KR20170104310A - 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 장치 및 하수처리 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 장치 및 하수처리 방법에 관한 것으로서, 미세조류의 광합성을 통하여 하수의 질소 또는 인 성분을 미세조류의 생장에 이용하여 질소 또는 인으로 인하여 발생되는 온실가스를 저감할 수 있고, 바이오매스를 생산할 수 있게 만드는 장치 및 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 장치 및 하수처리 방법에 관한 것으로서, 미세조류를 이용하여 하수처리 시 발생되는 온실가스를 줄일 수 있고, 미세조류의 생장을 통해서 생성된 바이오매스(Biomass)를 획득할 수 있는 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 장치 및 하수처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로 미세조류를 이용하여 하수를 처리하는 장치는 이산화탄소 또는 광원을 공급하여 미세조류가 오염된 하수에서 발생되는 이산화질소, 질소 또는 인을 제거할 수 있게 만드는 장치이다.
이러한 종래의 미세조류를 이용한 하수처리 장치는 미세조류의 생장을 효과적으로 실시할 수 있는 구조를 제공하지 못하는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 미세조류를 이용한 하수처리 장치는 처리장치의 부피를 줄일 수 있는 구조를 제공하지 못하는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허 제10-1197244호에 개시되어 있는 하폐수의 질소 및 인을 처리하는 장치 및 방법은 미세조류를 이용한 하수처리 장치의 미세조류의 생장을 효과적으로 실시할 수 있는 구조를 제공하지 못하는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허 제10-2011-0094554호에 개시되어 있는 바이오 필터를 이용한 페수처리 장치 및 페수처리 시스템은 적층된 하수를 완전히 배출하는 구조를 제공하지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 광합성부를 사각 형상으로 구비하고, 광합성부 일단 상부에 홈을 구비하여 하수가 다른 층의 광합성부로 낙수할 수 있도록 만드는 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 장치 및 하수처리 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 하수가 일정 시간 동안 광합성부에 위치되게 만들고, 미세조류가 보다 효과적으로 생장할 수 있는 구조를 제공하여 미세조류의 생장 및 하수의 정화로 인하여 발생되는 온실가스를 감소시킬 수 있는 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 장치 및 하수처리 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 양태에 따른, 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 장치에 있어서, 몸체부, 상기 몸체부에 한층 이상 적층되는 광합성부, 상기 몸체부 하부에 마련되고 미세조류를 포함하는 하수를 상기 몸체부 상부로 이동시키는 펌프, 상기 광합성부 하부에 마련되는 광원부 및 상기 몸체부에 하부에 마련되어 정화된 하수를 배출하는 배출부를 포함하고, 상기 광합성부는 하수에 포함되어 있는 미세조류의 광합성을 이용하여 하수를 정화시키며, 상기 광합성부는 사각형 박스 형상으로 구비되고, 박스 형상의 일단 상부는 하수가 배출될 수 있도록 광합성부 홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 장치를 제공함으로써, 상기와 같은 과제를 해결할 수 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 다른 일 양태에 따른, 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 방법에 있어서, 하수가 하수처리 장치의 몸체부 상부를 통하여 유입되는 단계, 상기 유입된 하수를 광합성부에 위치시키는 단계, 상기 광합성부에 위치되는 미세조류를 광합성 시킬 수 있도록 광원부를 이용하여 빛을 공급하는 단계 및 상기 하수는 미세조류의 광합성으로 정화되고, 정화된 하수를 하수처리 장치 외부로 배출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 방법을 제공함으로써, 상기와 같은 과제를 해결할 수 있다.
본 발명에 따르면, 광합성부에 하수가 저장될 수 있도록 사각형 박스 형상으로 구비되기 때문에 광합성부에서 보다 효과적으로 미세조류의 광합성을 실시할 수 있게 만드는 효과가 있다.
