KR100479351B1 - 기능성 세라믹 수질정화 방틀 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오염된 하천, 호수 등의 수변 수충부에 침식안정을 위한 방틀을 설치하고 방틀 내에 기능성 세라믹을 충진하여 수질을 자연정화할 수 있도록 한 기능성 세라믹 수질전화 방틀에 관한 것이다.

본 발명에 의한 기능성 세라믹 수질정화방틀은 폐비닐, 제강슬래그, 음식물쓰레기, 황토 및 무기물을 혼합하여 만든 슬래그 비닐(SV)강을 방틀목으로 하여 방부목 방틀이나 PE방틀이 갖는 썩거나 비환경적인 제질의 단점을 보완하여 영구적이며 튼튼하고 조립, 시공이 간편하게 하였으며, 방틀내부의 기능성세라믹에 의한 유기물의 흡착, 여과, 산화, 분해 및 탈질 기능과 상단에 식재된 수생식물에 의해 질소, 인제거를 동시에 수행할 수 있어 동시에 수행할 수 있어 오염된 하천수를 효율적으로 자연정화할 뿐만 아니라 하천의 자정능력을 증진시키는 효과가 있다.

본 발명은 각각 긴 육면체 형상의 슬래그 비닐(SV)강 재질로 구성되는 기초목, 가로목, 방틀목으로 구성되며 연속적으로 상기 방틀목의 양단부가 상호 결합되도록 배치하여 내부가 비어있는 육면체 형상을 구성하는 방틀과 방틀 내부를 둘러싸도록 구비되는 이탈방지그물과 방틀 내부를 충진하는 사석으로 구성된다.

또한 방틀 내부에 사석을 넣고 차례로 사석질소성유기물분해세라믹, 흡착산화분해세라믹, 자갈사석, 미생물활성세라믹이 내부에 충진된 야자섬유매트를 적층시켜 구성한다.

Description

기능성 세라믹 수질정화 방틀{water purification case with functional ceramics}

본 발명은 기능성 세라믹 수질정화 방틀에 관한 것으로 보다 상세히 말하면 오염된 하천, 호수등의 수변 수충부에 침식안정을 위한 방틀을 설치하고 방틀 내에 기능성세라믹을 충진하여 수질을 자연정화할 수 있을 뿐만 아니라 수생생물의 서식 산란처등 수생생물 생태기능을 수행하도록 한 세라믹 수질정화방틀에 관한 것이다.

호수나 강, 해안, 저수지, 댐 등의 수변은 여러 어류와 수중, 수변생물이 어우러져 다양하고 복잡한 수변생태계를 유지하고 있다.

이러한 수변생태계는 비교적 개발의 손길이 닿지 않는 시골지역이나 상류에는 잘 유지되고 있으나 강의 하루 등 도심지 내에서는 도시하수에 의한 수질오염문제와 인위적으로 직강화된 수로 하천 사면에 설치된 폐쇄형 콘크리트 블록등으로 완전히 생태계가 파괴되었다.

상기의 문제점을 해결하고 오염된 하천, 호수 등의 수변 수충부에 방틀을 설치하였다.

종래에는 방틀을 제작할 경우 수직 연결기둥을 사용하거나 목재에 홈을 파서 목재끼리 연결하는 등 제작단가가 높고 제작공정이 어렵거나 복잡하였고 방틀의 재질이 목재이기 때문에 수중이나 해변가에 설치되는 방틀은 쉽게 썩거나 부서지고 모양이 변하는 등 내구성이 상당히 약한 문제점이 있었다.

이렇게 제작되는 것도 단순히 나무방틀을 조립한 후 그 내부에 돌만을 채워 수변에 설치하여 수변의 세굴을 방지하는 단순한 기능뿐이었고 식생은 자연에 의해 수변으로 떠오르는 이름 모를 식물씨앗등에 의존하는 정도였다.

