KR20150100450A - 초고속 조류 제거 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미세버블과 전기적 응집을 이용하는 초고속 조류 제거 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조류 함유 유입수의 고형물을 1차적으로 제거하는 장치, 미세버블발생장치, 미세버블혼합장치, 처리모듈을 구비한 초고속 조류 제거장치 및 이를 이용한 조류 제거방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 기존의 조류 제거장치보다 빠른 속도로 조류를 응집 및 부유시킬 수 있어, 조류를 빠르게 제거할 수 있고, 처리 시간을 절약할 수 있어 대용량의 조류 제거에 효율적이다.

Description

초고속 조류 제거 장치 및 방법{Apparatus and Method for Removing Algae}
본 발명은 미세버블과 전기적 응집을 이용하는 초고속 조류 제거 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조류 함유 유입수의 고형물을 1차적으로 제거하는 고형물 제거장치, 미세버블발생장치, 미세버블혼합장치 및 처리모듈을 구비한 초고속 조류 제거장치 및 이를 이용한 조류 제거방법에 관한 것이다.
물은 인간의 모든 경제, 사회, 문화 활동에 없어서는 안 될 중요한 자원이다. 그러나 인구의 증가 및 급속한 산업화에 의한 물의 소비량 증대와 환경오염에 따른 수질 오염으로 인하여 물부족 사태는 매년 심각해지고 있는 실정이다.
수온의 온도가 상승하는 여름철에는 저수지, 호수, 어장, 근해 바다 또는 흐르는 물까지도 녹조 또는 적조가 발생하고 있다. 이러한 녹조 또는 적조는 호수 또는 바다 양식장의 물고기는 물론 수생식물까지도 사멸시켜 생태환경 파괴는 물론 심한 악취까지 유발시킨다.
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.
또한, 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.
최근 이러한 녹,적조 현상은 광역화, 독성화, 장기화의 특성을 띠며 발생하고 있어, 이를 해결하기 위한 기술개발이 절실히 요구되고 있다.
이러한 현상을 해결하기 위한 기존의 기술은, 염소계 약제 또는 오존을 이용한 화학적 살균방법 등을 이용하여 정전기적인 흡착력으로 녹조나 적조를 흡착하여 물밑에 침전시키는 방법, 물과 함께 녹조나 적조를 미세 필터를 이용하여 물로부터 녹조 및 적조를 분리하여 제거하는 여과방법, 그리고 미생물을 이용하여 조류를 제거해내는 방법, 초음파, 녹조 제거선 등을 이용하는 것이 일반적이다.
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, 화학약제는 오히려 자연생태 환경에 악영향을 주게 되어 수질을 더 악화시키게 되는 원인이 될 수 있다.
황토를 이용한 응집침전 방법은 황토의 콜로이드 입자를 통하여 수중의 현탁물질(영양물질, 미세한 플랑크톤 등)을 흡착, 응집시킴으로써 녹조류 또는 적조류를 제거하는 방식이다(KR10-1355178). 그러나, 이 방식을 이용할 경우, 대량 살포에 의해 일부의 녹조류 및 적조류를 제거하기도 하지만, 황토에 의해 응집되어 물밑에 가라앉은 녹,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 될 수도 있다.
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.
또한, 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 제기되며, 또한 이러한 미생물 처리 후 처리수에서 다시 잔여 미생물을 제거하기 위한 화학처리과정 등이 반드시 필요하여 그 규모나, 운용비용의 상승이 예상된다.
상기 초음파 방식은 녹조의 공기주머니를 파괴하면서 녹조를 용수의 아래로 가라앉히는 것으로, 친환경적으로 녹조를 제거하는 장점이 있는 반면, 넓은 면적의 일정수역에서는 사용이 어렵고 그 유지 비용이 많이 소요되는 단점이 있는 것이다.
상기 녹조 제거선 방식은 선박에 녹조 흡입과 여과 및 회수장치를 설치하여 가동시키는 것으로, 녹조를 제거하는 장점이 있는 반면, 높은 유지 관리의 비용이 소요되는 단점이 있는 것이다.
최근 조류(algae) 제거 분야에 새로운 대안 기술로 떠오르는 것은 미세버블을 이용한 기술이다. 이와 관련된 특허는 마이크로 버블을 이용하여 수면 온도를 저온으로 유지시킴은 물론 녹조를 저감시키면서 용수의 저층에 산소를 공급하도록 하였다(KR10-1196945). 이 특허는 지하수와 마이크로버블을 함께 이용하여 녹조 예방 및 수질정화를 도모하였지만, 마이크로 버블 발생 방법에 있어서는 버블의 크기나 발생의 지속성에 문제가 있고, 마이크로버블의 용도가 단순히 산소(O2)의 공급을 통해 용존산소(DO)를 증가시키는 수질정화에 국한되어 있으며, 오염수의 현탁물질이나 부유물질에 의한 노즐 막힘 등의 문제에 대한 해결방안이 제시되어 있지 않고, 특히 마이크로버블이 지하수와 함께 상류측 노즐에서 토출되어 용수내 하부의 수질 정화 기능을 수행하기 어려운 단점이 있다.
상기와 같은 단점을 보완하고자 한 특허에서는 지열의 열교환과 나노버블을 이용하여 일정 수역 내 용수의 수면 온도를 일정하게 유지시키면서 용존산소(DO)를 증대시키는 물지적 처리 방식의 정화처리부를 구성하였다(KR10-1361104). 하지만, 상기 특허는 나노버블 공급부 및 설비가 땅에 매립되어야 함에 따라 초기 설비 건설 비용이 높으며, 설비 설치 후 이동이 쉽지 않다.
