KR100653274B1

KR100653274B1 - 유동성 접촉재 모듈과 조류 모듈을 이용한 수질정화장치 및 이를 이용한 수질정화방법

Info

Publication number: KR100653274B1
Application number: KR1020050022747A
Authority: KR
Inventors: 정순우; 손석희; 안범순; 윤여진; 이종선
Original assignee: 주식회사 에스디알앤디; (주)화신엔지니어링; 정순우
Priority date: 2005-03-18
Filing date: 2005-03-18
Publication date: 2006-12-01
Also published as: KR20060100869A

Abstract

본 발명은 유동성 접촉재 모듈과 조류 모듈을 이용한 수질정화장치 및 이를 이용한 수질정화방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 접촉재 모듈, 조류 모듈, 다수개의 모듈을 상호 연결하여 그룹화시키는 모듈 연결수단, 모듈 부유수단, 상기 모듈 연결수단이 수위에 따라 유동할 수 있게 하는 유동성 연결고리 및 지지수단을 포함하여 구성된 수질정화장치 및 이를 이용한 수질정화방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 수질정화장치는 부유 가능한 부유접촉재 모듈과 조류모듈을 병합하여 이용함으로써 수중부유물질, 용존성 오염물질 및 질소성분 및 인성분 등의 영양염류를 효과적으로 제거할 수 있어, 하천, 호소 및 하수처리장, 방류수로 등을 포함한 인공수로에 적용할 수 있다. 본 발명에 따른 수질정화방법은 수량 및 수위 변동에 유동적으로 대처가 가능하고, 상황에 따라 다양한 형태의 모듈로 변형 사용 가능하며, 하부접촉재를 이용해 생물의 서식처를 제공할 수 있는 장점이 있다.

수질정화장치, 유동성 접촉재 모듈, 유동성 조류 모듈, 생물 서식처

Description

유동성 접촉재 모듈과 조류 모듈을 이용한 수질정화장치 및 이를 이용한 수질정화방법{WATER PURIFICATION DEVICE USING AN MOVABLE FLOATING CONTACT MEDIA MODULE AND ALGAE MODULE AND WATER PURIFICATION METHOD USING THAT}

도 1은 본 발명에 따른 수질정화장치의 바람직한 실시예를 대략적으로 도시한 것이고,

도 2a와 2b는 본 발명에 따른 수질정화장치의 수질정화 원리를 도시한 것 것이고,

도 3은 본 발명에 따른 부유접촉재 모듈의 다양한 구성을 보다 상세히 도시한 것이고,

도 4a와 4b는 본 발명에 따른 조류 모듈의 바람직한 구성 실시예를 보다 상세히 도시한 것이고,

도 5는 상기한 모듈 연결수단의 바람직한 구성 실시예를 보다 상세히 도시한 것이고,

도 6은 상기한 모듈 부유수단의 바람직한 구성 실시예를 보다 상세히 도시한 것이고,

도 7은 본 발명에 따른 수질정화장치의 또 다른 설치 실시예를 도시한 것이 고,

도 8a, 8b, 8c는 본 발명에 따른 수질정화장치의 다양한 설치 실시예를 도시한 것이고,

도 9는 본 발명의 접촉재 모듈을 이용한 또 다른 실시예를 도시한 것이고,

도 10은 본 발명의 조류 모듈을 이용한 또 다른 실시예를 도시한 것이고,

도 11은 본 발명의 접촉재 모듈과 조류모듈을 이용한 또 다른 형태의 다양한 구성실시예를 도시한 것이고,

도 12는 본 발명의 수질정화장치를 이용한 또 다른 설치 실시예를 도시한 것이고,

도 13은 본 발명의 수질정화장치를 이용한 또 다른 설치 실시예를 도시한 것이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 수역 200 : 접촉재 모듈

300 : 조류모듈 400 : 유동성 연결고리

500 : 지지수단 600 : 모듈부유수단

인구증가 및 생활수준 향상 등으로 인하여 일반가정, 숙박업소, 식품접객업소 등에서 배출되는 생활하수의 증가와 산업발달로 인한 산업폐수, 축산 폐수 등의 증가로 인하여 오염물질의 발생량이 급증하고 있으며, 오염물질의 종류 또한 다양해지고 있어, 이로 이한 하천·수로·호소 등의 오염과 부영양화가 심화되고 있는 상황이다. 특히, 하천·수로 및 호소의 부영양화가 심화되고 이로 인한 용존산소 부족현상 발생 등으로 수중 생태계 파괴 등의 매우 심각한 실정이다.

