KR101621339B1 - 수생식물 및 접촉여재를 이용한 생태 융합형 수상 정화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하천이나 호수 등의 물 위에 설치하여 수질을 개선하기 위한 수생식물 및 접촉여재를 이용한 생태 융합형 수상 정화장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 수생식물을 심기 위한 식재 패널; 상기 식재 패널을 설치하기 위한 메인 프레임; 상기 메인 프레임의 하부에 설치되는 부구; 상기 메인 프레임 하부에 정화 공간을 형성하는 장막; 상기 장막의 바닥에 설치되는 웨이트 프레임; 상기 메인 프레임의 하부로부터 상기 장막 내부에 설치되는 접촉 큐브; 상기 웨이트 프레임에 설치되는 산기 수단; 및 상기 메인 프레임의 후방에 설치되는 배수 수단;을 포함하여 구성됨에 따라, 하천이나 호수 등의 물 위에 설치하면서 수생식물과 접촉여재에 의한 자연정화를 통해 수질의 개선이 더욱 효율적으로 이루어지도록 하는 수생식물 및 접촉여재를 이용한 생태 융합형 수상 정화장치를 제공하게 된다.

Description

수생식물 및 접촉여재를 이용한 생태 융합형 수상 정화장치{A water purification device using aquatic plant}

본 발명은 하천이나 호수 등의 물 위에 설치하여 수질을 개선하기 위한 수생식물 및 접촉여재를 이용한 생태 융합형 수상 정화장치에 관한 것이다.

산업이 고도로 발전하면서 환경오염이나 기후변화 또는 자원고갈 등이 화두가 되고 있는데, 그 중에서도 환경오염은 생활 터전에 직접적으로 영향을 주고 있어서 시급한 대처가 필요하다. 특히, 수질의 오염은 직접적으로 식수를 고갈시킬 뿐만 아니라, 수중 생태계의 파괴로 인한 식량자원의 고갈과 나아가 농업용수나 산업용수와 같은 이차 자원의 고갈을 야기하기 때문에 매우 중대한 사안이라 할 수 있다.

이런 이유로 종래에는 하천이나 호수로 유입되기 전에 수처리장을 설치하여 운용하였는데, 그럼에도 워낙 광범위한 지역에서 하천이나 호수로 오염원이 유입되기 때문에 하천이나 호수의 오염은 개선되지 못하는 실정이다.

따라서 최근에는 하천이나 호수에서 직접 오염원을 정화하기 위한 기술이 개발되고 있는데, 그 중에서도 하천이나 호수에 정화능력이 뛰어나 수생식물을 재배하면서 이를 통해 자연정화가 이루어지도록 하는 기술의 개발이 활발하게 진행중이다.

본 발명은 하천이나 호수 등의 물 위에 설치하면서 수생식물과 접촉여재에 의한 자연정화가 이루어지도록 한 수생식물 및 접촉여재를 이용한 생태 융합형 수상 정화장치를 제공하려는 것이다.

본 발명은 하천이나 호수 등의 수위 증감에 따라 높이가 가변적으로 조절되도록 한 수생식물 및 접촉여재를 이용한 생태 융합형 수상 정화장치를 제공하려는 것이다.

본 발명은 수류에 의한 저항을 줄여 보다 안정적인 설치가 이루어지도록 한 수생식물 및 접촉여재를 이용한 생태 융합형 수상 정화장치를 제공하려는 것이다.

본 발명의 수생식물 및 접촉여재를 이용한 생태 융합형 수상 정화장치는 수생식물을 심도록 하되, 뿌리를 수중으로 내리도록 하는 다수개의 식재 패널; 상기 다수개의 식재 패널을 고정 설치하기 위한 메인 프레임; 상기 메인 프레임의 하부에 고정 설치하여 상기 식재 패널이 수면 위에 떠 있도록 하는 부구 상기 메인 프레임으로부터 하부에 설치되면서 수중에 상면이 개방된 정화 공간을 형성하되, 전방 하부에는 외부의 물이 유입되도록 유입구가 형성된 장막 상기 장막의 바닥에 설치되어 장막의 형태를 유지하도록 형성된 웨이트 프레임 상기 메인 프레임의 하부로부터 상기 장막 내부에 설치하되, 미생물의 배양을 통해 수중의 오염원을 정화하기 위한 다수개의 접촉여재를 상하 일정길이로 절단한 상태에서 이를 전후 또는 좌우 일정간격으로 배열 설치한 접촉 큐브 상기 웨이트 프레임에 설치되고, 상기 메인 프레임으로부터 연결되는 공기 유입관을 이용하여 공기를 흡입하고, 흡입된 공기는 산기 펌프와 산기관을 이용하여 상기 웨이트 프레임을 통해 상기 접촉 큐브의 하부로 공기 방울을 공급하는 산기 수단 및 상기 메인 프레임의 후방에 설치하되, 상기 장막 내부의 물을 외부로 배출하기 위한 배수 펌프 또는 스크루 형태의 배수 수단을 포함하여 구성된다.