또한, 최근 녹조제거의 새로운 기술로는 전위차법을 이용한 조류 제거장치 이다(KR10-0993009). 양전하를 제공하는 무기염과 고분자로 개질화된 자성분말체를 조류가 발생된 수역 또는 폐수 중에 주입하여 진탕(shaking)하면, 음전하를 띠고 있는 녹조 및 부유물질은 전위차법에 의하여 양전하를 띠고 있는 자성분말체 표면에 흡착되고, 수중에 이온상태로 존재하는 인산염은 무기염과 반응하여 부유물질인 불용성의 인산염이 형성되며, 여기에 영구자석이나 전자석을 통해 자력을 공급하여 수중에 발생된 녹조, 부유물질 및 인산염을 고속제거하는 방법이다. 하지만 본 방법은 지속적인 자성분말체를 공급해야하며, 또한 처리 후 존재할 수 있는 자성분말체로 인한 물의 오염의 가능성이 있으며, 반응조를 처리하는 물 안에서 운영해야 하는 번거로움이 있다.
이에, 본 발명자들은 조류가 발생된 일정 수역 내에서 빠른 속도로 조류(algae)를 제거할 수 있는 장치 및 방법을 개발하고자 예의 노력한 결과, 미세버블과 전기적 응집을 이용하는 장치를 착안하고, 이를 이용한 조류 제거 시험 결과 조류를 초고속으로 제거할 수 있다는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 목적은 미세버블과 전기적 응집을 이용하는 초고속 조류 제거장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 초고속 조류 제거장치를 이용한 조류 제거방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 조류 함유 유입수의 고형물을 1차적으로 제거하는 고형물 제거장치(71); (b) 상기 고형물 제거장치에서 처리된 조류 함유 유입수에 미세버블을 생성하는 미세버블발생장치(72); (c) 상기 미세버블이 발생된 유입수에 응집제를 혼합하는 미세버블혼합장치(73); 및 (d) 상기 미세버블혼합장치(73)에서 처리된 처리수를 전기적으로 처리하여, 응집 및 부유를 유발시키고, 미세버블 함유 부유물과 처리수를 분리하는 처리모듈(76);을 구비하는 초고속 조류 제거장치에 있어서, 상기 처리모듈(76)은 (i) 유입된 유체의 물질이 부유되어 분리되는 상측반응조(11); (ii) 상기 상측반응조(11)의 중단부분과 연결되며, 유체가 유입되는 유입로(4); (iii) 상기 상측반응조(11)의 상단부분과 결합되는 상부캡(10); (iv) 상기 상부캡(10)의 하단면을 관통하여 연결되는 제1배출로(1); (v) 상기 상측반응조(11) 내부에 설치되는 내부관(2); (vi) 상기 내부관(2)의 안쪽에 설치되는 제1촉매모듈(3); (vii) 상기 제1촉매모듈(3) 하단에 장착되는 사이클론(5); (viii) 상기 상측반응조(11) 하단부분과 연결되는 하측반응조(12); (ix) 상기 하측반응조(12) 내부에 설치되는 제2촉매모듈(8); (x) 상기 하측반응조(12)의 중단면을 관통하여 결합된 제2배출로(7); 및 (xi) 상기 하측반응조(12)의 하단에 결합되는 하부캡(13)을 구비하는 복합모듈; (ㄱ) 유입된 유체의 물질이 부유되어 분리되는 상측반응조(15); (ㄴ) 상기 상측반응조(15)의 중단부분과 연결되며, 유체가 유입되는 유입로(16); (ㄷ) 상기 상측반응조(15)의 상단부분과 결합되는 상부캡(21); (ㄹ) 상기 상부캡(21)의 하단면을 관통하여 연결되는 배출로(14); (ㅁ) 상기 상측반응조(15) 하단부분과 연결되는 하측반응조(22); (ㅂ) 상기 하측반응조(22)의 안쪽에 설치되는 상부촉매모듈(18) 및 하부촉매모듈(19); 및 (ㅅ) 상기 하측반응조(22)의 하단에 결합되는 하부캡(23)을 구비하는 고농도모듈; (i') 유입된 유체의 물질이 부유되어 분리되는 상측반응조(100); (ii') 상기 상측반응조(100)의 중단부분과 연결되며, 유체가 유입되는 유입로(93); (iii') 상기 상측반응조(100)의 상단부분과 결합되는 상부캡(98); (iv') 상기 상부캡(98)의 하단면을 관통하여 연결되는 제1배출로(91); (v') 상기 상측반응조(100) 내부에 설치되는 내부관(92); (vi') 상기 내부관(92)의 일측과 연결되는 제2배출로(99); (vii') 상기 내부관(92) 하단에 설치되는 원뿔형 미세버블가이드(95); (viii') 상기 상측반응조(100) 하단부분과 연결되는 하측반응조(101); (ix') 상기 하측반응조(101) 내부에 설치되는 촉매모듈(96); 및 (x') 상기 하측반응조(101)의 하단에 결합되는 하부캡(102)을 구비하는 이중관모듈; (ㄱ') 유입된 유체의 물질이 부유되어 분리되는 상측반응조(110); (ㄴ') 상기 상측반응조(110)의 중단부분과 연결되며, 유체가 유입되는 유입로(105); (ㄷ') 상기 상측반응조(110)의 상단부분과 결합되는 상부캡(103); (ㄹ') 상기 상부캡(103)의 하단면을 관통하여 연결되는 제1배출로(104); (ㅁ') 상기 상측반응조(110)의 하단부분과 연결되는 하측반응조(111); (ㅂ') 상기 하측반응조(111) 내부에 설치되는 촉매모듈(108); (ㅅ') 상기 하측반응조(111)의 중단면을 관통하여 결합된 제2배출로(107); 및 (ㅇ') 상기 하측반응조(111)의 하단에 결합되는 하부캡(112)을 구비하는 저농도모듈; 및 (A) 유입된 유체의 물질이 부유되어 분리되는 상측반응조(119); (B) 상기 상측반응조(119)의 중단부분과 연결되며, 유체가 유입되는 유입로(115); (C) 상기 상측반응조(119)의 상단부분과 결합되는 상부캡(113); (D) 상기 상부캡(113)의 하단면을 관통하여 연결되는 제1배출로(114); (E) 상기 상측반응조(119)의 하단부분과 연결되는 하측반응조(120); (F) 상기 하측반응조(120)의 중단면을 관통하여 결합된 제2배출로(117); 및 (G) 상기 하측반응조(120)의 하단에 결합되는 하부캡(121)을 구비하는 분리모듈로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 조합인 것을 특징으로 하는 초고속 조류 제거장치를 제공한다.
