KR100904560B1 - 수질정화 폭기처리 인공식물섬 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인공식물섬에 관한 것으로, 보다 상세하게는 식생부에서 자라는 수생식물에 의하여 호소의 수질이 정화되도록 하고, 호소의 생태계가 개선되도록 하며, 수생식물에 의하여 자연경관이 양호하게 개선되도록 하는 수질정화 폭기처리 인공식물섬에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명은 호소(10)에 수면에 부유되어 설치되는 인공식물섬(A)에 관한 것으로, 상기 인공식물섬(A)의 식생부(20)가 수생식물(12)이 생육되는 식생기반용 목재칩보드(22)가 목재프레임(23)에 의하여 둘러져 구비되고, 상기 목재칩보드(22)에는 수생식물(12)의 씨가 포함될 수 있는 식생야자매트(24)가 구비되고, 상기 식생야자매트(24)의 상부로 보호네트(25)가 상기 목재프레임(23)에 지지되도록 구비되어, 상기 보호네트(25)에 의하여 상기 식생야자매트(24)가 손상되지 않도록 하고, 상기 목재칩보드(22)에서 생육되는 수생식물(12)이 보호되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
인공섬, 수생식물, 수질정화, 폭기

Description

수질정화 폭기처리 인공식물섬{ECOLOGICAL FLOATING ISLAND FOR WATER PURIFICATION BY AIR-LIFT}
본 발명은 인공식물섬에 관한 것으로, 보다 상세하게는 식생부에서 자라는 수생식물에 의하여 호소의 수질이 정화되도록 하고, 호소의 생태계가 개선되도록 하며, 수생식물에 의하여 자연경관이 양호하게 개선되도록 하는 수질정화 폭기처리 인공식물섬에 관한 것이다.
일반적으로 호소는 육지의 강이나 냇물이 흐르는 과정 중에, 일정한 지형의 영향으로 많은 물이 고여져 형성되는 것이다.
이러한 호소는 낚시터, 우물과 같이 작은 크기로 인위적으로 만들어진 것이 있는 반면, 자연적으로 형성된 경우도 있으며, 또한 다목적댐의 건설로, 댐의 상류에는 대형 인공 호수가 형성되고, 댐의 하류로는 많은 물이 항상 흐르도록 하는 강이 형성되는 것이다.
이와 같은 호소에 대하여 장마와 같이 많은 빗물에 의하여 주위의 쓰레기가 휩쓸려 호소에 인입되며, 이러한 쓰레기 중 커다란 것은 어느 정도 건져 별도로 처리하나, 작은 크기의 오염물질은 대부분 호소의 바닥에 가라앉게 된다.
또한 농로나 배수장치로부터 충분히 영양분이 제거되지 않은 영양염류가 호소로 유입되면 부영양화가 일어나며, 이에 의하여 적조, 남조(藍藻, 호소 등에 번식하고 물을 녹색으로 오탁시키는 미소한 조류), 규조, 클로렐라의 발생원인이 된다. 특히 부영양화의 원인으로 질소와 인을 함유한 유기물을 꼽고 있으며, 심할 경우는 남조가 부패하는 경우도 발생하여 호소가 오염되어 자연파괴되기도 한다.
특히 이처럼 호소에 유입된 부영양화 물질이 바닥에 가라앉으면서 서서히 썩은 과정 중에 호소의 용존산소가 적어지게 되고, 호소의 물이 혼탁하게 되며, 이러한 과정에 의하여 물고기, 미생물, 수초 등이 점점 자랄 수 없는 환경이 되어, 결국 호소는 점점 썩어 죽어가는 호소가 되는 것이다.
지금까지 이러한 수질정화현장에 적용되었던 기술은 매우 다양하다. 미생물 제제나 응집제 등을 이용한 일회성 정화작업은 그 자체가 극히 단기간에 끝나 효과가 지속적이지 못하는 작업이고, 강제폭기와 같이 기간을 정해 놓고 기기를 설치하는 경우에는 커다란 호소의 주변이가 국부정화에 그치고, 또한 트랜치나 경사호안과 같이 수년에서 수십년에 걸쳐서 이루어지는 경우에도 호소의 주변정화에 그치기 때문에 효과를 발휘하기에는 한계가 있는 것이다.
이러한 종래의 주요 수질개선방법 중, 물리적 방법에 의한 직접정화 방법은 응집침전, 직접침전, 여과, 폭기, 순환, 도수, 인 회수기술 등이 있으며, 생물학적 방법은 직접산화, 식생정화, 미생물제제, 효소에 의한 고정 등의 방법이 있으나, 앞서 살펴본 바와 같이 단시간 정화작용, 국부작용 등으로 호소 정화에 한계가 있다.