그리고, 광합성부 일단 상부에 마련되는 홈을 구비함으로써, 다른 층의 광합성부로 하수를 공급할 수 있게 만드는 장점이 있다.
또한, 미세조류의 생장으로 발생되는 바이오매스를 수집할 수 있는 구조를 제공하여 바이오매스의 채취를 보다 간소하게 만드는 장점이 있다.
한편, 광합성부에서 정화된 하수를 배출할 수 있도록 만드는 배수 홈, 배수판 및 배수 손잡이 구성을 제공하여 정화된 하수를 보다 간소하게 수집할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 장치 하수와 광원의 공급과정을 나타내 그림이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배수판 및 배수 손잡이를 구비하는 광합성부를 나타낸 확대 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배수 손잡이를 이용하여 배수판을 개방하는 과정을 나타낸 것을 나타낸 확대 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배수판이 닫혀 있는 것을 나타낸 확대 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 덮개부, 수거판 및 수거 손잡이를 구비하는 광합성부를 나타낸 확대 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수거판을 이용하여 바이오매스를 수거하는 과정을 나타낸 그림이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 장치의 광합성부를 다른 각도로 나타낸 확대 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터를 구비하는 배출부를 나타낸 확대 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 배수판필터를 구비하는 광합성부를 나타내 확대사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 장치를 나타낸 사진이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 방법을 나타낸 플로어 차트이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 7일간 미세조류의 광합성에 따른 인공하수의 총(total) 질소(N)의 변화를 나타낸 그래프 및 표이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 7일간 미세조류의 광합성에 따른 인공하수의 총(total) 인(P)의 변화를 나타낸 그래프 및 표이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오매스 저장부를 구비하는 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 장치를 나타낸 그림이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 장치 하수와 광원의 공급과정을 나타내 그림이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배수판 및 배수 손잡이를 구비하는 광합성부를 나타낸 확대 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배수 손잡이를 이용하여 배수판을 개방하는 과정을 나타낸 것을 나타낸 확대 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배수판이 닫혀 있는 것을 나타낸 확대 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 덮개부, 수거판 및 수거 손잡이를 구비하는 광합성부를 나타낸 확대 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수거판을 이용하여 바이오매스를 수거하는 과정을 나타낸 그림이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 장치의 광합성부를 다른 각도로 나타낸 확대 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터를 구비하는 배출부를 나타낸 확대 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 배수판필터를 구비하는 광합성부를 나타내 확대사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 장치를 나타낸 사진이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 방법을 나타낸 플로어 차트이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 7일간 미세조류의 광합성에 따른 인공하수의 총(total) 질소(N)의 변화를 나타낸 그래프 및 표이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 7일간 미세조류의 광합성에 따른 인공하수의 총(total) 인(P)의 변화를 나타낸 그래프 및 표이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오매스 저장부를 구비하는 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 장치를 나타낸 그림이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다. 그리고 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 실시할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 범위 내에 속함은 물론이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 장치(100)를 나타낸 사시도이다. 이하 도 1을 기준으로 설명하고 도 1에 도시되지 않는 구성은 별도로 참조도면을 표시하였다.
본 발명의 일 양태에 따른 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 장치(100)는 몸체부(10), 광합성부(20), 펌프(40), 광원부(50) 및 배출부(60)로 구성된다.
본 발명의 일 양태에서, 몸체부(10)는 광합성부(20)가 위치될 수 있는 공간을 구비한다. 몸체부(10)는 투명한 재질로 구비될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 몸체부(10)는 사각형 형상으로 마련될 수 있다. 몸체부(10)는 후술할 광원부(50)에 전원을 공급할 수 있도록 홈을 구비할 수 있다. 홈은 전원의 공급을 위한 전선 등이 통과할 수 있도록 구비된다.
