KR101388159B1 - Reducing device for odor and toxin from algae - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 조류유래 악취독소 저감장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조류의 활동 및 조류유래 독소물질을 제어할 수 있는 광촉매지주, 조류에 의해 유발되는 악취를 저감시킬 수 있는 포집형 광촉매 엄브렐라, 및 이를 수상에 부유시키고 조류를 제어할 수 있는 초음파발생 부유체로 구성되는 조류유래 악취독소 저감장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an algae-derived odor toxin reduction device, and more particularly, a photocatalyst column which can control the activity of algae and algae-derived toxins, a capture type photocatalyst umbrella which can reduce the odor caused by algae, And it relates to an algae-derived odor toxin reduction device composed of an ultrasonic wave floating body that can float in the water phase and control the algae.
녹조가 확산되면 호소(湖沼) 또는 하천의 부영양화를 초래해 조류번식을 가속화하고 용존산소량 저하로 이어져 악취발생요인은 물론 물고기가 폐사될뿐만 아니라 호소의 지층을 환원상태로 만들어 침전되어 있던 3가의 철 및 망간이 2가의 이온상태로 전환되면서 다시 물속으로 용출되어 나오는 결과를 가져와 수질을 악화시킨다. 또한, 상수원수의 수질에 영향을 미쳐 수돗물의 수질향상에도 장애로 작용하게 된다. 특히, 녹조발생이 심화된 물이 상수원으로 이용되면 여과지 폐색, 조류기원성 악취물질, 유해물질 등으로 인해 처리수질의 저하로 이어진다. 아울러 보건학상의 안전성을 위협하고 수중 유기물농도의 증가로 인한 소독부산물의 증가 등 정수처리과정에서 많은 문제를 유발하게 된다.Spreading algae leads to eutrophication of lakes or streams, accelerating algal blooms and lowering dissolved oxygen levels, causing odors and fish to die, as well as reducing the triglycerides of sediments that have precipitated. And while manganese is converted into a divalent ionic state, the result is eluted back into the water, worsening the water quality. In addition, it affects the water quality of the source water, and acts as an obstacle to improving the water quality of tap water. In particular, when water with increased green algae is used as a source of water, filter water is blocked, resulting in deterioration of treated water due to algae odor, harmful substances, and the like. In addition, there are many problems in the water purification process, which threaten the safety of health and increase the disinfection by-products due to the increase of the concentration of organic matter in the water.
또 다른 부영양화의 결과는 일부 조류에 의해 분비되는 독소의 영향이다. 이 독소에 의해 물고기 등 수중생물이 죽기도 하고 음용수로 사용되는 경우에는 가축들도 폐사시키는데, 조류가 대량 발생한 물에서 돌연변이 물질이 검출되었다는 보고도 있다. 남조류가 대량 발생한 물을 인간이 직접 마셔 급성독성을 나타낼 경우는 매우 희박하지만 이런 물이 상수원으로 이용될 경우 정수처리과정의 처리수준에 따라 미량씩이라도 인간에게 노출될 가능성이 있다.Another consequence of eutrophication is the effect of toxins secreted by some algae. When the toxin kills aquatic organisms such as fish and is used for drinking water, livestock also die, and there are reports that mutants have been detected in water where a large amount of algae has occurred. It is very rare for humans to drink a large amount of cyanobacteria and produce acute toxicity, but if such water is used as a source of water, it may be exposed to humans even in small amounts depending on the level of water treatment.
호주에서는 조류대발생의 원인과 결과, 피해정도, 수질에 대한 영향 등을 연구한 국가부영양화관리프로그램(NEMP, National Eutrophication Management Program)을 통해 조류대발생이 지역사회에 주는 피해를 실제 비용측면에서 계산하였다. 이는 부영양화가 농촌지역이나 하천주변의 주민들 뿐 아니라 용수공급 등의 비용 증대를 통해 유역 전체 주민에 대한 문제가 되고 있음을 시사해 준 사례이다. 이들이 비용추정을 해 본 결과, 약 1,800억~2,500억원으로 계산되었으며 이는 양식업, 관광 등의 피해 등은 제외된 것이다.In Australia, the National Eutrophication Management Program (NEMP), which studies the causes and consequences of algae outbreaks, the extent of damage, and the impact on water quality, calculates the actual cost impacts of algae outbreaks in the community. It was. This suggests that eutrophication is becoming a problem not only for the residents of rural areas or rivers, but also for the entire watershed by increasing costs such as water supply. As a result of their cost estimates, they were estimated to be about W180bn-250bn, excluding damages from aquaculture and tourism.
