KR100528599B1 - Apparatus for suppressing algal growth using ultrasonic waves - Google Patents
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Abstract
본 발명은 초음파를 이용한 조류 생장 억제장치에 관한 것으로, 조류의 초음파 처리를 위한 초음파 기기와 물의 순환을 유도하는 수중펌프를 결합시켜 구성함으로써, 초음파 처리된 물의 신속한 교체로 넓은 수역의 물을 짧은 시간 내에 처리할 수 있고, 최소한의 초음파 기기로 초음파 처리의 효과를 극대화할 수 있으며, 운용비용이 저렴한 초음파를 이용해 남조류에 대해 선택적으로 생장 억제를 수행하여 2차 오염의 우려가 없는 친환경적인 조류 생장 억제가 가능할 뿐만 아니라, 수중펌프의 물 순환작용으로 남조류가 선호하는 정체수역을 파괴할 수 있는 효과까지 얻을 수 있는 초음파를 이용한 조류 생장 억제장치에 관한 것이다. The present invention relates to a device for suppressing algae growth using ultrasonic waves, comprising an ultrasonic device for ultrasonic treatment of algae and an underwater pump that induces circulation of water, so that water in a wide area can be changed quickly by ultrasonic water replacement. It can be processed inside, minimize the effect of ultrasonic treatment with a minimum of ultrasonic equipment, and selectively suppress growth of cyanobacteria using ultrasonic waves with low operating cost, thereby suppressing eco-friendly algae growth without fear of secondary pollution. In addition, the present invention relates to an apparatus for inhibiting algae growth using ultrasonic waves, which is capable of destroying stagnant waters preferred by cyanobacteria by the water circulation action of an underwater pump.
이러한 본 발명의 조류 생장 억제장치는, 수중에서 남조류가 주로 서식하는 수심의 물을 흡입하여 토출구를 통해 특정 방향으로 송출하도록 설치되는 하나 또는 그 이상의 수중펌프와; 초음파를 발생시켜 수중펌프로부터 송출되는 물쪽을 향하여 초음파의 조사가 가능하도록 설치되는 초음파 기기와; 수중펌프와 초음파 기기의 수중 내 위치 고정을 위한 위치고정수단과; 수중펌프와 초음파 기기의 작동을 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 제어기를 포함한다.The algae growth suppression apparatus of the present invention, one or more submersible pump which is installed to suck the water of the water inhabited mainly by the algae in the water and to send it in a specific direction through the discharge port; An ultrasonic device which generates ultrasonic waves and is installed to enable irradiation of ultrasonic waves toward the water discharged from the submersible pump; Position fixing means for fixing an underwater position of the submersible pump and the ultrasonic apparatus; It includes a controller for outputting a control signal for controlling the operation of the submersible pump and the ultrasonic device.
Description
본 발명은 초음파를 이용한 조류 생장 억제장치에 관한 것으로서, 조류의 초음파 처리를 위한 초음파 기기와 물의 순환을 유도하는 수중펌프를 결합시켜 구성함으로써, 펌프 가동시 초음파 처리된 물의 신속한 교체로 넓은 수역의 물을 짧은 시간 내에 처리할 수 있고, 최소한의 초음파 기기로 초음파 처리의 효과를 극대화할 수 있으며, 운용비용이 저렴한 초음파를 이용해 남조류에 대해 선택적으로 생장 억제를 수행하여 2차 오염의 우려가 없는 친환경적인 조류 생장 억제가 가능할 뿐만 아니라, 수중펌프의 물 순환작용으로 남조류가 선호하는 정체수역을 파괴할 수 있는 효과를 가지는 조류 생장 억제장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for inhibiting algae growth using ultrasonic waves, comprising a combination of an ultrasonic device for ultrasonic treatment of algae and an underwater pump that induces circulation of water. Can be processed in a short time, and the effect of ultrasonic treatment can be maximized with a minimum of ultrasonic devices. In addition to inhibiting algae growth, the present invention relates to an algae growth inhibiting device having the effect of destroying stagnant waters preferred by algae by the water circulation action of an underwater pump.
오늘날 산업 발달과 함께 인구가 증가하고 생활수준이 향상되면서 오폐수의 발생량이 점차 증가하고 있는 추세이다. Today, with the development of the industry, as the population increases and living standards improve, the generation of wastewater is gradually increasing.
또한, 이러한 오폐수에 함유된 질소, 인 등 다량의 영양염류가 하ㆍ폐수처리장에서 완벽히 제거되지 못한 상태로 하천이나 호소(湖沼) 또는 바다로 유입되면서 전세계적으로 대부분의 담수와 대도시 인근 해안에서는 광범위한 부영양화(富營養化, eutrophication)가 급속히 진행되고 있는 실정이다.In addition, large amounts of nutrients such as nitrogen and phosphorus contained in such wastewater have not been completely removed from sewage and wastewater treatment plants and have been introduced into rivers, lakes, or seas. Eutrophication is rapidly progressing.