최근 이러한 수원의 정화를 위해 다양한 처리공정이 개발되고 있지만, 오염물질의 유입으로 인한 하천·수로 및 호소의 오염 및 부영양화 현상을 완벽하게 억제할 수 있는 정화장치는 아직 개발되지 못한 상황이다. 이러한 오염 및 부영양화의 문제점을 해소하기 위해서는 모든 오·폐수 처리장의 방류수 규제기준을 대폭 강화하거나 새로운 수질정화설비를 설치하거나 별도의 추가 처리시설을 설치하는 방법을 고려할 수 있다. 그러나 새로운 수질정화 설비를 신설·관리 및 정비하는 데는 막대한 예산이 소요되며, 점오염원이 아닌 비점오염원인 경우에는 별다른 대책이 없는 문제점이 있었다.

이러한 상황 하에서, 지금까지 하천·수로 및 호소를 직접적으로 정화하고자 하는 방법이 시도되어 왔으나, 현재까지 알려진 대부분의 하천·수로 또는 호소의 직접적인 수질정화방법들은 수량 또는 상태 변화에 대한 대처 능력이 떨어지는 문제가 있었다. 예를 들어, 대한민국 등록특허 제310231호에서는 낙차공·보에 의해 구획된 시공대상 하천의 양쪽 바닥에 미생물 접촉재를 수류방향으로 상류에서 하류로 설치한 하천정화장치를 개시하고 있는데 상기 기술의 경우, 수로 정화용 소재를 하천에 직접 고정하는 방식을 사용하므로 토사유출 및 수량변동 등에 대한 대책이 미흡하고, 설치비용이 높으며, 수량 증가 시 장치 파괴의 위험이 높은 문제점이 있었다.

또한, 상기 기술은 수중 부유물질 및 일부 영양염류에 대한 제거효율은 좋지만, 질소성분 및 인성분 등에 대한 제거효율이 현격히 낮은 문제점을 가지고 있다.

한편, 최근 사용빈도가 증가하는 수초 재배섬의 경우에는, 토목구조물 또는 별도의 고정용 부유틀에 식물을 식재하고, 상기 틀 하부에 미생물 접촉재 등을 설치한 구조를 가지고 있으나, 상기 장치들의 경우, 설치 현장의 온도, 습도 등의 생장조건을 식물에 최적화하기가 어렵고, 수질정화 효율이 떨어지며, 유지관리가 어려운 문제점이 나타나고 있고, 부유틀의 경우 유속이 존재하는 하천에서는 쉽게 파손되는 등 여러 가지 문제로 인해 다양한 상황에 적용하기에는 한계가 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은, 수위변동·유속변화 등 상태변화에 대하여 유연하게 대처 가능하고, 별도의 필요 부지 없이 수역에 직접 설치 가능하여 설치비용이 적게 들며, 유지 관리비용 또한 저렴할 뿐만 아니라, 수로 방류수의 부유물질, 용존성 오염물질 및 영양염류를 효과적으로 제거할 수 있는 수질정화장치 및 수질정화방법을 제공하는 것이다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

수질정화 및 생물서식처를 제공하는 미생물 접촉재를 구비하고, 수면 아래에서 수직으로 부유되는 접촉재 모듈;

수질정화기능을 갖는 사상조류의 증식이 가능하고, 수면 아래에서 수직으로 부유되는 조류 모듈;

상기 접촉재 모듈과 조류 모듈 다수개의 상단부 또는 하단부를 상호 연결하여 그룹화시키는 모듈 연결수단;

상기 모듈 연결수단을 수위 및 수량의 변화에 따라 부유할 수 있도록 하는 모듈 부유수단;

상기 모듈 연결수단의 양 말단에 연결되어 다수개의 접촉재 모듈 및 조류 모듈이 수위에 따라 함께 유동할 수 있게 하는 유동성 연결고리; 및

상기 모듈 연결수단을 상기 유동성 연결고리와 연결하여 지지하도록 하는 지지수단을 포함하여 구성된 접촉재 모듈과 조류 모듈을 이용한 수질정화장치를 제공 한다.

본 발명의 접촉재 모듈은, 미생물 접촉재를 중심으로 상단부에는 모듈 부유수단이 결합된 모듈 연결수단과 결합하고, 하단부에는 무게추가 결합하여 접촉재 모듈이 수직하게 선 상태로 부유하도록 구성되는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 미생물 접촉재는, 부직포, 실타래, 네트형, 세로로 긴형태의 섬모상 또는 끈상 형태의 접촉재를 사용할 수 있다.

본 발명의 조류 모듈은, 원통형 또는 다각형의 통형으로 구성된 외부틀, 상기 외부틀의 상부 및 하부에 각각 연결되어 탈부착이 가능한 덮개, 상기 외부틀 내부에서 상기 상부 덮개에 연결되어 사상조류의 증식처를 제공하는 내부틀 및 연결수단을 통하여 내부틀이 상부 덮개와 연결되고 상부 덮개가 모듈 연결수단과 연결되고 하부 덮개가 무게추 또는 모듈 연결수단과 연결되도록 하는 탈부착 연결고리로 구성된다.

