KR101592929B1 - 인산염 제거를 위한 심층수 산포용 공기 분무장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인산염 제거를 위한 심층수 산포용 공기 분무장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 심층수를 수백 마이크론 크기의 물방울로 대기 중에 분산시킴으로써 심층수의 Fe^{2 +}를 대기 중의 산소와 반응시켜 조류 성장의 주 영양염류인 인산염을 흡착 및 공침시킬 수 있도록 함으로써 조류 성장의 주 영양염류인 인산염을 제거해 조류의 발생 및 성장의 근본적인 원인을 제거하면서도 그 처리비용 및 주변 생태계의 교란을 최소화시킬 수 있도록 하고, 특히 Fe^{2 +} 산화 속도 및 산화 효율을 촉진시켜 인산염 등의 제거효율을 극히 향상시킬 수 있도록 하는, 인산염 제거를 위한 심층수 산포용 공기 분무장치에 관한 것이다.

Description

인산염 제거를 위한 심층수 산포용 공기 분무장치{PNEUMATIC SPRAY FOR NEBULIZATION OF HYPOLIMNION WATER TO REMOVE PHOSPHATE}

본 발명은 심층수를 수백 마이크론 크기의 물방울로 대기 중에 분산시킴으로써 심층수의 Fe^{2 +}를 대기 중 산소와 반응시켜 조류 성장의 주 영양염류인 인산염을 흡착 및 공침시킬 수 있도록 하는, 인산염 제거를 위한 심층수 산포용 공기 분무장치에 관한 것이다.

일반적으로, 담수의 부영양화(富營養化, eutrophication)는 생활하수를 포함한 각종 산업 하,폐수와 같은 점오염원이나 강우와 같은 미처리된 불특정 비점오염원 등의 지속적인 유입으로 인한 수계 내 고농도 영양물질 축적에 의한 조류(algae) 대발생을 유발하는 현상이다.

이는 21세기 지구촌의 가장 큰 환경문제 중의 하나로서 산업혁명 이후 급격한 인구집중 및 도시화에 따른 용수의 수요급증이 주요 원인으로, 우리나라와 같이 중위도권에 위치한 대부분의 국가에서 공통적으로 발생하며, 여름철(성층기) 호수에서 높은 수온 및 광량으로 인하여 조류의 최고성장을 보이는 이른바 녹조현상(Algal bloom)을 동반한다.

녹조현상은 대개 남조류(cyanobacteria)와 규조류(diatoms)가 주요 종이지만 지역에 따라 와편모조나 소형 은편모류(cryptomonads) 등 다양한 조류에 의해 발생하기도 한다. 이들은 공통적으로 강한 독성물질을 분비하여 동식물성 플랑크톤, 원생동물, 어류와 같은 수생 동식물 및 심지어 야생동물이나 가축 폐사 등에 치명적인 해를 주기도 한다.

호소나 저수지에서의 녹조 발생은 우리나라에서 큰 사회적 문제로 제기되고 있다. 특히 인근지역으로부터의 오염물질 유입에 의한 담수호의 부영양화 추세는 안정적인 용수공급 및 식수원 확보에 커다란 위협을 주고 있다.

한편, 이를 해결하기 위한 종래의 조류 제어 기술연구는 조류 발생의 원인에 대한 근본적인 접근이 아니라, 조류 성장을 억제하거나 발생한 조류를 수거하는 데 초점이 맞추어 있다.

구체적으로 특허문헌 1에서는 조류 확산을 제어하기 위해 황토, 점토광물, 금속 (수)산화물 등의 고체 첨가물을 투여해 조류를 흡착 및 응집시키는 기술이 제안되었다. 하지만, 상기 특허문헌 1의 경우 고체 첨가물을 투여해 조류 성장을 일시적으로 억제할 수 있지만, 하천에 공급되는 퇴적물 양을 증가시키게 되어 이로 인한 하천수의 유속감소로 궁극적으로는 오히려 조류 성장을 촉진시킬 수 있는 문제점이 있었다.

