KR20090060985A - 오염된 하천수를 깨끗한 하천수가 되도록 작용하여주는 권양기 수문을 이용한 친환경 수질정화공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 권양기에 의해 승하강하는 권양기 수문에 사이폰원리를 통해 저수공간의 하층수를 배출해주는 배출통로를 구성하여 유입되는 수량만큼 배출통로를 통해 저수공간의 하층수를 배출하면서 배출되는 물과 함께 바닥층에 적층되어 있는 퇴적오니와 같은 오염물질이 같이 배출되도록 하여 오염된 하천수를 자연적으로 정화할 수 있도록 한 오염된 하천수를 깨끗한 하천수가 되도록 작용하여주는 권양기 수문을 이용한 친환경 수질정화공법에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 수직방향으로 된 수문은 내부가 빈 상태로 구성하며, 수문의 저수측 하부에는 유입구를 형성하고, 수문의 배수측 상부에는 배출구를 형성하여 유입구, 수문 내부공간, 배출구가 배출통로를 이루도록 구성하며, 유입구 외부 위치에는 승강부재에 의해 승하강되면서 배수량을 조절하는 조절판을 설치한 상태에서 수문을 통해 형성되는 저수공간의 수위에 따라 조절판의 높낮이를 조절하여 저수공간으로 유입되는 수량만큼 저수공간 하층부의 상대적으로 비중이 무거운 깨끗한 하층수들을 배출통로를 통해 우선적으로 배출해줌과 동시에 저수공간 하층부의 오염물질을 같이 배출해주어 오염된 하천수를 정화시키는 것이다.

Description

오염된 하천수를 깨끗한 하천수가 되도록 작용하여주는 권양기 수문을 이용한 친환경 수질정화공법{Method to purify river water}

본 발명은 오염된 하천수를 깨끗한 하천수가 되도록 작용하여주는 권양기 수문을 이용한 친환경 수질정화공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 권양기에 의해 승하강하는 권양기 수문에 사이폰 원리를 적용하여 주어 저수공간의 하층수를 배출해주는 배출통로를 구성하여 유입되는 수량만큼 배출통로를 통해 저수공간의 하층수를 우선 배출하면서 배출되는 물과 함께 바닥층에 적층되어 있는 퇴적오니와 같은 오염물질이 같이 배출되도록 하여 오염된 하천수를 자연적으로 정화할 수 있도록 한 것이다.

주지하다시피, 하천 또는 저수지와 같은 저수공간으로는 여러 경로를 통해 물이 유입되는 과정을 통하여 유입되는 물중에는 오염물질들이 다량 포함되어 있음은 자명하다. 따라서, 저수된 물을 정화하기 위해 여러 방법들이 제안되었던 바, 종래 사용되어 오던 수질정화방법들은 자갈 접촉 산화법, 역간 접촉식 산화법, 하수처리장 수질정화법, 염소 투입 정화법 등이 있으나 한결같이 많은 비용이 들고 비용에 비해 그 효과는 미미한 실정이었다.

이를 개선하기 위해 별도의 장치를 통해 수중에서 와류를 형성하여 오염물질을 부유시키고, 이를 걷어냄으로써 수질정화를 구현하도록 한 장치도 등장한 바 있으나, 이는 수질 개선을 위해 별도의 장치를 구비해야 하는 단점이 있음은 물론 그 수질정화영역이 매우 제한적이어서 보다 넓은 범위에서의 수질개선에 취약한 단점이 있었다.

또한, 본 출원인에 의해 창안되어 공지된 여러가지 기술들과 특허 공개번호 제 2001-0000343호의 "다단 저수장치를 이용한 자연적인 수질개선방법"의 경우 한개의 수문으로 구성되는 방식이기 때문에 폭기에 의한 자연적인 자정효과가 매우 낮은 결점이 있었으며, 이러한 결점으로 인해 수문의 내부에 가두어져 있는 물과 오염물질들이 결합하면서 발생시키는 물질 뭉침 작용과 물질 결합 작용에 의해 오염이 가중되면서 녹조 현상을 유발시킴으로 인하여 저장된 물을 더욱 더 악화시키는 중대한 결점이 있었다.

한편, 본 발명자가 10 여년 동안 하천 공사를 시행함과 동시에 하천수질을 연구하면서 밝혀낸 공지의 사실들에 대한 작용 효과들을 설명한다.

우선 학계에서 주장하는 물의 구조는 수소2개와 산소1로 구성되었다라는 H2O의 용어 자체가 잘못된 것이다라는 것을 주장하고자 한다.

물에는 지구상에 존재하는 모든 물질들이 함유되어 있고 그 성분들의 크기에 따라서 물이냐 아니면 오염물질이냐로 구분 할수 있다.

사람이나 동물들이 먹는 음식을 입속으로 섭취하여 소화 시키면 오염물질이 아니고 사람이나 동물들이 먹는 음식을 물에 넣으면 오염물질로 변하는 것이다.

일례로 화장지 종이를 물에 집어 넣으면 자연적으로 분해되면서 얼마의 시간이 지나지 아니하여 화장지 자체의 형체가 없어지는 현상을 관찰 할 수가 있다.

또한 종이에 불을 붙이면 종이가 타면서 연기가 발생하는 현상을 관찰할수가 있다.

종이가 타면서 발생 시키는 연기는 대기중의 수분 또는 대기중의 물질과 물질결합하는 작용에 의해 또다시 물로 환원되는 작용에 의해 종이의 성분이 물로 변하게 되는 것이다.

