KR100675950B1 - 응집혼화롤 및 이를 구비하는 호수 정화 장치 - Google Patents

Abstract

응집제와 오염물질의 응집 혼합성을 높이는 응집혼화롤 및 이를 포함하는 호수 정화 장치가 제공된다.

상기 응집혼화롤은, 내부에 유입수가 흐르는 소정의 직경과 길이로 구성된 관로 및, 상기 관로의 내부에 내장되고 투입되는 응집제와 산소중 하나 또는, 이들 모두의 투입시 유입수에 포함된 오염물질간의 혼합 반응을 극대화시키는 와류발생수단을 포함하여 구성되어 있고, 호수 정화 장치는 상기 응집혼화롤과 침전구조물을 포함하여 구성된다.

본 발명에 의하면, 저수지(담수), 습지, 호수(습지) 바닥에 쌓인 오염물질을 물과 함께 흡입하고 응집제(또는 고압산소)로 처리하면서 응집제와 혼합된 응집오염물질(플럭)을 침전시키고 정화수를 호수로 순환 배출시키어 호수바닥은 물론, 최종적으로 수질 정화도 가능하게 하는 개선된 효과를 얻을 수 있다.

응집혼화롤, 응집제, 호수바닥 오염물질, 정화, 호수 정화 장치

Description

응집혼화롤 및 이를 구비하는 호수 정화 장치{Flocculation Roll Pipe and Lake Cleaning Apparatus having The Same}

도 1은 본 발명에 따른 응집혼화롤을 도시한 사시도

도 2는 도 1의 변형예를 도시한 부분 절개 사시도

도 3은 도 2의 응집혼화롤 작동상태를 도시한 상태도

도 4는 도 2의 응집 혼화롤의 다른 변형예를 도시한 사시도

도 5의 (a)-(c)는 도 1의 응집혼화롤의 내부 와류발생수단의 여러 형태를 도시한 구조도

도 6의 (a)-(c)는 도 2의 응집혼화롤의 내부 와류발생수단의 여러 형태를 도시한 구조도

도 7은 도 2의 응집혼화롤의 또 다른 실시예를 도시한 것으로서,

(a)는 사시도

(b)는 작동상태도

도 8의 (a) 및 (b)는 도 6 (b) 및 (c)와 도 7을 혼합한 또 다른 변형예의 응집혼화롤을 도시한 구조도

도 9는 본 발명에 따른 호수 정화 장치의 일 실시예를 도시한 전체 구성도

도 10은 본 발명인 호수 정화 장치의 다른 실시예를 도시한 전체 구성도

도 11은 본 발명인 호수 정화 장치의 또 다른 실시예를 도시한 구성도

도 12의 (a) 및 (b)는 본 발명인 호수 정화 장치의 또 다른 실시예를 도시한 구성도

도 12c는 도 12a의 다른 변형예를 도시한 구성도

도 13은 본 발명인 호수 정화 장치의 흡입관과 분사관측에 설치되는 커버부재를 도시한 설치상태도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1.... 응집혼화롤 10a,10b.... 관(관로)

20.... 나선형 와류발생판 22.... 십자형 와류발생판

24... 원형 와류발생판 30.... 로프형 미디어

100.... 호수 정화 장치 110.... 흡입관

112.... 이동선(바지선) 114.... 커버부재

116.... 에어분사관 130.... 응집제 투입수단

132.... 응집제 저장탱크 150,150',170.... 침전 구조물

190.... 제 2 흡입관 210.... 스크린 유니트

본 발명은 댐에 의한 저수지나 호수 또는 면적이 큰 웅덩이, 습지(이하, '호수' 라 총칭한다)등의 바닥(이하, '호수바닥'이라 총칭한다)에 쌓인 오염물질을 효과적으로 제거하여 호수바닥을 정화시키기 위한 응집혼화롤 및 이를 포함하는 호수바닥 정화 장치에 관한 것이며, 보다 상세히는 호수바닥에 쌓인 퇴적물, 용존성 오염물, 기타 오염물(이하, '오염물질' 이라 총칭한다)을 흡입하고 약품(응집제)으로 처리하면서 응집제와 혼합 응집된 오염물질(이하, '응집오염물질'이라 총칭한다)을 침전시키어 정화된 배출수만을 호수로 순환시키어 호수바닥은 물론, 호수의 수질 정화도 동시에 이루어 지도록 하는 응집혼화롤 및 이를 포함하는 호수 정화 장치에 관한 것이다.

댐으로 그 흐름이 차단된 저수지나 일정지역에 물을 가두어 두는 호수 또는 큰 웅덩이, 습지 등에 모여있는(담수의) 물(저장수)은 거의 흐르지 않기 때문에 쉽게 썩게 된다.

특히, 이와 같은 저장수가 담수된 호수바닥에는 여러 오염물질들이 쌓이게 된다.

