KR20170108790A - 융복합 부유형 수질 관리 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 오염된 수체에 대한 융복합적인 정화, 여과 기술, 흡착 기술, 광산화 기술 및 초음파 기술을 채용하여 난분해성 유기물질과 조류발생 원인물질의 제거를 통한 직접적 수질 개선 및 조류 발생의 원인을 예방할 수 있는 융복합 부유형 수질 관리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 수용 공간을 갖는 부도 지지체, 상기 부도 지지체에 구비되는 여과 유닛, 상기 부도 지지체 및 상기 부도 지지체의 가장자리부에서 외측으로 연장되는 연장 수용체에 구비되어 수중 수체를 펌핑하여 상기 여과 유닛 측으로 살수하는 살수 유닛, 상기 살수 유닛 내부에 구비되어 광산화 및 흡착 작용하는 광산화 흡착 유닛, 상기 연장 수용체에 구비되어 초음파를 발생시키는 초음파 발생 유닛, 상기 부도 지지체의 하부에 구비되어 버블을 발생시키는 버블 발생 유닛, 및 상기 살수 유닛, 상기 초음파 발생 유닛 및 상기 버블 발생 유닛의 동작을 제어하기 위한 제어부를 포함하는 융복합 부유형 수질 관리 시스템을 제공한다.
Description
본 발명은 융복합 부유형 수질 관리 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 오염된 하천, 호수, 저수지 및 해역 등 수체에 대한 융복합적인 정화와 여과 기술을 채용하여 난분해성 유기물질과 조류 발생 원인 물질의 제거를 통한 직접적 수질 개선 및 조류 발생의 예방을 기초로 보다 효율적인 수질 관리를 수행할 수 있는 융복합 부유형 수질 관리 시스템에 관한 것이다.
기존의 하천 및 호수 수질개선을 위한 부도(예를 들어, 인공 식물섬)와 관련된 기술은 부도 상부에 수생 식물을 식재하거나 부도 하부에 침수 식물을 식재하는 등 식생 정화에 의하여 수질을 개선하는 기술이 대부분이다.
이러한 수생 식물을 이용한 수질 정화는 식물의 자연 정화 능력을 활용하여 질소 및 인 등 영양염류를 식물이 흡수하고, 식물 뿌리부의 미생물에 의한 유기물 분해 작용에 의해 하천, 호수, 저수지 및 해역 등 수체의 수질을 개선하고 수생 생물의 서식처를 제공하며, 경관 창출 등의 효과를 나타내게 된다.
그러나 이러한 식물을 이용한 수질 개선 방법은 수질 개선 효과가 수 %에 그치는 등 매우 제한적이고, 난분해성 유기물질과 조류 발생 원인 물질인 질소(N)와 인(P) 제거에 한계가 있으며, 계절적인 영향에 의하여 수질 정화 효과가 크게 변동하는 한계가 있는 문제점이 있다.
특히, 동절기에는 식물에 의한 수질 정화 효과를 기대할 수 없을 뿐만 아니라 오히려 고사한 수생 식물로부터 영양물질이 용출되는 등의 단점이 있다. 또한, 위와 같은 문제점들로 인해 넓은 범위에 걸쳐 진행되는 수체의 오염을 정화하는 데 한계가 있다.
종래 기술로서, 대한민국 등록특허공보 제10-0924538호는 자연 생태적으로 수질을 정화하며 수중 및 지상부에 다양한 생물의 서식공간을 확보할 수 있는 인공적인 다기능 조경 및 생태정화 식물섬을 개시한다.
또한, 종래 기술로서, 대한민국 공개특허공보 제10-2003-0017074호는 부영양화 또는 오염이 빈번한 인공호수 등의 수면 위에 인공구조물을 만들어 식물을 재배토록 하여 수중의 오염물질을 제거할 수 있는 수질정화용 인공식물섬을 개시한다.
상기 종래 기술들은 난분해성 유기물질과 조류 발생 원인물질인 질소(N)와 인(P)을 제거할 수 있는 수단을 포함하고 있지 않아 수질을 정화하는데 한계가 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 오염된 하천, 호수, 저수지 및 해역 등 수체에 대한 융복합적인 정화, 여과 기술, 흡착 기술, 광산화 기술 및 초음파 기술을 채용하여 난분해성 유기물질과 조류 발생 원인 물질의 제거를 통한 직접적 수질 개선 및 조류 발생의 원인 예방을 기초로 보다 효율적인 수질 관리를 수행할 수 있는 융복합 부유형 수질 관리 시스템 을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 질소 및 인을 포함하는 오염 물질을 오염수로부터 여과 및 흡착시켜 제거하는 카트리지 방식의 여과 설비, 마이크로미터 단위의 입경을 갖는 마이크로 버블을 발생시키는 마이크로 버블 공급 설비, 광산화 작용을 수행하는 광산화 설비, 수중에 조사되면 공동화 기포((cavitation bubble)가 발생하고 이것이 성장하여 파열 할 때 발생하는 고온, 고압의 충격파에 의하여 화학 반응이 극대화 되어 난분해성 유기물을 제거하는 초음파를 발생시켜 난분해성 유기물을 제거하는 초음파 설비, 여과설비의 상부에 오염수를 살수하는 오염수 순환 및 공급을 위한 살수 설비를 통해 수체의 수질 또는 경관을 개선할 수 있도록 하여, 오염된 하천, 호수, 저수지 및 해역 등 수체에 대한 직접적 수질 개선 및 수질오염의 예방을 통하여 보다 효율적인 수질 관리가 이루어지도록 할 수 있는 융복합 부유형 수질 관리 시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.
구체적으로, 본 발명은 오염원에 대한 수질 감시를 통해 하천, 호수, 저수지 및 해역 등 수체의 수질이 악화된 경우 혹은 조류 발생 등 하천과 호소의 수질 및 생태 환경의 악화가 우려되어 사전 예방이 필요한 경우에, 식생에 의한 오염 물질의 흡수 및 경관 개선 작용, 카트리지 방식 여과 부재에 의한 오염 물질의 여과, 질소(N)와 인(P)의 흡착 및 분해작용, 초음파 발생에 의한 난분해성 유기물 분해작용, 마이크로 버블에 의한 용존산소 공급, 부상분리 및 산화작용, 인공수초에 부착된 상태로 생장하는 미생물에 의한 산화 분해 작용, 광산화 흡착재에 의한 오염물질의 광산화 및 흡착 작용 등을 융복합하여 수체의 오염 물질을 효과적으로 제거하도록 하는 융복합 부유형 수질 관리 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 수체에 광산화 및 흡착 작용을 단계적으로 수행하는 것이 가능하며, 각 단계에 적합한 광산화 흡착 유닛을 적재적소에 배치할 수 있는 구조의 융복합 부유형 수질 관리 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 수용 공간을 갖는 부도 지지체; 상기 부도 지지체에 구비되는 여과 유닛; 상기 부도 지지체 및 상기 부도 지지체의 가장자리부에서 외측으로 연장되는 연장 수용체에 구비되어 수중 수체를 펌핑하여 상기 여과 유닛 측으로 살수하는 살수 유닛; 상기 살수 유닛 내부에 구비되어 광산화 및 흡착 작용하는 광산화 흡착 유닛; 상기 연장 수용체에 구비되어 초음파를 발생시키는 초음파 발생 유닛; 상기 부도 지지체의 하부에 구비되어 버블을 발생시키는 버블 발생 유닛; 및 상기 살수 유닛, 상기 초음파 발생 유닛 및 상기 버블 발생 유닛의 동작을 제어하기 위한 제어부를 포함하는 융복합 부유형 수질 관리 시스템이 제공된다.
