KR101804036B1 - 무동력 조류 제거장치 및 이를 이용한 조류 제거방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 녹조 및 적조 등 조류의 생태학적 특성에 따른 제거 수단을 키트화 함으로써 24시간 외부동력 없이 조류 발생 예방 및 발생된 조류를 효율적으로 제거하는 장치와 이를 이용한 조류의 제거방법에 관한 것이다.
본 발명의 조류제거장치는 수표면에서 일부만 잠기도록 부유체(7)와 닻(5)이 연결된 본체(1) 안에 흡착봉(3)이 본체 안의 여러 장치 아래 내장되어 있고, 흡착봉 사이에 자외선조사관(30)이 2개 삽입 장착되며, 벤추리관(40)이 본체를 횡단하여 설치되고, 벤추리관 양단 사이에 축광등(60)이 3개 네 곳에 4개 모두 7개가 설치되며, 본체 네 귀에 부유체(7)가 연결되어 있다.
본 발명에 따르면 인력이나 다른 동력을 사용하지 않고 자연력만을 이용하여 상시 작동할 뿐 아니라 조류 생태적 특성에 맞는 구제수단을 이용하여 저비용 고효율의 환경친화적인 조류제거장치가 제공된다.

Description

무동력 조류 제거장치 및 이를 이용한 조류 제거방법{ALGAE CONTROL APARATUS WITHOUT POWER AND ALGAE CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 물속 조류를 제거하는 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 녹조 및 적조 등 조류의 생태학적 특성에 따른 제거 수단을 키트화 함으로써 조류 발생 예방 및 발생된 조류를 효율적으로 제거하는 장치와 이를 이용한 조류의 제거방법에 관한 것이다.

수중에 발생하는 녹조나 적조 등의 조류는 수 환경 환경생태계를 교란하여 많은 사회적 비용을 야기하는 주범이다. 특히 녹조나 적조가 대량으로 발생하는 조건은 '풍부한 일사량, '따뜻한 수온, '느린 유속'이라는 자연환경 요인과 '부영양화'라는 인위적 환경요인으로 압축된다.

이 가운데 현실적으로 제어 가능한 것은 공장폐수 등 오염물질의 유입에 의한 '부영양화 요인'이다. 부영양화는 부영양 물질의 공급원이 특정되는 점원오염원의 경우 "하수의 고도처리 방법"등에 의해 제어 가능하지만, 비점원 오염의 경우 범위가 넓어 이같은 방법으로 제어하기 어렵다.

이 때문에 황토를 직접 살포하거나 응집제를 이용하여 응집된 녹조를 물위로 뜨게 하여 수거하는 방법, 수차 등으로 상층부와 하층부의 물을 섞어 무산소층을 없애는 방법, 수생 식물을 활용하여 녹조수준을 낮추는 방법, 하수처리 후 배출구에 구리계열의 물질을 표면에 부착한 흡착제를 투입하여 인산염 농도를 줄이는 방법, 초음파 처리, 오존처리 방법 심지어는 로봇시스템이 이용되고 있다.

그러나 이러한 종래의 방법은 녹조의 생태특성이 간과된 것으로서 각 수역마다 다른 실제 수환경과 괴리된 미봉책이다. 특히 비용은 많이 들고 이에 비해 효율이 낮으며 환경과 친화적이지 못하다는 점이 치명적인 단점이며, 이미 녹조가 확산된 곳에서는 효과를 보기 어렵다는 문제점이 있다.

이에 본 발명자는 우리나라 수역에서 발생하는 조류의 생물 내지 생태학적 특성과 생활사를 분석하여, 이에 적합한 녹조예방 및 제어장치를 발명하기에 이르렀다.

우리나라 수역에 발생하는 조류의 생물·생태학적 특성과 생활사

우리나라에서는 일반적으로 우점종 조류로서 호소에서는 아나베나, 마이크로시스티스 등의 남조류와 페리디니움(Peridinium bipes) 등의 와편모조류가, 해수에서는 시네드라, 시크로텔라 등의 규조류, 유도리나, 판도리나 등의 녹조류, 코클로디니움(Chochlodinium), 체토넬라 (Chattonella) 등의 와편모조류가 점한다.