본 발명은 또한, (a) 조류 함유 유입수의 고형물을 1차적으로 제거하는 장치를 통해 조류 함유 유입수의 고형물을 제거하는 단계; (b) 미세버블발생장치(72)를 통해 조류 함유 유입수에 미세버블을 생성하는 단계; (c) 미세버블혼합장치(74)에서 상기 미세버블 함유 유입수와 응집제를 혼합하는 단계; 및 (d) 상기 응집제와 혼합된 유입수를 처리모듈(76)에서 전기적으로 처리하여 응집 및 부유를 유발시키고, 미세버블 함유 부유물과 처리수를 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 상기 초고속 조류 제거장치를 이용하는 조류 제거방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 기존의 조류 제거장치보다 빠른 속도로 조류를 응집 및 부유시킬 수 있어, 조류를 빠르게 제거할 수 있고, 처리 시간을 절약할 수 있어 대용량의 조류 제거에 효율적이다.
도 1은 초고속 조류 제거장치의 구성을 나타낸 개략도이다.
도 2는 미세버블발생장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 미세버블혼합장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 처리모듈의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 촉매모듈의 구성을 나타낸 도면이다.
도 6는 실시예 1의 과정을 나타낸 도면이다. 여기서, A는 처리전, 조류 함유 상태의 원수를 나타내며, B는 초고속 조류 제거장치 구성의 예를 나타내고, C는 처리후, 조류가 제거된 처리수를 나타낸다.
다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술 분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.
본 발명은 일 관점에서, (a) 조류 함유 유입수의 고형물을 1차적으로 제거하는 고형물 제거장치(71); (b) 상기 고형물 제거장치에서 처리된 조류 함유 유입수에 미세버블을 생성하는 미세버블발생장치(72); (c) 상기 미세버블이 발생된 유입수에 응집제를 혼합하는 미세버블혼합장치(73); 및 (d) 상기 미세버블혼합장치(73)에서 처리된 처리수를 전기적으로 처리하여, 응집 및 부유를 유발시키고, 미세버블 함유 부유물과 처리수를 분리하는 처리모듈(76);을 구비하는 초고속 조류 제거장치에 있어서, 상기 처리모듈(76)은 (i) 유입된 유체의 물질이 부유되어 분리되는 상측반응조(11); (ii) 상기 상측반응조(11)의 중단부분과 연결되며, 유체가 유입되는 유입로(4); (iii) 상기 상측반응조(11)의 상단부분과 결합되는 상부캡(10); (iv) 상기 상부캡(10)의 하단면을 관통하여 연결되는 제1배출로(1); (v) 상기 상측반응조(11) 내부에 설치되는 내부관(2); (vi) 상기 내부관(2)의 안쪽에 설치되는 제1촉매모듈(3); (vii) 상기 제1촉매모듈(3) 하단에 장착되는 사이클론(5); (viii) 상기 상측반응조(11) 하단부분과 연결되는 하측반응조(12); (ix) 상기 하측반응조(12) 내부에 설치되는 제2촉매모듈(8); (x) 상기 하측반응조(12)의 중단면을 관통하여 결합된 제2배출로(7); 및 (xi) 상기 하측반응조(12)의 하단에 결합되는 하부캡(13)을 구비하는 복합모듈; (ㄱ) 유입된 유체의 물질이 부유되어 분리되는 상측반응조(15); (ㄴ) 상기 상측반응조(15)의 중단부분과 연결되며, 유체가 유입되는 유입로(16); (ㄷ) 상기 상측반응조(15)의 상단부분과 결합되는 상부캡(21); (ㄹ) 상기 상부캡(21)의 하단면을 관통하여 연결되는 배출로(14); (ㅁ) 상기 상측반응조(15) 하단부분과 연결되는 하측반응조(22); (ㅂ) 상기 하측반응조(22)의 안쪽에 설치되는 상부촉매모듈(18) 및 하부촉매모듈(19); 및 (ㅅ) 상기 하측반응조(22)의 하단에 결합되는 하부캡(23)을 구비하는 고농도모듈; (i') 유입된 유체의 물질이 부유되어 분리되는 상측반응조(100); (ii') 상기 상측반응조(100)의 중단부분과 연결되며, 유체가 유입되는 유입로(93); (iii') 상기 상측반응조(100)의 상단부분과 결합되는 상부캡(98); (iv') 상기 상부캡(98)의 하단면을 관통하여 연결되는 제1배출로(91); (v') 상기 상측반응조(100) 내부에 설치되는 내부관(92); (vi') 상기 내부관(92)의 일측과 연결되는 제2배출로(99); (vii') 상기 내부관(92) 하단에 설치되는 원뿔형 미세버블가이드(95); (viii') 상기 상측반응조(100) 하단부분과 연결되는 하측반응조(101); (ix') 상기 하측반응조(101) 내부에 설치되는 촉매모듈(96); 및 (x') 상기 하측반응조(101)의 하단에 결합되는 하부캡(102)을 구비하는 이중관모듈; (ㄱ') 유입된 유체의 물질이 부유되어 분리되는 상측반응조(110); (ㄴ') 상기 상측반응조(110)의 중단부분과 연결되며, 유체가 유입되는 유입로(105); (ㄷ') 상기 상측반응조(110)의 상단부분과 결합되는 상부캡(103); (ㄹ') 상기 상부캡(103)의 하단면을 관통하여 연결되는 제1배출로(104); (ㅁ') 상기 상측반응조(110)의 하단부분과 연결되는 하측반응조(111); (ㅂ') 상기 하측반응조(111) 내부에 설치되는 촉매모듈(108); (ㅅ') 상기 하측반응조(111)의 중단면을 관통하여 결합된 제2배출로(107); 및 (ㅇ') 상기 하측반응조(111)의 하단에 결합되는 하부캡(112)을 구비하는 저농도모듈; 및 (A) 유입된 유체의 물질이 부유되어 분리되는 상측반응조(119); (B) 상기 상측반응조(119)의 중단부분과 연결되며, 유체가 유입되는 유입로(115); (C) 상기 상측반응조(119)의 상단부분과 결합되는 상부캡(113); (D) 상기 상부캡(113)의 하단면을 관통하여 연결되는 제1배출로(114); (E) 상기 상측반응조(119)의 하단부분과 연결되는 하측반응조(120); (F) 상기 하측반응조(120)의 중단면을 관통하여 결합된 제2배출로(117); 및 (G) 상기 하측반응조(120)의 하단에 결합되는 하부캡(121)을 구비하는 분리모듈로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 조합인 것을 특징으로 하는 초고속 조류 제거장치에 관한 것이다(도 1, 도 4, 도 5).