또한 물을 가열하면 수중기가 발생함과 동시에 끓는 물 속에서 공기방울이 연속하여 발생하는 작용들이 무슨 현상인가에 대하여 명확하게 설명한 과학적인 논리가 존재하지 않고 있으나 본 발명자는 이러한 현상이 발생하는 것은 불을 이용하여 물을 가열하면 물분자와 결합되어 있는 물질 분자들이 폭발하는 물질 폭발작용에 의해 물분자의 크기가 더욱더 작은 크기로 쪼개지면서 가벼워진 물분자들이 중력의 작용에 의해 대기중으로 끌려 올라가는 현상에 의해 수증기가 발생하는 것으로 판단 되어 진다.

또한 가을철과 봄철의 일교차가 클때에 안개가 발생하는 현상은 물질마찰작용과 물질폭발작용에 의해서 발생하는 것으로 판단되어진다.

대기중의 공기속에 포진한 수분분자들과 지표면에 포진한 찬공기를 이루는 수분분자들이 대류작용에 의해 상승하면서 충돌함과 동시에 발생하는 물질마찰작용과 물질 폭발 작용에 의해 공기중의 수분분자들이 더욱더 작은 크기로 쪼개짐과 동시에 수분분자들의 무게가 가벼워지면서 중력의 작용에 의해 수분분자들이 대기중 으로 상승하는 현상에 의해 발생하는 것이 안개인 것으로 판단 되어진다.

즉 지표면과 대기중에 포진한 수분분자들이 충돌하면서 발생하는 물질마찰작용과 물질폭발작용에 의해 안개가 발생하는 것으로 판단 되어진다.

이러한 작용에 의해 발생한 안개들이 태양열에서 발생되는 원적외선의 작용에 의해 대기권의 공기들과 결합 하는 작용이 발생하면서 자연적으로 소멸되는 것으로 판단된다.

이러한 작용에 의해 대기중의 공기 속에 수분분자들이 함유되어 있는 것으로 판단되어진다.

일례로 폭포에서 낙하하는 물의 색깔이 흰색을 띠는 작용에 대하여 설명한 학술논문이 존재하지 않는 것 또한 물의 근본에 대하여 상세하게 연구한 논문들이 존재하지 않기 때문인 것으로 판단된다.

본 발명자가 물을 연구하기 시작한 후에 관찰한 바에 따르면 폭포수가 낙하 할때에 물의 색깔이 흰색으로 변하는 현상이 발생하는 것은 물 분자의 고유질량에 따라서 낙하하는 속도가 틀리기 때문에 이러한 현상이 발생하는 것으로 판단되어 진다.

즉 폭포를 낙하하는 물 분자들이 지니고 있는 질량에 따라서 낙하하는 속도가 틀리기 때문에 낙하하는 과정 중에서 질량이 무거운 물 분자와 질량이 가벼운 물 분자들의 속도 차이에 의한 위치변화에 의해 자연스럽게 충돌하는 물질마찰작용과 물질폭발작용이 발생하면서 물 분자의 크기가 더욱더 작은 크기의 물 분자로 변형되는 과정 중에서 자연스럽게 확장하는 기포들 때문에 외부에서 관찰하는 관찰자 의 눈에는 폭포수의 색깔이 흰색으로 보이게 되는 것이다.

자세히는 낙하하는 물 분자들의 질량이 모두 틀리기 때문에 낙하하는 속도가 천차만별로 차이가 나는 것이다.

폭포수를 이루는 물 분자들이 낙하하는 속도가 틀리기 때문에 자연스럽게 질량이 무거운 물 분자들과 질량이 가벼운 물 분자들의 사이에서 물질 마찰작용과 물질폭발작용이 발생하면서 발생시키는 기포들에 의해 물의 색깔이 흰색으로 변하는 것으로 판단된다.

여울목을 흐르는 물의 색깔이 흰색을 띠는 것 또한 물질마찰작용과 물질폭발작용에 의해 물의 색깔이 흰색을 띠는 것으로 판단되어 진다.

이와 같이 물질마찰작용과 물질폭발작용을 인위적으로 발생시켜주면 어떠한 오염된 수질들이라 하여도 자연적으로 정화시킬 수가 있다 라는 기초작용에 대한 원리를 밝혀낸 것은 10여년 동안 200여 개소의 하천에 물을 막는 하단부 배출식 수문 공사를 시행하면서 자연스럽게 터득한 것이다.

이와 같은 작용들에 의해서 물 분자와 물 분자들이 만나면서 자연스럽게 발생시키는 물질마찰작용과 물질 폭발작용에 의해 아무리 오염된 수질이라고 하여도 결국에는 자연적으로 정화 되게 되는 것이다.

일례로 지하수에 오염물질들이 유입되면서 지하수를 심각하게 오염시킨다 하여도 결국에는 지구가 공전과 자전하는 회전작용들에 의해 자연스럽게 발생하는 물질 마찰작용과 물질 폭발작용에 의해 오염된 지하수가 깨끗한 수질로 변하게 되는 것이다.

바다에서 파도가 칠 때에 바닷물이 흰 거품으로 변하는 현상이 발생하는 것은 바닷물 분자를 이루는 물질분자들이 충돌하면서 발생시키는 물질마찰작용과 물질폭발작용 때문인 것이다.

본 발명에서는 "물을 이루는 물 분자의 기초적인 정의"는 모든 동물과 식물과 물질을 이루는 모든 물질 분자들이 모여서 물이 된것이다라고 정의하고자 한다.

모든 물질들이 시간이 흐른 후에는 결국에는 분해되어 초극미립자로 변하는 과정을 통하여 깨끗한 물 분자로 변하여 물이 된다 라고 정의 하고자 한다.

다음은 오염물질분자와 결합 된 오염된 수질이 자연적으로 정화되거나 오염이 더욱더 가중되는 작용들에 대하여 설명하면 다음과 같다.

