KR100821609B1 - 먹이사슬을 이용한 수질개선장치 및 수질개선방법 - Google Patents

먹이사슬을 이용한 수질개선장치 및 수질개선방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100821609B1
KR100821609B1 KR1020070057908A KR20070057908A KR100821609B1 KR 100821609 B1 KR100821609 B1 KR 100821609B1 KR 1020070057908 A KR1020070057908 A KR 1020070057908A KR 20070057908 A KR20070057908 A KR 20070057908A KR 100821609 B1 KR100821609 B1 KR 100821609B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
algae
water
unit
water quality
food chain
Prior art date
Application number
KR1020070057908A
Other languages
English (en)
Inventor
김호열
송호면
조정일
김영택
Original Assignee
한국건설기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국건설기술연구원 filed Critical 한국건설기술연구원
Application granted granted Critical
Publication of KR100821609B1 publication Critical patent/KR100821609B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/32—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the animals or plants used, e.g. algae
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/40—Devices for separating or removing fatty or oily substances or similar floating material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/007—Contaminated open waterways, rivers, lakes or ponds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/02—Temperature
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/24—Separation of coarse particles, e.g. by using sieves or screens

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Catching Or Destruction (AREA)

Abstract

본 발명은 먹이사슬을 이용한 수질개선장치 및 수질개선방법에 관한 것이다. 본 발명의 먹이사슬을 이용한 수질개선장치(10)는 수생지(5)에 설치되는 기본프레임(20)과, 상기 기본프레임(20)의 장착슬롯(29)에 장착되는 조류유입방지부(30)와, 상기 기본프레임(20)의 장착슬롯(29)에 구비되는 영양염류제거부(33)와, 상기 기본프레임(20)의 장착공간(29')에 구비되는 잔류조류제거부(40)를 포함하여 구성된다. 본 발명의 먹이사슬을 이용한 수질개선방법은 매질통과에 의해 조류를 제거하는 1차조류제거단계와, 조류의 흡수에 의해 영양염류를 제거하는 영양염류제거단계와, 매질통과에 의해 조류를 다시 제거하는 2차조류제거단계와, 잔류조류를 초식성 어패류에 의해 제거하는 잔류조류제거단계를 포함하여 구성된다. 이와 같이 구성되는 본 발명에 의하면, 수질오염원인 영양염류를 제거하여 수질개선효과가 증대되고, 과다하게 생장한 조류를 제거하여 효율적인 수질관리가 가능하며, 먹이사슬을 이용하여 수질개선을 하므로 자연친화적인 이점이 있다.
먹이사슬, 초식성어패류, 조류, 매질