흙 또는 곰팡이성 냄새와 맛은 남조류와 방선균이 원인이고 아주 제한적이긴 하지만 곰팡이도 관여하고 있다. 흙, 곰팡이성 맛과 냄새는 어느 다른 냄새의 형태보다는 공공상수도보다 큰 문제를 야기시키고, 흙, 곰팡이성 화합물 특히 지오스민(geosmin)과 MIB(Methylisoborneol)를 만들어 내는 조류는 남조류 속중 특히 아아나베나(abaena)와 오실라토리아(Oscillatoria)로 제한되어 있다. 전통적인 수처리 과정에서 밝히기 가장 어려운 문제, 즉 음용수에서 생물학적으로 가장 불쾌한 맛과 냄새의 문제를 유발시키는 것이 물에서 흙, 곰팡이냄새 발생의 원인물질인 지오스민과 MIB를 생산하는 방선균과 남조류라는 사실이 입증되었다.Soil and fungal odors and tastes are caused by algae and actinomycetes, and although very limited, mold is also involved. Soil, moldy taste and odor cause more problems than public waterworks than any other odor form, and algae that produce soil, moldy compounds, especially geosmin and MIB (Methylisoborneol), are particularly aanabena restricted to abaena and Oscillatoria. Probably the most difficult problem to identify in traditional water treatment, that is, actinomycetes and cyanobacteria, which produce geosmin and MIB, which cause soil and mold odors, to cause the most biologically unpleasant taste and smell in drinking water. It became.
이러한 냄새의 주 원인은 미생물에 의해 생성되는 부산물로 2-methylisoborneol(MIB), trans-1,10-dimethyl-trans-9-decalol(GSM, geosmin), isopropyl methoxy pyrazine(IPMP), trichloroanisole(TCA) 등이 포함된다. 이 중에서도 MIB와 GSM은 남조류와 방선균류에 의해 생성되는 부산물로 가장 흔한 냄새 물질이다. 매우 낮은 농도만 존재해도 불쾌한 맛과 냄새를 발생시킨다. 사람이 감지할 수 있는 역치 농도는 일반적으로 4~10 ng/L 이다.The main causes of this odor are by-products produced by microorganisms such as 2-methylisoborneol (MIB), trans-1,10-dimethyl-trans-9-decalol (GSM, geosmin), isopropyl methoxy pyrazine (IPMP), trichloroanisole (TCA) Etc. are included. Among these, MIB and GSM are by-products produced by cyanobacteria and actinomycetes and are the most common odorants. Even very low concentrations produce unpleasant tastes and odors. The threshold concentration that humans can detect is typically 4-10 ng / L.
응집, 침전과 여과 등과 같은 전통적인 수처리공정으로는 지오스민 또는 MIB를 제거하기가 어렵다. 다양한 농도의 황산알루미늄을 이용하여 응집조건, pH범위에서도 제거되지 않는다. 염소, 이산화염소와 과망간산칼륨 등과 같은 통상적인 산화제도 이러한 물질을 효율적으로 제거할 수 없다.Traditional water treatment processes such as flocculation, precipitation and filtration are difficult to remove geosmine or MIB. By using various concentrations of aluminum sulfate, it is not removed even in the aggregation conditions and pH range. Conventional oxidizers such as chlorine, chlorine dioxide and potassium permanganate cannot remove these materials efficiently.
