KR101624118B1 - 다단형(多段型)구조를 갖는 수역정화장치 - Google Patents

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이상협
최재우
박찬혁
김일호
김무수
료지 테라이
켄이치로 요코오
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한국과학기술연구원
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Abstract

본 발명은 녹조 현상을 유발하는 조류를 제거하기 위한 장치에 관한 것으로, 수역수를 유입하는 흡인부, 흡인부와 연통되는 덕트부, 덕트부 내부 공간에 구비되는 수류발생부 및 부력체를 포함하는 것을 특징으로 하는 로 하는 다단형 구조를 갖는 수역정화장치에 관한 것이다.

Description

다단형(多段型)구조를 갖는 수역정화장치{Water purification apparatus having multistage model}
본 발명은 녹조 현상을 유발하는 조류 제거에 적합한 수역정화장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 볼텍스 튜브로부터 생성된 냉각 기체, 초음파 진동자, 수류발생부, 다수의 측정센서, 항균제가 코팅된 다수개의 격벽 및 침전물 배출관이 구비된 흡인부와 덕트부로 이루어진 다단형 구조를 갖는 수역정화장치에 관한 것이다.
매년 여름철이면 발생하는 녹조로 인해 수자원 관리에 대한 불신감이 높아지면서 녹조 방제 대책이 시급히 요구되고 있다. 물은 인류뿐만 아니라 모든 생명체에게 없어서는 안되는 중요한 자원이며, 특히 하천은 무더운 여름철 여가생활을 위한 아름답고 쾌적한 휴식공간으로서의 역할이 그 어느 때보다도 크다.
녹조는 주로 여름철에 녹색을 띠는 조류가 대량으로 증식하여 물 색깔이 청남색이나 녹색으로 변하는 현상으로, 영양염류인 질소(N)와 인(P), 높은 기온, 많은 일사량, 수역의 정체 등의 요소가 복합적으로 작용하여 발생한다. 녹조가 발생하면 시각적인 불쾌감 유발, 남조류 독소에 의한 공중위생상의 문제, 어류 폐사, 하수처리비용과 정수처리비용 증가 등 많은 문제점을 야기시킨다. 실제 1979년 호주에서는 조류에 오염된 저수지의 음용수 사용을 통해 간염과 유사한 증상을 나타낸 사례가 보고 되었고, 유럽 등에서는 남조류가 번성한 물을 먹고 가축이 폐사한 경우도 있어, 녹조 발생은 우리나라뿐만이 아니라 전 세계적으로 심각한 문제이다.
일반적으로 알려져 있는 녹조 방제 기술로는 물리적, 화학적, 생물학적 및 기타 복합 기술로 크게 구분할 수 있다. 물리적 방제 기술에는 수중폭기, 초음파 및 차광막 등과 화학적 방제 기술에는 응집제, 살조제, 황토 및 천연 추출물을 이용하는 기술 등이 알려져 있다. 또한, 질소(N)와 인(P) 등의 영양염류를 흡수시킴으로써 녹조의 번식을 억제하는 수생식물재배, 녹조를 사멸시키는 살조세균 및 먹이사슬을 통해 녹조를 제어하는 포식자를 이용하는 생물학적 기술, 수중에 미세한 기포를 발생시켜 수표면에서 녹조를 제거하는 가압부상시설 등의 복합 기술 등을 들 수 있다. 그러나 이들 기술은 비용, 2차 오염, 효율 등에서 많은 문제점들이 지적되고 있어, 경제적이면서 친환경적이고 효과적인 방제기술이 절실히 요구되는 상황이다.
한국공개특허공보 제2003-0066987호 한국공개특허공보 제2015-0125746호 한국공개특허공보 제2015-0067659호
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 조류의 발생을 억제하고, 또 발생된 조류를 효과적으로 사멸 및 사멸된 조류를 수거할 수 있는 수역정화장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다단형 구조를 갖는 수역정화장치는, 수역수를 유입하는 흡인부(10), 상기 흡인부(10)와 연통되는 덕트부(20), 상기 덕트부(20) 내부 공간에 구비되는 수류발생부(30) 및 부력체(60)포함할 수 있다.
또한 본 발명의 다단형 구조를 갖는 수역정화장치는 1개 이상의 제1 초음파 진동자(11) 및/또는 제2 초음파 진동자(12)가 상기 흡인부(10)의 소정 위치에 더 구비될 수 있다.