예를 들어, 호수로 유입되고 수중에 가라않는 각종 쓰레기나 생활 하천에 포함된 유기물 등의 오염물질, 호수바닥에 쌓이는 용존성 오염물 예를 들어, 이끼 등의 여러 오염물질이 흐름이 거의 없는 호수바닥에 그대로 쌓이면서 퇴적화된다.

한편, 지금까지는 이와 같은 호수바닥의 오염물질을 제거하기 위한 방편으로는 대부분 준설선을 이용하여 호수바닥을 퍼내는 형태로 호수바닥의 오염물질을 제 거하는 동시에, 호수의 깊이가 낮아지는 것을 예방하는 것이었다.

그러나, 이와 같은 준설형태의 경우에는 준설선에 일정 궤도로 작동토록 설치된 버켓을 이용하여 호수바닥을 퍼내는 것이므로, 이와 같은 준설시 오히려 호수바닥에 쌓이지만 침전된 상태의 각종 오염물질을 부유시키면서 제대로 오염물질은 제거하지 못하기 때문에, 호수 물이 흙탕물이 되거나 오염물질의 과도한 부유와 확산으로 호수 수질을 악화시키는 문제들이 있었다.

특히, 이와 같은 오염물질의 급속한 확산 부유시 호수 또는 댐의 물의 썩는 부영양화현상이 발생되고, 이는 물속에 포함된 유기물이 물속에서 세균,균류 등에 의하여 생화학적으로 분해되면서 물속에 녹아있는 산소 즉, 용존산소를 부족하게 하기 때문이다.

즉, 이와 같은 유기물의 생화학적 분해시 용존산소의 소비가 많거나 물에 지나치게 많은 유기물이 포함되어 있으면 수중의 산소가 결핍되거나 또는 없어지게 되고, 결국 저장수은 쉽게 썩게(오염)된다.

그리고, 호수바닥의 오염물질은 저장수를 더 심하게 오염시키는 원인으로 제공되면서, 산소가 없는 상태에서 저장수는 유해한 황화수소 등이 발생하고, 물이 산성화되어 악취가 나는 것은 물론, 물이 매우 탁해지게 되는 것은 물론이다.

즉, 물 속에는 무기물, 유기물, 미생물 등이 항상 함께 공존하는데, 흐르는 물인 하천과 같은 유수(流水)에서는 이와 같은 무기물, 유기물, 미생물 등의 농도가 적정선을 유지하기 때문에 서로 생성하고 분해하는 과정에서 생태계가 유지되고, 이와 같은 흐르는 물은 자체적인 물 자정작용이 지속적으로 이루어 지는데에 반하여, 저수지나 호수 등의 흐름이 이루어 지지 저장수에서는 물의 자정작용이 없어 용존산소가 계속 부족하면서 썩게되는 것이다.

이에 따라서, 댐에 의한 저수지나 호수 또는 큰 웅덩이와 같이 물이 흐르지 않아 썩기 쉬운 호수바닥의 오염물질을 부유를 최소하면서 흡입하여 약품(응집제)로 응집 침전시키고 정화수만을 호수로 순환시키게 하고, 특히 응집혼화롤을 이용하여 호수바닥 정화설비의 규모는 최소화하고, 특히 호수바닥의 오염물질과 응집제의 혼합 응집성을 높이면서 추가로, 미생물의 증착을 통한 수질의 정화력도 높이는 설비가 요구되어 왔다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 개선시키기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, 롤파이프 형태로 구성되고 내부에 내장된 와류발생판을 통하여 유입수와 투입 응집제의 혼합 응집성을 극대화시키면서 원통형상으로 구성하여 설비를 보다 간소화할 수 있도록 하면, 추가로 미생물의 증착 서식을 통하여 수질을 개선시키는 응집혼화롤을 제공하는 데에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 호수바닥에 쌓인 퇴적물, 용존성 오염물, 기타 오염물질 등의 호수바닥 오염물질을 흡입하고 응집제 또는 고압산소 또는 이들 모두로 처리하면서 응집제와 혼합된 응집오염물질을 침전시키고 산소용존율을 높이어 정화된 배출수만을 호수로 순환시키어 호수바닥은 물론, 호수 전체의 수질 정화도 가능하게 하는 응집혼화롤를 포함하는 호수 정화 장치를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 일 측면으로서 본 발명은,

내부에 유입수가 흐르는 소정의 직경과 길이로 구성된 관로; 및,

상기 관로의 내부에 내장되고 투입되는 응집제와 산소중 하나 또는, 이들 모두의 투입시 유입수에 포함된 오염물질간의 혼합 반응을 극대화시키는 와류발생수단;

을 포함하여 구성된 응집혼화롤을 제공한다.