본 발명에 있어서, 상기 살수 유닛은, 상기 연장 수용체의 일측에 구비되어 수중 수체를 펌핑하는 펌핑 수단; 상기 펌핑 수단에 의해 펌핑된 수체를 공급받는 공급 라인; 및 상기 공급 라인에 연결되며 상기 공급 라인을 통해 공급되는 수체를 저류 및 상기 여과 유닛으로 살수하기 위한 저류조를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 저류조는, 상기 공급 라인에 중심이 연결되어 있으며 상기 광산화 흡착 유닛을 내부에 수용하고 상기 공급 라인으로부터 전달되는 수체를 저류하기 위한 수용 부재; 및 상기 수용 부재의 하부에 형성되어 상기 수체를 하방으로 유통하기 위한 유통공을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 수용 부재는 상기 여과 유닛과 평면적으로 서로 대응하는 모양으로 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 수용 부재는 상기 여과 유닛의 일부 평면에 대응하는 모양으로 구성되며 상기 공급 라인을 중심으로 회전하도록 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 수용 부재는, 상기 공급 라인에 연결되며, 제1 면적을 가지는 제1 수용 부재; 및 상기 제1 수용 부재 하부에 배치되며, 상기 제1 면적과 상이한 제2 면적을 가지는 제2 수용 부재를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 수용 부재는 상기 공급 라인을 중심으로 외곽으로 갈수록 아래 방향으로 기울어지도록 구성되며, 외곽 주변에 단턱을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 단턱의 연장 방향으로 형성되며, 상기 광산화 흡착 유닛의 외부 유실을 막기 위한 유실 방지 부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 살수 유닛은 상기 공급 라인에 설치되어 상기 펌핑 수단으로부터 펌핑된 수체의 공급량을 제어하는 공급량 제어 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 광산화 흡착 유닛은 이산화티타늄과 제올라이트 중 적어도 하나의 물질이 표면에 코팅된 발포성 스티로폼으로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 광산화 흡착 유닛은, 유기계 지지체; 및 상기 유기계 지지체에 부착되는 광촉매를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 광산화 흡착 유닛은, 상기 유기계 지지체로서 폴리부타디엔(polybutadiene)을 주원료로 하는 재료인 부타디엔고무(BR), 스타이렌부타디엔고무(SBR), 니트릴고무(NBR) 중 하나를 테트라히드로푸란 용액에 담지시켜 팽윤 및 개질 처리하고, 상기 유기계 지지체를 광촉매 분말에 투하하여 상기 광촉매를 부착시킨 후 건조시켜 구성되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 광산화 흡착 유닛은, 테트라히드로푸란 용액과 광촉매 분말을 혼합하여 슬러리로 만든 다음, 상기 유기계 지지체로서 부타디엔고무(BR), 스타이렌부타디엔고무(SBR), 니트릴고무(NBR) 중 하나를 담지시켜 상기 광촉매를 부착시킨 후 건조시켜 구성되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 광산화 흡착 유닛은, 초음파 세척을 실시하여 상기 유기계 지지체에 불완전하게 부착되어 있는 광촉매를 탈리시켜 구성되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 광산화 흡착 유닛은, 발포체에 광촉매 물질에 해당하는 산화티타늄(TiO2)을 글리세린으로 부착시켜 구성되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 연장 수용체에 구비되어 광산화 및 흡착 작용하는 하부 광산화 흡착 유닛을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 살수 유닛 내부에 구비되며, 상기 광산화 흡착 유닛의 광산화 및 흡착 작용을 활성화시키기 위한 광원 발생 부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 융복합 부유형 수질 관리 시스템은 카트리지 방식의 여과 유닛, 마이크로 버블 산기 유닛, 식생 유닛, 광산화 흡착 유닛, 초음파 발생 유닛 및 식생 유닛 등의 단독 또는 각 공정을 조합한 연계처리가 가능하여 하천, 호수, 저수지 및 해역 등 수체의 수질상태 및 오염부하에 따라 능동적인 대처가 가능하고, 질소와 인 및 조류의 제거가 가능하며, 기존의 식생 부도가 갖는 낮은 처리효율 및 기온이 낮은 동절기에 수질개선 효과가 낮아지는 문제점 등을 복합적으로 해결할 수 있도록 한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 카트리지 방식의 여과 유닛에 대한 설치 및 유지관리의 용이성을 확보하기 위하여 대략 1㎥ 안팎의 부피를 갖는 카트리지 형태의 모듈 타입으로 구성하여 교체와 청소 및 재설치가 용이하고 여과 유닛의 유지관리를 용이하도록 한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 수중의 수질감시를 통해 수중의 오염물질 농도를 감시함으로써 처리대상 오염물질별 오염농도를 계산하고, 계산된 오염물질별 오염농도에 따라 카트리지 여과 유닛, 버블 발생 유닛, 식생 유닛, 광산화 흡착 유닛, 초음파 발생 유닛 및 수초 유닛의 단독 혹은 연계처리 등 단위 유닛의 조합 운전조건, 오염수의 순환수량, 마이크로 버블 발생량 및 초음파 발생 조사량을 결정하여 운전함으로써 신속한 하천수질 개선 및 수질오염의 예방이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 현장에 자동화된 온라인의 수질감시설비를 함께 구축하여 수심별 오염현황을 감시하고, 이 결과를 분석 판단하여 실시간 대응이 가능하며, 특히, 난분해성 유기물(COD), 영양염류(질소 및 인), 용존산소(DO), 조류에 의한 클로로필 a 농도의 변동이 하천, 호수, 저수지 및 해역 등 수체에 주요 수질인자가 되는 경우에 오염물질의 농도 등을 측정하여 이들을 개선하는 데 필요한 오염수 순환수량, 마이크로 버블 발생량 및 초음파 발생 조사량을 실시간으로 제어함으로써 더욱 간편하고 신속하게 오염된 수질을 개선할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 광산화 및 흡착 작용 동작을 단계적으로 수행하여 여과 유닛에 살수되는 수체의 오염도를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 융복합 부유형 수질 관리 시스템의 기본 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 융복합 부유형 수질 관리 시스템을 구성하는 부도 지지체 및 연장 수용체 도시한 평면도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 융복합 부유형 수질 관리 시스템을 구성하는 연장 수용체의 실시 형태를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 4 는 본 발명에 따른 융복합 부유형 수질 관리 시스템을 구성하는 여과 유닛에 포함되는 여과 부재의 예시들을 나타낸 도면이다.
도 5 는 본 발명에 따른 융복합 부유형 수질 관리 시스템을 구성하는 살수 유닛의 실시 형태를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 6 내지 도 9 은 도 5 의 저류조의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10 은 도 9 의 제4 실시예에 유실 방지 부재를 구비한 구성이다.
도 11 은 본 발명에 따른 융복합 부유형 수질 관리 시스템을 구성하는 광산화 흡착 유닛 및 초음파 발생 유닛의 실시 형태를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 12 는 본 발명에 따른 융복합 부유형 수질 관리 시스템을 구성하는 버블 발생 유닛을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 13 은 버블 발생 유닛을 구성하는 마이크로 버블 공급부재를 도시한 평면도이다.
도 14 는 시제작한 버블 발생 유닛이 운전되고 있는 사진이다.
도 15 는 마이크로 버블 산기 수단에서 발생하는 마이크로 버블의 발생 전후 사진으로, 마이크로 버블 발생시에는 마이크로 버블의 입경이 매우 미소하여 빛을 산란함으로써 뿌연 우윳빛으로 보이는 것을 촬영한 사진이다.
도 16 은 본 발명에 따른 다른 실시 형태의 융복합 부유형 수질 관리 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 17 는 본 발명에 따른 융복합 부유형 수질 관리 시스템의 운용방법을 도시한 플로차트이다.