또한 본 발명의 다단형 구조를 갖는 수역정화장치는 흡인부(10)와 연통되는 압축공기 공급관(40)으로 기체가 공급되되, 상기 기체는 볼텍스튜브로부터 생성된 10℃ 이하의 온도를 갖는 기체일 수 있다.
또한 본 발명의 다단형 구조를 갖는 수역정화장치에서 상기 흡인부(10)는 상부면이 개방되고, 상기 덕트부(20)로 갈수록 단면적이 점진적으로 작아질 수 있다.
또한, 상기 덕트부(20)는 제1 관체(21), 상기 제1 관체(21)보다 단면적이 작은 제3 관체(23) 및 상기 제1 관체(21)와 제3 관체(23)를 연결하는 제2관체(22)로 이루어질 수 있다.
또한 본 발명의 다단형 구조를 갖는 수역정화장치의 덕트부(20) 제2 관체(22)에는 1개 이상의 격벽(24)이 구비되고, 상기 격벽(24)은 이오넨 폴리머(ionene polymer) 또는 그 혼합물을 포함하는 항균제로 코팅될 수 있다.
더욱이, 본 발명의 다단형 구조를 갖는 수역정화장치는 상기 흡인부(10)와 상기 덕트부(20)을 연결하는 고정 수단(25)을 더 구비하되, 상기 제고정 수단(25)은 소정의 폭을 갖는 밴드일 수 있다.
또한 본 발명의 다단형 구조를 갖는 수역정화장치의 수류발생부(30)는 1개 이상의 구동수 관통수실부(34), 유동토출부(36) 및 1개 이상의 산화제 관통부(35)를 구비할 수 있다.
여기서, 상기 산화제는 오존, 이산화염소, 하이포염소산 나트륨, 염소 및 과산화수소 중 어느 하나를 선택할 수 있다.
한편, 본 발명의 다단형 구조를 갖는 수역정화장치의 상기 덕트부(20)에는 1개 이상의 침전물 배출관(26)을 더 구비할 수 있다.
또한 본 발명의 수역정화장치는 흡인부(10)와 덕트부(20)를 고정하는 프레임(70)을 더 구비할 수 있다.
게다가 본 발명의 다단형 구조를 갖는 수역정화장치의 흡인부(10)은 수온 측정센서, 용존산소 측정센서, 탁도 측정센서, BOD 측정센서, 유속 측정센서 및 조류 측정센서 중 어느 하나 이상의 측정센서(50)를 더 구비할 수 있고, 상기 부력체(60)는 상기 측정센서(50)의 결과치를 수신하고, 상기 제1 초음파 진동자(11), 제2 초음파 진동자(12), 압축공기 공급 및 수류발생부(30)의 작동여부를 제어하는 제어부(51)를 더 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 수역정화장치는 볼텍스 튜브로부터 얻어진 냉각 가압된 기체를 물속으로 공급하여 수온을 낮출 수 있기 때문에 조류의 발생을 예방할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 수역정화장치는 초음파 진동자를 구비하고 있고, 이러한 초음파에 의하여 가스 기포 파괴, 기포 입자의 미세화 그리고 미세화된 기포 입자를 파괴할 수 있어 조류를 효과적으로 제어할 수 있다는 장점이 있다.
또한 본 발명의 수역정화장치는 덕트부에 미세기포를 파괴할 수 있는 항균제로 코팅된 다수개의 격벽을 구비하고 있어, 조류의 부착 번식을 억제할 수 있을 뿐만 아니라 조류를 효과적으로 제어시킬 수 있다는 효과가 있다.
또한 본 발명의 수역정화장치는 덕트부에 침전한 조류를 수거할 수 있는 다수개의 침전물 배출관을 구비하고 있어, 조류 분해시 발생하는 질소와 인의 용출을 사전에 예방할 수 있다는 장점이 있다.
아울러 본 발명의 수역정화장치는 구동수의 흐름을 이용한 흡입방식을 채용하고 있기 때문에 저전력 및 고성능 수류를 발생시킬 수 있고, 또 산화제를 함께 주입할 경우 유기물의 산화를 기대할 수 있을 뿐만 아니라 수류의 발생을 더욱 용이하게 한다는 효과가 있다.