여기서, 부영양화란 수중의 영양염류, 특히 질소(nitrogen)와 인(phosphorus)의 농도가 높아지는 현상을 말하며, 이로 인한 많은 문제가 발생하고 있다.Here, eutrophication refers to a phenomenon in which the concentration of nutrients in water, in particular nitrogen (nitrogen) and phosphorus (phosphorus) is increased, causing a lot of problems.
예를 들면, 담수, 특히 댐의 건설로 인하여 생긴 인공호의 부영양화는 긴 체류시간과 정체수역 증가를 초래하여 조류(藻類, algae)의 생장을 촉진하게 되고, 특히 기온이 높고 광량이 많은 여름철에는 녹조(綠潮, green tide) 또는 수화(水華)라 불리우는 현상들을 매우 빈번하게 발생시키게 된다.For example, eutrophication of freshwater, especially artificial lakes, caused by the construction of dams, leads to long residence times and increased stagnant waters, which promote algae growth, especially during summers with high temperatures and high amounts of light. The phenomenon called (green tide) or hydration occurs very frequently.
남조류(藍藻類, cyanobacteria)가 과생장할 경우에는 수표면에 커다란 부유물 덩어리(scum)를 형성하기도 하는데, 이는 미관상의 문제뿐만 아니라 정수처리 과정에서 침전사를 막히게 하고, 염소처리에 의한 발암물질의 발생 잠재력을 높이는 등의 문제를 발생시킨다.When cyanobacteria overgrow, they form large scum on the surface of the water, which not only prevents aesthetic problems, but also blocks sedimentation during water purification and prevents carcinogens from chlorine treatment. Raises the potential for development, etc.
이외에도 단일종, 특히 남조류가 우점하면서 수생 생태계가 단순해지고, 또한 남조류가 생산하는 이취기 물질(geosmin, 2-methylisoborneol 등), 간독소(microcystin, nodularin 등), 신경독소(anatoxin 등)에 의한 보건상의 위해문제가 발생하게 된다.In addition, single species, especially cyanobacteria predominate, simplifying the aquatic ecosystem, and also health by odorous substances (geosmin, 2-methylisoborneol, etc.), hepatoxins (microcystin, nodularin, etc.) and neurotoxins (anatoxin, etc.) produced by cyanobacteria. A problem may arise.
상기 독소 중에서도 마이크로시스틴(microcystin)은 가장 자주 그리고 다량으로 검출되는 대표적인 남조류 독소로서, 국내에서는 이에 의한 피해가 아직 보고된 바 없으나, 외국에서는 가축의 폐사와 인명의 피해가 여러 차례 발생, 보고된 바 있다. Among the toxins, microcystin is the most frequently detected in large quantities and is a representative cyanobacteria toxin. The damage caused by this has not been reported in Korea yet. have.
따라서, 이와 같은 문제의 발생을 방지하기 위하여 부영양화와 남조류에 의한 수화 발생을 억제하거나 신속하고도 효율적으로 처리하기 위한 다양한 기술들이 개발되어 왔으며, 이중 대표적인 공지 기술로는 심층폭기(hypolimnetic aeration), 인위적 순환(artificial circulation), 저니 준설(sediment removal), 살조제 투여(algicide addition), 인의 불활성화(phosphorus inactivation) 등이 있다.Therefore, in order to prevent the occurrence of such problems, various technologies have been developed to suppress or rapidly and efficiently handle hydration caused by eutrophication and cyanobacteria, and representative representative technologies include hypolimnetic aeration and artificial Artificial circulation, sediment removal, agicide addition, phosphorus inactivation, and the like.
여기서, 심층폭기는 가장 널리 쓰이는 방법으로 심층수에 공기를 공급함으로써 혐기성화를 방지하여 저니로부터 인의 용출을 억제하는 방법이며, 인위적 순환은 남조류 번성의 한 원인으로 작용하는 성층(成層, stratification)을 파괴하는 방법인데, 이러한 심층폭기와 인위적 순환의 방법은 동력비가 많이 든다는 단점이 있다.Here, the deep aeration is the most widely used method to prevent anaerobicization by supplying air to the deep water to suppress the elution of phosphorus from the Journey, and the artificial circulation destroys the stratification that acts as a cause of the prosperous algae However, such a deep aeration and artificial circulation method has a disadvantage of high energy costs.
국내에서는 비교적 간단한 위의 방법들을 일반적으로 많이 사용하고 있으나, 큰 효과를 거두지 못하고 있는 형편이다. In Korea, the above simple methods are generally used a lot, but they are not effective.