MIB와 GSM은 상대적으로 낮은 분자량을 가지며 보통의 소수성과 용해도를 가진다. 공기 탈기는 MIB와 GSM의 헨리 상수가 매우 낮으므로 이들의 제거에 경제적인 방법이 아니다. 분말이나 입자 활성탄(PAC/GAC) 흡착을 이용하면 대부분의 냄새 물질을 제거할 수 있으나, 매우 많은 양이 요구되며 물에 존재하는 다른 유기물에 의해 그 효율이 떨어진다. 염소와 산화 염소 처리는 적당한 양의 MIB와 GSM처리에 비 효율적이나, 강력한 산화제인 오존은 이들을 효과적으로 분해할 수 있다. 많은 수처리장에서 병원균 비활성화, TOC 제거 향상, 광물 산화, 그리고 합성 유기물 산화 등의 목적으로 오존을 이용하고 있다. 하지만 원수에 녹아 있는 유기 물질들이 빠르게 오존을 고갈시킬 수 있으므로, 결과적으로 MIB와 GSM의 산화에는 불충분하다. MIB and GSM have a relatively low molecular weight and have moderate hydrophobicity and solubility. Air deaeration is not an economical way of eliminating them because the Henry's constants of MIB and GSM are very low. The use of powder or granular activated carbon (PAC / GAC) adsorption can remove most odorous substances, but very high amounts are required and their efficiency is lowered by other organics present in the water. Chlorine and chlorine oxide treatments are inefficient for the appropriate amounts of MIB and GSM treatments, but ozone, a powerful oxidant, can effectively decompose them. Many water treatment plants use ozone for the purpose of deactivating pathogens, improving TOC removal, mineral oxidation, and synthetic organic matter oxidation. But organic matter dissolved in raw water can quickly deplete ozone, resulting in insufficient oxidation of MIB and GSM.
정수장 운영시, 조류에 의해 발생하는 정수처리장의 가장 큰 문제는 맛과 냄새이다. 녹조 자체의 제거와 더불어 녹조에서 발생하는 맛 냄새(2-MIB 및 지오스민), 마이크로시스틴 등의 용존 유기물질들을 제거하기 위해서는 고도산화나 활성탄흡착 공정 등 기존 공정의 개선이 필요하다. 현재 일반 정수처리장에서는 조류 발생 시 심층수를 취수하거나 염소처리, 활성탄 처리 등의 대처 방안을 수행하고 있으나, 현 추세와 같이 점차 녹조 발생이 심화 및 장기화 돼 간다면 완벽한 제어가 불가능하기 때문에 향후 지속적으로 조류에 의한 영향을 최소화하기 위한 근본적이고 획기적인 대안을 마련할 필요가 있다.In the operation of water treatment plants, the biggest problem with water treatment plants caused by algae is taste and smell. In addition to the removal of the algae itself, in order to remove dissolved organic substances such as taste odors (2-MIB and geosmin) and microcystine generated from the algae, improvement of existing processes such as advanced oxidation or activated carbon adsorption processes are required. Currently, general water treatment plants are taking deep water in the event of algae, chlorine treatment, activated carbon treatment, etc.However, as the current trend is intensified and prolonged, it is impossible to control the algae. There is a need to establish fundamental and groundbreaking alternatives to minimize the impacts.
일반적으로 조류를 제어하기 위한 방안으로는 수중 폭기, 전자파, 차광막과 같은 물리적 제어와 산화제, 응집제를 이용한 화학적 제어 그리고 세균, 천적 생물 등을 이용한 생물학적 제어 등이 있다. 화학적 처리 방법은 단시일에 조류를 제어할 수 있는 방법으로 국내외에서 널리 사용되고 있으며 주로 황토, 응집제, 황산동, 염소, 오존 등의 물질이 사용된다.Generally, algae control includes physical control such as aeration, electromagnetic waves, and light shielding, chemical control using oxidizing agents and flocculants, and biological control using bacteria and natural organisms. The chemical treatment method is a method that can control algae in a short time and is widely used at home and abroad, and mainly ocher, flocculant, copper sulfate, chlorine, ozone and the like are used.
황토는 실생활에서 의료, 미용 등 많은 용도로 사용되고 있으며 가격이 저렴하고 조류 발생시 단기간에 제어가 가능한 반면에 상수원에 과다 주입되는 경향이 있다. 응집제는 조류 세포에 영향을 주지 않아 EOM과 같은 물질을 분비하지 않는다는 점을 착안해 응집제와 규조토를 이용한 조류 제어에 관한 연구가 진행된 바 있다.Ocher is used for many purposes such as medical care and beauty in real life, while it is inexpensive and can be controlled in a short period of time when algae occurs, but it tends to be excessively injected into the water supply. Considering the fact that flocculant does not affect algae cells and does not secrete substances such as EOM, research on algae control using flocculant and diatomaceous earth has been conducted.
