KR200320848Y1 - 연못 정화장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 연못의 수질을 개선하기 위한 연못 정화장치에 관한 것으로,

첫째 연못의 심층수(저온, 무산소상태)와 표면수(고온, 산소포화 상태)의 교반·순환작용이 신속하고 활발히 이루어져 양자간의 수온차를 없애주고 심층부에 혐기성박테리아의 성장·번식을 억제시키고, 둘째 연못 가장자리의 굴곡이 아무리 심할지라도 순환 사각지역 없이 균일하게 환류시키고, 셋째 별도의 동력없이도 쉽게 용존산소량을 높여 연못물 자체를 산소포화 상태에 이르게 하여 조류번식에 이용되는 유기물을 산화시킴으로서 조류발생을 억제시키고, 넷째 액체 상태뿐만 아니라 기체상태의 수질정화제를 하나의 장치로 연못에 자동 주입시키고. 다섯째 수질관리에 유용한 기체(O2, O3 등)주입 처리 시 별도의 처리조나 고가(高價)의 용해탱크를 쓰지 않고도 용해도를 100%달성 가능케 하여 값비싼 기체(O2, O3 등) 낭비를 없애므로서 설치비 및 운전비는 최소화하고, 수질정화효과는 극대화시키는 효과가 있다.

Description

연못 정화장치{Pond-purification system}

본 고안은 연못의 수질을 개선하기 위한 연못 정화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수질관리에 유용한 기체(O₂, O₃) 주입이 용이하고, 연못의 용존산소량을 크게 증대시켜 물을 오염시키는 오염원인 조류(藻類)와 혐기성(嫌氣性) 박테리아의 발생을 억제할 수 있게 함으로써 연못의 수질관리가 보다 효과적으로 이루어질 수 있도록 하는 연못 정화장치에 관한 것이다.연못에는 조류의 영양소가 풍부하므로, 산소가 이 영양소를 산화하기에 충분할 정도로 공급되지 않는다면 조류가 과다하게 번성하여 부영양화(富營養化：eutrophication)가 심해지는 적조 현상(積藻 現狀)을 유발하게 된다.

이에 따라, 용존산소량이 저하되면 탁도가 증가하게 되며, 조류들의 번식, 생장, 소멸 과정 등의 악순환을 초래하게 된다.

또한, 산소가 없거나 적은 혐기적 환경이 되면 혐기성 미생물들이황화수소(hydrogen sulfide)나 메탄(methane) 가스를 발생시켜 악취를 발생하게 되는데, 특히 연못이나 저수지와 유동성이 없는 경우에는 산소 공급이 더욱 불충분하게될 것이므로, 수질관리에 유용한 기체(O2, O3 등) 또는 액체(PH조절제, 살조제, 광합성 차단제, 응집제 등)를 연못에 강제적으로 공급할 필요가 있다.

도 7은 종래기술에 따른 연못 정화장치를 설명하기 위한 평면도로서 여기에서 보면, 수질관리에 유용한 유체 공급수단이 연못(1') 내부에 다수개 배치되어지되, 이들은 각각 펌프압에 의해 수질관리에 유용한 유체를 연못 내부에 공급하고, 일정방향(도 7의 실시예에서는 반시계방향)의 유체흐름이 발생되도록 함으로써 상기 유체를 비교적 먼 곳까지도 공급 가능하도록 구성되어있다.

그러나, 이러한 종래기술에서는 각각의 유체공급수단이 별개의 펌프를 필요로 하고, 대개의 경우 다수의 유체공급수단에 의해 일정방향의 유체흐름만 형성하게되므로, 도 7에서와 같이 연못 가장자리부의 형태가 굴곡이 심하고 복잡한 경우에는 빗금친 부분과 같은 사각지대가 발생하게되는 문제점이 있다.

한편, 종래기술에서는 수질관리에 유용한 유체로서 액체를 주입할 경우에는 약액 저장탱크, 정량펌프, 주입도구(KIT) 및 콘트롤러 등이 필요하고, 기체를 주입할 경우에는 일반적으로 물에 기체를 용해시키기 위한 처리조, 산기관등의 부속장치가 필요하며, 처리조를 두지 않을 경우는 별도의 가압 용해탱크 등이 필요하므로, 부대시설에 대한 설치비용이 많이 들고 운전비 및 유지관리 비용이 많이 드는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 하나의 장치로는 액체와 기체를 함께 처리할 수 없으므로 O2, O3 등의 수질관리에 유용한 기체와 PH조절제, 살조제, 광합성 차단제,응집제 등의 액체를 함께 처리하기위해서는 각각의 장치를 따로 설치하여야하는 문제점이 있다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 연못이 쉽게 오염·부패되는 것을 방지하고, 이들의 유지 관리비도 크게 절감할 수 있는 연못 정화장치를 제공함을 그 목적으로 하고 있다.