상기 접촉 큐브는 상기 메인 프레임에 고정 설치되면서 상기 접촉여재의 상단을 걸어 고정하기 위한 탑 프레임과 상기 접촉여재의 하단을 걸어 고정하면서 무게추의 역할을 하는 보텀 프레임에 의해 형성된다.

상기 메인 프레임과 웨이트 프레임 사이에 설치되면서 상기 장막의 전후좌우 네 모서리를 지지하는 지주를 형성하되, 상기 지주는 상하로 분리되어 상호 끼움 결합되면서 상하 길이가 가변되도록 한다.

상기 장막은 수류에 의한 저항을 줄이도록 전면 중앙이 뱃머리 형태로 돌출 형성된다.

상기 메인 프레임 상에 설치되면서 풍력 또는 태양광을 이용하는 발전 수단을 포함하여 구성된다.

상기 웨이트 프레임에 설치되는 유공관을 이용하고, 흡입 펌프를 이용하여 상기 장막의 바닥에 침전된 슬러지를 흡입 배출하기 위한 슬러지 배출 수단을 포함하여 구성된다.

상기 슬러지 배출 수단을 통해 배출되는 슬러지를 저장하도록 하되, 상기 메인 프레임의 일측에 연결 또는 분리할 수 있도록 형성된 슬러지 자장조를 포함하여 구성된다.

본 발명의 수생식물 및 접촉여재를 이용한 생태 융합형 수상 정화장치에 의하면 하천이나 호수 등의 물 위에 설치하면서 수생식물과 접촉여재에 의한 자연정화가 이루어짐에 따라 수질의 개선이 더욱 효율적으로 이루어지는 효과가 있다.

본 발명의 수생식물 및 접촉여재를 이용한 생태 융합형 수상 정화장치에 의하면 하천이나 호수 등의 수위 증감에 따라 높이가 가변적으로 조절되도록 함으로써, 수량 감소에 의해 수생식물이 물 위로 드러나 고사하는 것을 방지함은 물론이고, 수상 정화장치의 하부가 하천의 바닥에 접촉하여 파손되는 것을 방지하는 효과가 있다.

본 발명의 수생식물 및 접촉여재를 이용한 생태 융합형 수상 정화장치에 의하면 수류에 의한 저항을 줄여 보다 안정적인 설치가 이루어지도록 함으로써, 빠른 수류에 의한 망실이나 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명이 적용된 수생식물 및 접촉여재를 이용한 생태 융합형 수상 정화장치를 도시한 사용상태도.
도 2는 본 발명이 적용된 수생식물 및 접촉여재를 이용한 생태 융합형 수상 정화장치를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명이 적용된 수생식물 및 접촉여재를 이용한 생태 융합형 수상 정화장치를 도시한 분해 사시도.
도 4는 본 발명이 적용된 수생식물 및 접촉여재를 이용한 생태 융합형 수상 정화장치를 도시한 측단면도.
도 5는 본 발명이 적용된 수생식물 및 접촉여재를 이용한 생태 융합형 수상 정화장치의 장막을 도시한 사시도.
도 6은 본 발명이 적용된 수생식물 및 접촉여재를 이용한 생태 융합형 수상 정화장치의 실시 예를 도시한 단면도.
도 7 및 도 8은 본 발명이 적용된 수생식물 및 접촉여재를 이용한 생태 융합형 수상 정화장치의 다른 실시 예를 도시한 단면도.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 구체적으로 살펴본다.

명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명의 수생식물 및 접촉여재를 이용한 생태 융합형 수상 정화장치는 도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이 수생식물을 심기 위한 식재 패널(100), 상기 식재 패널을 설치하기 위한 메인 프레임(200), 상기 메인 프레임의 하부에 설치되는 부구(300), 상기 메인 프레임 하부에 정화 공간을 형성하는 장막(400), 상기 장막의 바닥에 설치되는 웨이트 프레임(500), 상기 메인 프레임의 하부로부터 상기 장막 내부에 설치되는 접촉 큐브(600), 상기 웨이트 프레임에 설치되는 산기 수단(700) 및 상기 메인 프레임의 후방에 설치되는 배수 수단(800)을 포함하여 구성된다.

