KR100955585B1 - 호숫물 정화를 위한 부유식 정화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 호숫물을 깨끗하게 정화하기 위한 정화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 호수의 수면에 띄워 놓고 오염된 호숫물을 접촉 메디아가 설치된 다수 개의 반응 공간으로 유입시켜 접촉 메디아 표면에 부착된 미생물과 미소동물을 이용하여 수중의 오염물질을 생물학적으로 처리한 후 다시 호수로 배출시켜 호숫물을 연속적으로 깨끗하게 정화할 수 있는 부유식 정화장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 호숫물 정화를 위한 부유식 정화장치는, 일정 양의 호숫물을 담을 수 있는 내부 공간을 형성하되 다수 개의 반응 공간으로 구획되어 일 측에서 유입된 호숫물이 지그재그식으로 이동하여 타 측으로 배출되도록 구성된 본체; 상기 본체의 외 측에 설치되며 본체의 상단이 수면 위로 노출되도록 부력을 제공하는 제1 부력재; 상기 본체의 내부에 설치되어 반응 공간으로 공기를 공급하는 산기관; 상기 본체의 반응 공간 내에 각각 설치되는 접촉 메디아 모듈; 상기 본체의 내부에 설치되어 각 반응 공간에서 정화된 호숫물을 외부로 배출하는 수중 모터; 상기 산기관으로 공기를 공급하는 송풍기와 상기 수중 모터에 전원을 공급하기 위한 전원공급장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

호수, 태양, 접촉, 유기물, 정화, 선박, 부유, 인공섬

Description

호숫물 정화를 위한 부유식 정화장치{FLOATING TYPE WATER PURIFICATION APPARATUS FOR LAKE}

본 발명은 호숫물을 깨끗하게 정화하기 위한 정화장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 호수 가운데에 띄워 놓고 오염된 호숫물을 접촉 메디아가 설치되어 있는 다수 개의 반응 공간으로 유입시켜 접촉 메디아 표면에 부착된 미생물과 미소동물을 이용하여 수중의 오염물질을 생물학적으로 처리한 후 다시 호수로 배출시켜서 호숫물을 연속적으로 정화할 수 있는 부유식 정화장치에 관한 것이다.

일반적으로 호수, 저수지, 연못 등은 주변의 농경지에서 사용된 비료 성분이나 주변 주택에서 배출되는 하수가 유입되기 쉽고 장기간 체류하기 때문에 유기물질이나 영양염류에 의해서 오염되기 쉽다. 따라서 이러한 호수, 저수지, 연못 등의 물(이하 '호숫물'이라 함)을 정화하기 위한 정화장치가 개발되었다.

일반적으로 호숫물을 정화하기 위한 정화장치는 접촉 메디아 표면에 부착된 미생물과 미소동물의 대사작용을 이용하여 생물학적인 처리를 통하여 유기 오염물과 영양염류를 제거하는 방식이 주로 사용된다.

이러한 방식을 구현하기 위한 구체적인 방법의 하나는, 호수 주변 땅에 반응 공간을 설치하고 이 반응 공간으로 호숫물을 펌핑하여 정화하는 것이다. 그리고, 다른 하나의 방법은, 호수의 가운데에 인공섬을 띄우고 그 아래에 접촉 메디아를 설치하는 방법이다.

전자의 정화장치는 호숫물을 별도의 반응 공간으로 끌어와서 처리하기 때문에 처리효율이 좋은 장점은 있으나, 호수 주변에 반응 공간을 설치하기 위한 부지를 확보하기가 매우 어렵고, 호숫물의 끌어오는데 많은 에너지를 사용하는 문제가 있다.

