KR20050012613A - 폐쇄성 담수의 수질정화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐쇄성 담수의 수질정화장치에 관한 것으로, 본 발명에서는 상,하부에 토출구와 유입부가 구비되는 수조를 직립형태로 설치하되, 이러한 수조의 내부에는 오염물질 수거부와 분사부와 필터부를 적층구조로써 설치함과 아울러 제 1,2펌프로 구성되는 펌핑부를 상기 수조에 관연결하여 구성되는 수질정화장치를 구비하므로서, 정화시키고자 하는 담수를 필터부의 하부에서 분사하여 정화된 담수를 필터부의 상부에서 토출시키고, 필터부에 의해 필터링된 오염물질을 수거하여 일거에 배출함에 따라 오염물질의 침적없이 지속적으로 수질정화작업을 수행할 수 있는 효과가 있다.

Description

폐쇄성 담수의 수질정화장치 {Water purification device of closing fresh-water}

본 발명은 수질정화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 연못, 어항, 인공폭포등에 저장된 폐쇄성 담수를 고압의 분사작용에 의해 여과조 내부로 용이하게 유도되도록 하여, 여과처리시 발생하는 불필요한 불순물 잔류현상을 예방되도록 하고, 또한 여과처리 후 침전되는 오염물질을 용이하게 배출 처리할수 있도록 한 폐쇄성 담수의 수질정화장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자연적으로 생성된 연못은 수질을 정화할 수 있는 미생물 들이 서식함에 따라 자정작용을 연속적으로 진행할 수 있으나, 인위적으로 만든 폐쇄성 담수 예컨데, 인공연못, 어항 및 인곡폭포에 사용되는 담수는 유기 미생물 등에 의한 정화작용을 기대하기 어려워 각종 오염물질(불순물 및 낙엽 등)등에 의해 수질오염이 발생된다.

특히, 기존의 폐쇄성 담수는 용존 산소가 현저하게 결핍됨에 따라 녹조가 발생하여 이들에 의해 메탄유화수소가 급격하게 화학반응을 일으키면서 악취를 동반하는 문제점이 있다.

상기한 문제를 해결하기 위해 여러가지 수질정화방법이 제안된 바 있는데, 그 일례로는 연못물의 표면적을 증가시켜 공기중의 산소와 접촉면적을 향상시키므로서 용존 산소량을 증가시키기 위해 노즐을 통하여 물을 분사하는 방식과, 박테리아와 특수 합성된 생체 영양소(특수효소) 등을 연못에 투여하는 방법이 있다.

하지만, 물분사방식의 경우 산소처리비율이 극히 제한적일 수밖에 없고, 생체 영양소를 투여하는 방식의 경우는 유지 관리비가 많이 소요되는 단점이 있었다.

이에, 근래에는 폐쇄성 담수를 수질정화장치에 강제순환시키는 방식이 범용되고 있다. 이와같은 수질정화장치는 수조의 내부에 다수의 여과망을 적층설치되고, 이러한 수조에는 담수를 강제순환시키기 위한 순환라인이 연결되는 구성을 갖는다. 이에 따라, 기존의 수질정화장치는 순환라인의 펌프에 의해 폐쇄성 담수를 펌핑하여 수조에 유입시키고, 수조에 유입된 담수는 여과망을 통과한 후 재차 연못으로 귀환시키므로서 여과망을 통해 각종 오염물질을 필터링하도록 작동된다.

하지만, 기존의 수질정화장치는 수조의 상부에 유입된 담수가 하부로 흐르면서 여과망을 통과하는 상,하이동구조 또는 좌,우이동구조로 여과작업을 수행함에 따라 각종 오염물질이 여과망에 그대로 침적되므로 여과망이 쉽게 막히는 문제점이 있다.

이와같이 여과망이 막히면, 여과망을 교환해야함에 따른 비용소모와 함께 순환라인의 펌프에 과부하가 걸리게 되므로 펌프가 고장나는 또 다른 문제점을 야기시킨다.

이에 따라, 기존의 수질정화장치는 상기한 문제점을 해결하기 위해 별도의 인력을 동원하여 여과망의 청소작업을 지속적으로 수행해야하므로, 불필요한 노동력 및 이에따른 인건비가 소요되는 운영상의 문제점이 있다.

한편, 기존의 수질정화장치는 단순히 담수에 존재하는 이물질여과기능만이 있고, 용존산소량을 증가시키는 기능은 미비함에 따라 근본적으로 폐쇄성 담수의수질정화효과를 기대할 수 없는 단점이 있다.