Description

먹이사슬을 이용한 수질개선장치 및 수질개선방법{Device Improving the Quality of Water Using a Food Chain and a Method Improving the Quality of Water Using the Same}
도 1은 본 발명의 먹이사슬을 이용한 수질개선장치가 설치되는 수생지를 보인 배치도.
도 2는 본 발명의 먹이사슬을 이용한 수질개선장치의 바람직한 실시예를 보인 분해사시도.
도 3은 본 발명의 먹이사슬을 이용한 수질개선장치에 구비되는 잔류조류제거부의 외관을 보인 사시도.
도 4는 본 발명의 먹이사슬을 이용한 수질개선장치에 구비되는 조류포자에 의해 인(P)이 제거되는 효과를 보인 그래프.
도 5는 본 발명의 먹이사슬을 이용한 수질개선장치에 의한 수질변화상태를 보인 그래프.
도 6은 본 발명의 먹이사슬을 이용한 수질개선장치에 의한 수질정화효율을 보인 그래프.
도 7은 본 발명의 먹이사슬을 이용한 수질개선방법의 바람직한 실시예에 대한 순서도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10:수질개선장치 20:기본프레임
21:유입구 23:유출구
25:걸림망 27:구획프레임
29:장착슬롯 30:조류유입방지부
33:영양염류제거부 35:조류포자
40:잔류조류제거부 41:제거부프레임
43:망 45:초식성어패류
49:개폐도어 50:히팅부
51;광원
본 발명은 먹이사슬을 이용한 수생지의 수질개선장치 및 수질개선방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 먹이사슬에 의해 인 성분과 같은 영양염을 제거하여 부영양화를 제어하는 먹이사슬을 이용한 수생지의 수질개선장치 및 수질개선방법에 관한 것이다.
호소나 저수지 등과 같이 일정공간에서 장시간 동안 고여있는 수생지에는 질소,인 등의 영양염이 과다하게 유입된다. 이러한 영양염은 호소 내에서 물이끼나 녹조류 등을 활발하게 번식시키고 이러한 조류 중에 폐사한 것들은 호소의 저면에 침적되어 혐기성 박테리아에 의해 분해된다. 혐기성 박테리아는 폐사한 조류를 분해할 때 물 속내의 산소를 사용하므로 용존산소량을 급격히 고갈시켜 수질을 급격히 오염시키는 결과를 초래한다. 따라서 질소나 인과 같은 영양염을 제거하기 위해 다양한 수질개선장치들이 개발되어 사용되고 있다.
이러한 수질개선장치 중에 대표적으로 호수 내에 양수통을 설치한 후 이를 통해 외부에 강제적으로 공기를 불어넣어 담수된 물을 상하좌우 방향으로 교반시켜 영양염에 의해 생성된 조류의 생장을 억제하는 장치가 사용되고 있다. 그리고 호소 내의 퇴적토를 제거하거나 호안 콘크리트 씌우기 등을 통해 호소 내에 수질개선장치를 직접 설치하는 정화기술도 있다.
그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에 의한 수질개선장치에서는 다음과 같은 문제점이 있다.
먼저 강제적으로 공기를 불어넣어 수질을 개선하는 장치는 오염원이 근원이 되는 영양염을 제한하는 것이 아니라 영양염에 의해 생성된 조류의 생장을 억제하는 장치로서 근본적인 해결방안이 아니라는 문제점이 있다.
그리고 이와 같은 수질개선장치는 태양광선이 수중의 저면까지 완전히 침투하지 못하는 5미터 이상의 수심을 갖는 곳에서는 효과가 있으나 수심이 5미터 이내일 경우에는 공기를 간헐적으로 공급시켜 물을 교반시키는 방식만으로는 광합성에 의한 녹조류의 번식을 억제하지 못하고 이미 생장한 녹조류를 제거하기가 어렵다는 문제점이 있다.
그리고 호소 내의 퇴적토를 제거하거나 호안 콘크리트를 씌우는 방법의 경우 기존의 생태계를 훼손할 우려가 있고 인위적인 방법에 의한 부작용이 발생할 우려가 있다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 하천 및 호소의 수질오염의 근원이 되는 영양염을 제거하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 과다하게 생장한 조류를 제거하여 수질을 개선하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 자연친화적으로 수질을 개선하는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명의 먹이사슬을 이용한 수질개선장치는 수생지에 설치되는 기본프레임과; 상기 기본프레임에 장착되고, 상기 기본프레임으로 유입되는 유수 내의 조류를 제거하는 조류유입방지부와; 상기 기본프레임에 장착되고, 상기 기본프레임으로 유입되는 유수 내의 영양염류를 조류가 흡수하여 제거하는 영양염류제거부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 기본프레임은 상기 기본프레임에 장착되고, 상기 조류유입방지부와 상기 영양염류제거부를 통과한 유수 내의 잔류 조류를 초식성 어패류가 섭식하여 제거하는 잔류조류제거부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조류유입방지부는 상기 기본프레임의 유입구를 통해 유입되는 유수 내의 조류를 1차적으로 제거하는 1차조류유입방지부와; 상기 1차조류유입방지부 및 상기 영양염류제거부를 통과한 유수 내의 조류를 2차적으로 제거하는 2차조류유입방지부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조류유입방지부는 상기 기본프레임으로 유입되는 유수 내의 조류의 크기보다 상대적으로 작은 공극 크기를 갖는 매질로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 