KR101064738B1 - 유용성 미생물을 이용한 수질 및 공기정화용 미생물 배양스크린과 이를 이용한 정화방법 그리고 가두리 양식장용 수질정화장치 - Google Patents

유용성 미생물을 이용한 수질 및 공기정화용 미생물 배양스크린과 이를 이용한 정화방법 그리고 가두리 양식장용 수질정화장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유용성 미생물을 이용한 수질 및 공기정화용 미생물 배양스크린과 이를 이용한 정화방법 그리고 가두리 양식장용 수질정화장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유용성 미생물을 주기적으로 공급하여 친환경적으로 수조, 하천, 연못, 양어장, 정수장, 하수처리장, 저수지, 호수, 댐, 바다 등의 오염된 수질 또는 공기를 지속적으로 정화할 수 있는 수질 및 공기정화용 미생물 배양스크린과 이를 이용한 정화장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 유용성 미생물을 이용한 수질 및 공기 정화용 미생물 배양스크린은 미생물이 서식할 수 있는 담체와, 담체를 내부에 수용하며 유체는 통과시키되 상기 담체는 차단할 수 있도록 형성된 다공성 커버와, 외부로부터 공급되는 미생물 배양액과 접촉하여 상기 커버 내부로 상기 미생물 배양액을 전달하는 전달매개체를 구비한다.

Description

유용성 미생물을 이용한 수질 및 공기정화용 미생물 배양스크린과 이를 이용한 정화방법 그리고 가두리 양식장용 수질정화장치{Screen module for purifying water and air using effective microoganims, method for purifying and apparatus for purifying water of fish-raising farm}
본 발명은 유용성 미생물을 이용한 수질 및 공기정화용 미생물 배양스크린과 이를 이용한 정화방법 그리고 가두리 양식장용 수질정화장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유용성 미생물을 주기적으로 공급하여 친환경적으로 수조, 하천, 연못, 양어장, 정수장, 하수처리장, 저수지, 호수, 댐, 바다 등의 오염된 수질 또는 공기를 지속적으로 정화할 수 있는 유용성 미생물을 이용한 수질 및 공기정화용 미생물 배양스크린과 이를 이용한 정화방법 그리고 가두리 양식장용 수질정화장치에 관한 것이다.
급속한 경제성장과 인구증가 및 도시화 등의 원인으로 인하여 수조, 하천, 연못, 양어장, 저수지 호수, 댐, 바다 등에는 많은 오수, 폐수, 하수(이하 '오폐수'라 한다)가 유입되고 있으며, 오폐수의 형상도 매우 다양해지고 있다.
이렇듯 유입되는 오폐수는 여러 가지 환경문제를 일으키고 있으며, 특히 조류의 이상 번식으로 인한 부영양화, 황화수소, 메탄, 인 등의 발생으로 인한 악취의 발생, 바닥으로의 오염물 퇴적 등을 초래함과 동시에 자정능력을 상실하게 하는 원인이 되고 각종 바이러스 및 세균으로 인하여 구제역과 AI바이러스 등으로 인하여 막대한 국력이 손실되고 있는 실정이다.
수중에서 조류가 이상 번식하는 원인을 살펴보면, 질소, 인 등 영양염류의 과도한 유입, 높은 표층수온 및 수층의 성층화, 체류시간의 장기화, 과도한 유기물의 유입 등을 들 수 있다. 이러한 원인에 의한 부영양화는 심한 악취를 유발시킴과 동시에 독성물질을 생성함으로써 수자원의 가치를 떨어뜨리고, 전체 수중 생태계의 균형과 질서를 파괴하고 있다.
따라서, 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 생물학적방법으로 유용미생물을 이용한 수질 정화 방법 등이 제시되고 있다.
일반적으로 유용 미생물군(Effective Microoganims)이란 광합성 세균과 유산균, 방선균, 사상균, 효모균 등의 다양한 유용 미생물을 단독 또는 둘 이상 포함하도록 배양한 미생물제재이다. 이러한 유용 미생물군은 수처리, 대기처리 분야뿐 아니라 농업, 축산업, 수산업, 식품, 화장품 등에 널리 활용되고 있다.
대한민국 등록특허 10-0951809호에는 유용미생물을 이용한 수질 정화용 투척공의 제조방법이 개시되어 있다.
