KR20120080828A - Method of removing green and red tides in water by using nano-bubbler - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수중의 녹조류 및 적조류를 제거하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 나노버블을 이용하여 수중의 녹조류 및 적조류를 사멸시킬 뿐만 아니라 수중에 용존산소의 농도를 더욱 증가시켜 호기성 미생물과 수중식물, 물고기, 물벼룩 등의 생태환경을 개선하고, 이들의 증식을 도와 이들로 하여금 부영양화 요소 및 녹조, 적조류를 먹이로 취하도록 하여 조류를 제거하는 친환경 녹조류 및 적조류의 제거방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for removing green algae and red algae in water, and more particularly, to kill green algae and red algae in water using nanobubbles, and to further increase the concentration of dissolved oxygen in water to aerobic microorganisms. To improve the ecological environment of aquatic plants, fish, water fleas, etc., and to help them to multiply and feed them into eutrophic elements, green algae and red algae, to remove green algae and green algae. .
오늘날 수자원은 국민들이 생활하는데 필요한 환경요소 가운데 중요한 부분을 차지하고 있다. 수자원이 일반 국민들에게 미치는 영향은 지대하다. 이러한 수자원의 효율적인 확보와 분배는 국가기간산업으로서의 기능뿐만 아니라, 국민의 쾌적한 삶의 지표로서, 그리고 양질의 농업용수 및 공업용수의 확보 측면에서 높은 가치를 지니고 있다. Today, water resources are an important part of the environmental elements that people need to live. The impact of water resources on the general public is enormous. Such efficient securing and distribution of water resources is of high value not only as a function of national infrastructure, but also as an indicator of the pleasant life of the people, and in terms of securing high quality agricultural and industrial water.
이러한 수자원에 수온의 온도가 상승하는 여름철에는 저수지, 호수, 어장, 근해 바다 또는 흐르는 물에 까지도 녹조 또는 적조가 발생하고 있으므로, 문제가 되고 있다. 이들은 호수 또는 바다 양식장의 물고기는 물론 수생식물까지도 사멸시켜 생태환경 파괴는 물론 심한 악취까지 유발시킨다. In the summer when the temperature of the water temperature rises in such water resources, green algae or red tide are generated even in reservoirs, lakes, fisheries, offshore seas or flowing waters, which is a problem. They kill not only fish in a lake or aquaculture, but also aquatic plants, destroying the ecological environment and causing severe odors.
일반적으로 녹조현상은 부영양화된 호수나 유속이 느린 하천에서 부유성의 조류(식물 플랑크톤)가 대량 증식하여 수면에 집적하게 되고 물의 색을 현저하게 녹색으로 변화시킴으로써 발생된다. 이러한 녹조현상의 원인은 독소를 발생시키는 남조류에 의해 수생식물에 악영향을 주는 것으로 알려져 있다. 예를 들면 독소에 의한 인체 및 가축에의 영향, 생태계 파괴로 인한 생태학적인 문제, 산소결핍으로 인한 물고기 및 각종 수중생물 폐사 등의 심각한 문제를 야기한다.In general, algal blooms are caused by the proliferation of floating algae (phytoplankton) in the eutrophic lakes or slow-flow streams that accumulate on the surface of the water and change the color of the water to significantly green. The cause of the green algae is known to adversely affect aquatic plants by the algae that causes toxins. For example, it causes serious problems such as the effects of toxins on humans and livestock, ecological problems due to the destruction of ecosystems, and the death of fish and various aquatic organisms due to oxygen deficiency.
한편, 적조현상은 "식물 플랑크톤이 대량으로 증식하여 바닷물의 색깔이 붉게 변하는 현상을 말하는 것인데, 적조를 일으키는 생물은 편모조류나 규조류가 대부분이지만 유글레나 또는 원생동물로 분류되는 섬모충류가 원인이 되는 경우도 종종 있는 것으로 알려져 있다. 적조현상은 최근 우리나라에서도 남해연안과 서해, 동해 남부연안에 걸쳐 널리 나타나고 있다. 적조원인 생물도 규조류 중심에서 편모조류 중심으로 옮겨가고 있으며, 적조 발생의 농도도 점점 고밀도화되어 가고 있는 추세로 이로 인하여 적조의 피해도 해마다 증가하고 있다.On the other hand, the red tide phenomenon refers to a phenomenon in which the phytoplankton grows in a large amount and the color of the sea water turns red. When the red algae are mostly flagella algae or diatoms, they are caused by ciliforms classified as euglena or protozoa. The red tide phenomenon has been widely found in South Korea coast, west sea, and south east coast in recent years, and the red tide is also shifting from the center of diatoms to the flagella algae, and the concentration of red tide is becoming more dense. This is a trend that is increasing the damage of red tide year by year.
이와 같이, 최근의 녹조 또는 적조현상은 광역화, 독성화, 장기화현상으로 자주 발생되고 있으므로, 이를 구제하기 위한 기술개발이 절실히 요구되고 있다. As such, recent green algae or red tide phenomena are frequently generated due to wide area, toxication, and prolonged phenomena, and thus, there is an urgent need for technology development to remedy them.
이러한 현상을 해결하기 위한 기존의 기술은, 사람의 노동력을 이용하는 방법, 염소계 약제 또는 오존을 이용한 화학적 살균방법, 황토 등을 이용하여 정전기적인 흡착력으로 녹조나 적조를 흡착하여 물밑에 침전시키는 방법, 물과 함께 녹조나 적조를 빨아들여 미세 필터로 물로부터 녹조 및 적조를 분리하여 제거하는 여과방법, 그리고 다른 생물이나 미생물을 이용하여 조류를 제거해내는 방법 등이 일반적이다. Existing techniques for solving this phenomenon include a method using human labor, a chemical sterilization method using chlorine-based chemicals or ozone, a method of adsorbing green algae or red algae with electrostatic adsorption force using yellow soil, etc. In addition, the filtration method of sucking green algae or red tide and separating green algae and red algae from water with a fine filter and removing algae using other organisms or microorganisms is common.