이들 조류는 유속이 느리면서 성장과 번식에 필수적인 영양염류인 질소와 인이 풍부한 호소 수역이나 지형적으로 외양과 해수교환이 적은 폐쇄성 내만 해역에서 일사량이 많고 수온이 15~25℃ 이상인 봄철에서 가을철까지의 시기에 대량으로 발생한다.

이들 조류는 겨울철과 같은 부적당한 시기에는 휴면포자를 형성하여 저질 중에서 보내다가 증식에 적당한 환경이 되면 포자가 발아하여 기포(gas vesicle)나 광합성산물인 다당체 버블(bubble)을 이용하여 표층에 올라와 급격히 무성번식함으로써 대량의 녹(적)조를 일으킨다(Water Bloom).

일반적으로 조류는 주간 10시 경 광합성을 위해 표층으로 부상하여 띠(patch)를 형성하다가 오후 4시 이후에는 수표면에서 10~20㎝ 아래 저층으로 이동하여 넓게 분산 분포하는 수직 일주운동을 하며, 유속이 느린 수계에서는 주로 포물선의 궤적을 그리면서 이동(와편모가 있는 조류는 시계 반대방향으로 회전하면서 보통 3시간에 1m 이동)하는 생태 특성이 있다.

하천, 호수, 강 등에서는 유기물을 함유한 생활하수와 농토에서 유출되는 화학비료성분 축산오염 성분 등이 과량 흘러들어가 수역에 ‘부영양화’ 현상이 발생하게 되는데, 수온이 높아진 시점에서 포자로 휴면상태에 있던 녹조가 발아하고 이들이 광합성을 위해 수면으로 부상하여 대량 집적하게 된다.

이렇게 집적된 조류는 주간에 수표면에 피막을 형성하여 대기와 수역 사이의 수증기 증발과 이산화탄소·산소 등 기체의 교환을 막아 수중을 혐기성 상태 즉 산소가 없는 상태로 썩게 만들며 이로 인해 생물학적 산소요구량(BOD)이 증가하고 용존산소를 소모함으로써 여타 수중생물의 생육에 큰 피해를 주게 된다.

또한 이들 조류는 햇빛을 차단시켜 광합성을 수행하는 표층부분의 생태계를 교란시켜 지역적 생태계의 먹이사슬이 파괴하여 물고기 등이 살 수 없는 환경을 만들며 수중 생태계를 파괴하고 있다.

적조도 기본적으로는 다른 조류와 똑같이 자신에게 호적한 환경하에서는 활발하게 분열 증식을 하고, 환경이 자신의 요구하고 있는 것으로부터 멀어지면 분열 증식을 멈추고 포자를 형성하거나, 휴면세포가 되어 증식을 정지하고 휴면상태로 들어가기도 한다.

그러다가 주위 환경이 변하면 본능적으로 이를 감지한 휴면세포와 포자는 발아해서 재차 증식을 개시한다. 조류는 종류에 따라 생활사의 구조가 조금씩 다르지만, 일반적으로 영양증식과 휴면의 두 시기를 반복해서 일 년 내내 계속 살아가고 있다고 할 수 있으므로 이 주기에 맞춘 연중 상시 구제가 절실하다.

따라서 보다 효율적인 구제를 위해서는 녹조현상과 담수 적조 발생을 사전에 예측하고, 상수 원수의 안정적인 공급을 위해서는 기초적인 조류의 생태 특성과 현존량 파악이 선행되어야 하며 이에 따른 발생기작과 저감대책이 함께 강구되어야 하는 것이다.

특히 녹조는 독립영양생물이므로 유기물이 없어도 무기탄소를 이용하여 증식이 가능하지만 질소와 인이 없으면 세포합성을 할 수 없는 특성이 있다. 요컨대 질소와 인이 일정농도 이상 동시에 존재하여야만 녹조가 발생되므로 인을 제거하는 것도 녹조발생을 막는 하나의 방법이다.

본 발명은 이같은 특성들을 모두 고려하여 설계된 효율적인 녹조제거 장치 및 제거방법을 반영하고 있다.