이때, 상기 외부틀은 다수개의 원형, 타원형, 다각형 또는 망형의 유출구 및 유입구를 가지며, 상기 외부틀의 상부 및 하부를 덮는 덮개는 다수개의 원형, 타원형, 다각형 또는 망형의 유출구 및 유입구를 가지고, 덮개의 양면으로 연결링과 같은 연결수단이 존재하여, 상부 덮개에 존재하는 연결링은 유동성 연결수단과 연결되어 모듈 부유수단과 연결되고, 하부 덮개에 존재하는 연결링은 무게추와 연결되어 본 발명의 조류모듈을 수면에서 수직으로 부유할 수 있게 한다. 이러한 다수의 유입구 및 유출구를 통해 물의 흐름 및 빛의 투과성을 조절하여 사상녹조의 성장환경을 조성할 수가 있다. 또한, 외부틀 및 내부틀은 빛의 투과를 용이하게 하기위해 빛의 투과가 용이한 재질을 이용하는 것이 바람직하다. 한편, 상기 내부틀은 사상조류가 유출되지 않으면서 내부에서 번식할 수 있도록 그물망 구조의 원통형 또는 구형 구조물인 것이 바람직하다. 내부틀의 상부에 존재하는 연결고리가 외부틀 상부덮개와 연결되어 있으므로, 사상조류가 과다 번식되었을 경우 손쉽게 내부틀을 탈착하여 제거할 수 있다.

본 발명에서 수질정화에 이용하는 사상조류는 하천, 습지, 호수·논 등에 있어서 다양한 환경조건에서 무기상태의 영양염류를 흡수하며 서식하고 있다. 사상조류는 부유조류 및 물옥잠 등의 고등 수생식물의 이용과 비교하여 다음과 같은 장점을 가지고 있다. 사상조류는 부영양화에 기인하는 이상현상의 원인이 되지 않고, 증식속도가 빠르며, 그만큼 무기형태의 영양염류에 대한 흡수능력이 크고, 수생식물과 비교하여 낮은 영양염류 농도에서도 증식이 가능하며, 겨울철과 같은 매우 낮은 온도에서도 사상조류의 주변 물이 계속하여 바뀌어지는 흐름상태에 있다면 영양염류를 흡수하는 것이 가능하기 때문에 녹조가 발생하는 계절보다 먼저 사상조류를 증식시킴으로서 영양염류를 제거할 수 있다.

본 발명에서는 하천이나 얕은 호수 등의 자연계에서 PO₄-P 등의 고정에 기여하는 사상조류(조류 중에서 사상성 부착조류)가 증식할 수 있는 환경을 인공적으로 조성함으로써 하천수 및 호소수로부터 PO₄-P 등을 제거하고, 남조류 및 편모조류의 이상증식을 억제한다. 또한 본 발명은 자연계의 서식환경을 모방한 몇 가지 조건하에서 유속, 수심, 기질, 사상조류의 회수 및 설비의 세정 등의 구조적인 연구를 통한 PO₄-P 를 흡수 제거하는 효율을 높이고, 또한 회수한 사상조류를 비료나 어류, 닭 및 가축에 대한 양질의 먹이 등으로 유용하게 사용할 수 있다.

본 발명의 모듈 연결수단은, 봉형, 끈형 또는 관형 등으로 형성되어 상기 모듈 부유수단의 중심 연결구를 관통하여 연결되는 연결대와, 양 말단에 상기 모듈 부유수단의 이탈을 방지하기 위한 이탈방지판 및 수변쪽에 상기 유동성 연결고리와 연결할 수 있는 탈부착 갈고리형 또는 탈부착 A자형 고리의 결합수단을 포함하여 구성된다. 이때, 상기 연결대는 중앙에 연결구가 있으며 볼트형 연결고리의 숫나사산과 결합될 수 있도록 양쪽 말단의 내측면에 암나사산이 식각되거나, 와이어로프 등의 끈형이 연결대의 연결구를 관통하여 연결된다.

또한, 본 발명의 모듈 연결수단은, 봉형, 끈형 또는 관형으로 상기 접촉재 모듈 및 조류 모듈의 하부의 연결수단에 의해 연결되어 고정될 수 있다.