반면 후자의 경우는, 호수 속에 접촉 메디아를 직접 설치하기 때문에 호숫물을 끌어올 필요가 없기 때문에 무동력으로 운영할 수 있는 장점이 있고, 반응 공간 설치를 위한 부지 확보가 필요 없으나, 접촉 메디아를 호수에 직접 설치하므로 호숫물의 유동에 의해서 접촉 메디아와의 접촉 시간이 짧아 처리효율이 떨어질 뿐만 아니라 접촉 메디아에서 탈리된 생물 막이 호수 바닥에 침적되어 2차 오염을 일으키므로 실질적인 정화효율이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 주된 목적은 호수의 가운데에 접촉 메디아를 설치하여 접촉 메디아에 부착된 미생물과 미소동물의 대사작용을 이용한 수중의 오염물질을 생물학적으로 처리하되, 접촉 메디아가 설치되는 반응 공간을 호수로부터 분리시켜 오염물질과 접촉 메디아와의 접촉 시간을 충분히 길게 할 뿐만 아니라 반응 공간의 바닥을 밀폐시켜서 접촉 메디 아에서 분리된 생물 막이 호수바닥으로 다시 가라앉는 것을 방지할 수 있는 호숫물 정화를 위한 부유식 정화장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 반응 공간 내부에 수중 모터를 설치하고, 이 수중 모터에 의해 회전하는 프로펠러를 통해서 반응 공간에서 정화된 호숫물을 다시 호수로 배출함으로써 호숫물을 연속적으로 정화하고, 반응 공간 내의 체류 시간을 적절히 조절할 수 있는 호숫물 정화를 위한 부유식 정화장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 반응 공간에 설치되는 수중 모터와 반응 공간 내에 설치된 산기관에 공기를 주입하기 위한 송풍기를 태양 광이나 풍력에 의해 생산된 자연에너지를 이용하여 작동함으로써 상용전원을 제공하기 어려운 환경에서도 호숫물을 정화할 수 있는 호숫물 정화를 위한 부유식 정화장치를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 호숫물 정화를 위한 부유식 정화장치는,

일정 양의 호숫물을 담을 수 있는 밀폐된 내부 공간을 형성하되 다수 개의 반응 공간으로 구획되어 일 측에서 유입된 호숫물이 지그재그식으로 이동하여 타 측으로 배출되도록 구성된 본체; 상기 본체의 외 측에 설치되며 본체의 상단이 수면 위로 노출되도록 부력을 제공하는 제1 부력재; 상기 본체의 내부에 설치되어 반응 공간으로 공기를 공급하는 산기관; 상기 본체의 반응 공간 내에 각각 설치되는 끈형 접촉 메디아 모듈; 상기 본체의 내부에 설치되어 각 반응 공간을 거쳐 정화된 호숫물을 외부로 배출하는 수중 모터; 상기 산기관으로 공기를 공급하는 송풍기와 상기 수중 모터에 전원을 공급하기 위한 전원공급장치를 포함하여 구성된다.

본 발명에 있어서, 상기 본체는 일정 크기로 내부 공간을 형성하는 상자 형태로 이루어지고 상단에는 제1 부력재를 고정하기 위한 테두리 부가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 제1 부력재는 스치로 폼이나 내부가 밀봉된 플라스틱 통으로 이루어진다.

상기 본체의 상단은 개방되고 상판을 덮어서 태양전지판이나 제어반을 설치하기 위한 작업 공간을 확보한다.

본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 본체는 다수 개의 수평 및 수직 봉을 조립하여 이루진 것으로, 상부가 개방된 상자 형태의 본체 프레임과, 상기 본체 프레임의 상단에 일체로 형성되어 외 측으로 돌출되는 상부 테두리 프레임과, 상기 본체 프레임의 안쪽에 설치되고 내부에 호숫물을 담을 수 있는 방수 시트로 만들어지고 상부가 개방된 상자 형태의 방수 포대로 이루어진다.

상기 방수 포대의 상부는 끈을 이용하여 본체 프레임의 상부 테두리 프레임에 고정되고, 상기 방수 포대의 바닥에는 비중이 낮은 방수 포대가 부상하는 것을 막기 위한 중량 틀이 설치된다.

상기 방수 포대의 내부에는 호숫물이 지그재그식으로 흐를 수 있도록 개구부가 형성된 다수 개의 격벽이 일정 간격으로 설치된다.

본 발명의 다른 실시 예에 있어서, 상기 본체는 가운데 부분이 개방되도록 다수 개의 수평 봉을 조립하여 만들어진 사각 틀 형상의 상부 테두리 프레임과, 상 기 상부 테두리 프레임에 끈으로 고정되고 호숫물을 담을 수 있는 방수 시트로 이루어지며 상부가 개방된 상자 형태의 방수 포대와, 상기 방수 포대의 하단에 설치되어 있는 다수 개의 가로 및 세로의 포켓에 끼워져 설치되어 비중이 낮은 방수 포대가 부상하는 것을 방지하는 다수 개의 가로 및 세로의 조립대로 이루어진 하부 프레임으로 구성된다.