공개특허공보 제10-2013-0113831호(2013.10.16) 공개특허공보 제10-2015-0061832호(2015. 6. 5) 등록특허공보 제10-1556698(2015.9.23) 등록특허공보 제10-1395230(2014.5.14) 등록특허공보 제10-1185890(2012.9.25) 등록특허공보 제10-1488262(2015.1.30)

없음

본 발명의 목적은 인력이나 다른 동력을 사용하지 않고 자연력만을 이용하여 상시 24시간 무인으로 작동하는 조류제거장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 조류의 생물학적 및 생태학적 특성에 맞는 구제수단을 이용하여 저비용 고효율의 환경친화적인 조류제거장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 조류의 발생을 억제하는 예방과 이미 발아하여 증식하고 있는 조류를 효율적으로 제거하는 조류제거장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 수심에 맞게 계절별로 구분 적용할 수 있는 조류 예방 및 구제수단을 갖춘 조류제거장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 본 장치를 이용한 조류제거방법과 수거된 활성탄을 재생하는 과정에서 활성탄의 기능을 배가시켜 재활용하는 조류제거방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 수표면에 일부만 잠기도록 부유체(7)와 닻(5)이 연결된 본체(1) 안에 흡착봉(3)을 내장한 구조를 기본으로 한다.

상기 본체(1)는 저면 및 측면이 모두 통수 가능하게 다수의 천공을 포함한 판재로 이루어지고, 상기 흡착봉(3)은 입상의 활성탄(34)이 판형의 가로망(36)에 의해 층상으로 봉입되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 본체(1)는, 벤추리관(40)을 더 포함하며 이 벤추리관은 공기 유입구가 깔때기 모양과 유사한 집풍판(42)이 저면에 빨대(50)가 설치된 좁은관(44)의 양단에 연결되어 본체를 횡단하여 수평으로 매입된 것을 특징으로 한다.

상기 본체(1)는, 자외선조사관(30)을 더 포함할 수 있으며 이 자외선조사관은 자연광에서 자외선만 선별하여 수중에 조사할 수 있도록 제작되어 본체에 수직으로 삽입되어 조립되는 방수 상자체(310)이며, 입구(320)는 개방되고, 내부에는 산화마그네슘이 도포된 2개의 반사경(340, 350)이 설치되며, 내벽면에는 산화마그네슘 안료가 도포되고 하부 출구(360)에는 자외선만 투과되는 UV광필터가 부착된다.

특히, 상기 자외선조사관(30)의 출구(360) 바깥면에 광촉매관(70)을 더 설치할 수 있으며 내부는 방수 공간이다.

상기 본체(1)는, 낮에 빛을 축적했다가 밤에 빛을 내어 조류를 유인하는 축광등(60)을 본체 상면에 포함할 수 있다.

상기 본체(1)에는 수중에서 하강하는 포자를 유인하여 흡착하고 수저에 휴면 중인 포자의 발아를 억제하는 활성탄을 내입한 침지체(9)가 더 연결된다.

본 발명에 따른 조류제거방법은, (1) 저면 및 측면이 모두 통수 가능하게 다수의 천공을 포함한 판재로 이루어지고 입상의 활성탄(34)이 판형의 가로망(36)에 의해 층상으로 봉입된 흡착봉(3)을 내장한 본체(1)가 수표면에 일부만 잠기도록 부유체(7)와 닻(5)으로 형성된 무동력 조류제거장치를 조류 다발 수역의 수표층에 설치하는 설치단계,

(2) 조류가 수표층에서 증식하는 시기(5월~10월)에는 주기적으로 조류가 흡착된 상기 흡착봉을 수거하여 새로운 흡착봉으로 교체 투입하는 흡착봉 교체단계,

(3) 조류가 휴면포자 상태로 하강하는 시기(10월~11월)에는 이를 유인, 흡착시키기 위해 활성탄을 내입한 침지체(9)를 수저 영역에 덮는 제1침지체 설치단계,

(4) 대부분의 조류가 포자상태로 수저에 침작되어 휴면에 들어가는 시기(2~4월)에는 포자의 광형태성을 차단하여 발아를 저지시켜 포자를 사멸시킴으로써 조류 발생을 예방하는 제2침지체 설치단계

(5) 상기 제1침지체는 다음해 3월 중에 수거하고, 제2침지체를 같은해 10월에 수거 및 교체하는 단계로 이루어진다.