사람의 노동력을 이용하여 직접 걷어내는 방법은 임시방편적인 방법으로 노동력만 소모되고 넓은 지역, 수시로 발생하는 녹조 또는 적조현상 해결에는 효과적인 방법이 되지 못한다. The direct method of using human labor force is a temporary measure that consumes only the labor force and is not an effective way to solve large areas, frequent green algae or red tide phenomena.
염소계 약제 또는 오존을 이용한 화학적 살균방법은 식수원과 농업 용수에 사용할 경우 인체에 유해하고 농작물에 해로우므로 사용하기 곤란하고, 수영장 등과 같이 레크레이션 활동 등에도 영향을 미치기 때문에 세심히 고려해야 한다. 또한, 화학약제를 잘못 사용하면, 오히려 자연생태 환경에 악영향을 주게 되어 수질을 더 악화시키게 되는 원인이 될 수 있다. Chemical sterilization method using chlorine-based chemicals or ozone should be considered carefully because it is difficult to use because it is harmful to human body and harmful to crops when used for drinking water and agricultural water, and also affects recreational activities such as swimming pool. In addition, incorrect use of chemicals may adversely affect the natural ecological environment, which may cause worsening of water quality.
황토를 이용한 응집침전 방법은 황토의 콜로이드 입자를 통하여 수중의 현탁물질(영양물질, 미세한 플랑크톤 등)을 흡착, 응집시킴으로써 녹조류 또는 적조류를 제거하는 방식이다. 그러나, 이 방식을 이용할 경우, 대량 살포에 의해 일부의 녹조류 및 적조류를 제거하기도 하지만, 황토에 의해 응집되어 물밑에 가라앉은 적조류 사체를 분해하는데 더 많은 용존 산소를 필요하게 되고, 시간이 흐를수록 물속의 산소 부족현상을 초래하여 부영양화가 가속되어지고, 결국에는 산소를 필요로 하는 수중식물이나 미생물은 더 이상 살지 못하는 죽은 호수 또는 바다로 만드는 원인이 되기도 한다.Agglomeration sedimentation method using ocher is a method of removing green algae or red algae by adsorbing and flocculating suspended solids (nutrients, fine plankton, etc.) in water through colloidal particles of ocher. However, this approach removes some of the green algae and red algae by mass spraying, but requires more dissolved oxygen to break down red algae that have been flocculated by ocher and settled under water. Increasing oxygen in the water can lead to accelerated eutrophication, eventually leading to the formation of dead lakes or seas that no longer need aquatic plants or microbes that require oxygen.
필터를 이용한 녹조류 및 적조류의 여과방법은 녹조류 등에 의해 오염된 물을 퍼올려서 필터를 포함한 여과장치에 통과시켜 물과 녹조류 및 적조류를 분리하는 물리적인 방식인데, 이를 위해서는 과도한 에너지를 소비하여야 하므로 일반적인 방식으로 이용하기 곤란한 단점이 있다. Filtration of green algae and red algae using a filter is a physical method of separating water from green algae and red algae by pumping water contaminated by green algae and passing it through a filtration device including a filter. There is a disadvantage that it is difficult to use in the general way.
한편, 최근에 소개된 생물이나 미생물을 이용한 조류제거 방법은 제거하고자 하는 조류 또는 적조의 문제보다 이를 제거하기 위해 도입된 미생물 종이 또 다른 생태 환경을 파괴하거나 오염시킬 수 있는 가능성이 제기되고 있고, 이러한 가능성을 확인하기 위해서는 보다 많은 시일을 필요로 하는 단점이 있다. On the other hand, the recently introduced method of removing algae using living organisms or microorganisms has raised the possibility that the microbial species introduced to remove them may destroy or contaminate another ecological environment rather than the problem of algae or red tide. There is a drawback to the need for more seals in order to confirm the possibility.
또한, 최근에는 은나노를 이용한 녹조류 및 적조류의 제거방법이 소개되기도 하였는데, 이 방식은 은 나노물질의 살균력을 이용한 것으로서, 일반인들이 사용하기 어려운 측면이 있고 , 그 효율성을 아직까지 객관적으로 검증할 수 없는 한계가 있다. In addition, recently, a method of removing green algae and red algae using silver nano has been introduced. This method uses sterilizing power of silver nanomaterials, which is difficult to be used by the general public, and its efficiency can still be objectively verified. There is no limit.
이와 같은 종래의 방법으로서, 특허문헌에 소개된 선행기술들을 살펴보면 아래와 같다. As such a conventional method, looking at the prior art introduced in the patent literature as follows.
본 발명은, 상기한 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수중에 오염된 녹조류 및 적조류를 제거함과 동시에, 인체에 무해하고 수생 생물들에게 풍부한 용존산소를 공급할 수 있는 녹조류 및 적조류의 제거방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to remove the green algae and red algae contaminated in the water, harmless to the human body of the green algae and red algae that can supply abundant dissolved oxygen to aquatic organisms The purpose is to provide a removal method.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 나노버블을 발생시키는 버블발생기를 물속에 침적시키고, 외부의 기체 공급부에서 공기 또는 산소기체를 대기압 이상의 압력으로 연결부를 통하여 상기의 버블발생기의 내부로 공급한 후, 상기의 공기 또는 산소기체로 하여금 상기 버블발생기의 대나무 필터부재를 통과하도록 하여 물속에서 나노버블로 전환시키고, 상기의 나노버블이 물속에서 녹조류 또는 적조류를 제거하는 것을 특징으로 하는 녹조류 및 적조류의 제거방법을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention is to provide a bubble generator for generating a nanobubble in water, and to supply air or oxygen gas to the inside of the bubble generator through a connection portion at a pressure higher than atmospheric pressure from an external gas supply unit. Afterwards, the air or oxygen gas is passed through the bamboo filter member of the bubble generator to be converted into nanobubbles in water, and the nanobubbles remove green algae or red algae from the water. Provides a method for removing algae.
