KR20060002296A - Artificial island for water purification - Google Patents
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Abstract
본 발명은 강, 댐, 연못, 호소, 하천 등의 수면 위에 수질정화를 목적으로 설치되는 인공 수초섬의 구조에 관한 것으로서, 좀더 상세히는 다공성 흡착재를 이용하여 수중의 질소와 인 성분 등을 효과적으로 흡수, 농축하여 수질 정화기능을 향상시키고, 수생식물의 원활한 성장을 돕는 인공 수초섬의 구조에 관한 것이다.The present invention relates to the structure of artificial aquatic islands that are installed for the purpose of water purification on the surface of rivers, dams, ponds, lakes, rivers, etc. More specifically, it effectively absorbs nitrogen and phosphorus components in water using porous adsorbents. The present invention relates to a structure of artificial aquatic islands by concentrating, improving water purification, and helping to grow aquatic plants.
수초섬, 수생식물, 수질정화, 숯, 맥반석, 다공성 흡착재Aquatic island, aquatic plants, water purification, charcoal, elvan, porous adsorbent
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 수초섬의 구조도이다.1 is a structural diagram of a myelin sheath according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 수초섬의 측면도이다.2 is a side view of the myelin sheath according to an embodiment of the present invention.
*도면 부호의 설명** Description of Drawing Symbols *
10: 부유체 20: 외곽 프레임10: floating body 20: outer frame
21: 기저망 22: 보강 프레임21: base 22: reinforcement frame
30: 망상패드 40: 다공성 흡착재30: reticular pad 40: porous adsorbent
50: 흡착재층 60: 섬유매트50: adsorbent layer 60: fiber mat
70: 그물망층 80: 식물포트 식재부70: network layer 80: plant pot planting department
90: 중량추90: weight
본 발명은 강, 댐, 연못, 호소, 하천 등의 수면 위에 수질정화를 목적으로 설치되는 인공 수초섬의 구조에 관한 것으로서, 좀더 상세히는 수중의 질소와 인 성분 등을 효과적으로 흡수, 농축하여 수질 정화기능을 향상시키고, 수생식물의 원활한 성장을 돕는 인공 수초섬의 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a structure of an artificial aquatic island that is installed for the purpose of water purification on the surface of rivers, dams, ponds, lakes, rivers, etc. More specifically, the water quality purification by effectively absorbing and concentrating nitrogen and phosphorus components in the water It relates to the structure of artificial aquatic islands to improve the function and to help the smooth growth of aquatic plants.
나날이 심각해져가는 환경 오염문제에 관한 인식이 확산되면서 강, 호수, 하천 등의 수질오염을 해결하려는 많은 연구자들의 노력이 계속되고 있다. 하천, 강, 호수 등의 오염원은 축사로부터 배출되는 축분 등의 오염물질과 생활하수, 농지에서 흘러들어오는 농약, 비료 등을 들 수 있고 이로 인하여 호소의 부영양화 현상이 일어난다. 부영양화는 미생물에 의한 유기물 분해로 인하여 하천에 영양물질이 지나치게 많아져서 조류나 플랑크톤 등이 이상 증식하는 현상을 말한다. 부영양화는 하천, 호소의 생태계를 파괴하여 담수 내의 모든 생물을 죽게 하기 때문에 부영양화를 방지하기 위한 여러 방법들이 시도되어 오고 있다.As awareness of environmental pollution continues to grow day by day, many researchers continue to work to resolve water pollution in rivers, lakes, and rivers. Pollutants such as rivers, rivers and lakes include pollutants such as livestock waste from livestock houses, domestic sewage, pesticides flowing from farmland and fertilizers, which cause eutrophication of the appeal. Eutrophication refers to a phenomenon in which algae or plankton grow abnormally due to excessive nutrients in rivers due to decomposition of organic matter by microorganisms. Since eutrophication destroys ecosystems of rivers and lakes, killing all living organisms in fresh water, several methods have been tried to prevent eutrophication.
다양한 수질개선 방법 중 몇 가지를 들면 소독약품, 응집제 등을 이용하여 수중 오염물질을 응집시키거나 침전시키는 등의 방법이 널리 알려져 있고, 물리·화학적 방법으로서 가압공기를 이용하여 오염물질을 수표면으로 부상시켜 처리하는 방법이 있다. 또한, 미생물을 이용하여 오수 등의 수질을 개선하는 방법도 널리 사용되고 있다.Several methods of water quality improvement are widely known, such as agglomeration or precipitation of contaminants in water using disinfectant and flocculant.Physical and chemical methods are used to pressurize pollutants to the water surface. There is a method of flotation. In addition, a method of improving water quality such as sewage using microorganisms is also widely used.
