KR20010000946A - 오폐수 정화용 플라스틱 수초배양장치. - Google Patents

Abstract

수초배양장치(10)는 호수와 하천 및 농수로 등의 오폐수가 발생한 곳에 수초 배양장치(10)를 설치하고, 설치된 수초 배양장치(10)에 수초를 배양시켜 오염된 오폐수를 정화하여 맑은 물을 하류로 방류하는 환경관련장치에 관한 것이다.

수초배양장치(10)의 기본소제는 우리들의 생활 쓰레기 및 산업용 쓰레기의 일부분인 비닐과 플라스틱 및 스티로폴을 재활용하여 생산하는 제품이어서, 제품생산 그 자체가 환경친화사업의 일종이고, 또한 방제나 기타 여러가지목적으로 수로사업과 도로공사 등의 공사로 수로의 환경이 수초가 살수 없는 콘크리트나 골재로 전환된 곳과 공사를 시공예정인 곳에 수초배양장치(10)를 시공하여 수초를 배양시켜 수초를 통하여 오폐수를 정화시켜 하류로 방류하는 장치이다.

수초배양장치(10)의 구성은 폐 플라스틱을 녹여 재생한 구조물로써 도 1의 상면 도와 도 2의 측면도에 도시한 것과 같이 정사각형의 상면과 직사각형의 측면으로 되어 가운데 25개의 실로 구성되어, 그 중 4개는 수로지면에 고정시키는 고시정 실(11)과 21개의 수초배양 실(13)로 구성되어 있고, 수초배양 실(13)과 옆면 사방의 수초배양 실(13)과의 사이는 개통된 형태를 가지며, 수초배양장치(10)의 종류와 크기 및 형태는 수로의 환경과 수로를 통하여 지나가는 수량, 수질, 수초의 종류, 수로의 경사도 등의 주변 조건에 따라 그 형태나 크기가 다르게 적용되며, 본 수초배양장치(10)를 시공 설치하면 오염된 수질의 정화는 물론이고 수초에서 자생하는 미생물과 어패류의 재활로 생태계의 복원을 제공할 수 있는 장치이다.

Description

오폐수 정화용 플라스틱 수초 배양장치.{The filtering foul water by plastic system for aquatic.}

수질 오염은 현대 문명의 발전으로 공업용수, 축산폐수, 생활하수 등으로 강이나 하천의 물은 물론이고 지하수까지 오염되어서 삼천리 금수강산이라는 말이 옛 말이 되었고 최근에 와서야 물의 중요성을 인식하게 된 것도 다행으로 생각하며, 현재 강이나 개천에 사방공사나 농수로 공사를 하면서 수초가 자랄 수 없는 환경으로 전환되어 농사용 비료나 생활폐수 등이 중간에서 걸러주는 기능이 없이 바로 개천이나 강으로 유입되고 지하수로 유입되어 물의 오염을 가중시키는 결과를 가져와서 저수지나 호수에는 부영양화 현상이 나타나 녹조현상을 가져오고 또 이물이 바다로 유입되어 적조현상을 가져오는 요인 중에 하나가 되었다.

위에서 나오는 문제점을 줄이는 방법으로는 오폐수처리 장치를 설치하여 완벽한 정화처리를 하는 것이 가장 좋은 방법이나 그 비용이 천문학적에 가까이 소요되기 때문에 제한된 영역에 한정될 수밖에 없고, 오폐수를 최대한 줄여도 인간생활에서는 오폐수가 발생할 수밖에 없기 때문에, 본 수초 배양장치(10)를 개천의 고수부지나 강의 고수부지에 장착시켜서 어떠한 수로에서도 수초가 자라나서 물 속에 함유되어 있는 부영양화 되는 물질을 흡수하고 정화기능을 수행하여 줌으로써 적은 시설금액으로 반영구적인 오폐수처리 기능을 같게되는 것이다.