그리고 특허문헌 2에서는 조류 제어를 위해 친환경적인 유기화합물로 이루어진 제조제(algicide)를 이용한 기술을 제안하였다. 하지만 독성이 없는 제조제를 사용하지만 유기물 사용으로 BOD(biochemical oxygen demand) 증가는 필연적이고, 또한 하천수 흐름에 따라 쉽게 분산되어 높은 효율을 기대하기 어려운 문제점이 있었다.

아울러, 특허문헌 3에서는 발생된 조류를 채집 및 수거하는 기술이 제안되었으나, 이는 낮은 조류 수거율과 마이크로시스틴 등의 조류 독성물질이 잔류하게 되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 특허문헌 4에서는 해양의 심층수를 양수하여 해수면으로 분출시킴으로써 적조의 피해를 방지하고자 한 기술을 제안하였다.

이에 대한 원리를 좀 더 구체적으로 살펴보면, 유속이 느린 하천수, 호수 및 저수지, 연안 해안 등에서 밀도 차에 의해 표수층(epilimnion)와 심수층(hypolimnion)으로 성층화되는데, 표수층은 공기 중 산소의 재포기 및 광합성 작용으로 호기 상태에 있으나, 심수층은 유기물 침강 또는 조류 사체의 분해 작용으로 혐기성 상태에 있다. 이러한 혐기성 상태에 있는 심수층에서 광범위한 (수)산화철 등의 환원적 용해(reductive dissolution)가 발생해 도 1에 도시된 바와 같이, Fe 농도의 상승과 (수)산화철 등에 흡착 또는 공침된 인의 탈착 및 용출이 발생해 인산염 농도가 상승하게 된다. 결과적으로 심층수에는 다량의 철과 인산염이 용존되어 있어 표층수에 있는 조류 성장에 필요한 영양염류를 공급하게 된다.

한편 Fe^{2 +}를 함유한 혐기성 물(anoxic water)이 대기 중에서 산화하는 과정에서 인산염을 흡착 또는 공침시킬 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 1.0 mol/L Fe²⁺가 산화되는 동안 약 0.6 mol/L 인산염이 제거되며, 이는 Fe^{2 +} 산화반응이 인산염을 효과적으로 흡착 또는 공침시킬 수 있음을 의미한다.

기술적으로 도 3 혹은 특허문헌 4의 도 4에 도시된 바와 같이 심층수를 양수하여 대기 중으로 분무해 Fe^{2 +}의 산화반응을 활성화하는데, 구체적으로 분무된 물방울 속 Fe^{2 +}는 대기 중 산소와 반응해 (수)산화철로 침전되고, 이 과정에서 인산염은 (수)산화철에 흡착되거나 인산염철로 공침된다. 따라서 흡착 또는 공침된 인산염은 더 이상 조류에 의해 흡수될 수 없는 형태(non-bioavailable form)로 전환된다. 한편, 도 5에서와 같이 (수)산화철을 심층수와 혼합하면 Fe^{2 +}의 비균질 산화(heterogeneous oxidation)를 촉매하여 Fe^{2 +}의 산화속도 및 인산염의 제거속도를 증가시킬 수 있다.

비록 특허문헌 4는 본 발명의 제안과 기술적으로는 흡사하나, 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 심층수의 분무를 단순히 수중펌프 및 분무기의 동력에만 의존함에 따라 산포 범위가 매우 협소하며 이로 인해 심층수에 포함된 Fe^{2 +}가 대기 중 산소와의 접촉시간이 짧아져 그 산화속도 및 인산염의 제거 효율이 미비한 문제점이 있다.

둘째, 심층수의 Fe^{2 +} 농도가 낮을 경우 상기와 같은 심층수 분무에 의한 인산염 제거 효율이 극히 낮아질 뿐만 아니라, 특히 심층수내 Fe^{2 +}의 비균질 산화를 촉진할 촉매제를 투입할 수 있는 수단이 없음에 따라 그 산화속도 및 인산염의 제거 효율에 대한 향상을 기대하기 어려운 문제점이 있다.