본 발명에 있어서, 상기 고형물 제거장치(71)는 사이클론, 하이드로사이클론, 멀티사이클론 및 필터 중 선택되는 하나 이상의 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 복합모듈의 상기 사이클론(5)은 처리모듈에 유입되는 유량의 속도 조절 및 유입되는 처리수에서 밀도가 작은 물질들은 위로 올려 보내고, 밀도가 높은 물질들은 아래로 보낸다. 이러한 과정을 통해 상기 처리모듈 내부에 장착된 내부관(2)과 상기 하측반응조(12)에 처리될 조류가 분배가 되어, 각 부분에서 전기적 응집과 부유가 일어나, 상기 처리모듈 내부에 균등한 밀도로 조류가 분포될 수 있게 한다(도 4a).
본 발명에 있어서, 상기 미세버블발생장치(72)는 (ⅰ) 유체가 유입되는 유입로(53); (ⅱ) 상기 유입로(53)의 타측과 연결되는 펌프몸체(51); (ⅲ) 상기 유입로(53)의 상부와 연결되는 기체흡입구(60); (ⅳ) 상기 펌프몸체(51)의 중심을 관통하여 회전하도록 설치되는 회전축(61); (ⅴ) 상기 회전축(61)의 일측과 결합되는 임펠러(52); (ⅵ) 상기 회전축(61)의 타측과 결합되는 모터(미도시); (ⅶ) 상기 펌프몸체(51)의 왼쪽 상단에 결합되는 버블자켓(54); (ⅷ) 상기 버블자켓(54)의 하단 안쪽면에 결합되는 에어댐퍼(58); (ⅸ) 상기 버블자켓(54)의 중심을 관통하여 연결되는 토출관(55); 및 (ⅹ) 상기 버블자켓(54)의 일측과 연결되는 배출구(57)의 구성을 구비하는 것을 특징으로 한다(도 2).
상기 미세버블발생장치(72)는 상기 버블자켓(54)의 상단 안쪽면에 결합되는 배플(56) 및 상기 버블자켓(54)과 상단에 연결되는 에어밴트(59)를 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 미세버블혼합장치(73)는 (ⅰ) 유체와 응집제가 함께 유입되는 유입로(41); (ⅱ) 상기 유입로(41)의 상단과 결합되는, 응집제가 유입되는 약품유입구(32); (ⅲ) 상기 유입로(41)의 일측과 연결되는, 유체가 유입되는 유체유입구(31); (ⅳ) 상기 유입로(41)와 타측과 연결되는, 유입된 유체와 응집제가 혼합되는 혼합조(34); 및 (ⅴ) 상기 혼합조(34)의 하단부에 설치되는 혼합수단(37)의 구성을 구비하는 것을 특징으로 한다(도 3).
본 발명에 있어서, 상기 미세버블혼합장치(82)는 1개 내지 8개의 촉매모듈(40)을 포함하는 전기 반응조(41)를 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 미세버블혼합장치(73)는 상기 혼합조(34) 안쪽면의 일측과 타측에 각각 5개씩 결합되어 있는 미세버블이 포함된 유체와 응집제가 혼합되는 것을 돕는 용도의 배플(Baffle)(33); 상기 혼합조(34)의 하단부 중심을 관통하여 회전하도록 설치되는 회전축(42); 상기 회전축(42)의 타측과 결합되는, 상기 혼합조(34) 바깥에 위치하는 모터(38); 상기 전기반응조(39)의 상측에 결합되는 커버(35); 및 상기 전기반응조(39)의 타측과 결합되는 배출구(36)를 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다(도 3).
상기 모터(38)는 300 rpm 내지 1200 rpm으로 운전될 수 있다.
상기 유입로(31)에 유입되는 유체와 응집제의 비율은 10:1 내지 5000:1의 범위로 일 수 있으며, 상기 응집제는 폴리알루미늄클로라이드(PAC), 황산제2철, 황산알루미늄, 염화알루미늄 및 염화제2철의 무기염으로 구성되는 그룹에서 선택되는 하나 또는 그 이상의 응집제 일 수 있으며, 또한 상기 응집제는 원액 대비 5 ppm 내지 50 ppm으로 혼합되어 사용할 수 있다. 또한, 전기전도도를 높이기 위해, 상기 응집제는 염화칼륨, 염화칼슘, 염화나트륨, 염화마그네슘, 염화철로 구성되는 그룹에서 선택되는 하나 또는 그 이상의 염화합물을 추가하여, 응집제에 대한 염화합물의 농도가 0.1wt% 내지 5.0wt%가 되도록 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 처리모듈(76)은 상기 상측반응조(11, 15, 100, 110, 119)의 하부와 상기 하측반응조(12, 22, 101, 111, 120)의 상부에 결합되는 유니온(6, 17, 94, 106, 116) 및 상기 하부캡(13, 23, 102, 112, 121)의 하단면을 관통하여 연결되는, 내부 청소 용도의 드레인(9, 20, 97, 109, 118)을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하며, 상기 상측반응조(11, 15, 100, 110, 119)의 하부와 상기 하측반응조(12, 22, 101, 111, 120)의 상부에 결합되는 유니온(6, 17, 94, 106, 116) 및 상기 하부캡(13, 23, 102, 112, 121)의 하단면을 관통하여 연결되는, 내부 청소 용도의 드레인(9, 20, 97, 109, 118)을 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상측반응조(11, 15, 100, 110 119)와 상기 하측반응조(12, 22, 101, 111, 120)의 내부는 관통되어 연결되어 있고, 외부는 상기 유니온(6, 17, 94, 106, 116)에 의해 결합되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 처리모듈(76)은 초고속 조류 제거장치에서 직렬 또는 병렬 연결로 1개 내지 100개를 사용할 수 있으나 이에 제한되지 않으며, 처리수의 용량에 따라 100개 이상도 사용될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 촉매모듈(3, 8, 18, 19, 96, 108, 40)은 (ⅰ) 전자가 공급되는 촉매판(71); (ⅱ) 상기 촉매판(71)을 고정하며, 전기를 공급하는 분리가이드(72); (ⅲ) 상기 분리가이드(72)에 전원을 공급하며, 탈부착이 가능한 분리판(74); (ⅳ) 상기 분리가이드(72)와 연결되어 촉매판(71)에 전기를 공급하는 제1접촉단자(75); 및 (ⅴ) 상기 분리판(74)과 연결되어 분리가이드(72)에 전기를 공급하는 제2접촉단자(73)의 구성을 구비하는 것을 특징으로 한다(도 6).