그리고 상기 방수 포대의 내부에는 다수 개의 반응 공간을 형성함과 아울러 호숫물이 지그재그식으로 흐를 수 있도록 개구부가 형성된 다수 개의 방수 천이 일정 간격으로 일체로 설치된다.

상기 방수 천의 상단에는 포켓이 형성되고, 이 포켓에는 상부 테두리 프레임에 걸쳐져서 방수 천을 수직으로 지탱함과 아울러 방수 포대 전체를 지지해 주는 지지대가 설치된다.

그리고 상부 테두리 프레임과 다수 개의 조립대로 조립된 하부 프레임은 그 사이에 설치된 방수 포대가 하중에 의해서 찢어지는 것을 방지하고 수류나 외력에 의해 형태가 변형되는 것을 방지할 수 있도록 제1 와이어로 연결된다.

상기 다수 개의 반응 공간에 설치되는 끈형 접촉메디아 모듈은 격자 형태인 상부 틀과, 상부 틀과 유사하게 격자 형태를 갖는 하부 틀, 그리고 상부 틀과 하부 틀 사이에 설치된 다수 개의 끈형 접촉메디아와, 상부 틀과 하부 틀을 연결하여 지지하기 위한 제2 와이어와, 상기 상부 틀 위에 고정되어 상기 끈형 접촉 메디아를 부상시키는 제2 부력재를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 호숫물 정화를 위한 부유식 정화장치는, 호수의 가운데에 설치되어 접촉 메디아 표면에 부착된 미생물과 미소동물의 대사작용을 이용한 호숫물 에 포함된 오염물질을 생물학적으로 처리할 수 있다.

본 발명은 또한, 일정 양의 호숫물이 채워지는 반응 공간의 바닥을 완전히 밀폐시켜서 접촉 메디아에서 분리된 생물 막이 호수바닥으로 가라앉아 호숫물을 오염시키는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 반응 공간 내부에 수중 모터를 설치하고, 이 수중 모터에 의해 회전하는 프로펠러를 통해 반응 공간의 체류시간을 조절함으로써 오염물질과 접촉 메디아의 접촉시간을 충분히 제공할 수 있다.

아울러, 본 발명은 태양 광이나 풍력에 의해 생산된 자연에너지만으로도 반응 공간에 설치된 수중 모터와 송풍기를 작동시킬 수 있도록 함으로써 에너지의 사용을 최소화하고 상용전원을 공급하기 어려운 지역에서 자유롭게 설치할 수 있을 뿐만 아니라 상용전원의 공급을 위한 시설을 생략함으로써 설치비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 호숫물 정화용 부유식 정화장치의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 호숫물 정화용 부유식 정화장치(또는 정화용 선박, 정화선이라 함)의 일 실시 예를 보여주는 개략적인 사시도 이고, 도 2는 본 발명에 따른 호숫물 정화용 부유식 정화장치의 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 호숫물 정화용 부유식 정화장치(1)(이하 '정화선'이라 칭함)은 전후 좌우 그리고 바닥이 막혀있으며 상단을 제외한 나머지는 대부분이 호수의 수면 아래로 잠기는 본체(2)와, 상기 본체(2)의 상단 개방부를 밀폐시키도록 설치되는 다수 개의 판자로서 호수의 수면 위로 노출되는 상판(3)과, 상기 본체(2)의 상부 가장자리로 돌출되게 설치된 테두리 부(4)와 상기 테두리 부(4)의 하면에 고정되어 상기 본체(2)를 전체적으로 부상시키는 제1 부력재(5)를 포함하여 구성된다.

본체(2)의 상면에는 제어반(6)과 태양전지판(8)이 설치된다. 상기 태양전지판(8)은 태양 광을 직류 전원으로 변환시키고, 제어반(6)의 내부에는 직류 전원을 교류로 변환시키는 인버터와 전기를 저장하는 축전기 및 이들을 제어하기 위한 제어부가 설치된다. 이들은 정화선(1)에 전원을 공급하는 전원공급장치를 구성한다.

상판(3)은 본체(2)의 상단에 분리가능하게 설치되고 테두리 부(4)는 본체(2)의 하중을 지탱할 수 있도록 본체(2)의 상단에 일체로 고정된다. 그리고 제어반(6)은 본체(2) 내부에 설치된 수중 펌프 및 역세 펌프를 작동하도록 전기적으로 연결된다.