위 방법발명에서 상기 활성탄(34)은 최초 사용 이후 조류가 흡착된 활성탄을 로타리식 탄화로를 이용하여 진공상태에서 간접가열방식에 의해 섭씨 1200도로 탄화하여 흡착력을 배가시킨 재생활성탄을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 인력이나 다른 동력을 사용하지 않고 자연력만을 이용하여 상시 작동하는 조류제거장치를 제공되며, 조류의 생물학적 및 생태학적 특성에 맞는 구제수단을 이용하여 저비용 고효율의 환경친화적인 조류제거장치가 제공된다.

본 발명에 따르면, 조류의 발생을 억제하는 예방과 이미 발아하여 증식하고 있는 조류를 효율적으로 제거하고 수표면과 수저의 생태에 맞추어 계절별로 구분 적용할 수 있는 조류 예방 및 구제수단을 갖춘 조류제거장치가 제공된다.

본 발명에 따르면 본 장치를 이용한 조류제거방법과 수거된 활성탄을 재생하는 과정에서 활성탄의 기능을 배가시켜 재활용하는 조류제거방법을 이용할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 일시예의 전체 사시도
도 2는 도 1의 평면도
도 3은 흡착봉(3)의 분해도
도 4는 자외선조사관(30)의 구조도
도 5는 벤추리관(40)의 개념도
도 6은 침지체(9)의 개략도이다.

이하 본 발명의 개념을 보다 명확히 하기 위해 바람직한 실시의 예를 첨부한 도면을 참고하면서 설명한다.

특히 본 발명은 개념이 중요하고 장치의 세부적인 구조는 기계적 장치를 이들에게 자명하므로 개념 위주로 서술한다. 이에 따라 도면에서 두께나 결합수단 그리고 천공판이나 망사재 등은 이해의 편의를 위해 세부를 생략한 개략도를 주로 사용하였다.

본 명세서에서 사용하는 용어 "조류"란 주로 "녹조"를 의미하지만 이에 한정되지 않고 "적조, 남조, 홍조" 등 모두를 포함하는 개념이다. 본 발명에서 "천공재"와 "망사재"를 구분하여 사용하고 있지만, 이는 모두 통수 가능한 구조의 판재를 의미하므로 서로 호환이 가능하며 이러한 기능을 가지는 다른 구조로 대체될 수 있다.

다음은 본 발명에 따른 조류제거장치에 관한 설명이다. 도 1은 본 발명에 따른 조류제거장치의 전체도이며, 도 2는 도 1을 위에서 아래로 내려다 본 평면도이다.

도 1에 도시한 바와 같이 본 발명의 조류제거장치는 수표면에서 일부만 잠기도록 부유체(7)와 닻(5)이 연결된 본체(1) 안에 흡착봉(3)을 내장한 것이며, 상기 본체(1)는 저면 및 측면이 모두 통수 가능한 다수의 천공을 포함한 판재로 이루어진다. 본체의 몸체를 천공판재가 아닌 망사체로 대체할 경우 이들 망사체를 유지하기 위한 프레임을 별도로 사용할 수 있다.

도 2를 참조하면 본 실시예에서 사용되고 있는 조류구제수단은 흡착봉(3)이 본체 안의 여러 장치 아래 내장되어 있고, 흡착봉 사이에 자외선조사관(30)이 2개 삽입 장착되며, 벤추리관(40)이 본체를 횡단하여 설치되고, 벤추리관 양단 사이에 축광등(60)이 3개 네 곳에 4개 모두 7개가 설치되며, 본체 네 귀에 부유체(7)가 연결되어 있다.

본 실시예에서 본체 형태는 원통형이지만 이에 한정되지 않으며, 사각형 또는 오각형 등 모두 가능하다. 또한 재질은 FRP를 사용하였으나 부식되지 않고 환경친화적이면서 수압에 견딜 수 있는 것이라면 어느 것이라도 무방하다.

도 3에 도시한 바와 같이 상기 흡착봉(3)은 입상의 활성탄(34)을 판형의 가로망(36)을 사이에 두고 층상으로 봉입하였다. 이 흡착봉은 이후 재활용할 수 있도록 개폐구조 즉, 열고 닫을 수 있는 뚜껑(38)을 가진 구조가 바람직하다.