본 발명의 모듈 부유수단은, 중심연결구를 구비한 부유형 스페이서 또는 회전형 투과성 접촉재(특허출원 제10-2004-0030037호, 실용신안등록 제0361791호)가 단독 또는 혼합하여 사용될 수 있다. 상기 모듈부유수단은 연결수단의 일정 구간별로 별도의 부체를 사용하여 접촉재 모듈 및 조류 모듈이 일정 수면 아래에서 수직으로 선 상태로 있게 할 수 있다. 또한, 모듈부유수단으로 상기 회전형 투과성 접촉재를 일정비율 사용할 경우 수면에 부유물질이나 거품이 쌓이는 현상을 방지할 수 있는 장점이 있다. 한편, 상기 모듈 부유수단에 의해 일정 그늘이 형성됨으로써 미생물 접촉재를 통해 생물에게 서식처를 제공할 수 있다.

본 발명의 유동성 연결고리는 염주모양으로 연결된 다수개의 구형비드의 일측에 구비된 고리를 통해 하기의 지지수단에 끼워진 상태에서 상기 모듈 연결수단의 양 말단에 연결된다.

본 발명의 지지수단은, 말뚝형, 틀형 또는 앵커형태 등으로 구성될 수 있으며 정화하고자 하는 수변 등에 고정 설치된다. 이때 지지수단이 말뚝형이나 틀형으로 구성되는 경우 수량 또는 수면 변동에 따라 상기 접촉재 연결수단이 유동할 수 있도록 접촉재 연결수단의 수변쪽 말단부와 유동성 연결고리를 통해 연결되고, 앵커형태로 구성되는 경우 수량 또는 수면 변동에 대응 할 수 있도록 일정한 여유길이를 갖도록 구성되며 말단부에 구비되는 연결고리를 통해 접촉재 연결수단의 수변쪽 말단부와 연결된다.

한편, 본 발명에 따른 수질정화장치는, 상기 지지수단의 상부에 사람이 이동할 수 있도록 망형 등의 디딤판을 설치할 수 있으며, 양쪽 수로 변에 앵커 등의 고정지지대를 설치하여 유동성 연결수단과 직접 연결할 수 있도록 구성될 수도 있다.

본 발명에 의하면 미생물 접촉재에 활착하는 미생물의 오염물질 제거 뿐만 아니라, 내부틀 안에서 증식된 사상조류를 이용하여 질소성분 및 인성분을 제거할 수 있게 되므로, 수역의 질소성분 및 인성분의 감소로 인해 녹조현상 등을 예방할 수도 있고, 수거된 사상조류를 비료나 어류, 닭 및 가축에 대한 양질의 먹이 등으로 유용하게 사용할 수 있다.

또한, 본 발명은 수질정화 및 생물서식처를 제공하는 미생물 접촉재를 구비 하고, 수면 아래에서 수직으로 부유되는 접촉재 모듈, 수질정화기능을 갖는 사상조류의 증식이 가능하고, 수면 아래에서 수직으로 부유되는 조류 모듈, 상기 접촉재 모듈과 조류 모듈 다수개의 상단부 또는 하단부를 상호 연결하여 그룹화시키는 모듈 연결수단, 상기 모듈 연결수단을 수위 및 수량의 변화에 따라 부유할 수 있도록 하는 모듈 부유수단, 상기 모듈 연결수단의 양 말단에 연결되어 다수개의 접촉재 모듈 및 조류 모듈이 수위에 따라 함께 유동할 수 있게 하는 유동성 연결고리 및 상기 모듈 연결수단을 상기 유동성 연결고리와 연결하여 지지하도록 하는 지지수단을 포함하여 구성되는 상기 수질정화장치를 이용한 수질정화방법을 제공한다.

이때, 다수개의 접촉재 모듈을 오염수역의 전단에 설치하고 다수개의 조류 모듈을 후단에 설치하거나, 다수개의 조류 모듈을 오염수역의 전단에 설치하고 다수개의 접촉재 모듈을 후단에 설치하거나, 다수개의 접촉재 모듈과 조류모듈을 혼합하여 설치할 수 있다.

본 발명에 의한 수질정화방법은 토사유출·수위변동·유속변화 등 상태변화에 대하여 유연하게 대처 가능하게 되고 각각의 모듈은 쉽게 탈부착이 가능하여 설치 후 오염물질 유입원이나 유입부하가 변화할 경우 장소를 옮겨 간편하게 재설치하거나 추가 설치할 수 있어 상황변화에 대한 대처능력이 우수하고, 정화장치의 유지 및 관리가 용이하게 될 수 있으며, 구조물과 기계 설비 구성을 위해 투입되는 초기 투자비용을 대폭 절감할 수 있어 설치비용이 적게 드는 장점이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한 다.

도 1은 본 발명에 따른 수질정화장치의 바람직한 실시예를 개략적으로 나타낸 것이다.