이에, 본 발명은 종래 폐쇄성 담수의 수질정화장치가 갖는 제반적인 문제점을 해결하고자 창안된 것으로,

본 발명의 목적은 각종 오염물질이 여과망에 침적되는 것을 방지하여, 지속적인 수질정화작업을 수행할 수 있는 폐쇄성 담수의 수질정화장치를 제공함에 있다.

또 다르게는 수조의 소정부에 오염물질을 수거함과 아울러 수거된 오염물질을 배출할 수 있도록하여, 오염물질의 수거작업을 용이하게 수행할 수 있는 폐쇄성 담수의 수질정화장치를 제공함에 있다.

한편, 담수의 여과작업과 함께 물과 공기의 혼합시키므로서 담수의 용존산소량을 증가시킬 수 있는 폐쇄성 담수의 수질정화장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 따른 폐쇄성 담수의 수질정화장치를 설명하기 위한 부분분해 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 폐쇄성 담수의 수질정화장치의 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 폐쇄성 담수의 수질정화장치에 있어, 오염물질유도구 및 상승방지구를 설명하기 위한 평면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 폐쇄성 담수의 수질정화장치가 담수를 정화하여 토출하는 상태를 보인 작용상태도이다.

도 5는 본 발명에 따른 폐쇄성 담수의 수질정화장치가 수조에 수거된 오염물질을 배출하는 상태를 보인 작용상태도이다.

도 6은 본 발명에 따른 폐쇄성 담수의 수질정화장치의 또 다른 실시예를 보인 단면도이다.

<도면주요부위에 대한 부호의 설명>

1,1' : 폐쇄성 담수의 수질정화장치 2 : 수조

3 : 오염물질 수거부 4 : 필터부

5 : 분사부 6 : 펌핑부

7 : 브로워유닛 21 : 뚜껑

22 : 흡입부 23 : 토출부

24 : 고정프레임 31 : 오염물질유도구

32 : 상승방지구 41 : 지지망

42 : 대자갈층 43 : 중자갈층

44 : 정화층 45 : 소자갈층

46 : 부직포여과망 47 : 왕사층

51 : 분사노즐 61 : 제 1 펌프

62 : 제 2 펌프 611,621 : 흡입단

612,622 : 토출단 T : 간격유지편

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단으로는;

상부에는 뚜껑(21)이 설치되고, 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 구조를 가지며, 고정프레임(23)에 의해 직립설치되는 수조(2);

상기 수조(2)의 내부에 구비되며, 오염물질유도구(31)와 상승방지구(32)가 소정간격을 두고 상,하 이격설치되는 오염물질 수거부(3);

상기 오염물질 수거부(3)의 상부에 설치되는 필터부(4);

상기 오염물질 수거부(3)와 필터부(4)의 사이공간에 설치되는 분사부(5);

상기 오염물질수거부(3)의 하부에 구비되는 흡입부(22);

상기 필터부(4)의 상부 일측에 구비되는 토출부(23); 및

상기 수조에 관연결되어 폐쇄성 담수를 공급함과 아울러 오염물질을 배출하는 제 1,2 펌프(61)(62)로 구성되는 펌핑부(6);를 포함하는 폐쇄성 담수의 수질정화장치를 구비하므로서 달성된다.

이때, 상기 오염물질유도구(31) 및 상승방지구(32)는 상부에서 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 깔대기형태로 구성하되, 그 상부테두리의 사방에는 간격유지편(T)을 설치하여 상기 상부테두리가 상기 오염물질 수거부(3)의 내경과 소정간격을 갖도록 설치된다.

또한, 상기 필터부(4)는 지지망(41)의 상부에 대자갈층(42)과 중자갈층(43)과 정화층(44)과 소자갈층(45)과 부직포여과망(46)과 왕사층(47)을 순차적으로 적층하여 구성된다.

또한, 상기 정화층(44)은 숯, 제오라이트, 산호사, 맥반석 중 어느 하나로 구성된다.

상기 분사부(5)는 그 일단이 수조(2)의 측벽에 관연결되고, 타단에는 상기 필터부(4)를 향하는 다수의 분사노즐(51)이 설치된다.

또한, 상기 펌핑부(6)의 제 1 펌프(61)는 그 흡입단(611)을 통해 담수를 흡입하고 토출단(612)은 상기 분사부의 일단에 관연결되며, 상기 제 2 펌프(62)는 그 흡입단(621)이 상기 흡입구(22)에 관연결되고 토출단(622)은 하수처리할 수 있도록 관연결된다.

또한, 상기 펌핑부(6)의 제 1,2펌프(61)(62)는 적어도 상기 수조(2)의 토출부(23)보다 높은 위치에 설치되며, 상기 제 2 펌프(62)는 제 1 펌프(61)에 비해 흡입용량이 큰 펌프가 적용된다.

