KR20180029582A

KR20180029582A - 녹조 제거 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20180029582A
Application number: KR1020160117829A
Authority: KR
Inventors: 정상현; 심성훈; 최연석
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2016-09-13
Filing date: 2016-09-13
Publication date: 2018-03-21
Also published as: KR101915003B1

Abstract

본 발명은 조류를 포함한 물인 녹조수가 유입되는 녹조수 유입구 및 정화된 물이 배출되는 정화수 배출구가 형성된 녹조수 용기, 전원 공급 장치에 연결된 양극판과 음극판이 이격되어 배치되며 상기 양극판 및 음극판이 녹조수 용기의 내부에 구비된 전기 응집 장치를 포함하는 응집 부상부; 상기 녹조수 용기의 상부에 구비되며, 상기 녹조수 용기의 수면에 부상된 녹조 응집제를 걷어내는 스키머; 상기 스키머의 일측에 구비되며, 걷어낸 녹조 응집체를 탈수시키는 탈수부; 및 상기 탈수된 녹조 응집체가 수용되는 수용부; 를 포함하여 이루어져, 녹조를 효과적으로 응집 및 부상시킬 수 있고, 응집 및 부상된 녹조를 효과적으로 수거할 수 있으며, 이와 같은 단계가 연속적인 공정으로 이루어질 수 있어 높은 녹조 제거 효율을 갖는 녹조 제거 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

녹조 제거 장치 및 방법{Algae bloom removal equipment and method}

본 발명은 수중에 부유되어 있는 녹조를 효과적으로 제거할 수 있는 녹조 제거 장치 및 방법에 관한 것이다.

부영양화 된 호수나 유속이 느린 하천에서 부유성의 미세조류가 대량 증식 후 수면에 집적하여 물색을 현저하게 녹색으로 변화시키는 현상을 녹조 현상으로 정의하며, 수화현상(water bloom)이라고도 한다.

부영양화는 호소(湖沼)내의 질소, 인등 영양 염류의 농도가 증가한 상태를 지칭하는 것으로, 미생물에 대한 제한 영양염류의 증가는 수온과 조도가 최적상태에 이르는 특정 시기에 조류(algae)의 급속한 성장을 야기하여 담수의 녹조를 발생시킨다. 점점 증가하는 생활하수와 산업폐수의 배출량은 국내의 대다수 호소를 부영양 상태로 만들었고, 이에 따른 환경 문제는 해마다 발생하고 있는 실정이다. 이와 같은 녹조현상에 의하여 조류가 부패하면서 소모되는 산소로 인하여 물의 용존산소량이 감소하여 수생생물들을 위협하는 원인이 될 수 있다. 녹조 현상은 인체에도 피해를 줄 수 있으며, 일례로 녹조현상의 대표적인 주범인 미세조류의 일종인 남조류(cyanobacteria)에 의한 독소가 포함된 물을 마시면 간을 손상시키거나 구토, 복통 등이 생길 수 있다.

또한, 환경적인 측면에서는 더욱 심각하여 녹조현상으로 인하여 수생생물의 사멸 등 수생태계의 파괴가 되며, 이와 같은 이유로 인하여 녹조현상이 국가적인 환경문제로 대두되고 있다. 따라서 녹조현상의 방지기술이나 발생된 녹조현상을 해결하는 기술의 필요성은 매우 크지만 현재까지 뚜렷한 방지기술 또는 녹조제거 기술이 완성되어 있지는 않다.

대표적인 녹조제거기술은 알루미늄, 철, 칼슘 등의 응집제 투여하여 녹조를 제거하는 응집제 이용방법, 살조제인 황산동과 염소를 녹조발생 지역에 투여하는 방법, 황토와 녹조와의 응집 및 침전 작용 그리고 황토에 의한 빛의 차광 효과로 녹조를 제어하는 방법, 마이크로버블을 고압으로 물속에 분사하여 물속에 부유하고 있는 조류와 마이크로버블을 부착시켜 수면위로 부유시켜 조류를 제거하는 방법 및 녹조 제거선 등 다양하게 알려져 있으나, 다량의 에너지소모와 2차 오염 발생 등의 이유로 현재까지 실제 현장에서 적용 가능한 기술은 없다.