1. 태양열에 의한 자연적인 정화 작용

태양으로부터 발생되는 자외선, 알파선, 감마선과 같은 전파성 물질이 물분자에 닺는 순간 물분자의 구조가 팽창되면서 물분자와 결합되어 있는 오염물질의 분자구조가 더 작은 크기로 연속하여 쪼개지거나 폭발하는 분자폭발과 분자 팽창이 발생하면서 오염된 수질의 분자 구조가 초극미립자로 변형되면서 오염된 수질을 개선 시켜주는 작용

예: 태양열에 노출되면 피부가 검게 타면서 부풀러 오르는 것은 태양열에서 발사되는 여러 가지 물질이 피부세포와 반응하는 물질결합작용과 동시에 발생하는 물질폭발작용에 의해 피부세포의 구조가 파괴되면서 피부의 표면이 부풀어 오르면서 검은색으로 변하는 것임.

광합성 작용에 의해 피부가 검게 변하는 것이 아니라 물질결합작용과 물질폭 발작용에 의해 피부 세포가 폭발하기 때문에 피부세포가 부풀러 오르면서 검은색으로 변하는 것임

증거 1 : 태양열에 장시간 노출되면 피부 세포가 검게 타면서 부풀러 오르는 현상

증거 2 : 물을 끓이면 원적외선이 물분자를 자극하는 작용에 의해 물질폭발작용이 발생 하면서 물속에서 물방울이 연속하여 발생되는 현상과 이때에 발생되는 물 분자를 이루는 수증기가 중력의 작용에 의해 대기권으로 상승하면서 공기 속의 물질분자와 다시결합하는 물질물침작용에 의해 지상으로 낙하하는 것임

2. 대수층(大水層)의 마찰에 의한 정화작용

공기와 맞닿는 물의 표면층과 대기권의 공기층이 마찰하면서 발생 시키는 물질 마찰작용에 의해 오염된 수질이 자연적으로 정화되는 작용

예: 하천의 여울목 또는 바다에서 파도가 칠 때 거품이 발생하는 현상

3. 모세관현상에 의한 정화작용

물분자의 질량과 밀도와 오염물질 분자의 질량과 밀도의 차이로 인하여 고분자성을 띠고 있는 오염물질 분자의 미립자의 틈새로 물분자가 자연스럽게 파고 들어가는 모세관 현상에 의해 물분자와 물질 결합하여 있는 오염 물질 분자를 부풀려서 확장시키는 물질폭발작용을 자연스럽게 하면서 오염 물질분자의 구조를 초극미립자로 자연적으로 분해시키는 작용

예: 종이 속에 물이 스며들면서 종이가 쉽게 허물어지는 현상

4. 미생물에 의한 수질정화작용

물분자와 결합 하여 있는 오염물질 분자들을 미생물들이 섭취하여 분해 시켜버리는 작용에 의해 물분자만 남기고 오염 물질분자들 많을 골라서 미생물들이 정화 시키는 작용

5. 용존산소에 의한 정화 작용

물속에 함유되어 있는 산소분자가 오염물질 분자를 만나면 물질폭발작용이 발생하면서 오염물질의 분자 구조가 더욱더 작은 크기로 쪼개지면서 순수한 물분자의 분자구조로 변형되는 작용에 의해 오염된 수질을 자연적으로 정화 시켜주는 작용과 물속에 함유된 산소를 호흡하며 살아가는 미생물들이 물분자와 결합되어 있는 오염물질을 섭취 할 때에 필요한 생명 연장 수단을 도와 주는 작용에 의해 오염된 수질이 자연적으로 정화되는 작용

6. 삼투압에 의한 정화작용

대기압과 중력의 작용에 의해 물분자와 결합되어 있는 오염 물질분자의 내부로 물분자가 파고 들어가는 침투작용에 의해 오염 물질분자의 내부에서 물질폭발작용이 발생하면서 오염 물질분자의 밀도를 물분자의 기초단위인 초극미립자로 변형시켜 오염된 수질을 자연적으로 정화 시키는 작용

예: 목욕탕의 물속에 들어가 있으면 때가 부풀어 나오는 작용

7. 물질마찰작용에 의한 정화작용

물분자들의 뾰쪽한 부분과 오염 물질분자의 뾰족한 부분이 서로서로 마찰하면서 발생 시키는 마찰작용에 의해 물분자와 결합 되어 있는 오염 물질분자를 물분자의 기초단위인 초극미립자의 크기로 분해 시켜 오염물질을 정화 시키는 작용

예: 음식을 이빨로 씹어서 소화 시키는 작용

예: 칫솔질을 하면 이빨이 깨끗해지는 현상

8. 비중이 가벼운 오염된 물질이 비중이 무거운 깨끗한 물분자에게 밀리는 물질밀림작용에 의한 정화작용

중력과 부력의 지배를 받는 모든 물체들은 물속으로 유입되는 순간부터 질량과 비중의 차이로 인하여 비중이 가벼운 오염된 수질이 비중이 무거운 깨끗한 물분자에게 밀려서 물의 상층부에 포진한 상태에서 정화되는 작용.

예: 물에 돌을 넣으면 돌의 부피만큼 물이 밀려올라오는 작용과 플라스틱 병 속에 물과 기름을 같이 넣으면 중력의 작용과 부력의 작용에 의해 기름이 물의 상층부로 자연스럽게 뜨는 현상

예: 씨름선수가 어느 한쪽 선수를 이기는 현상

9. 수질오염을 가중시키는 물질가속도작용

물질가속도작용 이란 상단부 배출방식의 고무 댐이나 전도식 수문을 이용하여 물을 가두게 되면 비중이 가벼운 오염된 물질분자가 고무 댐이나 전도식 수문의 내부에서 정체되면서 발생되는 물질결합작용에 의해 비중이 무거워져 있는 저장수를 제쳐 놓고 고무 댐이나 전도식 수문의 상단부를 통하여 하류로 우선 배출되는 작용.

