양층 상부에 심어져 그 뿌리가 상기 메쉬부재 하부까지 연장되는 식물층; 상기 메쉬부재 하부에 하중에 대한 지지력을 보강할 수 있도록 설치된 격자형 받침판; 상기 격자형 받침판, 메쉬부재, 쇄석층, 그리고 토양층이 수납되도록 상부가 개방되고 사방으로 측면을 구비한 형태로 이루어지며, 하판은 상기 격자형 받침판을 지지할 수 있도록 일부가 개방된 상태에서 매립된 수납 프레임; 상기 수납 프레임의 제거 시, 인접하는 토양이 무너지는 것을 방지할 수 있도록 상기 수납 프레임 측면에 설치되고 단면이 90도로 절곡된 형태를 가지는 외측 프레임; 및 상기 수납 프레임의 측면 상단부의 절개부에 수납되고, 상기 수납 프레임을 용이하게 들어 분리할 수 있도록 일단이 상기 절개부에 회전할 수 있도록 설치되며, 타단인 자유단에는 리프팅용 파이프를 삽입하기 위한 관통홀이 구비된 리프팅용 레버; 을 포함하는 오폐수 정화용 고정상 담체를 이용한 하수처리장치. 제4항에 있어서, 상기 혐기조, 무산소조, 폭기조, 그리고 침전조는 하나의 탱크 내부에 복수개의 격벽에 의해 구획되어 이루어진 오폐수 정화용 고정상 담체를 이용한 하수처리장치. 제4항에 있어서, 상기 메쉬부재의 하면에 쇄석 또는 토양 일부가 낙하되는 것이 방지되도록 부직포가 삽입된 오폐수 정화용 고정상 담체를 이용한 하수처리장치. 제4항에 있어서, 상기 담체는, 쇄석, 입자성 세라믹, 목편, 발포 폴리우레탄, 발포 폴리비닐알코올, 미생물이 부착된 현수미생물담체로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 오폐수 정화용 고정상 담체를 이용한 하수처리장치. 제4항에 있어서, 상기 식물층은 사계절 잔디, 미나리, 부추, 갯버들, 부들, 갈대, 줄, 달뿌리풀, 물억새로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 오폐수 정화용 고정상 담체를 이용한 하수처리장치. 제4항에 있어서, 상기 토양층은 사양토로 이루어진 오폐수 정화용 고정상 담체를 이용한 하수처리장치. 제4항에 있어서, 상기 유출구로 배출되는 정화수의 일부를 상기 무산소조로 복귀시키는 리턴라인이 구비된 오폐수 정화용 고정상 담체를 이용한 하수처리장치. 유입구가 구비되어 오수가 입수되고, 인을 방출하면서 유기물이 제거되는 혐기조; 상기 혐기조로부터 오수가 유입되고, 탈질반응이 이루어지고 및 유기물이 제거되는 무산소조; 상기 무산소조를 통과한 오수가 유입되고, 유기물 제거를 위한 호기성 미생물이 제공되며, 상기 호기성 미생물이 부착되어 생물막을 형성하도록 담체가 충진된 폭기조; 상기 폭기조로부터 오수가 유입된 다음 모든 미생물들이 침전되고, 정화된 정화수가 유출구를 통하여 배출되는 침전조; 상기 혐기조, 무산소조, 폭기조, 그리고 침전조가 모두 매립된 상태에서 상면을 덮도록 설치된 메쉬부재; 상기 메쉬부재 상부에 층을 이루도록 제공되는 쇄석층; 상기 쇄석층 상부에 제공되는 토양층; 및 상기 토양층 상부에 심어져 그 뿌리가 상기 메쉬부재 하부까지 연장되는 식물층; 상기 메쉬부재 하부에 하중에 대한 지지력을 보강할 수 있도록 설치된 격자형 받침판; 상기 격자형 받침판, 메쉬부재, 쇄석층, 그리고 토양층이 수납되도록 상부가 개방되고 사방으로 측면을 구비한 형태로 이루어지며, 하판은 상기 격자형 받침판을 지지할 수 있도록 일부가 개방된 상태에서 매립된 수납 프레임; 상기 수납 프레임의 제거 시, 인접하는 토양이 무너지는 것을 방지할 수 있도록 상기 수납 프레임 측면에 설치되고 단면이 90도로 절곡된 형태를 가지는 외측 프레임; 및 상기 수납 프레임의 측면 상단부의 절개부에 수납되고, 상기 수납 프레임을 용이하게 들어 분리할 수 있도록 일단이 상기 절개부에 회전할 수 있도록 설치되며, 타단인 자유단에는 리프팅용 파이프를 삽입하기 위한 관통홀이 구비된 리프팅용 레버; 을 포함하되, 상기 담체는 미생물이 서식할 수 있도록 합성수지가 발포되어 다공성으로 이루어진 담체 몸체와, 상기 담체 몸체에 일부가 절개되어 형성된 홀에 억지끼움식으로 삽입되는 중량체를 포함하는 오폐수 정화용 고정상 담체를 이용한 하수처리장치.