또한 본 발명의 수역정화장치는 수역수의 수질환경을 감지하는 측정센서와 센서의 결과를 바탕으로 정화장치의 가동여부를 제어하는 제어부를 구비하고 있어 자동 운전이 가능하다는 장점이 있다.
도 1는 본 발명 일 실시예에 따른 다단형 구조를 갖는 수역정화장치의 단면도이다.
도 2는 흡인부와 덕트부를 위에서 바라본 평면도이다.
도 3은 도 1의 측면도 일부와 정면도 일부를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다단형 구조를 갖는 수역정화장치의 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 수류발생부의 확대도이다.
도 6는 수류발생부의 변형 실시 예이다.
이하, 본 발명에 따른 다단형 구조를 갖는 수역정화장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
본 출원에서 "포함한다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 다르게 정의되지 않는 한 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다단형 구조를 갖는 수역정화장치의 단면도, 도 2는 흡인부와 덕트부를 위에서 바라본 평면도, 그리고 도 3은 측면도 일부와 정면도 일부를 도시한 도면이다.
본 발명의 수역정화장치는 조류의 발생을 억제하고, 또 발생한 조류를 효과적으로 제어 및 수거함으로써, 조류에 기인하는 녹조현상을 저감시킬 수 있는 폐쇄성 수역의 정화를 도모하기 위한 장치로서, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 흡인부(10), 덕트부(20), 수류발생부(30), 압축공기 공급관(40), 측정센서(50), 부력체(60) 및 프레임(70)을 포함하여 이루어진다.
본 발명의 수역정화장치에서 상기 흡인부(10)는 유입된 수역수와 제1 및 제2 초음파 진동자(11, 12)가 구비되며 소정의 공간부를 가지고 있다.
상기 흡인부(10)의 외면(外面)에는 제1 초음파진동자(11)가 구비될 수 있고, 유동 방향에 따라 1개 이상의 제2 초음파 진동자(12)가 더 구비될 수 있다.
즉, 상기 흡인부(10)은 조류가 발생한 폐쇄성 수역의 물이 유입되는 유입구, 제1 초음파 진동자(11)와 제2 초음파 진동자(12)로부터 발진된 초음파와 접촉한 후 배출되는 유출구를 구비하고 있다.
상기 제1 초음파 진동자(11)는 수역수에 포함된 조류에 초음파를 조사하여 조류를 제어하는 기능을 수행한다. 조류의 세포 내에는 부력 기능을 수행하는 가스 기포가 존재하며, 이들 포자는 번식이 쉬운 수면부근까지 상승하는 것을 가능하게 하지만, 초음파를 조사하면 가스 기포가 파괴되어 침강하게 되고, 결과적으로 증식이 억제되거나 사멸되는 것이다.
상기 제2 초음파 진동자(12)는 상기 제1 초음파 진동자(11)와 동일한 기능인 조류의 가스 기포를 파괴하는 기능 외에도 후술할 압축공기 공급관(40)으로부터 공급되는 거대 기포입자를 미세화하고, 또 미세화된 기포입자를 파괴하는 역할을 더 수행하기 위함이다.
즉, 후술할 압축공기 공급관(40)으로부터의 공기가 물속으로 공급되면 수십마이크로 이상의 크기를 갖는 기포가 형성되지만, 이들 기포는 너무 커서 조류를 효과적으로 부상시킬 수 없을 뿐만 아니라 조류를 제어하는 것도 불가능하다. 그러나 거대 기포입자가 포함된 물속으로 초음파를 발진시키면, 마이크로 단위의 기포를 미세화시키고 또 미세화된 기포 파괴시 발생하는 에너지, 즉 초음파 캐비테이션 현상에 의하여 조류를 제어할 수 있기 때문에 종래의 기포 주입을 통한 부상분리 제거방법보다도 훨씬 효과적이다.
한편, 상기 흡인부(10)은 덕트부(20)로 갈수록 단면적이 점진적으로 작아지는 것이 바람직하고, 또한 수역수가 상기 흡인부(10)로 쉽게 유입될 수 있도록 상기 흡인부(10)의 수역수 유입구는 2개 이상으로 형성되는 것이 바람직하다. 특히 상기 흡입부(10)의 유입구 중 하나는 상측, 즉 수면 부근 방향에 형성되는 것이 바람직하며, 이는 발생한 조류의 대부분이 수면부근에 존재하기 때문이다.