또한, 기술적인 다른 측면으로서 본 발명은, 호수 수면상에서 이동하는 이동선에 연결되고 바닥 근처까지 신장되어 호수바닥에 퇴적된 오염물질을 흡입하는 흡입관;

상기 흡입관과 연결되고 상기 이동선 또는 상기 이동선과 연결되면서 지상에 배치된 상기 응집혼화롤; 및,

상기 응집혼화롤과 연계되고 상기 이동선, 지상 또는 호수내중 어느 하나에 제공되어 응집제와 혼합된 응집오염물질 또는 흡입된 오염물질과 응집혼합물질을 침전시키면서 상등수를 호수로 순환 배출시키는 침전구조물;

을 포함하여 구성된 응집혼화롤을 포함하는 호수 정화 장치를 제공한다.

이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1 내지 도 4에서는 본 발명에 따른 응집혼화롤(1)을 도시하고 있다.

즉, 도 1 및 도 2 에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 응집 혼화롤(1)은, 내부에 호수 저장수가 흐를수 있는 소정의 직경과 길이로 구성된 관로 및, 상기 관로의 내부에 내장되어 투입 응집제(F)와 오염물질(T)의 혼합성을 극대화시키는 와류발생수단을 포함하여 구성되어 있다.

이때, 상기 관로는 도 1에서 도시한 바와 같이, 합성수지관으로 형성되고 관의 표면이 평탄한 합성수지 평활관(10a)으로 형성될 수 있다.

또는, 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 관로는 다음의 도 3에서 상세하게 설명하듯이, 내부에서 흐르는 유입수의 충돌로 와류발생을 증대시키는 골(10b')이 형성된 주름관(10b)으로 제공될 수 있고, 이와 같은 주름관(10b)도 합성수지관으로 제공될 수 있다.

그리고, 상기 주름관(10b)은 외부 충격에도 평활관보다는 우수한 다른 이점을 제공한다.

따라서, 본 발명의 응집혼화롤(1)은 소정의 직경과 길이로 형성되면서, 응집제가 투입된 유입수(호수 물 등의 저장수)가 흐르기 때문에, 응집제의 단위 면적당 밀도가 높고, 그만큼 오염물질과의 혼합 응집성이 우수하며, 특히 응집제 투입에 따른 처리수의 농도가 일정하게 유지 관리될 수 있어 기존에 탱크(조)에 처리수를 저장하고 응집제를 투입한 후, 강제로 교반시키는 것에 비하여 별도의 교반설비도 필요없고 응집제 투입량도 줄어들기 때문에, 설비의 유지 비용도 매우 감소시키는 것이다.

물론, 밀폐된 공간에서 응집제와 오염물질이 반응되어 응집되기 때문에, 그 응집성도 매우 뛰어나다.

또한, 본 발명의 응집혼화롤(1)은 와류발생수단을 구비하기 때문에, 투입된 응집제가 관로 내부에서 뭉치면서 관로를 막거나 응집효율을 저하시키지 않는다.

즉, 도 3에서 도시한 바와 같이, 주름관(10b)의 관로 내부에서 외류발생수단인 나선형 외류발생판(20)에 의하여 발생되는 관로 내부에서의 심한 와류(V)현상으로 응집제(F)의 입자와 오염물질(T)의 입자가 서로 활발하게 유동 충돌하여 혼합 응집되게 된다.

더욱이 주름관(10b)의 골(10b')은 흐르는 유입수가 충돌하여 와류(V)를 보다 많이 발생시키므로, 응집이 보다 효율적으로 이루어 지게 된다.

이때, 도 4에서 도시한 바와 같이, 상기 평활관 또는 주름관(10b)의 관로는 나선형으로 권취되어 원통형상으로 제작될 수 있고, 이 경우 이와 같은 원통형상은 직렬 또는 병렬로 적어도 하나 이상이 연결 사용되는 것도 가능하다.

따라서, 본 발명의 응집혼화롤(1)은 원통형상으로 관로를 권취시키면서 일정용량의 저장수를 응집 처리할 수 있는 탱크역할을 하는 대신에, 어느 위치에서나 간단하게 시공 사용할 수 있으며, 형태 변형도 용이하여, 기존의 탱크나 콘크리트 구조물에 비하여 시공비용도 저럼하게 하고, 특히 토목 공사와 같은 비용이 많이 드는 대형 공사가 필요없는 것이다.

이때. 5a 및 도 6a 에서 도시한 바와 같이, 상기 와류발생수단은 평활관이나 주름관의 관로 내부에 내장되는 나선형 와류발생판(20)으로 제공될 수 있다.

또는, 도 5b 및 도 6b에서 도시한 바와 같이, 상기 와류발생수단은 관로 내 부에 내장되는 중심줄(22a)에 소정간격 고정된 십자형 와류발생판(22)으로 제공될 수 있다.