본 발명에 따른 수질정화장치는, 오염수역(100)에서 수중 오염물질을 생물학적으로 처리하는 접촉재 모듈(200)과, 조류 모듈(300), 및 상기 접촉재 모듈(200)과 조류 모듈(300)이 수위나 수량 등의 변화에 따라 유동할 수 있도록 유동성 있게 연결하는 유동성 연결고리(400)와, 수로 변에 설치되어 상기 유동성 연결고리(400)와 연결되어 상기 접촉재 모듈(200)과 조류모듈(300)을 지지하는 지지수단(500)을 포함하여 구성된다.

도 2a와 2b는 본 발명에 따른 수질정화 장치의 수질정화의 원리를 도시한 것이다.

도 2a는 상기 접촉재 모듈(200)의 수질정화 원리를 도시한 것으로, 상부가 모듈 부유수단(210)과 연결되고 하부가 무게추(240)에 연결되어 수중에 수직으로 선 미생물 접촉재(230)에 오염수역(100)의 오염물질(110)이 흡착 또는 부착되는 단계와, 미생물 접촉재(230)에 미생물(250)이 활착되는 단계를 거쳐 활착된 미생물에 의해 흡착 또는 부착된 오염물질이 제거되는 단계를 거쳐 수질정화가 이루어진다.

도 2b는 상기 조류 모듈의 수질정화 원리를 도시한 것으로, 오염수역(100)의 오염물질(110)이 외부틀(320) 및 상·하부 덮개(330)의 유입구를 통해 사상조류(350)가 들어있는 그물망 형태의 내부틀(340)에 유입되어 사상조류(350)가 수중의 오염물질 및 부유물질을 제거시켜 다시 외부틀(320) 및 상·하부 덮개(330)의 유출구를 통해 나가게 된다.

도 3은 본 발명에 따른 부유 접촉재 모듈(200)의 다양한 구성을 보다 상세히 도시한 것이다.

본 발명에 따른 접촉재 모듈(200)은 도시된 바와 같이 세로로 긴형태의 미생물 접촉재(230a, 230b, 230c, 230d, 230e)를 중심으로 상부에는 접촉재 모듈 부유수단(210a, 210b, 210c)과 접촉재 연결수단(220)이 위치하고, 하부에는 다양한 형태의 무게추(240a, 240b, 240c, 240d, 240e)가 위치하여 모듈 상부는 수면위로 부상하게 되고 모듈의 하부는 수중에 위치하게 된다.

상기 미생물 접촉재(230a, 230b, 230c, 230d, 230e)는 수중 오염물질의 흡착효율을 높일 수 있도록 표면에 키토산 또는 초산 등이 단독 또는 혼합되어 구성된 코팅막을 포함하는 것이 바람직하며, 네트형태를 사용할 수도 있다.

상기 부유접촉재 모듈(200)은 적용하는 하천·수로 및 호소의 특성에 따라 다양한 형태의 모듈로 변형하여 사용할 수 있다.

도 4a와 4b는 본 발명에 따른 조류 모듈(300)의 바람직한 구성실시예를 보다 상세히 도시한 것이다.

상기 조류 모듈(300a)은, 크게 사상조류(350)가 자라는 망형태의 내부틀(340)과 주변 환경 변화에 의한 내부틀(340)의 파손 등을 방지하고, 오염수(100)가 유입 및 유출할 수 있도록 하는 외부틀(320) 및 상·하부 덮개(330)로 구성되어 있다.

도 4a는 빛과 물의 투과가 잘되게 하기위해 특정한 다수의 원형, 타원형 혹은 다각형의 유입 및 유출구가 있는 외부틀(330a)을 중심으로 상하에 유입 및 유출구가 있는 상·하부 덮개(320a, 320b)를 결합할 수 있으며, 상기 상부 덮개(320a)에는 판을 중심으로 상하 양면으로 연결링(341)이 있어 상부는 모듈 부유수단(210)과 연결하는 탈부착 연결고리(310)와 연결되고, 하부는 내부틀(340)과 연결할 수 있으며, 상기 하부 덮개(320b)의 경우는 탈부착 연결고리(310)를 통해 무게추(360)와 연결할 수 있는 것이 바람직한 구성이다. 이때 내부틀(340) 내에서 사상조류의 증식이 과다할 경우에는, 외부틀(330a)의 상부 덮개(320a)에 연결된 탈부착 연결고리(310)를 탈착하여 내부틀(340)을 제거해 낼 수 있다.

도 4b는 세로로 긴형태 혹은 네트형태의 외부틀(330b)을 이용한 것만 제외하고는 도 4a와 동일하게 구성된 것이다.

한편, 상기 조류 모듈은 수역의 수심에 따라 상기 조류 모듈들을 직렬로 연결하여 사용할 수 있다.

도 5는 상기 모듈 연결수단(220)의 바람직한 구성 실시예를 보다 상세히 도시한 것이다.