종래의 학설은 표면층에 가해지는 대기압과 지표면의 마찰작용에 의해 하천에 흐르는 물이 ⊃ 자 형태로 유속의 형태가 형성되면서 흐르고 있는 것으로 학설이 존재하였으나 수많은 하천공사를 시행한 현장에서 확인한 수류의 형태는 ∠ 이 와 같은 형태로 즉 상단부분의 유속이 물질가속도 작용에 의해 더 빠른 상태를 유지하면서 유속의 단면이 형성되면서 흐르는 것으로 판단된다.

즉 상단 부분 층에 포진한 유기 물질성 오염물질들은 질량과 비중이 가볍기 때문에 중력에 의해 발생되는 표면압력을 적게 받으면서 부력의 작용에 의해 발생하는 물질가속도 작용에 의해 하층부분에 정체되면서 물질결합작용에 의해 비중이 무거워져 있는 정체수를 제쳐 놓고 빠른 속도를 유지하면서 흐르고 있다는 것을 알 수가 있었다.

이와 같은 물질가속도 작용이 발생하는 것은 하천에 구간별로 구성되어 있는 저수시설에 의해 발생하는 빽워터 현상에 의한 물질밀림작용의 효과도 일부분 작용한다.

증명의 방법: 하천에 석유를 살포해 놓고 흘러내려가는 상태를 눈으로 집적확인 해보면 이 학설의 진실을 확인할 수 있다.

이론의 기초: 오염물질의 기초물질인 유기물질과 물 분자들은 쉽게 결합하지 않기 때문에 오염물질이 하천에 처음 유입될 때에는 하천의 표면층에 부상한 상태를 유지하면서 흐르기 때문에 하천수의 표면층 유속이 빠른 상태가 유지되는 것이다.

이 학설은 오염부하량이 존재하는 하천에만 적용되는 이론이며 오염 부하 량이 아주 작은 깨끗한 하천수의 유속은 종래와 같다.

예: 빙판에서 브레이크를 밟으면 가속도에 의해 차가 미끄러지는 작용

10. 오염된 수질을 정화 시키는 물질 새치기 작용

회전식 수문이나 하단부 배출식 수문을 이용하여 물을 가둔 후에 수문의 하단부를 통하여 유입수를 배출해 주게되면 비중이 무거운 깨끗한 물분자들이 비중이 가벼운 오염물질자들을 수문의 상단부로 밀어 올려놓고 수문의 하단부를 통하여 우선 배출되는 작용

예: 플라스틱 병 속에 물과 기름을 같이 넣은 후 병의 밑 부분에 구멍을 뚫어주면 기름을 제쳐놓고 물이 먼저 빠지는 현상

11. 물질해탈작용

물분자와 결합 하여 있는 오염물질 분자가 외부의 충격에 의해 물분자로부터 떨어져 나오면서 오염된 수질이 깨끗해지는 작용.

예: 여울목에서 흰 거품이 발생하는 현상과 파도가 칠 때 흰 거품이 발생하는 현상

예: 세탁기에 세제와 옷감을 같이 넣고 회전시키면 옷감 속에 침투해 있던 오염물질들이 옷감 속에서 빠져 나오면서 옷감이 깨끗해지는 작용

12. 물질결합작용

물분자가 가지고 있는 자력과 점성력의 작용과 오염 물질분자의 점성력에 의해 물속에서 서로 결합 하면서 오염된 수질을 더욱더 악화시키는 작용

예: 난자와 정자가 만나서 수정이 이루어지면서 임신이 되는 작용과 하천바닥에 생성되는 퇴적오니

13. 물질뭉침작용

비중이 비슷한 물질분자와 물질분자들끼리 자력과 점성력에 의해 물속 또는 대기 중에서 뭉쳐지는 작용

예 : 물속에서 뭉쳐지면서 발생 시키는 퇴적오니와 대기 중에서 뭉쳐지는 구름

14. 물질보존본능의 작용과 법칙

모든 물질이 지니고 있는 물질 분자의 DNA는 절대로 변하지 않는 작용에 의해 항상 그 종(種)이 지니고 있는 순수 물질분자의 결정구조가 수 십 만 년을 이어져 내려오는 것임.

물질의 결정 구조가 변하지 않고 존속 되는 물질보존본능의 작용과 법칙에 의해 순수한 물분자가 오염된 물질분자와 물질 결합을 하여 있더라도 순수한 물분자의 결정구조는 절대로 변하지 않기 때문에 아무리 오염된 수질이라고 하여도 결국에는 깨끗한 물분자로 환원되면서 깨끗한 물분자가 존속되는 것임.

예: 식물의 씨앗이 그 종의 순수성을 유지하고 있는 작용과 인간의 유전자와 동물의 유전자를 이용하여 만들어내는 복제동물

예: 백인, 흑인, 황인종으로 구분되는 인간과 식물의 씨앗과 인간의 유전자와 동물의 유전자를 이용하여 만들어내는 복제동물

15. 물질 폭발 작용

물속에 함유된 모든 물질분자는 물질이 지니고 있는 분자구조에 다른 종류의 물질이 접촉하면 자연적으로 분자구조가 더욱더 작은 크기로 연속하여 쪼개지면서 변형되거나 확장되어 폭발하는 현상에 의해 오염된 수질이 자연적으로 정화 되는 작용

예: 비누를 물과 같이 비벼주면 분자구조가 폭발하면서 거품이 발생 하는 현상, 세슘을 물에 넣으면 폭발작용이 발생 하는 현상, 화약이 터지는 현상