최근에는 위와 같은 다양한 수질정화방법 외에 수생식물을 이용한 수질정화방법이 연구자들의 관심을 끌고 있다. 달뿌리풀, 애기부들, 동의나물, 억새, 갈대 등의 수생식물의 뿌리를 통해 영양물질이 흡수되면 호소나 하천의 부영양화를 방지하게 되는 것이다.Recently, in addition to the various water purification methods described above, water purification methods using aquatic plants have attracted the attention of researchers. If nutrients are absorbed through the roots of aquatic plants, such as moon roots, babies, copper herbs, silver grass, and reeds, it will prevent eutrophication of lakes and streams.
수생식물을 이용한 수질정화방법은 수생식물이 수중의 질소 및 인 등을 섭취하므로써 부영양화를 방지하여 수질개선효과를 나타내며, 수생식물의 줄기부는 수중으로의 빛에너지 투과를 차단하는 역할을 함으로써 녹조류 등 조류의 지나친 번식을 억제하는 기능을 한다. 수생식물로 이루어진 수초섬을 형성함으로써 수서 곤충과 조류, 어류의 생식공간, 서식공간을 확보할 수 있기 때문에 이들이 수중의 조류를 포식함으로써 과다한 조류의 번식을 막는 효과도 거둘 수 있다. 그리하여 친환경적인 방법으로 호소의 수질정화라는 목적을 이룰 수 있으며, 아울러 수생식물이 자라는 수초섬을 만듦으로써 수려한 경관을 이루어 생태공원으로서의 기능도 수행할 수 있는 것이다.The water purification method using aquatic plants shows the effect of improving water quality by preventing eutrophication by ingesting nitrogen and phosphorus in aquatic plants, and the stem part of aquatic plants plays a role of blocking light energy permeation into water. Suppresses excessive breeding. By forming aquatic islands composed of aquatic plants, it is possible to secure habitats and habitats for aquatic insects, birds, and fishes, so that they can prey on aquatic algae to prevent excessive reproduction of algae. Thus, the purpose of water purification of the lake can be achieved in an eco-friendly way, and by creating aquatic islands where the aquatic plants grow, they can also perform beautiful functions as ecological parks.
인공 수초섬과 관련된 종래 기술로는 공개특허 제1997-65423호, 등록실용신안 제20-202650호, 등록실용신안 제20-255250호, 공개특허 제2003-86379호 등이 공개되어 있다.Conventional techniques related to artificial aquatic islands are disclosed in Patent Publication No. 1997-65423, Utility Model No. 20-202650, Utility Model No. 20-255250, Patent Publication No. 2003-86379 and the like.
그러나, 상기 공개특허 또는 등록실용신안들은 수중의 질소나 인과 같은 부영양화 원인물질을 효과적으로 농축시키지 못하는 단점이 있다. 특히 수질이 악화되는 겨울철 갈수기에는 낮은 수온과 기온 등으로 인하여 수생식물이 원활히 생장하지 못하는 시기이므로 영양염류의 흡착 및 이를 이용한 생장활동이 일시적으로 멈추게 되므로 수질 악화를 피할 수 없는 문제점이 발생하였다.However, the published patents or utility models have a disadvantage in that they do not effectively concentrate eutrophication agents such as nitrogen or phosphorus in water. In particular, during the winter dry season, when the water quality deteriorates, the water plants cannot grow smoothly due to low water temperature and temperature, so that the adsorption of nutrients and the growth activity using the same are temporarily stopped.
또한, 등록실용신안 제211901호는 황토를 발포제와 혼합하여 1,000℃ 이상의 고온에서 회전 성형하여 황토 알갱이를 제조한 후 상기 방법으로 제조된 황토 알갱이를 다시 600℃에서 2차로 열을 가하여 일체로 구조체화된 황토식생기반을 만드는 것에 대하여 개시하고 있다. 그러나, 이 고안은 황토 구조물 제작공정이 복잡하고 고온처리를 해야 하므로 비용이 과다하게 소요되는 단점이 있으며, 뿐만 아니라, 황토 구조물은 여러 개의 황토 구조물이 연결되어 넓은 인공 부도를 형성했을 때 너울이나 태풍, 비바람에 의하여 황토 구조물끼리 부딪치는 경우 쉽게 파손되는 문제점이 발생한다. 그러므로 댐이나 대규모 호소에 적용하기에는 무리가 따른다.In addition, the Utility Model No. 211901 is a mixture of loess and blowing agent at a high temperature of 1,000 ℃ or more to produce ocher granules, and then the ocher granules prepared by the above method is secondly heated at 600 ℃ again to be integrally structured. Disclosed is to create a loess vegetation base. However, this design has the disadvantage of excessive cost because the process of manufacturing the ocher structure is complicated and the high temperature treatment is required. In addition, the ocher structure has a swell or typhoon when multiple ocher structures are connected to form a wide artificial bankruptcy. In case of hitting the ocher structures due to rain and wind, a problem occurs that is easily broken. Therefore, it is difficult to apply it to dams or large-scale appeals.