수초 배양장치(10)는 우리가 사용하고 버린 필름종류와 플라스틱종류의 쓰레기를 재활용하여 생산하는 제품으로 원 자재비가 저렴하고 폐기물처리에 크게 기여함은 물론이고, 본 제품을 이용하여 수초를 번식 시켜서 수자원을 보호하는데 사용하게 하여 생태계보전에도 크게 기여하게 되었다.

그리고 수초의 정화능력에 대해서는 현재 여러 형태로 확인되고 있고, 또한 과거에 우리들의 생활형태를 보면 한 마을에서 공동우물이 있는 곳에는 미나리꽝이 항시 있었던 것을 우리 어르신들은 잘 알고 있을 것이다.

이 미나리꽝은 우물가에서 나오는 오폐수를 정화하는 기능을 톡톡히 하였으며 또한 개울가에서도 수초를 쉽게 발견할 수 있는 것은 그 또한 정화가능을 수행하는 것이다.

그러면 수초가 많이 자라는 곳에서는 개구리, 올챙이, 뱀. 물고기, 가재, 등 다양한 생물들이 살게되어 먹이사슬에도 크게 기여하리라 생각된다.

도 1은 수초 배양장치의 상면도.

도 2는 수초 배양장치의 전면과 측면도.

도 3은 수초 배양장치의 고정장치 부분도.

도 4는 부력형 수초배양장치의 전면도.

도 5는 부력형 수초배양장치의 상면도

도 6은 부력형 수초배양장치를 다량 연결한 연결도.

도 7은 부력형 수초배양장치의 고정장치 중 이동장치의 상면도.

도 8은 부력형 수초배양장치의 고정장치 중 이동장치의 측면도.

도 9는 부력형 수초배양장치의 고정장치 측면도.

수초 배양장치(10)는 재해방지공사나 사방공사 또는 도로공사 등의 공사를 시공하거나 시공되어 있는 곳에 적용되며 특히 콘크리트로 시공된 곳이나 자갈이나 돌로 시공된 곳에서는 수초가 정상적으로 자라지 못한 관계로 잘 자라지 못한 곳에 본 수초배양장치(10)를 장착하여 수초가 쉽게 자랄 수 있는 환경을 제공해 줌으로써 수초를 통하여 물 속에 함유되어 있는 폐수 함유물질을 흡수하고 또 수초로 인하여 발생한 여러 가지 미생물과 생물들이 폐수를 분해 및 정화하여 폐수의 오염을 낮추어서 양질의 물을 하류로 방류하는 장치이다.

특히 수초배양장치(10)의 기본소제는 버려진 필름이나 플라스틱을 사용하여 소제에서도 환경을 보호하고, 그 소제를 이용하여 수자원을 살리고 또한 자연환경의 복원과 수초의 복원으로 먹이사슬의 복원에도 크게 도움이 되게 되었다.

수초배양장치(10)의 종류는 수초배양장치(10)와 부력형 수초배양장치(40)로 분리되며 수초배양장치(10)는 콘크리트 표면(1)이나 골재(1) 자갈과 돌 및 모래 등으로 구성된 수로에서 수초가 정상적으로 자랄 수 없는 곳에 본 장치를 콘크리트 표면이나 골재 위에 장착하여 수초가 잘 자랄 수 있는 환경을 제공하는 장치이며, 부력형 수초배양장치(40)는 호수나 강등의 수면 위에 떠서 수초를 양생하는 장치로 구분된다.

수초배양장치(10)의 구조는 도 1과 도 2에서 도시한 것과 같이 정사각형 의 모형을 가지고 있으며 수초배양 실(13)을 21개 가지고 있고, 수초배양 실(13)과 사방의 수초배양 실(13) 사이에는 서로 개통되게 구성하여 수초의 뿌리가 서로 엉키게 되어 수초 양생기와 또 다른 수초 양생기 사이의 결속을 튼튼하게 해주어 본 장치가 설치된 곳에 홍수나 큰물로 인한 유실을 방지할 수 있다.