상기 촉매판(71)은 백금(Pt), 니켈(Ni), 철(Fe), 크롬이 도금된 납(Pb), 탄소(C)로 구성된 불용성 금속 그룹에서 선택되는 하나 이상의 금속으로 제작된다. 상기 촉매판을 불용성 금속으로 사용하였을 때, 전극의 산화 또는 환원으로 인한 손상이 없고, 알루미늄이온은 응집제를 통해 공급할 수 있어, 전극의 교체 없이 연속적으로 조류를 제거할 수 있다.
상기 촉매판(71)의 두께는 0.5 mm 내지 2 mm 일 수 있다. 두께가 0.5 mm 이하인 경우, 전극이 빠른 유체의 흐름 등에 의해 손상될 수 있으며, 2 mm 이상으로 적용할 경우, 공정 효율 대비 운영 비용이 높아질 수 있다. 공정 조건에 따라 0.5 mm 내지 2 mm의 두께의 범위에서 전극을 제작하여 운영가능하다.
또한 상기 촉매모듈(3, 8, 18, 19, 96, 108, 40)을 통해 유체에 공급되는 전압은 2 V 내지 50 V이며, 전류는 0.1 A 내지 10.0 A로 사용할 수 있다. 이 범위보다 낮은 전압과 전류를 공급하는 경우, 조류와 응집제가 잘 응집이 되지 않을 수 있으며, 이 범위보다 높은 전압과 전류를 공급하는 경우 내부에서 조류 및 응집제 등이 전극 주위에서 탈 수 있어 회수 과정에 문제가 생길 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 처리모듈(76)에서 분리된 부유물에서 액체와 고형분을 분리하는 분리수단(77)을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하며, 상기 분리수단(77)은 필터일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 미세버블혼합장치(73)에 응집제를 공급하는 공급수단(75)을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하며, 상기 공급수단(75)은 중력 또는 압력을 이용한 이송 수단 또는 펌프일 수 있다.
본 발명의 다른 관점에서, (a) 고형물 제거장치(77)를 통해 조류 함유 유입수의 고형물을 제거하는 단계; (b) 미세버블발생장치(72)를 통해 조류 함유 유입수에 미세버블을 생성하는 단계; (c) 미세버블혼합장치(74)에서 상기 미세버블 함유 유입수와 응집제를 혼합하는 단계; 및 (d) 상기 응집제와 혼합된 유입수를 처리모듈(76)에서 전기적으로 처리하여 응집 및 부유를 유발시키고, 미세버블 함유 부유물과 처리수를 분리하는 단계를 포함하는, 상기 초고속 조류 제거장치를 이용하는 조류 제거방법에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 (c)단계는 전기적으로 처리하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기(d) 단계는 상기 유입수를 처리모듈(76)에서 체류에 의한 부유물 부상을 통해 조류를 제거하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 (d)단계에서 분리된 부유물을 필터링하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 조류 제거방법을 이용한 조류제거 과정은 다음과 같다. 상기 고형물 제거장치(71)를 통해 고형물이 제거된 유입수가 미세버블발생장치(72)의 모터에 의해 유입로(53)에 유입되고, 상기 장치 내부에 장착된 임펠러(52)의 회전에 의해 유입수가 펌프몸체(51)에서 고속으로 회전되어, 기체흡입구(60)에서 공급되는 공기와 함께 혼합되며 마이크로버블이 발생한다. 그리고, 버블이 발생된 유입수는 버블자켓(54) 내부로 유입되어, 버블자켓(54)에서의 공기의 내부 압력 1 kg/cm2 내지 4kg/cm2 과 에어댐퍼(58)와 배플(Baffle)(56)의 구조를 통하여 마이크로버블이 생성된 유입수와 공기가 고속으로 회전하면서 혼합되어 유입수에 미세버블이 생성된다.
상기 과정을 통해 미세버블이 함유된 처리수는 유체유입구(31)를 통하여 미세버블혼합장치(73)에 유입되고, 미세버블혼합장치(73)의 혼합조(34)에서 상기 혼합수단(37)를 통해 응집제와 혼합된다. 추가적으로 미세버블혼합장치(73) 내부에 장착된 촉매모듈(40)을 통해 전기가 공급될 수 있으며, 응집제와 혼합된 유입수에 전기적 응집이 일어날 수 있다.
상기 과정을 통해 응집제와 혼합된 처리수가 처리모듈(76)에 유입되면서, 처리모듈(76) 내부에 장착된 촉매모듈(8)을 통해 처리수에서 전기적 응집과 부유가 일어나며, 조류가 응집된 물질이 처리모듈 상층으로 떠오르게 되며, 처리모듈(76) 내로 흘러오는 계속되는 처리수 유입으로 오버플로우(Overflow)되어, 처리모듈(76)의 상부캡(10)에 조류가 응집된 오염수가 저장되며, 조류 등의 응집물질이 제거된 물은 처리모듈(76)의 하측반응조(12)에 설치된 제2배출로(7)를 통해 배출된다.