본 발명에 있어서, 상기의 버블발생기는 외부로부터 공급되는 기체의 연결부와 결합되는 연결부재와, 내부의 기체가 투과되어 나노버블로 전환되어지도록 해주는 대나무 필터부재와, 상기의 대나무 필터부재를 고정해주는 고정부재를 포함하고 있는 것이 바람직하다.
In the present invention, the bubble generator is a connecting member coupled to the connecting portion of the gas supplied from the outside, the bamboo filter member to allow the gas inside to be converted into a nanobubble, and to fix the bamboo filter member It is preferable to include a fixing member.
본 발명에 의한 녹조제거 방법을 사용할 경우, 호수 하천 상수원 등의 수원지와 농업용수의 수원지 및 바다와 양식장 등의 어장 등에서, 나노기포가 수중에서 파열될 때 발생하는 파열에너지로 녹조류 또는 적조류를 사멸시켜서 효율적으로 제거할 수 있는 장점이 있다. When the green algae removal method according to the present invention is used, green algae or red algae are killed by the burst energy generated when nano-bubbles are ruptured in water sources such as lakes, river water sources, agricultural water sources, and fish farms such as the sea and fish farms. There is an advantage that can be removed efficiently.
또한, 본 발명에 의한 녹조제거방법에 의할 경우, 수중의 녹조류와 적조류를 효율적으로 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 물속의 용존산소 농도를 증가시켜 수생 생물들의 호기성대사를 활발하게 하여 호기성 미생물과 수중식물, 물고기, 물벼룩 등의 생태환경을 개선하는 장점도 있다. In addition, the green algae removal method according to the present invention can not only efficiently remove green algae and red algae in water, but also increase the dissolved oxygen concentration in the water to activate aerobic metabolism of aquatic organisms, It also has the advantage of improving the ecological environment of aquatic plants, fish and daphnia.
또한, 본 발명에 의한 녹조제거방법을 사용할 경우, 호수 하천 상수원 공업용수원 또는 대규모 수원지의 부영양화를 방지하고 수생생물의 생태환경을 회복하여 자연스러운 먹이사슬을 생성하고 자연정화 능력을 향상시켜줄 수 있는 특장점을 누릴 수 있다. In addition, when the green algae removal method according to the present invention is used, it is possible to prevent eutrophication of a lake river water source industrial water source or a large-scale water source, to restore the ecological environment of aquatic organisms, to create a natural food chain, and to improve natural purification ability. You can enjoy it.
또한, 본 발명에 의한 녹조류 등의 제거방법을 사용하였을 경우에는, 처리된 물속에 화학약품이나 황토가루 등을 남겨두지 않으므로, 이들에 의한 2차 오염의 염려를 근본적으로 해소할 수 있는 장점도 있다.
In addition, when the removal method of the algae, etc. according to the present invention is used, chemicals, ocher powder, etc. are not left in the treated water, and thus there is an advantage that the concern of secondary pollution by these can be fundamentally solved. .
도 1은 본 발명에서 사용된 대나무 필터부재의 개략적인 단면도이고,
도 2는 본 발명에서 사용되는 버블발생기의 바람직한 실시예로서 그의 개략적인 분해상태 사시도이고,
도 3은 도 2에 의한 버블발생기의 개략적인 단면도이며,
도 4는 5개의 버블발생기를 나란히 배열하여 하나의 버블조립체를 형성하기 전의 모습을 담은 사진 자료이며,
도 5는 본 발명의 실험방식을 나타낸 사진자료이며,
도 6은 본 발명의 실험결과를 측정한 그래프이고,
도 7은 최초의 원수와 본 발명의 방법을 실행한 처리수를 서로 대비하여 나타낸 사진자료이다. 1 is a schematic cross-sectional view of the bamboo filter member used in the present invention,
2 is a schematic exploded perspective view of a bubble generator used in the present invention as a preferred embodiment,
3 is a schematic cross-sectional view of the bubble generator according to FIG.
4 is a photographic material showing the state before forming the bubble assembly by arranging five bubble generators side by side,
Figure 5 is a photographic material showing the experimental method of the present invention,
6 is a graph measuring the experimental results of the present invention,
7 is photographic data showing the first raw water and the treated water for performing the method of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상을 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 기술사상이 이에 한정되는 것이 아님은 당연하다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the accompanying drawings are only intended to describe the technical spirit of the present invention in more detail, and the technical spirit of the present invention is not limited thereto.
본 발명에 의한 녹조류 등의 제거방법은 녹조류 등에 의해 오염된 물 속에 나노버블을 발생시키는 버블발생기(100)를 침적시킨 상태에서 진행된다. 상기의 나노버블발생기(100)는 종래와 같이 모터를 이용하거나, 고속회전 임펠러를 사용하지 않으며, 자연상태에서 1년 이상 자라난 대나무 중에서 선택하여 가공한 대나무 필터부재(110)를 사용하는 점이 기술적인 특징을 이룬다. 상기 버블발생기(100)에 의한 기체의 나노버블화 현상은 자연산 대나무 필터부재(110)와 관련된 것이므로, 이에 관하여 살펴보기로 한다.