상기 흡인부(10) 후단에 구비되는 덕트부(20)는 도 2에 도시한 바와 같이 단면적 또는 직경이 상이한 제1 내지 제3 관체(21, 22, 23)인 3 종류의 관체로 이루어져 있다. 제1 관체(21)는 단면적이 최대이고, 제2 관체(22)는 일측 단부는 상기 제1 관체(21)와 연결되고 타측 단부는 제3 관체(23)와 연결된 소정의 공간부를 갖도록 형성된다.
상기와 같이 제1 관체(21)는 단면적이 최대인 구형체(矩形), 제2 관체(22)는 원통형 그리고 제3 관체(23)는 제1 관체(21)보다 단면적이 작은 원통형으로 채용한 이유는 정화효율을 극대화하기 위한 것이다.
좀더 상세히 설명하면, 제1 관체(21)는 제2 초음파 진동자(12)와 근접하여 흡인부(10)를 통과한 수역수가 유입되며 또한 후술할 냉각된 가압 공기가 유입되는 공간으로, 수역수의 조류 제어를 위한 반응조 역할을 수행해야 하기 때문에 가급적 큰 공간부를 가지는 것이 바람직하고, 제2 관체(22)는 제1 관체(21)에서 사멸되지 않은 조류, 즉 미세한 기포에 부착된 조류들을 후술할 격벽(24)에 부딪히게 하여 제거하기 위해서는 제1 관체(21)보다 직경이 작은 것이 유리하기 때문이다.
한편, 제1 관체(21)와 제3 관체(23)는 플렉시블한 관체를 사용하는 것이 바람직하다. 이는 상기 제1 관체(21) 내지 제3 관체(23)는 단면이나 직경이 상이하기 때문에 이들 관체를 쉽게 연결시키고, 또 수역수의 갑작스러운 흐름변화로부터 장치를 보호하기 위함이다.
한편, 도 4는 덕트브(20)가 변형된 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 도면으로, 도 1 및 2와는 달리 덕트부(20)를 원추형으로 설계하는 것도 가능하다.
도 4와 같이 덕트부(20)의 직경을 점진적으로 줄어드는 원추형으로 선택할 경우, 흡인부(10)를 통과한 수역수는 협소해진 단면적으로 인하여 후술할 격벽(11)과 충돌하기가 용이하고 따라서 조류의 제거 성능을 향상시킬 수 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참고하면서 설명하면, 제2 관체(22) 내측면에는 격벽(24)이 설치되어 있다. 상기 격벽(24)의 개수는 특별히 제한이 없지만, 1개 이상인 것이 바람직하다.
상기 격벽(24)은 항균제로 코팅하는 것이 바람직하다. 부영양화가 진행된 폐쇄수역에는 질소와 인이 과량으로 포함되어 있어 조류가 대량증식하게 된다. 이러한 조류는 부유성뿐만 아니라 수역의 각종 매체에 부착하여 증식하기도 하며, 특히 부착성 조류는 증식속도가 빠르고 또 부유성 조류에 비해 제거가 더욱 곤란하다. 따라서 이러한 조류의 증식 특성과 제거의 용이성을 고려하여, 상기 격벽(24)을 항균제로 코팅하는 것이 바람직하다.
여기서, 항균제는 이오넨 폴리머(ionene polymer) 또는 그 혼합물 일수 있다. 일 예로 이오넨 폴리머(ionene polymer)는 아래 식의 반복 단위를 포함할 수 있다.
Figure 112016017293890-pat00001
여기서, R1, R2, R3 및 R4는 각각 동일하거나 상이할 수 있고, 수소(H), 적어도 하나의 수산기로 치환되어도 좋은 탄소수 1~20의 알킬기, 및 벤젠고리에 적어도 하나의 탄소수 1~20의 알킬기로 치환되어도 좋은 벤질기로부터 선택된 기(基)이다. 보다 바람직한 R1, R2 R3 및 R4는 각각 모두 메틸기 또는 에틸기이다.
또한 상기 식에서 A는 -CH2CH2CH2-, -CH2CH(OH)CH2- 또는 ―CH2CH2OCH2CH2-이다. 또한 상기 식에서 B는 -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2- 또는 ―CH2(CH2)4CH2-이고, X2-는 염화물 음이온 및 브롬화물 음이온으로부터 선택되는 두 개의 1가 음이온이다.