상기 식재 패널(100)은 수생식물을 심기 위한 것으로서, 심은 수생식물이 뿌리를 수중으로 내려 생장하도록 형성한다. 이와 같은 식재 패널(100)은 필요에 따라 설치 및 분리가 가능하도록 다수 개의 모듈로 구성하는 것이 바람직하다.

상기 식재 패널(100)은 도면에 도시된 바와 같이 수중에서 접촉여재에 의한 생물학적 정화가 이루어지는 부분의 양측에 설치하는 것이 바람직하지만, 필요에 따라 생물학적 정화가 이루어지는 상부에도 설치할 수 있다. 이때, 상기 생물학적 정화가 이루어지는 부분의 양측에 설치되는 식재 패널 하부에서는 수생식물의 뿌리에 의해 동물성 플랑크톤이 증식하기 좋은 환경을 제공하고, 물고기의 은신처나 산란처를 제공하게 된다.

한편, 상기 식재 패널(100)에 의한 수생식물의 생장은 하천이나 호수 등의 수면을 은폐하기 때문에 햇빛을 차단하여 수 중 녹조발생을 억제할 수 있다.

상기 메인 프레임(200)은 상기 다수개의 식재 패널(100)을 고정 설치하기 위한 것으로서, 필요에 따라 도면에 도시된 바와 같이 중앙과 좌우를 구분하여 통로를 형성할 수 있다.

상기 부구(300)는 상기 메인 프레임(200)을 따라 하부에 고정 설치하여 상기 식재 패널(100)이 수면 위에 떠 있도록 하는 것으로서, 물에 잘 뜨는 스티로폼이나 플라스틱 통 또는 튜브가 될 수 있다.

상기 장막(400)은 상기 메인 프레임(200)으로부터 하부에 설치되면서 수중에 상면이 개방된 정화 공간을 형성하되, 전방 하부에는 외부의 물이 유입되도록 유입구(410)가 형성된다. 상기 장막(400)은 비닐이나 고무 또는 직물 재질로 형성함으로써, 후술하는 바와 같이 수위에 따라 접히거나 펼쳐짐이 용이하도록 한다.

상기 장막(400)은 실시 예로서 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 상기 메인 프레임(200)과 후술하는 웨이트 프레임(500) 사이에 설치되면서 상기 장막(400)의 전후좌우 네 모서리를 지지하는 지주(420)를 형성하되, 상기 지주(420)는 상하로 분리되어 상호 끼움 결합 되면서 상하 길이가 가변 되도록 형성한다. 즉, 상기 지주(420)는 낚싯대와 같이 길이를 줄이거나 늘릴 수 있도록 하는 것인데, 수위가 높은 상태에서는 웨이트 프레임(500)의 무게에 의해 길이가 늘어났다가 수위가 줄어들면 장막과 함께 웨이트 프레임이 하천의 바닥에 닿으면서 길이가 줄어드는 것이다.

상기 장막(400)은 실시 예로서 도 5에 도시된 바와 같이 수류에 의한 저항을 줄이도록 전면 중앙이 뱃머리 형태로 돌출 형성된다. 이때, 장막(400)의 돌출된 부분은 상기 메인 프레임(200)과 후술하는 웨이트 프레임(500)에 의해 지지되도록 한다.

상기 웨이트 프레임(500)은 상기 장막(400)의 바닥에 설치되어 장막(400)의 형태를 유지하기 위한 것으로서, 상기 메인 프레임(200)과 별도로 구성하되, 별도의 체인이나 와이어를 이용하여 연결할 수 있다.

상기 접촉 큐브(600)는 상기 메인 프레임(200)의 하부로부터 상기 장막(400) 내부에 설치하되, 미생물의 배양을 통해 수중의 오염원을 정화하기 위한 다수개의 접촉여재(610)를 상하 일정길이로 절단한 상태에서 이를 전후 또는 좌우 일정간격으로 배열 설치한다. 상기 접촉여재(610)는 미생물이 배양 서식할 수 있도록 나이론 또는 PE 등의 직물재로 형성된다. 이와 같은 접촉여재(610)는 오폐수 정화장치에서 통상적으로 사용되는 것으로 한다.