도 2 는 본 발명에 따른 융복합 부유형 수질 관리 시스템을 구성하는 부도 지지체 및 연장 수용체 도시한 평면도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 융복합 부유형 수질 관리 시스템을 구성하는 연장 수용체의 실시 형태를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 4 는 본 발명에 따른 융복합 부유형 수질 관리 시스템을 구성하는 여과 유닛에 포함되는 여과 부재의 예시들을 나타낸 도면이다.
도 5 는 본 발명에 따른 융복합 부유형 수질 관리 시스템을 구성하는 살수 유닛의 실시 형태를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 6 내지 도 9 은 도 5 의 저류조의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10 은 도 9 의 제4 실시예에 유실 방지 부재를 구비한 구성이다.
도 11 은 본 발명에 따른 융복합 부유형 수질 관리 시스템을 구성하는 광산화 흡착 유닛 및 초음파 발생 유닛의 실시 형태를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 12 는 본 발명에 따른 융복합 부유형 수질 관리 시스템을 구성하는 버블 발생 유닛을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 13 은 버블 발생 유닛을 구성하는 마이크로 버블 공급부재를 도시한 평면도이다.
도 14 는 시제작한 버블 발생 유닛이 운전되고 있는 사진이다.
도 15 는 마이크로 버블 산기 수단에서 발생하는 마이크로 버블의 발생 전후 사진으로, 마이크로 버블 발생시에는 마이크로 버블의 입경이 매우 미소하여 빛을 산란함으로써 뿌연 우윳빛으로 보이는 것을 촬영한 사진이다.
도 16 은 본 발명에 따른 다른 실시 형태의 융복합 부유형 수질 관리 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 17 는 본 발명에 따른 융복합 부유형 수질 관리 시스템의 운용방법을 도시한 플로차트이다.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 융복합 부유형 수질 관리 시스템 및 그의 운용방법을 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
도 1 은 본 발명에 따른 융복합 부유형 수질 관리 시스템의 기본 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 융복합 부유형 수질 관리 시스템은, 수용 공간을 갖는 부도 지지체(100); 상기 부도 지지체(100)에 구비되는 여과 유닛(200); 상기 부도 지지체(100) 및 상기 부도 지지체(100)의 가장자리부에서 외측으로 연장되는 연장 수용체(120)에 구비되어 수중 수체를 펌핑하여 상기 여과 유닛(200) 측으로 살수하는 살수 유닛(300); 상기 살수 유닛(300) 내부에 구비되어 광산화 및 흡착 작용하는 상부 광산화 흡착 유닛(400); 상기 연장 수용체(120)에 구비되어 초음파를 발생시키는 초음파 발생 유닛(500); 상기 부도 지지체(100)의 하부에 구비되어 버블을 발생시키는 버블 발생 공급 유닛(600); 및 상기 살수 유닛(300), 상기 초음파 발생 유닛(500) 및 상기 버블 발생 유닛(600)의 동작을 제어하기 위한 제어 유닛(미도시)를 포함한다. 또한, 본 발명은 상기 연장 수용체(120)에 구비되어 광산화 및 흡착 작용하는 하부 광산화 흡착 유닛(900)을 더 포함한다.
본 발명의 융복합 부유형 수질 관리 시스템을 구성하는 각 구성요소에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2 는 본 발명에 따른 융복합 부유형 수질 관리 시스템을 구성하는 부도 지지체 및 연장 수용체를 도시한 평면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 융복합 부유형 수질 관리 시스템을 구성하는 연장 수용체의 실시 형태를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 부도 지지체(100)는 적어도 하면에 통수구(101)가 형성되는 박스 형태로 이루어진다. 또한, 상기 부도 지지체(100)는 그 재질이 물에 뜰 수 있는 부유성 재질이라면 어떠한 재질의 것으로 이루어질 수 있는 것으로, 예를 들어 비중이 물보다 작은 발포성 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.
도 2에서 상기 부도 지지체(100)는 평면으로부터 바라볼 때 사각 단면 형태인 것을 예시로 도시하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 내부에 수용 공간을 가지는 타원형, 원형, 다각형 등 다양한 형태의 형상으로 구현될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 연장 수용체(120)의 하부면에 구비되어 상기 부도 지지체(100) 및 연장 수용체(120)가 수체 표면에 안정적으로 부유될 수 있도록 부력을 제공하는 부력 부재(110)를 더 포함한다. 상기 부력 부재(110) 또한 그 재질이 물에 뜰 수 있는 부유성 재질이라면 어떠한 재질의 것으로 이루어질 수 있는 것으로, 예를 들어 비중이 물보다 작은 발포성 플라스틱 재질 또는 스티로폼과 같은 발포체로 이루어질 수 있으며, 내부가 공기로 채워질 수 있는 튜브 형태로 구현될 수 있다.
상기 부도 지지체(100)는 그 가장자리부로부터 외측으로 연장되는 상기 연장 수용체(120)를 포함한다. 상기 연장 수용체(120)는 광산화 및 흡착 작용을 하는 하부 광산화 흡착 유닛(900)을 내부에 구비하고 있으며, 일측 하단부에는 수중 수체(즉, 오염수)가 유입되는 수체 유입구(121)가 형성되어 있다.
도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같이, 상기 연장 수용체(120)는 일정 간격으로 교호되도록 수직 방향으로 배치되어 상기 수체 유입구(121)를 통해 유입된 수체의 상향류 및 하향류 흐름을 유도하는 상하 수류 유도판(122)을 포함한다. 상기 상하 수류 유도판(122)은 상기 연장 수용체(120)의 상부에서 하부 방향으로 연장되는 제1 수직 격벽 및 상기 연장 수용체(120)의 하부에서 상부 방향으로 연장되는 제2 수직 격벽이 서로 교호하여 배치됨에 따라 형성될 수 있다.
상기 상하 수류 유도판(122)은 유입된 수체의 상향류 및 하향류 흐름을 유도하여 수체와 수류 유도판(122) 내부에 구비된 하부 광산화 흡착 유닛(900) 간의 접촉량을 증대시키고, 이에 따라 광산화 분해 반응 및 흡착 효율을 극대화시킬 수 있다. 여기에서, 수체는 연장 수용체(120)의 내부에 구비된 펌핑 수단(310)에 의해 펌핑되어 [a] 방향으로 흘러 살수 유닛(300)을 통해 여과 유닛(200)으로 살수된다.
상기 여과 유닛(200)은 교체가 용이한 카트리지 방식으로 이루어지는 것으로, 공기의 유통이 가능한 카트리지 수용체(210) 및 상기 카트리지 수용체(210)에 충전되는 여과 부재(220)를 포함한다. 예를 들어, 상기 카트리지 수용체(210)는 망상 수용체 또는 유통공이 형성된 박스형의 수용체로 이루어질 수 있다.
도 4 는 여과 부재(220)의 예시들을 나타낸 도면으로, 상기 여과 유닛(200)의 여과 부재(220)는 발포성 유리 여재, 폴리에틸렌(PE) 여재, 제올라이트 여재, 화산석 여재 및 레드머드 여재 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 여기에서, 상기 여과 부재(220)는 수중 수질 상태에 따라 질소를 제거하는 경우 제올라이트 여재가 상기 카트리지 수용체(210)에 충전되고, 인을 제거하는 경우 레드머드 여재가 상기 카트리지 수용체(210)에 충전되며, 질소 및 인을 제거하는 경우 제올라이트 여재 및 레드머드 여재가 상기 카트리지 수용체(210)에 충전될 수 있다.