또한, 상기 펌핑부(6)에는 상기 제 1,2 펌프(61)(62)를 선택적인 구동을 제어하는 콘트롤박스가 포함된다.

한편, 상기 수조(2)에는 상기 분사노즐(51) 및 토출부(23)에 에어를 강제공급하기 위한 브로워유닛(7)이 더 포함된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 폐쇄성 담수의 수질정화장치를 설명하기 위한 부분 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 폐쇄성 담수의 수질정화장치의 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 폐쇄성 담수의 수질정화장치에 있어, 오염물질유도구 및 상승방지구를 설명하기 위한 평면도이다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 수질정화장치(1)는 상,하부에 토출구(23)와 흡입부(22)가 구비되는 수조(2)를 직립형태로 설치하되, 이러한 수조(2)의 내부에는 오염물질 수거부(3)와 분사부(5)와 필터부(4)를 적층구조로써 설치함과 아울러 제 1,2펌프(61)(62)로 구성되는 펌핑부(6)를 상기 수조(2)에 관연결하여 구성된다.

이때, 상기 수조(2)는 도 1 내지 도 2에서와 같이 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 통상의 호퍼구조를 갖되, 고정프레임(24)에 의해 직립설치된다. 이와같은 수조(2)는 부식을 방지하기 위해 스테인레스 또는 PVC와 같은 합성수지재로 구성하되, 처리코자하는 담수의 양에 따라 그 크기를 가변할 수 있으며, 개방되는 상부에는 외부 오염물질의 유입을 방지하기 위해 뚜껑이 설치된다.

또한, 상기 수조(2)에 있어, 폭이 좁아지는 하부에 위치하는 오염물질 수거부는 오염물질유도구(31)와 상승방지구(32)가 소정간격을 두고 상,하 이격설치된다. 이와같은 오염물질유도구(31)와 상승방지구(32)는 상부에서 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 깔대기형태로 구성되며, 그 상부테두리의 사방에는 간격유지편(T)이 설치된다. 이에 따라, 오염물질유도구(31)와 상승방지구(32)는 도 3에서와 같이 상부테두리가 상기 오염물질 수거부(31)가 위치하는 수조(2)의 내경과 소정간격으로 이격설치되므로 오염물질의 이동통로가 마련된다.

이때, 상기 오염물질 수거부(3)의 하부에는 후술하는 펌핑부(6)의 제 2 펌프(62)가 관연결되는 흡입부(22)가 구비된다. 이와같은 흡입부(22)는 수조(2)의 최하부에 위치하므로 상기 오염물질 수거부(3)에 모인 오염물질의 외부 배출통로 역할을 수행한다.

한편, 상기 오염물질수거부(3)의 상부에는 필터부(4)가 설치되고, 이러한 오염물질 수거부(3)와 필터부(4)의 사이공간에는 분사부(5)가 설치된다.

상기 필터부(4)는 지지망(41)의 상부에 대자갈층(42)과 중자갈층(43)과 정화층(44)과 소자갈층(45)과 부직포여과망(46)과 왕사층(47)을 순차적으로 적층하여 구성된다. 이와같은 지지망(41)은 각 층을 지지해주는 역할을 수행하며, 바람직하게는 스테인레스 철망으로 구성된다. 또한, 상기 대자갈층(42)과 중자갈층(43)은수조(2)의 내부에 유입된 오염물질이 상승하는 것을 방지하고, 상기 정화층(44)은 담수의 정화기능 및 이끼제거기능을 수행한다. 이러한 정화층(44)을 구성하는 재질로는 항균탈취기능을 갖는 숯, 제오라이트, 산호사(산호가 퇴적한 모래), 맥반석 등을 적용함이 바람직하다. 그리고, 상기 정화층(44)의 상부에 적층되는 소자갈층(45)은 상기 부직포여과망(46)을 고르게 받침하는 기능과 함께 여과기능을 수행하는데, 이렇게 여과기능을 수행하게 위해서는 산호사 또는 조개사 등이 적용된다. 또한, 상기 부직포여과망(46)은 미세한 오염물질까지 거를수 있도록 조밀하게 직조된 부직포를 적용함이 바람직하며, 이러한 부직포여과망(46)의 상부에 적층되는 왕사층(47)은 여과망의 이탈을 방지하는 기능을 수행하되 가는 그물망에 담은 상태로 적층된다.