본 실시예에서 활성탄의 형태는 입상 특히 볼의 형태로서 직경이 0.5~2.0mm의 것을 사용했다. 이 크기의 활성탄 입자는 참밀도는 큼에도 불구하고 부피밀도는 작고 내부 비표면적이 커서 용존물질, 부유물질과 브라운운동을 하는 콜로이드 입자 등에 대해 강한 흡착력을 가진다.

본 실시예에서 흡착봉의 형태는 이를 원기둥으로 했으나, 반드시 이에 한정되지 않음은 물론이다.

또한 흡착봉에 삽입되는 가로망(34)은 합성수지 모노필라멘트원사 표면에 숯이나 황토분말 등을 포함한 특수 조성물로 코팅된 것을 U형의 단모를 특수바늘을 이용하여 물리적으로 직조한 망체로서 대한민국 특허등록 제10-1395230호(발명의 명칭 "공기정화용 방충망", 발명자 박경갑)의 것을 사용하였다.

도 4는 자외선조사관(30)을 절개하여 본 단면도이다. 이 조사관은 상하의 길이를 가지는 상자체(310)로서 물밖으로 노출되는 입구(320)이 물속으로 잠기는 하단에 출구(360)가 서로 반대방향으로 형성되어 있고, 개방된 입구(320)을 통해 유입된 광선이 2개의 반사경(330, 350)을 거쳐 출구(360)를 통해 자외선만 선별되어 수중에 조사할 수 있도록 되어 있다.

이 조사관 출구(360)에는 자외선만 투과시키는 자외선필터(미도시)가 설치되는데, 이 필터는 반사지수 300까지의 자외선만 투과하는 광필터로서 소다석회, 저알칼리성붕규산, 규산염, 인산염으로 조성된 것이다.

내부에 설치되는 반사경(340, 350)과 내벽에는 산화마그네슘 함량이 높은 안료를 도포하였다. 본 실시예에서 도시한 구조는 가장 기본적인 것이며 이같은 기능을 확보할 수 있다면 구조적 변경도 가능하고 설치 수와 방향에도 제한이 없다.

도면 부호 70은 광촉매관(70)으로서 자외선조사관(30) 하부 출구(360) 바깥면의 아래쪽 절반 부분면에 내부공간이 방수되는 사각상자체(7))로 부착되며, 상면(72)과 바닥면(74)의 내벽에는 전면으로 유입되는 자외선의 반사율이 높은 산화마그네슘이 도포되고, 전면과 마주보는 후면(76)의 내벽에는 광촉매물질인 산화티타늄(SiO2) 등이 도포됨으로써 여기서 형성된 광촉매 빛이 양측면(78,79)을 통해 빛이 조사될 수 있도록 하였다.

도 5는 벤추리관(40)의 구조를 도시한 것이다. 이 벤추리관은 공기 유입구가 깔때기 모양과 유사한 집풍판(42)이 저면에 빨대(50)가 설치된 좁은관(44)의 양단에 연결되어 본체를 횡단하여 수평으로 매입하였다.

미설명부호 60은 축광등이다. 형태와 기능은 일반적인 것으로서 낮에 빛을 축적했다가 밤에 빛을 발하는 기구이다.

본 실시예에서의 축광등(60)은 투명전구형태로서 전구 안에 GSS ZnS:Cu로 구성된 45~55㎛크기의 축광안료 분말과 재귀반사율이 높은 도로용 고휘도 유리알(Glass beeds)을 7:3의 비율로 섞었다.

도 6은 수중에서 하강하는 포자를 유인하여 흡착하고 수저에 휴면 중인 포자의 발아를 억제하도록 활성탄을 2중 망사체 안에 내장한 침지체(9)이다. 침지체는 수저에 휴면중인 포자가 떠오르지 못하게 하고 일정한 자리를 덮고 있을 수 있도록 넓고 둥글 납작한 형태가 바람직하며 내부에는 5Kg정도의 둥근 자갈(중심추)(미도시)을 포함한다. 미설명부호 25는 본체와 연결하는 연결끈이다.