상기 여과 유닛(200)은 상기 버블 발생 유닛(600)을 통해 발생된 마이크로 버블에 의해 부상된 입자성 오염물질을 제거할 수 있다. 여기에서, 마이크로 버블에 의하여 부상된 입자성 오염물질은 상기 살수 유닛(300)에 의해 살수되는 순환수에 포함되어 상기 여과 유닛(200) 상부로 살수되고 상기 여과 유닛(200)의 여과 부재(220)를 통과하면서 여과, 흡착 및 포획된다. 또한, 입자성 오염물질은 미생물의 산화 분해 작용 등의 자연 정화 작용을 통해 영양 염류(예를 들어, 유기물, 질소 및 인 등)가 여과 부재(220) 내에 존재하는 미생물에 의해 흡수 및 분해되어 제거된다.
상기 여과 유닛(200)에 충전되는 여과 부재(220)는 비중이 0.5 ~ 1.0, 입경이 1cm 내외인 제올라이트 여재 및 레드머드 여재가 수중의 수질상태에 따라 선택적으로 충전된다. 아래 표1은 여과 부재(220)별 수질정화 효율을 정량화하기 위한 Lab-test 실험결과이다.
| SS 평균제거율(%) |
COD 평균제거율(%) |
T-N 평균제거율(%) |
T-P 평균제거율(%) |
|
| 화산석 | 54.7 | 44.1 | 3.0 | 22.0 |
| PE 여제 | 57.5 | 32.5 | 4.2 | 7.9 |
| 발포성 유리 여재 | 78.1 | 10.7 | 17.6 | 9.7 |
| 제올라이트 | 58.9 | 53.8 | 64.8 | 16.7 |
| 레드머드 | 81.0 | 60.5 | 19.8 | 88.9 |
상기 표 1과 같이, 여과 부재(220)는 탁도 물질인 SS(부유물질)가 높은 경우, 유기물질인 COD(화학적 산소 요구량)가 높은 경우 또는 영양 염류인 질소(N) 및 인(P)이 높은 경우 등 하천, 호수, 저수지 및 해역의 수질 상태에 따라 선택적으로 충전된다.
도 5 는 본 발명에 따른 융복합 부유형 수질 관리 시스템을 구성하는 살수 유닛의 실시 형태를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 5 에 도시된 바와 같이, 상기 살수 유닛(300)은 상기 연장 수용체(120)의 일측에 구비되어 수중 수체를 펌핑하는 펌핑 수단(310), 상기 펌핑 수단(310)에 의해 펌핑된 수체를 공급받는 공급 라인(320), 및 상기 공급 라인(320)을 통해 공급되는 수체를 저류 및 여과 유닛(200)으로 살수하기 위한 저류조(330)를 포함한다.
여기에서, 상기 공급 라인(320)은 상기 펌핑 수단(310)과 연결되는 수직 공급 라인에 해당하고, 상기 저류조(330)는 내부에 상부 광산화 흡착 유닛(400)을 구비하고 공급 라인(320)을 통해 유입되는 수체를 저류하고 저류된 수체를 여과 유닛(200) 방향으로 살수하기 위한 구성이다.
상기 살수 유닛(300)은 상기 저류조(330)를 회전시키는 구동수단(미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 구동수단(미도시)은 다양한 방식(예를 들어, 구동모터와 기어트레인 등)의 것을 채용할 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
또한, 상기 살수 유닛(300)은 공급 라인(320) 상에 연결되며 상기 펌핑 수단(310)으로부터 펌핑된 수체의 공급량을 제어하는 공급량 제어 밸브(340)를 더 포함한다. 여기에서, 공급량과 회전 동작은 제어부(미도시)에 의해 조절될 수 있다.
도 6 내지 도 9 은 도 5 의 저류조(330)의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6 의 (A)는 제1 실시예에 따른 저류조(330)의 단면도이고, (B)는 제1 실시예에 따른 저류조(330)의 평면도다.
도 6 을 참조하면, 제1 실시예에 따른 저류조(330)는 상기 공급 라인(320)에 중심이 연결되어 있으며 상기 상부 광산화 흡착 유닛(400)을 내부에 수용하고 상기 공급 라인(320)으로부터 전달되는 수체를 저류하기 위한 수용 부재(331_A); 및 상기 수용 부재(331_A)의 하부에 형성되어 상기 수체를 하방으로 유통하기 위한 유통공(332)를 포함한다.
상기 수용 부재(331_A)는 공급 라인(320)을 중심으로 외곽으로 갈수록 아래 방향으로 기울어지도록 형성되어 있으며, 이와 같은 구조를 통해 수체의 흐름을 중력방향으로 자연스럽게 제어하는 것이 가능하다. 수용 부재(331_A)는 내부에 수용되는 상부 광산화 흡착 유닛(400)이 외부로 유실되지 않도록 외곽 주변으로 단턱(DT)이 형성되어 있다.
상기 유통공(332)은 수용 부재(331_A)의 하부에 형성되어 수용 부재(331_A)에 저류되는 수체를 여과 유닛(200)으로 살수하는 것이 가능하다. 유통공(332)의 형태와 개수는 제작에 따라 달라질 수 있으며, 유통공(332)의 크기는 상부 광산화 흡착 유닛(400)보다 작은 것이 바람직하다.
결국, 저류조(330)는 내부에 구비되는 상부 광산화 흡착 유닛(400)을 이용하여 저류되는 수체에 광산화 및 흡착 작용을 수행한다. 따라서, 저류조(330)에 저류되어 있는 수체는 오염도가 낮아진 상태로 여과 유닛(200)에 살수되는 것이 가능하다.
한편, 수용 부재(331_A)는 제작에 따라 여러 가지 재질을 사용하는 것이 가능하다. 하지만, 하부에 태양 빛을 이용해야만 식생을 위한 구성이 배치되는 경우 수용 부재(331_A)는 아크릴과 같이 태양 빛이 잘 투과되는 재질을 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, 도면에는 도시되지 않았지만, 수용 부재(331_A) 내부에 UV 램프와 같은 광원 발생 부재를 추가하여 야간에도 상부 광산화 흡착 유닛(400)을 활성화시켜 광산화 및 흡착 작용을 수행하는 것도 가능하다.
제1 실시예의 (B)에서 볼 수 있듯이, 저류조(330)는 평면 사각형의 형태를 가지고 있다. 하지만, 저류조(330)는 하부에 배치되는 여과 유닛(200)에 수체를 살수하기 위한 구성으로 여과 유닛(200)과 평면적으로 유사한 형태를 가지는 것이 바람직하다. 즉, 여기서 여과 유닛(200)은 평면으로부터 바라볼 때 사각 단면 형태인 것을 예시로 도시하였으며, 그에 따라 저류조(330)도 그에 대응하는 형태를 가지는 것을 일례로 하였다. 하지만, 여과 유닛(200)이 타원형, 원형, 다각형 등으로 구현되는 경우 저류조(330) 역시 그에 대응하는 형태를 가지는 것이 가능할 것이다.
도 7 의 (A)는 제2 실시예에 따른 저류조(330)의 단면도이고, (B)는 제2 실시예에 따른 저류조(330)의 평면도다.
도 7 을 참조하면, 제2 실시예에 따른 저류조(330)는 제1 수용 부재(330_1B)와, 제2 수용 부재(330_2B), 및 제3 수용 부재(330_3B)를 포함한다.
상기 제1 수용 부재(330_1B) 제1 실시예와 마찬가지로 상기 공급 라인(320)에 중심이 연결되어 있으며 상기 상부 광산화 흡착 유닛(400)을 내부에 수용하고 상기 공급 라인(320)으로부터 전달되는 수체를 저류하기 위한 수용 부재; 및 상기 수용 부재의 하부에 형성되어 상기 수체를 하방으로 유통하기 위한 유통공를 포함한다.