영양염류제거부는 차후 조류로 생장할 수 있는 조류포자를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 잔류조류제거부는 상기 기본프레임의 장착공간에 장착되는 망 프레임과; 상기 망 프레임에 의해 구획된 면을 감싸고, 상기 망 프레임 내부에 구비되는 초식성 어패류의 크기보다 상대적으로 작은 직경을 갖는 망과; 상기 망 프레임의 내부를 선택적으로 개폐하는 개폐도어를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 잔류조류제거부에 구비되는 초식성 어패류는 말조개, 대칭이, 귀이빨대칭이, 두더럭조개, 펄조개, 작은대칭이 중 어느 하나로 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 기본프레임은 상기 기본프레임에 형성된 유입구에 구비되고, 유수에 포함된 부유물의 유입을 방지하는 걸림망을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 기본프레임은 상기 잔류제거부가 장착되는 장착공간에 구비되고, 상기 잔류제거부에 열을 가하는 히팅부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 기본프레임은 광원을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조류유입방지부 및 상기 영양염류제거부는 스폰지로 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 조류유입방지부 및 영양염류제거부를 구성하는 스폰지의 공극의 직경이 1μm~1mm가 되는 것이 바람직하다.
본 발명의 조류유입방지부와 상기 영양염류제거부와 상기 잔류조류제거부는 상기 조류유입방지부와 상기 영양염류제거부와 상기 잔류조류제거부의 상면에 구비되는 손잡이를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 수생지의 유수 내의 조류를 매질에 통과시켜 1차적으로 제거하는 1차조류제거단계; 상기 1차조류제거단계에 의해 상기 조류가 1차적으로 제거된 유수 내의 영양염류를 조류의 흡수에 의해 제거하는 영양염류 제거단계; 상기 영양염류제거단계에 의해 상기 영양염류가 제거된 유수 내의 조류를 매질에 통과시켜 2차적으로 제거하는 2차조류제거단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 2차조류제거단계는 상기 2차조류제거단계에 의해 상기 조류가 제거된 유수 내의 잔존하는 조류를 초식성 어패류가 섭식하여 제거하는 잔류조류제거단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 1차조류제거단계 및 상기 2차조류제거단계는 상기 유수내의 조류의 크기보다 상대적으로 작은 공극을 갖는 매질에 상기 유수를 통과시켜 조류를 제거하는 것이 바람직하다.
본 발명의 1차조류제거단계 및 상기 2차조류제거단계는 상기 조류에 의해 상기 매질이 포화되면 상기 매질을 교환하는 매질교환단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 영양염류제거단계는 매질에 구비된 조류포자가 상기 유수 내의 영 양염류를 흡수하여 상기 유수 내의 영양염류를 제거하는 것이 바람직하다.
본 발명의 영양염류제거단계는 상기 매질에 구비된 조류포자가 과다하게 생장하면 상기 매질을 교환하는 조류포자 매질 교환단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 영양염류제거단계는 상기 매질에 인공광을 조사하여 상기 조류포자의 광합성을 보조하는 광합성보조단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 잔류조류제거단계는 상기 잔류조류를 섭식하는 초식성 어패류의 동사를 방지하기 위해 온도를 유지하는 온도유지단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 1차조류제거단계는 상기 유수 내의 조류가 1차적으로 제거되기 전에 상기 유수 내의 부유물을 제거하는 부유물제거단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이와 같은 본 발명에 의한 먹이사슬을 이용한 수질개선장치 및 수질개선방법에 의하면, 수질오염원인 영양염류를 제거하여 수질개선효과가 증대되고, 과다하게 생장한 조류를 제거하여 효율적인 수질관리가 가능하며, 먹이사슬을 이용하여 수질개선을 하므로 자연친화적인 이점이 있다.
이하에서는 본 발명에 의한 먹이사슬을 이용한 수질개선장치 및 수질개선방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
상수원(1)으로 유입된 유수는 통로(3)를 통해 수생지(5)로 유입된다. 상기 상수원(1)과 수생지(5) 사이에 형성된 통로(3)에는 본 발명에 의한 수질개선장치(10)가 구비된다.
상기 수질개선장치(10)에는 기본프레임(20)이 구비되고 상기 기본프레임(20)은 대략 장방형으로 형성된다. 그러나 상기 기본프레임(20)은 상기 통로(3)의 형상에 대응되어 다양한 형태로 형성될 수 있다. 상기 기본프레임(20)의 테두리의 상면에는 아래에서 설명할 광원(51)의 삽입봉(53)이 삽입되는 삽입공(20')이 형성될 수 있다.
상기 기본프레임(20)에서 상기 상수원(1)과 접하는 면은 개구되어 유입구(21)가 형성되고 상기 수생지(5)와 접하는 면도 개구되어 유출구(23)가 형성된다. 상기 유입구(21)로 유입되는 유수는 상기 기본프레임(20)의 내부를 관통하여 상기 유출구(23)로 배출된다.