또한, 본 고안에서는 약액에 기체를 주입할시에 기체 손실이 최소화되도록 하고, 기체와 액체를 한 대의 장치에 의해 모두 공급할 수 있도록 함에 따라 장치 설치비와 유지 관리비를 대폭 절감할 수 있도록 하는데 또 다른 목적이 있는 것이다.

상기한 목적을 구현하기 위해 본 고안에서는 연못의 가장 깊은 곳에 위치하는 취수구로부터 끌어들인 물을 연못 가장자리를 따라 설치된 약액 공급관에 의해 정체됨이 없이 균일하게 환류될 수 있게 하고, 상기 약액 공급관에는 대기중의 공기를 자동으로 흡입·공급하는 벤츄리노즐을 일정길이마다 다수개 구비함으로써, 연못의 굴곡이 심한 부위에 대해서도 약액이 골고루 공급될 수 있도록 하고 용존 산소량이 크게 유지되도록 할 뿐만 아니라, 한 대의 장치만으로 O₂, O₃등의 기체를 액체와 함께 공급할 수 있도록 함으로써 부대시설 비용 및 유지관리비용을 대폭 절감할 수 있도록 한다.

이와 같이 본 고안은 연못에 담수되는 물속의 용존산소량을 기존 보다 크게 높여 생물학적 산소요구량(BOD: Biological Oxygen Demand)이나 화학적 산소요구량(COD: Chemical Oxygen Demand)을 대폭 낮춤으로써 연못의 오염원이 되는 물 속 조류나 유기물질을 산화시키고, 또한 살균시킴으로써 연못 정화에 크게 기여할 수 있는 것이다.

이하, 첨부 도면에 의해 본 고안의 구성 및 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 제 1실시예를 설명하기 위한 평면도,

도 2는 본 고안의 제 1실시예를 설명하기 위한 측면도,

도 3은 본 고안의 일요부인 벤츄리노즐만을 확대 도시한 측단면도,

도 4는 본 고안의 일요부인 약액 공급관을 설명하기 위한 측단면도로서,

(a)는 약액 공급관이 연결관보다 낮게 연결된 상태를 도시한 예시도, (b)는 약액 공급관이 연결관보다 높게 연결된 상태를 도시한 예시도,

도 5는 본 고안의 일요부인 약액 주입장치에 대한 작동 설명도,

도 6은 본 고안의 제 2실시예를 설명하기 위한 평면도,

도 7은 종래기술에 따른 연못 정화장치를 설명하기 위한 평면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

1 : 연못 2 : 연못 가장자리 라인

3 : 흡입관 4 : 약액 공급관

5 : 취수구 6 : 공기 흡입관

7 : 벤츄리노즐 8 : 약액 주입장치

9 : 연결관 41 : 단부

42 : 액체 43 : 기체

9 : 도입부 45 : 배출부

81 : 분기관 82 : 벤츄리관

83 : 흡입관 84 : 기체발생장치(수질 정화제 저장탱크)

본 고안에 따른 연못 정화장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 연못(1)의 심층부에 위치한 취수구(5)와, 상기 취수구(5)와 펌프(P)사이에 연결되는 흡입라인(3)과, 상기 펌프(P)로부터 공급된 약액을 연못 전부위에 걸쳐 골고루 공급하기위해 연못 가장자리 라인(2)을 따라 1회전이상 길게 연결되며 그 단부(41)는 폐쇄되어진 약액 공급관(4)과, 상기 약액 공급관(4)으로부터 일정간격마다 내측으로 분기연결되어진 다수개의 연결관(9)과, 상기 연결관(9)의 선단에 연결되며 중앙에는 대기와 연통되어진 공기 흡입관(6)이 연결되어진 벤츄리노즐(7)로 구성된다.

즉, 상기 약액 공급관(4)에는 소정 간격으로 다수의 연결관(9)이 분기 접속되며, 각각의 연결관(9) 말단부에는 일정한 높이만큼 수면 밖으로 노출되는 공기 흡입관(6)이 구비된 벤츄리노즐(7)을 설치하여 상기 공기 흡입관(6)을 통해 공기중의 산소를 공급하여 용존산소량을 높일 수 있도록 구성하고 있다.