셋째, 분무장치를 설치함에 있어 바닥을 감지할 수 있는 별도의 중량체를 구비하지 않고 장치 전체의 무게에만 의존해 호수, 하천, 바다 등의 특정 영역에 설치함에 따라 심층수의 양수효율이 미비할 뿐만 아니라 유속에 따라 분무장치가 심하게 흔들려 그 사용효율 및 안전성이 극히 미비해지는 문제점이 있었으며, 또한 설치 지역이 제한적이라 그 사용효율이 더욱 미비한 문제점이 있다.

특허문헌 1 : 대한민국 등록특허공보 제10-1190902호 "천연 고분자 및 광물질을 주원료로 하는 수질개선제 및 그 제조방법과 이를 이용한 수질개선시스템" 특허문헌 2 : 대한민국 등록특허공보 제10-0972777호 "항산화 조성물과 외용 조성물" 특허문헌 3 : 대한민국 등록특허공보 제10-0785703호 "수질 개선 장치" 특허문헌 4 : 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0029433호 "저층수를 이용한 적조 피해 방지 장치"

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 조류 성장의 주 영양염류인 인산염을 제거해 조류의 발생 및 성장의 근본적인 원인을 제거하면서도 그 처리비용 및 주변 생태계의 교란을 최소화시킬 수 있도록 하기 위해, 심층수를 공기 분무장치(pneumatic spray)를 사용해 수백 마이크론 크기의 물방울로 대기 중에 분산시킴으로써 심층수의 Fe^{2 +} 산화 반응을 활성화하여 인산염을 흡착 및 공침시키되, 그 산화반응의 속도 및 효율을 증진시켜 인산염 등의 제거율을 향상시킬 수 있도록 함을 과제로 한다.

특히, 공기 분무장치에 프로펠러를 추가로 구성함으로써, 물펌프 및 분무기에 의해 분무된 심층수를 상기 프로펠러를 이용하여 수평으로 넓게 산포시킴으로써, 심층수에 포함된 Fe^{2 +}가 대기 중 산소와의 접촉시간을 증가시켜 Fe^{2 +}의 산화속도 및 인산염의 제거율을 향상시킬 수 있도록 함을 다른 과제로 한다.

또한, 공기 분무장치에 집수깔때기를 구성함으로써, 심층수에 투여해 비균질 산화를 촉매할 (수)산화철 현탁액을 저장하게 된다. 또한 집수깔때기는 상부 프로펠러에 의해 산포된 물방울 일부를 수집하여 물방울 속에 산화에 의해 생성된 (수)산화철을 심층수의 비균질 산화를 위한 자가촉매제(autocatalyst)로 재활용할 수 있게 한다. 이런 구성은 심층수의 Fe^{2 +} 농도가 낮더라도 심층수 분무에 의한 인산염 제거 효율을 향상시킬 수 있다.

아울러, 공기 분무장치에 중량의 추로 이루어진 바닥감지기를 설치함으로써 바닥을 용이하게 감지할 수 있도록 할 뿐만 아니라 유속에 따른 분무장치의 흔들림을 저감하여 그 사용효율을 및 안전성을 극히 향상시킬 수 있도록 하고, 또한 상기와 같은 공기 분무장치를 보트 등 선박에 부착한 후 다양한 지역으로 이동해 작동할 수 있도록 함으로써 그 사용효율을 더욱 향상시킬 수 있도록 함을 또 다른 과제로 한다.

