KR100647140B1 - 생물막 대기정화 및 살균 기능 수족관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대기 중 오염물질 정화 기능을 갖춘 수족관 정화장치에 관한 것으로서 본 수족관 정화장치는 수족관의 물뿐만 아니라 공기 중 오염물질을 정화 제거할 수 있고 광촉매 코팅을 이용한 조명 케이스를 통해 오염물질 제거 효율을 증대 하도록 설계되어져있다.

미생물, EM(Effective Microorganisms), 생물막, 공기정화, 수족관, 수족관 정화장치, 살균, 자외선

Description

생물막 대기정화 및 살균 기능 수족관{Aquarium which sterilization and air cleaning function by microorganism is added}

도 1은 본 발명의 실시 예를 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 조명케이스의 실시 예를 나타낸 구성도.

* 도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 - 유입구 2 - 정화장치
3 - 미생물메디아 4 - 흡입팬
5 - 유출구 6 - 자외선램프
7 - 자외선살균실 8 - 조명
9 - 조명 케이스 10 - 미생물막
11 - 정화장치케이스 12 - 수중펌프
13 - 흐름유도판 14 - 광촉매

오염된 공기를 정화시키는 방법에는 몰트프렌이나 유리섬유를 사용해서 집진하는 기계식 필터, 유리섬유와 셀룰로오스 섬유를 사용해서 미립자를 집진하는 고성능 필터 및 활성탄을 사용한 탈취필터의 3종류가 있으며 모두 물리적 정화이다.

또한, 대기 중의 유해 세균류 등을 제거하는 방법에는 240 ~ 320nm파장 범위의 자외선을 직접 미생물에 조사하여 DNA를 파괴시키는 방법이 있으며 특히 253.7nm에서 탁월한 살균력을 발휘하며 대략 95~100%의 미생물이 사멸되고 번식능력을 잃게 된다.
수족관의 물을 정화하는 방법에는 물리적인 여과방법과 산소공급에 의한 방법 등이 있으며 미생물을 이용하는 경우에는 미생물 및 여재를 물속에 침지시키는 방법이 주로 사용되고 있다.
본 발명에 있어서 적용하고자 하는 것은 미생물을 이용하는 정화장치에 있어서 침지식이 아닌 대기 중에 미생물과 그 여재를 직접 노출하는 수족관 정화장치이며 이와 더불어 미생물들의 활발한 물질대사를 통해 대기 중의 각종 유해성분을 제거하고자하는 것이며 유해성분 이외의 세균류에 대해서는 광촉매 물질과 자외선을 통하여 정화 제거하고자 하는 것을 특징으로 한다.
이때 관찰되는 주요 미생물(EM)들은 Aspidisca costata, Actinophrys sol. Arcella vulgaris, Chaetospira muelleri 등이 있다.

본 발명의 목적은, 수족관 정화장치를 이용하여 실내 및 오염된 공기 중의 오염물질 및 세균을 정화 제거시킬 수 있도록 한 생물막 대기정화 및 살균 기능 수족관을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 미생물 메디아(media)가 설치되어 있는 수족관 정화장치에 오염된 수족관 물 뿐만 아니라 실내공기를 유입시킴으로써, 미생물에 의한 유기물, VOCs, 세균 등의 분해 제거를 유도할 수 있도록 한 생물막 대기정화 및 살균 기능 수족관을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 처리효율의 상승을 위하여 광촉매를 사용할 수도 있으며 광촉매는 정화장치 상부 및 조명 케이스 내부 그리고 처리시스템의 후반부 등에 설치됨으로써, 수족관 조명, 자외선램프 등에서 방사되는 빛 에너지에 의해 유기물 및 VOCs, 세균 등의 분해 제거 효율을 극대화시킬 수 있도록 한 생물막 대기정화 및 살균 기능 수족관을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 외부공기가 유입되는 유입구가 형성되고, 정화된 외부공기를 대기 중으로 배기하는 유출구가 형성된 수족관케이스와;
상기 수족관케이스의 내부에 설치되어 유입구를 통해 유입된 외부공기를 정화하는 정화장치와;
상기 수족관케이스의 내부에 설치되어 조명이 내장되는 조명케이스로 구성된 것에 있어서,
상기 조명케이스의 내부에 광촉매가 코팅되고, 조명케이스에 흐름유도판이 설치되어 상기 흐름유도판을 통해 유입된 외부공기의 오염물질이 광촉매에 의해 분해 제거되어 달성된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시 예를 구성도로 나타낸 것으로, 수족관의 전체적인 구성 및 각 구성의 설치상태를 보이고 있다.
도 2는 본 발명에 따른 조명케이스의 실시 예를 구성도로 나타낸 것으로, 조명케이스의 하단에 흐름유도판이 형성된 것을 보이고 있다.