마지막으로, 도 5c 및 도 6c에서 도시한 바와 같이, 상기 와류 발생수단은 관로 내부에 내장되는 중심줄(24a)에 소정 간격으로 고정되고 처리수 통과공(24b)들이 형성된 원형 와류발생판(24)으로 제공될 수 있다.

따라서, 도 5 및 도 6에서 도시한 응집혼화롤(1) 내부에 내장되는 각각의 와류발생판(20)(22)(24)들은 관로 내부로 유입된 유입수가 통과하면서 심한 와류를 지속적으로 발생시키기 때문에, 관로 내부에 투입된 응집제(F)가 유입수에 포함된 호수 바닥에서 흡입된 오염물질(T)의 입자들과 매우 잘 혼합되고, 이는 혼합 응집성을 향상시키는 것이다.

이때, 상기 각각의 와류발생판들은 합성수지 예를 들어, 내부식성이 우수한 폴리에틸렌 성형물이나 금속판인 경우 스테인레스 재질이 바람직 할 것이다.

다음, 도 7에서 도시한 바와 같이, 상기 평활관 또는 주름관의 관로 내부에는 미생물의 부착 서식을 통하여 유입된 저장수를 정화시키는 로프형 미디어(30)가 추가로 내장되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 로프형 미디어(30)는 도 7a에서 도시한 바와 같이, 상기 관로의 내부에 내장되는 연장줄(32)과 그 표면에 엮어지고 미세사(34)로 이루어 져 각종 미생물의 부착 서식을 가능하게 한다.

또한, 상기 로드형 미디어의 연장줄과 미세사는 합성수지 예를 들어 내부식성이 우수한 폴리에틸렌 재질로 될 수 있다.

따라서, 상기 로프형 미디어(30)의 미세사(34)에 부착된 증착 미생물들은 유입수에 포함된 유기물 등의 오염물질을 분해함으로서 유입수의 정화효율을 보다 높이게 한다.

이때, 도 9에서 도시한 바와 같이, 상기 응집혼화롤(1)에는 산소발생기(DT)를 이용하여 관로 내부에 산소를 공급하여 용존산소량을 높일 수 있고, 내부 미생물의 활성화에도 유익한 것이다.

한편, 본 발명의 응집혼화롤(1)은 도 9에서 도시한 바와 같이, 응집제 투입수단(130) 뿐만 아니라, 상기 응집혼화롤(1)과 산소발생기(DT)를 연결하고, 응집제 투입수단과 산소공급기를 응집제 또는 산소를 상기 응집혼화롤(1)에 각각 개별적으로 공급하거나, 또는 동시에 응집제와 산소를 응집혼화롤에 공급하도록 각각 개별 또는 동시에 가동토록 설치되는 것이 바람직하다.

이때, 응집제가 투입되는 것은 지금까지 설명하였지만, 산소만 공급되어도 소정직경내의 관로에서 유입수가 플러그 인 흐름을 유지하면서 산소공급 즉, 용존 산소율을 보다 높이기 때문에, 흐르지 않고 산소공급이 적은 호수 물과 같은 저장된 물의 정화를 효과적으로 하게 된다.

특히, 본 발명의 응집혼화롤(1)은 내부에 와류발생수단이 내장되기 때문에, 산소만이 고압으로 공급되어도 관로 내부에서 심한 와류와 거품을 통한 산소의 용존율을 매우 높이는 것이다.

물론, 도 9와 같이 응집제와 산소를 같이 투입하면 응집효율은 물론, 용존율의 향상으로 정화효율을 높일 것이다.

특히, 오염물질이 다량 포함된 높은 농도의 유입수가 유입되어도 투입된 응집제와의 반응과 미생물이 부착되는 로프형 미디어에 의하여 저장수의 정화처리가 안정적으로 이루어 지고, 특히 호수바닥의 오염물질의 처리 효율도 그 만큼 높이는 것이다.

그리고, 본 발명의 응집혼화롤(1)은 별도의 특별한 토목공사가 필요 없는 등 그 설치가 간단하고, 소요면적도 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 증설 또는 변형이 용이하여 초기비용 및 유지비용을 크게 줄일 수 있도록 하는 것이다.

다음, 도 8에서 도시한 바와 같이, 상기 와류발생수단인 십자형 와류발생판(22) 또는 원형 와류발생판(24)들이 소정 간격으로 고정된 중심줄(22a)(24a)에 미생물의 부착 서식을 가능하게 하여 로프형 미디어의 미세사(34)가 엮어지도록 하는 혼합형도 가능할 것이다.

이 경우, 유입수의 응집성도 높이면서 내부 구조도 간소화되어 와류발생도 원활하게 하면서 응집제 투입시 응집 반응성과 미생물을 통한 수질 정화성은 향상시킬 것이다.