광합성부(20)는 도 1 및 도 2를 참고하면, 몸체부(10)에 한층 이상 적층되도록 구비된다. 광합성부(20)는 하수가 광합성부(20)에 수집되어 후술할 광원부(50)에서 빛을 공급받아 하수와 섞여 있는 미세조류의 광합성으로 인하여 하수에 포함되어 있는 질소(N)와 인(P)을 미세조류의 생장에 이용하여 질소 또는 인과 결합하여 발생되는 온실가스를 줄일 수 있게 만드는 효과가 있다. 국내 하수처리장에서 연간 발생되는 이산화질소량은 약 600톤 이상으로 이산화질소는 대표적인 온실가스이다. 이러한 종래의 하수처리 과정에서 발생되는 이산화질소, 이산화탄소 또는 인 등과 같이 지구 온난화의 주범이 되는 물질들을 미세조류의 생장하는 과정(영양원으로 이용)에 이용하여 온실가스의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 종래의 하수처리 과정에 발생되는 약품 고도처리과정을 효과적으로 대체할 수 있게 만드는 장점이 있다. 보다 상세하게는 광합성부(20)는 사각형 박스 형상으로 구비되어 박스형상 내부에 하수가 위치될 수 있도록 구비되고 박스형상의 일단 상부는 하수가 배출될 수 있도록 광합성부 홈(210)을 구비하여 일정 수위 이상으로 하수가 공급되는 경우 다른 층의 광합성부(20)로 하수를 공급할 수 있게 만든다. 이는 일정량의 하수를 광합성부(20)에 수납하여 광합성을 실시할 수 있게 만들어 보다 효과적으로 광합성을 실시할 수 있게 만드는 장점이 있다. 광합성부(20)에서 광합성 기간은 일반적으로 7일 공정으로 실시할 수 있으나, 이는 미세조류의 양 또는 광원의 세기 등에 따라 변경이 가능함은 물론이다. 또한, 본 발명의 미세조류로 인하여 하수(인공하수)에서 발생되는 질소(N)과 인(N)의 감소 그래프 및 표는 도 13 및 도 14를 참고할 수 있다. 도 13 및 도 14는 인공하수(증류수 + 
)와 미세조류의 광합성으로 인하여 T-N(총 질소) 및 T-P(총 인)이 변화되는 과정을 확인할 수 있다. 인공하수의 T-N의 경우 7일간 인공하수 대비 총 36.99% 감소를 보이고 있고, T-P의 경우 7일간 인공하수 대비 총 28.15%의 감소를 보이고 있어 질소(N)과 인(P)의 감소에 효과적임을 알 수 있다. 즉 미세조류의 광합성으로 인하여 인공하수의 질소와 인이 감소하는 것을 확인할 수 있어 하수에서 발생되는 온실가스의 주범인 질소와 인의 발생을 억제하여 환경오염을 방지할 수 있는 친환경 하수처리 장치(100)를 제공할 수 있게 만든다. 광합성부(20)에 위치되는 하수는 후술할 펌프(40)를 이용하여 지속적으로 순환되게 만들어 하수가 순환되지 않아 발생되는 부패현상을 방지할 수 있다.
투입부(65)는 몸체부(10) 하부에 구비된다. 투입부(65)는 하수를 몸체부(10)에 공급할 수 있게 만들 수 있으며, 오염된 하수를 몸체부(10) 내부로 공급하여 하수를 미세조류의 광합성을 이용하여 정화시키고 바이오매스(5)를 생장시키는데 이용될 수 있다. 미세조류는 투입부(65)에 투입 전 하수와 섞여 공급될 수 있고, 몸체부(10) 하부에 미세조류를 배치하여 하수와 섞일 수 있게 구비될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
펌프(40)는 몸체부(10) 하부에 마련된다. 펌프(40)는 미세조류를 포함하는 하수를 몸체부(10) 상부로 이동시키도록 구비된다. 즉 펌프(40)는 광합성부(20)로 하수를 공급할 수 있도록 구비된다. 보다 상세하게는 펌프(40)는 몸체부(10)의 하부에 구비되는 하수를 관을 이용하여 몸체부(10) 상부로 이동시켜 하수를 광합성부(20)로 공급할 수 있다. 펌프(40), 광원부(50), 이산화탄소 발생기(80) 등은 외부전원에서 전원을 공급받을 수 있게 구비된다.