본 발명은 인산염 제거를 위한 심층수 산포용 공기 분무장치에 있어서,

심층수의 이송로가 되는 것으로, 일단이 심층수 영역에 설치되고 타단이 수면 외부로 돌출되어 구성되는 파이프(10);

심층수를 양수하여 파이프(10)를 통해 상부로 전달시키는 것으로, 상기 파이프(10) 중 수면 외부로 돌출된 부분의 일단에 설치되는 물펌프(20);

상기 물펌프(20)에 의해 상부로 전달되는 심층수를 압축공기를 이용하여 수면으로 분무시키는 것으로, 상기 파이프(10)의 최상단에 설치되고, 공기압축기(30a)와 연동하는 분무기(30); 및

상기 양수되는 심층수에 포함된 퇴적물을 선택적으로 걸러내는 것으로, 상기 파이프(10)의 최하단에 설치되는 여과기(40);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 인산염 제거를 위한 심층수 산포용 공기 분무장치를 과제의 해결수단으로 한다.

한편, 상기 인산염 제거를 위한 심층수 산포용 공기 분무장치는, 상기 분무기(30)의 일단에 프로펠러(30b);가 더 설치되며, 상기 프로펠러(30b)는 상기 분무기(30)를 통해 미세 물방울 형태로 분무되는 심층수를 수평으로 넓게 산포시킨다.

그리고, 상기 인산염 제거를 위한 심층수 산포용 공기 분무장치는, 상기 분무기(30)의 하단에 집수깔때기(30c);가 더 설치되며, 상기 집수깔때기(30c)는 (수)산화철 현탁액을 저장하고, 더불어 상기 산포된 심층수 물방울과 대기 중의 산소가 반응하여 생성된 (수)산화철 일부를 회수하고, 이를 물펌프(20) 하측 영역의 파이프(10) 내부로 전달한다.

또한, 상기 인산염 제거를 위한 심층수 산포용 공기 분무장치는, 상기 여과기(40)의 하단에 바닥감지기(40a)가 설치되며, 상기 바닥감지기(40a)는 중량체로 이루어져 바닥면의 감지 및 공기 분무장치의 유속에 따른 흔들림을 방지한다.

아울러, 상기 파이프(10)는, 길이 조절이 가능한 파이프를 적용함으로써, 지역에 따라 수심이 현저히 다른 호수나 강 등의 깊이에 따라 그 길이를 조절할 수 있도록 한다.

본 발명은 조류 성장의 주 영양염류인 인산염을 제거해 조류의 발생 및 성장의 근본적인 원인을 제거하면서도 그 처리비용 및 주변 생태계의 교란을 최소화시킬 수 있도록 하기 위해, 심층수를 공기 분무장치(pneumatic spray)를 사용해 수백 마이크론 크기의 물방울로 대기 중에 분산시킴으로써 심층수의 Fe^{2 +} 산화반응을 활성화하여 인산염을 흡착 및 공침시키되, 그 산화반응의 속도 및 효율을 증진시켜 인산염 등의 제거율을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

특히, 공기 분무장치에 프로펠러를 추가로 구성함으로써, 물펌프 및 분무기에 의해 분무된 심층수를 상기 프로펠러를 이용하여 수평으로 넓게 산포시킴으로써, 심층수에 포함된 Fe^{2 +}가 대기 중 산소와의 접촉시간이 증가함에 따라 그 산화속도 및 인산염의 제거율을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 공기 분무장치에 집수깔때기를 구성함으로써, (수)산화철 현탁액을 저장하거나 프로펠러에 의해 산포된 물방울 일부를 집수깔때기로 수집하고 이를 심층수의 비균질 산화를 위한 자가촉매제(autocatalyst)로 재활용함으로써, 심층수의 Fe²⁺ 농도가 낮더라도 심층수 분무에 의한 인산염 제거 효율이 극히 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

아울러, 공기 분무장치에 중량의 추로 이루어진 바닥감지기를 설치함으로써 바닥을 용이하게 감지할 수 있도록 할 뿐만 아니라 유속에 따른 분무장치의 흔들림을 저감하여 그 사용효율을 및 안전성을 극히 향상시킬 수 있도록 하고, 또한 상기와 같은 공기 분무장치를 보트 등 선박에 부착한 후 다양한 지역으로 이동해 작동할 수 있도록 함으로써 그 사용효율을 더욱 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

한편, 상기와 같이 본 발명에 구성에 의해 Fe^{2 +}가 대기 중 산소와의 접촉하여 생성된 (수)산화철은 도 7에 도시된 것처럼 입도가 낮아 높은 비표면적을 지니고 있다. 결과적으로 황토 등의 고체 첨가물과 같이 조류를 효과적으로 응집해 제거할 수 있고, 또한 조류에 의해 발생되는 마이크로시스틴 등이 유기 독성물질을 효과적으로 흡착시킬 수 있다.