증거 1: 오염물질에 오염된 옷을 세탁 할 때에 세제를 투입 한 후 세탁기를 회전 시키면 물과 세제가 접촉함과 동시에 물질폭발작용이 발생 하면서 옷감 속에 침투해 있는 오염물질들의 분자구조가 초극미립자의 크기로 변형되면서 옷감과 결합해 있던 오염물질들이 옷감 속에서 이탈해 나오는 물질해탈작용에 의해 옷감이 깨끗해지는 현상. 옷감을 여러 번 세탁 하면 옷감이 손상되는 현상도 물질폭발작용의 영향임

증거2: 치약을 입속에 넣고 칫솔질을 하여주면 치약과 물분자가 만나면서 발생 시키는 폭발작용에 의해 거품이 발생하면서 거품의 외곽에 형성되는 뾰쪽한 부분에 세균이 찔리거나 찢겨서 살균됨과 동시에 입안에 있던 음식물 찌꺼기 들이 치약의 폭발력에 의해 이빨 사이에서 빠져 나오는 현상

16. 물분자가 가지고 있는 자력의 작용에 의해 발생되는 물질마찰작용에 의해 오염된 수질이 자연적으로 정화되는 작용의 정의와 가설

물분자의 모양은 여러 가지의 형태가 있으나 통상적으로 5개 또는 6개의 봉우리로 되어 있고 끝 부분은 뾰쪽한 삼각형의 형태를 이루고 있다, 삼각형 봉우리의 하부에는 공간이 구성되어 있어서 물분자와 오염 물질분자의 결합이 용이 하도록 구성되어 있다.

물분자의 성질이 자력의 성질인 음극과 양극을 띠는 이유는 삼각형의 형태로 구성되어 있는 물분자들의 뾰쪽한 부분들 끼리 서로서로 마찰하는 물질마찰작용에 의해 더욱더 단단한 분자구조로 단련되어 있기 때문에 물분자의 끝부분에 자연적으로 자장이 생성되는 것으로 판단되어진다.

나침판의 끝부분이 자연적으로 남극과 북극의 방향으로 향하는 현상이 발생하는 것도 공기 중에 함유된 수분 즉 물분자가 지니고 있는 자력의 극성을 따라서 나침판의 극성 방향도 자연적으로 남극과 북극의 방향으로 향해지는 것으로 판단되어 진다.

물분자의 끝부분에 이와 같은 자연적인 자장 발생 현상이 가미되면서 물분자들이 지니고 있는 양전하와 음전하의 방향들이 자기가 좋아하는 방향으로 향하려는 자연적인 작용이 발생 하면서 물분자와 물분자의 뾰쪽한 부분들 끼리 마찰하는 물질 마찰작용이 항상 발생하기 때문에 물분자와 결합되어 있는 모든 오염된 물질분자들이 자연적으로 분해 되는 것으로 판단된다. 물의 온도에 따라서 뾰쪽한 부분의 각도와 형태가 틀리다.

예: 나침판이 항상 남과 북의 방향을 가리키고 있는 현상은 물분자의 끝부분에 형성되어 있는 양전하와 음전하를 띠고 있는 자력의 작용 때문임

17. 물질결합거부작용

물속에 물분자와 비중이 다른 오염물질이 유입되면 물분자들은 무조건 오염물질과의 물질결합작용을 거부하는 현상이 발생하면서 물 속으로 유입된 오염 물질분자들은 물의 상층부로 밀어 올려 버리는 물질결합 거부현상이 발생한다, 하천으로 유입된 오염물질들이 물질결합 거부작용에 의해 물의 상층부에 떠 있는 상태를 유지하고 있으면서 오염물질을 자연적으로 정화 시켜주는 여러 가지 작용들에 의해 오염물질 분자의 비중이 물분자의 비중과 비슷해지면 그 때부터 서서히 오염 물질분자와 물분자가 결합 하는 물질결합작용이 발생 하면서 비중이 무거운 퇴적오니로 변하면서 오염된 수질로 변형되는 것이다.

예: 물에 기름을 부으면 기름이 물위로 밀어 올려지면서 뜨는 현상

18.물질분리작용

물속에 함유된 모든 물질분자들은 1/10,000,000 mm 정도의 아주 작은 크기의 미립자로 구성되어 있기 때문에 중력의 작용과 비중의 차이로 인하여 물질분자가 지니고 있는 고유 질량과 비중 별로 층층으로 분리된 상태를 이루면서 물질분자별로 분리되면서 저수 층을 이루고 있는 작용.

즉 물분자가 가지고 있는 자력과 점성력에 의해 같은 질량과 비중이 같은 물질분자들 끼리 결합 한 상태에서 많은 양의 오염 물질분자들과 물질 결합한 물 분자들은 물 분자의 무게가 무거워지면서 퇴적오니로 변형되어 하층부분에 포진해 있고 물질결합작용을 많이 하지 않은 깨끗한 물질분자들은 퇴적오니의 상단부에 포진한 상태에서 물의 성분을 이루는 각각의 물 분자들 끼리 각각의 다른 층을 이루면서 물질분자별로 분리된 상태를 유지하면서 저수되어 있는 것이다.

물질 별로 분리되거나 물질의 질량별로 분리되기 때문에 저수되어 있는 저수 층의 분리위치는 1/100,000,000mm이상 물질별로 저수 층을 분리할 수가 있는 것으로 판단되어 진다.

모든 물 분자와 오염 물질분자들은 중력과 비중의 지배를 받기 때문에 물질 결합 작용을 적게 또는 많이 하였는가에 따라서 저수 층에 포진하고 있는 층의 위 치가 틀리기 때문에 저수되어 있거나 흐르는 물속에서 물 분자가 포진해 있는 층이 절대적으로 틀릴 수밖에 없는 것이다.