따라서, 본 발명은 하천, 호소의 부영양화의 원인 물질인 질소, 인을 좀더 효과적으로 제거할 수 있는 수질정화용 수초섬의 구조를 제공하려는 것을 그 목적으로 한다.Therefore, an object of the present invention is to provide a structure of a water purification system for water purification that can more effectively remove nitrogen and phosphorus, which are the causes of eutrophication of rivers and lakes.
또한, 본 발명은 갈수기와 같이 수질이 악화되는 때에도 효과적으로 오염물질을 제거하는 수질정화용 수초섬을 제공하려는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a water purification plant for water purification that effectively removes contaminants even when water quality deteriorates, such as a dry season.
뿐만 아니라, 본 발명은 종래의 인공 수초섬에 적용 가능한, 수질정화 효율을 높이는 인공 수초섬을 제공하려는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide an artificial myelin sheath, which is applicable to a conventional artificial myelin sheath, to increase water purification efficiency.
또한, 본 발명은 기상 악화의 경우에도 쉽게 파손되지 않고 수질정화를 수행할 수 있는 인공 수초섬을 제공하려는 것을 목적으로 한다.
In addition, an object of the present invention is to provide an artificial myelin sheath that is capable of performing water purification without being easily damaged even in a bad weather condition.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명자는 부유체와, 외틀과 철망으로 이루어진 지지틀과, 수생식물을 지탱하고 물 속으로 뿌리내릴 수 있도록 하는 망상 패 드로 이루어지는 종래의 인공 수초섬 구조에서, 다층의 망상 패드 또는 야자섬유매트, 캐시미론 등의 섬유지지층 사이에 다공성의 흡착력이 높은 통형, 입상 또는 분말상의 숯 또는 맥반석 층을 형성시킨 수질정화용 수초섬을 발명하기에 이르렀다.In order to achieve the above object, the present inventors have a multi-layered mesh in a conventional artificial aquatic island structure composed of a float, a support frame made of an outer frame and a wire mesh, and a reticulated pad for supporting and rooting aquatic plants. The invention has led to the development of a water purification system for water purification in which a tubular, granular or powdery char or elvan layer with high porosity is formed between a fiber support layer such as a pad or a palm fiber mat or cashmere.
본 발명은The present invention
수초섬을 물에 띄우기 위한 부유체(10);와Floating body (10) to float the myelin island; and
상기 부유체에 연결되어 사각 또는 육각과 같은 일정 형상을 가지는 외곽프레임(20);과An
상기 외곽프레임의 내측에 형성된 기저망(21);과A
상기 기저망의 상층에 위치하며 수생식물을 지탱하는 1층 이상의 망상패드(30);와Located on the upper layer of the base network and one or more layers of
상기 망상패드 층 사이에 또는 상기 망상패드의 상부 또는 하부에 위치하며, 그 내부에 숯, 제올라이트 및 맥반석으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 이상의 다공성 흡착재(40)를 포함하는 흡착재층(50);An
을 포함하여 구성되는 수질정화용 수초섬에 관한 것이다.It relates to a water purification plant composed of water quality.
또한, 본 발명은 상기 흡착재층에 가해지는 다공성 흡착재가 표면적이 큰 통형, 입자형 또는 분말상인 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 섬유매트나 야자섬유매트(coir net) 등의 공극 사이로 유실되지 아니할 정도이면서 표면적을 극대화한 입자형 또는 분말상의 숯 또는 맥반석 등 다공성 흡착재를 이용함으로써 수중의 오 염물질을 효과적으로 흡착, 농축시키고 농축된 질소, 인 등을 수생식물의 뿌리에 공급해 줌으로써 수생식물의 생장과 오염물질의 제거에 큰 도움을 줄 수 있다. 숯과 같은 다공성 흡착재는 표면적이 넓어 수질정화용 미생물들이 서식할 수 있는 여재로서의 역할도 동시에 수행할 수 있기 때문에 별도의 미생물 접촉여재를 설치하지 않아도 되는 장점이 있다. 숯과 같은 다공성 흡착재는 입경이 작은 입상을 선택하는 것이 그 표면적을 최대로 할 수 있기 때문에 수중 영양염류의 흡착과 농축 및 미생물 여재로서의 기능을 하기에 바람직하다.In addition, the present invention is characterized in that the porous adsorbent applied to the adsorbent layer is cylindrical, granular or powder with a large surface area. Preferably, by adsorbing and concentrating pollutants in water effectively by using porous adsorbents such as granular or powdered charcoal or elvan, which are not lost between the pores such as fiber mats or palm fiber mats and maximize the surface area. By supplying concentrated nitrogen, phosphorus, etc. to the roots of aquatic plants, they can be very helpful in growing and removing pollutants. Porous adsorbents such as charcoal have a wide surface area and can simultaneously play a role as a media for the microorganisms for water purification, so there is no need to install a separate microbial contact media. Porous adsorbents, such as charcoal, are preferred for adsorption and concentration of nutrients in water and for functioning as microbial mediators, since selecting a granule with a small particle size can maximize the surface area.