도 1은 계절별 호수의 성층화 양상(a)과 깊이별 수온, 용존산소, 영양염류의 농도 변화(b)를 나타낸 도면 및 그래프
도 2는 1.0 mM Fe^{2 +}가 산화하는 동안 용존 Fe(II)(a) 및 용존 인산염(b) 농도 변화를 나타낸 그래프
도 3은 심층수의 대기 중 분무에 대한 모식도
도 4는 특허문헌 4에 따른 저층수를 이용한 적조 피해 방지 장치의 구성도
도 5는 Fe^{2 +}의 균질산화와 1.0 g/L 페리하이드라이트(hydrous ferric oxide)에 의한 Fe^{2 +}의 비균질산화의 비교: 용존 Fe(II)(a) 및 용존 인산염(b) 농도 변화를 나타낸 그래프
도 6은 본 발명에 따른 인산염 제거를 위한 심층수 산포용 공기 분무장치의 구성도
도 7은 도 6에 따른 인산염 제거를 위한 심층수 산포용 공기 분무장치의 선박 설치예를 나타낸 도면
도 8은 1.0 mM Fe^{2 +} 산화에 의해 생성된 침전물의 입도분포를 나타낸 그래프

상기의 효과를 달성하기 위한 본 발명은 인산염 제거를 위한 심층수 산포용 공기 분무장치에 관한 것으로서, 본 발명의 기술적 구성을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

이하, 본 발명에 따른 인산염 제거를 위한 심층수 산포용 공기 분무장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 인산염 제거를 위한 심층수 산포용 공기 분무장치는 도 6에 도시된 바와 같이, 파이프(10), 물펌프(20), 분무기(30) 및 여과기(40) 등을 포함하여 구성되며, 상기와 같은 구조의 공기 분무장치를 도 7에 도시된 바와 같이, 보트 등 선박에 부착한 후 다양한 지역으로 이동해 작동한다.

상기 파이프(10)는 심층수의 이송로가 되는 것으로, 일단이 심층수 영역에 설치되고 타단이 수면 외부로 돌출되어 구성된다. 즉, 후술되어질 여과기(40)에서 분무기(30)까지의 심층수 통로가 되며, 일부 구간은 탄성소재를 바탕으로 주름관 형태로 제작하여 그 길이를 신장 또는 수축시킬 수 있도록 할 수 있다.

이때, 상기 파이프(10)는, 이미 공지된 다양한 파이프를 적용할 수 있으나, 바람직하게는 길이 조절이 가능한 파이프를 적용함으로써, 지역에 따라 수심이 현저히 다른 호수나 강 등의 깊이에 따라 그 길이를 조절할 수 있도록 한다.

상기 물펌프(20)는 심층수를 양수하여 파이프(10)를 통해 상부로 전달시키는 것으로, 상기 파이프(10) 중 수면 외부로 돌출된 부분의 일단에 설치된다. 한편, 이와 같은 물펌프(20)는 이미 널리 알려진 공지된 구성으로써 그 상세한 구성은 생략하며, 특정 물펌프에 한정하지 않고 상기 기능을 구현할 수 있는 범위 내에서 이미 시중에 판매되거나 또는 공지된 다양한 물펌프를 본 발명에 적용할 수 있다.