이에 비해 저니 준설은 인의 함량이 높은 저니를 제거함으로써, 인의 내부 부하(internal loading)를 줄이고, 장기간에 걸쳐 영양염류 농도를 낮게 유지시킬 수는 있으나, 단시간에 효과를 보기가 힘들 뿐만 아니라 비용이 많이 든다는 문제점이 있다. On the other hand, the dredger dredging reduces the internal loading of phosphorus and keeps the nutrient concentration low over a long period of time by removing the phosphorus containing jar, but it is not only effective in a short time but also expensive. There is a problem.
살조제 투여나 인의 불활성화는 철, 알루미늄, 구리염 등을 이용하여 조류의 인을 침전시키는 방법으로, 단기적인 조류 제거효과는 우수하나, 2차 오염의 문제가 있으며, 장기적으로는 실효성이 떨어지는 단점이 있다.Algae administration or phosphorus inactivation is a method of precipitating algae phosphorus using iron, aluminum, copper salts, etc. The short-term algae removal effect is excellent, but there is a problem of secondary pollution, and ineffective in the long term There is this.
이밖에 주로 우리나라에서 많이 쓰이는 기술에는 차광막 설치, 황토 살포 등이 있는데, 차광막 설치는 광합성에 필요한 태양광을 차단시켜 조류의 생장을 억제하는 방법으로, 적용 범위가 극히 제한적이면서 설치 비용이 많이 드는 문제점이 있다. In addition, the technologies commonly used in Korea include the installation of a light shielding film and the spraying of ocher, and the installation of a light shielding film is a method of suppressing the growth of algae by blocking the sunlight required for photosynthesis, and the application range is extremely limited and the installation cost is high. There is this.
또한, 황토 살포는 해양의 적조 제거에 많이 이용되고 있으나, 부유성이 있는 녹조의 경우에는 효과가 비교적 낮다는 문제점이 지적되고 있다.In addition, although the yellow soil spreading is widely used to remove the red tide of the ocean, it has been pointed out that the problem is relatively low in the case of floating green algae.
그리고, 조류 제거선을 이용하는 경우도 있었으나, 그 적용 범위가 협소하고 운용비용이 과다하다는 단점 때문에 지금은 거의 사용되고 있지 않다.In some cases, algae removal vessels have been used, but are rarely used because of their shortcomings and excessive operating costs.
상기한 문제점의 해결과 관련한 국내 특허 현황을 살펴보면, 곡물 추출 피틴산을 함유한 살조제[등록특허공보 180468호], 세라믹을 사용한 조류 제거제[공개특허공보 2000-19515호], 다공성 세라믹 분체를 이용한 적조 제거 응집제[등록특허공보 337393호], 전기분해에 의한 조류 제거방법[공개특허공보 1998-82153호], 응집 여과를 이용한 조류 제거장치[등록특허공보 317537호], 전기부상을 이용한 방법[공개특허공보 2001-48041호], 당지질을 이용한 적조방지방법[등록특허공보 384284호], 육상식물체 추출물의 이용[출원번호 2002-34173호], 다양이온계 중합체의 이용[등록특허공보 278220호] 등이 있으나, 대부분의 경우 아직 실증 단계에 이르지 못하여 널리 활용되지 못하고 있는 상태이다.Looking at the status of domestic patents related to the above-mentioned problem, algae remover containing grain extract phytic acid [Patent No. 180468], algae remover using ceramic [Public Patent Publication No. 2000-19515], red tide using porous ceramic powder Removal flocculant [Registration No. 337393], Algae removal method by electrolysis [Patent Publication No. 1998-82153], Algae removal apparatus using coagulation filtration [Registration No. 317537], Method using electric flotation [Public patent] Korean Patent Publication No. 2001-48041], a method of preventing red tide using glycolipids [Patent No. 384284], the use of terrestrial plant extracts [Application No. 2002-34173], the use of a polyionic polymer [Registration No. 278220], etc. However, in most cases, it is not yet widely used because it has not reached the demonstration stage.
이에 본 발명의 발명자들은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 연구 노력하였으며, 그 결과 조류, 특히 남조류의 생장 억제에 초음파가 뛰어난 효과를 나타냄을알게 되었다. Accordingly, the inventors of the present invention have made efforts to solve the above problems, and as a result, it has been found that the ultrasonic wave has an excellent effect on the growth inhibition of algae, especially cyanobacteria.
따라서, 본 발명의 발명자들은 초음파가 조류, 그 중에서도 환경문제의 주 원인종인 남조류에 대하여 특이적으로 억제효과가 탁월함을 입증하여 특허 출원한 바 있으며[특허출원번호 2002-34172호], 또한 하루 중 남조류에 대하여 초음파를 이용한 생장 억제에 보다 효과적인 시간대가 있음을 밝혀낸 바 있다[특허출원번호 2003-26360호].Therefore, the inventors of the present invention have applied for a patent to prove that the ultrasonic wave effect is particularly excellent against algae, a major causative species of environmental problems [Patent application No. 2002-34172], also during the day It has been found that there is a more effective time zone for the inhibition of growth using ultrasound for cyanobacteria (Patent Application No. 2003-26360).