즉, 도 1 내지 도 2에서 나타낸 것과 같이, 수족관케이스(21)에 내장되는 정화장치(2)의 내부에는 호기성 및 임의성 미생물들을 고농도로 유지할 수 있는 미생물메디아(3)가 설치된다.
상기 미생물메디아(3)가 내부에 설치된 정화장치(2)를 본 발명에서는 수족관케이스(21)에 수용되어 있는 물속이 아닌 물밖에 설치하게 된다.
이는, 미생물메디아(3)가 대기 중에 노출됨으로써, 상기 미생물메디아(3)에 서식하는 호기성 및 임의성 미생물들이 대기 중에 있는 산소를 직접적으로 이용할 수 있어 물질대사가 매우 활발하여 수족관(20)의 물속에 있는 각종 유기물질을 효과적으로 분해 제거할 수 있기 때문이다.
여기서, 상기 정화장치(2)를 이용한 외부공기 중의 유해물질 분해 제거에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
오폐수처리시에 미생물을 이용하여 유기물을 제거하고자 하는 기본적인 공법 중 하나가 '활성슬러지공법'이라는 것이며, 이 공법은 폐수 중에 미생물을 배양하는 것을 특징으로 한다.
이때, 오염물질 제거 효율이 높은 미생물들은 대부분 호기성(산소를 이용하여 물질대사를 이루어나가는 것을 특징으로 하는 것) 미생물들이며 이때 폐수 자체 내에 존재하는 용존산소 농도만으로는 호기성 미생물을 고농도로 유지하는 것이 매우 어려우며 필연적으로 인공적인 산소의 공급이 이루어져야 한다.
하지만 인공적인 산소의 공급이 이루어진다 하여도 경제적 측면과 기술적 문제점으로 인해 폐수 중의 산소의 농도는 2∼4ppm 사이에서 유지되는 것이 일반적이다.
또한, 산소 농도 2∼4ppm에서 호기성 미생물의 물질대사 역시 한계가 있으며 최적의 조건을 지속적으로 유지하기 위한 기술 및 운전상의 문제점도 큰 변수로 작용하게 된다.
반면, 본 발명에 따른 정화장치(2)는 대기 중에 있는 고농도의 산소를 미생물이 직접적으로 이용하게 됨으로써, 부수적인 기술 및 기계 시설이 없이도 안정적인 미생물 물질대사가 지속적으로 이루어지게 되는 것이다.
이를 위하여 본 발명의 정화장치(2)에 사용되는 미생물메디아(3)는 0.1mm 이하의 실이 4cm크기로 가지처럼 늘어지게 형성된 긴 줄의 형태이며, 공기접촉여재를 매달 수 있는 형태면 로프형, 삼각형 등 형태에 구애받지 않으며, 재질도 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP)등 내구성이 우수한 재질에서부터 활성탄, 합성제올라이트, 세라믹 등의 다양한 재질과 형태의 것들을 이용하여 사용할 수 있다.
특히, 고온에서 제작된 세라믹은 각종 정수기에서도 사용되고 있으며 본 발명에 의한 정화장치(2)와 병행하여 사용할 경우 오염물질의 정화뿐 아니라 미생물의 생장 및 물질대사를 촉진하는 기능을 수행할 수 있다.
따라서, 이러한 구조적 기능적 특징을 지닌 미생물메디아(3)가 내장된 정화장치(2)가 수족관케이스(20)의 내부에 설치됨으로써, 상기 정화장치(2)에 의하여 고농도의 산소농도가 지속적으로 유지되는 환경에서 서식하게 되는 호기성 및 임의성 미생물들은 유입되는 오염물질의 부하변동에 능동적으로 대처할 수 있게 되는 것이다.
또한, 수족관(20) 내의 유기물질 이외의 오염원이 공급된다 할지라도 짧은 기간 안에 적응하여 안정적인 물질대사를 지속함으로써, 각종 유해물질을 분해하게 되는 것이다.
즉, 최적의 서식 조건이 이루어진 공간 내에서의 미생물을 이용하여 수족관 (20)내의 유기물질뿐 아니라 대기 중에 있는 각종 유해 물질까지도 제거할 수 있게 되는 것이다.
이와 같은 구성의 정화장치(2)를 이용한 대기 중에 있는 각종 유해 물질의 제거는 도 1에서 나타낸 것과 같이, 정화장치(2)의 측면에 설치되어 있는 흡입팬(4)이 가동되면 유입구(1)를 통해 외부공기가 유입되는 것으로 우선 이루어지게 된다.
상기 유입구(1)를 통해 수족관(20) 내부로 유입된 외부공기 중 일부는 정화장치(2)의 내부로 유입되어 미생물메디아(3)에 의해 정화되고, 일부는 흐름유도판(13)에 의해 조명케이스(9)에 유입된다.
이 중 미생물메디아(3)에 의한 오염물질의 정화에 대해 살펴보면 다음과 같다.
수중펌프(12)에 의해 살수된 수족관(20)의 물에 의해 충분히 습도가 높아진 미생물메디아(3)의 표면에서는 물리적인 흡착 및 관성 충돌 등에 의해 외부공기 중의 오염물질이 고정된다.
이 오염물질이 미생물메디아(3)의 표면에 고정되는 것은 흡착 및 관성 충돌을 통해 미생물메디아(3) 표면에서 직접적으로 일어나는 것과 미생물메디아(3)의 표면에 살수되는 수족관(20) 물속에 용해되어 고정되는 것으로 대표할 수 있다.