상기 유입구(21)에는 상기 유입구(21)의 형상과 대응되게 형성되는 걸이망(25)이 구비될 수 있다. 상기 걸이망(25)은 상기 유입구(21)로 유입되는 큰 물체를 걸러내기 위한 역할을 한다.
상기 기본프레임(20)의 내부에는 상기 기본프레임(20) 내부에 구비된 구획프레임(27)에 의해 구획된 다수개의 장착슬롯(29)이 형성된다. 상기 장착슬롯(29)에는 아래에서 설명할 조류유입방지부(30) 및 영양염류제거부(33)가 장착된다.
그리고 상기 기본프레임(20)에서 상기 유출구(23)와 접하는 부분에는 장착공간(29')이 형성된다. 상기 장착공간(29')에는 아래에서 설명할 잔류조류제거부(40)가 장착된다.
상기 장착슬롯(29)에는 조류유입방지부(30)가 삽입된다. 상기 조류유입방지부(30)는, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 장착슬롯(29)에 장착되기 용이하도록 블 럭 형상으로 형성될 수도 있고 망과 같은 형상으로 형성될 수도 있다. 상기 조류유입방지부(30)는 조류가 쉽게 통과하지 못하는 공극 크기를 갖는 스폰지와 같은 매질로 구성된다.
상기 조류유입방지부(30)는 상기 유입구(21) 방향에 위치한 장착슬롯(29)에 장착되는 1차조류유입방지부(30a)와 상기 유출구(23) 방향에 위치한 장착슬롯(29)에 장착되는 2차조류유입방지부(30b)로 구성될 수 있다.
상기 조류유입방지부(30)는 1μm ~ 1mm의 직경으로 형성되는 공극 크기를 가진 스폰지나 막을 사용할 수 있다. 따라서 상기 조류유입방지부(30)의 공극을 통해 조류가 쉽게 통과하지 못하므로 상기 조류유입방지부(30)는 상기 기본프레임(20)을 관통하여 흐르는 유수에 포함된 조류를 걸러내는 역할을 한다.
다시말해, 상기 조류유입방지부(30)는 조류의 크기보다 상대적으로 작은 공극크기를 갖는 매질에 조류가 통과하면서 걸리도록 하여 조류를 제거한다. 따라서 상기 조류유입방지부(30)에 조류가 과다하게 걸려서 유수의 흐름이 방해되면 상기 조류유입방지부(30)를 교체할 수 있다.
상기 장착슬롯(29) 중 상기 유입구(21) 방향에 위치한 장착슬롯(29)에는 상기 1차조류유입방지부(30a)가 삽입된다. 상기 1차조류유입방지부(30a)는 매질에 유수를 통과시켜 매질에 조류가 걸리도록 하여 1차적으로 조류의 유입을 방지한다.
그리고 상기 장착슬롯(29) 중 상기 유출구(23) 방향에 위치한 장착슬롯(29)에는 2차조류유입방지부(30b)가 삽입된다. 상기 유출구(23) 방향에 위치한 장착슬롯(29)에 삽입된 2차조류유입방지부(30b)는 아래에서 설명할 영양염류제거부(33)를 통과한 유수에 잔존하는 조류를 걸러내는 역할을 한다. 상기 2차조류유입방지부(30b)도 매질에 유수를 통과시켜 매질에 조류가 걸리도록 하여 조류의 유입을 방지한다.
상기 조류유입방지부(30)의 매질을 통해 조류를 걸러내므로 일정시간 경과 후 과다한 양의 조류가 상기 조류유입방지부(30)의 매질에 걸리면 유수의 흐름이 방해될 수 있다. 따라서 상기 조류유입방지부(30)의 매질에 조류가 걸려 매질이 포화되면 상기 조류유입방지부(30)는 교체될 수 있다.
상기 조류유입방지부(30)의 상면에는 상기 조류유입방지부(30)를 장착시키거나 탈착시키기 위한 손잡이(31)가 구비된다. 상기 손잡이(31)를 잡고 상기 조류유입방지부(30)를 장착슬롯(29)에 삽입할 수 있다.
상기 1차조류유입방지부(30a)와 상기 2차조류유입방지부(30b) 사이에 위치하는 장착슬롯(29)에는 영양염류제거부(33)가 삽입된다. 상기 영양염류제거부(33)도, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 장착슬롯(29)에 장착되기 용이하도록 블럭 형상으로 형성될 수도 있고 망과 같은 형상으로 형성될 수도 있다. 상기 영양염류제거부(33)는 스폰지와 같은 매질로 구성되며 차후 조류로 성장할 수 있는 조류포자(35)가 내부에 구비된다.
상기 영양염류제거부(33)의 내부에 구비된 조류포자(35)는 차후 조류로 성장하여 상기 영양염류제거부(33) 내부로 유입되는 영양염류를 흡수하여 유수내의 영양염류의 비율을 저감시킨다. 상기 영양염류제거부(33)에 구비되는 조류포자(35)는 해캄과 같은 사상성 조류의 포자를 사용한다.
상기 영양염류제거부(33)의 내부에 구비된 조류포자(35)가 생장하여 매질에 과다하게 분포하면 수질에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 상기 영양염류제거부(33)에 조류포자(35)가 과다하게 생장하면 상기 영양영류제거부(33)를 교체할 수 있다.
상기 기본프레임(20)의 장착공간(29')에는 잔류조류제거부(40)가 장착된다. 상기 잔류조류제거부(40)에는 제거부 프레임(41)이 구비되고 상기 제거부 프레임(41)은 다층구조로 형성된다. 상기 제거부 프레임(41)에 의해 구획되는 각 면에는 망(43)이 구비된다. 상기 망(43)의 직경은 상기 잔류조류제거부(40)의 내부에 구비되는 초식성 어패류(45)가 외부로 이탈되지 않을 정도의 크기를 갖는다.
상기 초식성 어패류(45)는 조류를 섭식하는 패류나 갑각류와 같은 무척추 동물이 이에 해당하며 일예로 말조개, 대칭이, 귀이빨대칭이, 두더럭조개, 펄조개, 작은대칭이 등이 있다. 상기 초식성 어패류(45)는 상기 2차조류유입방지부(30b)를 통과한 조류를 섭식한다.