상기 흡인부(10)와 덕트부(20)에는 침전물 배출관(26)을 더 구비하는 것이 바람직하다. 사멸되거나 침전된 조류는 덕트부(20)의 출구와 구동수 관통수실부(34)를 통하여 수역으로 배출되기도 하지만, 일부는 흡인부(10)나 덕트부(20)의 제1 내지 제3 관체(21, 22, 23) 내부 공간부에 침전하게 된다. 만약 이들 사멸되거나 침강한 조류를 수역 외부로 배출시키지 않으면, 조류가 분해되는 과정에서 질소와 인이 용출되어 수계로 환원되고, 이들 질소(N)와 인(P)은 다시 조류의 먹이가 되기 때문에 조류의 번식을 원천적으로 차단하기 위해서는 반드시 조류를 수역 외부로 배출시켜 최종 처리하는 것이 바람직하다.
따라서 본 발명 수역정화장치의 흡인부(10)와 덕트부(20)에는 사멸되거나 침전된 조류를 수역 외부로 배출시킬 수 있도록, 침전물이 많이 발생하는 위치에 1개 이상의 침전물 배출관(26)을 마련하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 흡인부(10)과 덕트부(20)은 적절한 고정수단을 통하여 상호 연결될 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 소정의 폭을 갖는 1개 이상의 밴드로 상기 흡인부(10)과 상기 덕트부(20)를 연결하는 것이 바람직하나, 동일한 기능을 수행할 수 있다면 상기 고정 수단(25)은 특별히 제한하지 않는다.
한편, 녹조현상이 발생하는 대부분의 수역은 물의 흐름, 즉 유속이 매우 낮아 물이 잘 순환되지 않는다. 따라서 본 발명의 수역정화장치는 덕트부(20) 유출구가 구비된 제3 관체(23) 내부 공간부에 수류발생부(30)를 구비하고 있다.
상기 수류발생부(30)는 도 5에 도시된 바와 같이, 관통수실부(34), 에서 압력수가 유동토출부를 향하여 토출되는 구조이며, 산화제 관통로(35)를 더 구비할 수 있다.
구동수펌프(32)에 의해 흡인된 수역의 물이 관통수실부(34)에서 배합된다. 또한 산화제 공급관(33)을 통하여 각종 산화제를 수역으로 혼합 확산시키는 것이 가능하다.
여기서, 산화제 관통로(35)로 유입되는 산화제는 수류를 발생시키는기능 외에도 유기물을 산화시키는 역할을 더 수행하기 위한 것이다. 즉, 색도 유발물질, 탁도 유발물질, 냄새 유발물질 등 수역마다 존재하는 각종 유기물을 산화시킬 수 있다. 이러한 산화제는 유기물을 산화시킬 수 있는 물질이라면 특별히 제한하지 않지만, 오존, 이산화염소, 하이포염소산 나트륨, 염소 및 과산화수소 중 어느 하나 이상인 것이 바람직하다. 또한 상기 산화제는 기체상 또는 액상으로 제조하여 주입할 수 있다.
도 1에서는 육상설비형의 구동수 펌프(32)를 사용하여 구동수를 공급하는 경우에 관해서만 도시하고 있지만, 수중펌프(미도시)를 사용하여 수류발생부(30)로 물을 공급하여 수류를 발생시킬 수도 있다.
한편 도 6은 수류발생부의 변형실시예이다. 상기 변형 실시 예에서는 덕트부(20)의 수역수 배출구 부근에 덕트부(20)를 관통하여 구동수 관통수실부(34)와 산화제 관통로(35)가 구비되어 있다. 즉, 구동수 관통수실부(34)와 산화제 관통로(35)는 덕트부(20)의 유출구 방향으로 경사지게 형성되어 있어 구동수 및/또는 산화제가 공급되면 흡인부에서 흡인된 물이 자연스럽게 덕트부(20)로 유입될 수 있어, 도 5에서와 같은 유동토출부(36)가 필요하지 않아 장치의 간소화가 가능하다는 장점이 있다.
압축공기 공급관(40)의 토출구는 덕트부(20)인 제1 관체(21)를 관통하여 소정 위치 공간부에 위치한다. 공기 압축 펌프(42)에 의하여 압축된 공기는 압축 탱크(41)와 압축 공기 공급관(40)을 경유한 후 덕트부(20)로 공급된다.