The removal method of the algae according to the present invention proceeds in a state in which the
도 1은 본 발명에서 사용된 대나무 필터부재(110)의 개략적인 단면도로서 물속에서 미세기포를 발생시키는 방법을 실행하는 개념도이다. Figure 1 is a schematic cross-sectional view of the
본 발명은 에나멜층이 일부 제거된 죽섬유질층의 대나무 필터부재(110)를 물속에 침적시킨 상태에서 진행된다. The present invention proceeds in a state in which the
본 발명에서 사용되는 필터용 대나무는 자연상태에서 1년 이상 자라난 대나무 중에서 선택하여 사용한다. 자연상태에서 1년이 경과되지 아니한 대나무는 죽섬유질층(112)이 충분하게 성숙되지 않아서 기체를 투과시키는 성질이 약하므로 바람직스럽지 못하다. 일반적으로 대나무는 성장하는 햇수에 따라 죽섬유질층(112)의 조직의 치밀도가 다르다. 또한, 대나무는 그 길이방향에 대하여 직각으로 절단하였을 경우, 상기 죽섬유질층(112)의 조직은 원통의 중심부에서 바깥쪽으로 갈수록 더욱 치밀해지는 경향을 갖게 되며, 최외각의 바깥층은 얇고 단단한 에나멜층(114)으로 되어 있다. 대나무는 비록 적은 양이지만, 수분을 함유하고 있으므로, 이를 건조시켜 사용하는 것이 바람직하다. 대나무를 건조시킬 경우, 상기의 죽섬유질층(112)에서 수분이 이탈되어져서 수축하게 되고, 그 조직이 더욱 치밀하게 되는 성질을 갖게 된다. 과도하게 건조시킬 경우, 상기의 죽섬유질층이 절개되어지고, 대나무 자체가 쪼개지는 현상이 발생되므로 주의하여야 한다. Filter bamboo used in the present invention is selected from the bamboo grown in natural conditions for one year or more. Bamboo, which has not passed one year in its natural state, is not preferable because the
본 발명에 있어서, 상기의 대나무는 그의 외피를 이루고 있는 에나멜층(114)을 전부 또는 일부 제거하는 것이 바람직하다. 상기의 에나멜층(114)이 기포의 투과를 방해하는 성질이 크기 때문이다. 상기 에나멜층(114)의 제거는 칼날 또는 그라인더 등의 기구를 사용하여 수행될 수 있다. 상기 에나멜층(114)을 제거하는 방식은 특별히 제한되지 않는다. In the present invention, it is preferable that the bamboo removes all or part of the
본 발명은 상기 대나무의 죽섬유질층(112)을 기체가 투과하여 진행하는 필터용 소재로서 사용하는 점에 기술적인 특징이 있다. 상기의 죽섬유질층(112)은 그 내부에 다수의 물관부를 형성하고 있다. 대나무는 그의 뿌리로부터 물을 빨아들이고, 상기의 죽섬유질층(112)에 형성된 다수의 물관부를 통하여 물을 위쪽으로 이동시키는 통로로서 사용하며, 최종적으로 잎사귀 부분에까지 공급하는 것으로 여겨진다. 이때, 상기의 물관부는 대나무의 길이방향으로 병렬로 다수 형성되어 있고, 상기 죽섬유질층(112)에 존재하고 있다. 그러나, 본 발명은 상기의 물관부를 통하여 기체가 투과되지 않으며, 오히려 상기의 기체는 상기 죽섬유질층(112)의 미세한 틈새들을 통하여 투과되어진다. 도 1에서 화살표는 상기의 기체가 상기 죽섬유질층(112)의 미세한 틈새를 투과하여 지나가는 모습을 나타낸 것이다. The present invention has a technical feature in that the
본 발명은 상기 죽섬유질층(112)의 안쪽 내부에 공기 또는 산소 기체를 집어넣고, 그 기체를 상기 죽섬유질층(112)의 안쪽 방향에서 바깥쪽 방향(즉, 도면상 화살표 방향)으로 투과시켜서 미세한 기포를 형성시킨다. 실험결과에 의하면, 상기의 미세한 기포는 나노수준의 기포인 것으로 확인되었다.The present invention inserts air or oxygen gas into the inside of the
본 발명은 공기 또는 산소 기체를 사용하는데, 이는 녹조류 및 적조류를 제거하는데 효율적일 뿐만 아니라, 그 이후 물속에 다량의 산소를 용존시킬 수 있기 때문이다. 종래의 선행기술들에서도 일반적으로 공기 또는 산소 기체를 사용하기도 하지만, 물속에서 공기 또는 산소 기체를 나노버블 수준으로 미세하게 기포화시키는 기술은 아직까지 개발되지 않은 것으로 보인다. 공기 또는 산소 기체를 나노버블 수준으로 미세한 기포를 형성하였을 경우엔, 아래의 실험결과에 의해 확인되는 바와 같이, 생태계에 매우 긍정적인 결과를 초래하게 되는데, 아직까지 이러한 실험결과 내지 실험보고를 접한 사실이 없기 때문이다. 물속에서 용존산소의 농도를 높이려면, 산소 기포의 표면적을 증가시켜서 기/액 접촉 기회를 증가시켜야 한다. 이를 위하여, 짧은 시간 동안에 산소 단위부피당 많은 갯수의 기포를 생성시키는 것이 중요하고, 가능한 한 크기가 작은 기포를 만들어줌으로써, 용해도를 증가시키게 된다. 이 경우, 기포의 크기가 작을수록 부상속도 또한 느려져서 체류시간이 증대되므로, 용해도가 증가하게 되는 것이다. 따라서, 기포의 크기를 작게 할수록 용존산소의 농도를 향상시킬 수 있는 것이다.
The present invention uses air or oxygen gas because it is not only efficient at removing green algae and red algae, but also can dissolve a large amount of oxygen in water thereafter. Although conventional prior arts generally use air or oxygen gas, a technique for minutely bubbled air or oxygen gas to nanobubble level in water has not been developed yet. In the case of forming fine bubbles at the level of nanobubbles with air or oxygen gas, as shown by the following experimental results, the results are very positive for the ecosystem. Because there is no. In order to increase the concentration of dissolved oxygen in water, it is necessary to increase the surface area of oxygen bubbles to increase the chance of gas / liquid contact. To this end, it is important to create a large number of bubbles per unit volume of oxygen in a short time and to increase the solubility by making bubbles as small as possible. In this case, the smaller the bubble size, the slower the rise rate, so that the residence time is increased, so that the solubility is increased. Therefore, the smaller the bubble size, the more the dissolved oxygen concentration can be improved.
도 2는 본 발명에서 사용되는 버블발생기(100)의 바람직한 실시예로서 원통형의 대나무 필터부재를 사용한 경우의 개략적인 분해상태 사시도이고, Figure 2 is a schematic exploded perspective view of the case of using a cylindrical bamboo filter member as a preferred embodiment of the
도 3은 도 2에 의한 버블발생기(100)의 개략적인 단면도이다.