상기 문헌에 의하면 유용미생물로 피복된 다수개의 배양된 EM투척공을 오염된 하천이나 호소에 투척하여 유용미생물들이 하천 또는 호소의 유해물질을 분해 소멸시켜 수질정화를 정화할 수 있다. 하지만, 상기 수질정화용 투척공은 유용성 미생물이 주기적으로 공급되지 않기 때문에 일정 시간이 지나면 미생물들에 의한 수질정화 효과가 사라져 지속적인 정화작용에는 한계가 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 유용성 미생물을 주기적으로 공급하여 수조, 하천, 연못, 양어장, 정수장, 하수처리장, 저수지, 호수, 댐, 바다 등의 오염된 수질 또는 공기를 지속적으로 정화할 수 있는 유용성 미생물을 이용한 수질 및 공기정화용 미생물 배양스크린과 이를 이용한 정화방법 그리고 가두리 양식장용 수질정화장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유용성 미생물을 이용한 수질 및 공기 정화용 미생물 배양스크린은 미생물이 서식할 수 있는 담체와; 상기 담체를 내부에 수용하며 유체는 통과시키되 상기 담체는 차단할 수 있도록 형성된 다공성 커버와; 외부로부터 공급되는 미생물 배양액과 접촉하여 상기 커버 내부로 상기 미생물 배양액을 전달하는 전달매개체;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 전달매개체는 일측이 상기 커버의 외부로 노출되어 상기 미생물 배양액과 접촉되며 일측에서 타측으로 상기 미생물 배양액이 번져나가는 주심지와, 상기 커버의 내부에 수용되며 상기 담체와 접촉면적을 넓히기 위해 상기 주심지로부터 그물 구조로 분기되어 상기 미생물 배양액이 다수의 경로로 번져나가는 분기심지를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 커버에 설치되어 상기 미생물 배양액이 공급되는 공급라인과 상기 전달매개체를 연결하는 연결소켓;을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 정화장치는 미생물이 서식할 수 있는 담체와, 상기 담체를 내부에 수용하며 유체는 통과시키되 상기 담체는 차단할 수 있도록 형성된 다공성 커버와, 외부로부터 공급되는 미생물 배양액과 접촉하여 상기 커버 내부로 상기 미생물 배양액을 전달하는 전달매개체를 구비하여 수중 또는 수변에 설치되는 미생물 배양스크린과; 상기 전달매개체로 상기 미생물 배양액을 공급하기 위한 미생물배양액 공급부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 미생물 배양스크린은 수중 또는 수변에 설치되며, 상기 미생물배양액 공급부는 상기 미생물 배양액이 저장된 저장조와, 상기 저장조에 설치되어 상기 미생물 배양액의 양을 감지하는 제 1센서와, 상기 저장조와 상기 전달매개체를 연결하는 공급라인과, 상기 미생물 배양스크린이 설치되는 수계의 수위를 감지하는 제 2센서와, 상기 제 1 및 제 2센서로부터 출력되는 신호에 의해 상기 공급라인을 통한 미생물 배양액의 공급을 제어하는 제어부와, 상기 제 1 및 제 2센서로부터 출력되는 신호에 따라 램프를 점멸시키는 알람수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 미생물 배양스크린은 가두리 양식장의 그물망에 지지되며, 상기 그물망의 저부에 설치되어 상기 그물망 내부에서 발생하는 오염원을 수집하는 수집호퍼와, 상기 수집호퍼와 연결관으로 연결되어 상기 수집호퍼에 수집된 오염원을 수거하는 흡입펌프와, 상기 흡입펌프를 통해 배출되는 오염원을 수분과 고형분으로 분리하는 고액분리수단을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 정화방법은 미생물이 서식할 수 있는 담체와, 상기 담체를 내부에 수용하며 유체는 통과시키되 상기 담체는 차단할 수 있도록 형성된 다공성 커버와, 외부로부터 공급되는 미생물 배양액과 접촉하여 상기 커버 내부로 상기 미생물 배양액을 전달하는 전달매개체를 구비하는 미생물 배양스크린을 물 또는 공기와 접촉하도록 설치하는 단계와; 상기 미생물 배양액이 저장된 저장조와 상기 전달매개체를 공급라인으로 연결하는 단계와; 상기 공급라인을 통해 상기 전달매개체로 상기 미생물 배양액을 공급하여 상기 커버 내부로 상기 미생물 배양액을 전달하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 물 또는 공기와 접촉하는 미생물 배양스크린에 유용성 미생물을 주기적으로 공급하여 오염된 수질 또는 공기를 지속적으로 정화할 수 있다.
또한, 미생물 배양액을 공급하는 저장조에 미생물배양액이 부족하거나 가뭄 등으로 인하여 정화할 물이 없으면 미생물 배양액의 공급을 중지될 수 있도록 하고 가동 상황을 램프에 의해 표시함으로써 관리가 용이하다.
그리고 본 발명은 화학물질을 사용하지 않고 광합성세균, 효모균, 유산균, 방선균 등의 각종 유용한 미생물들을 이용하여 수질 또는 공기를 정화하므로 친환경적이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 미생물 배양스크린을 나타내는 사시도이고,
도 2는 도 1의 미생물 배양스크린의 단면도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 정화장치를 나타낸 측면도이고,
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 정화장치를 나타낸 측면도이고,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 정화장치를 나타낸 측면도이고,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 정화장치를 나타낸 분리 사시도이고,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 정화장치가 하천에 설치된 상태를 나타내는 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유용성 미생물을 이용한 수질 및 공기정화용 미생물 배양스크린과 이를 이용한 정화방법 과 정화장치에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수질 및 공기정화용 미생물 배양스크린(10)은 크게 담체(11)와, 커버(13)와, 전달매개체(15)를 구비한다.