상기 모듈 연결수단(220)은, 봉형태의 연결대(221)와, 상기 연결대(221)의 양말단에 설치되어 상기 부유형 스페이서(212) 및 상기 회전형 투과성 접촉재(211) 의 이탈을 방지하는 이탈방지재(222) 및 상기 유동성 연결수단(220)을 연결하는 연결구(223)를 포함하여 구성된다. 이때, 상기 봉형태의 연결대(221)는 양쪽 말단의 내측면에 암나사산이 식각되어 볼트형 연결고리(224)의 숫나사산과 결합될 수 있도록 구성하거나, 상기 연결대(221)의 연결구(223)에 와이어로프(225)를 관통시켜 연결할 수 있도록 구성된다.

한편, 상기 봉형태의 연결대(221)의 수변부 양말단부는 탈부착 갈고리형 등의 결합수단(226a, 226b)을 통해 유동성 연결고리(400)의 말단부와 연결할 수 있다.

도 6은 상기 모듈 부유수단(210)의 바람직한 구성 실시예를 보다 상세히 도시한 것이다.

모듈 부유수단(210a, 210b, 210c)은, 모듈연결수단으로 연결되어 미생물 접촉재(230a, 230b, 230c, 230d, 230e)와 일정거리를 유지할 수 있도록 하는 부유형 스페이서(212)와, 상기 부유형 스페이서(212) 사이 일정 간격마다 삽입되어 수면 위로 거품 및 부유물질이 쌓이는 현상을 방지하는 회전형 투과성 접촉재(211)와, 상기 부유형 스페이서(212) 및 상기 회전형 투과성 접촉재(211)의 중앙 연결구를 관통하여 연결하는 모듈 연결수단(220)을 포함하여 구성된다.

도 7은 본 발명에 따른 수질정화장치의 또 다른 설치 실시예를 도시한 것이다.

상기 수질정화장치의 상부가 일정 수위 아래에 있게 하고, 일정 간격별로 별도의 부유수단(600a, 600b, 600c, 600d, 600e)을 이용하여 부유할 수 있게 함으로써 수표면의 부유물질들이 쌓이는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.

도 8a, 8b, 8c는 본 발명에 따른 수질정화장치의 다양한 설치 실시예를 도시한 것이다.

도 8a는 전단에 상기 접촉재 모듈(200)들을 설치하여 수중의 부유물질 등을 제거하고, 후단에 상기 조류 모듈(300)들을 설치하여 미처리된 질소성분, 인성분 등을 제거하는 것을 특징으로 한다.

도 8b는 전단에 상기 조류 모듈(300)들을 설치하여 질소성분 및 인성분 등을 제거하고, 후단에 상기 접촉재 모듈(300)들을 설치하여 수중의 부유물질 및 기타 영양염류를 제거하는 것을 특징으로 한다.

도 8c는 상기 접촉재 모듈(200)과 상기 조류 모듈(300)들을 일정 주기로 번갈아 설치하여 수중의 부유물질 및 영양염류 등을 제거하는 것을 특징으로 한다.

도 9는 본 발명의 접촉재 모듈(200)을 이용한 또 다른 실시예를 도시한 것이다.

상기 접촉재 모듈(200)은, 미생물 접촉재(230)를 중심으로 하부는 연결수단(220)과 연결되어 있고, 상부는 별도의 모듈 부유수단(600a, 600b, 600c, 600d, 600e)과 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

도 10은 본 발명의 조류 모듈(300)을 이용한 또 다른 실시예를 도시한 것이다.

상기 조류 모듈(300)은, 외부틀(330)을 중심으로 상부에는 별도의 부유수단(600a, 600b, 600c, 600d, 600e)과 연결되고 하부에는 연결수단(220)과 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

도 11은 본 발명의 접촉재 모듈(200)과 조류모듈(300)을 이용한 또 다른 형태의 다양한 구성실시예를 도시한 것이다.

상기 접촉재모듈(200)과 상기 조류모듈(300)은 상·하부에 다양한 연결고리가 있어 상부는 별도의 부유수단(600a, 600b, 600c, 600d, 600e)과 연결되고, 하부는 연결수단(220)과 연결되어 수위 및 수량변동에 따라 상부 모듈부유수단이 움직이면서 하부 연결수단(220)의 수변쪽 양말단에 연결된 유동성 연결고리(400)가 지지수단(500)에서 유동할 수 있는 것을 특징으로 한다.

도 12는 본 발명의 수질정화장치를 이용한 또 다른 설치 실시예를 도시한 것이다.