그러나, 초음파의 처리범위가 협소하여 넓은 수역에서의 처리 실효성이 낮다는 문제점이 제기되었으며, 초음파에 의한 남조류의 생장 억제가 실효성을 거두기 위해서는 많은 수의 초음파 기기를 넓은 수역에 걸쳐 설치해야만 하는 어려움이 따르게 된다.However, the problem that the treatment range of the ultrasonic wave is narrow is low and the effectiveness of treatment in the large water area has been raised. In order for the inhibition of growth of cyanobacteria by the ultrasonic wave to be effective, it is difficult to install a large number of ultrasonic devices over the large water body. Will follow.
따라서, 본 발명의 발명자들은 이러한 문제점을 해결하고 처리의 효율성을 제고하기 위하여 물의 순환을 유도하는 수중펌프를 조류의 초음파 처리를 위한 초음파 기기와 결합하여 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the inventors of the present invention have completed the present invention by combining an underwater pump for inducing water circulation with an ultrasonic device for treating algae in order to solve this problem and improve the efficiency of treatment.
즉, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 조류의 초음파 처리를 위한 초음파 기기와 물의 순환을 유도하는 수중펌프를 결합시켜 구성함으로써, 초음파 처리된 물의 신속한 교체로 넓은 수역의 물을 짧은 시간 내에 처리할 수 있고, 최소한의 초음파 기기로 초음파 처리의 효과를 극대화할 수 있으며, 운용비용이 저렴한 초음파를 이용해 남조류에 대해 선택적으로 생장 억제를 수행하여 2차 오염의 우려가 없는 친환경적인 조류 생장 억제가 가능할 뿐만 아니라, 수중펌프의 물 순환작용으로 남조류가 선호하는 정체수역을 파괴할 수 있는 효과까지 얻을 수 있는 초음파를 이용한 조류 생장 억제장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다. That is, the present invention has been invented to solve the above problems, by combining an ultrasonic device for the ultrasonic treatment of algae and an underwater pump to induce the circulation of water, so that the water of a large body of water by rapid replacement of the ultrasonic treated water Can be processed in a short time, and the effect of ultrasonic treatment can be maximized with a minimum of ultrasonic devices. The purpose of the present invention is not only to suppress algae growth, but also to provide an apparatus for inhibiting algae growth using ultrasonic waves, which is capable of destroying stagnant waters preferred by cyanobacteria by the water circulation of the underwater pump.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 초음파를 이용한 조류 생장 억제장치는, 수중에서 남조류가 주로 서식하는 수심의 물을 흡입하여 토출구(14)를 통해 특정 방향으로 송출하도록 설치되는 하나 또는 그 이상의 수중펌프(10)와; 초음파를 발생시켜 상기 수중펌프(10)로부터 송출되는 물쪽을 향하여 초음파의 조사가 가능하도록 설치되는 조류의 초음파 처리를 위한 초음파 기기(20)와; 상기 수중펌프(10)와 초음파 기기(20)의 수중 내 위치 고정을 위한 위치고정수단(30)과; 상기 수중펌프(10)와 초음파 기기(20)의 작동을 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 제어기(40);를 포함한다.Algae growth suppression apparatus using the ultrasonic wave in accordance with the present invention, one or more submersible pump 10 is installed to suck the water of the water inhabited mainly by the algae in the water and to be discharged in a specific direction through the discharge port (14); An ultrasonic device 20 for generating ultrasonic waves and ultrasonic wave treatment of algae installed to enable the irradiation of ultrasonic waves toward the water discharged from the submersible pump 10; Position fixing means (30) for fixing the position in the water of the submersible pump (10) and the ultrasonic device (20); And a controller 40 outputting a control signal for controlling the operation of the submersible pump 10 and the ultrasonic device 20.
특히, 상기 초음파 기기(20)가 초음파를 상향 조사하도록 설치되고, 상기 수중펌프(10)의 토출구(14)가 상기 초음파 기기(20)의 초음파 조사범위 내 상측에서 물을 수평방향으로 송출하도록 구비된 것을 특징으로 한다.In particular, the ultrasonic device 20 is installed so as to irradiate the ultrasonic wave upward, the discharge port 14 of the submersible pump 10 is provided to send water in the horizontal direction from the upper side within the ultrasonic irradiation range of the ultrasonic device 20 It is characterized by.
또한, 상기 초음파 기기(20)가 주파수 15 ∼ 40㎑, 출력 0.1 ∼ 2㎾의 초음파를 조사하도록 된 것을 특징으로 한다.In addition, the ultrasonic device 20 is characterized in that the ultrasonic waves with a frequency of 15 to 40 kHz, output 0.1 to 2 kHz.