또한 이러한 방법에 의한 방틀은 방틀 내부에 사석으로만 채워 넣었기 때문에 실질적으로 식물이 뿌리를 내려 활착이 거의 불가능하여 수변에 식생추이대를 형성하기가 어렵거나 불가능하였다. 또한 한강 등 비교적 커다란 하천은 그 수변이라 할 지라도 수심이 매우 깊어 실치된 방틀이 수변 밑에서 뻘에 잠기는 등 제 기능을 다하지 못하거나 사면의 세굴방지 기능 외에는 없었다. 이러한 이유로 기존 단순 침수방틀은 하천변에 설치된 일종의 침식안정 구조물 역할 밖에는 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로 종래의 복잡한 방법으로 제작되는 나무 방틀의 제작을 쉽고 단순화하여 방틀의 제작경비를 절감하고, 더욱 내구성이 강하고 견고하게 조립할 수 있고, 설치 후 변형이 없으며 더 나아가 방틀의 단순한 기능을 개선, 확대, 발전시켜 쉽게 자연스러운 생태적인 환경복원 기술까지도 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 각각 긴 육면체 형상의 슬래그 비닐(SV)강 재질(slag 80%, vinyl 15%, 음식물쓰레기 5%)로 구성하여 양단부의 하측면에 지주가 돌출되어 구비된 기초목, 가로목, 양단부의 상측면에 돌출되어 구성된 돌출부와 양단부의 하측면에 함입되어 구성된 요입부를 구비한 방틀목으로 구성되며, 상기 방틀목의 돌출부를 요입부에 끼워 맞춰 밑판으로부터 수직교차하면서 상기 방틀목을 수직방향으로 연속적으로 상기 방틀목의 양단부가 상호 결합되도록 배치하여 내부가 비어있는 육면체 형상을 구성하는 방틀과 상기 방틀의 내부를 둘러싸도록 하는 이탈방지그물과 상기 방틀내부를 충진하는 사석으로 구성하여 방틀의 제작과정을 단순화시켜 경비를 절감하면서 튼튼한 방틀의 제작할 수 있으며, 방틀내부에 사석을 넣고 차례로 질소성유기물분해세라믹, 흡착산화분해세라믹, 자갈사석, 미생물활성세라믹이 내부에 충진된 야자섬유매트를 적층시켜 유기물의 산화분해 및 질소, 인 제거와 수생식물에 의한 질소, 인 제거를 동시에 수행할 수 있도록 하여 수질정화기능을 극대화시킬 수 있을 뿐만 아니라 수생생물의 서식 산란처를 제공함으로서 하천생태기능을 회복할 수 있는 기능성세라믹수질정화방틀을 제공하고자 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 특징적인 구성과 작용효과를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명 방틀의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명 방틀목의 결합상태를 나타낸 단면도이며, 도 3은 본 발명 기능성 세라믹 수질정화 방틀의 사시도이고, 도 4는 도 3의 A-A'에 따른 단면도이며, 도 5는 종래의 홈연결 방식 방틀의 사시도이다.

본 발명은 각각 긴 육면체 형상의 슬래그 비닐(slag vinyl) 강 재질(slag 80%, vinyl 15%, 음식물쓰레기 5%) 슬래그는 중량의 안정화에 기여하고 비닐은 비닐피막이 형성 인장강도와 압축 강도를 증가시키며 음식물 쓰레기는 변형을 방지하며 이로 구성되는 기초목(110), 가로목(120), 방틀목(130)으로 구성되며, 상기 방틀목(130)을 밑판으로부터 수직교차하면서 수직방향으로 연속적으로 상기 방틀목(130)의 양단부가 상호 결합되도록 배차하여 내부가 비어있는 육면체 형상을 구성하는 방틀(100)과 방틀(100) 내부를 둘러싸도록 구비되는 이탈방지그물(200)과 방틀(100)내부를 충진하는 사석(300)으로 구성된다.

방틀(100)은 기초목(110)과 가로목(120) 그리고 방틀목(130)으로 구성된다.

기초목(110)은 긴 육면체의 형상으로 구비되며, 양단부의 하측면에 지주(111)가 돌출되어 구비된다. 지주(111)는 방틀(100)이 지면에 고정시킬 수 있도록 구비된 것이다. 상기의 지주(111)에 의해서 방틀(100)이 쉽게 움직이지 않도록 하여 오랜 기간의 사용에도 방틀(100)의 변형이나 수류의 흐름에 따라서 방틀(100)이 움직이는 것을 방지하여 준다.

가로목(120)은 도 1에 도시된 바에 같이 기초목(110)을 고정시키고 다수개의 가로목(120)의 양단을 상기 기초목(110)에 결합시킨다. 가로목(120)은 기초목(110)과 함께 방틀(100)의 밑판을 형성한다.

방틀목(130)은 도 2에 도시된 바와 같이 긴 육면체의 형상으로 형성되며, 양단부에 각각 돌출부(131)와 요입부(132)를 구비한다.

상기의 기초목(110)과 가로목(120) 그리고 방틀목(130)은 모두 친환경 소재인 SV강 재질로 구성된다. 합성수지재로 구성되어 수중이나 수변가에 설치된 종래의 나무로 된 방틀이 물에 의해 부식되거나, 오랜 기간의 사용시에 쉽게 변형되고 파손되는 것을 방지하기 위해서이다.