상기 수질정화장치는, 상기 접촉재 모듈(200)과 상기 조류 모듈(300)을 중심으로 하부에는 연결봉(220)에 고정하고, 상부에는 별도의 부유수단(600a, 600b, 600c, 600d, 600e)을 연결하며, 모듈의 수변 양쪽말단을 유동성 연결고리(400a)를 연결하여 지지수단(500a)에 고정하여, 수위가 올라가면 상기 유동성 연결고리(400a)가 지지수단을 따라 상승하고, 수위가 내려가면 하부로 내려가도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 수질정화장치는, 상기 접촉재 모듈(200)과 상기 조류 모듈(300)을 일정 구간 연결하고, 양쪽 말단에 상기 모듈과 연결할 수 있도록 내측면에 암나사산이 식각되어 볼트형 연결고리(224)의 숫나사산과 결합될 수 있도록 구성된 다수의 연결구(710)를 가지고, 양쪽 말단에는 유동성 연결고리(400b)와 연결할 수 있는 연결링(720)이 있는 봉형태 등의 고정수단(700)과 결합되는 것을 특징으로 하며, 상기 유동성 연결고리(400b)는 수역 바닥에 고정된 지지수단(500b)과 연결되도록 양쪽말단부에 연결고리를 가지는 끈형태로 구성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 수질정화 장치는 수위가 올라가면 유동성 연결고리(400b)의 길이만큼 수위를 따라 같이 상승하도록 수역의 홍수기의 수위에 맞춰 연결고리의 길이를 책정하는 것이 바람직하다.

상술한 실시예와 도면은 발명의 내용을 상세히 설명하기 위한 목적일 뿐, 발명의 기술적 사상의 범위를 한정하고자 하는 목적이 아니며, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 상기 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아님은 물론이며, 후술하는 청구범위 뿐만이 아니라 청구범위와 함께 균등범위를 포함하여 판단되어야 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 수질정화장치에 의할 경우, 별도의 구조물 및 기계설비 없이 수중의 부유물질, 용존성 오염물질 및 영양염류 등을 간편하고 효과적으로 제거할 수 있게 되고, 높은 수질정화 효율을 얻을 수 있어, 하천, 호소 및 하수처리장, 방류수로 등을 포함한 인공수로에 적용할 수 있다.

특히, 사상조류에 의해 질소성분 및 인성분을 보다 효과적으로 제거함으로써 미생물 접촉재에 활착하는 미생물의 오염물질 제거 성향의 한계를 극복할 수 있을 뿐만 아니라, 질소성분 및 인성분의 감소로 인해 녹조현상 등을 예방할 수도 있고, 수거된 사상조류를 비료나 어류, 닭 및 가축에 대한 양질의 먹이 등으로 유용하게 응용할 수 있다.

Claims

수질정화 및 생물서식처를 제공하는 미생물 접촉재를 구비하고, 상기 미생물 접촉재를 중심으로 상단부에는 수위 및 수량의 변화에 따라 부유하는 모듈 부유수단이 결합하고, 하단부에는 무게추가 결합하여 수면 아래에서 수직하게 선 상태로 부유되는 접촉재 모듈;

원통형 또는 다각형의 통형으로 구성된 외부틀과, 상기 외부틀의 상부 및 하부에 각각 연결되어 탈부착이 가능한 덮개와, 수질정화기능을 갖는 사상조류의 증식처를 제공하는 내부틀 및 내부틀이 상부 덮개와 연결되고 상부 덮개가 모듈 연결수단과 연결되며 하부 덮개가 무게추와 연결되도록 하는 연결수단을 포함하여 구성되고, 수면 아래에서 수직으로 선 상태로 부유되는 조류 모듈;

상기 접촉재 모듈과 조류 모듈 다수개의 상단부를 상호 연결하여 상기 접촉재 모듈과 조류 모듈 다수개가 그룹지어 함께 유동할 수 있도록 상기 모듈 부유수단의 연결구들을 관통하여 연결하는 모듈 연결수단;

상기 모듈 연결수단의 양 말단에 연결되어 다수개의 접촉재 모듈 및 조류 모듈이 수위에 따라 함께 유동할 수 있게 하는 유동성 연결고리; 및

상기 유동성 연결고리와 연결되어 상기 유동성 연결고리 및 상기 유동성 연결고리와 연결된 상기 모듈 연결수단을 지지하기 위한 지지수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유동성 접촉재 모듈과 조류 모듈을 이용한 수질정화장치.
수질정화 및 생물서식처를 제공하는 미생물 접촉재를 구비하고, 상기 미생물 접촉재를 중심으로 상단부에는 수위 및 수량의 변화에 따라 부유하는 모듈 부유수단이 결합하고, 하단부에는 모듈 연결수단이 결합하여 수면 아래에서 수직하게 선 상태로 부유되는 접촉재 모듈;