이러한 물질분리 작용에 의해 물질별로 분리되는 작용을 이용하면 물 속에 함유된 수십만 가지의 물질을 비중과 질량 별로 분리 해 내어 필요한 물질을 물 속에서 채취해낼 수가 있기 때문에 자원이 절대적으로 부족한 에너지 대란을 손쉽게 극복하면서 현대 생활의 물질적 기초의 기본 질서를 재편성 할 수가 있을 것으로 판단된다.

예: 시루떡의 모양

19. 물질 산화 작용 즉 물질촉매 작용에 의해 수질의 ph가 변하는 작용

물속으로 유입되는 모든 물질분자들은 고유 DNA 분자구조로 구성되어 있기 때문에 물질분자의 구조에 다른 물질분자가 접촉하면 즉각적으로 물질촉매작용이 발생하면서 물질분자의 구조가 강해지기도 하고 약해지기도 한다,

이러한 과정을 통하여 물질분자의 구조에 약간의 변형이 발생한다.

이러한 물질촉매작용에 의해 물질분자의 구조가 약해지기거나 강해지는 작용에 의해 수질의 산도 즉 ph 농도가 변형되는 것이다.

물질촉매작용에 의해 분자의 구조가 강해진 물질분자의 DNA는 약해진 물질분자 DNA의 분자구조를 용이하게 분쇄시키는 물질 마찰작용에 의해 오염된 수질이 자연적으로 정화 되는 작용

예: 리트머스 시험지의 색깔이 변하는 현상

20.물질 살균 작용에 의해 물속으로 유입되는 세균이 살균되는 작용

깨끗한 물 분자로 구성되어진 순수한 물 분자의 구조 속에 세균이 유입되면 물질마찰작용이 활발히 이루어지면서 형성되어지는 물 분자의 뾰쪽한 부분에 찔려 죽거나 찢겨 죽게 되는 물질살균작용에 의해 미생물들과 세균들이 자연적으로 살균되면서 오염된 수질이 자연적으로 정화 되는 작용.

그러나 오염된 물속에서는 물 분자와 오염물질이 결합되는 물질결합작용에 의해 물 분자의 뾰쪽한 분자 구조가 뭉툭한 형태의 분자구조로 변형되기 때문에 세균들에게 치명상을 입히는 물질살균작용을 하지 못하므로 인하여 세균과 같은 미생물들의 번식이 급속도로 번식하면서 오염된 수질을 더욱더 악화시키는 것임.

가설: 물의 온도가 0도 정도로 되도록 만들어주면 물 분자의 분자 구조가 뾰쪽한 형태로 변형된다.

이러한 물질 변화 작용을 이용하여 만든 물을 수증기 형태로 분사하는 방법을 이용하여 농작물의 표면에 엷은 형태로 순간적으로 살포해주면 물 분자의 뾰쪽한 부분에 식물에 기생하는 해충의 살 갓이 찢겨 지거나 찔리게 되면서 해충이 박멸되게 될 것으로 판단된다.

증거1: 절대적으로 깨끗한 물이 흐르는 금강산의 계곡에는 물고기의 먹이 사슬인 미생물과 세균들이 물 분자의 뾰쪽한 부분에 의해 살균되는 물질살균작용에 의해 자연적으로 살균되기 때문에 먹이 사슬이 형성되지 못하여 물고기들도 살지 못하는 것이다.

증거2: 물을 분사하여 철판을 절단하는 수압절단기

따라서, 물을 일정한 장소에 오랜시간 가두어두게 되면 물질분해작용과 물질 결합작용에 의해 오염이 더욱더 가중되므로 저수공간에 저수되어 있는 물은 항상 만수위를 유지하면서 상류에서 내려오는 물을 수문의 하단부를 통해 수시로 방류하는 방법 많이 하천수의 오염을 방지할 수 있는 가장 좋은 방법이며, 또한 저수공간의 물을 수문의 하단부를 통하여 방류하는 방법을 이용하여 주게 되면 물속에 함유된 물질끼리 결합하는 물질결합작용에 의해 뭉쳐진 퇴적오니와 같은 오염물질을 배출하여주면서 동시에 물질 가속도 현상, 물질 새치기 현상, 물질 분해 작용, 물질 부상 작용 등을 발생시켜 오염된 수질을 자연적으로 정화 시켜줌과 함께 수문의 상단부로도 하천의 상류에서 유입되는 약간의 물을 배출하여 물의 상부에 부유하는 비중이 가벼운 오염된 물질들과 수문의 하단부를 통하여 배출되는 비중이 무거운 깨끗한 물들을 희석시켜주는 방법을 이용하는 것이 오염된 수질을 자연적으로 정화 시켜주는 최선의 방법인 것이다.

본 발명은 전술한 물의 정화원리를 이용하여 어떠한 물리적, 화학적, 생물학적 처리없이도 오염된 물을 깨끗한 물로 자연 정화하기 위한 것으로, 저수지 또는 수중보를 통해 형성되는 저수공간을 폐쇄한 상태에서도 하천의 상류로부터 유입되는 유입수량만큼 저수공간의 하층수를 우선적으로 배출해주도록 함으로써 배출되는 물과 함께 퇴적오니와 같은 오염물질들이 같이 배출되도록 하여 오염된 하천수를 깨끗한 하천수가 되도록 작용하여주는 권양기 수문을 이용한 친환경 수질정화공법을 제공하고자 하는 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위해 본 발명은 수직방향으로 된 수문의 저수측 하부에 유입구를 형성하고 반대측 상부에는 배출구를 형성한 상태에서 유입구를 개폐하여 저수공간으로 유입되는 수량만큼 저수공간의 하층수를 우선적으로 배출해주면서 퇴적오니와 같은 오염물질을 같이 배출해주어 오염된 하천수를 정화시키는 것이다.

