KR100429472B1 - 연못정화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연못정화장치에 관한 것으로 특히, 수질관리에 유용한 기체(O₂, O₃또는 미생물 및 양액)의 주입이 용이하면서도 연못 전면(全面)에 균일하게 환류가 발생하고 용존산소량을 크게 높일 수 있게 하여 수질관리가 보다 효과적으로 이루어질 수 있게 한 연못정화장치이다.

발명은 연못의 가장 깊은 곳에 부설되는 취수구에 의해 끌어들인 물을 연못의 가장자리를 따라 설치되는 순환라인과 배수구를 이용하여 연못의 물이 정체됨이 없이 균일하게 환류될 수 있게 구성하고, 상기 배수구에 압력 차에 의해 대기중의 공기를 자동으로 흡입하는 공기흡입장치를 부가하여 각각의 배수구에서 내뿜는 처리수(O₂, O₃다량함유)외에 기체(대기중의 공기)도 함께 연못에 공급하여 물의 용존산소량을 높이도록 하고, 상기 배수구는 연못 전체에 균일한 환류를 일으키기 위해서 굴곡이 심한 부위까지 적정간격으로 여러개를 설치하고, 각각의 배수구 선단에는 공기 자동 흡입 노즐을 설치하여 환류 효과를 높이도록 구성됨을 특징으로 하고 있다.

Description

연못정화장치{Pond-purification system }

본 발명은 연못의 수질을 개선하기 위한 연못정화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수질관리에 유용한 기체(O₂, O₃) 주입이 용이하고, 연못의 용존산소량을 크게 증대시켜 물을 오염시키는 오염원인 조류(藻類)와 혐기성(嫌氣性) 박테리아의 발생을 억제할 수 있게 함으로써 연못의 수질관리가 보다 효과적으로 이루어질 수 있는 연못정화장치를 제공함에 있는 것이다.

연못에 서식하는 조류나 연못수초는 1차 생산자(primary producer)에 속하며 이들은 광선, 물 그리고 물에 용존하는 질소나 인등의 무기영양소(mineral nutrients)에 의존해서 증식한다.

따라서 연못에 유입되는 그 어떤 물(비, 관개수, 배수 등)이라도 조류의 영양소를 함유하고 있고, 비료 잔류물, 토양입자 그리고 공기(대기중의 질소가스는 연못물에 녹아 질산염으로 전환됨)를 통해서도 영양소는 공급이 되기 때문에 연못에는 조류의 영양소가 항상 풍부하고 그 공급원 또한 끝이 없고 그 양은 막대하다. 일례로 빗물속에 함유되어 있는 단지 0.05PPM의 인(phosphorus)만 있어도 연못에서는 조류의 서식이 가능할 뿐 아니라, 연못 속의 침전물 그 자체가 조류의 훌륭한 영양소가 되고 있다.

하지만 산소는 이들 영양소를 산화시킴으로서 조류의 먹이사슬을 차단하게 된다. 그러나 유기물질이 계속해서 유입되면 그 유기물질을 이용하는 조류가 과다하게 번성하여 부영양화(富營養化：eutrophication)가 심해지는 적조 현상(積藻 現狀)을 유발하게 되고, 이에 따른 용존산소량의 고갈로 조류가 고사하면 그 성체가띠 모양을 형성하여 물에서 떠다니게 된다.

이들이 물 속으로 가라앉으면 호기성 미생물에 의해서 상당량이 분해되는데, 미생물은 이 분해과정에서 산소를 필요로 하게 되며 이 산소의 대부분은 물 속에서 얻게 된다. 만약 물이 정체되어 있는 경우 물 속의 산소는 미생물 분해의 진행과 더불어 더욱 부족하게 된다.

산소가 부족할 경우 미생물 분해는 지연되기 때문에 탁도가 증가하게 되며 영양소들은 물속으로 재방출되므로 이것은 재차 조류들의 번식, 생장, 소멸 과정 등의 악순환을 초래하게 되는 것이다.