광원부(50)는 광합성부(20) 하부에 마련된다. 광원부(50)는 광합성부(20)에 광원을 제공하여 광합성부(20)에 위치되는 미세조류가 광합성을 실시할 수 있도록 만든다. 광원부(50)는 또한 몸체부(10) 상부에 마련되어 최상층에 구비되는 광합성부(20)에 빛을 공급할 수 있도록 구비될 수 있다. 광원부(50)는 외부전원장치에서 전원을 공급받아 동작될 수 있으며, 광원부(50), 펌프(40), 이산화탄소 발생기(80) 등을 제어할 수 있는 별도의 입력부(미도시)를 구비하여 입력부의 제어로 광원부(50), 펌프(40), 이산화탄소 발생기(80), 공기 공급기(90)를 동작시킬 수 있다.
배출부(60)는 몸체부(10) 하부에 마련되어 정화된 하수를 배출할 수 있도록 구비된다.
본 발명의 다른 일 양태에서, 광원부(50)는 LED로 구비된다. LED는 저전력으로 충분한 광원을 제공할 수 있으며, 시공이 간소하고, 제조 단가가 낮아 저렴한 가격으로 제품의 생산을 가능하게 만드는 장점이 있다.
본 발명의 다른 일 양태에서, 광원부(50)의 RED 파장은 660 nm이고, 광원부(50)의 BLUE 파장은 640 nm으로 형성된다. 이는 미세조류의 생장에 가장 좋은 RED 파장과 BLUE 파장을 제공하여 미세조류의 생장을 보다 좋게 만드는 장점이 있다.
본 발명의 다른 일 양태에서, 도 3 내지 도 5를 참고하면, 배수 홈(220)은 하나 이상 광합성부(20)에 구비된다. 배수 홈(220)은 광합성부(20)의 정화된 하수를 몸체부(10) 하부로 배출하여 배출부(60)를 통하여 정화된 하수를 배출할 수 있도록 만든다. 보다 상세하게는 광합성부(20) 하부에 하나 이상으로 마련되고, 광합성부(20) 하부에 구비되어 광합성부(20)의 하수를 중력을 이용하여 몸체부(10) 하부로 이동될 수 있도록 구비된다. 배수판(230)은 배수 홈(220)과 체결되도록 구비된다. 배수판(230)은 일반적인 경우에는 배수 홈(220)을 막고 있어 배수 홈(220)으로 하수가 배출되는 것을 방지하고, 사용자가 후술할 배수 손잡이(240)를 이용하여 배수판(230)을 제어할 경우에 배수판(230)이 개방되어 배수 홈(220)을 통하여 하수가 몸체부(10) 하부 방향으로 이동될 수 있게 만든다. 이는 간소하게 정화된 하수를 배출할 수 있게 만드는 장점이 있다. 배수 손잡이(240)는 배수판(230)과 연결된다. 배수 손잡이(240)는 배수판(230)을 제어하여 배수판(230)이 개방되게 만들어 광합성부(20)의 정화된 하수를 배출할 수 있도록 구비된다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 배수 손잡이(240)는 회전되도록 구비되어 배수 손잡이(240)를 회전시키면 배수 손잡이(240)와 연결된 배수판(230)이 회전되어 개방될 수 있게 구비된다. 배수판(230)은 광합성부(20) 하부에 힌지 연결되어 힌지를 중심으로 회전이동될 수 있다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 배수판(230)은 외측 둘레면을 따라 구비된 고무 패킹이 구비될 수 있다. 고무 패킹은 누수를 방지할 수 있게 만드는 효과가 있다.