다음, 도 9 내지 도 11에서는 본 발명에 따른 응집혼화롤(1)을 포함하는 호수 정화 장치(100)를 도시하고 있다.

즉, 이와 같은 본 발명의 호수 정화 장치(100)는, 호수의 수면에서 이동하는 이동선(112) 예를 들어 바지선에 연결되고 바닥 근처까지 신장되어 호수의 바닥의 퇴적된 오염물질(T)을 흡입하는 흡입관(110)과, 상기 흡입관(110)과 연결되고 상기 바지선, 또는 바지선과 연결되는 지상(G)에 배치된 지금까지 설명한 응집혼화롤(1)과, 상기 응집혼화롤(1)의 인입측으로 흡입관(110)에 연결되어 응집제 투입수단(130) 및, 상기 응집혼화롤(1)과 연계되고 바지선(112), 지상(G) 또는 호수(L)중 하나에 제공되어 오염물질과 응집제가 혼합된 응집오염물질은 침전시키고 상등수만을 배출시키는 침전구조물을 포함하여 구성되어 있다.

따라서, 본 발명의 호수 정화 장치(100)는 호수바닥에서 오염물질을 흡입하는 흡입관(110)과, 응집제를 투입하는 투입수단(130) 및 응집제와 혼합된 응집오염물질을 침전시키고 상등수를 호수로 순환처리하는 침전구조물을 포함하면서, 특히 앞에서 설명한 본 발명의 응집혼화롤(1)을 이용한다.

한편, 도 9에서는 침전구조물이 호수가의 지상(G)에 구성한 것을 도시하고 있고, 도 10에서는 바지선인 이동선(112)상에 침전구조물을 구현한 것을 도시하고 있고, 도 11에서는 침전구조물을 호수가에 간막이(172)를 설치하여 호수내에 침전영역을 구성한 것을 도시하고 있고, 도 13에서는 침전구조물을 웅덩이로 구성한 것을 도시하고 있다.

그리고, 도 12에서는 호수내에 침전구조물을 구성하는 경우를 토대로 침전구조물을 총 4개의 침전영역으로 하되, 오염물질중 고형물을 1차로 침전시키는 오염물질 침전영역과 이 침전영역에서 흡입하면서 응집제를 투입하여 응집 처리한 응집오염물질을 다시 침전시키고 상등수를 호수(L)로 순환 배출시키는 응집오염물질 침전영역으로 구성한 것을 도시하고 있다.

이때, 도 9 및 도 10의 침전탱크(150)나 도 12c의 웅덩이(150')도 총 4개의 침전영역 즉, 오염물질 침전부분과 응집후 응집오염물질 침전부분으로 구성할 수 있음은 당연하고, 도면에서 침전탱크의 경우에는 제 1,2 탱크를 구비하는 경우만을 도시하였다.

한편, 도 9 내지 도 11에서 도시한 바와 같이, 상기 바지선(112)에는 호수바닥에 고착된 오염물질의 확산 흡입을 원활하게 하는 에어분사관(116)이 추가로 구비되고, 상기 에어분사관(116)의 분사구(116a)는 상기 흡입관(110)의 흡입구(110a)와 인접 배치된다.

이때, 도 13에서 도시한 바와 같이, 상기 흡입관의 흡입구와 에어분사관의 분사구에는 오염물질의 과도록 확산으로 저장수에 퍼지는 것을 차단하고 오염물질의 흡입성을 높이는 커버부재(114)가 덮여지는 것이 바람직하다.

즉, 상기 에어분사구(116a)에서 고압의 에어가 분사되면 호수바닥(g)에 퇴적되어 있던 오염물질이 부상하여 바닥 청소가 이루어 지면서 흡입관(110)의 흡입구(110a)를 통한 흡입 처리도 용이하게 하면서, 상기 커버부재(114)는 오염물질이 너무 확산되지 않게 하고, 이 커버부제는 물은 통과하는 매우 미세한 스크린 망이 바람직하다.

한편, 도 9 내지 도 11에서 도시한 바와 같이, 상기 흡입관(110)에는 고형 의 오염물질을 1차적으로 걸어내어 응집혼화롤(1)의 관(10a)(10b)이 막히는 것을 차단하는 스크린 유니트(210)가 구비되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 흡입관(110)과 응집혼화롤(1)사이에 연결되는 응집제 투입수단(130)은 응집제 저장탱크(132) 또는 이 저장탱크(132)와 상기 저장탱크의 하부에 배치되는 배출스크류(134)로 구성될 수 있다.

이때, 상기 배출스크류는 모터로 구동되면서 적정량의 응집제 투입을 가능하게 한다.