또한 호소바닥인 저질의 수질개선을 위한 물리적인 방법은 저니산화(폭기, 산화제) 제거(준설작업), 모래 덮기, 영양염류불활성화 방법이 있고, 생물학적 방법으로는 바이오매뉴브래이션 방법이 있으나, 대부분 친환경적이지 않아 환경파괴에 우려가 있으며 또한 지속적이지 못한 것이다.
이를 방지하기 위하여 많은 인력과 자본을 투여하여 호소의 환경을 개선하기 위하여 노력하나, 일시적인 것이 대부분이고 환경활동을 한다 하여도 그 정도가 미미하여 실질적인 해소방안을 구하지는 못하고 있는 실정이다.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명은 식생부에서 자라는 수생식물에 의하여 호소의 수질이 정화되도록 하고, 호소의 생태계가 개선되도록 하며, 수생식물에 의하여 자연경관이 양호하게 개선되도록 하는 목적이 있다.
이에 본 발명은 호소 중에 공기를 공급하는 폭기에 의한 방법으로, 폭기에 의한 교반에 의하여 호소 중에 강제적으로 산소를 불어 넣는 기술로 환경개선사업, 어장 환경정비 사업에 도움이 되는 것이다.
이러한 공기 공급을 통한 폭기에 의한 환경개선은 오탁환경을 개선할 뿐만 아니라 DO(용존산소량)의 저하를 방지하여, 이차적인 환경악화에 대한 개선책으로 실시될 수 있는 것이다. 특히 호소의 악화된 저질에서 용출된 영양염류의 증대는 조류의 증식을 갖고 올 수 있으며, 유기물량이 늘어나는 원인이 될 수 있는 것으로, 본 발명에 따른 공기공급을 통한 폭기에 의하여, 유기물량의 침점을 억제해 줌으로 저질의 용존산소량의 저하를 막을 수 있다.
또한 공기 공급에 따른 폭기에 의한 효과를 증대시키기 위해서, 호소 중의 영양염류와 유기물을 흡수하기 위한 식물, 특히 수생식물이 필요하며, 특히 뿌리에서 빨아올린 질소와 인을 이용하여 자라는 식물이 자랄 수 있는 인공식물섬이 본 발명에서의 주요 목적인 것이다.
특히 호소의 저부에 가라앉아 있는 악화된 저질로부터 용출을 막고, 호소 위에 증대된 유기물의 침전을 억제하여 DO의 저하를 방지하기 위하여, 자연 에어리프 트펌핑 작용에 의하여 상승하면서 함께 폭기되도록 하여, 오염물질이 자연정화되도록 하는 목적이 있다. 즉 에어리프트펌핑 작용에 의하여 호소의 수심 깊은 곳의 물이 대류작용이 일어나도록 하여, 호소의 물이 항상 썩지 않도록 하는 것이며, 부영양화의 원인 물질인 질소와 인을 흡수하는 수생식물이 에어리프트펌핑 장소인 인공식물섬의 호소 위에서 자라게 함으로써, 에어리프트펌핑 작용의 운전이 중지되더라도 수생식물에 의하여 정화작용이 계속해서 이뤄지기 때문에 환경이 오염되었던 오염상태로 되돌아가지 않도록 하여, 국부정화의 문제점을 해결하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 호소(10)에 부유되어 설치되는 인공식물섬(A)에 있어서, 상기 인공식물섬(A)은 식물(12)이 생육되는 식생부(20)와 수질이 정화되도록 하는 수질정화장치(30)가 구비되고, 상기 수질정화장치(30)는 호소(10)의 수중으로 연장형성되는 에어리프트펌핑용 정화폭기관(31)이 결합되어 구비되고, 상기 정화폭기관(31)은 호소(10)의 물이 아래측에서 흡입되어 상향으로 공급되도록 하는 폭기관(33)이 내측으로 구비되고, 상기 폭기관(33)의 외측으로는 내부의 물이 호소(10) 측으로 배출되도록 하기 위한 토출관(34)이 결합되어 구비되며, 상기 정화폭기관(31) 상부의 물자켓에서는 상기 폭기관(33)에서 상승된 물이 상기 토출관(34)으로 흐르도록 구비되고, 상기 인공식물섬(A)의 상부에 구성된 공기압축장치(13)로부터 공급되는 공기가 공기공급배관(14)을 통하여 공급되어, 상기 폭기관(33) 내부 아래측의 공기폭기노즐(15)에서 공기가 분사되어, 흡입 되는 물이 상승하는 공기에 의하여 함께 상승하는 에어리프트펌핑 작용과 함께 폭기 작용되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
이에 상기 토출관(34)은 상기 물자켓(35)의 하측과의 사이가 신축가능하도록 주름관으로 형성된 토출신축관(341)으로 형성되고, 상기 폭기관(33)은 상기 물자켓(35)의 하측과의 사이가 신축가능하도록 주름관으로 형성된 폭기신축관(331)으로 형성되며, 상기 수질정화장치(30)의 상부에는 상기 토출신축관(341) 및 상기 폭기신축관(331)이 신축작동되도록 하기 위한 신축작동부(32)가 구비될 수 있다.