황산동을 이용하는 경우 조류가 발생하기 전에 수중에 주입해야 한다. 조류가 다량 발생한 경우 황산동을 주입하면 조류에 의해 발생한 독성물질이 수중에 해리하게 돼 오히려 역효과를 일으키기도 한다.If copper sulphate is used, it must be injected into water before algae develop. If algae is generated in large quantities, injecting copper sulfate dissociates the toxic substances generated by algae in water, which may cause adverse effects.
천연 살조제(algicide)는 식물, 과일, 미생물 등 천연물로부터 화학물질을 추출해 수체에 직접 뿌려 사용하는 것으로 빠르고 검증된 방법이다. 하지만 일회성 효과만 보이고 가격이 고가이며 일부 물질은 난분해성으로 하천에 축적돼 먹이사슬을 통해 생물축적을 발생시켜 2차 오염문제를 야기하기도 한다.Natural algicide is a fast and proven method of extracting chemicals from natural products such as plants, fruits and microorganisms and spraying them directly on the water bodies. However, they show only one-off effects and are expensive, and some substances are difficult to decompose and accumulate in rivers, causing bioaccumulation through the food chain, causing secondary pollution problems.
또한, 인공섬 설치와 차광막 설치 등의 토목적 접근법은 많은 면적에 대해 태양조사의 유입을 방지해야 하고 또한 설치비용이 많이 소요되는 단점이 있다. 그 외 산소를 공급해 주는 심층폭기법은 수심이 5m 이내인 경우에 한해서 그 효과가 발휘될 수 있으며 기타 물풀식생에 의한 방법도 영양염류에 의한 물풀번식시 그 유지관리가 대단히 어렵다는 단점이 있다.In addition, the civil engineering approach, such as the installation of artificial islands and the installation of a light shielding film, must prevent the inflow of solar irradiation over a large area and also have a disadvantage in that the installation cost is high. In addition, the deep aeration method to supply oxygen can be effective only when the depth of the water within 5m, and other methods of vegetation by water grass vegetation also has the disadvantage that maintenance is very difficult when water pool breeding by nutrients.
고급산화법 중 광화학적 공정은 광촉매를 이용한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 환경친화적이고 경제적인 태양광을 이용한 광촉매 연구는 태양광내 UV를 이용한 광촉매 연구는 지표면에 방사되는 태양광 중 293~400㎚ 파장영역의 자외선을 이용한 광촉매 공정으로써 미국, 유럽 및 일본 등에서는 이미 태양광을 이용한 지하수 정화, 상수도 정수처리 및 지표수의 독성유기물질 제거에 적용되고 있다. 태양광을 이용한 광촉매 반응은 태양광내 UV조사 하에서 TiO2나 TiB2 또는 Pd 조촉매를 첨가한 WO3계 같은 광촉매로서 강력한 산화력을 가진 hydroxyl radical(OH)을 생성시키는 방법으로 미생물의 살균이외에도 난분해성 물질을 처리할 수 있고, THMs 등 염소소독 부산물들을 효과적으로 처리할 수 있는 장점이 있다.Photochemical process of advanced oxidation method is actively researched using photocatalyst. Among them, photocatalytic research using environmentally friendly and economical photovoltaic research is carried out. Photocatalyst research using UV in photovoltaic is a photocatalytic process using ultraviolet light in the wavelength range of 293 ~ 400nm among sunlight emitted on the surface. It is applied to groundwater purification using solar light, water purification treatment and removal of toxic organic substances from surface water. Photocatalytic reaction using solar light was conducted under TiO 2 or TiB 2 Alternatively, photocatalysts such as WO 3 based on Pd promoter can be used to produce hydroxyl radicals (OH) with strong oxidizing power. There is an advantage.
광촉매반응은 복잡한 라디칼 반응을 수반하므로 아직 정확한 반응기구는 규명되지 않았지만 반도체 금속산화물에 고유한 밴드갭 에너지(band-gap energy) 이상의 자외선을 조사시키면 가전자대(valance band)로부터 전도대(conduction band)로 전자가 전이될 때 생성된 정공(hole)과 전자가 반도체 표면에 흡착된 수용물질과 반응을 일으키며, 이 때 OH 라디칼 및 초과산화 라디칼(superoxide radical)이 강력한 산화반응을 일으킨다고 알려져 있고, 이 반응이 강력한 미생물 살균효과가 있음이 관찰되었다. 살균효과에 대한 초기 연구에서는 Saccharomyces cerevisiae, Eschericia coli, Lactobacillus acidophilus, Chlorella vulgaris 등이 광화학 반응을 통하여 살균효과를 가지고 있음이 보고되었다. 그러나 지금까지 개발되어 사용되고 있는 살균처리 공법은 화학적 공정으로써 고비용 및 공정을 운전하는데 어려움을 수반하고 있다.