한편, 도 9 및 도 10에서 도시한 바와 같이, 침전탱크(150)를 사용하는 경우, 상기 침전탱크(150)에는 탈수수단(152)과 연결되는 침전물 처리관(154)이 하부에 연결되고, 호수로 연계되는 처리수 배출관(156)이 연결되는 것이 바람직하다.,

이때, 도 9 및 도 10에서 도시한 바와 같이, 상기 탈수수단은 원심분리기로서 투입된 응집오염물질(침전물)은 탈수시키어 외부 배출 처리토록 하고, 이때 발생된 처리수는 다시 응집혼화롤로 투입시킨다.

한편, 도 9 내지 도 12에서 도시한 바와 같이. 상기 침전탱크(150), 웅덩이(150') 또는 침전영역(170)은, 상기 응집혼화롤(1)이 연결되는 제 1 침전탱크(150a), 제 1 웅덩이(150a') 또는 제 1 침전영역(170a)과 이로 부터 월류되는 상등수가 다시 침전되어 월류 배출되는 제 2 침전탱크(150b), 제 2 웅덩이(150b') 또는 제 2 침전영역(170b)으로 구성될 수 있다.

따라서, 응집혼화롤(1)을 거치면서 응집제와 혼합된 1차 응집오염물질(T)은 제 1 침전탱크(150a), 제 1 웅덩이(150'a) 또는 호수(L)에 구현된 제 1 침전영역(170a)에 침전되고, 월류되면서 제 2 침전탱크(150b)나 웅덩이(150b') 또는 제 2 침전영역(170b)에서 재차 침전되면서 가장 정화된 상등수만이 호수(L)로 배출되게 된다.

한편, 도 12에서 도시한 바와 같이, 상기 침전탱크, 웅덩이(150') 또는 호수내의 침전영역(170)은, 상기 흡입관(110)이 연결되어 흡입된 저장수내 오염물질을 침전시키는 제 1,2 침전탱크(150a)(150b), 웅덩이(150a')(150b') 또는 침전영역(170a)(170b) 및, 응집제와 혼합된 응집오염물질을 침전시키는 응집물질 제 3,4 침전탱크(미부호), 웅덩이(150'c)(150'd) 또는 침전영역(170c)(170d)을 포함하는 저장수내 흡입 오염물질 침전부분과 응집제와 혼합된 응집오염물질 침전부분으로 구성될 수 있다.

이때, 도 12에서 도시한 바와 같이, 상기 응집혼화롤(1)은 상기 제 2 및 제 3 침전탱크, 웅덩이 또는 침전영역사이에 연결되고, 여기에 응집제 투입수단(130)이 인입측에 연결됨은 물론이다.

따라서, 도 12의 경우, 호수바닥(g)상의 오염물질중 고형물이 있을 수 있고 바로 응집제를 투입하여도 응집제와의 반응이 입도가 커서 어려울 수 있으므로, 1차적으로 응집제 투입전에 제 1,2 침전탱크, 웅덩이 또는 침전영역에 침전시키고, 여기에서 흡입된 상등수에 응집혼화롤(1)을 이용하면서 응집제를 투입하여 도 12와 같이 최종적으로 호수로 배출시키는 것이다.

이때, 도 12에서 도시한 바와 같이, 흡입관(110)을 통하여는 호수바닥의 오염물질을 흡입하고, 본 발명의 응집혼화롤(1)은 제 2 침전탱크, 웅덩이 또는 침전영역과 연결되는 다른 제 2 흡입관(190)과 제 3 침전탱크, 웅덩이 또는 침전영역에 연결되어 응집오염물질을 침전시키는 배출관(192)이 연결되게 된다.

따라서, 호수바닥의 오염물질은 에어분사관(116)과 흡입관(110)을 통하여 흡입되어 제 1,2 침전탱크, 웅덩이 또는 침전영역에서 침전되고, 여기에서 다시 응집제가 투입되는 본 발명의 응집혼화롤(1)이 연결되어 오염물질을 다시 응집 처리함 으로서, 보다 확실하게 처리하고, 보다 정화된 제 4 침전탱크, 웅덩이 또는 침전영역의 상등수를 호수(L)로 순환 배출한다.

결국, 장시간 이와 같은 호수바닥 정화작업을 반복 수행하고 이동선의 이동으로 흡입구역을 확대하면 호수 바닥의 정화는 물론, 호수 물의 수질도 크게 개선시킬 수 있는 것이다.

또한, 호수 바닥의 오염정도에 따라 2개의 침전 구조물 즉, 제 1,2 침전탱크 웅덩이, 또는 호수내의 침전영역을 운영하거나 또는 제 1-4 침전탱크, 웅덩이 또는 침전영역으로 운영하면 된다.

그리고, 응집혼화롤(1)은 도면에서는 단독 사용하는 것으로 도시하였지만, 여러개를 병력 또는 직렬로 연결 사용할 수 있는데, 내부에 로프형 미디어가 내장되는 경우 직렬 연결하면 수처리 기능이 향상되고, 병렬 연결하면 다량의 오염물질을 한번에 응집 처리할 수 있을 것이다.