그리고 상기 식생부(20)는 식물(12)이 생육되는 식생기반용 목재칩보드(22)가 목재프레임(23)에 의하여 둘러져 구비되고, 상기 목재칩보드(22)에는 식물(12)의 씨가 포함될 수 있는 식생야자매트(24)가 구비되며, 상기 식생야자매트(24)의 상부로 보호네트(25)가 상기 목재프레임(23)에 지지되도록 구비되어, 상기 보호네트(25)에 의하여 상기 식생야자매트(24)가 손상되지 않도록 하면서, 상기 목재칩보드(22)에서 생육되는 식물(12)이 보호되도록 구비될 수 있다.
또한 상기 목재칩보드(22)는 다층으로 이루어지고, 각 층의 목재칩보드(22) 사이에는 상기 식생야자매트(24)가 삽입되어 이루어지며, 상기 목재프레임(23)은 다수의 목재가 보강로프(260에 의하여 일체로 결합되어 구비될 수 있다.
나아가 상기 목재칩보드(22)는, 10 ~ 20 mm 입도의 목재칩 55 ~ 75 중량부에 대하여, 펄프 25 ~ 45 중량부, 습윤지력증강제 2 ~ 7 중량부가 포함되어 이루어질 수 있다.
상기와 같이 구비되는 본 발명은 식생부에서 자라는 수생식물에 의하여 호소의 수질이 정화되도록 하고, 호소의 생태계가 개선되도록 하며, 수생식물에 의하여 자연경관이 양호하게 개선되도록 하는 탁월한 효과가 있다.
특히 호소의 저부에 가라앉아 있는 악화된 저질로부터 용출을 막고, 호소 위에 증대된 유기물의 침전을 억제하여 DO의 저하를 방지하기 위하여, 자연 에어리프트펌핑 작용에 의하여 상승하면서 함께 폭기되도록 하여, 오염물질이 자연정화되도록 하는 목적이 있다. 즉 에어리프트펌핑 작용에 의하여 호소의 수심 깊은 곳의 물이 대류작용이 일어나도록 하여, 호소의 물이 항상 썩지 않도록 하는 것이며, 부영양화의 원인 물질인 질소와 인을 흡수하는 수생식물이 에어리프트펌핑 장소인 인공식물섬의 호소 위에서 자라게 함으로써, 에어리프트펌핑 작용의 운전이 중지되더라도, 수생식물에 의한 정화작용이 계속되기 때문에 오염되었던 상태로 되돌아가지 않아 오염물질이 자연정화되도록 하는 장점이 있다.
나아가 에어리프트펌핑 작용에 의하여 호소 깊은 곳의 오염물질이 폭기작용을 거친 후, 폭기된 물이 수생식물로 공급되기 때문에, 수생식물에 영양분을 공급하면서 또한 호소의 수질이 정화되도록 하는 탁월한 효과가 있는 것이다.
이에 더하여 호소의 수질이 정화되도록 하고, 수생식물에 의한 자연경관이 좋기 때문에, 깨끗한 물과 자연경관을 이용하여 분수, 편의시설 등을 함께 시설하게 되면, 시민들의 스트레스를 풀어 줄 수 있는 장점이 있는 것이다.
이하 첨부되는 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 인공식물섬이 설치된 상태에 대한 개략적인 예시도, 도 2는 본 발명에 따른 인공식물섬의 수질정화장치에 대한 개략적인 측면 예시도, 도 3은 본 발명에 따른 인공식물섬의 식생부에 대한 평면 예시도, 도 4는 본 발명에 따른 인공식물섬의 식생부에 대한 개략적인 측단면 예시도, 도 5는 본 발명에 따른 인공식물섬에 대한 개략적인 사시도, 그리고 도 6은 본 발명에 따른 인공식물섬에 대한 개략적인 평면 예시도가 각각 도시된 것이다.
즉 본 발명에 따른 수질정화 폭기처리 인공식물섬(A)은 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 호소(10)에 수면에 부유되어 설치되는 인공식물섬(A)에 관한 것이다.
이러한 상기 인공식물섬(A)의 식생부(20)가 식물(12)이 생육되는 식생기반용 목재칩보드(22)가 목재프레임(23)에 의하여 둘러져 구비되어, 도 3, 도 4에서와 같이 목재프레임(23) 및 목재칩보드(22) 등이 보강로프(26)에 의하여 고정되는 것이다.