따라서, 이와 같은 넓은 표면적을 지닌 미생물메디아(3)의 표면에 흡착된 오염물질들은 다양한 종류의 미생물들(EM)의 물질 대사 에너지원으로서 분해 및 제거되며 물속에 용해되어진 오염물질들은 수족관(20)의 펌프(12)를 통해 연속적으로 미생물메디아(3) 표면에 살수되어 각종 미생물들의 에너지원으로서 분해 및 제거되는 것이다.
이때, 미생물메디아(3)에 살수되는 수족관(20) 물의 형태와 상기 미생물메디아(3) 표면을 접촉한 후 흘러내리는 물의 흐름을 인공 폭포형태로 구성할 경우 수족관(20), 공기정화장치(2), 인공 폭포 등의 여러 가지 기능을 하나의 시스템을 통해 연출할 수 있게 된다.
이러한 작용에 의한 공기 중 오염물질의 정화 효율은 미생물메디아(3)의 표면적이 넓을수록 높아지고, 아울러 오염된 외부공기와 미생물메디아(3)의 접촉횟수가 늘어날수록 높아지게 된다.
한편, 조명케이스(9)를 통한 외부공기의 정화에 대해 살펴보면 다음과 같다.
우선, 상기 조명케이스(9)에 설치되는 흐름유도판(13)은 도 2에서 나타낸 것과 같이, 수족관(20) 내부로 유입된 외부공기를 조명케이스(9)의 내부로 원활하게 유입할 수 있도록 상기 조명케이스(9)의 하부에 설치되는 것이 바람직하다.
더욱 바람직하게는 상기 조명케이스(9)의 하단 일부분을 절개한 후 바깥으로 굴절시켜 외부공기를 유입하기 위한 흐름유도판(13)이 조명케이스(9)의 하부에 일체로 형성되도록 하는 것이 좋다.
즉, 이러한 흐름유도판(13)에 의해 조명케이스(9)의 내부에 유입된 외부공기 중의 유기물, VOCs, 세균 등은 조명(8)에서 조사되는 빛과 조명케이스(9)의 내부에 코팅된 광촉매(14)의 반응에 의해 분해 제거되는 것이다.
이때, 정화장치케이스(11)의 상부 및 상기 정화장치케이스(11)의 외부로 노출된 미생물막(10)에 광촉매가 추가 코팅될 경우 조명(8)에서 발산되는 빛에 의해 유기물, VOCs. 세균 등을 더욱 효과적으로 분해 제거하게 된다.
이와 같이 정화장치(2) 및 조명케이스(9) 내부에 코팅된 광촉매(14)를 통해 l차적으로 정화된 공기는 수족관(21)을 빠져나가기 전에 자외선살균실(7)로 유입된다.
상기 자외선살균실(7) 내에서는 자외선램프(6)에서 방출되는 자외선에 의한 잔류 오염물질 및 유해 세균의 분해 제거가 이루어지게 되는데, 유해물질 제거 및 살균 효율의 증대를 위해 자외선살균실(7)의 내부에 다양한 촉매제를 내장하여 사용하여도 무방하다.
즉, 자외선살균실(7) 내부에 자외선램프(6)와 다양한 촉매제가 내장됨에 따라 1차적으로 정화된 공기가 상기 자외선램프(6)에서 방출된 자외선과 촉매제에 반응하여 최종적으로 분해되어 제거되는 것이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같이 실내 및 대기 중의 오염된 외부공기를 인위적으로 정화함으로써 수족관 내부의 공기정화는 물론 이 수족관이 설치되는 실내의 공기도 정화하여 쾌적한 환경을 조성할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 정화장치로의 인위적인 외부 공기의 유입을 통하여 호기성 미생물(EM)들에게 고농도의 산소를 지속적으로 공급할 수 있게 됨으로써, 산소의 공급이 원할 해진 환경에서 미생물들은 더욱더 활발한 물질대사를 통해 각종 오염물질을 보다 효과적으로 분해 제거하게 된다.
뿐만 아니라 유입되는 외부 공기가 미생물메디아의 표면 및 살수되는 수족관 물속에 물리적인 흡착, 관성 충돌, 용해 등에 의해 고정된 후 미생물들에 의해서 생물학적으로 분해 제거된다.
그리고, 실내 및 대기 중의 오염 물질이 제거된 이후의 공기는 상대적으로 높은 산소 농도를 유지하게 됨으로써, 주위 환경을 더욱 상쾌하게 조성하며, 이를 통해 공기 청정기의 역할까지도 병행하게 된다.
또한, 살수된 수족관 물은 표면적이 넓어지게 됨으로써, 공기와의 접촉을 통해 많은 양이 증발되는데, 이로써 건조한 상태의 실내공기에 지속적이고 능동적인 습도의 공급이 이루어지므로 가습기의 기능을 수행하게 된다.
이와 함께 공기 중에 서식하고 있는 세균들에 대해서 자외선을 통해 살균할 수 있는 기능을 제공하게 된다.
아울러, 현대 사회에서 발생하는 VOCs 및 악취, 유해 세균 등 유해물질로 인해 각종 피부질환 및 호흡기 질환 등 각종 질병이 발생하게 되는데 본 발명에 의해 설계된 정화장치는 이들 오염물질들을 효과적으로 분해 제거할 뿐 아니라 실내 습도를 조절함으로서 위생적인 생활환경을 창출하여 육체적인 건강을 도모할 수 있을 뿐 아니라 수족관 및 실내 분수, 폭포 등으로 연출되어 심미적 아름다움을 통해 현대인의 정신건강까지도 나아지게 할 수 있는 효과를 제공하게 되는 것이다.