상기 잔류조류제거부(40)의 일면은 개구되어 개구부(47)가 형성되고 상기 개구부(47)에는 상기 망(43)의 일부로 구성되는 개폐도어(49)가 구비된다. 상기 개폐도어(49)는 테두리에 구비된 지퍼와 같은 구성으로 상기 개구부(47)를 선택적으로 개폐시킨다.
상기 잔류조류제거부(40)의 상면에는 망손잡이(49')가 구비되어 상기 망손잡이(49')를 이용하여 상기 잔류조류제거부(40)를 상기 장착공간(29')에 장착시킨다.
상기 잔류조류제거부(40)가 장착되는 장착공간(29')의 내부에는 히팅부(50)가 더 구비될 수 있다. 상기 히팅부(50)는 상기 장착공간(29')을 가열하여 상기 장 착공간(29')에 장착되는 잔류조류제거부(40)의 내부에 구비된 초식성 어패류(45)의 동사를 방지한다.
상기 기본프레임(20)의 모서리의 상면에는 광원(51)이 더 구비될 수 있다. 상기 광원(51)은 전등으로 구성될 수 있고 상기 광원(51)에는 삽입봉(53)이 구비되고 상기 삽입봉(53)이 상기 기본프레임(20)의 테두리 상면에 형성된 삽입공(20')에 삽입되어 상기 광원(51)이 상기 기본프레임(20)에 탈착가능하게 구비된다.
상기 광원(51)은 상기 영양염류제거부(33)에 식재된 조류포자(35)의 생장 및 광합성을 돕는 역할을 하고, 상기 잔류조류제거부(40)에 빛을 조사하여 상기 잔류조류제거부(40)에 구비된 초식성 어패류(45)의 동사를 방지하는 역할을 한다.
상기 히팅부(50) 및 광원(51)은 외부에서 공급된 전원에 의해 가동될 수 있다.
이하에서는 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 먹이사슬을 이용한 수질개선장치 및 수질개선방법의 작용을 상세하게 설명한다.
상기 기본프레임(20)의 유입구(21) 방향에서 순서대로 1차조류유입방지부(30a), 영양염류제거부(33), 2차조류유입방지부(30b)를 상기 장착슬롯(29)에 삽입한다.
그리고 상기 잔류조류 제거부(40)의 개폐도어(49)를 열고 내부에 구획된 공간에 초식성어패류(45)를 안착시키고 개폐도어(49)를 닫는다. 그리고 상기 잔류조류 제거부(40)를 상기 기본프레임(20)의 장착공간(29')에 장착시킨다.
상기와 같이 조립된 본 발명의 수질개선장치(10)는 상기 상수원(1)에서 수생 지(5)로 연결되는 통로(3)에 설치된다. 상기 상수원(1)에서 유입되는 유수가 상기 수질개선장치(10)만을 통과하도록 상기 수질개선장치(10)의 주변을 정리할 수 있다.
상기 상수원(1)에서 상기 수생지(5)로 유입되는 유수는 상기 수질개선장치(10)를 통과한다. 이때 상기 수질개선장치(10)의 수질정화능력을 고려하여 상기 수질개선장치(10)로 유입되는 유수의 유속이 20cm/s 이하가 되도록 유지하는 것이 바람직하다. 상기 수질개선장치(10)로 유입되는 유수의 유속을 조정하기 위해서는 상기 상수원(1)으로 유입되는 유수를 차단하는 등의 방법을 사용할 수 있다.
상기 기본프레임(20)으로 유입되는 유수에 포함된 큰 부피의 부유물은 상기 걸림망(25)에 의해 상기 기본프레임(20) 내부로 유입되지 않는다. 상기 걸림망(25)에 걸린 부유물은 사용자에 의해 제거될 수 있다. 그리고 상기 걸림망(25)을 통과한 유수는 먼저 상기 1차조류유입방지부(30a)를 통과한다.
상기 1차조류유입방지부(30a)는 조류가 통과하기 어려운 정도의 공극 크기를 갖는 재질로 구성된다. 따라서 유수에 포함된 조류는 상기 1차조류유입방지부(30a)를 통과하면서 1차적으로 걸러진다.
상기 1차조류유입방지부(30a)를 장시간동안 방치하여 다량의 조류가 상기 조류유입방지부(30)의 공극 내에 걸려서 상기 조류유입방지부(30)의 매질이 포화되면 상기 1차조류유입방지부(30a)를 교체할 수 있다.
그리고 상기 1차조류유입방지부(30a)를 통과한 유수는 상기 영양염류제거부(33)를 통과한다. 상기 영양염류제거부(33)는 유수에 포함된 영양염류를 제거하 는 역할을 한다.
상기 수생지(5)에 존재하는 각종 조류에 대해서 측정한 생체의 원소조성은 표 1 에 나타낸 바와 같다. 이중 필수원소의 하나인 인은 조류세포 중의 핵산, 지질, 단백질 등의 구성성분이 될 뿐만 아니라 에너지 대사에서 중요한 역할을 담당하고 있다.
[표 1] 조류의 원소조성
Figure 112007042850651-pat00001
즉, 인은 ATP(Adenosine Triphosphate) 등의 고에너지를 갖는 인산화합물로 되어 세포내에서의 제 반응에 필요한 에너지원이 된다. 또한 탄소, 질소 등은 인보다 다량으로 필요하게 되며, Fe, Mn, Mg, S 등도 그 필요량은 미량이지만 조류성장에 있어서 불가결한 물질이다.
그렇지만 대부분의 수생지에서는 이들 물질은 충분하기 때문에 질소와 인이 조류성장에 핵심적인 영향을 미친다. 도 4에는 조류성장에 핵심적인 영향을 미치는 인이 사상성조류에 의해 제거되는 효과가 도시되어 있고, 도 5 및 도 6에는 사상성 조류에 의한 수질변화와 사상성조류에 의한 수질정화효율이 도시되어 있다.
도 4는 시간경과에 따른 인의 제거량을 보여준다. 도시된 바와 같이 유수 내에 포함되어 있는 인의 양을 나타내는 총인(T-P), DTP양이 사상성조류에 의해 흡수되어 현저하게 줄어들었다. 그리고 그와 반비례하여 사상성조류의 양을 알 수 있는 클로로필 농도(Chl.-a)가 일정 농도까지 증가하였음을 알 수 있다.
도 5 및 도 6은 사상성 조류에 의해 수질이 개선되었음을 보여준다. 도 5에 도시된 바와 같이 유입수의 탁도, 부유물질양(SS), 총인(T-P)의 수치에 비해 사상성조류에 의해 처리된 처리수의 탁도, 부유물질양, 총인의 수치가 상대적으로 낮게 나타남을 알 수 있다. 그리고, 도 6에 도시된 바와 같이 시간경과에 따라 탁도, 부유물질양, 총인의 제거율이 증가하였음을 알 수 있다.