이때, 상기한 필터부(4)의 상부 일측벽에는 수조(2)에 유입되어 필터부(4)를 거친 담수를 외부배출하기 위한 토출부(23)가 구성된다. 이와같은 토출부(23)에는 정화된 담수를 사용처, 예컨데 인공연못, 어항 및 인공폭포 등에 공급하기 위한 관이 연결된다.

또한, 오염물질 수거부(3)와 필터부(4)의 사이공간에 설치되는 분사부(5)는 도 2에서와 같이 그 일단이 수조(2)의 측벽에 관연결되고, 타단에는 상기 필터부(4)를 향하는 다수의 분사노즐(51)이 설치된다. 이와같은 분사노즐(51)은 상기 필터부(4)의 지지망(41)과 근접된 위치에 설치되어 후술하는 펌핑부(6)에 의해 공급되는 담수를 상기 지지망(41)에 분사시키게 된다.

마지막으로, 상기 펌핑부(6)는 상기 수조(2)에 관연결되는 제 1,2펌프(61)(62)로 구성된다. 이와같은 펌핑부(6)의 제 1 펌프(61)는 그 흡입단(611)이 담수가 저장된 인공연못 등에 관연결되어 담수를 흡입하고 토출단(612)은 상기 분사부(5)의 일단에 관연결되어 폐쇄성 담수를 수조(2)에 공급하는 기능을 수행한다. 또한, 상기 제 2 펌프(62)는 그 흡입단(621)이 상기 흡입부(22)에 관연결되고 토출단(622)은 하수처리할 수 있도록 하수도에 관연결되어 되어, 상기 오염물질 수거부에 수거된 오염물질을 배출시키는 기능을 수행한다.

이때, 상기 펌핑부(6)의 제 1,2펌프(61)(62)는 수조(2)보다 각 펌프에 높은 압력이 걸리도록 적어도 상기 수조(2)의 토출부(23)보다 높은 위치에 설치된다.

또한, 상기 펌핑부(6)에는 작업자가 상기 제 1,2 펌프(61)(62)의 구동을 제어할 수 있도록 타이머 및 조작스위치를 갖는 콘트롤박스가 포함된다. 이와같은 콘트롤박스에 구비되는 조작스위치는 작업자가 임의로 각 펌프를 구동시킬 수 있도록 한 것이고, 타이머는 작업자가 시간을 설정하면 1~3일에 한번씩 제 2 펌프(62)를 소정시간동안 구동시켜 오염물질 수거부(3)에 있는 오염물질을 자동으로 수거할 수 있도록 한 것이다.

이에, 상기와 같은 구성요소를 갖는 본 발명에 따른 폐쇄성 담수의 수질정화장치의 각 구성요소간의 상호작용에 대하여 살펴보면;

도 4는 본 발명에 따른 폐쇄성 담수의 수질정화장치가 담수를 정화하여 토출하는 상태를 보인 작용상태도이고, 도 5는 본 발명에 따른 폐쇄성 담수의 수질정화장치가 수조에 수거된 오염물질을 배출하는 상태를 보인 작용상태도이다.

도 4 내지 도 5를 참조하면, 펌핑부의 제 1 펌프를 통해 폐쇄성 담수가 분사부에 유입되면, 분사노즐(51)을 통해 필터부(4)로 강하게 분사된다.

이에 따라 담수와 함께 수조로 유입된 오염물질은 필터부(4)의 필터링작용에 의해 수조(2)의 하부로 낙하하고, 이렇게 낙하되는 오염물질은 깔대기형상의 오염물질유도구(31)에 유도되며 오염물질 수거부(3)에 모이게 된다.이와 동시에 오염물질과 분리된 담수는 필터부(4)의 각 층을 거치면 정화된 후 토출부(23)를 통해 사용처로 배출된다.

이때, 오염물질 수거부(3)에 구비된 상승방지구(32)는 오염물질이 필터부(4)측으로 상승하는 것을 방지한다.

이와같이, 오염물질 수거부(3)에 오염물질이 모이면 제 2 펌프(62)를 작동시켜 수조의 토출부(23)를 통해 오염물질을 배출함과 아울러 배출된 오염물질은 하수구에 버려지게 된다.

이때, 제 2 펌프(62)의 작동에 의해 수조(2)의 수위가 낮아지면서 필터부(4)의 부직포여과망(46) 및 각종 자갈층(42)(43)(45) 등에 존재하던 찌꺼기도 함께 낙하하게 되므로 수조(2)내부의 청소작업을 병행할 수 있으며, 오염물질유도구(31)와 상승방지구(32)의 상부테두리에 마련된 공간상으로 찌꺼기등이 낙하함에 따라 수조(2)내부에 존재하는 오염물질을 모두 배출할 수 있는 것이다.