저장된 오염수가 제1배출로(1)를 통해 배출된 뒤, 분리수단(77)으로 이송되게 된다. 이송된 오염수는 상기 분리수단(77)을 통해 조류가 포함된 오염물질들과 물로 분리된다.
본 발명의 일 실시예에서는, 조류의 오염이 진행되어 있는 한국농어촌공사연구원(경기도 안산시)내 연못에서 본 발명의 초고속 조류 제거장치를 이용한 조류제거 실험을 진행하였다. 본 실험에서는 처리모듈(50L)짜리 4개를 병렬로 연결하여, 전기적 응집 및 부양을 촉진하였고, 이 실시예를 통해 SS(부유물질)의 값이 유입수는 247.5 mg/L이나, 본 발명의 장치 및 방법을 통해 처리된 배출수에서의 SS(부유물질)의 값은 0.2 mg/L까지 제거됨을 확인하였다. 본 실험에서 유입수의 처리모듈에서의 체류시간(RT)는 약 22초로, 이는 기존 연구에서의 조류제거를 위해 침강에 필요한 시간(179초~1800초)보다 빠른 처리 시간임을 확인하였다(KR10-0993009).
이하 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예 1 : 초고속 조류 제거장치를 이용한 조류 제거 실험
본 실험은 한국농어촌공사 농어촌연구원(경기도 안산시)내 연못에서 실시하였다(도 6). 본 실험에서는 응집제로 e-PAC며, 25ppm으로 희석하여 사용하였다. 미세버블혼합장치(30L)에서는 800rpm으로 응집제와 원수를 교반하였고, 공급된 전압과 전류는 각각 30V, 5A였으며, 원수의 체류시간은 약 5초였다. 또한 4개의 처리모듈(50L×2, 12.5L×2)를 사용하여 실험을 진행하였다. 각 처리모듈에 전압과 전류는 30V,5A(50L)과 8V, 5A(12.5L)로 공급하였고, 원수의 체류시간은 약 22초였다. 본 실험 진행 전, 연못에서 샘플을 채취한 것과 조류 제거용 초고속 조류 제거장치를 가동하고, 처리된 물을 샘플을 채취하여 분석하였으며, 여러 날에 걸쳐 실험하면서 초고속 조류 제거장치의 성능을 확인하였다. 이 실험들의 결과는 아래 표 1과 같았다.
본 실험의 결과 조류의 간접지표인 엽록소-a(Chl-a, Chlorophyll-a)의 제거율이 99%였으며, SS(부유물질) 제거율은 91%, TN과 TP의 제거율은 각각 약 40%와 97%였다. 도 7의 A(조류 함유 원수), B(처리수)를 육안으로 비교하였을 때에도 조류가 제거가 되었음을 확인할 수 있었다. 또한 시간이 지날수록 유입수의 엽록소 농도와 SS(부유물질)의 농도가 낮아지는 것을 볼 수 있었으며, 이를 통해 상기 초고속 조류 제거장치의 조류제거 효과를 확인하였다.
초고속 조류 제거장치를 이용한 조류 제거 실험 결과

No.
구분
농도(mg/L)
Chl-a SS TN TP

1
 유입수 301 18.5 13.47 1.448
처리수 2.80 1.7 7.87 0.043
제거율 99% 91% 42% 97%

2
 유입수 216 14.1 14.84 1.643
처리수 1.44 1.2 9.12 0.058
제거율 99% 91% 39% 96%

3
 유입수 186 12.0 9.48 1.215
처리수 1.46 1.0 5.71 0.037
제거율 99% 92% 40% 97%
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
1: 제1배출로 2: 내부관
3: 제1촉매모듈 4: 유입로
5: 사이클론 6: 유니온
7: 제2배출로 8: 제2촉매모듈
9: 드레인 10: 상부캡
11: 상측반응조 12: 하측반응조
13: 하부캡 14: 배출로
15: 상측반응조 16: 유입로
17: 유니온 18: 상부촉매모듈
19: 하부촉매모듈 20: 드레인
21: 상부캡 22: 하측반응조
23: 하부캡 31: 유체유입구
32: 약품유입구 33: 배플
34: 혼합조 35: 커버
36: 배출로 37: 혼합수단
38: 모터 39: 전기반응조
40: 촉매모듈 41: 유입로
42: 회전축 51: 펌프몸체
52: 임펠러 53: 유입로
54: 버블자켓 55: 토출관
56: 배플 57: 배출구
58: 에어댐퍼 59: 에어밴트
60: 기체흡입구 61:회전축
71: 고형물 제거장치 72: 미세버블발생장치
73: 미세버블혼합장치 74: 약품조
75: 공급수단 76: 처리모듈
77: 분리수단 91: 제1배출로
92: 내부관 93: 유입로
94: 유니온 95: 미세버블가이드
96: 촉매모듈 97: 드레인
98: 상부캡 99: 제2배출로
100: 상측반응조 101: 하측반응조
102: 하부캡 103: 상부캡
104: 제1배출로 105: 유입로
106: 유니온 107: 제2배출로
108: 촉매모듈 109: 드레인
110: 상측반응조 111: 하측반응조
112: 하부캡 113: 상부캡
114: 제1배출로 115: 유입로
116: 유니온 117: 제2배출로
118: 드레인 119: 상측반응조
120: 하측반응조 121: 하부캡
131: 촉매판 132: 분리가이드
133: 제2접촉단자 134: 분리판
135: 제1접촉단자

Claims (21)

  1. (a) 조류 함유 유입수의 고형물을 1차적으로 제거하는 고형물 제거장치(71);
    (b) 상기 고형물 제거장치에서 처리된 조류 함유 유입수에 미세버블을 생성하는 미세버블발생장치(72);
    (c) 상기 미세버블이 발생된 유입수에 응집제를 혼합하는 미세버블혼합장치(73); 및
    (d) 상기 미세버블혼합장치(73)에서 처리된 처리수를 전기적으로 처리하여, 응집 및 부유를 유발시키고, 미세버블 함유 부유물과 처리수를 분리하는 처리모듈(76);을 구비하는 초고속 조류 제거장치에 있어서,
    상기 처리모듈(76)은
    (i) 유입된 유체의 물질이 부유되어 분리되는 상측반응조(11);