3 is a schematic cross-sectional view of the
본 발명에 의한 방법은 수중에서 미세한 기포를 발생시키는 버블발생기(100)를 사용하여 진행된다. 첨부도면에서 상기의 버블발생기(100)는 원통형 대나무 필터부재를 예시하고 있지만, 이는 본 발명의 방법을 설명하기 위한 바람직한 수단으로서 제시된 것일 뿐, 이러한 형상으로만 한정되는 것이 아니다. The method according to the present invention proceeds using a
본 발명에 있어서, 상기 버블발생기(100)는 대나무 재질로 구성된 대나무 필터부재(110)와, 상기의 대나무 필터부재를 일정한 형상으로 유지하고 그 형상을 보존하도록 지지하는 고정부재(120)와, 상기의 필터부재(110)의 내부로 기체를 주입하거나 공급하는 기체 공급부재(130)를 포함하고 있다. In the present invention, the
본 발명에 있어서, 상기의 버블발생기(100)는 대나무 재질로 구성된 대나무 필터부재(110)를 포함하고 있다. 상기 대나무 필터부재(110)에 관한 구체적인 설명은 위에서 이미 행한 바 있으므로, 상세한 설명을 생략한다. In the present invention, the
본 발명에 있어서, 상기의 고정부재(120)는 상기 대나무 필터부재(110)의 외부에 밴드와 같은 조임수단으로 구성되거나, 또는 상기 대나무 필터부재(110)의 내외부에 클립과 같은 고정수단으로 구성될 수 있다. 이는 상기의 대나무 필터부재(110)가 물속에서 상압 또는 고압에서 사용될 경우에도 파열되거나 파손되는 것을 방지하기 위함이다. 상기의 고정부재(120)는, 상기 대나무 필터부재(110)가 원통형의 형상을 이루고 있을 경우, 상기 대나무 필터부재(110)의 전방 측면에 결합되어 밀봉시키는 전방캡(122)과 후방 측면에 결합되는 후방캡(123)을 포함하고 있다(도 2 및 도 3 참조). 상기의 전방캡(122)과 후방캡(123)은 패킹(125)을 삽입하여 상기 대나무 필터부재(110)를 견고하게 밀봉시킬 수 있다. 상기의 전방캡(122)은 기체 공급부재(130)로부터 공급된 기체가 상기 대나무 필터부재(110)로 흘러나갈 수 있는 기체 통기구(124)를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 상기의 전방캡(122)과 후방캡(123)은 그들 사이의 연결봉(126)을 통하여 서로 결합되는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 상기 연결봉(126)의 타단에 형성된 수나사와 상기 후방캡(123)에 형성된 암나사(127)가 서로 체결되어지도록 구성될 수 있다. 이러한 경우, 외부적으로 다른 체결수단을 강구할 필요가 없으므로, 제품의 외관을 미려하게 형성하게 되는 장점이 있다. In the present invention, the fixing
본 발명에 있어서, 상기의 기체 공급부재(130)는 외부에서 공급되는 기체를 상기 대나무 필터부재(110)의 내부로 투입하도록 하는 통로로서 사용될 수 있다. 상기의 기체 공급부재(130)는 상기 전방캡(122) 또는 상기 후방캡(123)에 결합될 수 있다. 상기의 기체 공급부재(130)는 외부의 기체가 흘러가게 하는 내부 기체통로(131)와, 상기의 내부 기체통로(131)를 보호하고 외형을 이루고 있는 몸체부(132)와, 외부의 연결호스와 결합될 수 있는 결합부(134)를 포함하고 있다. In the present invention, the
본 발명에 의한 녹조류 등의 제거방법은 상기의 버블발생기(100)를 여러 개 묶어서 하나의 버블조립체를 형성하고, 상기의 버블조립체를 물속에 침적시켜 사용할 수 있다. 상기의 버블조립체는 2개 이상 10개 이하의 버블발생기(100)를 묶어 형성하는 것이 바람직하다. 10개를 초과할 경우에는 하나의 묶음으로 형성하는 것 보다는 2개의 버블조립체를 사용하는 것이 더 바람직하기 때문이다. 또한, 필요한 경우, 상기의 버블조립체를 여러 개 형성하여 다수의 버블조립체를 사용할 수도 있다. 도 4는 5개의 버블발생기(100)를 묶어서 하나의 버블조립체를 형성하기 위하여 나란히 배열해 놓은 모습을 담은 사진 자료이다.
In the method of removing green algae according to the present invention, a plurality of the
본 발명에 의한 녹조류 등의 제거방법은 상기의 버블발생기(100)를 물속에 침적시킨 상태에서 진행된다. 상기의 버블발생기(100)를 물속에 침적시킨 상태에서 발생된 미세기포는 곧바로 물속으로 녹아들어가게 되고, 그 미세기포의 작용에 의해 녹조류 등을 효율적으로 제거할 수 있기 때문이다. The removal method of the algae, etc. according to the present invention proceeds in a state in which the
본 발명에 의한 녹조류 등의 제거방법은 외부에서 상기의 버블발생기(100)에 공기 또는 산소기체를 공급하게 되는데, 이는 외부에 설치된 기체공급부를 통하여 진행된다. 상기의 기체공급부는 통상의 압축기를 사용하거나, 고압의 기체를 담아둔 고압용기 또는 고압 산소통을 사용할 수 있다. 상기의 기체공급부에서 공급되는 기체는 공기 또는 산소가 가장 바람직하다. 이는 본 발명의 목적이 녹조류 등을 제거할 뿐만 아니라, 그 이후의 수질 개선 및 친환경적인 수처리를 행하는 데 있기 때문이다. 상기의 공기 또는 산소 기체의 나노기포는 물속의 용존산소량을 증대시켜 수질을 비약적으로 향상시켜주게 된다. Removal method of the algae, etc. according to the present invention is to supply air or oxygen gas to the
본 발명에 의한 녹조류 등의 제거방법은 상기의 기체공급부로부터 공기 또는 산소를 버블발생기(100)로 전달해주는 연결호스를 활용하게 된다. 상기의 연결호스는 상기의 기체공급부로부터 상기의 버블발생기의 내부로 상기의 공기 또는 산소 기체를 이동하도록 해주는 통로로서의 기능을 수행한다. 상기의 연결호스는 통상적인 것을 사용할 수 있으므로 상세한 설명을 생략한다. Green algae removal method according to the present invention utilizes a connection hose for delivering air or oxygen from the gas supply to the bubble generator (100). The connection hose performs a function as a passage for moving the air or oxygen gas from the gas supply part into the bubble generator. Since the connection hose may be a conventional one, a detailed description thereof will be omitted.