그리고 현재 우리 나라의 개천이나 용수로 형태를 보면 콘크리트로 시공한 것과 측면은 돌 축대형으로 시추하고 바닥은 자갈이나 돌로 모아서 철 그물 망으로 처서 시설물 유실을 막는 형태로 된 것이 주류를 이루고 있는데 이와 같은 경우에는 대부분 수로측면의 축대와 수면인 바닥에서 수초나 잡초가 살아갈 수 없는 환경임을 우리는 쉽게 확인할 수 있다.

이러한 환경을 가지고 있는 곳에 본 장치를 설치하여 수초나 잡초가 잘 자랄 수 있는 환경을 만드는 것이 목적이며, 현재 콘크리트 수로의 경우에는 도 2와 도 3에 도시한 것과 같이 콘크리트표면(1)에 하나의 수초배양장치(10)에 4개의 구멍을 만들어 그 위에 수초배양장치(10)를 올려놓고 시멘트나 실리콘(30) 등을 주입하고 고정볼트(20)를 그곳에 주입시켜 접착제가 경화되면 시공종료 된다,

단 빠른 시일 내에 수초를 배양하고자 할 때에는 수초배양 실(13) 안에 벼의 집단을 집어넣고 수초를 배양하면 빠른 시일 내에 쉽게 수초를 배양할 수 있으며, 인위적 배양이 아닌 자연적인 배양인 경우는 수초배양장치(10)의 장착으로 작업이 종료되며 이 경우에는 홍수나 큰물이 수초배양장치(10)를 지나가면 물과 더불어 상류에서 떠내려온 자갈이나 모래 또는 흙들이 수초배양 실(13)에 메워져서 그곳에서 자연적으로 수초나 잡초가 양생하게 된다.

또한 늪지대나 수렁과 같은 지역에서는 고정볼트(20)의 종류를 길이가 길고 고정볼트의 부식을 막을 수 있는 볼트로 고정시켜야 하며 늪의 정도가 심한 경우에는 보조지지 대를 설치하여야 한다.

그리고 콘크리트나 암에 고정볼트(20)를 고정하였는데 수초배양장치(10)가 파손되어 분해하고자 할 때에는 경화된 접착제(30)를 볼트의 머리부분을 제거하고 볼트(20)를 제거하면 분리가 가능하며, 재차 시공할 때에는 고정볼트(20)의 부식을 막기 위하여 물이 들어가지 않도록 주의하여 시공하여야 한다.

골재나 돌로 구성된 수로의 경우 고정 봉을 주입한 후에 수초배양장치(10)를 설치하여야 하고, 이때 골재(1)와 수초배양장치(10)의 사이의 공간이 있으므로 수초배양장치(10)의 높이가 낮은 수초배양장치(10)로 하며, 수초배양장치(10)의 선택은 수로의 환경에 따라 수초배양장치(10)를 구분하여 시공하여야 한다,

수로환경에 의한 수초배양장치(10)의 선택을 구분하면, 수로의 크기, 유량, 유속, 수온, 오염의 정도, 등과 수로의 구조(1)로 분리하면 콘크리트형, 골재형, 토사형, 흙형, 늪형, 등으로 구분하여, 그 환경에 맞는 수초배양장치(10)를 선택하여 시공하여야 한다.

수초배양장치(10)의 형태는 일반형의 경우 면적은 같으나 높이의 차이로 나누어지며, 특수형의 경우 도 4에 도시한 도면과 같이 부력형 수초배양장치(40)로 분리할 수 있다.

부력형 수초배양장치(40)의 용도는 자연호수나 인공호수의 물을 정화하는데 주로 적용되며, 또한 강이나 지류의 하천에서 수량의 변화가 심한 곳은 주변에 수량과 수속에 의하여 파손 또는 유실되지 않도록 도 9와 같이 고정장치를 설치하여 사용할 수 있으며, 일반형 수초배양장치(10)의 경우 유입되는 수량이 많을 때에는 수초배양장치(10)가 수몰되어 흙이나 오물을 제거하여야 하나, 부력형 수초배양장치(40)의 경우 수량이 증가하여도 부력으로 물위에 떠있는 관계로 유실되거나 수몰되는 경우는 발생하지 않지만 초기 시설비가 많이 들어가는 것이 단점이다,

그러나 땜이나 인공호수 중에서 수위의 변화와 수속 즉 물의 이동이 적은 곳에서는 기초공사비도 적게들고 영구적으로 사용할 수 있다.