그리고 본체(2)의 일 측면에는 본체 내부에서 정화처리된 호숫물을 배출하기 위한 유출구(24)가 설치되어 있다.

도 2를 참조하면, 본체(2)는 상부가 개방된 상자 형태로서, 전후, 좌우 및 바닥이 밀폐되어 있나, 좌우 측면(21)(22)에는 호숫물의 유출입을 위한 유입구(23)과 유출구(24)가 설치된다.

그리고 본체(2)의 내부는 다수 개의 격벽(25)에 의해 구획되어 다수 개의 반응 공간(40)을 형성한다. 각 반응 공간(40) 내부에는 각각 끈형 접촉 메디아 모듈(50)이 설치되어 있다. 바람직하게 상기 끈형 접촉 메디아 모듈(50)은 본체(2)의 상단에 지지된다.

이때, 각 격벽(25)에는 유입구(23)를 통해 유입된 호숫물이 지그재그식으로 흐를 수 있도록 개구부(251)가 형성된다. 이때, 이웃하는 격벽(25)에 형성된 개구부(251)는 서로 떨어지도록 어긋나게 설치된다.

그리고 유출구(24)에는 각 반응 공간(40)을 거치면서 정화된 호숫물을 다시 호수로 배출하기 위한 수중 모터(70)가 설치되어 있다. 바람직하게 상기 수중 모터(70)는 모터의 구동축에 설치된 프로펠러와 프로펠러를 감싸는 유도관을 포함한다.

유입구(23)에는 호숫물과 함께 이물질이 유입되는 것을 차단하기 위한 스크린(26)이 설치될 수 있다. 또한, 본체(2)의 내부에는 스크린(26)에 걸린 이물질을 주기적으로 제거하기 위한 역세 펌프(71)가 더 설치될 수 있다. 역세 펌프(71)는 고압수를 분출시켜 스크린(26)에 걸린 이물질을 제거한다.

또한, 정화선에는 호숫물의 흐름에 따라 정화선이 임의로 이동하는 것을 방지하기 위해서, 본체(2)에 다수 개의 앵커(27)를 설치한다. 또, 정화선을 호수 바닥에 수직으로 세워진 다수 개의 기둥(29)에 연결할 수 있도록 본체(2)와 연결된 다수 개의 연결고리(28)가 설치된다. 따라서 상기 정화선은 호수의 수위 변동에 따라 상하로 이동할 수는 있으나 수류를 따라 수평으로 임의로 이동하는 것은 방지된 다.

본체(2)의 상면에 설치된 상판(3)은 본체(2)의 개방된 상부를 덮어서 작업자의 작업 공간이나 다른 부품의 설치공간을 확보할 뿐만 아니라, 공기 중으로부터 이물질이 유입되는 것을 차단한다. 또한, 햇빛을 차단하여 반응 공간(40)에서 조류가 번식하는 것을 막는다. 또 도면에는 도시되지 않았지만 상판(3)에는 갈매기 등의 조류가 앉는 것을 방지하기 위한 가시철망 등이 더 설치될 수 있다.

이어서, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 정화선의 실시 예를 보여주는 분해 사시도 이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 정화선은 다수 개의 반응 공간(40)을 형성하는 본체(2)와, 이 본체(2)의 상면에 설치되는 상판(3) 및 본체를 부상시키는 제1 부력재(5)로 이루어진다.

그리고, 본체(2)의 내부의 반응 공간(40)에는 다수 개의 끈형 접촉메디아 모듈(50), 수중 펌프(70) 및 산기관(80)이 설치된다.

또, 본체(2)의 상면에는 전원공급장치를 구성하는 제어반(6), 송풍기(7) 및 태양전지판(8)이 설치된다.

먼저, 도 3의 실시 예에 따른 본체(2)는, 다수 개의 수평 및 수직 봉을 연결하여 이루어지고 상단에서 외 측으로 돌출되는 상부 테두리 프레임(123)이 일체로 형성되며 상부가 개방된 상자 형태의 본체 프레임(122)과, 상기 본체 프레임(122)의 안쪽에 설치되고 상기 본체 프레임(122)의 상부에 일체로 연결되며 내부에 호숫물을 담을 수 있는 방수 시트로 만들어진 상부가 개방된 상자 형태의 방수 포 대(125)와, 상기 방수 포대(125)의 내부 바닥면에 설치되어 비중이 낮은 방수 포대(125)가 부상하는 것을 막기 위한 중량 틀(127)로 이루어진다.