본 발명에 의한 녹조류 등의 제거방법은, 물속에서, 내부기체로 하여금 외부로 투과될 경우 미세한 기포를 형성하도록 해주는 버블발생기(100)를 이용하여 진행된다. 본 발명의 기술적 특징은 상기의 버블발생기(100)를 이용한 것이고, 상기 버블발생기(100)에 의한 기체의 나노버블화 현상은 자연산 대나무 필터부재(110)의 내부 구조와 그 메카니즘에 대해서는 위에서 상세하게 설명한 바와 같다. The method of removing green algae and the like according to the present invention proceeds by using a
본 발명에 의한 녹조류 등의 제거방법은, 상기의 버블발생기(100)를 통하여 형성된 나노버블이 물속에 용해되어 있는 상태에서, 그 나노버블의 일부는 파열되는 과정에서 녹조류 등을 제거하고, 그 나노버블의 나머지는 물속에 용해되어 있으면서 용존산소를 높여주게 된다. In the method of removing green algae according to the present invention, the nanobubbles formed through the
본 발명에 의한 방법이 녹조류 등을 제거함과 동시에 물속의 각종 유해 미생물들을 사멸시키게 되는 원리는 다음과 같다. 물속에 용해된 기체는 그 크기가 크면 클수록 물위로 부상하는 속도가 빠르고, 급속히 부상하여 수표면에서 파괴되어 공기 중으로 확산되어지게 되므로, 물속에 용해되는 기체의 양은 아주 미약한 편이다. 그러나, 물속에서 수십에서 수백나노 크기의 기포를 발생시킬 경우, 공기 중의 미세먼지가 수개월동안 공기 중에 떠 있는 것과 마찬가지로, 나노버블은 수개월까지도 물속에 잔류해 있을 수 있다. 이들 나노버블이 물속에서 잔류하고 있는 동안, 물의 압력을 받아 물속에서 수축 및 파열될 때에는 약 5,500℃의 국부적인 열과 함께 40,000 Hz의 초음파가 발생하여 병원성 미생물을 멸균시키고, 유해 화학물질을 분해시킬 수 있는 에너지를 발생시키게 된다. 따라서, 수면위의 녹조류 등을 제거할 뿐만 아니라 물속의 각종 유해 미생물과 병원균 등을 사멸시킬 수 있게 된다. 또한, 미세기포가 파열되어지면서, 그 내부에 가지고 있던 산소 또는 공기분자를 물속으로 방출하게 되므로, 물속의 용존산소 농도를 증가시키게 되는 것이다.
The method according to the present invention removes green algae and the like and kills various harmful microorganisms in water as follows. The larger the size of the gas dissolved in the water, the faster the speed of floating on the water, and the more rapidly rising and breaking on the water surface to diffuse into the air, the amount of gas dissolved in the water is very weak. However, when bubbles are generated in the water from tens to hundreds of nanometers in size, nanobubbles can remain in water for up to several months, just as fine dust in air floats in the air for several months. While these nanobubbles remain in water, when contracted and ruptured in water under pressure, water at 40,000 Hz with local heat of about 5,500 ° C can be generated to sterilize pathogenic microorganisms and degrade harmful chemicals. Generate energy. Therefore, not only the green algae and the like on the water can be removed, but also various harmful microorganisms and pathogens in the water can be killed. In addition, as the micro-bubbles burst, the oxygen or air molecules contained therein are released into the water, thereby increasing the dissolved oxygen concentration in the water.
《 실시예 1 - 미세기포의 크기 》Example 1 Size of Microbubbles
2년생 대나무를 채취하여 서늘한 그늘에서 건조시킨 다음, 그 외피를 그라인더로 일부 제거한 후, 직경 약 6 센티미터, 길이 약 21 센티미터의 원통형 죽섬유질층(112)으로 구성된 원통형 대나무 필터부재(110)를 만들고, 그 한쪽에 전방캡(122)과 그 반대쪽에 후방캡(123)을 위치시켜 이들을 연결봉(126)으로 결합시켰다. 상기의 전방캡(122)과 상기의 후방캡(123)의 안쪽에는 패킹(125)을 삽입하여 결합시켜서 견고하게 밀봉시키고, 상기의 전방캡(122)은 상기 연결봉(126)의 반대편에 기체 공급부재(130)를 결합시켰다. 이를 통하여, 상기의 버블발생기(100)를 완성하였다. 그 이후, 높이 1.1 미터, 직경 55 센티미터의 투명 팔각형 물통을 준비하고, 그 속에 약 200 리터의 물을 채워넣은 후, 상기의 버블발생기(100)에 공기주입용 연결호스를 결합시키고 상기 물통에 집어넣었으며, 상기의 공기주입용 호스는 외부의 고압 산소탱크에 연결하였다. 외부에서 고압 산소탱크를 열어 약 4bar의 압력으로 산소기체를 약 2시간 동안 공급하였다. 도 5는 이와 같은 실험방식을 사진으로 보여주고 있다.