본 발명의 다른 일 양태에서, 도 8을 참고하면, 광원부(50)는 “
” 자 형태로 구비되는 커버(250)에 구비될 수 있다. 즉 “
” 자 형태로 구비되는 커버(250) 내측으로 광원부(50)가 구비되어 상기 기술한 배수판(230), 배수 홈(220) 및 배수 손잡이(240)를 이용하여 정화된 하수를 배출할 때 광원부(50)에 하수가 접촉하는 것을 방지할 수 있게 만들어 보다 안전하게 제품을 이용할 수 있게 만드는 장점이 있다. 일반적으로 광원부(50)가 형성되는 경우 광합성부(20) 하부로 배출되는 하수로 인하여 광원부(50)가 손상되거나 안전사고가 발생될 수 있으나, 커버(250)를 이용함으로써, 광원부(50)가 파손되거나 안전사고가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 일 양태에서, 도 6 및 도 7을 참고하면, 광합성부(20)가 위치되는 몸체부(10) 면에 구비되는 덮개부(260), 광합성부(20)에 구비되는 수거판(270), 수거판(270)과 연결되어 수거판(270)을 덮개부(260) 방향으로 이동시키는 수거 손잡이(280)를 구비하고, 수거판(270)은 광합성부(20)에 위치되는 바이오매스(Biomass)(5)를 수거하며, 덮개부(260)를 통하여 배출될 수 있도록 마련된다. 덮개부(260)는 몸체부(10) 면에 구비되어 광합성부(20)에서 생장되는 바이오매스(미세조류가 생장되면 바이오매스라 칭한다)(5)를 몸체부(10) 외부로 수거할 수 있도록 광합성부(20)가 위치되는 몸체부(10) 면에 개방 또는 폐쇄가 가능한 형태로 구비된다. 즉 덮개부(260)는 수거판(270)의 이동에 따라 바이오매스(5)를 수거하면 개방된 덮개부(260)를 통하여 바이오매스(5)를 수거할 수 있게 마련된다. 수거판(270)은 광합성부(20)의 내측에 형성되어 광합성부(20)에서 생장된 바이오매스(5)를 수거판(270)을 통하여 수거할 수 있게 구비된다. 수거 손잡이(280)는 수거판(270)과 연결되어 수거판(270)은 덮개부(260) 방향으로 이동시킬 수 있게 만들어 수거판(270)을 이용하여 바이오매스(5)를 수거할 수 있게 만든다. 수거된 바이오매스(5)는 다시 몸체부(10) 하부로 위치시켜 또 다른 미세조류로 사용할 수 있으며, 연료(Bio-Diesel)로서 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 일 양태에서 배수판필터(235)는 배수 홈(220)에 구비된다. 배수판필터(235)는 바이오매스(5)가 배수 홈(220)을 통하여 유출되는 것을 방지할 수 있게 구비된다. 즉 배수판필터(235)를 이용하여 정화된 하수와 함께 바이오매스(5)가 배출되는 것을 방지하여 보다 효율적으로 바이오매스(5)를 수집할 수 있게 만드는 장점이 있다. 배수판필터(235)는 메시(mesh) 모양으로 형성되어 미세조류가 통과하지 못하도록 만들고 하수만 통과될 수 있도록 구비될 수 있다.
본 발명의 다른 일 양태에서, 공기 공급기(90)는 몸체부 하부에 구비된다. 공기 공급기(90)는 미세조류의 생장에 필요한 산소를 공급할 수 있어 보다 효과적으로 미세조류의 광합성을 이용하여 오염된 하수를 정화할 수 있게 만든다.
본 발명의 다른 일 양태에서, 하수처리 장치(100)는 바이오매스 저장부(290)를 더 구비할 수 있다. 바이오매스 저장부(290)는 하수처리 장치(100)에서 생장된 바이오매스(5)를 저장할 수 있도록 구비된다. 즉 바이오매스 저장부(290)는 하수처리 장치(100)에서 생장된 바이오매스(5)를 바이오디젤 등의 바이오연료로 사용될 수 있도록 저장 공간을 제공한다.