바람직하게 상기 방수 포대(125)의 상부는 끈을 이용하여 본체 프레임(122)의 상부 테두리 프레임(123) 안쪽에 고정된다. 상기 중량 틀(127)은 다수 개의 가로 및 세로 금속 봉(128)을 조립하여 이루어진 격자형 사각 틀이다. 그리고 상기 방수 포대(125)의 내부에는 다수 개의 반응 공간(40)을 형성하도록 다수 개의 격판(60)이 일정 간격으로 설치된다.

이어, 도 4의 실시 예에 따르면, 본체(2)는 다수 개의 수평 봉을 조립하여 만들어지고 가운데 부분이 개방된 사각 틀 형상의 상부 테두리 프레임(223)과, 상기 상부 테두리 프레임(223)에 끈으로 고정되고 호숫물을 담을 수 있는 시트로 만들어지며 상부가 개방된 상자 형태의 방수 포대(225)와, 상기 방수 포대(225)의 하단에 설치된 다수 개의 가로 및 세로의 포켓(226)에 끼워져 설치되어 비중이 낮은 방수 포대(225)가 부상하는 것을 방지함과 아울러 사각 틀 형상을 유지하도록 하는 다수 개의 가로 및 세로의 조립대(227)로 연결되는 하부 프레임(228)으로 구성된다.

그리고 방수 포대(225)의 내부에는 다수 개의 반응 공간(40)을 형성하는 다수 개의 방수 천(224)이 일체로 설치된다. 상기 방수 천(224)의 일 측에는 호숫물이 지그재그식으로 흐를 수 있도록 개구부(251)가 형성된다. 그리고 각 방수 천(224)의 상단에는 지지대(222)를 끼울 수 있는 포켓(226)이 형성되고, 지지대(222)는 상부 테두리 프레임(223)에 걸쳐져서 방수 천(224)을 수직으로 지탱함과 아울러 방수 포대(225)를 지지해 준다.

상기 포켓(226)은 시트의 단부를 일정 길이 접어서 내부에 공간이 형성되도록 재봉하여 이루어진다.

그리고, 도면에서 도시되지 않았으나, 상기 가로 및 세로 조립대(227)의 양단에는 나사산이 형성된다. 또, 나사산이 형성된 L관이나 T관, 그리고 볼트와 너트 등을 포함하는 다른 클램프 수단을 이용하여 조립된다.

이어, 도 5는 도 4에 도시된 정화선을 보여주는 단면도이다.

이 단면도를 참조하면, 상기 방수 포대(225)의 상단은 끈을 이용하여 상부 테두리 프레임(223)에 고정된다. 그리고 상부 테두리 프레임(223)과 하부 프레임(228)을 이루는 조립대(227)는 제1 와이어(301)로 연결된다. 상기 제1 와이어(301)는 반응 공간에 채워진 호숫물의 하중에 의해 방수 포대(225)가 찢어지는 것을 방지하고 수류나 외력에 의해 방수 포대가 변형되는 것을 막는다.

바람직하게 상기 제1 와이어(301)는 테두리 프레임(223)의 안쪽과 바깥쪽에 각각 두 개씩 연결하여 방수 포대(225)의 하단이 흔들리는 것을 막는다.

이어서, 도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이, 본체(2)의 내부에는 반응 공간(40)으로 공기를 주입하기 위한 산기관(80)이 설치된다. 산기관(80)은 호숫물의 오염 정도에 따라 하나 또는 여러 개를 설치할 수 있다. 그리고 산기관(80)은 제어반(6)에 설치된 송풍기(7)와 연결되어 공기를 공급한다. 도 5에는 산기관이 생략되어 있다. 도 5에서 보는 바와 같이, 호숫물의 오염도에 따라 산기관을 설치할 수도 있고 설치하지 않을 수도 있다.

그리고, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 본체(2)의 내부에 설치되어 다수 개의 반응 공간(40)을 구획하는 격판(60)은 사각형의 틀(61)에 시트를 끈으로 묶어 이루어질 수 있다. 또한, 격판(60)의 상단에는 지지봉(63)을 설치한다.

두 개의 격판(60)이나 두 개의 방수 천(224) 사이에 형성된 각 반응 공간(40)에는 끈형 접촉메디아 모듈(50)이 설치된다.