After collecting biennial bamboo and drying it in a cool shade, remove the outer part with a grinder, and then made a cylindrical
상기 실시예 1에 의해 발생된 산소기포의 크기를 확인하기 위하여, 물속의 산소기포의 크기 및 개수를 측정하였다. 측정방식은 상기 실시예 1에서 얻은 물을 약 48시간 동안 유지시킨 후, 영국의 NanoSight Ltd에서 제작한 LM10-HS 모델을 이용하였다. 측정 결과, 미세기포의 평균 직경은 81 ㎚ 이었고, 가장 많은 기포의 평균 크기는 62 ㎚, SD는 35 ㎚, D10은 49 ㎚, D50은 70 ㎚, D90은 135 ㎚ 이었으며, 미세기포의 개수는 7.93 X 108 개로 확인되었다. 이러한 실험결과는 종래의 방법에 의해서 도저히 얻을 수 없는 나노 수준의 기포로서, 전혀 예측할 수 없었던 것을 획득한 것으로 받아들여졌다. 도면 6은 이러한 실험결과를 명확하게 입증하고 있다.
In order to confirm the size of the oxygen bubbles generated by Example 1, the size and number of oxygen bubbles in the water was measured. As the measurement method, the water obtained in Example 1 was maintained for about 48 hours, and then used LM10-HS model manufactured by NanoSight Ltd of England. As a result, the average diameter of the microbubbles was 81 nm, the average size of the most bubbles was 62 nm, SD was 35 nm, D 10 was 49 nm, D 50 was 70 nm, and D 90 was 135 nm. The number was confirmed to be 7.93 X 10 8 . These experimental results were accepted as obtaining nano-bubbles that could hardly be obtained by the conventional method, which were unpredictable at all. 6 clearly demonstrates these experimental results.
《 실시예 2 - 저수지의 녹조제거 》 Example 2 Removal of Green Algae in Reservoir
본 발명에 의한 액체의 미세기포 발생방법을 야외의 실제 수생작물 등에 적용될 수 있는지의 여부를 확인하기 위하여, 녹조 제거 성능을 실험하였다. In order to confirm whether the microbubble generation method of the liquid according to the present invention can be applied to actual aquatic crops and the like, the algae removal performance was tested.
실험장소는 전남 영광군 불갑면 녹산리 소재 불갑저수지에서 실시하였다. 상기 불갑저수지는 대략 4 미터 정도의 수심을 이루고 있었고, 외부 온도는 약 30 ℃정도를 이루고 있었다. 저수지의 녹조는 물 표면에서 물 표면에서 약 5 mm 정도의 두께로 매우 두꺼운 층을 형성한 것으로 관찰되었다. 상기 실시예 1에 의한 원통형 버블발생기(100) 5개를 묶어 하나의 버블조립체를 형성하고, 이것을 상기 저수지의 바닥에 늘어뜨려 설치하였다. 외부에서 고압의 공기탱크로부터 약 4~5 bar의 압력으로 공기를 공급하였다.
The experiment was conducted at Bulgap Reservoir in Noksan-ri, Bulgap-myeon, Yeongggun-gun, Jeonnam. The reservoir has a water depth of about 4 meters and an external temperature of about 30 ° C. The green algae of the reservoir were observed to form a very thick layer on the surface of the water, about 5 mm thick. Five
눈으로 관찰한 결과, 실험이 시작된 이후, 상기 원통형 미세기포 발생기를 중심으로 하여, 점차적으로 그 주위로 짙은 색상의 녹색이 엷어져 가는 것으로 관찰되었고, 색상이 엷어지는 면적은 시간이 지날수록 확대되어 갔다. 약 2시간 후에는 기포발생 부위를 중심으로 하여 더 이상 육안에 의해 녹조를 관찰할 수 없게 되었다. As a result of visual observation, after the experiment was started, it was observed that the dark green color gradually faded around the cylindrical microbubble generator, and the area where the color faded was expanded over time. went. After about 2 hours, the green algae can no longer be observed by the naked eye centering on the bubble-producing site.
도 7은 상기 불갑저수지의 최초의 원수(우측) 및 본 발명의 방법으로 처리한 한 후의 처리수(좌측)를 촬영한 사진자료이다. 사진자료에 의해 알 수 있는 바와 같이, 우측의 원수는 매우 탁하고 상층부에 녹조류가 존재함을 알 수 있지만, 좌측의 처리수는 상대적으로 맑고 녹조류도 발견할 수 없음을 알 수 있다.
Fig. 7 is photographic data of the first raw water (right side) of the above mentioned reservoir and the treated water (left) after treatment by the method of the present invention. As can be seen from the photographic data, the raw water on the right side is very turbid, and there is green algae in the upper layer, but the treated water on the left side is relatively clear and no green alga can be found.
또한, 상기의 최초의 원수와 본 발명에 의한 처리수를 약 3개월 정도 실온에서 경과시킨 후, 이들에 관한 수질분석을 실시하였다. In addition, after the first raw water and the treated water according to the present invention were allowed to pass for about three months at room temperature, water quality analysis thereof was performed.
수질분석은 객관성을 확인하기 위하여, 전남 화순군에 소재한 다산생명과학(주)에 의뢰하여 실시하였다. 최초의 원수를 분석한 결과는 아래의 표 1과 같았다. Water quality analysis was conducted by Dasan Life Science Co., Ltd., located in Hwasun-gun, Jeonnam, to verify objectivity. The result of analyzing the first raw water is shown in Table 1 below.
역시 상기의 처리수를 수질분석하기 위하여, 전남 화순군에 소재한 다산생명과학(주)에 의뢰하였으며, 동일한 조건하에서 수질분석을 실시하였다. 상기 처리수를 분석한 결과는 아래의 표 2와 같았다. Also, in order to analyze the water quality of the treated water, it was commissioned by Dasan Life Science Co., Ltd., Hwasun-gun, Jeonnam, and water quality analysis was performed under the same conditions. The result of analyzing the treated water was as shown in Table 2 below.
상기의 표 1 및 표 2의 분석결과에서 알 수 있는 바와 같이, 나노버블 처리전의 물에서는 일반세균이 약 2,600 CFU/㎖가 검출된 것에 비하여, 나노버블 처리 후의 물에서는 170 CFU/㎖로 분석되었으며, 이는 본 발명에 의한 방법을 실시할 경우 최초의 원수에 대하여 약 96% 이상 멸균 효과가 있을 의미한다. As can be seen from the analysis results of Table 1 and Table 2, about 2,600 CFU / mL of general bacteria were detected in water before nanobubble treatment, and 170 CFU / mL of water after nanobubble treatment. This means that when the method according to the present invention is carried out, the sterilizing effect is about 96% or more with respect to the original raw water.