Photocatalytic reactions involve complex radical reactions, but the exact reaction mechanism has not yet been identified, but irradiation with ultraviolet rays above the band-gap energy inherent in the semiconductor metal oxides results in a transition from the valence band to the conduction band. It is known that the holes and electrons generated when electrons are transferred react with the adsorbed material adsorbed on the surface of the semiconductor, and OH radicals and superoxide radicals are known to cause strong oxidation reactions. This potent microbial bactericidal effect was observed. Early studies on bactericidal effects reported that Saccharomyces cerevisiae, Eschericia coli, Lactobacillus acidophilus and Chlorella vulgaris have bactericidal effects through photochemical reactions. However, the sterilization method developed and used until now is a chemical process, which involves high cost and difficulty in operating the process.
본 발명의 목적은, 해마다 발생하는 녹조현상을 제어하고 조류에 의해 발생하는 악취물질, 독소 등을 저감시키기 위해 상기에 언급한 저감방법들의 단점들을 보완하고 개선한 고효율 저비용의 조류유래 악취독소 저감장치를 제공하는 데에 있다.
An object of the present invention is to provide a high efficiency and low cost algae-derived toxic toxin abatement apparatus that compensates for and improves the disadvantages of the above-mentioned abatement methods to control algal phenomena generated annually and to reduce odorous substances, toxins, etc. generated by algae. Is in providing.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 일부가 수중에 배치되고 내부에 공간을 가지며 주변의 물이 유통가능한 지주튜브유통홀을 가지는 지주튜브; 상기 지주튜브 내부에 배치되는 발광램프; 상기 지주튜브의 상부에 연결되어 수면 위로 배치되고 공기가 유통가능한 수상바울유통홀을 가지는 수상바울; 상기 수상바울을 덮어서 악취물질을 포집하는 바울커버; 상기 바울커버의 하부에 고정되어 부력을 공급하는 부유체; 및 상기 지주튜브 내에서 상기 발광램프의 주위와 상기 수상바울에 장입되는 광촉매튜브를 포함하는 조류유래 악취독소 저감장치이다.The present invention for achieving the above object is, a portion of which is disposed in the water and has a space therein, the holding tube having a holding tube distribution hole through which water can flow; A light emitting lamp disposed inside the holding tube; A water bowl connected to an upper portion of the holding tube and having a water bowl distribution hole disposed on the surface of the water and capable of circulating air; A cover for covering the water droplets to collect odorous substances; A float fixed to the lower portion of the Paul cover to supply buoyancy; And a photocatalyst tube charged into the periphery of the light emitting lamp and the water bowl in the support tube.
상기 부유체에는 초음파발생기가 연결되는 것을 특징으로 한다.An ultrasonic generator is connected to the floating body.
또, 상기 지주튜브에는 웨이트가 설치되어 자세를 유지하는 것을 특징으로 한다.In addition, the holding tube is characterized in that the weight is installed to maintain the posture.
또, 상기 광촉매튜브는 투명관체에 TiO2, TiB2, Pd/WO3(Pd 조촉매를 첨가한 WO3) 중 어느 하나를 코팅한 것을 것을 특징으로 한다.In addition, the photocatalyst tube is characterized in that the transparent tube coated with any one of TiO 2 , TiB 2 , Pd / WO 3 (WO 3 added with a Pd promoter).
또, 상기 수상바울은 수면으로부터 이격되도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
In addition, the water bowl is characterized in that it is arranged to be spaced apart from the water surface.