이 망사체는 흡착봉(3)의 가로망(34)와 동일한 것을 사용했으며, 2겹으로 한 것은 공극을 작게 하게 위한 것이다. 본 실시예에서는 450~700㎛로 제직된 것을 2겹으로 사용하였더니 공극이 112~175㎛로 줄어들어 휴면포자가 발아하는데 필요한 광도 이하로 낮추었다.

본 발명에 따른 조류제거방법은, (1) 저면 및 측면이 모두 통수 가능하게 다수의 천공을 포함한 판재로 이루어지고 입상의 활성탄(34)이 판형의 가로망(36)에 의해 층상으로 봉입된 흡착봉(3)을 내장한 본체(1)가 수표면에 일부만 잠기도록 부유체(7)와 닻(5)으로 형성된 무동력 조류제거장치를 조류 다발 수역에 설치하는 설치단계,

(2) 조류가 수표층에서 증식하는 시기(5월~10월)에는 주기적으로 조류가 흡착된 상기 흡착봉을 수거하여 새로운 흡착봉으로 교체 투입하는 흡착봉 교체단계,

(3) 조류가 포자상태로 휴면하기 위해 하강하는 시기(10월~11월)에 수저에 침지체를 설치하여 포자를 유인하여 흡착하여 조류발생을 원천적으로 예방하는 제1침지체 설치단계

(4) 대부분의 조류가 포자상태로 수저에 침작되어 휴면에 들어가는 시기(2~4월)에는 수저층에 이미 침착된 휴면포자의 발아를 저지시키기 위하여 수저에 활성탄을 내입한 침지체(9)를 수저 영역에 덮는 제2침지체 설치단계

(5) 상기 제1침지체는 다음해 3월 중에 수거하고, 제2침지체를 같은해 10월에 수거 및 교체하는 단계로 이루어진다.

위 방법에서 사용되는 상기 활성탄(34)은 최초 사용 이후 조류가 흡착된 활성탄을 로타리식 탄화로를 이용하여 진공상태에서 간접가열방식에 의해 대략 섭씨 1200도로 탄화시킨 재생활성탄을 사용하는 것이 바람직하다.

다음은 본 발명에 따른 무동력 조류제거장치의 사용방법과 장치의 작동에 대해 설명한다.

본 발명에 따른 무동력 조류제거장치를 이용한 조류제거방법의 첫 단계로 상기 실시예에 따른 무동력 조류제거장치를 제작하여 조류발생 수역에 설치한다.

설치시기는 상기 조류제거장치의 경우 조류가 수표층에서 증식하는 시기(5월부터 10월)이 바람직하며 조류가 휴면포자로 전환하는 10월 이후부터 포자가 발아하는 6월까지는 휴면 포자의 발아를 억제하는 활성탄을 내입한 침지체(9)를 조류가 휴면하는 수저에 설치하고 상기 장치에 연결하여 수거할 수 있도록 한다.

본 장치는 윗부분이 물밖으로 노출되고 아랫부분은 물속에 잠기도록 설치한다. 일반적으로 조류는 낮 10시쯤 광합성을 위해 물표면으로 떠올라 띠를 형성하다가 오후 4시 이후에는 수표면에서 10~70㎝ 아래로 이동하여 넓게 분포하는 수식 일주운동을 하기 때문이다. 따라서 본 장치는 이같은 생태적 특성에 맞게 제작된다.

이렇게 설치된 조류제거장치는 각 구성부분이 각각 그리고 서로 보완하며 작동하여 효과를 발휘하게 된다.

본 장치에서 흡착봉(3)은 주된 조류제거수단이다. 본 실시예에서 활성탄을 사용한 것은 조류가 포식자에게 먹히는 것을 방지하기 위해 배출하는 점액물질을 흡착함으로써 조류의 증식을 억제하고 활성탄이 광합성을 막기 때문이다. 일반적으로 활성탄은 기공지름이 0.1~1만nm, 부피는 1g당 0.6~0.8cm로서 내부 표면적이 모든 다공체 중에서 가장 큰 1g당 500~1500㎡에 달한다.

또한 활성탄은 활성자리의 전기적 성질에 의해 조류의 색소(클로로필: 엽록소)를 흡착해서 광합성을 저지하고, 조류의 기포나 점질버블을 흡착 해체시켜 조류의 부유능력을 빼앗는다.