또한, 최초의 원수에서는 탁도가 1.03 NTU 이었던 것인데 반하여, 나중의 처리수에서는 탁도가 0.28 NTU 인 것으로 확인되었는 바, 이는 먹는물 기준 탁도 1 NTU 이하를 나타내고 있음을 알 수 있다. In addition, turbidity was found to be 1.03 NTU in the first raw water, while turbidity was found to be 0.28 NTU in later treated water, which indicates that the drinking water had a turbidity of 1 NTU or less.
또한, 약 50℃로 시료를 가열한 후 관능적으로 판단하는 냄새 검사의 경우에는, 최초의 원수에서는 썩는 악취가 느껴졌으나, 본 발명에 의한 방법으로 나노버블 처리를 행한 처리수에서는 3개월이 지난 시점에도 특이한 냄새가 없었음을 알 수 있다. In the case of the odor test which was judged sensually after heating the sample at about 50 ° C., rotting odor was felt in the original raw water, but in the treated water subjected to the nanobubble treatment by the method according to the present invention, three months passed. It can be seen that there was no peculiar smell.
또한, 물속의 용존산소의 농도를 비교해 볼 경우, 최초의 원수에서는 용존산소가 2 ppm 이었던 것인데 반하여, 본 발명에 의한 방법으로 처리한 나노버블 처리수의 경우에는 8ppm 을 나타내었던 것임을 알 수 있다. In addition, when comparing the concentration of dissolved oxygen in water, it was found that the dissolved oxygen in the first raw water was 2 ppm, whereas in the case of the nanobubble treated water treated by the method according to the present invention, it was 8 ppm.
결과적으로, 이는 본 발명의 방법이 녹조 및 적조 등과 같은 수중 유해 미생물의 살균에 매우 효과가 있음을 의미하고, 또한 탁도의 개선, 악취원인의 해소 및 용존산소의 농도를 증가시켜 궁극적으로는 호기성 미생물과 수중식물, 물고기, 물벼룩 등의 증식을 도와 이들로 하여금 부영양화 요소를 제거하도록 하는 매우 친환경적인 자연정화 방법임을 의미하며, 또한 자연의 공기를 이용하므로 수질개선을 위한 별도의 화학약품 등을 제조하거나 투입할 필요가 전혀 없어서 매우 경제적인 방법임을 의미하는 것이다.
As a result, this means that the method of the present invention is very effective in the sterilization of harmful microorganisms in water such as green algae and red tide, and also improves turbidity, eliminates odor causes and increases the concentration of dissolved oxygen, ultimately aerobic microorganisms. It is a very eco-friendly natural purification method that helps the growth of aquatic plants, aquatic plants, fish, daphnia, etc. and removes eutrophic elements. Also, it uses natural air to manufacture separate chemicals for water quality improvement. There is no need for input, which means it is a very economical way.
이상에서 본 발명에 의한 녹조류 등의 제거방법을 구체적으로 설명하였으나, 이는 본 발명의 가장 바람직한 실시양태를 기재한 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의해서 그 범위가 결정되어지고 한정되어진다. Although the removal method of green algae and the like according to the present invention has been described in detail, this is only for describing the most preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited thereto, and the scope thereof is defined by the appended claims. Determined and defined.
또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 명세서의 기재내용에 의하여 다양한 변형 및 모방을 행할 수 있을 것이나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어난 것이 아님은 명백하다고 할 것이다.
In addition, anyone of ordinary skill in the art will be able to make various modifications and imitations by the description of the specification of the present invention, but it will be apparent that this is also outside the scope of the present invention.
100 : 미세기포 발생기, 110 : 대나무 필터부재,
112 : 죽섬유질층, 120 : 고정부재,
122 : 전방캡, 124 : 후방캡,
125 : 패킹, 126 : 연결봉,
130 : 기체 공급부재, 131 : 내부 기체통로,
132 : 몸체부, 134 : 결합부, 100: fine bubble generator, 110: bamboo filter member,
112: bamboo fibrous layer, 120: fixing member,
122: front cap, 124: rear cap,
125: packing, 126: connecting rod,
130: gas supply member, 131: internal gas passage,
132: body portion, 134: coupling portion,
Claims (3)
외부의 기체 공급부에서 공기 또는 산소기체를 대기압 이상의 압력으로 연결부를 통하여 상기의 버블발생기의 내부로 공급한 후,
상기의 공기 또는 산소기체로 하여금 상기 버블발생기의 대나무 필터부재를 통과하도록 함으로써 물속에서 나노버블로 전환시키고,
상기의 나노버블이 물속에서 녹조류 또는 적조류를 제거하는 것을 특징으로 하는 녹조류 및 적조류의 제거방법.
A bubble generator for generating nanobubbles is deposited in water,
After supplying air or oxygen gas from the external gas supply to the inside of the bubble generator through the connection at a pressure above atmospheric pressure,
By converting the air or oxygen gas through the bamboo filter member of the bubble generator is converted into nanobubbles in water,
The method of removing the green algae and red algae, characterized in that the nanobubbles remove the green algae or red algae in water.
상기의 나노버블은 물속에 용존산소를 더욱 증가시키는 것을 특징으로 한 녹조류 및 적조류의 제거방법.
The method of claim 1,
The nanobubble is a method of removing green algae and red algae characterized by further increasing dissolved oxygen in water.
상기 버블발생기는 다수의 개수를 묶어서 하나의 버블조립체를 형성하고, 상기의 버블조립체를 사용하는 것을 특징으로 한 녹조류 및 적조류의 제거방법. The method of claim 1,
The bubble generator removes the green algae and the red algae characterized in that to form a single bubble assembly by tying a plurality of numbers, using the bubble assembly.
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2011
- 2011-01-10 KR KR20110002263A patent/KR20120080828A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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E601 | Decision to refuse application |