본 발명을 통하여, 비용이 많이 들고 유지관리가 어려우며 2차 오염이 우려되는 정화제어방법들을 대체할 수 있으며 손쉽게 조류와 조류유래물질들을 제어할 수 있다. 또한, 주간에는 태양광만으로 장치를 운전할 수 있어 무동력운전이 가능하고, 야간에는 태양광전력공급을 통한 산화분해가 이루어짐과 동시에 조명으로써 미려한 야경을 조성할 수 있어 깨끗해진 수체의 가치를 한층 더 높일 수 있다.
Through the present invention, it is possible to replace the purification control methods that are expensive, difficult to maintain and the secondary pollution and can easily control algae and algae-derived materials. In addition, during the daytime, the device can be operated only with sunlight, allowing for non-powered operation. At night, oxidative decomposition through photovoltaic power supply is achieved, and a beautiful night view can be created by lighting, further enhancing the value of the clean water body. Can be.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조류유래 악취독소 저감장치의 개략도이다.1 is a schematic diagram of the algae-derived malodor toxin reduction device according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components, and the same reference numerals will be used to designate the same or similar components. Detailed descriptions of known functions and configurations are omitted.
본 발명의 실시예에 따른 조류유래 악취독소 저감장치(100)는, 크게 일부가 수중에 위치하는 지주튜브(116)와, 상기 지주튜브(116)에 연결되어 수상에 위치하는 수상바울(104)을 포함하여 이루어진다.Algae-derived odor
상기 지주튜브(116)는 관체로써 일부가 수중에 배치되고 일부는 수면 위로 노출된다. 상기 지주튜브(116)의 내부 중심에는 발광램프(110)가 배치되며, 상기 지주튜브(116)의 내벽과 상기 발광램프(110)의 외벽이 한정하는 공간에 광촉매튜브(114)가 채워진다.The
상기 지주튜브(116)는 물이 자유롭게 내부로 이동할 수 있도록 지주튜브유통홀(미도시)이 형성된다. 상기 지주튜브유통홀을 통해 상기 지주튜브(116) 내로 유입된 오염수가 상기 발광램프(110) 및 상기 광촉매튜브(114)에 의해 조류 및 조류유래 독소를 산화분해시킨다. 특히, 상기 지주튜브(116)는 태양광이 직접 입사할 수 있도록 투명체로 제작되는 것이 바람직하다.The holding
상기 지주튜브(116)는 수류(水流)에 의해 흔들리거나 전복될 수 있으므로, 수중에서 안전하게 균형을 유지하도록 웨이트(weight)(118)가 장착되는 것이 바람직하다.Since the holding
상기 발광램프(110)는 UV램프를 사용하며, 상기 발광램프(110)로부터 조사되는 광은 살균력을 갖는 200~400㎚의 파장을 가진다. 또, 상기 발광램프(110)로 130~242㎚의 파장을 가지는 UV램프를 사용하는 것도 가능하다. 이 경우, 대기 중 또는 수중에 존재하는 산소(O2)와 반응하여 오존(O3)이 발생하고, 발생한 오존의 강한 산화력으로 조류, 독소, 냄새물질을 산화분해할 수 있다.The
상기 지주튜브(116)의 상부에는 상기 수상바울(104)이 일체로 고정된다. 상기 수상바울(104)은 다각뿔, 원뿔, 또는 반구각의 형상을 가지거나, 상부가 개방된 컨테이너 또는 플레이트 형상을 가지는 것도 가능하다. 상기 수상바울(104)의 내부 또는 상부에는 광촉매튜브(114)가 배치된다. The
그리고, 상기 수상바울(104)은 공기가 유통가능하도록 수상바울유통홀(미도시)이 형성되며, 상기 수상바울(104)은 태양광이 직접 입사할 수 있도록 투명체로 제작되는 것이 바람직하다.In addition, the
그리고, 상기 수상바울(104)의 표면에는 상기 수상바울(104)을 덮어서 악취물질을 포집하여 상기 수상바울(104) 측으로 전달하는 바울커버(102)가 배치된다. 이 결과, 상기 지주튜브(116), 상기 수상바울(104), 및 상기 바울커버(102)에 의해 상기 조류유래 악취독소 저감장치(100)는 대략 우산과 같은 형상을 가지게 된다. 그리고, 상기 바울커버(102) 역시 태양광이 직접 입사할 수 있도록 투명체로 제작되는 것이 바람직하다. 상기 바울커버(102)에는 악취가 제거된 공기가 배출될 수 있도록 배출홀이 형성된다. 또, 상기 수상바울(104)이 상부가 개방된 컨테이너 또는 플레이트 형상을 가지는 경우에는 상기 바울커버(102)가 우산과 같은 지지프레임을 제작하고, 그 위에 상기 바울커버(102)를 덮어 고정할 수 있다.In addition, a