본 발명은 수문에 형성되는 배출통로의 역할에 의해 비중이 무거운 깨끗한 하천수를 우선적으로 배출하여주는 작용이 발생 되면서 오염된 수질이 자연적으로 정화되는 작용을 발휘하게 된다.

이러한 배출통로를 통해 하천의 상류에서 유입되어오는 비중이 무거운 깨끗 한 하천수들과 함께 저수공간에 퇴적되어 있는 퇴적오니와 같은 오염물질을 동시에 배출할 수 있어 오염된 수질을 정화할 수 있는 것이며, 저수공간의 수압, 유입수량 등에 따라 승강부재를 통해 조절판을 미세하게 조절하여 항상 만수위를 유지한 상태에서 배출수량을 조절할 수 있는 이점이 있는 것이다.

또한, 이러한 시스템을 적용하게 되면 대형 하천의 경우에도 적은 비용을 들여서 손쉽게 오염된 하천수를 정화시킬 수 있으며, 오염된 하천수가 자연에 의해 자연적으로 정화되는 자연정화 시스템을 이용하기 때문에 완전무결한 깨끗한 하천수를 만들어 낼 수 있고, 염소와 불소와 같은 화학 약품을 사용하지 않고서도 깨끗한 물을 만들어 낼 수 있는 작용효과가 있는 것이다. 대형 댐에 적용되는 경우 댐 내부에서의 퇴적오니의 발생을 줄일 수 있고, 상기와 같은 작용들로 인하여 발생되는 녹조현상들을 원천적으로 방지할 수 있는 중대한 작용효과가 있는 것이다.

또한, 육지의 하천에서 발생되는 오염된 하천수들이 바다로 흘러 들어가면서 발생시키는 물질결합작용과 물질뭉침작용에 의해 발생되는 적조 현상을 원천적으로 차단시켜주는 중대한 작용효과가 있다.

또한 아무리 많은 물을 가두어 두어도 저장된 물이 썩지 않기 때문에 대용량의 물을 가두어 둘 수가 있을 뿐만 아니라 물을 가두어 둠으로 인하여 발생되는 모세관 현상에 의해 하천 인근의 산과 들에는 수분의 함유량이 높은 상태의 토질의 상태를 유지하고 있음으로 인하여 산에서 자라나는 나무들의 성장을 촉진하여 주는 동시에 산불을 사전에 예방하여주는 중대한 작용효과가 있으며 이러한 작용에 의해 가뭄에 따른 토지의 사막화를 막아주는 작용이 이루어지면서 사막을 옥토로 바꾸어 주는 중대한 작용효과가 있다.

또한, 수문의 하단부에 구성되는 하층수 배출통로를 이용하여 저수공간의 하층부에 위치한 비중이 무거운 하층수를 우선적으로 배출하여 줌으로 인하여 오염된 하천수를 지속적으로 정화할 수 있음은 물론 저수위를 적정수준으로 유지할 수 있는 것이며, 물고기가 수문에 형성된 배출통로를 통해 상류로 이동할 수 있어 생태계를 복원 또는 유지할 수 있는 것이다.

수문의 하단부를 통하여 하천의 상류로부터 유입되는 물의 양 만큼을 배출하도록 구성되는 본 발명에 의해 수문을 이용하여 물을 가두어 두게 되면 하천의 상류로부터 유입되는 유입수를 수문의 하단부를 통하여 유입되는 유입수 만큼만을 상시 배출하여 줄 수가 있기 때문에 물의 오염이 가중되지 않을 뿐만 아니라 물속에 함유되어 있는 오염물질들이 수문을 이용하여 가두어둔 저수공간에서 발휘하는 18대 작용들에 의해 자연적으로 분해 되어 깨끗한 물로 정화되게 되는 작용효과를 발휘하게 되는 것이다.

또한 본 발명에 적용되는 수문을 하천의 전단면 전폭에 걸쳐서 설치한후 또다시 저수레벨에 따라 다단계로 하천 전구간에 설치하여 주게되면 아무리 오염된 하천수라 하여도 모든 오염된 물질들을 자연적으로 정화 시켜주는 작용을 발휘하기 때문에 오염된 수질을 자연적으로 정화 시켜주는 최고의 효과를 발휘하게 된다.

이하, 본 발명의 구체적인 내용을 첨부된 도면 및 각 실시예에 따라 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 수질정화용 수문의 측단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 수질정화용 수문의 정면도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 적용되는 수질정화용 수문은 하천의 수로, 저수지의 둑, 농수로, 바다와 호수의 경계 위치에 설치하게 되는데, 콘트리트 지지체로 지지프레임(20)을 구성하고, 지지프레임(20)의 하부에는 수직방향으로 된 수문(10)을 설치하며, 지지프레임(20)의 상면 수문 직상부 위치에는 권양기(30)를 설치하고, 권양기(30)와 수문(10)의 사이에는 승강부재(11)를 연결하여 수문(10)이 권양기(30)에 의해 승하강할 수 있도록 구성하게 되며, 수문(10) 위치를 기준으로 저수측과 배수측으로 나뉘게 된다. 도면상에는 승강부재(11)로서 렉-피니언 방식을 적용하여 수문(10)을 승하강시키도록 구성한 것을 예로 하여 도시하였다.

또한, 수문(10)은 내부가 빈 상태로 구성하며, 수문(10)의 저수측 하부에는 유입구(12)를 형성하고, 수문(10)의 배수측 상부에는 배출구(13)를 형성하여 유입구(12), 수문(10) 내부공간, 배출구(13)가 연결되어 배출통로를 이루도록 구성하며, 유입구(12) 외부 위치에는 승강실린더(14)와 같은 승강부재에 의해 승하강되면서 배수량을 조절하는 조절판(15)을 설치하여 구성한 것이다.