여기서 상기 압축공기 공급관(40)은 볼텍스 튜브(vortex tube)인 것이 바람직하고, 볼텍스 튜브로부터 배출되는 10℃ 이하의 온도를 갖는 냉각 기체인 것이 더욱 바람직하다.
볼텍스 튜브(vortex tube)란 압축된 공기가 볼텍스 튜브로 공급되면 와류실에서 고속으로 회전하게 되며, 일측으로는 차가운 공기가 배출되고 타측으로는 뜨거운 공기가 배출되는 원리를 이용하는 튜브로서, 이미 금속 가공분야 등에서 적용되고 있는 기술에 해당되므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
녹조발생현상은 전술한 바와 같이 유속이 낮아 물이 잘 순환되지 않는 경우 및/또는 물의 온도가 높은 경우 발생빈도가 높은 것으로 알려져 있다.
따라서 본 발명에서는 물의 온도를 낮추기 위하여 냉각된 기체를 공급하는 볼텍스 튜브(vortex tube)인 것이 바람직하다. 특히 이러한 냉각된 기체는 낮은 온도로 인하여 물속으로 용해되기 쉽고 따라서 초음파 발진시 미세기포를 발생시키기 용이할 수 있다는 장점도 있다.
상기 덕트부(20)에는 수역수의 수질환경을 감지하기 위한 측정센서가 1개 이상 구비될 수 있다. 특히, 바람직하게는 조류가 번식할 가능성을 예측하거나 번식한 조류의 밀도를 측정할 수 있는 공지의 측정센서인 수온 측정센서, 용존산소 측정센서, 탁도 측정센서, BOD 측정센서, 유속 측정센서 및 조류 측정센서 중 어느 하나 이상을 구비할 수 있고, 상기 측정센서에 제한하지 않고 통상의 기술자라면 필요에 따라 다수의 측정센서(50)를 부가할 수 있음은 자명하다.
또한 이들 측정센서(50)로부터의 측정 결과는 후술할 제어부(51)로 전송되며, 제어부(51)는 전송된 결과를 바탕으로 본 발명 수역정화장치의 가동과 이동 여부를 결정하게 된다.
예를 들어, 조류 측정센서의 측정결과가 설정치 이상이면, 구동수 펌프(32), 초음파 발진기(27) 및 압축 공기 펌프(42)를 구동시켜 조류를 억제한다. 조류의 발생가능성이 낮거나 발생한 조류가 측정치 미만이면 수역의 다른 위치로 장치를 이동한다.
여기서, 조류 측정센서에 대해서만 예시로 설명하였으나, 상기에서 언급한 수온, 용존산소, 탁도 및 유량에 관한 1 또는 2개 이상의 측정결과를 함께 사용할 수 있음은 자명하다.
또한 측정센서(50)가 덕트부(20)에 고정 설치된 경우에 관해서만 설명하고 있으나, 부력체(60) 또는 흡인부(10)의 소정 위치에 유선으로 연결되어 매달린 상태로 설치하는 것도 가능하다. 아울러 측정센서(50)와 제어부(51)는 유선에 의하여 결과를 전송할 수도 있지만, 가장 바람직하게는 근거리 무선통신방식을 채용하는 것이 바람직하고 상기한 통신방식은 공지된 기술에 해당되므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 부력체(60)는 흡인부(10), 덕트부(20) 그리고 수류발생부(30)을 물속의 소정 위치에 고정시키고, 압축공기 공급관(40), 압축탱크(41), 초음파 발진기(27), 구동수 공급관(31), 구동수 펌프(32), 산화제 생성장치(37) 및 제어부(51)를 구비한다.
여기서 상기 흡인부(10)과 덕트부(20)는 프레임(70)을 통하여 부력체(60)와 연결될 수 있으나, 이는 바람직한 일 예시에 불과할 뿐 흡인부(10)와 덕트부(20)를 부력체(60)와 상호 연결 및 고정할 수 있다면 특별히 제한하지 않는다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.