이와 같은 본 발명에 따른 인공식물섬(A)에서 생육되는 식물(12)은 인공식물섬(A)의 표면에 식물생육을 위한 흙, 영양토 등이 마련되어 육지식물과 같은 다양한 종류의 식물이 식재될 수도 있을 것이다. 뿐만 아니라 별도의 흙이나 영양토없이 수중 또는 수표면에서 생육될 수 있는 수생식물이 생육되도록 마련될 수도 있을 것이다. 따라서 인공식물섬(A)이 설치되는 규모, 설치되는 장소 및 생물생육의 특성 등에 알맞게 하여 육지생물, 수생식물 등 다양한 종류의 식물이 생육될 수도 있을 것이다.
따라서 부유쓰레기와 같은 부유되는 수상 이물질이 부딪히거나, 파랑, 유속 등 호소의 물결에 의한 충격을 받더라도 인공식물섬(A)의 구조가 변형되거나 파손되지 않도록 목재프레임(23) 및 보강로프(26) 등이 견고하게 결합된 상태를 유지하는 것이다. 이를 위하여 각 목재프레임(23)은 하나의 식생부(20)에 대하여, 각 변에 두 개의 목재가 병렬로 연결되어, 식생부(20)의 가장자리를 두르는 목재는 총 8개로 구성될 수 있는 것이다. 나아가 본 발명의 도면에서의 예시에서는 사각형상의 식생부(20)에 대한 대표적인 실시예를 보이고 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 다수의 목재가 서로 연결되어 대체적인 형상이 원형, 타원형 등의 유선형상의 목재프레임이 구성될 수 있으며, 또한 삼각형상, 오각형상, 육각형상, 팔각형상 등 다양한 형태의 다각형 형상으로도 구성될 수 있음은 당연한 것이고, 이러한 변형되어 응용되는 형태 또한 본 발명의 사상 내에 있음은 당연한 것이다.
따라서 식생부(20)의 가장자리 각 변의 일측 변을 관통하여 보강로프(26)가 연결되는 것으로, 일측 목재의 길이방향으로 관통되면서 타측 변의 다른 목재의 일 측과 서로 견고하게 연결되도록 전체 목재프레임이 서로 연결되도록 구성되는 것이다. 따라서 목재프레임의 각 목재들 끼리 서로 견고하게 연결되기 때문에, 부유되는 이물질, 파도, 파랑 등에 의하여도 인공식물섬(A)의 형태가 안정되게 유지될 수 있는 장점이 있다.
그리고 상기 목재칩보드(22)는 식재된 식물의 상측부분인 줄기, 잎 등은 인공식물섬(A)의 상부로 자라도록 하고, 근경, 뿌리 등은 물속에 잠기어 뿌리로부터는 수분을 공급받고, 인공식물섬(A) 상부로 노출되어 자라는 잎으로부터는 광합성을 할 수 있도록 구성될 수 있는 것이다.
이와 같은 식생기반용 목재칩보드(22)는 펄프재, 목재류 등을 재료로 하여 구성될 수 있다. 즉 일예로, 이러한 상기 목재칩보드(22)가 10 ~ 20mm 입도의 목재칩 55 ~ 75 중량부에 대하여, 펄프 25 ~ 45 중량부, 습윤지력증강제 2 ~ 7 중량부 등이 포함되어 이루어질 수도 있는 것이다. 이에 목재칩의 크기가 10mm 이하인 경우에는 크기가 너무 작아 수분공급과 공기공급 등이 원활하지 못할 수 있고, 20mm 이상의 경우에는 크기가 너무 커서 자라는 식물, 특히 수생식물이 자라는 환경이 좋지 않아 자란 상태가 불량할 우려가 있다.
또한 목재칩이 55 중량부 이하일 경우에는 너무 조밀한 구조를 갖아 식물의 생육이 좋지 않을 수 있으며, 75중량부 이상일 경우에는 상대적으로 펄프의 양이 적어 전체 구조가 부서질 우려가 있다. 그리고 펄프가 25 중량부 이하일 경우에도 상대적으로 목재칩의 양이 많기 때문에 구조가 엉성하여 쉽게 부서질 우려가 있고, 반대로 45 중량부 이상으로 과도하게 넣는다 하여도 구조의 견고성에는 별 효과가 없다.