만약 산소가 주기적으로 그리고 지속적으로 재생산되고 순환까지 된다면 호기성 미생물은 효과적으로 유기물질을 분해시켜 연못물을 정화시킬수 있는 반면에 산소가 없거나 적은 혐기적 환경이 되면 혐기성 미생물들이 황화수소(hydrogen sulfide)나 메탄(methane) 가스를 발생시켜 연못에서의 악취를 발생하게 된다.

그러므로 연못이나 작은 호수에 저장된 물은 유동이 되지 않을 경우 정체성으로 인해 자정능력이 매우 약하게 되는데 노즐을 통하여 물을 분사시키게 되면 연못물 표면적이 수배 내지는 수십 배 증가하여 공기중의 산소와 접촉면적이 그만큼 커짐으로써 용존산소량이 증가하게 된다.

특히 골프장의 경우 필드의 조경과 더불어 장애물(hazard)로 활용되고 있는 연못은 일반적으로 별도의 배수로가 구비되지 않아 일정기간이 경과하면 쉽게 부패·오염된다. 또한 이들 연못은 저수된 물이 지하로 스며들어 유량이 감소되는 것을 방지하기 위하여 지반을 콘크리트로 마감하거나 기타의 방수처리를 하기 때문에 물의 부패가 빠르고, 잔디관리를 위해 사용하는 농약은 연못의 부패를 심화시키기도 한다.

그리하여 종래에는 연못에 분수를 설치하거나 또는 특수효소를 이용하여 연못이 오염되는 것을 예방하기도 하였으나, 전자는 산소처리비율이 극히 제한적일 수밖에 없고, 후자는 박테리아와 특수 합성된 생체 영양소(특수효소) 등을 연못에 투여하는 방법을 통해 오염물질을 제거하는 관계로 유지 관리비가 많이 소요되는 단점이 있었다.

상기한 종래 문제점의 대부분은 용존산소량이 부족한 데서 기인하는 것이므로 연못 속의 용존산소량을 높이는 것은 연못의 여러 가지 문제점을 해결하는데 필수적인 선결 과제라 할 수 있다.

이에 본 발명은, 연못이 쉽게 오염·부패되는 것을 방지하고, 이들의 유지 관리비도 크게 절감할 수 있는 연못정화장치를 제공함을 그 목적으로 하고 있다.

또한 본 발명은 종래의 수질관리에서 부족한 점으로 지적되었던 연못 전체에 골고루 큰 환류를 연속적으로 일으키는 방식과 수질관리에 유용한 산소나 오존 또는 유용한 물질도 한 라인에서 효과적으로 자동 주입할 수 있는 새로운 연못정화장치를 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

상기한 목적을 구현하기 위해 본 발명에서는 연못의 가장 깊은 곳에 부설되는 취수구에 의해 끌어들인 물을 연못의 상층부 가장자리를 따라 설치되는 배수구를 이용하여 연못의 물이 정체됨이 없이 균일하게 환류될 수 있게 하고, 상기 배수구에 압력차에 의해 대기중의 공기를 자동으로 흡입·공급하는 공기흡입장치를 부가하여 각각의 배수구에서 내뿜는 처리수(O₂, O₃다량함유)외에 기체(대기중의 공기)도 함께 연못으로 공급될 수 있게 하여 물의 용존산소량을 높이도록 구성함에 그 특징이 있으며, 아울러 노즐을 통하여 물을 분사시킴으로서 연못물 표면적이 수배 내지는 수십 배 증가되어, 그 증가된 만큼 공기중의 산소와 접촉면적이 커짐으로서 용존산소량이 증가되는 특징이 있다.

상기 배수구는 연못 전체에 큰 환류를 일으키기 위해서 굴곡이 심한 부위까지 설치하고, 각각의 배수구 선단에는 공기 자동 흡입 노즐을 설치하여 환류를 극대화시키도록 되어 있다.

이와 같이 본 발명은 연못에 담수되는 물속의 용존산소량을 기존 보다 크게 높여 생물학적 산소요구량(BOD: Biological Oxygen Demand)이나 화학적 산소요구량(COD: Chemical Oxygen Demand)을 대폭 낮춤으로써 연못의 오염원이 되는 물 속 조류나 유기물질을 산화시키고, 또한 살균시킴으로써 연못정화에 크게 기여할 수 있는 것이다.