또한, 본 고안은 약액 공급관(4)을 따라 연못으로 환류되는 물의 수질관리에 유용한 미생물 배양액 및 약액(연못 정화제 등)을 별도 공급하기위한 약액 주입장치(8)를 포함할 수 있는데, 상기 약액 주입장치(8)는 펌프(P)의 토출구와 약액 공급관(4) 사이에 연결된다.

상기 취수구(5)에서는 연못의 물을 흡수하고 상기 벤츄리노즐(7)에서는 약액을 배출하게되므로 유체의 흐름은 화살표로 도시된 바와 같이 형성된다.

한편, 상기 약액 공급관(4)은 연못 가장자리 라인(2)을 따라 길게 형성되므로, 전체적으로는 연못의 모양과 유사한 형태로 구성되며, 상기 펌프(P)는 약액 공급관(4)의 종단에 연결된 벤츄리노즐(7)에서도 약액을 분출하기에 충분한 압력을 형성하도록 설계되어야한다.

또한, 취수구(5)는 수압에 의해 취수가 용이하도록 연못 심층부(深層部)에 설치되어야하며, 연결관(9) 및 벤츄리노즐(7)은 상기 벤츄리노즐(7)의 중간에 연결되어진 공기 공급관(6)의 선단부가 대기에 노출되기 쉽도록 비교적 상층부(上層部)에 설치되는 것이 바람직하며, 벤츄리노즐(7)의 출구가 연못 중심을 향하도록 설치되어야한다.

한편, 도 3은 본 고안의 일요부인 벤츄리노즐만을 확대 도시한 측단면도로서, 벤츄리노즐(7)은 공기 흡입관(6)이 연결된 중간부의 단면적이 입, 출구의 단면적보다 작게 형성되어있으므로, 상기 벤츄리노즐(7)를 통과하는 유체는 중간부에서 유속이 빨라지게되며 베르누이의 원리에 따라 압력은 대기압 이하로 떨어지게된다. 따라서, 대기가 공기 흡입관(6)을 통해 벤츄리노즐(7) 내부로 유입되고, 수압에 의해 연결관(9)으로부터 공급된 약액과 함께 벤츄리노즐(7) 밖으로 분출된다.

도 4는 본 고안의 일요부인 약액 공급관을 설명하기 위한 측단면도로서, (a)는 약액 공급관이 연결관보다 낮게 연결된 상태를 도시한 예시도, (b)는 약액 공급관이 연결관보다 높게 연결된 상태를 도시한 예시도이다.

먼저 도 4의 (a)에서와 같이 연결관(9)이 약액 공급관(4)보다 낮게 연결된 경우, 약액에 액체만 혼입되었다면 별 문제 없겠으나 도시된 실시예에서와 같이 액체(42)와 기체(43)가 함께 혼입되어 상, 하부로 나눠질 경우에는 기체(43)가 벤츄리노즐(7)과 결합된 연결관(9)쪽에 위치하게되므로 약액에 용해되지 않은 상태로도 얼마든지 방출될 수 있다. 따라서 이 경우에는 약액에 O2, O3 등의 수질관리에 유용한 기체를 포함할 경우에 기체의 낭비가 심하게되는 문제점이 있다.

이에 반해 도 4의 (b)에서와 같이 연결관(9)이 약액 공급관(4)보다 낮게 낮게 연결된 경우, 약액에 액체와 기체가 함께 혼입된 경우에도 액체(42)가 벤츄리노즐(7)과 결합된 연결관(9)쪽에 위치하게되므로, 기체(43)는 약액에 용해되지 않은 상태로는 방출될 수 없게된다. 따라서 도 4의 (b)의 실시예가 도 4의 (a) 실시예에 비해 약액에 포함된 기체를 낭비하지 않게되므로 보다 경제적인 사용이 가능케된다.

한편, 본 고안은 약액 공급관(4)을 따라 연못으로 환류되는 물의 수질관리에 유용한 미생물 배양액 및 약액(연못 정화제 등)을 자동으로 주입하도록 된 별도의 약액 주입장치(8)를 포함하고, 상기 약액 주입장치(8)는 도 5에서와 같이취수구(5)에 인접한 약액 공급관(4)에 병렬 연결됨으로써 약액 주입장치(8)로부터 자동 공급되는 약액이 상기 약액 공급관(4)을 통해 연못으로 고르게 공급될 수 있다.

즉, 약액 주입장치(8)의 분기관(81)은 약액 공급관(4)과 병렬 연결되고, 상기 분기관(81)의 중간부에는 기체발생장치 및/또는 수질 정화제 저장탱크(84)로부터 연결된 흡입관(83)이 그 중간에 연결되어진 벤츄리관(82)이 연결된다.