담체(11)는 미생물 배양액이 흡착되어 미생물이 활동할 수 있는 공간을 제공하는 것으로서, 단백질이 함유된 왕겨나 톱밥, 볏집, 미강, 당밀 등의 재료를 이용할 수 있다. 이외에도 미생물을 고정시킬 수 있는 다양한 공지의 담체를 이용할 수 있음은 물론이다. 가령, 담체(11)로 다공성 광물, 즉 펄라이트, 질석, 화산석 등을 이용할 수 있다. 담체(11)로 상술한 왕겨나 톱밥, 볏집, 미강, 당밀 등의 천연 식물성 재료를 이용하는 것이 바람직하다. 담체(11)에는 포도당, 당밀, 콩가루, 깻묵, 및 어분 등과 같은 영양소를 첨가할 수 있다.
커버(13)는 담체(11)를 내부에 수용할 수 있도록 내부공간을 갖는 자루 형태로 형성된다. 커버(13)는 면사, 마사 등의 천연 소재의 재료로 엮은 그물망 또는 부직포로 형성되어 다공성 구조를 갖는다. 이러한 다공성 커버는 물은 통과시키면서 담체(11)는 외부로 탈리되는 것을 방지한다. 또한, 천연재료의 커버(13)는 수중에서 유실되더라도 부식이 가능하므로 환경오염의 우려가 없다.
커버(13)는 상부가 개방된 자루 형태로 형성되고, 개방된 상부에는 부식 가능한 소재의 베이스 플레이트(20)로 밀폐될 수 있다. 커버(13)의 개방된 입구는 베이스 플레이트(20)의 네 가장자리에 접합된다.
전달매개체(15)는 커버(13)의 내부에 설치되어 외부로부터 공급되는 미생물 배양액을 커버(13) 내부로 전달하는 역할을 한다. 전달매개체(15)는 면사, 마사 등의 천연재료를 꼬아 로프 형태로 제작하여 이용한다. 면사, 마사 등의 천연재료는 부식이 가능하여 환경오염의 우려가 없다.
전달매개체(15)는 주심지(17)와, 분기심지(19)로 구분될 수 있다. 주심지(17)는 일측이 커버(13)의 외부로 노출되고 타측은 커버(13)의 내측으로 연장된다. 주심지(17)는 외부에서 공급되는 미생물 배양액과 접촉하여 미생물 배양액이 커버(13) 내부로 전달될 수 있도록 한다. 그리고 분기심지(19)는 커버(13)의 내부로 연장되는 주심지(17)와 연결된다. 분기심지(19)는 주심지(17)로부터 그물 구조로 분기된다. 따라서 분기심지(19)는 다수의 경로로 연장되어 담체(11)와 접촉면적을 넓힌다. 즉, 분기심지(19)는 주심지(17)로부터 전달되는 미생물 배양액이 커버 내부 곳곳으로 번져나갈 수 있도록 한다.
상술한 주심지(17)는 면사, 마사 등의 재료로 형성된 단일 가닥의 로프로 형성되고, 분기심지(19)는 면사, 마사 등의 재료로 형성된 로프를 종횡으로 엮은 그물망 구조로 형성된다. 이러한 전달매개체(15)는 커버(13)의 외부로 노출된 주심지(17)의 단부가 미생물 배양액과 접촉하여 모세관작용에 의해 커버(13) 내부로 미생물 배양액을 지속적으로 공급하는 역할을 한다. 전달매개체(15)는 미생물 배양액이 공급라인(40)을 통해 공급되는 경우 급급라인(40)과 직접 연결될 수도 있지만 탈부착이 용이하도록 연결소켓(23)에 의해 공급라인(40)과 연결되는 것이 바람직하다.
연결소켓(23)은 베이스 플레이트(20)에 고정되는 고정부(25)와, 고정부(25)의 상부에 형성되는 결합부(27)로 이루어진다. 고정부(25)는 베이스플레이트(20)에 접착되거나 고정부재에 의해 고정될 수 있다. 이러한 연결소켓(23)은 결합부(27)에서 고정부(25)까지 상하로 삽입홀이 관통되어 형성된다. 삽입홀에는 전달매개체의 주심지(17)가 커버(13)의 내측에서 삽입되어 연결소켓(23)의 상부로 일정 길이 노출된다. 연결소켓(23)은 후술할 공급라인에 설치된 커플링(45)과 연결된다. 따라서 공급라인(40)을 통해 미생물 배양액이 공급되면 미생물 배양액은 전달매개체(23)를 통해 커버(13) 내부로 지속적으로 공급된다.