    (ii) 상기 상측반응조(11)의 중단부분과 연결되며, 유체가 유입되는 유입로(4);
    (iii) 상기 상측반응조(11)의 상단부분과 결합되는 상부캡(10);
    (iv) 상기 상부캡(10)의 하단면을 관통하여 연결되는 제1배출로(1);
    (v) 상기 상측반응조(11) 내부에 설치되는 내부관(2);
    (vi) 상기 내부관(2)의 안쪽에 설치되는 제1촉매모듈(3);
    (vii) 상기 제1촉매모듈(3) 하단에 장착되는 사이클론(5);
    (viii) 상기 상측반응조(11) 하단부분과 연결되는 하측반응조(12);
    (ix) 상기 하측반응조(12) 내부에 설치되는 제2촉매모듈(8);
    (x) 상기 하측반응조(12)의 중단면을 관통하여 결합된 제2배출로(7); 및
    (xi) 상기 하측반응조(12)의 하단에 결합되는 하부캡(13)을 구비하는 복합모듈;
    (ㄱ) 유입된 유체의 물질이 부유되어 분리되는 상측반응조(15);
    (ㄴ) 상기 상측반응조(15)의 중단부분과 연결되며, 유체가 유입되는 유입로(16);
    (ㄷ) 상기 상측반응조(15)의 상단부분과 결합되는 상부캡(21);
    (ㄹ) 상기 상부캡(21)의 하단면을 관통하여 연결되는 배출로(14);
    (ㅁ) 상기 상측반응조(15) 하단부분과 연결되는 하측반응조(22);
    (ㅂ) 상기 하측반응조(22)의 안쪽에 설치되는 상부촉매모듈(18) 및 하부촉매모듈(19); 및
    (ㅅ) 상기 하측반응조(22)의 하단에 결합되는 하부캡(23)을 구비하는 고농도모듈;
    (i') 유입된 유체의 물질이 부유되어 분리되는 상측반응조(100);
    (ii') 상기 상측반응조(100)의 중단부분과 연결되며, 유체가 유입되는 유입로(93);
    (iii') 상기 상측반응조(100)의 상단부분과 결합되는 상부캡(98);
    (iv') 상기 상부캡(98)의 하단면을 관통하여 연결되는 제1배출로(91);
    (v') 상기 상측반응조(100) 내부에 설치되는 내부관(92);
    (vi') 상기 내부관(92)의 일측과 연결되는 제2배출로(99);
    (vii') 상기 내부관(92) 하단에 설치되는 원뿔형 미세버블가이드(95);
    (viii') 상기 상측반응조(100) 하단부분과 연결되는 하측반응조(101);
    (ix') 상기 하측반응조(101) 내부에 설치되는 촉매모듈(96); 및
    (x') 상기 하측반응조(101)의 하단에 결합되는 하부캡(102)을 구비하는 이중관모듈;
    (ㄱ') 유입된 유체의 물질이 부유되어 분리되는 상측반응조(110);
    (ㄴ') 상기 상측반응조(110)의 중단부분과 연결되며, 유체가 유입되는 유입로(105);
    (ㄷ') 상기 상측반응조(110)의 상단부분과 결합되는 상부캡(103);
    (ㄹ') 상기 상부캡(103)의 하단면을 관통하여 연결되는 제1배출로(104);
    (ㅁ') 상기 상측반응조(110)의 하단부분과 연결되는 하측반응조(111);
    (ㅂ') 상기 하측반응조(111) 내부에 설치되는 촉매모듈(108);
    (ㅅ') 상기 하측반응조(111)의 중단면을 관통하여 결합된 제2배출로(107); 및
    (ㅇ') 상기 하측반응조(111)의 하단에 결합되는 하부캡(112)을 구비하는 저농도모듈; 및
    (A) 유입된 유체의 물질이 부유되어 분리되는 상측반응조(119);
    (B) 상기 상측반응조(119)의 중단부분과 연결되며, 유체가 유입되는 유입로(115);
    (C) 상기 상측반응조(119)의 상단부분과 결합되는 상부캡(113);
    (D) 상기 상부캡(113)의 하단면을 관통하여 연결되는 제1배출로(114);
    (E) 상기 상측반응조(119)의 하단부분과 연결되는 하측반응조(120);
    (F) 상기 하측반응조(120)의 중단면을 관통하여 결합된 제2배출로(117); 및
    (G) 상기 하측반응조(120)의 하단에 결합되는 하부캡(121);을 구비하는 분리모듈로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 조합인 것을 특징으로 하는 초고속 조류 제거장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고형물 제거장치(71)는 사이클론, 하이드로사이클론, 멀티사이클론 및 필터 중 선택된 하나 이상의 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 초고속 조류 제거장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 미세버블발생장치(72)는 다음의 구성을 구비하는 것을 특징으로 하는 초고속 조류 제거장치:
    (ⅰ) 유체가 유입되는 유입로(53);
    (ⅱ) 상기 유입로(53)의 타측과 연결되는 펌프몸체(51);
    (ⅲ) 상기 유입로(53)의 상부와 연결되는 기체흡입구(60);
    (ⅳ) 상기 펌프몸체(51)의 중심을 관통하여 회전하도록 설치되는 회전축(61);
    (ⅴ) 상기 회전축(61)의 일측과 결합되는 임펠러(52);
    (ⅵ) 상기 회전축(61)의 타측과 결합되는 모터(미도시);
    (ⅶ) 상기 펌프몸체(51)의 왼쪽 상단에 결합되는 버블자켓(54);
    (ⅷ) 상기 버블자켓(54)의 하단 안쪽면에 결합되는 에어댐퍼(58);
    (ⅸ) 상기 버블자켓(54)의 중심을 관통하여 연결되는 토출관(55); 및
    (ⅹ) 상기 버블자켓(54)의 일측과 연결되는 배출구(57).