10 : 흡인부
11 : 제1 초음파 진동자 12 : 제2 초음파 진동자
20 : 덕트부
21 : 제1 관체 22 : 제2 관체
23 : 제3 관체 24 : 격벽
25 : 고정 수단 26 : 배출물 배출관
27 : 초음파 발진기
30 : 수류발생부
31 : 구동수 공급관 32 : 구동수 펌프
33: 산화제 공급관 34 : 구동수 관통수실부
35: 산화제 관통로 36 : 유동토출부
37 : 산화제 생성장치
40 : 압축공기 공급관
41 : 공기압축 탱크 42 : 공기 압축 펌프
50 : 측정센서
51: 제어부
60 : 부력체
70 : 프레임

Claims (16)

  1. 수역수를 유입하는 흡인부(10);
    상기 흡인부(10)와 연통되는 덕트부(20);
    상기 덕트부(20) 내부 공간에 구비되는 수류발생부(30); 및
    부력체(60)를 포함하되,
    상기 흡인부(10)는 상부면이 개방되고 상기 덕트부(20)로 갈수록 단면적이 점진적으로 작아지며,
    상기 덕트부(20)는 제1 관체(21), 상기 제1 관체(21)보다 단면적이 작은 제3 관체(23) 및 상기 제1 관체(21)와 제3 관체(23)를 연결하는 제2관체(22)로 이루어지고,
    상기 덕트부(20)의 제2 관체(22)는 1개 이상의 격벽(24)을 구비하고, 상기 격벽(24)은 항균제로 코팅된 것을 특징으로 하는 다단형 구조를 갖는 수역정화장치.
  2. 제1항에 있어서,
    1개 이상의 제1 초음파 진동자(11)가 상기 흡인부(10)의 소정 위치에 더 구비된 것을 특징으로 하는 다단형 구조를 갖는 수역정화장치.
  3. 제1항에 있어서,
    1개 이상의 제2 초음파 진동자(12)가 상기 흡인부(10)의 소정 위치에 더 구비된 것을 특징으로 하는 다단형 구조를 갖는 수역정화장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 흡인부(10)와 연통되는 압축공기 공급관(40)으로 기체가 공급되되, 상기 기체는 볼텍스튜브로부터 생성된 10℃ 이하의 온도를 갖는 기체인 것을 특징으로 하는 다단형 구조를 갖는 수역정화장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 항균제는 하기 식으로 이루어진 이오넨 폴리머(ionene polymer) 또는 그 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 다단형 구조를 갖는 수역정화장치.
    Figure 112016041467979-pat00002

    (여기서, R1, R2 R3 및 R4는 각각 모두 메틸기 또는 에틸기이고, A는 -CH2CH2CH2-, -CH2CH(OH)CH2- 또는 ―CH2CH2OCH2CH2-이고, B는 -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2- 또는 ―CH2(CH2)4CH2-이고, X2-는 염화물 음이온 및 브롬화물 음이온으로부터 선택되는 두 개의 1가 음이온)
  9. 제1항 내지 제4항, 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡인부(10)과 상기 덕트부(20)을 연결하는 고정 수단(25)을 더 구비하되, 상기 고정 수단(25)은 소정의 폭을 갖는 1개 이상의 밴드인 것을 특징으로 하는 다단형 구조를 갖는 수역정화장치.
  10. 제1항 내지 제4항, 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수류발생부(30)는 1개 이상의 구동수 관통수실부(34)와 수역수 유동토출부(36)로 이루어진 것을 특징으로 하는 다단형 구조를 갖는 수역정화장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 수류발생부(30)는 1개 이상의 산화제 관통로(35)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 다단형 구조를 갖는 수역정화장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 산화제는 오존, 이산화염소, 하이포염소산 나트륨, 염소 및 과산화수소 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 다단형 구조를 갖는 수역정화장치.
  13. 제1항 내지 제4항, 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 덕트부(20)은 1개 이상의 침전물 배출관(26)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 다단형 구조를 갖는 수역정화장치.
  14. 제1항 내지 제4항, 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡인부(10)와 덕트부(20)를 고정하는 프레임(70)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다단형 구조를 갖는 수역정화장치.
  15. 제1항 내지 제4항, 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 덕트부(20)은 수온 측정센서, 용존산소 측정센서, 탁도 측정센서, BOD 측정센서, 유속 측정센서 및 조류 측정센서 중 어느 하나 이상의 측정센서(50)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 다단형 구조를 갖는 수역정화장치.


















  16. 삭제
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