이에 식물이 양호하게 자랄 수 있도록 양분을 공급하고, 구조를 안정하게 유지하기 위하여 황토가 더 포함되어 구성될 수도 있다. 이러한 황토는 상기 투여되는 목재칩 55 ~ 75 중량부에 대하여 3 ~ 20 중량부가 포함되어 구비될 수도 있는 것이다. 물론 3 중량부 이하인 경우에는 상대적으로 목재칩 및 펄프의 함량에 비하여 적기 때문에 별반 효과가 없고, 반대로 20 중량부 이상 포함되는 경우에는 상대적으로 목재 및 펄프의 구성이 적어 전체구조가 약화될 우려가 있는 것이다.
이와 같은 목재칩보드(22)의 저부는 호소(10)의 수중에 닿게 되어 항시 수분이 식물에 공급되는 것이고, 또한 목재칩보드(22)의 상부는 수상의 상부로 노출되기 때문에, 목재칩보드(22)에서 자라는 식물은 햇볕을 받을 수 있어 광합성작용을 하면서 잘 자라게 되는 것이다. 따라서 이와 같은 목재칩보드(22)에 의하여 식물이 자라는 인공식물섬(A)을 구성할 수가 있는 것이다.
이에 목재칩보드(22)에서 자라는 식물로는 연못, 바닷가 등에서 자랄 수 있는 수생식물이 자랄 수 있으며, 또한 육상식물의 경우에도 뿌리가 목재칩보드 내에 분포되면서 자랄 수 있도록 목재칩보드 및 식생부(20)의 구조를 갖추면 육상 식물도 자랄 수 있는 것이다. 또한 기존의 육상식물의 경우에도, 흙이나 영양토가 마련되도록 하거나, 식물의 생육환경에 적응할 수 있도록 유전자 변이, 접붙이 등과 같이 인위적인 재배기술을 적용하여 수상에서도 자랄 수 있도록 하는 경우에는 일반적인 재배방법에 의하여 본 발명에 따른 인공식물섬에서 자라도록 구성될 수도 있는 것이다. 따라서 본 발명에 따른 인공식물섬(A)에서 자랄 수 있는 식물은 일반적 으로 적용될 수 있는 식물이면 가능할 것이다.
이와 같은 상기 목재칩보드(22)에 더하여 식물(12)의 씨가 포함될 수 있는 식생야자매트(24)가 구비되고, 상기 식생야자매트(24)의 상부로 보호네트(25)가 상기 목재프레임(23)에 지지되도록 구비될 수 있는 것이다.
따라서 상기 보호네트(25)에 의하여 상기 식생야자매트(24)가 손상되지 않도록 하고, 상기 목재칩보드(22)에서 생육되는 식물(12)이 보호되도록 구비될 수 있다.
그리고 식생야자매트(24)로는 야자섬유 부직포, 식물성 섬유재 등으로 구성될 수 있으며, 보호네트(25)로는 합성섬유재로 되는 그물형태로 형성될 수 있으며, 또한 파랑, 부유쓰레기 등에 견딜 수 있도록 금속망체 등으로 구성될 수도 있는 것이다.
그리고 상기 목재칩보드(22)는 두께가 두껍게 하여 단일층으로 구성되고, 상부로 식생야자매트(24)와 보호네트(25)가 구성될 수 있다.
또한 목재칩보드(22)가 다층으로 이루어지고, 각 층의 목재칩보드(22) 사이에는 상기 식생야자매트(24)가 삽입되어 이루어질 수 있으며, 이러한 다수의 목재칩보드(22) 등은 보강로프(26)에 의하여 일체로 결합되어 구비되는 상기 목재프레임(23)의 다수의 목재들에 의하여 결합된 구조를 안정되게 유지할 수 있는 것이다.
나아가 단일 층구조 또는 다수 층구조로 구성될 수 있는 목재칩보드(22)와 함께 식생야자매트(24) 및 보호네트(25) 등이 단일층으로 구성될 수 있지만, 나아가 목재칩보드(22), 식생야자매트(24) 및 보호네트(25)가 복수의 층으로 하여 하나 의 식생부(20)로 구성될 수 있으며, 이에 더하여 다수의 식생부(20)가 복수 층으로 연결되어 하나의 인공식물섬(A)을 이루도록 구성될 수도 있는 것이다.
이처럼 단일 층의 목재칩보드(22) 및 식생야자매트(24), 보호네트(25)로 구성되는 인공식물섬(A)은 비교적 작은 크기의 호소(10)에 설치될 수 있는 것으로, 작은 낚시터 또는 별장의 정원호수 등에 시설될 수 있는 것이다. 반면 목재칩보드(22)가 복수 층으로 구성되거나 나아가 식생부(20)가 복수층으로 구성되는 중간 크기의 인공식물섬 또는 거대한 크기의 인공식물섬의 경우에는 크기가 큰 다목적 댐에 의하여 형성되는 호수 등에 설치되어, 수심이 깊은 호소의 바닥에 가라앉은 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있도록 구성될 수 있는 것이다.