따라서, 펌프(P)압에 의해 취수구(5)를 통해 유입되어진 물이 약액 공급관(4)을 지나게되면, 분기관(81)은 상기 약액 공급관(4)에 병렬 연결되어있으므로 일부의 물은 상기 분기관(81)으로 유입된다.

또한, 분기관(81)에 유입된 물은 벤츄리관(82)을 통과하게되는데, 상기 벤츄리관(82)의 중간에는 기체발생장치 및/또는 수질 정화제 저장탱크(84)로부터 연결된 흡입관(83)이 연결되어있으므로, 베르누이 원리에 의해 상기 흡입관(83)을 통해 공급된 유체는 벤츄리관(82) 내부로 유입되며, 이와 같이 벤츄리관(82) 내부로 공급된 유체는 분기관(81)으로 유입된 물과 혼합되면서 상기 약액 공급관(4)을 통해 계속 공급된다.

약액에 수질관리에 유용한 기체(O2, O3 등)만을 포함하고자할 경우에는 부호 84가 기체발생장치에 해당되고, 약액에 수질관리에 유용한 액체(PH조절제, 살조제, 광합성 차단제, 응집제 등)만을 포함하고자 할 경우에는 부호 84가 수질 정화제 저장탱크에 해당되며, 약액에 기체와 액체를 모두 포함하고자 할 경우에는 부호 84가 기체발생장치와 수질 정화제 저장탱크 모두에 해당된다.

이러한 약액 주입장치(8)는 구조가 간단하고 시공비·운전비 및 유지관리비가 저렴 할뿐만 아니라 기체 및 액체주입을 하나의 장치로서 해결 할 수 있다는 장점이 있다.

한편, 약액에 수질관리에 유용한 기체를 포함하여 공급하고자 할 경우, 이 기체가 물에 충분히 용해(혼합)되어진 상태로 연못에 공급하기위해서는 기체와 물을 혼합하기위한 과정이 요구되는데, 본 고안에서는 도 6에서와 같은 방법으로 이를 해결하였다.

즉, 상기 약액 공급관(4)의 앞부분에는 연결관(9) 및 벤츄리노즐(7)이 결합되지않은 도입부(44)가 기체를 물과 혼합하기에 충분한 길이로 형성되고, 그 후방에는 연결관(9) 및 벤츄리노즐(7)이 결합되어진 배출부(45)가 일체로 연결된다. 상기 약액 공급관(4)은 단부(41)가 폐쇄되어진 밀폐공간으로서, 상기 도입부(44)에서는 일종의 기체용해 처리조 역할을 하게되므로, 처리조나 高價의 용해탱크 없이도 완벽하게 용해처리할 수 있는 장점이 있다.

도시된 예에서는 상기 약액 공급관(4)이 연못 가장자리를 2회전한 형태로 구성되고, 초기 1회전은 기체용해처리조 기능을 하는 도입부(44)로만 구성되고 나머지 부위는 배출부(45)로 구성하고 있으나, 관의 직경, 펌프의 압력, 사용하는 기체의 종류에 따라 도입부(44)와 배출부(45)간의 길이의 비율을 임의로 조정할 수 있을 것이다.

이와 같이 구성된 본 고안의 연못 정화장치에서는 연못(1)이 혼탁해질 경우 취수구(5)의 펌프(P)를 작동시키게되는데, 이때 연못(1)내의 혼탁해진 물은펌프(P)에 의해 취수구(5)를 통하여 약액 공급관(4)으로 유입된 후, 연결관(9)과 벤츄리노즐(7)을 통해 외부로 고압 분사되어진다.

이를 일정시간이상 작동시키면 연못(1)의 물 속에는 수면으로 노출되는 공기 흡입관(6)을 통해 유입되는 대기중의 공기가 상기 벤츄리노즐(7)을 통과할 때 발생하는 기압차에 의해 흡입된 후 미세한 기포상태로 물 속에 용해됨으로써 통상적인 분수시스템과 비교시 산소전이효능이 12∼20배 정도로 우수한 용존산소량을 유지시킬 수 있게 된다.

이처럼 본 고안은 용존산소량을 크게 높이는데 반해 생물학적 산소요구량(BOD)과 화학적 산소요구량(COD)은 저하시킴으로서 연못의 오염원이 되는 물 속 담수조류나 유기물질 등은 모두 산화시킬 수 있게 되어 혐기성 박테리아나 바이러스까지도 살균, 소독하게 되는 장점이 있는 것이다.