부력형 수초배양장치를 도 4에서는 전면 전단을 도시한 것이고 도 5는 상면을 도시한 것으로써 본체(10)는 수초양생기의 골격을 이루고 있으며, 수초 양생기의 크기가 큰 경우에는 내부공간을 두어 그 곳에 부력작용이 가능하도록 하는 스티로폴 입자를 넣어 전체의 높이를 적게 하는 경우도 있다.

그리고 본체(10) 넓이는 약 1.5M²정도로써 정사각형으로 되어 가운데 정사각형은 빈 공간으로 수초배양 실(13)이며, 본 설명에서는 23개의 수초배양 실(13)과 두 개의 암고리(43)로 구성하였고, 그 하부에는 부력작용을 하는 부력 실(45)로 내부에 재활용 스티로폴의 입자를 주입하는데, 그 주입되는 양은 수초배양장치(10)의 크기와 수초의 종류에 따라 그 양을 조절하여야 하며, 일정량을 주입한 후에 부력실의 커버(41)를 장착한다,

또한 정사각형 수초배양장치(10)의 외부로 돌출 된 부분은 숫고리(42)이고, 그 반데 방향의 잘려나간 부분은 암고리(43)로써 부력형 수초배양장치(40)의 경우 도 6에서와 같이 부력형 수초배양장치(40)를 여러 개 연결하여 하나의 밭을 구성하여 사용하기 때문에 서로의 연결을 쉽게 하고, 또한 파손되었을 때 쉽게 교체도 가능하게 설계하였으며, 장착 이후에 분해가 되지 않도록 피스톤형태로 구성하여 암고리(43)와 숫고리(42)가 서로 맞물리게 하였고, 또한 수초배양 실(13)에 수초가 배양되면 서로간 배양 실(13)과 배양 실(13)간에 개통된 부분으로 수초의 뿌리가 서로 엉켜서 내구성을 강화시켜 주어 전체로 내구성이 강화된다.

도 6에서는 부력형 수초 배양장치(40)20개를 연결하여 수초배양 밭으로 만든 도시도로, 그 과정을 설명하면, 고정장치(100)를 각 모서리에 4개를 설치하였고, 수초배양장치(40)의 외벽에 외벽장치(70)로 막아서 수초배양장치(40)를 파손할 수 있는 물체나 물살을 일차적으로 막아주는 보호기능을 하며 외벽 보호장치(70)의 구성은 공기튜브로 되어 있어 부력이 발생되어 전체의 균형감과 외부의 충격으로부터 보호받을 수 있다.

그리고 수초 양생기의 외벽 보호장치(70)의 용량과 크기는 주변환경의 조건에 따라 선택하여야 하며 수량과 물의 움직임이 적은 곳에서는 외벽 보호장치(70)는 용량이 적은 외벽 보호장치(7)를 사용하면 된다.

외벽 보호장치(70)와 수초배양장치(40)를 고정시켜 주는 마찰흡수 장치(50)는 수초배양장치(40)와 외벽 보호장치(70)의 사이에 약간의 공간을 두고 밧줄로 고정 시켜주면 시공이 완료되며, 본 장치의 기능은 외부의 충격을 최소화하는 것이 그 목적이다.

부력형 수초배양장치(40)를 시공할 때에는 수로의 주변환경을 면밀히 조사하여 수초배양장치(40)를 선택하고 설치할 위치의 수량과 경사도 및 수로의 폭을 파악하여 수초배양장치(40)로 인하여 수로가 높아지고 물의 흐름이 느려지는 것을 감안하여 수로 중에서도 안전지대를 택하여 시공하여야 하며, 수로의 최대용량을 초과하지 않도록 하여야 한다.