이하, 첨부 도면을 참고로 하여 본 발명을 상세히 설명하는 실시예에 의하여 구성 및 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명이 적용된 연못에 정화장치가 설치되는 것을 나타낸 평면도,

도 2와 도 3은 본 발명을 설명하기 위한 요부 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 공기 자동 흡입 노즐의 단면도,

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

10: 연못

20: 취수구

30: 순환라인

50: 배수구

60: 공기 흡입관

70: 공기 자동 흡입 노즐

80: 약액주입장치

P: 펌프

본 발명의 연못정화장치는 도 1에 나타낸 바와 같이 연못(10) 가장자리부위를 따라 다수의 자재관(flexible tube)을 차례로 연결시킨 배수관을 이용하여 하나의 순환라인(30)을 형성하여 연못의 심층부에 설치되는 취수구(20)로 유입되는 물이 상기 순환라인(30)을 통해 환류 되도록 하였다.

상기 순환라인(30)에는 소정 간격으로 다수의 배수구(50,50,50,…)가 분기 접속되며, 각각의 배수구(50) 말단부에는 일정한 높이만큼 수면 밖으로 노출되는 공기 흡입관(60)이 구비된 공기 자동 흡입 노즐(70)을 설치하여 상기 공기 흡입관(60)을 통해 공기중의 산소를 공급하여 용존산소량을 높일 수 있도록 구성하고 있다.

또한 본 발명은 순환라인(30)을 따라 연못으로 환류되는 물의 수질관리에 유용한 미생물 배양액 및 약액(연못 정화제 등)을 자동으로 주입하도록 된 별도의 약액주입장치(80)를 포함하고, 상기 약액주입장치(80)는 취수구(20)에 연결되어 약액주입장치(80)로부터 자동 공급되는 약액이 순환라인(30)을 통해 연못에 고르게 살포할 수 있도록 함을 특징으로 하고 있다.

또한 저수위가 유동적인 연못(10)에서는 자유롭게 구부러지도록 된 자재이음 구조품을 이용할 수 있어 노즐의 위치도 충분한 유동성을 가질 수 있게 하였다.

따라서 기존에 문제가 되어왔던 남조류 및 녹조류의 주 발생지역인 굴곡이 심하고 얕은 부분까지도 강제 순환방식으로 환류가 가능하게 하고 또한 연못물의 표면수와 심층수의 교반효과로 인하여 양자의 수온차를 없애줌으로써 조류발생의 억제가 가능하도록 하였다.

이와 같이 구성된 본 발명의 연못정화장치는 연못(10)이 혼탁해지면 정화장치의 취수구의 펌프(P)를 작동시킨다. 그리하면 연못(10)내의 혼탁해진 물은펌프(P)에 의해 취수구(20)를 통하여 순환라인(30)으로 유입된 후 연못(10)에 설치되는 각각의 배수구(50)의 공기 자동 흡입 노즐(70)을 통해 연못에 고압으로 분사되어지며 환류하게 된다.

이를 일정시간이상 작동시키면 연못(10)의 물 속에는 수면으로 노출되는 공기 흡입관(60)을 통해 유입되는 대기중의 공기가 배수구(50)의 공기 자동 흡입 노즐(70)을 통과할 때 발생하는 수압차에 의해 흡입된 후 미세한 기포상태로 물 속에 용해됨으로써 통상적인 분수시스템과 비교시 산소전이효능이 12∼20배 정도로 우수한 용존산소량을 유지시킬 수 있게 된다.

이처럼 본 발명은 용존산소량을 크게 높이는데 반해 생물학적 산소요구량(BOD)과 화학적 산소요구량(COD)은 저하시킴으로서 연못의 오염원이 되는 물 속 담수조류나 유기물질 등은 모두 산화시킬 수 있게 되어 혐기성 박테리아나 바이러스까지도 살균, 소독하게 되는 장점이 있는 것이다.