Claims (3)

1. 외부공기가 유입되는 유입구(1)가 형성되고, 정화된 외부공기를 대기 중으로 배기하는 유출구(5)가 형성된 수족관케이스(21)와;

   상기 수족관케이스(21)의 내부에 설치되어 유입된 외부공기를 정화하는 정화장치(2)와;

   상기 수족관케이스(21)의 내부에 설치되며, 조명(8)이 내장되는 조명케이스(9)로 구성된 것에 있어서,

   상기 조명케이스(9)의 내부에 광촉매(14)가 코팅되고, 조명케이스(9)에 흐름유도판(13)이 설치되어 상기 흐름유도판(13)을 통해 유입된 외부공기의 오염물질이 광촉매(14)에 의해 분해 제거됨을 특징으로 하는 생물막 대기정화 및 살균 기능 수족관.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 수족관케이스(20)의 내부에는 정화장치(2)를 통해 정화된 외부공기가 유입되는 자외선살균실(7)이 구비되고, 상기 자외선살균실(7) 내에는 자외선을 방출하여 공기 중의 유해 세균을 제거하는 자외선램프(6)가 내장됨을 특징으로 하는 생물막 대기정화 및 살균 기능 수족관.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 정화장치(2)의 외부로 노출된 미생물막(10)에 광촉매가 코팅되어 유기물, VOCs, 세균을 분해 제거하는 것을 특징으로 하는 생물막 대기정화 및 살균 기능 수족관.

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