KR 10-2016-0005409 A (2016.01.15)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 물속에 포함된 녹조를 응집시킨 후 마이크로 버블을 이용해 응집된 녹조 응집체를 수면으로 부상시켜 제거할 수 있는 녹조 제거 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 녹조 제거 장치는, 조류를 포함한 물인 녹조수가 유입되는 녹조수 유입구 및 정화된 물이 배출되는 정화수 배출구가 형성된 녹조수 용기, 전원 공급 장치에 연결된 양극판과 음극판이 이격되어 배치되며 상기 양극판 및 음극판이 녹조수 용기의 내부에 구비된 전기 응집 장치를 포함하는 응집 부상부; 상기 녹조수 용기의 상부에 구비되며, 상기 녹조수 용기의 수면에 부상된 녹조 응집제를 걷어내는 스키머; 상기 스키머의 일측에 구비되며, 걷어낸 녹조 응집체를 탈수시키는 탈수부; 및 상기 탈수된 녹조 응집체가 수용되는 수용부; 를 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 상기 응집 부상부는, 상기 녹조수 용기에 설치된 제1초음파 발생장치를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 상기 응집 부상부의 전기 응집 장치는, 수평방향으로 형성된 다수의 양극판과 음극판이 번갈아 이격되어 수직방향으로 배열될 수 있다.

또한, 상기 다수의 양극판 및 음극판에는 상하를 관통하는 다수의 관통공이 형성될 수 있다.

또한, 상기 응집 부상부의 전기 응집 장치는, 수직방향으로 형성된 다수의 양극판과 음극판이 번갈아 이격되어 수평방향으로 배열될 수 있다.

또한, 상기 탈수부는, 제1구동롤러들에 제1벨트의 양측이 지지되어 회전되는 상부 구동 벨트부; 및 상기 상부 구동 벨트부의 하측에 근접되어 배치되며, 제2구동롤러들에 제2벨트의 양측이 지지되어 회전되는 하부 구동 벨트부; 를 포함하여 이루어지며, 상기 상부 구동 벨트부와 하부 구동 벨트부의 서로 마주보는 부분의 벨트가 서로 동일한 방향으로 이동되도록 상부 구동 벨트부와 하부 구동 벨트부가 구동될 수 있다.

또한, 상기 상부 구동 벨트부의 제1벨트의 하부 내측면에 접촉되도록 제2초음파 발생장치가 배치될 수 있다.

또한, 상기 하부 구동 벨트부의 제2벨트의 상부 내측면을 지지하는 지지부가 구비될 수 있다.

또한, 상기 하부 구동 벨트부의 제2벨트의 단부 내측면에 접촉되도록 제3초음파 발생장치가 배치될 수 있다.

또한, 상기 제2벨트의 상부측과 하부측 사이에 배치되고 폭이 상기 제2벨트의 폭보다 넓게 형성되며, 폭방향 일측 하방으로 경사지게 형성되어 상기 제2벨트의 상부측에서 낙하되는 탈수된 물이 모여 상기 탈수부의 하측에 형성된 정화수 저장부로 회수되도록 하는 물받이를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 상기 녹조수 유입구가 형성된 녹조수 용기의 측벽과 전기 응집 장치 사이에는 상기 녹조수 용기의 내부 공간을 구획하도록 제1유동 가이드가 형성되되, 상기 제1유동 가이드는 측벽에 결합되며 하단이 바닥벽과 이격되도록 형성되어, 상기 녹조수 유입구로 유입된 녹조수가 상기 측벽과 제1유동 가이드 사이를 따라 유동되어 바닥벽과 제1유동 가이드의 하단 사이를 통과하여 전기 응집 장치 쪽으로 공급될 수 있다.

또한, 상기 정화수 배출구가 형성된 구획판과 전기 응집 장치 사이에는 상기 녹주수 용기의 내부 공간을 구획하도록 제2유동 가이드가 형성되되, 상기 제2유동 가이드는 측벽 및 바닥벽에 결합되며 상단이 측벽 및 구획판보다 높이가 낮게 형성되어, 상기 녹조수 용기 내에서 정화된 물이 제2유동 가이드의 상측을 통과하여 상기 구획판과 제2유동 가이드 사이를 따라 유동되어 정화수 배출구를 통해 배출될 수 있다.