도 1에 도시된 바와 같이 상기 기초목(110)과 가로목(120)으로 형성된 밑판에 상기 방틀목(130)의 돌출부(131)를 요입부(132)에 끼워 맞춰 밑판으로부터 수직 교차하면서 상기 방틀목(130)을 수직방향으로 연속적으로 상기 방틀목(130)의 양단부가 상호 결합되도록 배치하여 내부가 비어있는 육면체 형상의 방틀(100)이 형성된다.

방틀목(130)의 결합상태를 구체적으로 설명하면 도 2에 도시된 바와 같이 방틀목(130)의 일단의 돌출부(131)에 방틀목(130a)의 요입부(132a)를 결합하여 끼워 맞춰서 구성하고, 또한 방틀목(130) 상단의 돌출부(131)에 방틀목(130b)의 요입부(132b)를 결합하여 끼워 맞춰서 구성한다.

상기의 방법으로 제작된 방틀(100)은 도 5에 도시된 바와 같은 기존의 연결홈(141)이 구비된 방틀목(140)으로 구성된 방틀에 비해 자재비용을 월등히 절감할 수 있으며 작업시간을 큰 폭으로 단축할 수 있는 등 제작효율과 생산성이 크게 향상되었다.

이탈방지그물(200)은 비어있는 상기 방틀(100) 내부를 전체적으로 둘러싸도록 구비된다. 이는 방틀(100) 내부의 충진물이 조립된 방틀(100)의 방틀목(130) 사이의 틈새로 빠져나오는 것을 방지하여 준다.

사석(300)은 상기 방틀(100) 내부에 채워 넣는다. 사석(300)은 방틀(100)에 무게감을 더하여 설치 안정을 유도한다.

또한 방틀(100) 내부에 사석(300)을 넣고 차례로 질소성유기물분해세라믹(400), 흡착산화분해세라믹(500), 자갈사석(600)을 적측시켜 구성할 수도 있다.

질소성유기물분해세라믹(400)은 황산화세균의 활성을 촉진시켜 탈질미생물의 기능을 활성화시켜 수중의 질소산화물을 제거하는 기능을 한다.

부가적으로 설명하면 무분별한 무기질수 비료 살포 및 생활하수의 유입에 의해 하천이나 호소의 부영양화는 날로 심화되어 매년 담수의 녹초현상(green tide), 해수의 적조현상이 증가하고 있으며 그로 인해 수중생물의 사멸을 초래하기도 한다.

흡착산화분해세라믹(500)은 패각, 규조토의 성분으로 유기물을 흡착ㆍ산화분해하여 오염된 물을 정화시키는 기능을 뛰어나다.

상기의 내부 충진물들은 고밀도의 미생물 hosing 역할을 하여 산화, 탈질, 흡착, 여과 기능에 의한 수질정화 효과를 극대화시킬 수 있다.

상기의 내부 충진물을 설치한 후, 미생물활성세라믹(710)이 내부에 충진된 야자섬유매트(700)를 고정 설치한다. 이는 칼슘이온의 용출에 의한 미생물의 활성을 증진시켜 유기물을 효과적으로 산화분해시킬 뿐만 아니라 식물(800)의 초기활착이 어려운 방틀(100), 내부의 사석(300)이나 돌, 어떠한 물질 위에서도 상관없이 용이하게 식물(800)이 활착되는 효과를 나타냄으로서 식물에 의한 질소ㆍ인 제거 효과를 얻을 수 있다.

야자섬유매트(700)는 야자섬유를 주재료로 하여 구성되는데, 부가적으로 설명하면 미리 식생을 재배, 어느 정도 성장시켜 인공섬의 내부식생 기반재로 사용하고, 하천, 호수 등의 주변에 설치하여, 주로 외부의 영향으로 식생이 쉽게 활착하기 힘든 지역에 설치한다. 상기의 야자섬유매트(700)는 두루마리나 평판의 형태로 구성되며, 내부에는 칼슘이온을 용출시켜 미생물을 활성화시킬 수 있도록 미생물활성세라믹(710)을 채워 넣고, 상기 야자섬유매트(700)의 상부에 식물(800)을 미리 재배하여 활착시켜 구비된다.

미생물활성세라믹(710)은 칼슘이온을 용출시켜 유기물 산화분해 미생물을 고농도로 부착시킴으로서 강이나 호수 등의 오염된 물을 효율적으로 처리할 수 있다.

야자섬유매트(700)의 고정은 연결끈(720)을 이용하여 일정간격을 두고 끈을 교차시켜 방틀(100)에 묶어 고정시킨다. 야자섬유매트(700)는 미리 식물(800)을 활착시켜 설치하기 때문에 식재시기로 인한 공사시기의 제한을 받지 않고, 식물(800)의 활착이 가장 어려운 활착 초기 단계에서도 쉽게 식물(800)을 활착시켜 일정규모의 안정화 된 식생군락을 형성시킬 수 있고, 주변의 식생분포, 정수효과 등을 고려하여 미리 선정된 수종을 계획적으로 재배하여 설치가 가능하므로 주변 생태계와의 교란을 막을 수 있으며 초기의 어떠한 외부의 stress나 홍수시의 유속에서도 유실의 염려가 적다.