이때, 유입구(12)의 외부 위치에 구비된 조절판(15)이 항상 정해진 위치에서 승하강할 수 있도록 수문(10)의 조절판 위치 양측에는 가이드(16)가 각각 설치된다.

이와 같이 구성된 상태에서 수문(10)을 통해 형성되는 저수공간의 수위가 높아지게 되면 권양기(30)를 조작하여 수문(10)을 상승시켜주게 되면 수문(10)의 하 단부를 통해 저수공간의 물이 배출되어 저수위가 안정화될 수 있으며, 평상시에는 수문(10)을 하강시켜 저수공간에 물이 채우게 된다.

그런데, 저수공간에 물을 가두어둔 상태로 오랜 시간 방치하게 되면 물질이 결합하는 물질결합작용과 물질뭉침작용에 의해 오염물질들이 서로 결합하거나 뭉쳐지면서 저수공간의 하층부에 침전됨으로써 수질오염을 가속시키게 되므로 수문(10)을 폐쇄한 상태에서도 주기적으로 또는 간헐적으로 저수공간의 하층수를 배출해주어 하천수를 정화해줌이 바람직하다.

이를 위해 본 발명에서는 수문(10)이 폐쇄된 상태에서 승강실린더(14)를 구동하여 조절판(15)을 상승시켜줌으로써 유입구(12)를 개방하게 되며, 유입구(12)가 개방되면 하천의 상류로부터 유입되는 하천수만큼 상대적으로 비중이 무겁고 깨끗한 저수공간의 하층수가 유입구(12)를 통해 수문(10) 내부로 유입되어 수문(10) 내부공간을 거쳐 수문(10)의 배수측 상부에 위치된 배출구(13)를 통해 배출됨과 동시에 저수공간의 하층부에 포진하고 있는 퇴적오니와 같은 오염물질이 비중이 무거운 깨끗한 물들과 함께 배출되어 저수공간의 수질을 정화시킬 수 있고, 물의 배출과정에서 물질 마찰작용, 물질 부상작용, 물질 새치기작용 등에 의해 물속에 포함된 오염물질이 분해되어 배출되기 때문에 오염된 수질이 자연적으로 정화될 수 있는 것이다.

즉, 본 발명에 따르게 되면 권양기 수문으로서 요구되는 수문(10) 자체의 개폐동작은 원활하게 이루어질 수 있는 것이고, 또 수문(10)이 폐쇄된 상태에서도 수문(10)의 저수측 하부에 형성된 유입구(12)를 개방하여 저수공간의 하층수 및 퇴적 오니와 같은 이물질이 유입구(12), 수문(10) 내부공간, 배출구(13)를 통해 배출해줄 수 있어 수질을 정화시킬 수 있는 이점이 있는 것이다.

이때, 저수공간의 수위 증가속도, 유입수량 등에 따라 승강실린더(14)의 신장 또는 수축 길이를 조절해주게 되면 조절판(15)을 통해 유입구(12)를 막아주는 정도가 조절될 수 있어 배수량을 미세하게 조정해줄 수 있는 이점도 있게 된다.

그리고, 본 발명의 도면상에는 권양기 수문이 하천에 설치된 것을 예로 하여 도시하였으나, 일반적인 저수지의 둑, 농수로, 바다와 호수의 경계 등 권양기 수문이 적용되는 장소에는 모두 적용가능한 것으로, 이러한 권양기 수문을 본 발명과 같이 구성하게 되면 수문(10)을 중심으로 일측에 형성되는 저수공간의 물을 별도의 화학적, 생물학적 방법을 사용하지 않고도 손쉽게 정화시켜줄 수 있는 것이다.

본 발명에 적용되는 콘크리트 지지체도 본 발명 권리범위의 일부에 속하는 것은 당연한 것이다.

또한, 본 발명에서는 승강부재로 승강실린더(14)가 적용된 것을 예로 하였지만 이러한 승강부재는 실린더 또는 스크류기어와 같은 다양하게 공지되어 있는 기술들을 이용하면 되기 때문에 어느 한가지 기술에 한정하지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 수질정화용 수문의 측단면도.

도 2는 본 발명에 따른 수질정화용 수문의 정면도.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

10 : 수문 11 : 승강부재

12 : 유입구 13 : 배출구

14 : 승강실린더 15 : 조절판

16 : 가이드 20 : 지지프레임

30 : 권양기

Claims (1)

1. 콘트리트 지지체로 지지프레임을 구성하고, 상기 지지프레임의 하부에는 수직방향으로 된 수문을 설치하며, 상기 지지프레임의 상면 수문 직상부 위치에는 권양기를 설치하고, 상기 권양기와 상기 수문의 사이에는 승강부재를 연결하여 상기 수문이 상기 권양기에 의해 승하강할 수 있도록 수문을 구성하는 방법에 있어서,

   상기 수문은 내부가 빈 상태로 구성하며, 상기 수문의 저수측 하부에는 유입구를 형성하고, 상기 수문의 배수측 상부에는 배출구를 형성하여 상기 유입구, 상기 수문 내부공간, 상기 배출구가 배출통로를 이루도록 구성하며, 상기 유입구 외부 위치에는 승강부재에 의해 승, 하강되면서 배수량을 조절하는 조절판을 설치한 상태에서 상기 수문을 통해 형성되는 저수공간의 수위에 따라 상기 조절판의 높낮이를 조절하여 저수공간으로 유입되는 수량만큼 저수공간 하층부의 상대적으로 비중이 무거운 깨끗한 하층수들을 상기 배출통로를 통해 우선적으로 배출해줌과 동시에 저수공간 하층부의 오염물질을 같이 배출해주어 오염된 하천수를 정화시키는 것을 특징으로 하는 오염된 하천수를 깨끗한 하천수가 되도록 작용하여주는 권양기 수문을 이용한 친환경 수질정화공법.

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