또한, 상기 제어기(40)는 기설정 입력된 상기 수중펌프(10) 및 초음파 기기(20)의 작동시간, 하루 중 작동시간대 및 작동횟수에 따라 해당 시간에 맞춰 상기 수중펌프(10) 및 초음파 기기(20)의 온/오프를 자동 제어하기 위한 제어신호를 출력하도록 된 것을 특징으로 한다.In addition, the controller 40 according to the operation time of the submersible pump 10 and the ultrasonic device 20, the operating time of the day and the number of times of operation of the pre-set input the water pump 10 and the ultrasonic device Characterized in that the control signal for automatically controlling the on / off of (20).
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
먼저, 본 발명의 발명자들은 대부분의 조류, 특히 수질오염에 많은 문제를 유발하는 남조류가 주로 서식하는 표층수에 초음파를 발생시킴으로써 조류의 생장을 효율적으로 억제시킬 수 있음을 알아낸 바 있다[특허출원번호 2002-34172호].First, the inventors of the present invention have found that the growth of the algae can be efficiently suppressed by generating ultrasonic waves in the surface water in which most algae, especially cyanobacteria, which cause many problems in water pollution, live. 2002-34172].
본 발명은 초음파 처리방법을 보다 경제적이고 실용적으로 이용할 수 있도록 발명한 것으로, 초음파의 조류 생장 억제효과를 이용함에 있어서 물의 순환을 발생시키는 수중펌프를 초음파 기기와 결합시켜 초음파의 처리범위를 극대화하고 남조류가 선호하는 정체수역을 파괴하는 두 가지 효과를 동시에 얻을 수 있도록 구성된 초음파를 이용한 고효율의 조류 생장 억제장치에 관한 것이다.The present invention has been invented so that the ultrasonic treatment method can be used more economically and practically. In using the algae growth inhibitory effect, an underwater pump generating water circulation is combined with an ultrasonic device to maximize the treatment range of ultrasonic waves and cyanobacteria. The present invention relates to a high efficiency algae growth suppression apparatus using ultrasonic waves configured to simultaneously obtain two effects of destroying stagnant water.
본 발명에서 수중펌프는 물의 순환을 촉진함으로써 남조류가 선호하는 정체수역을 파괴하는 효과를 거둠과 동시에 초음파 처리된 물의 신속한 교체를 이루어 초음파 처리범위의 확대를 꾀하고자 사용하였으며, 이로부터 최소한의 초음파 기기의 설치로도 많은 수의 초음파 기기를 설치한 효과를 거둘 수 있게 된다.In the present invention, the submersible pump was used to promote the circulation of water to destroy stagnant waters preferred by cyanobacteria, and at the same time, to quickly replace the ultrasonicated water to expand the ultrasonic treatment range. With the installation of a large number of ultrasonic devices will be able to achieve the effect.
이러한 본 발명의 구성을 첨부한 도면을 참조하여 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.The configuration of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
첨부한 도 1은 본 발명에 따른 조류 생장 억제장치의 전체 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 조류 생장 억제장치의 초음파 처리 상태도이며, 도 3은 본 발명에 따른 조류 생장 억제장치의 작동시 넓은 수역에 미치는 처리효과의 원리를 설명하기 위한 도면이다.1 is an overall configuration diagram of the algae growth suppression apparatus according to the present invention, Figure 2 is an ultrasonic processing state diagram of the algae growth suppression apparatus according to the present invention, Figure 3 is an operation of the algal growth suppression apparatus according to the present invention The figure for explaining the principle of the treatment effect on a large body of water.
먼저, 도 1에 예시한 바와 같이, 본 발명에 따른 조류 생장 억제장치는 수중에서 남조류가 주로 서식하는 수심의 물을 흡입하여 송출관(12) 및 그 선단의 토출구(14)를 통해 수평방향으로 송출하도록 설치되는 수중펌프(10)와, 이 수중펌프(10)의 토출구(14) 하측에서 수중펌프(10)에 의해 수평 송출되는 수체쪽으로 초음파를 상향 조사하도록 설치되는 초음파 기기(20)를 포함한다.First, as illustrated in FIG. 1, the algae growth suppressing apparatus according to the present invention sucks water of a depth deep in the sea algae inhabiting the water in the horizontal direction through the discharge pipe 12 and the discharge port 14 at its tip. Submersible pump 10 is installed so as to send out, and the ultrasonic device 20 is installed to irradiate the ultrasonic wave upward toward the water discharged horizontally by the submersible pump 10 from the discharge port 14 of the submersible pump 10 do.
본 발명의 수중펌프(10)는 흡입구(16)를 통해 흡입한 물을 수중에서 수평방향으로 송출하도록 구비된 송출관(12)을 가지는 바, 이 송출관(12)이 펌프 본체에서 상측으로 소정 높이로 길게 연장되어 그 선단에는 수평방향의 토출구(14)를 가지며, 결국 수중펌프(10)의 가동시에 흡입된 물은 송출관(12) 선단 끝의 토출구(14)를 통해 수평방향으로 토출되게 된다.Submersible pump 10 of the present invention has a discharge pipe 12 is provided to discharge the water sucked through the suction port 16 in the horizontal direction in the water, the discharge pipe 12 is predetermined from the pump body upwards It extends long to its height and has a discharge port 14 in the horizontal direction at its tip, and the water sucked in operation of the submersible pump 10 is discharged in the horizontal direction through the discharge port 14 at the tip of the discharge pipe 12 end. Will be.