  4. 제3항에 있어서, 상기 미세버블발생장치(72)는 상기 버블자켓(54)의 상단 안쪽면에 결합되는 배플(56) 및 상기 버블자켓(54)과 상단에 연결되는 에어밴트(59)를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 초고속 조류 제거장치.
  5. 제1항에 있어서, 미세버블혼합장치(73)는 다음의 구성을 구비하는 것을 특징으로 하는 초고속 조류 제거장치:
    (ⅰ) 유체와 응집제가 함께 유입되는 유입로(41);
    (ⅱ) 상기 유입로(41)의 상단과 결합되는, 응집제가 유입되는 약품유입구(32);
    (ⅲ) 상기 유입로(41)의 일측과 연결되는, 유체가 유입되는 유체유입구(31);
    (ⅳ) 상기 유입로(41)와 타측과 연결되는, 유입된 유체와 응집제가 혼합되는 혼합조(34); 및
    (ⅴ) 상기 혼합조(34)의 하단부에 설치되는 혼합수단(37).
  6. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 미세버블혼합장치(82)는 1개 내지 8개의 촉매모듈(40)을 포함하는 전기 반응조(41)를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 초고속 조류 제거장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 미세버블혼합장치(73)는 상기 혼합조(34) 안쪽면의 일측과 타측에 각각 5개씩 결합되어 있는 미세버블이 포함된 유체와 응집제가 혼합되는 것을 돕는 용도의 배플(Baffle)(33); 상기 혼합조(34)의 하단부 중심을 관통하여 회전하도록 설치되는 회전축(42); 상기 회전축(42)의 타측과 결합되는, 상기 혼합조(34) 바깥에 위치하는 모터(38); 상기 전기반응조(39)의 상측에 결합되는 커버(35); 및 상기 전기반응조(39)의 타측과 결합되는 배출구(36)를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 초고속 조류 제거장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 처리모듈(76)은 상기 상측반응조(11, 15, 100, 110, 119)의 하부와 상기 하측반응조(12, 22, 101, 111, 120)의 상부에 결합되는 유니온(6, 17, 94, 106, 116) 및 상기 하부캡(13, 23, 102, 112, 121)의 하단면을 관통하여 연결되는, 내부 청소 용도의 드레인(9, 20, 97, 109, 118)을 추가로 구비하는 초고속 조류 제거장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 상측반응조(11, 15, 100, 110 119)와 상기 하측반응조(12, 22, 101, 111, 120)의 내부는 관통되어 연결되어 있고, 외부는 상기 유니온(6, 17, 94, 106, 116)에 의해 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 초고속 조류 제거장치.
  10. 제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 촉매모듈(3, 8, 18, 19, 96, 108, 40)은 다음의 구성을 구비하는 것을 특징으로 하는 초고속 조류 제거장치:
    (ⅰ) 전자가 공급되는 촉매판(131);
    (ⅱ) 상기 촉매판(131)을 고정하며, 전기를 공급하는 분리가이드(132);
    (ⅲ) 상기 분리가이드(132)에 전원을 공급하며, 탈부착이 가능한 분리판(134);
    (ⅳ) 상기 분리가이드(132)와 연결되어 촉매판(131)에 전기를 공급하는 제1접촉단자(135); 및
    (ⅴ) 상기 분리판(134)과 연결되어 분리가이드(132)에 전기를 공급하는 제2접촉단자(133).
  11. 제10항에 있어서, 상기 촉매판(131)은 백금(Pt), 니켈(Ni), 철(Fe), 크롬이 도금된 납(Pb), 탄소(C)로 구성된 불용성 금속 그룹에서 선택되는 하나 이상의 금속으로 제작되는 것을 특징으로 하는 초고속 조류 제거장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 촉매판(131)은 두께가 0.5 mm 내지 2 mm 인 것을 특징으로 하는 초고속 조류 제거장치.
  13. 제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 촉매모듈(3, 8, 18, 19, 96, 108, 40)을 통해 유체에 공급되는 전압은 2 V 내지 50 V이며, 전류는 0.1 A 내지 10.0 A인 것 특징으로 하는 초고속 조류 제거장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 처리모듈(76)에서 분리된 부유물에서 액체와 고형분을 분리하는 분리수단(77)을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 초고속 조류 제거장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 분리수단(77)은 필터인 것을 특징으로 하는 초고속 조류 제거장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 미세버블혼합장치(73)에 응집제를 공급하는 공급수단(75)을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 초고속 조류 제거장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 공급수단(75)은 중력 또는 압력을 이용한 이송 수단 또는 펌프인 것을 특징으로 하는 초고속 조류 제거장치.
  18. 다음 단계를 포함하는, 제1항 내지 제 17항 중 어느 한 항의 초고속 조류 제거장치를 이용하는 조류 제거방법:
    (a) 고형물 제거장치(77)를 통해 조류 함유 유입수의 고형물을 제거하는 단계;
    (b) 미세버블발생장치(72)를 통해 조류 함유 유입수에 미세버블을 생성하는 단계;
    (c) 미세버블혼합장치(74)에서 상기 미세버블 함유 유입수와 응집제를 혼합하는 단계; 및
    (d) 상기 응집제와 혼합된 유입수를 처리모듈(76)에서 전기적으로 처리하여 응집 및 부유를 유발시키고, 미세버블 함유 부유물과 처리수를 분리하는 단계.
  19. 제18항에 있어서, 상기 (c)단계는 전기적으로 처리하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 조류 제거방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 (d)단계는 상기 유입수를 처리모듈(76)에서 체류에 의한 부유물 부상을 통해 조류를 제거하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 조류 제거방법.
  21. 제18항에 있어서, 상기 (d)단계에서 분리된 부유물을 필터링하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 조류 제거방법.
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