상기 제2 수용 부재(330_2B)와 상기 제3 수용 부재(330_3B) 역시 그 형태는 서로 유사하다. 다만, 제2 수용 부재(330_2B)는 제1 수용 부재(330_1B)에서 월류 또는 하방으로 유통되는 수체를 전달받으며, 제3 수용 부재(330_3B)는 제2 수용 부재(330_2B)에서 월류 또는 하방으로 유통되는 수체를 전달받는다.
도 7 의 단면도(A)와 평면도(B)에서 볼 수 있듯이, 제1 수용 부재(330_1B)는 공급 라인(320) 상부에 연결되고, 제2 수용 부재(330_2B)는 제1 수용 부재(330_1B)와 제3 수용 부재(330_3B) 사이에 연결되며, 제3 수용 부재(330_3B)는 공급 라인(320)의 하부에 연결된다. 그리고, 제1 수용 부재(330_1B)가 평면적이 가장 작으며, 제3 수용 부재(330_3B)가 평면적이 가장 크다.
즉, 제1 수용 부재(330_1B)와 제2 수용 부재(330_2B)와 제3 수용 부재(330_3B)는 배치되는 위치가 서로 다르며, 상부에서 하부로 갈수록 평면적 넓이가 점점 커진다.
따라서, 제2 실시예의 경우 공급 라인(320)을 통해 공급된 수체가 제1 수용 부재(330_1B)에서 제2 수용 부재(330_2B)을 거쳐 제3 수용 부재(330_3B)으로 전달되기 때문에, 제1 실시예 보다 수체와 상부 광산화 흡착 유닛(400)과의 접촉량을 늘려주는 것이 가능하다.
도 8 의 (A)는 제3 실시예에 따른 저류조(330)의 단면도이고, (B)는 제3 실시예에 따른 저류조(330)의 평면도다.
도 8 을 참조하면, 제3 실시예는 도 7 의 제2 실시예와 반대로 구성되어 있다. 즉, 평면적이 가장 넓은 제1 수용 부재(330_1C)가 공급 라인(320)의 상부에 연결되고, 평면적이 가장 좁은 제3 수용 부재(330_3C)가 공급 라인(320)의 하부에 연결된다.
따라서, 제3 실시예의 경우 공급 라인(320)을 통해 공급된 수체는 제1 수용 부재(330_1C)와 제2 수용 부재(330_2C)와 제3 수용 부재(330_3C) 중 여러 경로를 통해 여과 유닛(200)으로 살수될 수 있다. 일례로 수체는 (1) 경로와 (2) 경로를 거쳐 여과 유닛(200)으로 살수될 수 있다.
제2 실시예와 제3 실시예는 상부 광산화 흡착 유닛(400)과 수체와의 접촉량을 늘려줌과 동시에 태양광이 최대한 조사받을 수 있는 구조를 위한 것이다. 추가적으로 이러한 구조에 있어서 식물의 이파리에서 볼 수 있는 계단식 구조, 황금비율을 갖는 구조 등이 적용될 수 있다.
도 9 의 (A)는 제4 실시예에 따른 저류조(330)의 단면도이고, (B)는 제4 실시예에 따른 저류조(330)의 평면도다.
도 9 를 참조하면, 제4 실시예에 따른 저류조(330)는 수용 부재(331_D); 및 유통공(332)를 포함한다.
상기 수용 부재(331_D)는 평면도(B)에서 볼 수 있듯이, 도 6 의 제1 실시예와 비교하여 평면적이 좁다. 제4 실시예의 경우와 같이 평면적이 좁다는 것은 살수되는 면적이 그만큼 좁다는 것을 의미한다. 하지만, 제4 실시예는 이를 보완하기 위하여 수용 부재(331_D)를 회전시키도록 구성하였다. 이 경우 수용 부재(331_D)의 평면적이 좁더라도 살수되는 범위를 충분히 확보하는 것이 가능하다.
한편, 도 6 내지 9 의 제1 내지 제4 실시예의 경우 저류조(330)에 공급되는 수체의 양이 많아지는 경우 월류와 함께 상부 광산화 흡착 유닛(400)이 단턱(DT)을 넘어 유실될 수 있다. 따라서, 상부 광산화 흡착 유닛(400)의 유실을 막기 위한 구성이 더 포함될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 다른 융복합 부유형 수질 관리 시스템은 상부 광산화 흡착 유닛(400)과 하부 광산화 흡착 유닛(900)을 포함한다. 본 발명은 상부 광산화 흡착 유닛(400)과 하부 광산화 흡착 유닛(900)으로 인하여 수체에 광산화 및 흡착 작용을 단계적으로 실시하는 것이 가능하다. 여기서는 수체가 하부 광산화 흡착 유닛(900)에 의하여 1차적으로 오염이 제거되고 상부 광산화 흡착 유닛(400)에 의하여 2차적으로 오염이 제거된다.
또한, 광산화 흡착 유닛은 성질이나 성능에 따라 상부 광산화 흡착 유닛(400) 또는 하부 광산화 흡착 유닛(900)에 배치하는 것이 가능하며, 이와 같은 광산화 흡착 유닛의 적재적소 배치는 광산화 및 흡착 작용을 보다 최적화할 수 있음을 의미한다. 즉, 태양광에 장기적으로 노출되어도 성능이 저하되지 않는 광산화 흡착 유닛은 상부 광산화 흡착 유닛(400)으로 배치하고, 수체에 장기적으로 노출되어도 성능이 저하되지 않는 광산화 흡착 유닛은 하부 광산화 흡착 유닛(900)으로 배치될 수 있으며, 이러한 배치를 통해 보다 효율적인 관산화 및 흡착 작용을 수행하는 것이 가능하다.
도 10 은 도 9 의 제4 실시예에 유실 방지 부재를 구비한 구성이다.
도 10 을 참조하면, 유실 방지 부재(MS)는 상부 광산화 흡착 유닛(400)이 수체와 함께 단턱(332)을 넘어 유실되는 것을 막기 위한 구성이다. 유실 방지 부재(MS)는 단턱(332)의 연장 방향으로 형성되며, 메쉬(mesh) 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 저류조(330)에 수체가 많이 공급되어 수체가 단턱(DT)을 월류하더라도 상부 광산화 흡착 유닛(400)은 유실 방지 부재(MS)에 걸려 저류조(330) 외부로 빠져나가지 못하게 된다.
도 11 은 본 발명에 따른 융복합 부유형 수질 관리 시스템을 구성하는 하부 광산화 흡착 유닛(900) 및 초음파 발생 유닛(500)의 실시 형태를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 11 에 도시된 바와 같이, 상기 하부 광산화 흡착 유닛(900)은 상기 연장 수용체(120)에 구비되어 광산화 및 흡착 작용을 하는 광산화 흡착제로 이루어질 수 있다. 여기에서, 상기 하부 광산화 흡착 유닛(900)은 이산화티타늄, 제올라이트 중 적어도 하나를 기초로 생성된 혼합물이 표면에 코팅된 발포성 스티로폼으로 이루어지는 광산화 흡착제를 포함한다.
상기 광산화 흡착제는 유기계 지지체 및 상기 유기계 지지체에 부착되는 광촉매를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기에서, 광산화 흡착제를 제작하기 위한 일실시예는 상기 유기계 지지체로서 폴리부타디엔(polybutadiene)을 주원료로 하는 재료인 부타디엔고무(BR), 스타이렌부타디엔고무(SBR) 및 니트릴고무(NBR) 중 하나를 테트라히드로푸란 용액에 담지시켜 팽윤 및 개질 처리하고, 상기 유기계 지지체를 광촉매 분말에 투하하여 상기 광촉매를 부착시킨 후 건조시켜 구성된다.