상기 끈형 접촉메디아 모듈(50)은 격자 형태인 상부 틀(51)과, 상부 틀(51)과 유사한 하부 틀(52), 그리고 상부 틀(51)과 하부 틀(52) 사이에 설치된 다수 개의 끈형 접촉메디아(53) 및, 상부 틀(51)과 하부 틀(52)을 연결하여 지지하기 위한 제2 와이어(54)로 이루어진다.

상기 상부 틀(51)과 하부 틀(51) 사이에 설치되는 끈형 접촉메이아(53)는, 나선형의 로프에 수많은 고리가 형성되어 표면적이 최대로 이루어지도록 한 것으로, 미생물막이 형성되기 용이하고 유동성이 좋아서 두꺼워진 미생물막이 비교적 쉽게 분리되기 때문에 관리가 편리하다.

한편, 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 끈형 접촉메디아 모듈(50)의 상부 틀(51) 위에 제2 부력재(55)가 더 설치된다. 상기 제2 부력재(55)는 반응 공간(40)에 설치된 끈형 접촉메디아 모듈(50)을 부상시킨다. 따라서 끈형 접촉메디아 모듈(50)을 상부 테두리 프레임(223)에 걸쳐지지 않아도 자체 부력으로 부상할 수 있기 때문에 상부 테두리 프레임(223)에 가해지는 하중을 줄일 수 있다.

또한, 바람직하게 각 반응 공간(40)에 설치된 제2 부력재(55)는 별도의 로프(57)를 이용하여 서로 연결하여 줌으로써 임의로 이동하는 것을 방지할 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 정화선(1)의 작용에 대해서 설명한다.

먼저, 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 정화선(1)을 호수 가운데에 설치하는 과정을 설명한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 정화선의 본체(2)는 방수 포대(125, 225)와 다수 개의 금속 봉이나 연결 봉 또는 가로 및 세로의 조립대를 조립하여 이루어지는 본체 프레임(122), 상부 테두리 프레임(223), 중량 틀(127) 또는 하부 프레임(228)으로 구성된다.

상기 방수 포대(125,225)는 공장에서 방수 시트를 원하는 형태와 크기로 재단한 후 재봉하여 만들어진다. 그리고 방수 포대(125,225)의 상단 테두리에는 끈으로 묶기 편리하도록 다수 개의 구멍(아이렛)이 설치된다.

그리고 상기 본체 프레임(122)이나, 상부 테두리 프레임(223), 중량 틀(127) 또는 하부 프레임(228)을 구성하는 금속 봉이나 연결 봉 또는 가로 및 세로의 조립대는 원하는 크기로 절단되고 필요한 경우에는 양단에 탭 가공을 한다. 또한, 이들을 연결하기 위한 볼트와 너트, 또는 T관이나 L관을 각각 준비하고, 필요한 경우에는 용접기를 준비한다.

이와 같이, 본 발명은 정화선(1)을 구성하는 본체(2)를 공장에서 제작한 후 현장에서 조립할 수 있도록 함으로써 보관, 운송 및 설치가 용이하다. 예를 들어, 본체(2)를 구성하는 본체 프레임(122)이나, 상부 테두리 프레임(223), 중량 틀(127) 또는 하부 프레임(228)을 설계에 맞게 공장에서 제작한 다음, 방수 포대와 각종 금속 봉이나 연결봉 그리고 끈형 접촉 메디아 등을 각각의 부품으로 분리하 여, 접거나 쌓은 상태로 보관하거나 운반한 후, 현장에서 다시 조립하여 설치하기 때문에 운반과 보관에 소요되는 비용을 절감할 뿐만 아니라, 호수 등의 수면에서도 장치를 비교적 쉽게 설치할 수 있다.

이어, 호수 가운데 설치된 정화선(1)의 정화작용을 설명한다.

현장에서 조립된 정화선(1)을 호수에 띄우고, 본체(2)의 반응 공간(40)에 끈형 접촉 메디아 모듈(50)을 설치한 다음, 일정 시간이 지나면, 각 반응 공간(40) 에 잠겨 있는 끈형 접촉 메디아(53)의 표면에 생물막이 형성된다.

그리고 본체(2)의 반응 공간(40)으로 유입된 호숫물에 포함된 유기물은 끈형 접촉 메디아(53) 표면에 부착된 미생물과 미소동물의 먹이로 사용되어 제거되게 된다.