즉 거대한 호수의 경우 호수 바닥에 가라앉은 오염물질의 양도 많을 뿐만 아니라 제거하고자 하는 것도 기술적으로 난해하여 해소할 수 없는 문제가 많다. 따라서 이와 같이 거대한 호수의 바닥에 가라앉은 오염물질에 대하여, 본 발명에 따른 인공식물섬의 큰 사이즈의 것을 설치하게 되면, 효과적으로 오염물질을 제거할 수 있어, 생태계뿐만 아니라 다목적 호수를 이용하고 있는 사람들에게도 더욱 수질이 깨끗한 물을 제공할 수 있는 탁월한 장점이 있는 것이다.
특히 도 1, 도 2 등에서와 같이 거대한 크기의 인공식물섬(A)이 구성되는 경우에는, 식생부(20)의 목재프레임(23), 보강로프(26) 그리고 보호네트(25) 등이 서로 견고하게 체결되도록 하여, 식생부(20) 뿐만 아니라 수질정화장치(30)와 더불어 공기압축장치(13)가 설치되거나 관리자가 생활할 수도 있는 작업공간, 계류장치, 추진장치 등이 설치가 가능할 것이다.
이에 더하여, 본 발명에 따른 상기 인공식물섬(A)은 복수 개의 식생부(20)가 구비되고, 이러한 복수 개의 식생부(20)와 결합되는 수질정화장치(30)가 더 구비될 수 있는 것이다.
이에 상기 수질정화장치(30)는 호소(10)의 수중으로 연장형성되는 에어리프트펌핑용 정화폭기관(31)이 하측으로 결합되어 구비되고, 하측 끝단에는 정화폭기기관(31)이 안정된 상태를 유지하도록 하기 위하여 균형추(310)가 연결될 수 있다. 이러한 균형추는 정화폭기관(31) 뿐만 아니라 인공식물섬(A)의 다수 곳에 연결될 수 있는 것으로, 인공식물섬(A)의 전체 형태가 부유쓰레기, 파랑 등의 외부 힘이 작용하더라도 안정된 상태를 유지할 수 있도록 하기 위한 것이다.
그리고 이러한 상기 정화폭기관(31)은 호소(10)의 물이 아래측에서 흡입되어 상향으로 공급되도록 하는 폭기관(33)이 내측으로 구비되고, 상기 폭기관(33)의 외측으로는 내부의 물이 호소(10) 측으로 배출되도록 하기 위한 토출관(34)이 결합되어 구비되는 것으로, 상기 정화폭기관(31) 상부의 물자켓(35)에서는 상기 폭기관(33)에서 상승된 물이 상기 토출관(34)으로 흐르도록 구비되는 것이다.
또한 상기 인공식물섬(A)의 상부에 구성된 공기압축장치(13)로부터 공급되는 공기가 공기공급배관(14)을 통하여 공급되어, 상기 폭기관(33)의 내부 아래측의 공기폭기노즐(15)에서 분사되어 흡입되는 물이 상승하는 공기에 의하여 에어리프트펌핑 작용과 함께 폭기 작용되도록 구비되는 것이다.
따라서 공기압축장치(13)로부터 연속 공급되는 공기는 공기공급배관(14)을 따라 공기폭기노즐(15)에서 분사되는 것으로, 공기폭기노즐(15)이 폭기관(33)의 하 측에 위치되어 있기 때문에, 결국 분사되는 공기는 폭기관(33)을 따라 상향으로 떠오르게 되는 것이다. 이와 같이 떠오르는 공기의 부력으로 인하여, 폭기관(33) 내의 물이 함께 상향으로 떠오르는 것으로, 호소(10)의 저부에 가라앉아 있어 정화되지 않던 오염물질이 정화폭기관(31)의 저부에 형성된 흡입구(332)로부터 흡입되어 폭기관(33)으로 빨려들어가게 되는 것이다. 따라서 오염물질은 폭기관(33)의 공기와 함께 섞이면서 에어리프트펌핑작용으로 상향으로 상승하게 되면서, 이러한 과정 중에 공기에 의하여 오염물질이 폭기작용되어 정화되는 것으로, 결국 호소(10)의 수질이 양호한 상태로 되는 것이다.
이후 오염물질이 포함되는 상승되는 흡입된 물은 정화폭기관(31) 상부의 물자켓(35)에서 모이게 되며, 폭기관(33)으로부터 계속 공급되는 물의 압력 힘에 의하여, 물자켓(35)의 물은 다시 폭기관(33) 외측의 토출관(34)으로 흐르게 된다. 그리고 토출관(34) 하부의 토출구(342)를 통하여 호소(10)로 배출되는 것이다.