그리고 본 발명의 녹조 제거용 선박은 상기 녹조 제거 장치를 포함하며, 상기 녹조 제거 장치의 녹조수 유입구에 연결된 유입관 및 최종 배출구에 연결된 배출관을 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 녹조 제거 방법은, 녹조수 용기에 조류를 포함한 물인 녹조수가 수용된 상태에서 녹조수에 잠겨 이격되어 배치된 양극판과 음극판에 전원을 인가하여 녹조가 응집 및 부상되어 수면에 녹조 응집체가 모이도록 하되, 상기 양극판과 음극판에 전원을 인가하는 동안 녹조수에 초음파를 함께 가하여 녹조가 응집 및 부상되며 동시에 상기 양극판 및 음극판이 초음파에 의해 클리닝 될 수 있다.

또한, 상기 양극판과 음극판에 전원을 인가하는 동안 녹조수에 초음파를 함께 가하되, 상기 초음파가 간헐적으로 가해지도록 할 수 있다.

본 발명의 녹조 제거 장치 및 방법은, 녹조를 효과적으로 응집 및 부상시킬 수 있고, 응집 및 부상된 녹조를 효과적으로 수거할 수 있으며, 이와 같은 단계가 연속적인 공정으로 이루어질 수 있어 높은 녹조 제거 효율을 갖는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 녹조 제거 장치를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 녹조 제거 장치의 내부 구조를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 전기 응집 장치를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 녹조 제거 장치를 나타낸 정면도.
도 5는 본 발명에 따른 탈수부를 나타낸 정면도.
도 6은 본 발명에 따른 녹조를 응집 및 부상시켜 수면에 부상된 녹조 응집체를 제거 및 처리하는 과정을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 수평형 전기 응집 장치를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명에 따른 수직형 전기 응집 장치를 나타낸 도면.
도 9는 도 5의 AA'방향 단면도.
도 10은 본 발명에 따른 물받이를 나타낸 사시도.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 녹조 제거용 선박을 나타낸 정면 개략도.

이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 녹조 제거 장치 및 방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명의 내용에서 사용된 단어의 명확한 의미를 나타내기 위하여 아래와 같이 정의한다.

1) 녹조 : 미세조류의 총칭

2) 녹조현상 : 미세조류가 대량 증식 후 수면에 집적하여 물색을 현저하게 녹색으로 변화시키는 현상

3) 녹조수 : 미세조류가 포함되어 있는 물

<실시예 1>

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 녹조 제거 장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 녹조 제거 장치의 내부 구조를 나타낸 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 녹조 제거 장치를 나타낸 정면 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 녹조를 응집 및 부상시켜 수면에 부상된 녹조 응집체를 제거 및 처리하는 과정을 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 녹조 제거 장치(1000)는, 조류를 포함한 물인 녹조수가 유입되는 녹조수 유입구(111) 및 정화된 물이 배출되는 정화수 배출구(112)가 형성된 녹조수 용기(110), 전원 공급 장치(121)에 연결된 양극판(122)과 음극판(123)이 이격되어 배치되며 상기 양극판(122) 및 음극판(123)이 녹조수 용기의 내부에 구비된 전기 응집 장치(120)를 포함하는 응집 부상부(100); 상기 녹조수 용기(110)의 상부에 구비되며, 상기 녹조수 용기(110)의 수면에 부상된 녹조 응집제(A)를 걷어내는 스키머(200); 상기 스키머(200)의 일측에 구비되며, 걷어낸 녹조 응집체(A)를 탈수시키는 탈수부(300); 및 상기 탈수된 녹조 응집체(A)가 수용되는 수용부(400); 를 포함하여 이루어질 수 있다.