그리고 연못의 가장자리 즉 경계부위를 따라 부설되는 순환라인(30)은 굴곡이 심하고 얕은 부분까지도 설치가 용이하여 용존산소량이 풍부한 심층 저온수를 분사하게 되고, 용존산소량이 풍부한 물이 새롭게 공급되어짐에 따라 연못 가장자리의 유기물이 산화되면 조류 등의 영양분이 차단되고 물의 정화작용이 진행된다.

본 발명은 용존산소량이 풍부한 물 공급뿐만 아니라 취수라인으로부터 끌어 올려진 물을 연못 주위를 따라 설치된 노즐을 통해 고압으로 분사시킴으로써 연못 전체가 큰 환류를 일으키게 되고, 이러한 환류는 물의 표면적을 키워서 공기와의 접촉기회를 늘려 주기 때문에 더 많은 양의 물이 산화 처리될 수 있는 것이다.

이처럼 산소가 주기적으로 그리고 지속적으로 재생산되고 순환됨으로서 미생물은 효과적으로 유기물질을 분해시켜 연못물을 정화하게 된다.

한편, 연못 심층부의 물이 다수의 배수구(50)에 부설되는 공기 자동 흡입 노즐(70)을 통해 순환토록 함으로서 연못내의 물은 수평적으로 유동할 뿐만 아니라 상, 하로 유동되는 교반 효과에 의해 종합적인 환류가 발생하여 연못 저부와 상부간의 수온차를 없애주는 역할을 할 뿐만 아니라 용존산소량이 풍부한 물은 상, 하로 골고루 분산 시 침전물과 더불어 혼합 교반 됨으로 수초 등이 부착되는 것을 억제할 수 있는 것이다.

또한 본 발명은 연못을 관리할 때 조류제거 영양소 조절 및 탁도 개선용 약액(투입제)을 사용해야 할 경우에는 이들 약제들을 간편하고 효율적으로 투입할 수 있도록 된 취수구(20)와 연결되는 별도의 약액자동주입장치를 이용하면 연못 전체에 신속하게 약제 살포가 가능하여 종래처럼 과립상 투입제 살포시보다 시간과 경비 등을 크게 줄일 수 있어 경제적이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 자재이음관을 통해 순차적으로 연결되는 하나의 순환라인을 굴곡이 심한 연못의 가장자리에까지 설치하여 남조류 및 녹조류의 주 발생지역인 연못의 얕은 부분까지도 물을 환류시키며 용존산소량을 높이도록 구성함으로서 물의 정화효과가 매우 높고, 수질관리에 유용한 기체를 발행시켜 별도의 처리조를 이용하지 않고도 정화시킬수 있는 것이다.

또한 본 발명은 구조가 간단하여 설비비가 저렴하게 소요되면서도 효과적으로 연못내의 물을 정화할 수 있어 항상 청결하고 깨끗한 연못을 유지하는 것이 가능하여 유지·관리비가 저렴하다는 등의 효과가 있는 것이다.

Claims (4)

1. 연못(10) 가장자리부위를 따라 다수의 자재관으로 연결되는 순환라인(30)을 설치하여 연못의 심해에 설치되는 취수구(20)로 유입되는 물이 순환라인(30)에 분기 접속되는 다수의 배수구(50)를 통해 다시 연못으로 환류시키도록 구성된 연못정화장치에 있어서, 상기 순환라인(30)에서 T자 분지하여 연못직상방향으로 복수의 배수구(50)가 연결되고, 상기 배수구(50)에는 벤츄리튜브의 일종인 공기 자동 흡입노즐(70)이 결합되고, 단면적이 입출구보다 상대적으로 작게 형성된 상기 공기 자동 흡입 노즐(70)의 중간부에는 타단이 수면밖으로 노출된 공기 흡입관(60)이 연결되어, 배수구(50)로 부터 유입된 액체가 상기 공기 자동 흡입 노즐(70)을 통과할 때 그 중간부는 베르누이 원칙에 따라 대기압 이하로 떨어지게 됨으로써, 대기가 공기 흡입관(60)을 통해 공기 자동 흡입 노즐(70)내부로 빨려들어가고, 수압에 의해 액체와 함께 상기 공기 자동 흡입 노즐(70) 밖으로 분출되어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 연못정화장치.
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