이때 정화선(1)의 본체(2) 내부로 유입된 호숫물은 각 반응 공간(40)을 구획하는 격벽에 의해서 지그재그식으로 이동하면서 정화된 후, 결국 본체(2)의 타 측에 설치된 유출구(24)를 통해서 정화된 호숫물이 호수로 배출되게 된다.

이때, 본체(2)의 내부에 설치된 수중 펌프(70)는 호수의 오염 정도나 생물막의 생육을 고려하여 호숫물의 체류시간을 조절한다. 수중 모터(70)는 구동축에 설치된 프로펠러를 이용하여 반응 공간(40)의 물을 호수 쪽으로 밀어냄으로써 정화된 호숫물은 배출함과 아울러 오염된 호숫물이 반응 공간(40)으로 유입되도록 한다.

바람직하게, 상기 수중 모터(70)는 종래의 상향식 펌프에 비해서 전력사용량이 훨씬 적다. 예를 들어, 상기 수중 모터(70)는 프로펠러를 서서히 회전시켜 반응 공간(40)의 호숫물을 수평으로 밀어내기 때문에 매우 적은 동력으로도 반응공간의 호숫물을 순환시킬 수 있다.

또한, 정화선(1)은 호숫물의 오염 정도에 따라 수중 모터(70)와 공기를 공급하기 위한 송풍기(7)를 제어함으로써 반응 공간(40)에서의 반응속도를 제어할 수 있다.

그리고 본체(2)의 상판에는 본체(2) 내부에 침전되어 있는 슬러지를 배출하기 위한 슬러지 배출 펌프(도시되지 않음)를 더 설치할 수 있다. 상기 슬러지 배출 펌프는 본체(2) 내부에 쌓인 슬러지를 호수의 외부로 버릴 수 있게 함으로써 정화선의 정화효율을 높인다.

한편, 정화선(1)의 수중 모터(70)와 송풍기(7)는 태양이나 바람 등 자연에너지를 이용하여 생산된 전기에 의해서 구동된다. 정화선(1)은 일반 상용전원을 이용할 수도 있지만, 대부분의 호수는 상용전원을 공급받기 어렵거나 상용전원 공급을 위해 시설투자가 많이 요구되기 때문에 정화선(1)에서 독자적으로 전기를 생산할 수 있는 자연에너지 발전장치를 구비하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 정화선(1)에는 태양발전장치나 풍력발전장치가 구비된다. 바람직하게 태양발전장치는 태양전지판(8)과 전력조절기 및/또는 인버터를 구비한다. 태양전지판(8)은 빛을 전류로 변환시키고, 인버터는 직류를 교류로 변환시킨다. 상기 풍력발전장치는 정류기를 통해서 생성된 교류 전기를 정류하여 축전지에 저장된다.

따라서 자연에너지 발전장치에서 생성된 전원은 수중 모터와 송풍기를 구동하는데 사용되고, 잉여 전기는 축전지에 저장하였다가 야간이나 날씨가 흐린 날 또는 바람이 불지 않은 날에 수중 모터와 송풍기를 구동하기 위해서 사용한다.

또한, 태양전지판(8)은 본체(2)의 상판(3)에 설치할 수도 있으나, 도 6에서 보는 바와 같이, 정화선(1)의 외부에 구조물(9)을 설치하고 이 구조물(9) 위에 태양전지판(8)을 설치할 수 있다. 구조물(9)은 태양전지판(8)을 지탱할 수 있는 부력을 갖는다.

그리고, 정화선(1)에는 호숫물의 오염도와 호숫물의 양에 따라 다수 개의 반응 공간(40)을 일렬 또는 병렬 구조로 설치하거나, 다수 개의 정화선(1)을 일렬 또는 병렬로 설치할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 정화선(1)은 자연에너지 발전장치에서 생성되는 에너지만으로 독자적인 운전이 가능하도록 하는 동시에 자연에너지 발전장치의 크기, 특히 태양전지판의 면적이 최소화되도록 하여 정화선의 크기를 줄이고 제조 가격을 낮출 뿐만 아니라 유지 관리 비용을 최소화하여 궁극적으로 실현 가능한 정화선을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 호숫물 정화용 부유식 정화장치의 외관을 보여주는 개략적인 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 호숫물 정화용 부유식 정화장치를 보여주는 개략적인 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 호숫물 정화용 부유식 정화장치의 일 실시예를 보여주는 분해 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 호숫물 정화용 부유식 정화장치의 또 다른 실시 예를 보여주는 분해 사시도,

도 5는 도 4에 도시된 부유식 정화장치를 보여주는 단면도,

도 6은 본 발명에 다른 호숫물 정화용 부유식 정화장치의 다른 실시 예를 보여주는 개략적인 사시도이다.