본 발명의 다른 일 양태에서, 광합성부(20)는 지그재그 형태로 적층된다. 지그재그 형태로 적층되는 광합성부(20)는 몸체부(10) 상부에서 공급받는 하수가 다른 측으로 보다 효과적으로 유입될 수 있게 만드는 장점이 있다.
본 발명의 다른 일 양태에서, 도 9를 참고하면, 필터(70)는 배출부(60)에 마련된다. 필터(70)는 바이오매스(5)가 유출되는 것을 방지할 수 있도록 구비된다. 즉 정화된 하수에 남아있는 바이오매스(5)가 배출부(60)로 배출되는 것을 방지할 수 있도록 필터(70)를 구비하여 바이오매스(5)를 보다 효과적으로 수거할 수 있게 만든다. 또한, 배출된 바이오매스(5)로 인하여 하수시설이 파손되는 것을 방지할 수 있는 장점도 있다.
본 발명의 다른 일 양태에서, 이산화탄소 발생기(80)는 몸체부 하부(10)에 마련된다. 이산화탄소 발생기(80)는 이산화탄소를 발생시켜 미세조류의 생장을 보다 좋게 만드는 효과가 있다.
본 발명의 다른 일 양태에 따른 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 방법은 유입되는 단계(S10), 위치시키는 단계(S20), 빛을 공급하는 단계(S30) 및 외부로 배출하는 단계(S40)로 구성된다.
본 발명의 일 양태에서, 유입되는 단계(S10)는 하수를 하수처리 장치(100)의 몸체부(10) 상부를 통하여 유입되도록 만드는 단계이다. 즉 몸체부(10) 하부에 위치되는 하수를 펌프(40)를 이용하여 몸체부(10) 상부로 이동시켜 몸체부(10) 내부로 하수를 유입하여 미세조류를 광합성부(20)에 위치시킬 수 있게 만든다.
위치시키는 단계(S20)는 상기 몸체부(10) 상부를 통하여 유입된 하수를 광합성부(20)에 위치시키는 단계(S20)이다. 광합성부(20)는 일정용량이 차면 광합성부(20)의 일단을 통하여 하수를 다른 층의 광합성부(20)로 배출하여 적층된 광합성부(20) 모두가 일정용량 이상으로 하수가 채워질 때 까지 지속적으로 하수를 공급한다. 이는 광합성부(20)에서 미세조류의 광합성을 실시하기 위한 준비단계이다.
빛을 공급하는 단계(S30)는 광합성부(50)에 위치되는 미세조류를 광합성 시킬 수 있도록 광원부(50)를 이용하여 빛을 공급하는 단계(S30)이다. 빛을 공급하여 미세조류는 광합성을 실시하고, 하수에 섞여있는 질소 또는 인을 영양분으로 흡수하여 미세조류는 생장하고 온실가스가 발생되는 것을 감소시킬 수 있게 만드는 장점이 있다. 보다 자세한 사항은 상기 기술한 광합성부(20) 및 광원부(50) 내용 참고한다.
외부로 배출하는 단계(S40)는 상기 광합성부(20)에 위치된 하수는 미세조류의 광합성으로 인하여 정화되고, 정화된 하수를 하수처리 장치(100) 외부로 배출하는 단계(S40)이다. 이 단계는 일정기간 동아 정화된 하수를 외부로 배출하여 온실가스를 줄이는 친환경적 방법으로 하수를 정화하여 환경오염을 줄일 수 잇게 만든다. 이후 상기 각 단계를 반족으로 실시하여 하수를 정화시킬 수 있다.