물론, 수중펌프(10)에서 송출관(12)의 토출구(14)는 그 하측의 초음파 기기(20)로부터 상향 출력되는 초음파의 조사범위 내에서 물을 수평방향으로 토출할 수 있는 높이에 위치되어야 하며, 또한 수중펌프(10)에서 흡입구(16)는 초음파 기기(20)로부터 조사되는 초음파가 간섭받지 않게 되는 위치에 구비됨이 마땅하다. Of course, the discharge port 14 of the delivery pipe 12 in the submersible pump 10 should be located at a height capable of discharging the water in the horizontal direction within the irradiation range of the ultrasonic wave output upward from the ultrasonic device 20 at the lower side thereof. In addition, the suction port 16 in the submersible pump 10 should be provided at a position where the ultrasonic wave irradiated from the ultrasonic device 20 is not interfered with.
상기 수중펌프(10)는 물의 순환을 원활히 하기 위하여 최소 1마력 이상의 제품을 사용하고, 호소의 크기에 따라 출력을 높이거나 하나 또는 2개 이상의 수중펌프를 설치할 수 있으며, 이러한 수중펌프의 출력 혹은 갯수는 현장 조건에 따라 다양하게 변화를 줄 수 있음은 명백하다.The submersible pump 10 uses at least one horsepower or more to smooth the circulation of water, and can increase the output or install one or two or more submersible pumps according to the size of the appeal, and the output or number of such submersible pumps It is clear that the variation can vary with site conditions.
도 1에는 2개의 수중펌프(10)를 사용한 조류 생장 억제장치가 도시되고 있다.1 shows an algae growth inhibiting device using two submersible pumps 10.
다음으로, 상기 초음파 기기(20)는 수중펌프(10)의 토출구(14)에서 송출되는 수체를 초음파 처리하기 위하여 구비되는 것으로, 수중펌프(10)의 토출구(14) 하측에 위치되도록 설치되며, 특히 초음파를 수중펌프(10)에 의해 수평 송출되는 수체쪽으로 상향 조사할 수 있도록 설치된다.Next, the ultrasonic device 20 is provided to sonicate the water body discharged from the discharge port 14 of the submersible pump 10, is installed to be located below the discharge port 14 of the submersible pump 10, In particular, the ultrasonic wave is installed so that it can be irradiated upward toward the water body horizontally sent out by the underwater pump (10).
이때, 물로부터 공기 중으로 방출되는 초음파의 양은 극히 미량으로 무시할 만하므로, 상부로의 초음파 조사를 통해 심층방향으로의 낭비를 줄일 수 있고, 효과적인 처리가 가능해진다.At this time, the amount of ultrasonic waves emitted from the water into the air is extremely negligible, so that waste in the deep direction can be reduced and effective treatment can be achieved through ultrasonic irradiation to the upper portion.
본 발명의 초음파 기기(20)는 초음파 발생기 및 초음파 진동자 등을 포함하는 공지된 구성으로 실시 가능하다.The ultrasonic device 20 of the present invention can be implemented in a known configuration including an ultrasonic generator, an ultrasonic vibrator and the like.
본 발명의 초음파 기기(20)에서 출력되는 초음파는 15 ∼ 40 ㎑의 주파수, 0.1 ∼ 2㎾의 출력으로 조사되도록 하는데, 이 범위를 벗어나면 조류 생장 억제효과가 미미하거나 다른 수생생물에 악영향을 미칠 수 있으므로 바람직하지 않다.Ultrasound output from the ultrasonic device 20 of the present invention is to be irradiated at a frequency of 15 to 40 kHz, output of 0.1 to 2 kHz, out of this range, the algal growth inhibitory effect is insignificant or adversely affect other aquatic organisms. It is not desirable because it can.
이때, 수중펌프(10)의 토출구(14)는 초음파 조사 조건을 고려하여 초음파 기기(20)로부터 상측으로 초음파 조사 범위에 해당하는 5m 이내에 위치되도록 한다.At this time, the discharge port 14 of the submersible pump 10 is located within 5m corresponding to the ultrasonic irradiation range upward from the ultrasonic device 20 in consideration of the ultrasonic irradiation conditions.
한편, 도 1과 도 2에 예시한 바와 같이, 본 발명의 수중펌프(10)와 초음파 기기(20)는 그 위치가 고정될 수 있도록 구비되는 지지체(30)의 지지판(32)에 각각 고정 설치된다. Meanwhile, as illustrated in FIGS. 1 and 2, the submersible pump 10 and the ultrasonic device 20 of the present invention are fixedly installed on the support plates 32 of the support 30 provided to fix the positions thereof. do.