또한, 지금까지 설명한 오염물질은 통상 응집제와 혼합 반응하여 플럭(FLOC)화 되어 침전 처리되게 되고, 이와 같은 응집제는 알려진 것이다.

이와 같이 본 발명인 응집혼화롤에 의하면, 호수바닥에 쌓인 오염물질을 포함하는 저장수가 소정직경의 관로 내부에 유입되고 여기에 응집제가 투입됨으로서 ,탱크에 비하여 응집효율을 보다 높일 수 있고 응집 반응 시간도 단출되고, 특히 응집제 투입량도 줄일 수 있어 탱크 운용시보다 가동 비용을 절감시키는 한편, 특 히 내부 와류발생수단을 통하여 응집제 입자와 오염물질 입자간의 충돌을 통한 혼합 반응성을 극대화하거나 산소 투입시 외류를 통한 산소 용존율을 높이도록 하는 우수한 효과를 제공한다.

그리고, 본 발명인 호수 정화 장치에 의하면, 호수바닥에 쌓인 퇴적물, 용존성 오염물, 기타 오염물 등의 바닥에 퇴적된 오염물질을 흡입하여 응집제로 처리하면서 응집제와 혼합된 오염물질을 침전시키고 산고 공급 등을 통하여 정화된 배출수만을 호수로 순환시킬 수 있도록 하여 호수의 전체 수질정화도 원활하게 이루어 지도록 하는 다른 우수한 효과를 제공하는 것이다.

본 발명은 지금까지 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (23)

1. 내부에 유입수가 흐르는 소정의 직경과 길이로 구성된 관로; 및,

   상기 관로의 내부에 내장되고 투입되는 응집제와 산소중 하나 또는, 이들 모두의 투입시 유입수에 포함된 오염물질간의 혼합 반응을 극대화시키는 와류발생수단;

   을 포함하여 구성된 응집혼화롤.
2. 제 1항에 있어서, 상기 관로는 평활관 또는 와류 발생을 촉진시키는 골이 형성된 주름관중 하나로 구성되고, 합성수지로 형성된 것을 특징으로 하는 응집혼화롤.
3. 제 1항에 있어서, 상기 와류발생수단은 상기 관로의 내부에 길이방향으로 내장되는 나선형 와류발생판으로 구성된 것을 특징으로 하는 응집혼화롤.
4. 제 1항에 있어서, 상기 와류발생수단은 관로 내부에 내장되는 중심줄에 소정간격으로 고정된 십자형 와류발생판으로 구성된 것을 특징으로 하는 응집혼화롤.
5. 제 1항에 있어서, 상기 와류 발생수단은 관로 내부에 내장되는 중심줄에 소정 간격으로 고정되고 유입수 통과공들이 형성된 원형 와류발생판으로 구성된 것을 특징으로 하는 응집혼화롤.
6. 제 1항에 있어서, 상기 관로의 내부에는 미생물의 부착 서식을 통하여 유입수를 수질 정화시키는 로프형 미디어가 추가로 내장된 것을 특징으로 하는 응집혼화롤.
7. 제 6항에 있어서, 상기 로프형 미디어는 상기 관로의 내부에 내장되는 연장줄과 그 표면에 엮어지고 미세사로 이루어 져 각종 미생물의 부착 서식을 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 응집혼화롤.
8. 제 1항에 있어서, 상기 관로는 나선형으로 권취되어 원통형상으로 구성되고, 상기 원통형상은 직렬 또는 병렬로 적어도 하나 이상이 연결 사용되는 것을 특징으로 하는 응집혼화롤.
9. 제 4항에 있어서, 상기 와류발생수단인 십자형 와류발생판들이 소정 간격으로 고정되는 중심줄에는 미생물의 부착 서식을 가능하게 하는 로프형 미디어의 미세사가 엮어진 것을 특징으로 하는 응집혼화롤.
10. 제 5항에 있어서, 상기 와류발생수단인 원형 와류발생판들이 소정 간격으로 고정되는 중심줄에는 미생물의 부착 서식을 가능하게 하는 로프형 미디어의 미세사가 엮어진 것을 특징으로 하는 응집혼화롤.
11. 수면상에서 이동하는 이동선에 연결되고 바닥 근처까지 신장되어 호수바닥에 퇴적된 오염물질을 흡입하는 흡입관;

    상기 흡입관과 연결되고 상기 이동선 또는 상기 이동선에 연결되면서 지상에 배치된 제 1항 내지 제 10항중 어느 하나의 항에서 기재된 응집혼화롤; 및,

    상기 응집혼화롤과 연계되고 상기 이동선, 지상 또는 호수내중 어느 하나에 제공되어 혼합된 바닥 오염물질 또는 상기 바닥 오염물질과 응집제가 혼합된 응집오염물질을 침전시키면서 상등수를 호수로 순환 배출시키는 침전구조물;