상기 분무기(30)는 상기 물펌프(20)에 의해 상부로 전달되는 심층수를 압축공기를 이용하여 수면으로 분무시키는 것으로, 상기 파이프(10)의 최상단에 설치되고, 공기압축기(30a)와 연동한다. 즉, 물펌프(20)에 의해 상부로 전달되는 심층수를 공기압축기(30a)로부터 생성된 압축공기를 이용하여 분무시킨다. 한편, 이와 같은 공기압축기(30a) 역시 이미 널리 알려진 공지된 구성으로써 그 상세한 구성은 생략하며, 특정 공기압축기에 한정하지 않고 상기 기능을 구현할 수 있는 범위 내에서 이미 시중에 판매되거나 또는 공지된 다양한 공기압축기를 본 발명에 적용할 수 있다.

이때, 상기 분무기(30)의 일단에는 프로펠러(30b)가 더 설치되며, 상기 프로펠러(30b)는 상기 분무기(30)를 통해 수백 마이크론 크기의 미세 물방울 형태로 분무되는 심층수를 수평으로 산포시키게 된다. 즉, 상기와 같이 미세 물방울 형태로 분무되는 심층수가 수평으로 넓게 산포됨으로써 심층수에 포함된 Fe^{2 +}가 대기 중 산소와의 접촉시간이 증가하게 되며, 그 산화속도 및 인산염의 제거 효율을 향상시킬 수 있게 된다. 또한 프로펠러(30b)는 산화과정에서 생성된 (수)산화철을 넓은 지역으로 산포시킬 수 있게 된다. 이때 프로펠러(30b)에 의해 산포된 (수)산화철은 황토 및 점토광물처럼 조류를 흡착 및 응집시켜 제거시키고, 더불어 조류에 의한 독성물질인 마이크로시스틴을 흡착해 제거하는 효과도 구현할 수 있다. 프로펠러(30b)는 도 6에서 도식된 것처럼 몇 개의 날개로 구성되기도 하고, 그밖에 우산살 또는 몇 가닥의 줄로 대체될 수 있다.

좀 더 구체적으로 상기와 같은 분무기(30)에 의해 분무되어 낙하하는 미세 물방울을 프로펠러(30b)를 통해 횡적으로 산포시킴으로써 이 과정을 통해 물방울을 더욱 잘게 부수고, 공기와의 접촉시간을 늘려 Fe^{2 +}의 산화를 촉진시킬 수 있으며, 또한 산화에 의해 생성된 (수)산화철 등을 넓은 지역으로 산포시킬 수 있게 된다. 이때 프로펠러(30b)에 의해 산포된 (수)산화철은 도 8에 도시된 바와 같이 황토 및 점토광물처럼 조류를 흡착 및 응집시켜 제거하는 효과를 나타내며, 결론적으로 Fe^{2 +} 산화에 의해 생성된 침전물의 평균 입도가 수십 마이크론 크기로 높은 비표면적을 지니고 있어 효과적으로 조류를 흡착 및 응집할 수 있는 효과도 구현한다.

아울러, 상기 분무기(30)의 하단에는 집수깔때기(30c)가 더 설치되며, 상기 집수깔때기(30c)는 심층수에 공급될 (수)산화철을 저장하고 산포된 심층수 물방울과 대기 중의 산소가 반응하여 생성된 (수)산화철의 일부를 회수하고, 이를 물펌프(20) 하측 영역의 파이프(10) 내부로 전달한다.

이때 집수깔때기(30c)에서 상기 파이프(10) 내부로 전달된 (수)산화철 현탁액은 심층수와 혼합된 후, 공기압축기(30a)에서 제조된 압축공기를 이용해 상기 분무기(30)를 통해 미세 물방울 형태로 대기 중에 분무시키게 된다. 즉, 집수깔때기(30c)는 (수)산화철 현탁액을 저장 및 수집하고, 이를 심층수의 비균질 산화를 위한 자가촉매제(autocatalyst)로 재활용함으로써, 심층수의 Fe^{2 +} 농도가 낮더라도 심층수 분무에 의한 인산염 제거 효율이 극히 향상시킬 수 있게 된다.