상술한 미생물 배양스크린(10)은 수조, 하천, 연못, 양어장, 정수장, 하수처리장, 저수지, 호수, 댐, 바다 등의 수중 또는 수변에 설치되어 오염된 수질을 정화하거나 공기정화장치 등에 설치되어 미생물에 의해 공기를 정화하는 기능을 한다.
이하, 상술한 미생물 배양스크린을 이용한 수질정화장치를 설명한다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수질정화장치는 부유체(30)와, 미생물 배양스크린(10)과, 미생물 배양액 공급부를 구비한다.
미생물 배양스크린(10)은 상술한 도 1의 실시 예와 동일하므로 구체적인 설명을 생략한다. 미생물 배양스크린(10)은 부유체(30)에 지지되어 수중에 설치된다.
부유체(30)는 수조, 하천, 연못, 양어장, 정수장, 하수처리장, 저수지, 호수, 댐, 바다 등의 수면에 부유가능한 목재, 수지, 금속, 발포체 등의 소재로 형성될 수 있다. 바람직하게는 부유체(30)는 베이스부(38)와, 베이스부(38)의 상부에 형성되는 부유부(31)로 이루어진다.
베이스부(38)는 부유체(20)에 일정한 중량을 부여하기 위한 것으로서, 하부로 진행할수록 점진적으로 단면적이 좁아지는 원추형으로 형성된다. 베이스부(38)의 하단부에는 후술할 제 1고정용 로프(3)가 결합되는 제 1고리(1)가 형성된다.
부유부(31)는 통형으로 형성되어 베이스부(38)의 상부에 설치된다. 이때 부유부(31)는 통상적인 고정부재들을 이용하여 베이스부(38)에 고정된다. 부유부(31)의 내부에는 일정한 크기의 빈 공간이 형성되고, 내부 공간은 격벽들(33)에 의해 구획되어 다수의 유체저장실들(35)이 마련된다. 상기 각 유체저장실(35)은 밀폐되어 있으며, 각 유체저장실(35)에 물의 비중보다 더 작은 유체를 채워 베이스부(38)에 부력을 부여한다. 또한, 각 유체저장실(35)에는 공기 또는 물을 채워 베이스부(38)에 가해지는 부력을 조절할 수 있다.
부유체(30)의 이동을 수면의 일정 범위 내로 제한하기 위한 이동제한 유니트의 일 예로 부유체(30)에 형성된 제 1고리(1)에 연결되어 바닥으로 연장되는 제 1로프(3)와, 제 1로프(3)를 고정시키는 고정체(5)로 이루어진다. 고정체(5)는 제 1로프(3)와 연결되어 바닥에 고정되는 추나 앵커 등을 이용한다. 그리고 부유체(30)의 양측에 설치된 제 2고리(7)에는 제 2로프(9)가 각각 연결되어 물가의 지면에 설치되는 지주(미도시)와 연결된다.
미생물 배양액 공급부는 부유체(30)에 설치되어 미생물 배양스크린(10)으로 미생물 배양액을 공급한다.
미생물 배양액 공급부는 미생물 배양액이 저장된 저장조(50)와, 상기 저장조(50)에 설치되어 상기 미생물 배양액의 양을 감지하는 제 1센서(미도시)와, 상기 저장조(50)와 미생물 배양스크린(10)을 연결하는 공급라인(40)과, 미생물 배양스크린(10)이 설치되는 수계의 수위를 감지하는 제 2센서(미도시)와, 상기 제 1 및 제 2센서로부터 출력되는 신호에 의해 상기 공급라인을 통한 미생물 배양액의 공급을 제어하는 제어부(55)와, 상기 제 1 및 제 2센서로부터 출력되는 신호에 따라 램프를 점멸시키는 알람수단(60)을 구비한다.
저장조(50)는 부유체(30)의 상부에 설치된다. 저장조(50)에는 일정량의 미생물 배양액이 저장된다. 미생물 배양액은 광합성 세균, 효모, 유산균, 방선균, 사상균 중 1종 이상의 유용미생물군(Effective Microoganims)을 배지에 접종하여 배양한 것이다. 배지로 물에 트립톤(tryptone), 효모 추출물(yeast extract), 글루코스(glucose), 염화나트륨(NaCl), 인산수소칼륨(K2HPO4)을 가하여 조성한다. 가령, 증류수 1ℓ에 Tryptone 3g, yeast extract 3g, glucose 3g, NaCl 5g, K2HPO4 1g를 가하여 조성한다. 배지에 유용 미생물군을 접종한 후 40 내지 60℃에서 2 내지 8일 동안 배양하여 미생물 배양액을 얻을 수 있다. 이외에도 미생물 배양액으로 시판중인 제품을 이용할 수 있다.
저장조(50)에는 미생물 배양액의 양을 감지하기 위한 제 1센서가 설치된다. 제 1센서로 통상적인 수위센서 또는 로드셀이 이용될 수 있다. 공급라인(40)은 저장조(50)의 유출구 측에 연결되어 수중으로 연장된다. 공급라인(40)은 금속 파이프 또는 플렉시블한 호스를 이용할 수 있다. 공급라인(40)은 중간에 T형 소켓이 결합되어 여러 방향으로 분기되어 갈라질 수 있다. 공급라인(40)의 단부에는 커플링(45)이 설치되어 미생물 배양스크린(10)의 연결소켓과 결합된다. 공급라인(40)을 통해 미생물 배양스크린(10)으로 미생물 배양액을 공급하기 위한 펌프가 공급라인(40)에 설치될 수 있다. 또한, 도시된 바와 같이 미생물 배양스크린(10)이 저장조(50)보다 낮은 위치에 설치된 경우 펌프 대신 공급라인(40)의 유로를 개폐할 수 있는 단속밸브(43)가 설치될 수 있다. 단속밸브(43)로 통상적인 솔레노이드 밸브가 이용될 수 있다. 단속밸브(43)는 전원과 연결되어, 전원이 인가되면 공급라인(40)의 유로를 차단한다.
미생물 배양스크린(10)이 설치되는 수계의 수위를 감지하기 위해 부유체(30)또는 지지체(70)에 제 2센서(미도시)가 설치된다. 제 2센서로 통상적인 수위센서를 이용할 수 있다.
제 1 및 제 2센서로부터 출력되는 신호에 의해 공급라인(40)을 통한 미생물 배양액의 공급을 제어하는 제어부(55)가 부유체에 설치된다. 제어부(55)로 마이크로프로세스, 조작부 및 각종 전기회로, 디스플레이 등이 제어박스에 설치되는 구성을 갖는다.
제어부(55)는 저장조(50)에 저장된 미생물의 양 또는 미생물 배양스크린(10)이 설치된 수계의 수위에 따라 미생물 배양액의 공급을 제어한다. 가령, 제 1센서로부터 출력되는 신호에 의해 저장조(50)에 저장된 미생물 배양액이 일정량 이하로 낮아지면 단속밸브(43)에 전원을 인가하여 공급라인(40)의 유로가 차단될 수 있도록 한다. 또한, 미생물 배양스크린(10)이 설치된 수계에 가뭄 또는 배수에 의해 정화할 물이 없으면 제 2센서로부터 출력되는 신호에 의해 단속밸브(43)에 전원을 인가하여 공급라인(40)의 유로가 차단될 수 있도록 한다.
그리고 단속밸브(43)의 작동상태에 따라 램프를 점멸시키는 알람수단(60)을 구비한다. 알람수단으로 부유체(30)에 설치된 지주(61)와, 지주(61)의 상부에 설치된 램프유니트를 구비한다. 램프유니트는 케이싱(63)과, 케이싱(63)에 설치된 적색램프(65) 및 녹색램프(67)을 구비한다. 적색램프(65) 및 녹색램프(67)의 점멸은 제어부(55)의 제어에 의해 이루어진다. 가령, 공급라인(40)을 통해 미생물 배양액이 정상적으로 공급되는 경우 제어부(55)는 녹색램프(67)를 점등시키고, 제 1센서 또는 제 2센서로부터 출력되는 신호에 의해 공급라인(40)의 유로를 차단하게 되는 경우 녹색램프(67)를 소등시킴과 동시에 적색램프(65)를 점등시킨다.
이와 같은 알람수단(60)에 의해 관리자는 미생물에 의한 수질정화가 이루어지는지를 용이하게 인지할 수 있다. 또한, 부유체(30)에는 수질정화여부를 원격지의 관리소로 송신하는 송신부(57)가 더 설치될 수 있다. 송신부(57)는 통상적인 무선송신기를 이용한다. 송신부(57)는 제 1 및 제 2센서로부터 출력되는 미생물 배양액의 양, 수계의 수위, 단속밸브의 작동여부 등의 정보를 제어부(55)의 출력신호에 따라 통신네트워크를 통해 무선신호를 송출하게 된다. 통신 네트워크는 유선 또는 무선 통신망이 적용될 수 있으나, 본 발명에서는 무선 인터넷망 등 공지된 다양한 방식의 무선 통신망이 적용된다.
본 발명에 필요한 구동전원을 공급하기 위한 전원장치로 상용전원을 이용할 수 있다. 또한, 전원장치로 배터리 단독 또는 상용전원과 함께 배터리를 이용할 수 있다. 배터리는 자가발전부(70)에서 생성된 전기를 충전한다. 전원장치로 상용 전원과 배터리를 함께 사용하도록 구축된 경우 자가발전부(70)가 발전상태일 때는 자가발전부(70)에 의해 생성된 전력을 이용하고, 비 발전시에는 배터리 또는 상용전원을 이용하며, 배터리의 충전 필요시에는 자가발전부(70)가 가동중일 때는 자가발전부(70)의 전력으로 충전하게 하고, 비 발전시에는 상용전원으로 충전하도록 구축하는 것이 바람직하다. 이러한 충전제어 및 전력공급계통 제어는 제어부의 중앙처리장치에 의해 제어할 수 있도록 구축하는 것이 바람직하다.
태양광에 의해 발전하는 자가발전부(70)는 일 예로 부유체(30)에 설치된 지지프레임(71)과, 지지프레임(71)에 지지되는 고정되는 고정대(75)와, 고정대(75)에 설치되는 태양광발전모듈(77)을 구비한다. 태양광발전모듈(47)이 설치된 고정판(45)은 상하 및 좌우로 회전가능하게 설치될 수 있음은 물론이다. 또한, 고정판(45)이 태양을 따라 추적할 수 있도록 전자적으로 컨트롤되는 트래킹 장치가 구비될 수 있다. 태양광발전모듈(77)은 다수의 태양전지셀이 격자형태로 어레이되게 배열되어 고정판(75) 위에 설치된다. 태양광발전모듈(77)에서 발생된 전기는 배터리에 충전된다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이 자가발전부(80)로 풍력에 의해 회전하는 풍차를 이용할 수 있다. 바람으로 블레이드(83)를 회전시키게 되고, 이것을 기어기구 등을 이용하여 속도를 높여 발전기를 돌리게 됨으로써 전기적인 발전으로 변환시킨다. 풍차의 일 예로 바람에 대해 회전축(81)이 수평으로 되어 있는 수평축형 풍차를 도시하고 있다. 즉, 부유체(30)에서 상방으로 일정 높이 연장되는 포스트(85)가 설치되고, 포스트(85)의 상부에는 발전부(87)가 설치된다. 그리고 발전부(87)에 회전가능하도록 지지되는 회전축(81)과, 회전축(81)의 단부에 결합되어 방사상으로 형성된 다수의 블레이드(83)로 이루어진다. 블레이드의 회전에 의해 회전축(81)이 회전함에 따라 발전부(87)는 회전축의 운동에너지를 전기에너지로 변환시킨다.
도시된 풍차 외에도 다양한 풍차가 설치될 수 있음은 물론이다. 가령 바람에 대해 회전축이 수직으로 되어 있는 수직축형 풍차가 이용될 수 있다. 수직축형 풍차로 패들형이나 사보니우스형 등과 같이 블레이드에 발생되는 항력으로 풍차를 회전시키는 항력형과, 다리우스형이나 자이로밀형 등과 같이 블레이드에 발생되는 양력으로 블레이드를 회전시키는 양력형을 이용할 수 있다. 한편, 도시되지 않았지만 자가발전부는 태양광 발전과 함께 풍력 발전을 병행할 수 있는 하이브리드형 방식으로 구성될 수 있다.
미생물 배양스크린(10)은 지지체(70)에 지지되어 수중에 설치된다. 지지체(70)는 부유체(30)에 고정된 고정바(75)에 의해 수중에 설치된다. 지지체(70)는 상부가 개방된 통형으로 형성된다. 지지체(70)는 스테인레스 스틸이나 카본 스틸 등으로 제작될 수 있다. 지지체(70)는 고정바의 길이에 따라 다양한 수심에 설치될 수 있다. 바람직하게는 고정바(75)의 길이가 가변되어 지지체가 상하로 이동 가능하도록 구성될 수 있다.
상술한 수질정화장치를 이용한 수질정화방법을 도 1 및 도 3을 참조하여 간단하게 설명한다. 먼저, 미생물 배양스크린(10)을 지지체(70)에 지지시켜 미생물 배양스크린(10)이 물과 접촉될 수 있도록 한다. 이때 미생물 배양스크린(10)의 연결소켓(23)은 공급라인(40)과 연결된 상태로 설치될 수 있다. 다음으로 공급라인(40)의 일측을 미생물 배양액이 저장된 저장조(50)와 연결하여 공급라인(40)을 통해 커버(13) 내부로 미생물 배양액을 공급한다. 이러한 미생물 배양스크린(10)은 수중에서 미생물에 의한 수질정화 작업을 수행한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 수질정화장치를 도 5에 도시하고 있다. 도 5를 참조하면, 수질정화장치는 가두리 양식장이 설치된 수계의 수질을 정화한다.
미생물 배양스크린(10)은 가두리 양식장의 그물망(90)에 지지된다. 미생물 배양스크린(10)은 다수가 그물망(90)의 내측면에 설치된다. 이와 달리 외측면에 설치될 수 있음은 물론이다. 그물망의 상부는 수면에 부유하는 부유체(100)에 지지된다. 부유체(100)에 매생물배양액 공급부가 설치된다. 그리고 구동전원을 공급하기 위한 전원장치로 상용전원 또는 배터리가 이용될 수 있다.
미생물 배양스크린(10)은 공급라인에 의해 부유체(100)의 설치된 저장조(50)와 연결된다. 그물망(90) 내부에서 발생되는 과잉의 사료, 양식어의 배설물 등의 오염원에 의한 수질오염을 방지하기 위해 그물망(90) 저부에는 다수의 수집호퍼(110)가 설치된다. 수집호퍼(110)는 그물망(90) 저부에 로프 등에 의해 고정될 수 있다.
각 수집호퍼(110)는 연결관(111)으로 연결된다. 연결관(111)은 지상까지 연장되어 흡입펌프(115)와 연결된다. 각 연결관(111)은 유로를 개폐하는 밸브(113)가 각각 설치될 수 있다. 흡입펌프(115)가 가동하게 되면 수집호퍼(110)에 저장된 오염원은 물과 함께 지상으로 배출된다. 이때 흡입펌프(115)를 통해 배출되는 오염원을 수분과 고형분으로 분리하는 고액분리수단(120)이 구비되는 것이 바람직하다.
고액분리수단(120)으로 탈수기가 이용될 수 있다. 탈수기로 슬러지를 탈수하는 통상적인 필터 벨트 프레스(filter belt press)나 필터 프레스(filter press) 등이 적용될 수 있다. 이외에도 고액분리수단으로 탈수기 전단에 응집제가 투입되어 응집반응이 일어나는 응집조(미도시)가 설치될 수 있다. 응집조에서 응집된 응집체는 탈수기로 유입되어 탈수과정이 진행된다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 수질정화장치를 도 7에 도시하고 있다. 도 7를 참조하면, 수질정화장치는 도심지의 하천(200)에 설치되어 하천(200)의 수질을 정화한다. 이를 위해 수질정화장치는 미생물 배양스크린(10)과, 미생물 배양액 공급부를 구비한다. 저장조(50), 공급라인, 제어부(55), 알람수단(60), 자가발전부(70) 등으로 이루어진 미생물 배양액 공급부는 도 3의 예와 동일하다.
미생물 배양스크린(10)은 물가에 다수가 일정 간격으로 설치된다. 다수의 미생물 배양스크린(10)은 하나의 저장조(50)와 공급라인을 통해 연결된다. 저장조(50)는 하천부지에 설치된다. 미설명 부호 250은 보이다.
이와 같이 미생물 배양스크린을 도심지의 하천에 설치하여 주기적으로 미생물 배양액을 공급함으로써 도심지의 하천의 수질을 정화할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 공기정화장치를 도 6에 도시하고 있다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 공기정화장치는 일면에 공기가 유입 및 배출될 수 있는 하우징(121)(125)과, 상기 하우징 내부에 설치되어 하우징의 일측으로 공기를 흡입하여 타측 방향으로 공기를 송풍시키는 송풍팬(130)과, 하우징 내부에 설치되어 송풍팬(130)에 의해 흡입되는 공기를 정화하는 미생물 배양스크린(10)과, 미생물 배양스크린(10)으로 상기 미생물 배양액을 공급하기 위한 미생물배양액 공급부를 구비한다.
하우징은 전면 그릴커버(121)와, 전면그릴커버(121)에 결합되는 후면커버(125)로 이루어진다. 송풍팬(130)은 후면커버(125)에 설치된다. 전면그릴커버(121)에는 공기가 유입되는 흡입구가 다수 마련된다. 전면 그릴커버(121)의 후단에는 유입되는 공기 중의 큰 입자를 1차 여과하는 프리필터(141)가 설치된다. 도시되지 않았지만 프리필터(141)를 통과한 공기 중의 미세입자를 2차 여과하는 헤파필터가 프리필터(141)의 후방에 배치될 수 있다. 프리필터(141)의 후방에는 미생물 배양스크린(10)이 배치된다. 미생물배양스크린(10)은 후면커버(125)에 마련된 제 1장착부(127)에 장착된다. 미생물 배양스크린(10)의 구조는 도 1의 실시 예와 동일하다.
미생물 배양액 공급부는 후면커버(125)에 마련된 제 2장착부(129)에 설치되는 저장조(150)와, 저장조(150)와 미생물 배양스크린(10)을 연결하는 공급라인(155)과, 공급라인(155) 상에 설치되어 저장조(150)에 저장된 미생물 배양액을 미생물 배양스크린(10)으로 공급하는 펌프(미도시)로 이루어진다.
상술한 공기정화장치는 송풍팬(130)에 의해 하우징 내부로 유입된 공기를 미생물 배양스크린(10)을 통과시켜 공기 중의 각종 오염물질을 여과 및 분해한다.
이상, 본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10: 미생물 배양스크린 11: 담체
13: 커버 15: 심지
17: 주심지 19: 부심지
20: 베이스플레이트 23: 연결소켓

Claims (7)

  1. 미생물이 서식할 수 있는 담체와;
    상기 담체를 내부에 수용하며 유체는 통과시키되 상기 담체는 차단할 수 있도록 형성된 다공성 커버와;
    외부로부터 공급되는 미생물 배양액과 접촉하여 상기 커버 내부로 상기 미생물 배양액을 전달하는 전달매개체;를 구비하고,
    상기 전달매개체는 일측이 상기 커버의 외부로 노출되어 상기 미생물 배양액과 접촉되며 일측에서 타측으로 상기 미생물 배양액이 번져나가는 주심지와, 상기 커버의 내부에 수용되며 상기 담체와 접촉면적을 넓히기 위해 상기 주심지로부터 그물 구조로 분기되어 상기 미생물 배양액이 다수의 경로로 번져나가는 분기심지를 구비하는 것을 특징으로 하는 유용성 미생물을 이용한 수질 및 공기 정화용 미생물 배양스크린.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 커버에 설치되어 상기 미생물 배양액이 공급되는 공급라인과 상기 전달매개체를 연결하는 연결소켓;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유용성 미생물을 이용한 수질 및 공기 정화용 미생물 배양스크린.
  4. 삭제
  5. 미생물이 서식할 수 있는 담체와, 상기 담체를 내부에 수용하며 유체는 통과시키되 상기 담체는 차단할 수 있도록 형성된 다공성 커버와, 외부로부터 공급되는 미생물 배양액과 접촉하여 상기 커버 내부로 상기 미생물 배양액을 전달하는 전달매개체를 구비하는 미생물 배양스크린과;
    상기 전달매개체로 상기 미생물 배양액을 공급하기 위한 미생물배양액 공급부;를 구비하고,
    상기 미생물 배양스크린은 수중 또는 수변에 설치되며,
    상기 미생물배양액 공급부는 상기 미생물 배양액이 저장된 저장조와, 상기 저장조에 설치되어 상기 미생물 배양액의 양을 감지하는 제 1센서와, 상기 저장조와 상기 전달매개체를 연결하는 공급라인과, 상기 미생물 배양스크린이 설치되는 수계의 수위를 감지하는 제 2센서와, 상기 제 1 및 제 2센서로부터 출력되는 신호에 의해 상기 공급라인을 통한 미생물 배양액의 공급을 제어하는 제어부와, 상기 제 1 및 제 2센서로부터 출력되는 신호에 따라 램프를 점멸시키는 알람수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 유용성 미생물을 이용한 수질 정화장치.
  6. 미생물이 서식할 수 있는 담체와, 상기 담체를 내부에 수용하며 유체는 통과시키되 상기 담체는 차단할 수 있도록 형성된 다공성 커버와, 외부로부터 공급되는 미생물 배양액과 접촉하여 상기 커버 내부로 상기 미생물 배양액을 전달하는 전달매개체를 구비하는 미생물 배양스크린과;
    상기 전달매개체로 상기 미생물 배양액을 공급하기 위한 미생물배양액 공급부;를 구비하고,
    상기 미생물 배양스크린은 가두리 양식장의 그물망에 지지되며,
    상기 그물망의 저부에 설치되어 상기 그물망 내부에서 발생하는 오염원을 수집하는 수집호퍼와, 상기 수집호퍼와 연결관으로 연결되어 상기 수집호퍼에 수집된 오염원을 수거하는 흡입펌프와, 상기 흡입펌프를 통해 배출되는 오염원을 수분과 고형분으로 분리하는 고액분리수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유용성 미생물을 이용한 수질 정화장치.
  7. 미생물이 서식할 수 있는 담체와, 상기 담체를 내부에 수용하며 유체는 통과시키되 상기 담체는 차단할 수 있도록 형성된 다공성 커버와, 외부로부터 공급되는 미생물 배양액과 접촉하여 상기 커버 내부로 상기 미생물 배양액을 전달하는 전달매개체를 구비하고, 상기 전달매개체는 일측이 상기 커버의 외부로 노출되는 주심지 및 상기 커버의 내부에 수용되며 상기 담체와 접촉면적을 넓히기 위해 상기 주심지로부터 그물 구조로 분기되는 분기심지를 구비하는 미생물 배양스크린을 물 또는 공기와 접촉하도록 설치하는 단계와;
    상기 미생물 배양액이 저장된 저장조와 상기 전달매개체의 주심지를 공급라인으로 연결하는 단계와;
    상기 공급라인을 통해 상기 전달매개체로 상기 미생물 배양액을 공급하여 상기 커버 내부로 상기 미생물 배양액을 전달하되 상기 주심지의 일측에서 타측으로 상기 미생물 배양액이 번져나가 상기 분기심지를 통해 상기 미생물 배양액이 다수의 경로로 번져나가도록 전달하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유용성 미생물을 이용한 정화방법.
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