원통형 또는 다각형의 통형으로 구성된 외부틀과, 상기 외부틀의 상부 및 하부에 각각 연결되어 탈부착이 가능한 덮개와, 수질정화기능을 갖는 사상조류의 증식처를 제공하는 내부틀 및 내부틀이 상부 덮개와 연결되고 상부 덮개가 모듈 부유수단과 연결되며 하부 덮개가 모듈 연결수단과 연결되도록 하는 연결수단을 포함하여 구성되고, 수면 아래에서 수직으로 선 상태로 부유되는 조류 모듈;

상기 접촉재 모듈과 조류 모듈 다수개의 하단부를 상호 연결하여 상기 접촉재 모듈과 조류 모듈 다수개가 그룹지어 함께 유동할 수 있도록 연결하는 모듈 연결수단;

상기 모듈 연결수단의 양 말단에 연결되어 다수개의 접촉재 모듈 및 조류 모듈이 수위에 따라 함께 유동할 수 있게 하는 유동성 연결고리; 및

상기 유동성 연결고리와 연결되어 상기 유동성 연결고리 및 상기 유동성 연결고리와 연결된 상기 모듈 연결수단을 지지하기 위한 지지수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유동성 접촉재 모듈과 조류 모듈을 이용한 수질정화장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 외부틀은,

다수개의 원형, 타원형, 다각형 또는 망형의 유출구 및 유입구를 가지는 것을 특징으로 하는 유동성 접촉재 모듈과 조류 모듈을 이용한 수질정화장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 덮개는,

다수개의 원형, 타원형, 다각형 또는 망형의 유출구 및 유입구를 가지고, 덮개의 양면으로 연결수단이 존재하는 것을 특징으로 하는 유동성 접촉재 모듈과 조류 모듈을 이용한 수질정화장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 내부틀은,

사상조류가 유출되지 않도록 그물망 구조의 원통형 또는 구형 구조물인 것을 특징으로 하는 유동성 접촉재 모듈과 조류 모듈을 이용한 수질정화장치.
제 1항에 있어서,

상기 모듈 연결수단은,

봉형, 끈형 또는 관형으로 상기 모듈 부유수단의 중심 연결구를 관통하여 연결되는 연결대;

양말단에는 상기 모듈 부유수단의 이탈을 방지하기 위한 이탈방지판; 및

수변쪽에 상기 유동성 연결고리와 연결할 수 있는 탈부착 갈고리형 또는 탈부착 A자형 고리의 결합수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유동성 접촉재 모듈과 조류 모듈을 이용한 수질정화장치.
제 6항에 있어서,

상기 연결대는,

중앙에 연결구가 있으며 볼트형 연결고리의 숫나사산과 결합될 수 있도록 양쪽 말단의 내측면에 암나사산이 식각되거나, 끈형이 연결대의 연결구를 관통하여 연결되는 것을 특징으로 하는 유동성 접촉재 모듈과 조류 모듈을 이용한 수질정화장치.
제2항에 있어서,

상기 모듈 연결수단은,

봉형, 끈형 또는 관형으로 상기 접촉재 모듈 및 조류 모듈의 하부의 연결수단에 의해 연결되어 고정되는 것을 특징으로 하는 유동성 접촉재 모듈과 조류 모듈을 이용한 수질정화장치.
제 1항에 있어서,

상기 모듈 부유수단은,

중심연결구가 구비된 부유형 스페이서 또는 회전형 투과성 접촉재가 단독 또는 혼합되어 사용되는 것을 특징으로 하는 유동성 접촉재 모듈과 조류 모듈을 이용한 수질정화장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 유동성 연결고리는,

염주모양으로 연결된 다수개의 구형비드의 일측에 구비된 고리를 통해 상기 모듈 연결수단의 양 말단에 연결되는 것을 특징으로 하는 유동성 접촉재 모듈과 조류 모듈을 이용한 수질정화장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 지지수단은,

말뚝형, 틀형 또는 앵커형인 것을 특징으로 하는 유동성 접촉재 모듈과 조류 모듈을 이용한 수질정화장치.
삭제
제1항의 수질정화장치를 이용하는 수질정화방법으로서, 상기 수질정화장치의 다수개의 접촉재 모듈을 오염수역의 전단에 설치하고 다수개의 조류 모듈을 후단에 설치하여 이용하는 것을 특징으로 하는 수질정화방법.
제1항의 수질정화장치를 이용하는 수질정화방법으로서, 상기 수질정화장치의 다수개의 조류 모듈을 오염수역의 전단에 설치하고 다수개의 접촉재 모듈을 후단에 설치하여 이용하는 것을 특징으로 하는 수질정화방법.
제1항의 수질정화장치를 이용하는 수질정화방법으로서, 상기 수질정화장치의 다수개의 접촉재 모듈과 다수개의 조류 모듈을 혼합하여 설치하여 이용하는 것을 특징으로 하는 수질정화방법.