상기 지지체(30)는 수중펌프(10)와 초음파 기기(20)의 수중 내 위치 고정을 위한 위치고정수단으로서 호소 바닥면에 고정된다. The support 30 is fixed to the bottom surface of the appeal as a position fixing means for fixing the position of the underwater pump 10 and the ultrasonic device 20 in the water.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 지지체(30)에 수중펌프(10)와 초음파 기기(20)가 설치된 상태에서, 물이 수평방향으로 토출되도록 구비된 송출관(12)의 토출구(14)는 초음파 기기(20)로부터 적정 거리 상측에 위치되고, 수중펌프(10)의 흡입구(16)는 초음파 기기(20)로부터 출력되는 초음파 신호가 간섭을 받지 않도록 지지체(30)의 지지판(32) 하측에 위치된다. As described above, in the state where the submersible pump 10 and the ultrasonic device 20 are installed on the support 30, the discharge port 14 of the delivery pipe 12 provided to discharge water in the horizontal direction is an ultrasonic device ( 20 is located above the proper distance, and the suction port 16 of the submersible pump 10 is located below the support plate 32 of the support 30 so that the ultrasonic signal output from the ultrasonic device 20 is not interfered with.
이와 같이 지지체(30)에 의해 고정된 상태에서 적절히 배치 구성된 수중펌프(10)와 초음파 기기(20)는 남조류가 주로 서식하는 표층수 깊이, 즉 수심 1 ∼ 5m 사이에 설치되며, 보다 수심이 깊은 곳에서는 위치가 고정된 부표 등을 이용하여 띄우는 형식으로 설치될 수도 있다.In this way, the submersible pump 10 and the ultrasonic device 20 properly arranged in the fixed state by the support 30 are installed between the surface water depth, that is, the depth of 1 to 5 m, where the algae mainly inhabit, and have a deeper depth. May be installed in a floating form using a fixed buoy, etc.
다음으로, 본 발명의 조류 생장 억제장치는 수중펌프(10)와 초음파 기기(20)의 작동을 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 제어기(40)를 포함한다.Next, the algae growth suppression apparatus of the present invention includes a controller 40 for outputting a control signal for controlling the operation of the submersible pump 10 and the ultrasonic device 20.
상기 제어기(40)는 수동 조작 및 자동 설정에 의해 기본적으로 수중펌프(10)와 초음파 기기(20)의 온/오프를 제어하는 것은 물론 펌프의 구동속도 및 초음파 기기(20)의 초음파 조사 조건을 제어할 수 있도록 구비될 수 있다.The controller 40 basically controls the on / off of the submersible pump 10 and the ultrasonic apparatus 20 by manual operation and automatic setting, as well as the driving speed of the pump and the ultrasonic irradiation conditions of the ultrasonic apparatus 20. It may be provided to control.
상기 제어기(40)는 수중펌프(10) 및 초음파 기기(20)의 온/오프 제어시 외부의 전원공급부(50)로부터 공급되는 작동전원을 수중펌프(10)와 초음파 기기(20)에 선택적으로 인가하게 된다. The controller 40 selectively supplies the operating power supplied from the external power supply unit 50 to the submersible pump 10 and the ultrasonic apparatus 20 during the on / off control of the submersible pump 10 and the ultrasonic apparatus 20. Will be authorized.
바람직한 실시예로서, 상기 제어기(40)는 수중펌프(10) 및 초음파 기기(20)의 작동시간, 하루 중 작동시간대 및 횟수 등이 미리 설정 입력되면 해당 시간에 맞춰 수중펌프(10) 및 초음파 기기(20)의 온/오프를 자동 제어할 수 있도록 구비될 수 있으며, 이러한 경우 보다 경제적이고 효율적으로 남조류의 생장을 제어할 수 있게 된다. In a preferred embodiment, the controller 40, the operation time, the operating time zone and the number of times of the day, such as the water pump 10 and the ultrasonic device 20 is preset in accordance with the corresponding time, the water pump 10 and the ultrasonic device It may be provided to automatically control the on / off of (20), in this case it becomes possible to control the growth of cyanobacteria more economically and efficiently.
이러한 본 발명의 조류 생장 억제장치가 작동된 상태에서는 수중펌프(10) 구동으로 펌프 흡입구(16)로 미처리된 수체가 유입된 후 송출관(12)을 통해 수평방향으로 송출되면서 초음파 기기(20)로부터 상향 조사되는 초음파를 받게 되며, 이후 초음파 처리된 수체가 펌프(10)의 송출력에 의해 호소 넓은 지역을 순환하게 되고, 동시에 미처리된 새로운 수체가 연속적으로 펌프 흡입구(16)로 유입되어진다. In the state in which the algae growth suppressing apparatus of the present invention is operated, the ultrasonic device 20 is discharged in a horizontal direction through the delivery pipe 12 after the untreated water body is introduced into the pump inlet 16 by driving the underwater pump 10. Ultrasonic waves irradiated upwardly are then received, and the sonicated water body circulates through a large area of appeal by the power output of the pump 10, and at the same time, untreated new water bodies are continuously introduced into the pump inlet 16.