따라서 시간이 경과할 수록 사상성조류에 의해 인이 현저하게 감소하고 사상성조류의 생장이 증가하여 조류 생장에 있어서 인이 중요한 역할을 하는 것을 알 수 있고 그로 인해 수질이 정화된 것을 알 수 있다.
한편, 조류는 C106H263O110N16P의 화학 조성식으로 표시하고 있으며, 녹조류의 생성에 관한 화학양론은 다음 식 1 과 같다.
106CO2 + 16NO3 - + HPO4 - + 122H2O + 18H- (+ 미량원소, 광에너지)
광합성 (W) ↓ ↑(R) 호흡
C106H263O110N16P + 138O2
식 1 은 수중의 미네랄과 광조건 및 질소와 인 등의 영양염류가 있으면 조류생체가 형성되고, 이 과정에서 수중의 질소와 인을 생체형성의 공급원으로 이용하여 수중의 영양염류농도를 저하시키는 화학양론을 나타내고 있는 것이다.
식 1에 표기된 W는 광합성 생산량을 나타내며, R은 호흡량을 의미한다. 따라서 광합성에 의해 생성된 조류는 미생물 등에 섭식되어 분해되므로 그 양을 R이라 할 수 있고, W>R인 경우 조류의 증식이 증가하여 수생지 내 조류의 현존량이 증가한다.
그리고 야간과 같이 W<Ｒ이 되면 광합성에 의한 조류의 생성보다 미생물에 의한 조류의 분해가 활발해진다. 이때, 조류의 분해로 인해 수중의 용존산소가 지나치게 소모되면 초식성 어패류(45)의 폐사가 발생할 수 있다.
이와 같은 원리를 이용하여 상기 영양염류제거부(33)에 의해 조류를 성장시킨 후 상기 영양염류제거부(33)에서 생장한 조류를 회수할 경우 수생지 내의 영양성분을 제거하여 수질을 개선시킬 수 있다.
따라서 상기 영양염류제거부(33)의 내부에 생장하고 있는 조류가 과포화상태가 되면 상기 영양염류제거부(33)를 교체하여 수생지(5) 내의 녹조를 제거할 수 있다.
상기 영양염류제거부(33)를 통과하여 영양염류가 제거된 유수는 다시 상기 기본프레임(20)의 유출구(23) 방향에 위치한 2차조류유입방지부(30b)를 통과한다. 상기 유출구(23) 방향에 위치한 2차조류유입방지부(30b)는 상기 영양염류제거부(33)의 내부에 생장하고 있는 조류가 상기 유출구(23) 방향으로 통과하지 못하도록 하는 역할을 한다.
상기 2차조류유입방지부(30b)의 매질에 조류가 과다하게 걸려 매질이 포화되면 상기 2차조류유입방지부(30b)도 교체될 수 있다.
상기 영양염류제거부(33)와 조류유입방지부(30)를 통과한 유수에는 다량의 영양염류 및 조류가 제거된다. 상기 영양염류제거부(33)와 조류유입방지부(30)를 통과한 유수는 상기 잔류조류제거부(40)를 통과한다.
상기 잔류조류제거부(40)는 상기 영양염류제거부(33)와 조류유입방지부(30)를 통과한 유수 내에 잔류하는 조류를 제거하는 역할을 한다. 상기 잔류조류제거부(40)의 내부에 구비된 초식성 어패류(45)는 조류를 섭식하는 말조개 등과 같은 어패류로 구성된다. 따라서 상기 잔류조류제거부(40)의 내부에 구비된 초식성 어패류(45)는 유수 내에 잔류하는 조류를 섭식하여 제거한다.
상기 잔류조류제거부(40)가 장착되는 장착공간(29')에는 히팅부(50)가 구비되어 상기 장착공간(29')의 내부온도를 유지한다. 상기 잔류조류제거부(40)에 구비된 초식성 어패류(45)는 동절기와 같은 낮은 온도에서는 동사할 수 있으므로 상기 히팅부(50)에 의해 상기 초식성 어패류(45)의 주변온도를 상승시켜 상기 초식성 어패류(45)의 동사를 방지한다.
그리고 상기 기본프레임(20)의 상면에는 광원(51)도 구비된다. 상기에서 언급한 바와 같이 상기 영양염류제거부(33) 내의 조류는 주간에는 광합성을 하여 상 기 초식성 어패류(45)가 영향을 받지 않는다. 그러나 야간의 경우 조류의 분해로 수중의 용존산소가 지나치게 소모되면 초식성 어패류(45)의 폐사가 발생할 수 있다.
따라서 상기 상수원(1)으로 유입되는 유수의 양이 적거나 강수량이 적은 계절의 경우 유수 내의 용존산소량이 부족하게 되면 야간에 초식성 어패류(45)가 폐사할 수 있으므로 상기 광원(51)을 가동하여 조류의 광합성을 촉진시켜 상기 초식성 어패류(45)의 폐사를 방지할 수 있다.
상기와 같은 방법으로 유수 내의 조류의 성장을 억제하고 영양염류를 제거하여 유수의 수질을 개선할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.
위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 먹이사슬을 이용한 수질개선장치 및 수질개선방법에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
영양염류제거부에 구비된 조류포자는 조류로 생장하며 조류는 광합성 작용시 유수 내의 영양염류를 사용함으로써 조류에 의해 유수 내의 영양염류가 제거되어 유수 오염원인 영양염류를 근본적으로 제거할 수 있어서 수질 개선 효과가 증대되는 효과가 있다.
그리고 영양염류제거부에 구비된 조류포자가 생장하여 조류가 과다하게 생장 하면 영양염류제거부를 교체하여 다시 새로운 조류포자로 영양염류를 제거할 수 있으므로 수질오염의 원인이 될 수 있는 과다하게 성장한 조류를 수시로 제거하여 계속적인 수질관리가 가능하여 수질관리의 효율성이 증대되는 효과가 있다.
또한, 영양염류제거부에 구비된 조류 및 잔류조류제거부에 구비된 초식성 어패류를 이용하여 먹이사슬에 의해 영양염류 및 잔류조류를 제거하므로 자연친화적인 먹이사슬을 이용하여 수질이 개선되어 자연환경이 보호되는 효과가 있다.