또한, 광산화 흡착제를 제작히기 위한 다른 실시예는 테트라히드로푸란 용액과 광촉매 분말을 혼합하여 슬러리로 만든 다음, 상기 유기계 지지체로서 부타디엔고무(BR), 스타이렌부타디엔고무(SBR), 니트릴고무(NBR) 중 하나를 담지시켜 상기 광촉매를 부착시킨 후 건조시켜 구성된다.
한편, 광산화 흡착재를 제조함에 있어 상기 유기계 지지체에 불완전하게 부착되어 있는 광촉매를 탈리시키기 위하여 30분 동안 700W로 초음파 세척을 실시할 수 있다.
상기 광산화 흡착제는 또 다른 실시 형태로 상기 부력 부재(110)에 상기 광촉매 물질에 해당하는 산화티타늄(TiO2)을 글리세린으로 부착시켜 이루어질 수 있다.
이러한 상기 광산화 흡착제는 연장 수용체(120)에 구비된 상기 상하 수류 유도판(122)을 따라 흐르는 수체와 접촉량이 증가하여 광산화 분해 반응 및 흡착 효율을 극대화시킬 수 있다.
또한, 상기 초음파 발생 유닛(500)은 초음파를 발생시키는 초음파 발생부(510) 및 상기 상부 광산화 흡착 유닛(400)의 하부에 구비되어 상기 초음파 발생부(510)에서 발생된 초음파를 진동시키는 복수의 초음파 진동 단자(520)를 포함한다.
상기 초음파 발생 유닛(500)은 상기 초음파 진동 단자(520)를 통해 수중 초음파를 조사하고, 상기 초음파가 조사됨에 따라 발생하는 공동화 기포(Cavitation Bubble)의 성장 후 파열 시 발생하는 충격파를 기초로 화학 반응이 극대화되어 난분해성 유기 물질 및 조류를 제거할 수 있다. 즉, 상기 초음파 발생 유닛(500)은 수중에서 조사된 초음파가 공동화 기포를 발생시키고 공동화 기포가 성장하여 파열할 때 발생되는 고온 및 고압의 충격파를 통해 오염물질을 직접 열분해 하거나 또는 오염물질의 물리적 화학 구조를 파괴함으로써 오염물질 분해에 따른 화학 반응 속도를 증가시킬 수 있다.
여기에서, 상기 초음파 발생 유닛(500)은 상기 수중의 수질 상태에 따라 주파수 및 출력을 결정하고 상기 난분해성 유기 물질 및 조류의 농도에 따라 초음파 조사 시간을 결정하여 상기 초음파를 조사할 수 있다. 예를 들어, 상기 초음파 발생 유닛(500)은 주파수 20 ~ 40kHz 및 출력 200 ~ 300W로 초음파를 조사할 수 있다.
도 12 는 본 발명에 따른 융복합 부유형 수질 관리 시스템을 구성하는 버블 발생 유닛을 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 13 은 버블 발생 유닛을 구성하는 마이크로 버블 공급부재를 도시한 평면도이고, 도 14 는 시제작한 버블 발생 유닛이 운전되고 있는 사진이며, 도 15 는 마이크로 버블 산기 수단에서 발생하는 마이크로 버블의 발생 전후 사진으로, 마이크로 버블 발생시에는 마이크로 버블의 입경이 매우 미소하여 빛을 산란함으로써 뿌연 우윳빛으로 보이는 것을 촬영한 사진이다.
도 12 내지 도 15 에 도시된 바와 같이, 상기 버블 발생 유닛(600)은 수중 수체를 공급하는 가압펌프(610); 공기를 공급하는 콤프레서(620); 상기 가압펌프(610)로부터 수중 수체를 공급받으며, 상기 콤프레서(620)로부터 공기를 제공받아 수중의 공기 용해도가 포화 상태에 이르는 마이크로 버블 발생수를 생산하는 마이크로 버블 발생기(630); 및 복수의 마이크로 버블 공급구(641)를 포함하고, 상기 복수의 마이크로 버블 공급구(641)를 통해 상기 마이크로 버블 발생수를 방출하여 방출 압력차에 의하여 마이크로 버블을 발생시키는 마이크로 버블 산기 수단(640)을 포함한다.
또한, 상기 버블 발생 유닛(600)은 상기 마이크로 버블 발생기(630)에서 상기 마이크로 버블 산기 수단(640)으로 공급되는 마이크로 버블 발생수의 양을 제어하는 버블 발생수 제어밸브(660) 및 상기 가압펌프(610)로 응집제를 공급하는 응집제 공급기(650)를 더 포함한다. 여기에서, 응집제 공급기(650)는 응집기능을 제공하여 오염물질의 제거효율을 향상시킬 수 있다.
상기 마이크로 버블 산기 수단(640)은 직경 수십 mm(예를 들어, 직경 20mm) 플라스틱 재질의 PE 또는 PVC관이 격자 형태(즉, 바둑판 형태)로 배치되고 플라스틱 재질의 PE 또는 PVC관 상부에 노즐 발생을 위한 마이크로 버블 공급구(641)가 타공되어, 공기 포화수가 수중으로 분출되어 마이크로 버블이 발생되도록 형성될 수 있다.
계속해서, 본 발명은 수중의 수심에 따라 상기 마이크로 버블 산기 수단(640)을 수직 방향으로 이동시켜 수심별 수질오염 상태에 따라 마이크로 버블의 토출 위치를 조절할 수 있도록 하는 산기수단 상하구동 유닛(미도시)을 더 포함한다. 예를 들어, 상기 산기수단 상하구동 유닛(미도시)은 상기 부도 지지체(100)로부터 수중으로 연장하는 가이드 레일; 상기 마이크로 버블 산기 수단(640)의 가장자리에 형성되어 상기 가이드 레일을 따라 가이드되는 가이드; 및 상기 마이크로 버블 산기 수단(640)을 구동시키는 구동 수단을 포함할 수 있다. 여기에서, 상기 구동 수단은 다양한 방식으로 구성될 수 있는 것으로, 예를 들어 정역 회전 가능한 구동 모터; 상기 구동 모터에 연결되는 풀리; 상기 풀리와 상기 마이크로 버블 산기 수단(640)의 가이드를 연결하는 연결 체인(또는 랙기어)을 포함할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 융복합 부유형 수질 관리 시스템을 도 16 을 참조하여 설명한다. 도 16 은 본 발명에 따른 다른 실시 형태의 융복합 부유형 수질 관리 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 16 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 융복합 부유형 수질 관리 시스템은, 상기 부도 지지체(100)의 상부에 구비되는 식생 유닛(700), 상기 부도 지지체(100)의 수중 하부에 구비되는 수초 유닛(800) 및 상기 부도 지지체(100)가 부유되는 수체의 수질을 감시하는 수질 감시 유닛(미도시)을 더 포함한다.
이하, 앞서 설명한 일 실시 예의 융복합 부유형 수질 관리 시스템과 동일 또는 매우 유사한 구성요소에 대해서는 그에 대한 설명을 생략하거나 간략히 한다.
상기 식생 유닛(700)은 여과 유닛(200)의 상부 또는 여과 유닛(200) 사이에 구비되는 식생기반재(710) 및 상기 식생기반재(710)에 식재되는 복수의 수생 식물(720)을 포함한다.
상기 식생기반재(710)는 토양, 부직포 등 수생 식물의 뿌리가 활착할 수 있는 기반재라면 어떠한 구성이라도 가능하다. 상기 수생 식물(720)은 창포, 부들, 골풀 등 과 같은 식물이 식재될 수 있다.
이와 같이 식재된 수생 식물(720)은 식물체 자체의 성장 및 식물 뿌리의 미생물 성장을 위하여 수중의 유기물과 영양 염류인 질소 및 인 등을 흡수함으로써 오염물질을 자연 정화할 수 있다. 또한, 수생 식물(720)에서 미처리된 오염물질은 여과 유닛(200)을 통과하며 여과, 흡착, 미생물에 의한 접촉 산화분해 과정을 거쳐 제거될 수 있다.