이상 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 기능성 세라믹 수질정화방틀은 폐비닐(vinyl, 압축강도증가), 음식쓰레기(변형방지), 제강슬래그(slag, 중량안정화, 독성이 없음), 황토 및 무기물을 재료로 사용하여 폐기물을 재활용은 물론 친환경소재로 개발된 SV(slag 80%, vinyl 15%, 음식물쓰레기 5%)강을 재질로 방틀목으로 하여 방틀의 제작을 단순화하여 용이하게 튼튼한 조립을 가능하게 하였으며 설치후 방틀의 변형이 없으며 더 나아가 방틀의 단순한 기능을 개선, 확대, 발전시켜 자연스러운 생태 환경복원 기술까지 제공한다

또한 방틀내부의 기능성 세라믹에 의한 유기물의 흡착, 여과, 산화, 분해 및 탈질 기능과 상단에 식재된 수생식물에 의해 질소ㆍ인 제거 기능을 동시에 수행할 수 있어 오염된 하천수를 효율적으로 자연정화할 뿐만 아니라 하천의 자정능력을 증진시키는 효과가 있으며 수심의 변동에 변동에 따라 방틀목 사이로 물이 자유스럽게 유입, 유출되고 공기의 주입을 가능케 하여 어류의 산란장소, 치어의 안전한 보호장소등 수생생물의 서식처를 상단에는 식물이 활착된 조성물을 사용하므로 계절에 상관없이 간단한 설치, 조정하여 별도의 추가작업 없이 수변대를 형성하여 수변생태기능(corridor)을 회복할 수 있게 하였다.

이렇게 식물이 활착된 조성물은 이미 조성물 내에서 식물의 뿌리가 어느 정도 활성화되어 안정되게 활착되어 있으므로 초기활착이 강하고 홍수시 빠른 유속에도 견디어 빠르게 수변 식생대를 형성할 수 있다.

또한 식물을 재배할 때 설치하고자 하는 장소의 주변생태계를 고려하고 정수작용이 강한 식물을 선택하여 선정할 수 있으므로 주변생태계의 교란을 막고 수질정화기능을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명 방틀의 분해 사시도,

도 2는 본 발명 방틀목의 결합 상태를 나타낸 단면도,

도 3은 본 발명 기능성 세라믹 수질정화 방틀의 사시도,

도 4는 도 3의 A-A'에 따른 단면도,

도 5는 종래의 홈연결 방식 방틀의 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 기능성세라믹수질정화방틀

100 : 방틀 110 : 기초목

111 : 지주 120 : 가로목

121 : 볼트 130 : 방틀목

131 : 돌출부 132 : 요입부

140 : 방틀목 141 : 연결홈

200 : 이탈방지그물 300 : 사석

400 : 질소성유기분해세라믹 500 : 흡착산화분해세라믹

600 : 자갈사석 700 : 야자섬유매트

710 : 미생물활성세라믹 720 : 연결선

800 : 식물

Claims (2)

1. 각각 긴 육면체 형상의 폐비닐, 음식쓰레기, 제강슬래그, 황토 및 무기물을 혼합제작한 슬래그 비닐(SV)강 재질로 구성되는, 양단부의 하측면에 지주(111)가 돌출되어 구비된 기초목(110), 가로목(120), 양단부의 상측면에 돌출되어 구성된 돌출부(131)와 양단부의 하측면에 함입되어 구성된 요입부(132)를 구비한 방틀목(130)으로 구성되며, 상기 방틀목(130)의 돌출부(131)를 요입부(132)에 끼워 맞춰 밑판으로부터 수직교차하면서 상기 방틀목(130)을 수직방향으로 연속적으로 상기 방틀목(130)의 양단부가 상호 결합되도록 배치하여 내부가 비어있는 육면체 형상을 구성하는 방틀(100)과;

   상기 방틀(100) 내부를 둘러싸도록 구비되는 이탈방지그물(200)과;

   상기 방틀(100) 내부를 충진하는 사석(300)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 기능성세라믹수질정화방틀.
2. 제 1항에 있어서 방틀(100) 내부에 사석(300)을 넣고 차례로 질소성유기물분해세라믹(400), 흡착산화분해세라믹(500), 자갈사석(600), 미생물활성세라믹(710)이 내부에 증진된 야자섬유매트(700)를 적층시킨 기능성세라믹수질정화방틀.