한편, 계속적인 사용에 의해 담수의 여과물량이 저하되면 간편하게 부칙포여과망(46)만을 교체하여 재사용할 수 있는 장점이 있다.

도 6은 본 발명에 따른 폐쇄성 담수의 수질정화장치의 또 다른 실시예를 보인 단면도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 수질정화장치(1')는 한편, 수조(2)의 소정부, 예컨데 뚜껑(21)의 상부에 브로워유닛(7)을 추가설치하여 상기 분사노즐(51) 및 토출부(23)에 에어를 강제공급할 수 있도록 구성된다. 이와같이 브로워유닛(7)을 통해 분사노즐(51)에 공기를 강제공급하면, 분사되는 담수에 보다많은 거품이 발생하게 되므로 이러한 거품이 지지망(41)에 존재하는 찌꺼기를 보다 쉽게 없앨 수 있고, 토출부(23)에 공기를 강제공급하여 토출되는 담수와 공기를 혼합하므로서 담수의 용존산소량을 증가시킴에 따라 자정능력을 증대할 수 있는 장점을 갖게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 폐쇄성 담수의 수질정화장치는 정화시키고자 하는 담수를 필터부의 하부에서 분사하여 정화된 담수를 필터부의 상부에서 토출시키고, 필터부에 의해 필터링된 오염물질을 수거하여 일거에 배출함에 따라 오염물질의 침적없이 지속적으로 수질정화작업을 수행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 담수의 여과작업과 함께 물과 공기를 혼합시키므로서 담수의 용존산소량을 증가시킬 수 있어, 폐쇄성 담수의 자정능력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

1. 상부에는 뚜껑이 설치되고, 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 구조를 가지며, 고정프레임에 의해 직립설치되는 수조;

   상기 수조의 내부에 구비되며, 오염물질유도구와 상승방지구가 소정간격을 두고 상,하 이격설치되는 오염물질 수거부;

   상기 오염물질 수거부의 상부에 설치되는 필터부;

   상기 오염물질 수거부와 필터부의 사이공간에 설치되는 분사부;

   상기 오염물질수거부의 하부에 구비되는 유입부;

   상기 필터부의 상부 일측에 구비되는 토출부; 및

   상기 수조에 관연결되어 폐쇄성 담수를 공급함과 아울러 오염물질을 배출하는 제 1,2 펌프로 구성되는 펌핑부;를 포함하는 폐쇄성 담수의 수질정화장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 오염물질유도구 및 상승방지구는 상부에서 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 깔대기형태로 구성하되, 그 상부테두리의 사방에는 간격유지편을 설치하여 상기 상부테두리가 상기 오염물질 수거부의 내경과 소정간격을 갖도록 설치됨을 특징으로 하는 폐쇄성 담수의 수질정화장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 필터부는 지지망의 상부에 대자갈층과 중자갈층과 정화층과 소자갈층과 부직포여과망과 왕사층을 순차적으로 적층하여 구성됨을 특징으로 하는 폐쇄성 담수의 수질정화장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 정화층은 숯, 제오라이트, 산호사, 맥반석 중 어느 하나로 구성됨을 특징으로 하는 폐쇄성 담수의 수질정화장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 분사부는 그 일단이 수조의 측벽에 관연결되고, 타단에는 상기 필터부를 향하는 다수의 분사노즐이 설치됨을 특징으로 하는 폐쇄성 담수의 수질정화장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 펌핑부의 제 1 펌프는 그 흡입단을 통해 담수를 흡입하고 토출단은 상기 분사부의 일단에 관연결되며, 상기 제 2 펌프는 그 흡입단이 상기 유입구에 관연결되고 토출단은 하수처리할 수 있도록 관연결됨을 특징으로 하는 폐쇄성 담수의 수질정화장치.
7. 제 1항에 있어서, 상기 펌핑부의 제 1,2펌프는 적어도 상기 수조의 토출부보다 높은 위치에 설치되며, 상기 제 2 펌프는 제 1 펌프에 비해 흡입용량이 큰 펌프가 적용됨을 특징으로 하는 폐쇄성 담수의 수질정화장치.
8. 제 1항에 있어서, 상기 펌핑부에는 상기 제 1,2 펌프를 선택적인 구동을 제어하기 위해 조작버튼과 타이머를 갖는 콘트롤박스가 포함됨을 특징으로 하는 폐쇄성 담수의 수질정화장치.
9. 제 1항에 있어서, 상기 수조에는 상기 분사노즐 및 토출부에 에어를 강제공급하기 위한 브로워유닛이 더 포함됨을 특징으로 하는 폐쇄성 담수의 수질정화장치.