상기 수초 유닛(800)은 수중 생육 가능한 수초 또는 인공적으로 제작한 인공 수초 등 어떠한 수초라도 채용될 수 있다.
계속해서, 상기 수질 감시 유닛(미도시)은 수중에 설치되는 적어도 하나의 온라인 센서를 통해 수온, 수소이온농도(pH), 용존산소(DO), 탁도, 유기물질(BOD, COD, TOC), 영양염류(총인, 총질소) 또는 클로로필 a의 농도 중 적어도 하나를 포함하는 수중 환경 영향인자를 측정하는 수질 측정부 및 상기 수질 측정부에서 측정된 수중 환경 영향인자를 분석하여 수질 영향 데이터를 생성하는 수질 분석부를 포함한다. 여기에서, 상기 제어부(미도시)는 수질 분석부에서 분석된 수질 영향 데이터를 기초로 상기 살수 유닛(300), 상기 초음파 발생 유닛(500) 및 상기 버블 발생 유닛(600)의 동작을 제어할 수 있다.
상기 제어부(미도시)는 하천, 호수, 저수지 및 해역 등의 오염된 수체에 대해 기 설정되어 있는 목표 운전 사이클만큼 운전하였을 때를 기초로 수질이 기준 목표수질을 만족하는지 여부를 판단한다. 상기 제어부(미도시)는 수중 오염물질 중 특정 수중 오염물질이 기준 목표수질을 만족하지 못하면 단계별로 각 유닛을 조합하여 가동함으로써 기준 목표수질을 달성하도록 한다. 본 발명에서의 목표 운전 사이클은 다음의 (식 1)과 같이 정의되며, 대표적인 목표 운전 사이클로는 단위 유닛의 구성 조합조건 및 목표수질에 따라 1, 3, 5 또는 10 등을 사전에 설정할 수 있다.
운전 사이클 = (융복합 부유형 수질 관리 시스템에 의한 처리수량(㎥))
÷(오염된 수체의 처리대상 수량(㎥))
(식 1)
상기 제어부(미도시)에 의하여 수질 정화를 위한 각 유닛의 가동 단계를 설명하면 다음과 같다.
- 1단계: 기 정의된 수중 오염물질 중 특정 수중 오염물질에 대한 기준 목표수질의 초과 여부를 판단한다.
- 2단계: 특정 수중 오염물질이 입자성 오염물질에 의한 오염인지 또는 용존성 오염물질에 의한 오염인지 체크한다.
- 3단계: 입자성 오염물질 및 용존성 오염물질 중 적어도 하나의 수질개선을 위하여 살수 유닛(300), 초음파 발생 유닛(500) 및 버블 발생 유닛(600) 간의 운전 조합을 결정한다.
- 4단계: 결정된 운전 조합에 따라 살수 유닛(300)에 공급되는 수체의 공급량, 초음파 발생 유닛(500)의 초음파 조사량 및 버블 발생 유닛(600)의 버블 발생량 중 적어도 하나를 제어한다.
상기와 관련한 수질 관리 각 유닛의 운전 조합으로는 다음과 같다.
- 조합1: 살수 유닛(300)을 통해 식생 유닛(700) 또는 여과 유닛(200)에만 선택적으로 살수하여 단독으로만 가동.
- 조합2: 살수 유닛(300)을 통해 식생 유닛(700), 여과 유닛(200) 및 상부 광산화 흡착 유닛(400)에 살수하여 병행 가동.
- 조합3: 살수 유닛(300)을 통해 식생 유닛(700), 여과 유닛(200), 상부 광산화 흡착 유닛(400) 및 초음파 발생 유닛(500)에 살수하여 병행 가동.
- 조합4: 식생 유닛(700), 여과 유닛(200), 상부 광산화 흡착 유닛(400), 초음파 발생 유닛(500) 및 버블 발생 유닛(600)을 종합적으로 가동.
다음으로, 본 발명에 따른 융복합 부유형 수질 관리 시스템의 운용방법에 대하여 도 17 을 참조하여 설명한다. 도 12는 본 발명에 따른 융복합 부유형 수질 관리 시스템의 운용방법을 도시한 플로차트이다.
도 17 에 도시한 바와 같이, 상기한 본 발명에 따른 융복합 부유형 수질 관리 시스템의 운용방법으로서, 수질 감시지점 및 수질개선 목표를 각각 설정하는 수질 감시지점 설정 단계 및 수질개선 목표 설정 단계(S110, S210); 상기 설정된 수질 감시지점과 연관된 수질 감시항목을 설정하고, 상기 수질개선 목표와 연관된 살수 유닛, 버블 발생 유닛 및 초음파 발생 유닛 간의 운전 조합과 운전 사이클을 설정하는 수질 감시항목 설정 단계 및 목표 운전 사이클 설정 단계(S120, S220); 상기 수질 감시항목에 대한 수질 감시수심을 설정하여 해당 수질 감시수심의 수질을 측정하는 수질 감시수심 설정 단계 및 수질 측정 단계(S130, S140); 상기 측정된 수질이 목표수질에 달성되었는지 여부를 판단하여 상기 살수 유닛(300)의 살수량, 상기 버블 발생 유닛(600)의 버블 공급량 및 상기 초음파 발생 유닛(500)의 초음파 조사량을 결정하는 목표수질 달성여부 판단 단계 및 수질정화 부도의 조합조건 결정 단계(S300, S310); 및 결정된 살수량, 버블 공급량 및 초음파 조사량에 따라 상기 운전 조합과 운전 사이클을 결정하는 수질정화 부도의 운전방법 결정 단계(S320)를 포함한다.
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 부도 지지체
101: 통수구
110: 부력 부재 120: 연장 수용체
121: 수체 유입구 122: 상하 수류 유도판
200: 여과 유닛 210: 카트리지 수용체
220: 여과 부재 300: 살수 유닛
310: 펌핑 수단 320: 공급 라인
330 : 저류조
340: 살수량 제어 밸브 400: 광산화 흡착 유닛
500: 초음파 발생 유닛 510: 초음파 발생부
520: 초음파 진동 단자 600: 버블 발생 유닛
610: 가압 펌프 620: 콤프레서
630: 마이크로 버블 발생기 640: 마이크로 버블 산기 수단
641: 마이크로 버블 공급구 650: 응집제 공급기
660: 버블 발생수 제어밸브 700: 식생 유닛
710: 식생기반재 720: 수생 식물
800: 수초 유닛 900 : 하부 광산화 흡착 유닛
S110, S210: 수질 감시지점 설정과 수질개선 목표 설정 단계
S120, S220: 수질 감시항목 설정과 목표 운전 사이클 설정 단계
S130: 수질 감시수심 설정 단계
S140: 수질 측정 단계
S300: 목표수질 달성여부 판단 단계
S310: 수질정화 조합조건 결정 단계
S320: 수질정화 운전방법 결정 단계
110: 부력 부재 120: 연장 수용체
121: 수체 유입구 122: 상하 수류 유도판
200: 여과 유닛 210: 카트리지 수용체
220: 여과 부재 300: 살수 유닛
310: 펌핑 수단 320: 공급 라인
330 : 저류조
340: 살수량 제어 밸브 400: 광산화 흡착 유닛
500: 초음파 발생 유닛 510: 초음파 발생부
520: 초음파 진동 단자 600: 버블 발생 유닛
610: 가압 펌프 620: 콤프레서
630: 마이크로 버블 발생기 640: 마이크로 버블 산기 수단
641: 마이크로 버블 공급구 650: 응집제 공급기
660: 버블 발생수 제어밸브 700: 식생 유닛
710: 식생기반재 720: 수생 식물
800: 수초 유닛 900 : 하부 광산화 흡착 유닛
S110, S210: 수질 감시지점 설정과 수질개선 목표 설정 단계
S120, S220: 수질 감시항목 설정과 목표 운전 사이클 설정 단계
S130: 수질 감시수심 설정 단계
S140: 수질 측정 단계
S300: 목표수질 달성여부 판단 단계
S310: 수질정화 조합조건 결정 단계
S320: 수질정화 운전방법 결정 단계
Claims (17)
- 수용 공간을 갖는 부도 지지체;
상기 부도 지지체에 구비되는 여과 유닛;
상기 부도 지지체 및 상기 부도 지지체의 가장자리부에서 외측으로 연장되는 연장 수용체에 구비되어 수중 수체를 펌핑하여 상기 여과 유닛 측으로 살수하는 살수 유닛;
상기 살수 유닛 내부에 구비되어 광산화 및 흡착 작용하는 광산화 흡착 유닛;
상기 연장 수용체에 구비되어 초음파를 발생시키는 초음파 발생 유닛;
상기 부도 지지체의 하부에 구비되어 버블을 발생시키는 버블 발생 유닛; 및
상기 살수 유닛, 상기 초음파 발생 유닛 및 상기 버블 발생 유닛의 동작을 제어하기 위한 제어부를 포함하는
융복합 부유형 수질 관리 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 살수 유닛은,
상기 연장 수용체의 일측에 구비되어 수중 수체를 펌핑하는 펌핑 수단;
상기 펌핑 수단에 의해 펌핑된 수체를 공급받는 공급 라인; 및
상기 공급 라인에 연결되며 상기 공급 라인을 통해 공급되는 수체를 저류 및 상기 여과 유닛으로 살수하기 위한 저류조를 포함하는
융복합 부유형 수질 관리 시스템.