이와 같이 정화폭기관(31)으로부터 배출되는 폭기된 물은 배출되는 물의 흐름의 힘에 의하여 호소(10)의 저부의 물이 일정 흐름의 힘과 방향을 갖도록 하는 대류작용을 하게 된다. 따라서 수질정화장치(30)의 정화폭기관(31)에 의하여 호소(10)의 저부의 물이 연속 대류작용을 하기 때문에 호소(10)의 물이 썩지않고 항상 신선한 상태를 유지할 수 있는 것으로, 호소(10)의 수중생물, 물고기 등의 서식환경이 양호해지는 장점이 있는 것이다.
이에 더하여 토출관(34)의 토출구(342)로부터 배출되는 폭기된 물은 일부 호소(10)의 상부로 공급되면서, 식생부(20)에서 자라는 수중식물(12)의 뿌리로 공급 되며, 이에 수중식물(12)은 폭기에 의하여 흡수하기 좋은 상태의 물이 공급되기 때문에 더욱 잘 자랄 수 있는 양호한 환경이 될 수 있는 것이다. 일반적으로, 갈대, 억세풀, 연꽃, 수초 등 대체로 알려진 수중식물들은 물속에 포함된 오염물질을 양호한 상태의 깨끗한 물로 정화시키는 능력이 뛰어난 것으로, 본 발명에 따른 인공식물섬(A)의 수질정화장치(30)로부터 발생되는 폭기된 오염물질이 포함된 물도 정화하기 때문에, 결국 호소(10)의 수질은 더욱 깨끗한 상태가 될 수 있는 것이다.
따라서 본 발명에 따른 인공식물섬(A)에 의하여, 단순히 식물에 의하여 정화하거나 또는 기계적인 장치로 물을 단순하게 정화시키고자 하는 것이 아니라, 호소(10)의 수질 오염원이 주로 호소(10) 수심 깊은 곳에 위치해 있기 때문에 잘 정화되지 않는 경우가 많으나, 본 발명에 따른 수질정화장치(30)에 의하여, 호소(10) 수심 깊은 곳의 물을 공기의 부력을 이용하여 상승시키면서 동시에 폭기 작용도 함께 일어나도록 하여, 오염물질이 분해되기 용이하도록 하며, 나아가 호소(10)의 저부는 대류현상이 일어나도록 하여 오염물질의 적체가 일어나지 않도록 함과 함께 폭기된 오염물질이 수중식물에 의하여 깨끗하게 정화되도록 하는 등의 다양한 장점이 본발명의 구성부재들의 유기적인 결합에 의하여 일어나도록 하는 탁월한 효과가 있는 것이다.
특히 상기 정화폭기관(31)은 상기 물자켓(35)의 하측과 토출관(34)의 상부가 신축가능하도록 주름이 형성된 토출신축관(341)으로 형성되고, 상기 물자켓(35)의 하측과 상기 폭기관(33)의 상부가 신축가능하도록 주름이 형성된 폭기신축관(331)으로 형성되도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 수질정화장치(30)의 상부에는 상기 토출신축관(341) 및 상기 폭기신축관(331)이 신축되도록 하기 위한 신축작동부(32)가 구비될 수 있는 것이다.
따라서 신축작동부(32)의 작동으로 로프 또는 체인(미도시됨)으로 연결되는 토출신축관(341) 및 폭기신축관(331)이 신축 또는 수축되도록 하여, 결국 토출신축관(341) 및 폭기신축관(331)의 아래에 있는 폭기관(33)의 흡입구(332)와 토출관(34)의 토출구(342)의 높이가 조절되도록 구비되는 것이다.
그리하여 도 1에서와 같이 호소(10)의 수심이 깊은 곳은 해당 수질정화장치(30)의 신축작동부(32)를 작동시켜 흡입구(332) 및 토출구(342)가 호소(10) 수심 깊은 곳에 위치하도록 하고, 반면 호소(10)의 수심이 깊지 않은 곳에 설치되는 수질정화장치(30)의 경우, 해당 수질정화장치의 신축작동부(32)를 작동시켜 흡입구(332) 및 토출구(342)의 설치 깊이가 조절되도록 구성될 수 있는 것이다.