상기 바울커버(102)의 하단부에는 조류유래 악취독소 저감장치(100)에 부력을 공급하기 위한 부유체(106)가 배치된다. 상기 부유체(106)는 공지의 기술이므로 구체적인 설명은 생략한다. 상기 부유체(106)가 상기 수상바울(104)에 직접 설치되는 것도 가능하다.At the lower end of the
또, 상기 부유체(106)에는 초음파발생기(108)가 연결되어 초음파발생을 통해 오염물질을 산화시키는 역할을 한다. 상기 초음파발생기(108)는 공지의 기술로써 여기서는 자세한 설명은 생략한다. In addition, the
상기 광촉매튜브(114)는 석영 또는 폴리카보네이트 재질의 투명관체로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 광촉매튜브(114)는 TiB2, Pd/WO3(Pd 조촉매를 첨가한 WO3) 중 어느 하나를 코팅하여 제작된다.The
상기 초음파발생기(108)와, 상기 발광램프(110)는 전기적으로 연결된 제어부에 의해 조절되며, 상기 제어부는 사용자가 임의로 조작하거나, 미리 설정된 시간범위로 상기 초음파발생기(108)와 상기 발광램프(110)를 온오프할 수 있다.The
상기 조류유래 악취독소 저감장치(100)는 주간에 태양광만으로 작동되며, 흐리거나, 비상시 또는 야간작동시에는 외부로부터 전력을 공급한다. 상기 전력은 낮시간을 이용하여 태양광발전을 통해 미리 저장해 둔 것을 사용할 수 있다.The algae-derived odor
태양광이 존재하는 동안 상기 광촉매튜브(114)는 수산라디칼을 발생시키며 수중에 존재하는 Microcystis 종과 같은 남조류를 산화분해시킨다. 또한 조류체내 함유물질인 microcystin이나 anatoxin, saxitoxin 등의 조류독소를 제거한다.During the presence of sunlight, the
태양광을 이용하는 광촉매법은 이러한 어려움을 해결할 수 있는 방법으로, 자원이 무한정이며 오염물질을 유발하지 않는 친환경적인 고급산화법이다.Photocatalytic method using solar light is a way to solve these difficulties. It is an eco-friendly advanced oxidation method that has unlimited resources and does not cause pollutants.
태양광 강도에 따라 제거하고자 하는 효율의 차이가 크다. 통상 맑은 기상상태를 보인 날의 자외선 세기는 0.372~2.265㎽/㎠, 조금 흐린날의 자외선 세기는 0.144~1.809㎽/㎠, 흐린 날의 자외선 세기는 0.038~1.129㎽/㎠을 나타낸다. 조사거리 30㎝에서 UV-A 램프 1개의 광량은 S0.49×10-2㎽/㎠이기 때문에 일조시간 중 태양광의 세기가 가장 강한 정오 전후에는 태양광을 광촉매 시스템에 응용할 수 있는 가능성이 높다.The difference of the efficiency to remove according to sunlight intensity is large. In general, the UV intensity of the sunny weather condition is 0.372 ~ 2.265 ㎽ / ㎠, the slightly cloudy days the UV intensity of 0.144 ~ 1.809 ㎽ / ㎠, the cloudy day the UV intensity of 0.038 ~ 1.129 ㎽ / ㎠. Since the light amount of one UV-A lamp at an irradiation distance of 30 cm is S0.49 × 10 −2 mW / cm 2, there is a high possibility that sunlight can be applied to a photocatalyst system before and after noon when the intensity of sunlight is strongest during sunshine.
산화티탄계 가시광응답형 광촉매가 충분한 반응을 일으키기 위해서는 6,000 LUX 이상의 조도가 필요하다. 통상 6월 정오 기준으로 태양광의 조도가, 맑은 날 100,000~120,000 LUX, 갠날 100,000~50,000 LUX, 구름 많은 날 50,000~10,000 LUX이었고 비오는 날은 20,000~5,000 LUX이다.In order for the titanium oxide-based visible light-responsive photocatalyst to cause a sufficient reaction, illuminance of 6,000 LUX or more is required. Normally, at noon in June, the solar light intensity was 100,000 to 120,000 LUX on sunny days, 100,000 to 50,000 LUX on sunny days, 50,000 to 10,000 LUX on cloudy days, and 20,000 to 5,000 LUX on rainy days.