활성탄은 이밖의 여러 기능에 의해 조류 등의 억제 및 제거 효과가 뛰어남에도 불구하고 고가이기 때문에 주로 정수장에서만 사용하지만 본 발명에 따른 재생과정을 거치면 흡착된 조류의 유기분이 함께 탄화되면서 일반활성탄보다 비표면적이 배가되어 조류구제용으로 더욱 기능과 용도가 특화된다.

흡착봉의 활성탄 사이에 삽입되는 가로망(36)은 공극을 통과하는 집적된 조류띠를 분산시키는 기능을 한다.

본 발명장치에 포함된 자외선조사관(30)은 별도의 에너지비용 없이 자연광에서 살균력이 강한 자외선만 분리하여 수중에 조사함으로써 물의 자정작용을 촉진하면서 조류를 사멸시킨다.

이 장치는 오존을 형성하여 살균력이 가장 높은 180~280mm 파장의 UV-C자외선(대표파장 184.9nm)이 1~21uW/㎠ 범위로 수중에 조사되어 물의 화학적 자정작용을 하며, 직접적으로 조류의 DNA의 핵산을 파괴하거나 변형시키고 신진대사에 방해함으로써 증식능력을 잃게 하여 조류를 사멸시킨다.

살균력이 가장 강한 파장은 250~260nm 부근인데 자외선의 살균작용은 자외선의 파장과, 조도와 조사 시간에 비례하며 수심 1~5m까지 살균작용을 한다. 자외선조사관은 24시간 연속적으로 조사되므로 야간에는 조류의 엽록소가 암적색의 형광을 발하여 집적된 조류군체를 파악하는데 도움을 준다.

자외선조사관 하부에 설치되는 광촉매관(70)에 도포되는 산화티타늄 등의 광촉매는 수질오염원인 유기화합물을 분해하여 조류의 발생 저감과 계면활성제나 유기물의 분해와 항균, 탈취 및 정수기술에 응용되는 기술이다.

본 발명장치에 설치되는 벤추리관(40)은 집풍판에서 수렴된 공기가 좁은관을 지나게 되면 유속이 빨라짐과 동시에 수중에 연결된 빨대 입구의 압력이 낮아져 물이 올라오는 베르누이원리를 이용한 장치이다. 이로써 수중의 물이 물 밖으로 분사되면서 물밖의 공기와 접촉하여 수중에 산소를 공급하며, 산소가 공급되면 호기성 미생물을 활성화시켜 오염물질을 분해하도록 하는 것이다.

본 실시예에서 축광등(60)은 야간에 530nm의 가시광선이 자연 발광하여, 이 가시광선을 좇아 수면으로 부상하는 조류를 흡착봉으로 유인한다.

본 발명의 흡착봉은 조류가 활발하게 증식하는 시기에 수표면에 설치되는 것이므로 설치 후 흡착능력이 떨어지면 주기적으로 교체하여 투입한다. 조류는 수온이 섭씨 15도 이상에서 증식하므로 흡착봉(3)은 대략 4~11월 동안 설치한다.

이에 반해 본 발명의 침지체(9)는 수온이 떨어져 조류의 포자가 휴면기에 들어갈 때 작용한다. 따라서 대략 시기도 10월 이후가 되며, 수역도 수저에 설치하며, 얇고 넓으며 둥근 형태로 만들어진다.

침지체의 망사체 안에 들어 있는 활성탄은 휴면포자의 발아에 필수적인 인을 흡착 함유하므로, 10월~11월에 1차로 설치되는 침지체는 휴면을 위해 바닥으로 내려오는 포자를 유인 흡착하게 된다. 설치된 침지체는 다음해 3월 중에 수거하여 흡착된 휴면포자를 원천적으로 제거한다. 한편, 2~4월 중에 2차로 설치되는 침지체는 수저층에 기침착되어 있는 휴면포자의 광형태성을 방해하여 발아를 저지하고 사멸시키는 기능을 함으로써, 조류발생을 예방하며, 이는 같은해 10월 중에 수거 및 교체한다.