숯 등의 흡착재는 촘촘한 그물망이나 성긴 섬유질매트 주머니에 넣어 상기 기저망의 상부, 상기 망상패드의 상부, 하부 또는 여러 층의 망상패드 사이에 위치시킨다.Adsorbents, such as charcoal, are placed in tight mesh or loose fibrous mat pockets and placed between the top of the base, the top, the bottom of the reticulated pad, or several layers of reticulated pad.
또한, 본 발명은 상기 외곽프레임 또는 금속망의 하부 수중에 숯, 제올라이트 또는 맥반석과 같은 다공성 흡착재(40)를 부가시켜 수질이 악화되는 때 특히 겨울철에도 수중의 오염물질을 효과적으로 흡착시킴으로써 수질 개선효과를 증대시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 숯과 같은 다공성 흡착재는 표면적이 넓어 수질정화용 미생물들이 서식할 수 있는 여재로서의 역할도 동시에 수행할 수 있는 것이다.In addition, the present invention by adding a porous adsorbent 40, such as charcoal, zeolite or ganban stone in the lower water of the outer frame or metal mesh to improve the water quality by effectively adsorbing contaminants in water even when the water quality is deteriorated, especially in winter. You can increase it. In addition, porous adsorbents such as charcoal have a large surface area, and can simultaneously play a role as a medium in which microorganisms for water purification can live.
상기 다공성 흡착재는 통숯이나 입상 숯을 망체에 넣은 것과 같이 가능하면 비중이 가벼운 재질이 바람직하며, 다수개를 수직으로 설치하고 수직상태를 유지하도록 다공성 흡착재의 하단부에 중량추(90)를 매단다.The porous adsorbent is preferably a material with a light specific gravity as possible, such as a whole charcoal or granular charcoal in the net body, and the weight 90 is suspended at the lower end of the porous adsorbent to maintain a vertical state.
이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 수질정화용 수초섬에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings with respect to the water purification system for water purification according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
본 발명의 일 실시예에 의한 수질정화용 수초섬은 부유체(10), 외곽프레임(20), 기저망(21), 1층 이상의 망상패드(30)와 다공성 흡착재(40)를 포함하는 흡착재층(50)으로 구성되어 있다.A water purification system for water purification according to an embodiment of the present invention is an adsorbent layer including a
상기 부유체(10)는 통상 외곽 프레임(20)에 결속되어 인공 수초섬의 외곽을 둘러싼 형태로 수초섬을 수면에 띄우는 역할을 수행한다. 부유체는 최외곽에만 결속, 배치할 수도 있고, 필요에 따라 내측의 보강 프레임(22)이나 금속망과 결속하여 사용할 수도 있다. 또 다른 실시예로서 부유체와 외측 프레임을 로프로 연결하고 외측 프레임과 거리를 둔 상태로 부유체를 부유시킬 수도 있다. 부유체는 통상 HDPE, 발포우레탄, 스티로폼, 스테인레스스틸 파이프, PE파이프, 발포 합성수지재 등의 재질로 형성되고, 합성수지재 파이프 재질의 경우 내부에 스티로폼 등을 넣어 사용 가능하다. 부유체는 콘크리트 구조물 등을 하천이나 호소 저면에 위치시키고, 이 구조물에 앵커블럭을 고정시키고 와이어 로프와 같은 연결수단으로 지지하여 준다.The
상기 외곽프레임(20)은 사각 또는 육각과 같이 일정한 형상을 가지며, 필요에 따라 다수개를 연결하여 넓은 면적의 수초섬을 형성할 수 있다. 외곽 프레임은 합성수지재 또는 스테인레스 스틸 등의 금속재로 제작한다.The
상기 외곽프레임(20)의 내측으로는 기저망(21)이 촘촘히 형성되어 수생식물 식재기반의 하층을 형성하게 된다. 기저망은 통상 물과 접촉하더라도 녹이 잘 슬지 않고 내구성이 큰 스테인레스 스틸 재질로 제조되나 일정 이상의 내구성과 강도를 갖는 합성수지재로도 제작이 가능하다. 기저망(21)을 지탱하기 위하여 외곽 프레임의 내부쪽에도 보강 프레임(22)을 형성할 수 있다. 보강 프레임에는 상기 부유체를 결속시킬 수 있다.Inside the
상기 기저망(21)의 상층으로는 수생식물을 지탱하는 1층 이상의 망상패드(30)가 위치한다.One or more