상기 접촉 큐브(600)는 실시 예로서 상기 메인 프레임(200)에 고정 설치되면서 상기 접촉여재(610)의 상단을 걸어 고정하기 위한 탑 프레임(620)과 상기 접촉여재의 하단을 걸어 고정하면서 무게추의 역할을 하는 보텀 프레임(630)에 의해 형성된다. 따라서 앞서 설명한 바와 같이 상기 장막(400)이 수위가 낮아짐에 따라 접할 때 상기 접촉여재도 접히면서 높이 가변의 폭이 크게 이루어지도록 한다. 이때, 상기 탑 프레임(620)은 도면에 도시된 바와 같이 메인 프레임으로부터 일정거리 이격되도록 하여 그 사이에서 수생식물이 뿌리를 내려 채우도록 하면서 수생식물의 뿌리가 접촉여재(610)와 엉키지 않도록 한다. 이를 통해 상기 수생식물의 뿌리가 천연의 접촉여재 역할을 수행함으로써, 미생물에 의한 생물학적 정화의 효과를 높일 수 있다.

상기 산기 수단(700)은 상기 웨이트 프레임(500)에 설치되고, 상기 메인 프레임(200)으로부터 연결되는 공기 유입관(710)을 이용하여 공기를 흡입하고, 흡입된 공기는 산기 펌프(720)와 산기관(730)을 이용하여 상기 웨이트 프레임을 통해 상기 접촉 큐브(600)의 하부로 공기 방울을 공급한다. 따라서 상기 산기를 통해 접촉여재(610)에서 배양되는 미생물에게 산소를 공급함과 아울러, 접촉여재(610)에 달라붙은 침전물을 떨어내고 바닥의 침전물을 부양시키면서 원활한 정화가 이루어지도록 한다. 이때, 상기 산기 수단(700)을 통해 주입되는 공기는 수중 용해율을 향상시키기 위하여 블로워나 콤프레서를 이용하여 압축하면서 마이크로 버블이나 나노 버블 형태의 미세기포로 단독 또는 병합하여 적용할 수 있다.

상기 배수 수단(800)은 상기 메인 프레임의 후방에 설치하되, 상기 장막 내부의 물을 외부로 배출하기 위한 배수 펌프 또는 스크루 형태로 형성된다. 이때, 상기 장막(400)의 후면을 관통하여 상기 배수 수단에 의한 물 배출이 원활하게 이루어지도록 할 수 있다.

본 발명은 일 실시 예로서 도 7에 도시된 바와 같이 상기 메인 프레임 상에 설치되면서 풍력 또는 태양광을 이용하는 발전 수단(900)을 포함한다. 상기 발전 수단(900)은 생성된 전기를 충전하였다가 상기 산기 수단의 산기 펌프 또는 배수 수단의 배수 펌프나 후술하는 슬러지 배출수단의 흡입 펌프를 작동시키는 전원으로 사용한다.

본 발명은 다른 실시 예로서 도 8에 도시된 바와 같이 상기 웨이트 프레임에 설치되는 유공관(1010)을 이용하고, 흡입 펌프(1020)를 이용하여 상기 장막의 바닥에 침전된 슬러지를 흡입 배출하기 위한 슬러지 배출 수단(1000)을 포함하여 구성된다. 이와 같이 슬러지 배출 수단(1000)을 통해 장막의 바닥으로부터 흡입 배출되는 슬러지는 예를 들어 공기와 함께 빨아당겨 상류 측으로 뿜어내도록 한다.

또한, 상기 슬러지 배출 수단(1000)은 실시 예로서 배출되는 슬러지를 상류 측으로 뿜어내지 않고 바로 옆에 일정량을 저장할 수 있는 슬러지 저장조(1030)를 포함하여 구성할 수 있는데, 상기 슬러지 저장조(1030)는 상기 메인 프레임(200)의 일측에 간편하게 연결 또는 분리할 수 있도록 하여 주기적으로 보관 및 분리하면서 육지로 쉽게 이송처리할 수 있도록 한다.

이와 같은 구성의 본 발명에 의하면 하천이나 호수 등의 물 위에 설치하면서 수생식물과 접촉여재에 의한 자연정화가 이루어짐에 따라 수질의 개선이 더욱 효율적으로 이루어지게 된다.