본 명세서에서 도시하거나 서술한 내용은 본 발명을 보다 명확히 하기 위한 것으로서 바람직한 실시예를 기준으로 개념을 설명한 것이다. 따라서 이러한 개념에 부합하는 범위 안에서 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 이들이 변형하거나 치환하는 기술은 모두 본 발명의 범위에 속하며, 권리범위는 이하의 청구범위에 의해 정해지는 것은 명확하다.

1 본체 3 흡착봉 5 닻 7 부유체
9 침지체 15 닻줄 17 고정줄 20 망사체
25 연결줄 30 자외선조사관 32 통 34 활성탄
36 가로망 38 망사체 40 벤추리관 42 집풍판 44 좁은관
46 경사판 50 빨대 55 출수공 60 축광등
70 광촉매관 72 상면 74 바닥면 76 후면 78,79 측면
310 상자체 320 입구 330,350 반사경 360 출구

Claims (8)

1. 수표면에 일부만 잠기도록 부유체(7)와 닻(5)이 연결된 본체(1) 안에 흡착봉(3)을 내장한 무동력 조류제거장치로서, 상기 본체(1)는 저면 및 측면이 모두 통수 가능하게 다수의 천공을 포함한 판재로 이루어지고, 상기 흡착봉(3)은 통수가능한 망사체로서 입상의 활성탄(34)이 판형의 가로망(36)에 의해 층상으로 봉입되며,
   상기 본체(1)는 벤추리관(40), 자외선조사관(30), 축광등(60) 및 침지체(9)를 더 포함하되,
   상기 벤추리관(40)은 공기 유입구가 깔때기 모양과 유사한 집풍판(42)이 저면에 빨대(50)가 설치된 좁은관(44)의 양단에 연결되어 본체를 횡단하여 수평으로 매입되고,
   상기 자외선조사관(30)은 자연광에서 자외선만 선별하여 수중에 조사할 수 있도록 제작되어 본체에 수직으로 조립되는 방수 상자체(310)로서, 입구는 개방되고 내부에는 산화마그네슘이 도포된 2개의 반사경(340, 350)이 설치되며, 내벽면에는 산화마그네슘 안료가 도포되고 하부 출구(360)에 자외선 투과 광필터가 설치된 것이며,
   상기 축광등(60)은, 낮에 빛을 축적했다가 밤에 빛을 내어 조류를 유인하는 것으로서 본체 상면에 설치되고,
   상기 침지체(9)는 수중에서 하강하는 포자를 유인하여 흡착하고 수저에 휴면 중인 포자의 발아를 억제하는 활성탄을 망사체에 내입한 것으로서 본체에 연결된 것을 특징으로 하는 무동력 조류제거장치
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 저면 및 측면이 모두 통수 가능하게 다수의 천공을 포함한 판재로 이루어지고 입상의 재생활성탄(34)(이미 사용하여 조류가 흡착된 활성탄을 로타리식 탄화로를 이용하여 진공상태에서 간접가열방식에 의해 섭씨 1,200도로 탄화시킨 것임)이 판형의 가로망(36)에 의해 층상으로 봉입된 흡착봉(3)을 내장한 본체(1)와 본체에 벤추리관(40), 자외선조사관(30), 축광등(60), 침지체(9) 및 수표면에 일부만 잠기도록 부유체(7)와 닻(5)을 설치한 무동력 조류제거장치를 조류 다발 수역에 설치하는 설치단계
   조류가 수표층에서 증식하는 시기에는 주기적으로 조류가 흡착된 상기 흡착봉을 수거하여 새로운 흡착봉으로 교체 투입하는 흡착봉 교체단계,
   조류가 포자상태로 휴면하기 위해 하강하는 시기에 수저에 침지체를 설치함으로써 포자를 유인하여 흡착하여 조류발생을 원천적으로 예방하는 제1침지체 설치단계
   대부분의 조류가 포자상태로 수저에 침작되어 휴면에 들어가는 시기에는 침지체를 수저영역에 덮어 설치하여 포자의 광형태성을 차단하여 발아를 저지시켜 포자를 사멸시킴으로써 조류 발생을 예방하는 제2침지체 설치단계
   상기 제1침지체는 다음해 3월 중에 수거하고, 제2침지체를 같은해 10월에 수거 및 교체하는 단계로 이루어지는 무동력 조류제거장치를 이용한 조류제거방법
7. 삭제
8. 삭제

Images