이와 같이 본 발명의 초음파를 이용한 조류 생장 억제장치에서는 조류의 생장 제어에 있어서 초음파의 효과를 극대화하고 에너지 효율을 높이기 위하여 초음파 기기(20)와 수중펌프(10)를 결합하였으며, 이를 통해서 최소한의 초음파 기기(20)와 최소의 비용으로 조류의 생장 억제가 가능해진다. As described above, in the algae growth suppression apparatus using the ultrasonic wave of the present invention, the ultrasonic device 20 and the underwater pump 10 are combined to maximize the effect of the ultrasonic wave and increase the energy efficiency in controlling the algae growth. It is possible to suppress the growth of algae at a minimum cost with the device 20.
이러한 본 발명의 조류 생장 억제장치는 사용시 최소한의 기기로 최대한의 효과를 거둘 수 있도록 특정 호소에서 그 지역의 대체적인 풍향 및 물의 흐름 등 여러 조건들을 고려한 최적 장소에 설치하여 물의 순환율을 높이는 것이 바람직하며, 필요에 따라서는 복수개로 설치하는 것도 가능하다. The algae growth suppression apparatus of the present invention is preferably installed in an optimal place in consideration of various conditions such as the general wind direction and water flow of the area in a particular appeal to maximize the effect with the minimum device when using, to increase the water circulation rate. In addition, it is also possible to provide more than one as needed.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 초음파를 이용한 조류 생장 억제장치로서 초음파를 조사하는 초음파 기기와 물의 순환을 유도하는 수중펌프를 결합시켜 구성함으로써, 다음과 같은 효과가 있게 된다.As described above, according to the present invention, as an algae growth suppression apparatus using ultrasonic waves, an ultrasonic device for irradiating ultrasonic waves and an underwater pump for inducing water circulation are combined to provide the following effects.
1) 펌프 가동시 초음파 처리된 물의 신속한 교체가 가능하여 넓은 수역의 물을 짧은 시간 내에 처리할 수 있는 장점이 있게 된다.1) It is possible to quickly replace the ultrasonicated water when the pump is running, so that the water of a large body of water can be treated in a short time.
2) 최소한의 초음파 기기로 최대한의 효과를 거둘 수 있는 등 조류 생장 억제를 위한 초음파 처리효과를 극대화할 수 있고, 에너지의 효율을 높일 수 있으며, 최소의 비용으로 조류의 생장 억제가 가능해지는 경제적 측면의 상승된 효과가 있게 된다. 2) It is possible to maximize the effect of ultrasonic treatment for suppressing algae growth, such as to achieve the maximum effect with the minimum ultrasonic equipment, to increase energy efficiency, and to be able to suppress algae growth at minimum cost. Has an elevated effect.
3) 초음파 처리와 동시에 수중펌프가 물의 순환을 유도함으로써, 남조류가 선호하는 정체수역을 파괴하는 효과를 얻을 수 있게 된다. 3) Simultaneously with the ultrasonic treatment, the submersible pump induces the circulation of water, which can bring about the effect of destroying the stagnant water that the algae prefers.
4) 운용비용이 저렴한 초음파를 이용하여 미세 조류 중 환경의 위해문제를 주로 야기하는 남조류에 대하여 선택적 생장 억제효과를 나타내는 바, 2차 오염의 우려가 없는 친환경적인 조류 생장 억제가 가능하다.4) By using low-cost ultrasonic wave, it shows selective growth inhibitory effect on blue algae which causes environmental problems in microalgae. Therefore, eco-friendly algae growth can be suppressed without fear of secondary pollution.
도 1은 본 발명에 따른 조류 생장 억제장치의 전체 구성도이고, 1 is an overall configuration diagram of a bird growth suppression apparatus according to the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 조류 생장 억제장치의 초음파 처리 상태도이며, 2 is an ultrasonic treatment state diagram of the algae growth suppression apparatus according to the present invention,
도 3은 본 발명에 따른 조류 생장 억제장치의 작동시 넓은 수역에 미치는 처리효과의 원리를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining the principle of the treatment effect on a large body of water during the operation of the algae growth suppression apparatus according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 수중펌프 12 : 송출관10: submersible pump 12: delivery pipe
14 : 토출구 16 : 흡입구14 discharge port 16 suction port
20 : 초음파 기기 30 : 지지체20: ultrasonic device 30: support
40 : 제어기 50 : 전원공급부40: controller 50: power supply
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