그 내부에 숯, 제올라이트 및 맥반석으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 이상의 다공성 흡착재(40)를 포함하는 흡착재층(50)은 상기 다중의 망상패드 층 사이에 또는 상기 망상패드의 상부 또는 하부에 위치하며, 기저망의 상부에 위치시키는 것이 바람직하다.The
상기 흡착재층(50)의 상단으로는 적절하게 섬유매트층 및/또는 그물망 층을 형성시키고, 섬유매트층이나 그물망 층 상단으로는 수생식물을 식재할 수 있는 토양이 담긴 포트를 위치시킨다.An upper end of the
포트에 식재된 수생식물은 포트 하방의 통공을 통하여 섬유매트층이나 그물망층에 뿌리를 통과시킬 수 있으며, 흡착재층과 그 하단에까지 뿌리를 내릴 수 있다. 그리하여 수생식물의 뿌리는 직접 수중의 영양염류를 흡수할 뿐만 아니라 흡착재층의 숯이 흡착하여 농축시킨 질소, 인 등의 영양염류를 효과적으로 흡수할 수 있게 되는 것이다.The aquatic plant planted in the pot can pass the roots to the fiber mat layer or the net layer through the hole below the pot, and can be rooted to the sorbent layer and its bottom. Thus, the roots of aquatic plants not only directly absorb nutrients in water, but also effectively absorb nutrients such as nitrogen and phosphorus, which are absorbed and concentrated by the char of the adsorbent layer.
본 발명의 수초섬 구성에 의한 수생식물은 숯 등의 다공성 흡착재가 흡착한 영양염류를 원활히 공급받을 뿐만 아니라, 숯 등이 방출하는 원적외선의 영향으로 일반 수초섬의 수생식물에 비하여 생장이 빠르기 때문에 수중의 영양염류를 더 많이 흡수, 이용할 수 있게 되는 것이다.The aquatic plant by the composition of the aquatic island of the present invention is not only smoothly supplied with nutrients adsorbed by the porous adsorbents such as charcoal, but also grows faster than aquatic plants of general aquatic islands by the effect of far-infrared rays emitted by charcoal. Will be able to absorb and use more nutrients.
또한, 본 발명에서는 부유체 또는 외곽 프레임이나 기저망의 하단에 수중으로 통숯이나 입상·분말상 숯을 채워넣은 망상체를 늘어뜨림으로서 수질정화 기능 을 향상시키고 미생물 서식 환경을 부가할 수 있다.In addition, the present invention can improve the water purification function and add a microbial habitat environment by lining the net body filled with whole charcoal or granular and powdered charcoal in the water at the bottom of the floating body or the outer frame or the base network.
본 발명에 의하면 수중의 오염물질인 질소와 인 등을 좀더 효과적으로 흡착, 농축시켜 수생식물에 제공해 줌으로써 수생식물의 원활한 생장과 그로 인한 수질 정화효율의 증대 효과를 거둘 수 있다.According to the present invention, by effectively adsorbing and concentrating nitrogen and phosphorus, which are pollutants in water, to provide to aquatic plants, the smooth growth of aquatic plants and the resulting increase in water purification efficiency can be achieved.
또한, 본 발명에 의하면 수질 악화가 심각한 겨울철이나 갈수기에도 오염물질을 흡착할 수 있으므로 수질개선효과를 높일 수 있다.In addition, according to the present invention, since the pollutants can be adsorbed even in the winter season or in the dry season, when the water quality is severely degraded, the water quality improvement effect can be enhanced.
또한, 본 발명은 종래의 인공부도 구조물에 부가적으로 설치가 가능하며, 제작에 별도의 고비용이 소요되지 아니하므로 경제적이면서도 수질정화효율을 높일 수 있는 것이 강점이다.In addition, the present invention can be additionally installed in the conventional artificial part structure, and because it does not require a separate high cost for manufacturing, it is economical and can increase the water purification efficiency.
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