또한, 본 발명은 하천이나 호수 등의 수위 증감에 따라 높이가 가변적으로 조절되도록 함으로써, 수량 감소에 의해 수생식물이 물 위로 드러나 고사하는 것을 방지함은 물론이고, 수상 정화장치의 하부가 하천의 바닥에 접촉하여 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 장막의 전면이 뱃머리 형태로 돌출됨에 따라 수류에 의한 저항을 줄여 보다 안정적인 설치가 이루어지도록 함으로써, 빠른 수류에 의한 망실이나 파손을 방지할 수 있게 된다.

100: 식재 패널
200: 메인 프레임
300: 부구
400: 장막 410: 유입구
500: 웨이트 프레임
600: 접촉 큐브 610: 접촉여재
620: 탑 프레임 630: 보텀 프레임
700: 산기 수단 710: 공기 유입관
720: 산기 펌프 730: 산기관
800: 배수 수단
900: 발전 수단
1000: 슬러지 배출 수단 1010: 유공관
1020: 흡입 펌프 1030: 슬러지 저장조

Claims (7)

1. 수생식물을 심도록 하되, 뿌리를 수중으로 내리도록 하는 다수개의 식재 패널;
   상기 다수개의 식재 패널을 고정 설치하기 위한 메인 프레임;
   상기 메인 프레임의 하부에 고정 설치하여 상기 식재 패널이 수면 위에 떠 있도록 하는 부구;
   상기 메인 프레임으로부터 하부에 설치되면서 수중에 상면이 개방된 정화 공간을 형성하되, 전방 하부에는 외부의 물이 유입되도록 유입구가 형성된 장막;
   상기 장막의 바닥에 설치되어 장막의 형태를 유지하도록 형성된 웨이트 프레임;
   상기 메인 프레임과 웨이트 프레임 사이에 설치되면서 상기 장막의 전후좌우 네 모서리를 지지하는 지주를 형성하되, 상기 지주는 상하로 분리되어 상호 끼움 결합되면서 상하 길이가 가변되도록 형성하고,
   상기 메인 프레임의 하부로부터 상기 장막 내부에 설치하되, 미생물의 배양을 통해 수중의 오염원을 정화하기 위한 다수개의 접촉여재를 상하 일정길이로 절단한 상태에서 이를 전후 또는 좌우 일정간격으로 배열 설치한 접촉 큐브;
   상기 웨이트 프레임에 설치되고, 상기 메인 프레임으로부터 연결되는 공기 유입관을 이용하여 공기를 흡입하고, 흡입된 공기는 산기 펌프와 산기관을 이용하여 상기 웨이트 프레임을 통해 상기 접촉 큐브의 하부로 공기 방울을 공급하는 산기 수단 및 상기 메인 프레임의 후방에 설치하되, 상기 장막 내부의 물을 외부로 배출하기 위한 배수 펌프 또는 스크루 형태의 배수 수단;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수생식물 및 접촉여재를 이용한 생태 융합형 수상 정화장치.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 접촉 큐브는,
   상기 메인 프레임에 고정 설치되면서 상기 접촉여재의 상단을 걸어 고정하기 위한 탑 프레임과 상기 접촉여재의 하단을 걸어 고정하면서 무게추의 역할을 하는 보텀 프레임에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 수생식물 및 접촉여재를 이용한 생태 융합형 수상 정화장치.
   
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서, 상기 장막은 수류에 의한 저항을 줄이도록 전면 중앙이 뱃머리 형태로 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 수생식물 및 접촉여재를 이용한 생태 융합형 수상 정화장치.
   
5. 청구항 1에 있어서, 상기 메인 프레임 상에 설치되면서 풍력 또는 태양광을 이용하는 발전 수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수생식물 및 접촉여재를 이용한 생태 융합형 수상 정화장치.
   
6. 청구항 1에 있어서, 상기 웨이트 프레임에 설치되는 유공관을 이용하고, 흡입 펌프를 이용하여 상기 장막의 바닥에 침전된 슬러지를 흡입 배출하기 위한 슬러지 배출 수단;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수생식물 및 접촉여재를 이용한 생태 융합형 수상 정화장치.
   
7. 청구항 6에 있어서, 상기 슬러지 배출 수단을 통해 배출되는 슬러지를 저장하도록 하되, 상기 메인 프레임의 일측에 연결 또는 분리할 수 있도록 형성된 슬러지 저장조;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수생식물 및 접촉여재를 이용한 생태 융합형 수상 정화장치.
   

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