상기 여과기(40)는 상기 양수되는 심층수에 포함된 부유 퇴적물을 선택적으로 걸러내는 것으로, 상기 파이프(10)의 최하단에 설치된다. 즉 심층수로부터 입도가 큰 부유 퇴적물 등을 선택적으로 걸러내며, 이러한 여과기(40) 역시 이미 널리 알려진 공지된 구성으로써 그 상세한 구성은 생략하며, 특정 여과기에 한정하지 않고 상기 기능을 구현할 수 있는 범위 내에서 이미 시중에 판매되거나 또는 공지된 다양한 여과기를 본 발명에 적용할 수 있다.

한편, 상기 여과기(40)의 하단에는 바닥감지기(40a)가 더 설치되며, 상기 바닥감지기(40a)는, 중량의 추 등 중량체로 이루어져 바닥면의 감지 및 공기 분무장치의 유속에 따른 흔들림을 저감하여 그 사용효율을 및 안전성을 극히 향상시킬 수 있도록 하고, 또한 상기와 같은 공기 분무장치를 보트 등 선박에 부착한 후 다양한 지역으로 이동해 작동할 수 있도록 함으로써 그 사용효율을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

즉, 본 발명은 조류 성장의 주 영양염류인 인산염을 제거해 조류의 발생 및 성장의 근본적인 원인을 제거하면서도 그 처리비용 및 주변 생태계의 교란을 최소화하면서도, 심층수의 Fe^{2 +} 산화 반응을 활성화하여 인산염을 흡착 및 공침시키되, 그 산화반응의 속도 및 효율을 증진시켜 인산염 등의 제거율을 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 인산염 제거를 위한 심층수 산포용 공기 분무장치를 상기의 바람직한 실시 예를 통해 설명하고, 그 우수성을 확인하였지만 해당 기술 분야의 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.

10 : 파이프 20 : 물펌프
30 : 분무기 30a : 공기압축기
30b : 프로펠러 30c : 집수깔때기
40 : 여과기 40a : 바닥감지기

Claims (5)

1. 인산염 제거를 위한 심층수 산포용 공기 분무장치에 있어서,
   심층수의 이송로가 되는 것으로, 일단이 심층수 영역에 설치되고 타단이 수면 외부로 돌출되어 구성되는 파이프(10);
   심층수를 양수하여 파이프(10)를 통해 상부로 전달시키는 것으로, 상기 파이프(10) 중 수면 외부로 돌출된 부분의 일단에 설치되는 물펌프(20);
   상기 물펌프(20)에 의해 상부로 전달되는 심층수를 압축공기를 이용하여 수면으로 분무시키는 것으로, 상기 파이프(10)의 최상단에 설치되고, 공기압축기(30a)와 연동하는 분무기(30); 및
   상기 양수되는 심층수에 포함된 퇴적물을 선택적으로 걸러내는 것으로, 상기 파이프(10)의 최하단에 설치되는 여과기(40);를 포함하여 구성되되,
   상기 분무기(30)를 통해 미세 물방울 형태로 분무되는 심층수를 수평으로 산포시키는 것으로, 상기 분무기(30)의 일단에 설치되는 프로펠러(30b);를 더 포함하여 구성되며,
   또한 상기 산포된 심층수 물방울 중 일부 및, 상기 산포된 심층수 물방울과 대기 중의 산소가 반응하여 생성된 (수)산화철 현탁액 중 일부를 회수하고, 이를 물펌프(20) 하측 영역의 파이프(10) 내부로 전달하는 것으로, 상기 분무기(30)의 하단에 설치되는 집수깔때기(30c);를 더 포함하여 구성되고,
   또한 중량체로 이루어져 바닥면의 감지 및 공기 분무장치의 유속에 따른 흔들림을 방지하는 것으로, 상기 여과기(40)의 하단에 설치되는 바닥감지기(40a);를 더 포함하여 구성되며,
   상기 파이프(10)는, 길이 조절이 가능한 것을 특징으로 하는, 인산염 제거를 위한 심층수 산포용 공기 분무장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제

Images