    을 포함하여 구성된 응집혼화롤을 포함하는 호수 정화 장치.
12. 제 11항에 있어서, 상기 이동선에는 호수바닥에 고착된 오염물질의 확산 제거를 원활하게 하는 에어분사관이 추가로 구비되고, 상기 에어분사관의 분사구는 상기 흡입관의 흡입구와 인접 배치된 것을 특징으로 하는 위치하는 것을 특징으로 하는 호수 정화 장치.
13. 제 12항에 있어서, 상기 흡입관의 흡입구와 에어분사관의 분사구에는 오염물질이 호수에서 퍼지는 것을 차단하면서, 흡입관을 통한 오염물질의 흡입성을 높이는 커버부재가 덮여지는 것을 특징으로 하는 호수 정화 장치.
14. 제 11항에 있어서, 상기 흡입관에는 고형 오염물질을 1차적으로 걸어내어 응집혼화롤이 막히는 것을 차단하는 스크린 유니트가 추가로 구비된 것을 특징으로 하는 호수 정화 장치.
15. 제 11항에 있어서, 상기 응집혼화롤의 인입측에 연결되는 응집제 투입수단 과 산소공급기중 하나 또는 이들 모두를 포함하고,

    상기 응집제 투입수단과 산소 공급기는 응집제 또는 산소를 상기 응집혼화롤에 각각 개별적으로 공급하거나, 또는 동시에 응집제와 산소를 응집혼화롤에 공급하도록 각각 개별 또는 동시에 가동토록 설치되는 것을 특징으로 하는 호수 정화 장치.
16. 제 15항에 있어서, 상기 응집제 투입수단은 응집제 저장탱크 또는 응집제 저장탱크와 상기 응집제 저장탱크의 하부에 배치되는 배출스크류로 구성된 것을 특징으로 하는 호수 정화 장치.
17. 제 11항에 있어서, 상기 침전 구조물은 상기 이동선 또는 지상에 제공된 적어도 하나 이상의 침전탱크 또는 침전웅덩이로 구성된 것을 특징으로 하는 호수 정화 장치.
18. 제 11항에 있어서, 상기 침전 구조물은 상기 호수내에 설치된 간막이들로 형성되는 적어도 하나 이상의 호수내 침전영역으로 구성된 것을 특징으로 하는 호수 정화 장치.
19. 제 11항에 있어서, 상기 침전구조물에는 탈수수단이 연결되어 침전물이 처리되는 것을 특징으로 하는 호수 정화 장치.
20. 제 17항에 있어서, 상기 침전탱크는, 응집혼화롤이 연결되는 제 1 침전탱크와 상기 제 1 침전탱크로 부터 월류되는 상등수가 다시 침전되어 호수로 배출되는 제 2 침전탱크로 구성되고,

    상기 침전 웅덩이는, 응집혼화롤이 연결되는 제 1 침전 웅덩이와 상기 제 1 침전 웅덩이로 부터 월류되는 상등수가 다시 침전되어 호수로 배출되는 제 2 침전 웅덩이를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 호수 정화 장치.
21. 제 17항에 있어서, 상기 침전탱크는, 이동선에 연결된 흡입관이 연결되어 흡입된 저장수내 오염물질을 바로 침전시키는 제 1,2 침전탱크 및, 응집제와 혼합된 응집오염물질을 침전시키는 제 3,4 침전탱크를 포함하고, 상기 제 2 및 제 3 침전탱크사이에 응집혼화롤이 연결되며,

    상기 침전 웅덩이는 이동선에 연결된 흡입관이 연결되어 흡입된 저장수내 오염물질을 바로 침전시키는 제 1,2 침전 웅덩이 및, 응집제와 혼합된 응집오염물질을 침전시키는 제 3,4 침전 웅덩이를 포함하고, 상기 제 2 및 제 3 침전 웅덩이사이에 응집혼화롤이 연결된 것을 특징으로 하는 호수 정화 장치.
22. 제 18항에 있어서, 상기 침전영역은, 응집혼화롤이 연결되는 제 1 침전영역과 상기 제 1 침전영역으로 부터 월류되는 상등수가 다시 침전되어 호수로 배출되는 제 2 침전영역으로 구성된 것을 특징으로 하는 호수 정화 장치.
23. 제 18항에 있어서, 상기 침전영역은, 이동선에 연결된 흡입관이 연결되어 흡입된 저장수내 오염물질을 바로 침전시키는 제 1,2 침전영역 및, 응집제와 혼합된 응집오염물질을 침전시키는 제 3,4 침전영역을 포함하고, 상기 제 2 및 제 3 침전영역사이에 응집혼화롤이 연결된 것을 특징으로 하는 호수 정화 장치.

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