***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***

2 : 본체 3 : 상판

4 : 테두리 부 5 : 제1 부력재

6 : 제어반 7 : 송풍기

8 : 태양전지판 23 : 유입구

24 : 유출구 25 : 격벽

40 : 반응 공간 50 : 끈형 접촉메디아 모듈

60 : 격판 70 : 수중 모터

80 : 산기관 122 : 본체 프레임

123, 223 : 상부 테두리 프레임 125, 225 : 방수 포대

127 : 중량 틀 224 : 방수 천

226 : 포켓 228 : 하부 프레임

301 : 제1 와이어

Claims (10)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 다수 개의 수평 봉을 조립하여 만들어지고 가운데 부분이 개방된 사각 틀 형상의 상부 테두리 프레임과;

   상기 상부 테두리 프레임에 끈으로 고정되고, 호숫물을 담을 수 있는 시트로 만들어지며, 일 측면에는 오염된 호숫물이 유입되는 유입구가, 타 측면에는 정화된 물이 배출되는 유출구가 형성되고, 일정 양의 호숫물을 담을 수 있도록 바닥이 구비되어 밀폐된 내부 공간을 형성하며, 상기 내부 공간에 다수 개의 반응 공간을 형성함과 아울러 호숫물이 지그재그식으로 흐를 수 있도록 개구부가 형성된 다수 개의 방수 천이 일정 간격으로 설치되어 있는 방수 포대와;

   상기 방수 포대의 하단에 설치되어 있는 다수 개의 포켓에 가로 및 세로 조립대를 끼워 조립하여 비중이 낮은 방수 포대가 부상하는 것을 방지하는 하부 프레임과;

   상기 다수 개의 방수 천 상단에 형성된 포켓에 끼워 조립되고 상기 상부 테두리 프레임에 걸쳐져서 상기 방수 천을 수직으로 지탱함과 아울러 방수 포대를 지지해 주는 다수 개의 지지대와;

   상기 상부 테두리 프레임의 하면에 설치되며 상기 방수포대의 상단이 수면 위로 노출되도록 부력을 제공하는 제1 부력재;

   상기 방수포대의 내부 공간에 설치되어 상기 다수 개의 반응 공간으로 공기를 공급하는 산기관;

   상기 방수포대의 반응 공간 내에 각각 설치되는 끈형 접촉 메디아 모듈;

   상기 방수포대의 내부 공간에 설치되어 각 반응 공간을 거쳐 정화된 호숫물을 외부로 배출하는 수중 모터;

   상기 산기관으로 공기를 공급하는 송풍기와 상기 수중 모터에 전원을 공급하기 위한 전원공급장치;로 구성되되,

   상기 상부 테두리 프레임과 하부 프레임 사이에는 상기 방수 포대가 하중에 의해서 찢어지는 것을 방지하고 수류나 외력에 의해 변형되는 것을 방지하는 제1 와이어가 더 설치되고, 상기 유입구로 유입된 호숫물은 모두 다수 개의 반응 공간을 거쳐 지그재그식으로 흐른 다음 상기 유출구를 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 호숫물 정화를 위한 부유식 정화장치.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 끈형 접촉메디아 모듈은, 격자 형태인 상부 틀과, 상부 틀과 유사한 하부 틀, 그리고 상부 틀과 하부 틀 사이에 설치된 다수 개의 끈형 접촉메디아와, 상부 틀과 하부 틀을 연결하여 지지하기 위한 제2 와이어 및 상기 상부 틀 위에 고정되어 끈형 접촉 메디아를 부상시키는 제2 부력재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 호숫물 정화를 위한 부유식 정화장치.
10. 제 8항에 있어서,

    상기 전원공급장치는 태양전지판, 전력조절기, 인버터와 축전지를 구비하는 태양발전장치이며, 상기 태양전지판은 본체의 상판이나 본체로부터 떨어져서 호수의 수면에 설치된 구조물 위에 설치하는 것을 특징으로 하는 호숫물 정화를 위한 부유식 정화장치.

Images