본 발명의 다른 일 양태에서, 외부로 배출하는 단계(S40)는 광합성부(20)에 구비되는 하나 이상의 배수 홈(220), 배수 홈(220)과 채결되는 배수판(230), 배수판(230)과 연결되는 배수 손잡이(240) 및 배수 홈(220)에 구비되는 배수판필터(235)를 구비하여 배수 손잡이(240)를 이용하여 배수판(230)을 이동시켜 배수 홈(220)을 통하여 하수를 외부로 배출시키는 방법을 이용하여 광합성부(20)의 정화된 하수를 외부로 배출할 수 있게 구비된다. 또한, 배수판필터(235)는 바이오매스(5)가 유출되는 것을 방지할 수 있어 정화된 하수만을 배출할 수 있게 만드는 장점이 있다.
본 발명의 다른 일 양태에서, 외부로 배출하는 단계(S40) 이후, 광합성부(20)에 남아있는 바이오매스(5)를 수거판(270), 덮개부(260) 및 수거 손잡이(280)를 이용하여 수거하는 단계(S50)를 더 구비할 수 있다. 이는 광합성부(20)에 남아 있는 바이오매스(5)를 간소하게 수거할 수 있게 만들어 하수의 정화뿐만 아니라 바이오매스 생산에도 사용될 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 본 발명의 요지와 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
5 : 바이오매스,
10 : 몸체부, 20 : 광합성부,
40 : 펌프,
50 : 광원부, 60 : 배출부,
65 : 투입부, 70 : 필터,
80 : 이산화탄소 발생기, 90 : 공기 공급기
100 : 하수처리 장치,
110 : 몸체부 일면, 120 : 힌지부,
210 : 광합성부 홈, 220 : 배수 홈,
230 : 배수판, 235 : 배수판필터,
240 : 배수 손잡이, 250 : 커버,
260 : 덮개부, 270 : 수거판,
280 : 수거 손잡이, 290 : 바이오매스 저장부,
S10 : 유입되는 단계,
S20 : 위치시키는 단계,
S30 : 빛 공급하는 단계,
S40 : 외부로 배출하는 단계,
S50 : 수거하는 단계.
10 : 몸체부, 20 : 광합성부,
40 : 펌프,
50 : 광원부, 60 : 배출부,
65 : 투입부, 70 : 필터,
80 : 이산화탄소 발생기, 90 : 공기 공급기
100 : 하수처리 장치,
110 : 몸체부 일면, 120 : 힌지부,
210 : 광합성부 홈, 220 : 배수 홈,
230 : 배수판, 235 : 배수판필터,
240 : 배수 손잡이, 250 : 커버,
260 : 덮개부, 270 : 수거판,
280 : 수거 손잡이, 290 : 바이오매스 저장부,
S10 : 유입되는 단계,
S20 : 위치시키는 단계,
S30 : 빛 공급하는 단계,
S40 : 외부로 배출하는 단계,
S50 : 수거하는 단계.
Claims (15)
- 몸체부(10);
상기 몸체부(10)에 한층 이상 적층되는 광합성부(20);
상기 몸체부(10) 하부에 마련되고 미세조류를 포함하는 하수를 상기 몸체부 상부로 이동시키는 펌프(40); (하수는 몸체부 하부에 위치하여 하수와 혼합될 수 있으나, 몸체부 투입전 하수에 혼합되도록 구비될 수 있다)
상기 광합성부(20) 하부에 마련되는 광원부(50) 및
상기 몸체부(10)에 하부에 마련되어 정화된 하수를 배출하는 배출부(60)를 포함하고,
상기 광합성부(20)는 하수에 포함되어 있는 미세조류의 광합성을 이용하여 하수를 정화시키며,
상기 광합성부(20)는 사각형 박스 형상으로 구비되고, 박스 형상의 일단 상부는 하수가 배출될 수 있도록 광합성부 홈(210)을 구비하는 것을 특징으로 하는 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 광원부(50)는 LED로 구비되는 것을 특징으로 하는 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 광원부(50)의 RED 파장은 660 nm이고,
상기 광원부(50)의 BLUE 파장은 640 nm인 것을 특징으로 하는 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 광합성부(20)에 구비되는 하나 이상의 배수 홈(220);
상기 배수 홈(220)과 체결되는 배수판(230);
상기 배수판(230)과 연결되는 배수 손잡이(240)를 더 포함하고,
상기 배수 손잡이(240)를 이용하여 상기 배수판(230)을 이동시켜 하수가 상기 배수 홈(220)을 통하여 배수되는 것을 특징으로 하는 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 광원부(50)는 “” 자 형태로 구비되는 커버(250)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 광합성부(20)가 위치되는 몸체부(10)에 구비되는 덮개부(260);
상기 광합성부(20)에 구비되는 수거판(270) 및
상기 수거판(270)과 연결되어 상기 수거판(270)을 상기 덮개부(260) 방향으로 이동시키는 수거 손잡이(280)를 포함하고,
상기 수거판(270)은 상기 광합성부(20)에 위치되는 바이오매스(Biomass)(5)를 수거하고, 상기 덮개부(260)를 통하여 배출되는 것을 특징으로 하는 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 장치.