- 제2항에 있어서,
상기 저류조는,
상기 공급 라인에 중심이 연결되어 있으며 상기 광산화 흡착 유닛을 내부에 수용하고 상기 공급 라인으로부터 전달되는 수체를 저류하기 위한 수용 부재; 및
상기 수용 부재의 하부에 형성되어 상기 수체를 하방으로 유통하기 위한 유통공을 포함하는
융복합 부유형 수질 관리 시스템.
- 제3항에 있어서,
상기 수용 부재는 상기 여과 유닛과 평면적으로 서로 대응하는 모양으로 구성되는
융복합 부유형 수질 관리 시스템.
- 제3항에 있어서,
상기 수용 부재는 상기 여과 유닛의 일부 평면에 대응하는 모양으로 구성되며 상기 공급 라인을 중심으로 회전하도록 구성되는
융복합 부유형 수질 관리 시스템.
- 제3항에 있어서,
상기 수용 부재는,
상기 공급 라인에 연결되며, 제1 면적을 가지는 제1 수용 부재; 및
상기 제1 수용 부재 하부에 배치되며, 상기 제1 면적과 상이한 제2 면적을 가지는 제2 수용 부재를 포함하는
융복합 부유형 수질 관리 시스템.
- 제3항에 있어서,
상기 수용 부재는 상기 공급 라인을 중심으로 외곽으로 갈수록 아래 방향으로 기울어지도록 구성되며,
외곽 주변에 단턱을 더 포함하는
융복합 부유형 수질 관리 시스템.
- 제7항에 있어서,
상기 단턱의 연장 방향으로 형성되며, 상기 광산화 흡착 유닛의 외부 유실을 막기 위한 유실 방지 부재를 더 포함하는
융복합 부유형 수질 관리 시스템.
- 제2항에 있어서,
상기 살수 유닛은
상기 공급 라인에 설치되어 상기 펌핑 수단으로부터 펌핑된 수체의 공급량을 제어하는 공급량 제어 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
융복합 부유형 수질 관리 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 광산화 흡착 유닛은
이산화티타늄과 제올라이트 중 적어도 하나의 물질이 표면에 코팅된 발포성 스티로폼으로 이루어지는
융복합 부유형 수질 관리 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 광산화 흡착 유닛은,
유기계 지지체; 및
상기 유기계 지지체에 부착되는 광촉매를 포함하는 것을 특징으로 하는
융복합 부유형 수질 관리 시스템.
- 제11항에 있어서,
상기 광산화 흡착 유닛은,
상기 유기계 지지체로서 폴리부타디엔(polybutadiene)을 주원료로 하는 재료인 부타디엔고무(BR), 스타이렌부타디엔고무(SBR), 니트릴고무(NBR) 중 하나를 테트라히드로푸란 용액에 담지시켜 팽윤 및 개질 처리하고, 상기 유기계 지지체를 광촉매 분말에 투하하여 상기 광촉매를 부착시킨 후 건조시켜 구성되는 것을 특징으로 하는
융복합 부유형 수질 관리 시스템.
- 제11항에 있어서,
상기 광산화 흡착 유닛은,
테트라히드로푸란 용액과 광촉매 분말을 혼합하여 슬러리로 만든 다음, 상기 유기계 지지체로서 부타디엔고무(BR), 스타이렌부타디엔고무(SBR), 니트릴고무(NBR) 중 하나를 담지시켜 상기 광촉매를 부착시킨 후 건조시켜 구성되는 것을 특징으로 하는
융복합 부유형 수질 관리 시스템.
- 제11항에 있어서,
상기 광산화 흡착 유닛은,
초음파 세척을 실시하여 상기 유기계 지지체에 불완전하게 부착되어 있는 광촉매를 탈리시켜 구성되는 것을 특징으로 하는
융복합 부유형 수질 관리 시스템.
- 제11항에 있어서,
상기 광산화 흡착 유닛은,
발포체에 광촉매 물질에 해당하는 산화티타늄(TiO2)을 글리세린으로 부착시켜 구성되는 것을 특징으로 하는
융복합 부유형 수질 관리 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 연장 수용체에 구비되어 광산화 및 흡착 작용하는 하부 광산화 흡착 유닛을 더 포함하는
융복합 부유형 수질 관리 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 살수 유닛 내부에 구비되며,
상기 광산화 흡착 유닛의 광산화 및 흡착 작용을 활성화시키기 위한 광원 발생 부재를 더 포함하는
융복합 부유형 수질 관리 시스템.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20160032854 | 2016-03-18 | ||
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109406430A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-03-01 | 南京普威环境技术研究院有限公司 | 一种基于物联网的双模含质控远程在线水质分析监测装置 |
| CN111453936A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-07-28 | 上海巷西环境科技有限公司 | 一种多能场全效反应生态耦合系统 |
| US11508067B2 (en) | 2020-10-29 | 2022-11-22 | Si Analytics Co., Ltd | Method for quantifying algal for management of water quality |
Family Cites Families (3)
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|---|---|---|---|---|
| JP2003251340A (ja) * | 2002-03-05 | 2003-09-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 水処理装置 |
| KR101388159B1 (ko) * | 2013-09-09 | 2014-04-23 | 녹스 코리아(주) | 조류유래 악취독소 저감장치 |
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-
2016
- 2016-12-07 KR KR1020160165501A patent/KR101844819B1/ko active IP Right Grant
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109406430A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-03-01 | 南京普威环境技术研究院有限公司 | 一种基于物联网的双模含质控远程在线水质分析监测装置 |
| CN111453936A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-07-28 | 上海巷西环境科技有限公司 | 一种多能场全效反应生态耦合系统 |
| US11508067B2 (en) | 2020-10-29 | 2022-11-22 | Si Analytics Co., Ltd | Method for quantifying algal for management of water quality |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101844819B1 (ko) | 2018-05-18 |
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