Claims (22)

  1. 수생지에 설치되는 기본프레임과;
    상기 기본프레임에 장착되고, 상기 기본프레임으로 유입되는 유수 내의 조류를 제거하는 조류유입방지부와;
    상기 기본프레임에 장착되고, 상기 기본프레임으로 유입되는 유수 내의 영양염류를 조류가 흡수하여 제거하는 영양염류제거부를 포함하는 것을 특징으로 하는 먹이사슬을 이용한 수질개선장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기본프레임은,
    상기 기본프레임에 장착되고, 상기 조류유입방지부와 상기 영양염류제거부를 통과한 유수 내의 잔류 조류를 초식성 어패류가 섭식하여 제거하는 잔류조류제거부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 먹이사슬을 이용한 수질개선장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 조류유입방지부는,
    상기 기본프레임의 유입구를 통해 유입되는 유수 내의 조류를 1차적으로 제거하는 1차조류유입방지부와;
    상기 1차조류유입방지부 및 상기 영양염류제거부를 통과한 유수 내의 조류를 2차적으로 제거하는 2차조류유입방지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 먹이사슬을 이용한 수질개선장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 조류유입방지부는,
    상기 기본프레임으로 유입되는 유수 내의 조류의 크기보다 상대적으로 작은 공극 크기를 갖는 매질로 형성되는 것을 특징으로 하는 먹이사슬을 이용한 수질개선장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 영양염류제거부는 차후 조류로 생장할 수 있는 조류포자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 먹이사슬을 이용한 수질개선장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 잔류조류제거부는,
    상기 기본프레임의 장착공간에 장착되는 망 프레임과;
    상기 망 프레임에 의해 구획된 면을 감싸고, 상기 망 프레임 내부에 구비되는 초식성 어패류의 크기보다 상대적으로 작은 직경을 갖는 망과;
    상기 망 프레임의 내부를 선택적으로 개폐하는 개폐도어를 포함하는 것을 특징으로 하는 먹이사슬을 이용한 수질개선장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 잔류조류제거부에 구비되는 초식성 어패류는 말조개, 대칭이, 귀이빨대칭이, 두더럭조개, 펄조개, 작은대칭이 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 먹이사슬을 이용한 수질개선장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기본프레임은,
    상기 기본프레임에 형성된 유입구에 구비되고, 유수에 포함된 부유물의 유입을 방지하는 걸림망을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 먹이사슬을 이용한 수질개선장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 기본프레임은,
    상기 잔류제거부가 장착되는 장착공간에 구비되고, 상기 잔류제거부에 열을 가하는 히팅부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 먹이사슬을 이용한 수질개선장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기본프레임은,
    광원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 먹이사슬을 이용한 수질개선장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 조류유입방지부 및 상기 영양염류제거부는 스폰지로 구성되는 것을 특징으로 하는 먹이사슬을 이용한 수질개선장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 조류유입방지부 및 영양염류제거부를 구성하는 스폰지의 공극의 직경이 1μm~1mm가 되는 것을 특징으로 하는 먹이사슬을 이용한 수질개선장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 조류유입방지부와 상기 영양염류제거부와 상기 잔류조류제거부는,
    상기 조류유입방지부와 상기 영양염류제거부와 상기 잔류조류제거부의 상면에 구비되는 손잡이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 먹이사슬을 이용한 수질개선장치.
  14. 수생지의 유수 내의 조류를 매질에 통과시켜 1차적으로 제거하는 1차조류제거단계;
    상기 1차조류제거단계에 의해 상기 조류가 1차적으로 제거된 유수 내의 영양염류를 조류의 흡수에 의해 제거하는 영양염류 제거단계;
    상기 영양염류제거단계에 의해 상기 영양염류가 제거된 유수 내의 조류를 매질에 통과시켜 2차적으로 제거하는 2차조류제거단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 먹이사슬을 이용한 수질개선방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 2차조류제거단계는,
    상기 2차조류제거단계에 의해 상기 조류가 제거된 유수 내의 잔존하는 조류를 초식성 어패류가 섭식하여 제거하는 잔류조류제거단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 먹이사슬을 이용한 수질개선방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 1차조류제거단계 및 상기 2차조류제거단계는,
    상기 유수내의 조류의 크기보다 상대적으로 작은 공극을 갖는 매질에 상기 유수를 통과시켜 조류를 제거하는 것을 특징으로 하는 먹이사슬을 이용한 수질개선방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 1차조류제거단계 및 상기 2차조류제거단계는,
    상기 조류에 의해 상기 매질이 포화되면 상기 매질을 교환하는 매질교환단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 먹이사슬을 이용한 수질개선방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 영양염류제거단계는,
    상기 매질에 구비된 조류포자가 상기 유수 내의 영양염류를 흡수하여 상기 유수 내의 영양염류를 제거하는 것을 특징으로 하는 먹이사슬을 이용한 수질개선방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 영양염류제거단계는,
    상기 매질에 구비된 조류포자가 과다하게 생장하면 상기 매질을 교환하는 조류포자 매질 교환단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 먹이사슬을 이용한 수질개선방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 영양염류제거단계는,
    상기 매질에 인공광을 조사하여 상기 조류포자의 광합성을 보조하는 광합성보조단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 먹이사슬을 이용한 수질개선방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 잔류조류제거단계는,
    상기 잔류조류를 섭식하는 초식성 어패류의 동사를 방지하기 위해 온도를 유지하는 온도유지단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 먹이사슬을 이용한 수질개선방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 1차조류제거단계는,
    상기 유수 내의 조류가 1차적으로 제거되기 전에 상기 유수 내의 부유물을 제거하는 부유물제거단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 먹이사슬을 이용한 수질개선방법.
KR1020070057908A 2007-01-25 2007-06-13 먹이사슬을 이용한 수질개선장치 및 수질개선방법 KR100821609B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20070008080 2007-01-25
KR1020070008080 2007-01-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100821609B1 true KR100821609B1 (ko) 2008-04-15