그리고 연못의 가장자리 즉 경계부위를 따라 설치되는 약액 공급관(4)은 굴곡이 심하고 얕은 부분까지도 설치가 용이하여 용존산소량이 풍부한 심층 저온수를 분사하게 되고, 용존산소량이 풍부한 물이 새롭게 공급되어짐에 따라 연못 가장자리의 유기물이 산화되면 조류 등의 영양분이 차단되고 물의 정화작용이 진행된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에서는,

첫째 연못의 심층수(저온, 무산소상태)와 표면수(고온, 산소포화 상태)의 교반·순환작용이 신속하고 활발히 이루어져 양자간의 수온차를 없애주고 심층부에혐기성박테리아의 성장·번식을 억제시키고, 둘째 연못 가장자리의 굴곡이 아무리 심할지라도 순환 사각지역 없이 균일하게 환류시키고, 셋째 별도의 동력없이도 쉽게 용존산소량을 높여 연못물 자체를 산소포화 상태에 이르게 하여 조류번식에 이용되는 유기물을 산화시킴으로서 조류발생을 억제시키고, 넷째 액체 상태뿐만 아니라 기체상태의 수질정화제를 하나의 장치로 연못에 자동 주입시키고. 다섯째 수질관리에 유용한 기체(O2, O3 등)주입 처리 시 별도의 처리조나 高價용해탱크를 쓰지 않고도 용해도를 100%달성 가능케 하여 값비싼 기체(O2, O3 등) 낭비를 없애므로서 설치비 및 운전비는 최소화하고, 수질정화효과는 극대화시키는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 펌프(p)로부터 공급된 물을 연못(1) 내부에 분사함으로써 연못의 용존산소량을 증가시키기 위한 연못 정화장치에 있어서, 연못(1)의 심층부에 위치한 취수구(5)와, 상기 취수구(5)와 펌프(P)사이에 연결되는 흡입라인(3)과, 상기 펌프(P)로부터 공급된 약액을 연못 전부위에 걸쳐 골고루 공급하기위해 연못 가장자리 라인(2)을 따라 1회전이상 길게 연결되며 그 단부(41)는 폐쇄되어진 약액 공급관(4)과, 상기 약액 공급관(4)으로부터 일정간격마다 내측으로 분기연결되어진 다수개의 연결관(9)과, 상기 연결관(9)의 선단에 연결되며 중앙에는 대기와 연통되어진 공기 흡입관(6)이 연결되어진 벤츄리노즐(7)로 구성된 것을 특징으로 하는 연못 정화장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 약액 공급관(4)은 연못 가장자리 라인(2)을 따라 길게 형성되므로, 전체적으로는 연못의 모양과 유사한 형태로 구성되며, 상기 펌프(P)는 약액 공급관(4)의 종단에 연결된 벤츄리노즐(7)에서도 약액을 분출하기에 충분한 압력을 형성하도록 설계된 것을 특징으로 하는 연못 정화장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 취수구(5)는 수압에 의해 취수가 용이하도록 연못 심층부(深層部)에 설치되고, 연결관(9) 및 벤츄리노즐(7)은 상기 벤츄리노즐(7)의 중간에 연결되어진 공기 공급관(6)의 선단부가 대기에 노출되기 쉽도록 비교적 상층부(上層部)에 설치되며, 벤츄리노즐(7)의 출구는 연못 중심을 향하도록 설치된 것을 특징으로 하는 연못 정화장치.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 연결관(9)이 약액 공급관(4)보다 낮게 연결된 것을 특징으로 하는 연못 정화장치.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 물의 수질관리에 유용한 기체(O2, O3 등) 및 액체(PH조절제, 살조제, 광합성 차단제, 응집제 등)을 연못에 공급하기위한 별도의 약액 주입장치(8)를 구비하되, 상기 약액 주입장치(8)는 약액 공급관(4)과 병렬 연결되어진 분기관(81)과, 상기 분기관(81)의 중간부에 연결된 벤츄리관(82)과, 기체발생장치 및/또는 수질 정화제 저장탱크(84)로부터 상기 벤츄리관(82)의 중간부에 연결되어진 흡입관(83)으로 구성된 것을 특징으로 하는 연못 정화장치.
6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 약액 공급관(4)의 앞부분에는 연결관(9) 및 벤츄리노즐(7)이 결합되지않은 도입부(44)가 기체를 물과 혼합하기에 충분한 길이로 형성되고, 그 후방에는 연결관(9) 및 벤츄리노즐(7)이 결합되어진 배출부(45)가 일체로 연결된 것을 특징으로 하는 연못 정화장치.