따라서 깊이가 낮은 호소(10)에서는 수질정화장치(30)가 낮은 깊이가 되도록 조절하고, 작은 크기의 인공식물섬(A)을 설치하여 수질의 상태를 양호하게 할 수 있는 것이다. 뿐만 아니라 크기가 큰 호소의 경우, 식생부(20)의 크기와 두께를 두껍게 하고, 수질정화장치(30)도 다수개 구성하여, 호소의 깊고 낮은 수심위치에 따라서 수질정화장치(30)의 정화폭기관(31)의 설치 깊이도 자유로이 조절하여, 결국 호소의 깊은 곳에 있는 오염물질을 효과적으로 제거할 뿐만 아니라 식물도 양호하게 자랄 수 있도록 하여, 자연환경을 깨끗하고 쾌적하게 할 수 있는 장점이 있다. 나아가 커다란 크기의 인공식물섬(A)의 경우에는 그 크기를 크게 하기 때문에, 단순히 식물(12)이 자라게 하고, 수질정화장치(30)에 의하여 오염된 수질을 정화시킬 뿐만 아니라, 인공식물섬(A)의 상부면에 호소의 물을 이용한 분수를 만들 수 있고, 각종 휴식공간을 만들어, 도심에서 피로에 쌓인 시민들의 휴식처가 될 수 있도록 하여, 건전한 사회생활을 할 수 있도록 환경을 제공할 수도 있는 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 인공식물섬이 설치된 상태에 대한 개략적인 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 인공식물섬의 수질정화장치에 대한 개략적인 측면 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 인공식물섬의 식생부에 대한 평면 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 인공식물섬의 식생부에 대한 개략적인 측단면 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 인공식물섬에 대한 개략적인 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 인공식물섬에 대한 개략적인 평면 예시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
A : 인공식물섬 10 : 호소
20 : 식생부 22 : 목재칩보드
23 : 목재프레임 30 : 수질정화장치
31 : 정화폭기관

Claims (5)

  1. 호소(10)에 부유되어 설치되는 인공식물섬(A)에 있어서,
    상기 인공식물섬(A)은 식물(12)이 생육되는 식생부(20)와 수질이 정화되도록 하는 수질정화장치(30)가 구비되고,
    상기 수질정화장치(30)는 호소(10)의 수중으로 연장형성되는 에어리프트펌핑용 정화폭기관(31)이 결합되어 구비되고,
    상기 정화폭기관(31)은 호소(10)의 물이 아래측에서 흡입되어 상향으로 공급되도록 하는 폭기관(33)이 내측으로 구비되고, 상기 폭기관(33)의 외측으로는 내부의 물이 호소(10) 측으로 배출되도록 하기 위한 토출관(34)이 결합되어 구비되며,
    상기 정화폭기관(31) 상부의 물자켓(35)에서는 상기 폭기관(33)에서 상승된 물이 상기 토출관(34)으로 흐르도록 구비되고,
    상기 인공식물섬(A)의 상부에 구성된 공기압축장치(13)로부터 공급되는 공기가 공기공급배관(14)을 통하여 공급되어, 상기 폭기관(33) 내부 아래측의 공기폭기노즐(15)에서 공기가 분사되어, 흡입되는 물이 상승하는 공기에 의하여 함께 상승하는 에어리프트펌핑 작용과 함께 폭기 작용되도록 구비되며,
    상기 토출관(34)은 상기 물자켓(35)의 하측과의 사이가 신축가능하도록 주름관으로 형성된 토출신축관(341)이 포함되어 구비되고,
    상기 폭기관(33)은 상기 물자켓(35)의 하측과의 사이가 신축가능하도록 주름관으로 형성된 폭기신축관(331)이 포함되어 구비되며,
    상기 수질정화장치(30)의 상부에는 상기 토출신축관(341) 및 상기 폭기신축관(331)이 신축작동되도록 하기 위한 신축작동부(32)가 구비되는 것을 특징으로 하는 수질정화 폭기처리 인공식물섬.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 식생부(20)는 식물(12)이 생육되는 식생기반용 목재칩보드(22)가 목재프레임(23)에 의하여 둘러져 구비되고,
    상기 목재칩보드(22)에는 식물(12)의 씨가 포함될 수 있는 식생야자매트(24)가 구비되며, 상기 식생야자매트(24)의 상부로 보호네트(25)가 상기 목재프레임(23)에 지지되도록 구비되어,
    상기 보호네트(25)에 의하여 상기 식생야자매트(24)가 손상되지 않도록 하면서, 상기 목재칩보드(22)에서 생육되는 식물(12)이 보호되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 수질정화 폭기처리 인공식물섬.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 목재칩보드(22)는 다층으로 이루어지고, 각 층의 목재칩보드(22) 사이에는 상기 식생야자매트(24)가 삽입되어 이루어지며,
    상기 목재프레임(23)은 다수의 목재가 보강로프(260에 의하여 일체로 결합되어 구비되는 것을 특징으로 하는 수질정화 폭기처리 인공식물섬.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 목재칩보드(22)는,
    10 ~ 20 mm 입도의 목재칩 55 ~ 75 중량부에 대하여, 펄프 25 ~ 45 중량부, 습윤지력증강제 2 ~ 7 중량부가 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 수질정화 폭기처리 인공식물섬.
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