Family

ID=39534639

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070057908A KR100821609B1 (ko) 2007-01-25 2007-06-13 먹이사슬을 이용한 수질개선장치 및 수질개선방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100821609B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108793410A (zh) * 2018-05-04 2018-11-13 暨南大学 一种基于生态系统模型和生物操纵技术的富营养化水体修复方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0985282A (ja) * 1995-09-22 1997-03-31 Teijin Eco Sci Kk 河川、湖沼などの水質改善装置
JPH1015532A (ja) 1996-07-08 1998-01-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 複合的水域浄化装置
JP2000246273A (ja) 1999-03-01 2000-09-12 Mitsumasa Murakami 動物プランクトン保持用構造体及びこれを用いた水質浄化方法
KR20030066987A (ko) * 2002-02-06 2003-08-14 양재삼 천적을 이용한 녹조방지 방법
KR20060100869A (ko) * 2005-03-18 2006-09-21 주식회사 에스디알앤디 유동성 접촉재 모듈과 조류 모듈을 이용한 수질정화장치 및 이를 이용한 수질정화방법
KR200436008Y1 (ko) 2006-12-27 2007-04-09 유한종 하·폐수 고도처리용 고정상 유동형 담체의 하우징

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0985282A (ja) * 1995-09-22 1997-03-31 Teijin Eco Sci Kk 河川、湖沼などの水質改善装置
JPH1015532A (ja) 1996-07-08 1998-01-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 複合的水域浄化装置
JP2000246273A (ja) 1999-03-01 2000-09-12 Mitsumasa Murakami 動物プランクトン保持用構造体及びこれを用いた水質浄化方法
KR20030066987A (ko) * 2002-02-06 2003-08-14 양재삼 천적을 이용한 녹조방지 방법
KR20060100869A (ko) * 2005-03-18 2006-09-21 주식회사 에스디알앤디 유동성 접촉재 모듈과 조류 모듈을 이용한 수질정화장치 및 이를 이용한 수질정화방법
KR200436008Y1 (ko) 2006-12-27 2007-04-09 유한종 하·폐수 고도처리용 고정상 유동형 담체의 하우징

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108793410A (zh) * 2018-05-04 2018-11-13 暨南大学 一种基于生态系统模型和生物操纵技术的富营养化水体修复方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6755981B2 (en) Aquarium cleaning system
US5618428A (en) Filtration system for aquariums
JP5629288B2 (ja) 魚介類養殖装置並びに養殖方法
JPH0771435B2 (ja) 魚の養殖方法
WO2000040081A1 (fr) Dispositif d&#39;alimentation pour poissons et crustaces
JPH11501524A (ja) 開放式海洋養殖システムと海生動物の養殖方法
KR20140036153A (ko) 쌍각류 등의 저서 생물의 다단식 양식 장치 및 양식 방법 및 이것을 사용한 바이오 필터
JP3053793B2 (ja) 甲殻類養殖システム及び方法
JP6445200B2 (ja) 魚介類養殖装置
JPS588812B2 (ja) 魚類飼育水槽用水の浄化方法
JP4185973B2 (ja) 陸上における有用海生生物養殖方法、その装置およびその方法により得られた有用海生生物
JP5802941B2 (ja) マシジミ飼育ビオトープキット
JPS60120928A (ja) あわびの養殖装置
JP2002010723A (ja) 魚介類養殖装置
JP2009060830A (ja) 循環式水槽およびこれを用いた魚介類の飼育方法
CN110240362A (zh) 一种高效的养殖尾水处理方法
JP3053077B2 (ja) 循環海水を用いた海産動物養殖方法及び海産動物養殖用水槽システム
KR100821609B1 (ko) 먹이사슬을 이용한 수질개선장치 및 수질개선방법
KR20220057698A (ko) 무환수형 바이오플락 양식시스템
JP2006217895A (ja) クルマエビの養殖方法および養殖システム
JP2000157101A (ja) 蛍の養殖装置
JP2009022282A (ja) 海洋生物養殖システム
JP2015061513A (ja) アワビ類の完全閉鎖循環式陸上養殖システム及びそれを用いたアワビ類の陸上養殖方法
CN213756281U (zh) 一种分散式循环水高密度工厂化淡水养殖的装置
JP2007307538A (ja) 水中の無機栄養塩類の除去法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120404

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130402

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee