KR101114520B1 - 다공질 수처리 블록 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수처리 물질로 천연 재료를 가공하여 포함함으로써, 하천의 pH를 변화시키지 않고 수질 개선 효과를 줄 수 있는 다공질 수처리 블록을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 브라이트조아 및 무기응집촉진제 AR-2000을 혼합한 수처리 물질 및 바인더를 혼합하여 블록 형상으로 가공한 것을 특징으로 하는 다공질 수처리 블록을 제공한다.

Description

다공질 수처리 블록{POROUS BLOCK FOR TREATMENT OF WATER}

본 발명은 수처리 물질을 이용하여 제조된 다공질 수처리 블록에 관한 것으로, 하천의 바닥에 설치되어 수질 정화를 할 수 있는 다공질 수처리 블록에 관한 것이다.

근래 연못, 호수와 늪은 물론, 하천이나 바닥에 이르기까지 수질오염이 심해져 오고 있다. 이러한 원인은 유기물, 질소 화합물 등 수질을 오염시키는 유해성분들이 다량 잔존하고 있기 때문이다. 그러나, 공업용 폐수나 양어장의 오수등과 같은 오,폐수는 반드시 오,폐수 정화처리시설을 설치하여 수질을 정화시킨 후 방류하도록 되어 있어 수질오염을 어느정도 방지할 수 있으나, 빗물이 흐르는 수로 및 일반 하천 등에는 별도의 수질정화 시설이 없어 오염지역을 통과한 우수 등이 그대로 하천으로 유입되어 흐르게 되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 다양한 수질 정화용 블럭 제품이 있었으나, 그러한 제품들은 제품 자체의 특성 상 하천의 pH를 변화시키거나, pH를 변화시키지 않는 경우 수질 개선 효과가 미미한 제품들뿐이었다.

본 발명은 수처리 물질로 천연 재료를 가공하여 포함함으로써, 하천의 pH를 변화시키지 않고 수질 개선 효과를 줄 수 있는 다공질 수처리 블록을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 하천에 부유하는 물질들을 응집시켜 가라앉힘으로써 탁월한 수질 개선 효과를 줄 수 있는 다공질 수처리 블록을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 블록 형태로 가공하여 하천의 바닥에 시공함으로써 간단하게 수질 개선 효과를 줄 수 있는 다공질 수처리 블록을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 브라이트조아, 고분자 가교물과 무기 성분을 모두 포함하는 무기무기응집촉진제, 톱밥 및 바인더를 혼합하여 블록 형상으로 가공한 것을 특징으로 하는 수처리 블록을 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 브라이트조아는 75~85 wt%, 무기응집촉진제는 2~5 wt%, 바인더는 10~20 wt%, 톱밥은 3~13 wt%의 범위 내에서 혼합되는 것혼합되는 것을 특징으로 하는 수처리 블록을 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 바인더는 시멘트, 산화마그네슘, 활성황토, 실리카를 혼합하여 이루어지며, 시멘트:산화마그네슘:활성황토:실리카의 혼합 중량비가, 6~9:8~15:8~15:5~10인 것을 특징으로 하는 수처리 블록을 제공한다.

본 발명이 제공하는 다공질 수처리 블록은, 수처리 능력을 지닌 물질로 천연 재료인 브라이트조아를 분말로 가공하여 사용함으로써, 하천의 pH는 변화시키지 않으면서 수질 개선 효과를 줄 수 있다는 장점이 있다.

또한 본 발명이 제공하는 다공질 수처리 블록은, 수처리 능력을 지닌 물질로 브라이트조아와 함께 천연 무기물을 배합한 무기응집촉진제를 포함함으로써, 하천의 pH에는 영향을 주지 않으면서, 하천에 부유하는 물질을 응집시켜 가라앉힘으로써 하천의 탁도를 개선하는 효과가 탁월하다.

또한 본 발명이 제공하는 다공질 수처리 블록은, 블록 형태로 가공하여 하천의 바닥에 시공함으로써 간단하게 설치할 수 있으며, 수질 개선 효과 또한 탁월하다는 효과가 있다.

도 1은 브라이트조아의 전자 현미경 사진,
도 2는 본 발명의 다공질 수 처리 블록에 포함되는 무기응집촉진제인 AR-2000의 개략적인 구성을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 다공질 수 처리 블록에 포함되는 무기응집촉진제 AR-2000 중 무기 성분인 Ca이 오염물질과 반응하는 과정을 도식화한 도면,
도 4은 본 발명의 다공질 수 처리 블록에 포함되는 무기응집촉진제인 AR-2000 중 폴리글루탐산이 무기 성분에 응집된 작은 플록(응집물)을 큰 플록으로 응집시키는 과정을 도식화한 도면,
도 5는 무기응집촉진제인 AR-2000을 이용하여 현탁액을 정화하는 과정을 나타낸 사진,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다공질 수처리 블록을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다공질 수처리 블록을 하천에 시공한 모습을 나타낸 단면도,
도 8은 발명의 일 실시예에 따른 다공질 수처리 블록을 하천에 시공한 모습을 나타낸 평면도.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 브라이트조아의 전자 현미경 사진이다. 본 발명에 따른 수처리 블록에 포함되는 수처리 물질 중 하나인 브라이트조아는, 천연 자원으로서 일본 특정지역에서만 출토되는 이끼벌레종류의 화석 중에서 순도가 높은 것만을 분리하여 분말화하여 제품화한 것이다.

도 1 및 도 2를 살펴보면, 브라이트조아 자체가 다공질 물질임을 알 수 있다.

표 1은 브라이트 조아에 함유되어 있는 성분을 형광X선 분석법에 의해 판정한 분석 결과이다.

원 소	함 량(%)
탄소	13
산소	36
나트륨	4.2
마그네슘	0.6
알루미늄	3.4
규소	20
인	0.1미만
유황	2.8
염소	0.3
칼륨	0.3
칼슘	16
티탄	0.1
크롬	0.1미만
망간	0.1미만
철	1.7
아연	0.1미만
니켈	0.1미만
스트론튬	0.1
루비늄	0.1미만

브라이트조아에 함유되어 있는 성분들을 살펴볼 때, 브라이트조아는 양질의 토질 개량제로서 이용될 수 있으며, 그 때 일어나는 토질 개량효과가 토양 미생물에 활성 효과를 부여한다. 또한 이러한 응용효과로 브라이트조아는 물속에 응집된 찌꺼기를 비롯하여, 질소, 인 등을 흡착하여 굳힘으로써 물속의 미생물을 활성화시킨다. 예를 들어, 양어장의 물고기 배설물, 사료 찌꺼기 등의 처리에도 상당한 효과를 발휘할 수 있으며, 침전된 물질은 미생물의 먹이가 되어 2차 수질 개선 효과를 가져온다.

또한 저수지에 침전된 물질을 퇴비로 하여 산림 녹화용으로 재이용이 가능하다. 또한 녹조의 발생을 억제하여 장기적으로 수질의 안정화를 이루는 것 외에, 약 알칼리성의 pH가 연못 등에 해충들이 산란하는 것을 억제하는 효과도 있다.

브라이트조아의 특징을 정리하면 다음과 같다.

1) 약 알칼리성으로 pH를 인위적으로 조절할 필요가 없다.

하천의 pH를 변화시키지 않으므로, 종래의 수질 정화제와 달리 물의 양의 변화에 따라 pH를 감시할 필요가 없으므로, 수처리 공정을 간소화할 수 있다. 따라서 별도의 pH 감시, 조절이 필요 없어 경제적이며, 안정성도 크게 향상시킬 수 있다.

2) 다공질로 이루어져 미크로폴리스 구조에 의한 물리적 흡착 효과를 가진다.

물리적 흡착 효과를 가짐으로써 수중 오탁 물질을 흡착하여 플록화하여 하천의 탁도를 개선시킬 수 있다.

3) 천연 재료이다.

브라이트조아의 주성분은 플랑크톤 화석으로 천연재료이며, 자연계에 무해하여 탁수 처리 공정에서 호수나 하천으로 흘려 보내도 해를 끼치지 않는다는 정점이 있다.

4) 미생물의 활성화를 돕는다.

브라이트조아는 질소, 인 등을 흡착하여 제거함으로써 미생물의 활성화를 도우며, 이러한 특성을 이용하여 토질개량제 조성토 등으로 사용 가능하다.

본 발명은 브라이트조아와 함께 무기응집촉진제인 AR-2000을 수처리 물질로 포함한다. AR-2000은 폴리글루타민산 가교물(PG)과 칼슘 등의 천연 무기물을 배합한 무기 응집제이다. 고분자 응집제와 무기계 응집제 양 쪽의 특성을 모두 갖추고 있어 다양한 수 처리에 이용가능하다는 장점이 있다.

도 2는 본 발명의 수 처리 블록에 포함되는 무기응집촉진제인 AR-2000의 개략적인 구성을 도시한 도면이다. 무기응집촉진제인 AR-2000 중에 포함된 무기성분의 효과는 현탁 입자의 표면에 마이너스 전하를 중화하고, 입자간 반발력을 제거하여 입자끼리 응집할 수 있도록 바꾸어 준다. 또한 폴리글루타민산은 무기 성분의 활동에 의해 응집한 현탁물을 거칠고 크게 하여 큰 플록(응집물)을 형성하게 한다.

도 3은 본 발명의 수 처리 블록에 포함되는 무기응집촉진제인 AR-2000 중 무기 성분인 Ca이 오염물질과 반응하는 과정을 도식화한 도면, 도 4은 본 발명의 수 처리 블록에 포함되는 무기응집촉진제인 AR-2000 중 고분자 가교물이 무기 성분에 응집된 작은 플록(응집물)을 큰 플록으로 응집시키는 과정을 도식화한 도면, 도 5는 무기응집촉진제인 AR-2000을 이용하여 현탁액을 정화하는 과정을 나타낸 사진이다.

AR-2000 중의 무기 성분인 Ca는 수중에서 이온화하여 +전하를 띠고 있다. 이러한 Ca 이온이 -전하를 띠는 오염 물질(콜로이드)과 결합하여 중화함으로써, 입자간 반발력을 제거하여 입자끼리 응집시켜 작은 플록을 만든다. 이렇게 작게 만들어진 플록은 고분자 가교물에 의해 거칠고 크게 응집된다.

AR-2000은 무기성분과 고분자 성분을 배합하여 하나의 약제로 만듦으로써, 처리 단계를 간략화할 수 있다는 장점이 있으며, 약제 자체에 의해 하천의 pH가 변동하지 않아, 하천의 pH 제어가 용이하다는 장점이 있다.

또한 천연 소재를 사용함으로서, 수질의 안전성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 하천으로 그대로 흘려보내도 무방하므로 작업성을 향상시킬 수 있다. 또한 만들어진 블록의 침하가 빠르며, 발생하는 응집물의 부피도 작다는 장점이 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다공질 수처리 블록을 도시한 도면, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다공질 수처리 블록을 하천에 시공한 모습을 나타낸 단면도, 도 8은 발명의 일 실시예에 따른 다공질 수처리 블록을 하천에 시공한 모습을 나타낸 평면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다공질 수처리 블록(100)은 수처리 물질로 브라이트조아, 무기응집촉진제인 AR-2000에 바인더인 시멘트, 산화마그네슘, 활성황토, 실리카를 혼합하고 톱밥을 섞어 굳힘으로써 제조된다. 이렇게 만들어진 다공질 수처리 블록을 하천의 바닥에 시공함으로써 매우 간단하게 수처리 효과를 줄 수 있다. 브라이트조아는 75~85 wt%, AR-2000는 2~5 wt%, 바인더는 10~20 wt%, 톱밥은 3~13 wt% 혼합되어 제조된다.

바인더는, 시멘트, 산화마그네슘, 활성황토, 실리카를 혼합되는데, 시멘트:산화마그네슘:활성황토:실리카의 혼합 중량비가, 6~9:8~15:8~15:5~10의 범위 내에서 달라질 수 있다.

다공질 수처리 블록(100)을 하천에 시공하기 위해 하천의 지층(200)에 샤프트(400)를 복수 개 설치한다. 샤프트(400)의 상단에 격자형 메쉬 망(500)을 설치하고, 메쉬 망(500) 위에 다공질 수처리 블록(100)을 격자 형태로 설치한다. 하천의 토사가 하천의 흐름에 의해 쓸려와 다공질 수처리 블록(100)을 덮지 않도록, 다공질 수처리 블록(100)이 시공된 가장자리부분에는 조경석(300) 등을 설치하여 토사의 유출을 막는다. 물의 깊이에 관계없이 전 부분에서 수처리가 가능하도록 다공질 수처리 블록(100)은 기준 수준(600) 위로 다공질 수처리 블록(100)의 상부가 약간 돌출될 수 있도록 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의해 만들어진 다공질 수처리 블록은, 수처리 물질로 다공질의 소재로 침하된 유기물,질소화합물 등 하천의 오염원을 분해하여 하천의 냄새, 수질정화 등의 역할을 할 수 있는 브라이트조아와, 하천의 부유물질(유기물)을 침하시키는 역할을 할 수 있는 무기응집촉진제인 AR-2000을 포함하여, 하천의 오염원을 분해하고, 하천의 부유물질을 침하시켜, 다각적으로 수질 정화를 할 수 있으며, 블록 형태로 가공하여 매우 용이하게 수질 정화를 할 수 있다는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 브라이트조아 및 무기응집촉진제인 AR-2000을 혼합한 수처리 물질;
   시멘트, 산화마그네슘, 활성황토, 실리카를 혼합하여 이루어지는 바인더; 및
   톱밥;을 혼합하여 블록 형상으로 가공되며,
   브라이트조아는 75~85 wt%, AR-2000는 2~5 wt%, 바인더는 10~20 wt%, 톱밥은 3~13 wt%의 범위 내에서 혼합되는 것을 특징으로 하는 다공질 수처리 블록.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   바인더는, 시멘트:산화마그네슘:활성황토:실리카의 혼합 중량비가, 6~9:8~15:8~15:5~10인 것을 특징으로 하는 다공질 수처리 블록.

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