- 제 4 항에 있어서,
상기 배수 홈(220)에 구비되는 배수판필터(235)를 더 포함하고,
상기 배수판필터(235)는 바이오매스(5)가 유출되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 몸체부(10) 하부에 구비되는 공기 공급기(90)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 하수처리 장치(100)는 바이오매스 저장부(290)를 더 포함하고 상기 바이오매스 저장부(290)는 상기 하수처리 장치(100)에서 생장된 바이오매스(5)를 저장하는 것을 특징으로 하는 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 광합성부(20)는 지그재그 형태로 적층되는 것을 특징으로 하는 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 배출부(60)에 마련되는 필터(70)를 더 포함하고 상기 필터(70)는 바이오매스(5)가 유출되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 몸체부(10) 하부에 마련되는 이산화탄소 발생기(80)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 장치.
- 하수가 하수처리 장치(100)의 몸체부(10) 상부를 통하여 유입되는 단계(S10);
상기 유입된 하수를 광합성부(20)에 위치시키는 단계(S20);
상기 광합성부(20)에 위치되는 미세조류를 광합성 시킬 수 있도록 광원부(50)를 이용하여 빛을 공급하는 단계(S30) 및
상기 하수는 미세조류의 광합성으로 정화되고, 정화된 하수를 하수처리 장치(100) 외부로 배출하는 단계(S40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 방법.
- 제 13 항에 있어서,
상기 외부로 배출하는 단계(S40)는
상기 광합성부(20)에 구비되는 하나 이상의 배수 홈(220);
상기 배수 홈(220)과 체결되는 배수판(230);
상기 배수판(230)과 연결되는 배수 손잡이(240) 및
상기 배수 홈(220)에 구비되는 배수판필터(235)를 구비하고,
상기 배수 손잡이(240)를 이용하여 상기 배수판(230)을 이동시켜 상기 배수 홈(220)을 통하여 하수를 외부로 배출시키며,
상기 배수판필터(235)를 이용하여 바이오매스(5)가 유출되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 방법.
- 제 13 항에 있어서,
상기 외부로 배출하는 단계(S40) 이후
상기 광합성부(20)에 남아있는 바이오매스(5)를 덮개부(260), 수거판(270), 및 수거 손잡이(280)를 이용하여 수거하는 단계(S50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 방법.
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| KR1020160027223A KR101829775B1 (ko) | 2016-03-07 | 2016-03-07 | 미세조류의 광합성을 이용한 하수처리 장치 및 하수처리 방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2016
- 2016-03-07 KR KR1020160027223A patent/KR101829775B1/ko active IP Right Grant
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| KR20200063824A (ko) * | 2018-11-28 | 2020-06-05 | 선문대학교 산학협력단 | 고효율의 연속식 미세조류 배양시스템 |
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