고정장치는 주변환경에 따라 그 규모와 강도가 차이가 있으며, 본 설명에서는 수로의 형태가 수량변동이 많고 수로의 경사도가 있는 곳을 예로 선정하여 설계한 도면이다.

고정장치(100)는 수면아래 지하(7)에 기초공사를 시공하고, 그 기초(7)위에 정사각형 철 구조물을 설치하는데, 그 높이는 수로의 최대용량을 높이의 기준으로 시공하여야 하며, 주변에 보강장치로 사다리(70)를 추가하여 보강 기능을 수행하도록 하고, 수초배양장치(40)의 지면은 최소담수 량 높이보다 수초배양장치(40)의 높이의 2배를 밑으로 시설하여야 하며 최소의 수량(3)일 때에도 수초양생기의 1.5배 이상으로 수량(3)을 유지하여야 한다.

도 8은 고정장치(100)의 일 부분인 이동장치의 측면 전단을 도시한 것으로 고정장치(100)의 정사각형 철 구조물의 한쪽 면에 수초장착장치(104)가 이동할 수 있는 홈을 만들고 그 위에 보강제(102)로 한 겹을 더하여 고정하고 바퀴(101)가 달린 이동장치(103)를 넣어서 만들어진 장치로써, 수량이 늘어나면 부력에 의하여 위로 부상하고 수위가 낮으면 가라않게 되는 기능을 수행한다.

그리고 수초양생기의 외각보호 장치(70)와 연결시켜주는 연결장치는 유연성이 있고 내구성 있는 소제로 사용하여 완충기능을 수반할 수 있는 밧줄을 사용하였다.

수초배양장치(10)의 재료는 비닐하우스를 철거한 폐비닐과 생활용품의 플라스틱을 재활용하므로 써 환경파괴를 막고 산업용 및 생활용 쓰레기를 줄여주는 효과가 있고, 특히 필름이나 플라스틱의 쓰레기 분해기간이 무려 500년이 소요되어 우리환경에 크나큰 피해가 우려되는 종류에 속하며, 현재는 비닐이나 플라스틱의 재활용은 우리 가정에서 사용되는 물받이용 함박종류와 정화조 등 제한된 분야에서만 재활용 된 관계로 쓰레기로 나오는 플라스틱을 재처리하는 한계에 이르렀으며, 본 수초배양장치(10)를 비닐과 플라스틱을 사용하여 쓰레기를 줄이고, 원자재의 자원을 절약하면서 우리생활의 절대적으로 필요한 수자원을 오폐수에서 정화하여 맑은 물을 제공할 뿐만 아니라 자연의 생태계를 복원하여 줌으로써 우리의 옛 명성인 삼천리 금수강산을 재현하는데 공헌하게 되었다.

특히 수초배양장치(10)를 도심에 흐르는 강의 고수부지 중에서 지천과 연결하여, 지천에서 나오는 하수를 시민이 볼 수 있는 고수부지에 설치하여 오폐수의 실태와 그 정화과정 보여 줌으로써 오폐수를 줄일 수 있는 홍보적인 효과와 우리가 망가트린 자연 생태계의 복원의 필요성을 실감할 기회를 가지며 수자원 또한 정화되어 여러모로 자연 살리기 운동에 기여할 것이다.

Claims (1)

1. 플라스틱으로 만들어진 수초배양장치(10)와 수초배양장치(10)를 수로 위에 고정할 수 있도록 하는 고정장치(20) 및 물위에서 다량의 수초를 양생시킬 수 있는 부력형 수초배양장치(40), 또한 부력형 수초배양장치(40)가 물의 저항으로 유실 또는 파괴를 방지하는 고정장치(100)와 물 수위의 변화에 따라 수초배양장치(40)가 이동할 수 있게 하는 이동장치(103)를 포함하는 오폐수 정화용 수초배양장치.