또한, 상기 초음파발생기(108)는 발진기(Generator)에서 다파장 초음파 발진이 일어나고 물속에 잠겨있는 Transducer에 의해 다파장 high pressure ultrasound가 수중에 전달되는데 장비의 종류에 따라서 미치는 영향의 범위는 10~ 185m까지 전달된다. Multi-frequencies high pressure ultrasound에 의한 수중 진동이 일어남에 따라 조류의 액포, 세포막등에 손상이 일어나고 결국 파괴되어 사멸하게 된다. 고도 산화 기술 중 하나인 초음파 조사는 유기물의 산화, 병원균의 파괴, 정수/폐수 처리를 위해 단독 공정 혹은 오존, UV, 광촉매 등과 함께 복합 공정으로 사용되고 왔다. 다른 기술에 비해 초음파는 화학물의 첨가가 필요 없으며, 혼탁액의 처리에도 사용될 수 있다. 초음파 조사는 기체 방울을 키워서 터지는 것을 촉진시켜, 극단적인 조건(5000K, 1000atm)을 만들어내 물을 분해시켜 H와 OH 라디칼(radical)을 생성시킨다. 대부분의 경우에, 수용액에서의 관찰된 용존 유기물의 초음파 분해 경로는 OH 라디칼 생성, 열분해, 초임계 산화 현상을 포함한다.In addition, the
초음파 조사는 남조류에 의해 생성된 시아노박테리아 독소를 빠르게 효과적으로 분해한다. 초음파 조사에 의한 MIB와 GSM의 분해는 몇 개의 분해 생성물을 확인함으로써 MIB와 GSM의 분해 경로를 추측할 수 있다.Ultrasound irradiation quickly and effectively breaks down cyanobacterial toxins produced by cyanobacteria. Decomposition of MIB and GSM by ultrasonic irradiation can infer the degradation path of MIB and GSM by identifying several degradation products.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It can be understood that
100: 조류유래 악취독소 저감장치 102: 바울커버
104: 수상바울 106: 부유체
108: 초음파발생기 110: 발광램프
114: 광촉매튜브 116: 지주튜브
118: 웨이트100: algae odor toxin reduction device 102: Paul cover
104: award Paul 106: floating body
108: ultrasonic generator 110: light emitting lamp
114: photocatalyst tube 116: holding tube
118: weight
Claims (5)
상기 지주튜브 내부에 배치되는 발광램프;
상기 지주튜브의 상부에 연결되어 수면 위로 배치되고 공기가 유통가능한 수상바울유통홀을 가지는 수상바울;
상기 수상바울을 덮어서 악취물질을 포집하는 바울커버;
상기 바울커버의 하부에 고정되어 부력을 공급하는 부유체; 및
상기 지주튜브 내에서 상기 발광램프의 주위와 상기 수상바울에 장입되는 광촉매튜브를 포함하는 조류유래 악취독소 저감장치.
A holding tube having a portion disposed underwater and having a space therein and having a holding tube distribution hole through which water is circulated;
A light emitting lamp disposed inside the holding tube;
A water bowl connected to an upper portion of the holding tube and having a water bowl distribution hole disposed on the surface of the water and capable of circulating air;
A cover for covering the water droplets to collect odorous substances;
A float fixed to the lower portion of the Paul cover to supply buoyancy; And
Algae-derived toxic toxin reduction device comprising a photocatalyst tube charged in the surrounding of the light emitting lamp and the water phase in the holding tube.
According to claim 1, Algae-derived bad smell toxin reduction apparatus, characterized in that the ultrasonic generator is connected to the floating body.
According to claim 1, Algae-derived bad smell toxin reduction apparatus, characterized in that the weight is installed on the holding tube to maintain the posture.
According to claim 1, wherein the photocatalyst tube Algae-derived odor toxin reduction apparatus characterized in that the coating of any one of TiO 2 , TiB 2 , Pd / WO 3 to the transparent tube.
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