우선, 응집 부상부(100)는 크게 녹조수가 수용될 수 있는 공간을 형성하는 녹조수 용기(110) 및 수용된 녹조수에서 녹조를 응집하여 녹조 응집체(A)를 수면으로 부상시킬 수 있는 전기 응집 장치(120)로 구성될 수 있다. 녹조수 용기(110)는 조류를 포함한 물인 녹조수가 유입될 수 있도록 녹조수 유입구(111)가 형성될 수 있으며, 녹조가 제거된 후의 정화된 물이 배출될 수 있는 정화수 배출구(112)가 형성될 수 있다. 그리고 전기 응집 장치(120)는 전원 공급 장치(121), 양극판(122) 및 음극판(123)으로 구성되어, 양극판(122)과 음극판(123)이 서로 이격되도록 배치되어 녹조수 용기(110)의 내부에 구비될 수 있으며, 양극판(122)과 음극판(123)은 녹조수 용기(110)의 외부에 구비된 전원 공급 장치(121)에 연결될 수 있다. 그리하여 녹조수 용기(110)의 내부에 녹조수가 유입되어 양극판(122)과 음극판(123)이 녹조수에 잠기도록 녹조수가 채워진 후 전원 공급 장치(121)를 통해 양극판(122)과 음극판(123)에 전원을 인가하면 전기 화학 반응에 의해 금속 양극판에서 금속 이온이 용출되어 녹조가 응집되고 금속 음극판에서는 마이크로 크기의 수소 가스가 발생하여 응집된 녹조 응집체를 수면으로 부상시켜, 녹조수가 깨끗한 물로 정화되고 수면에 녹조 응집체가 부유될 수 있다.

스키머(200)는 녹조수 용기(110)의 상부에 구비될 수 있으며, 녹조수 용기(110)의 수면에 부상된 녹조 응집체(A)를 걷어내는 역할을 할 수 있다. 즉, 일례로 도시된 바와 같이 스키머(200)는 회전축, 스프라켓 및 체인으로 구성되어 회전될 수 있으며, 체인에 판형의 스크레이퍼들이 결합되어 있어 체인이 회전됨에 따라 탈수부(300)쪽으로 녹조 응집체(A)를 걷어낼 수 있다. 이외에도 녹조 응집체(A)를 탈수부쪽으로 이동시킬 수 있는 다양한 형태로 형성될 수 있다.

탈수부(300)는 녹조수 용기(110)에서 걷어낸 녹조 응집체(A)에서 물을 탈수시키는 역할을 하며, 녹조 응집체(A)에서 물을 짜내어 제거할 수 있으며 동시에 기포를 제거하는 탈기 역할도 할 수 있다. 이때, 탈수부(300)는 일례로 도시된 바와 같이 한 쌍의 벨트를 이용해 벨트들 사이를 녹조 응집체(A)가 통과하면서 밀착되어 녹조 응집체(A)를 탈수시킬 수 있으며, 이외에도 다양하게 형성될 수 있다.

수용부(400)는 탈수된 녹조 응집체(A)가 모여 저장되는 공간으로 용기 또는 탱크 형태 등 다양하게 형성될 수 있다.

그리하여 응집 부상부(100)에서 녹조수에 포함된 녹조가 응집되어 수면으로 부상됨으로써 깨끗한 물로 정화되고, 수면에 부상된 녹조 응집체(A)는 스키머(200)를 이용해 일측으로 걷어낼 수 있으며, 걷어낸 녹조 응집체(A)는 탈수부(300)에서 탈수되어 대부분의 물과 기포가 제거된 후 수용부(400)에 녹조 응집체(A)가 수용되어 저장될 수 있다. 이때, 정화된 물과 녹조 응집체(A)에서 탈수된 물은 모두 별도의 정화수 저장부(360)에 모인 후 외부로 배출될 수 있다.

이와 같이 본 발명의 녹조 제거 장치는, 녹조를 효과적으로 응집 및 부상시킬 수 있으며, 응집 및 부상된 녹조를 효과적으로 수거하여 녹조 응집체(A)에서 물과 기포를 제거한 후 녹조 응집체(A)를 저장할 수 있어, 높은 녹조 제거 효율을 갖을 수 있다.

또한, 상기 응집 부상부(100)는, 상기 녹조수 용기(110)에 설치된 제1초음파 발생장치(130)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

이는, 응집 부상부(100)에서는 전기 응집 장치(120)만으로도 녹조를 응집 및 부상시킬 수 있으나, 전기 응집 장치(120)만을 이용해 녹조를 응집, 부상시키는 경우 녹조 응집체의 일부와 기포의 일부가 양극판(122) 및 음극판(123)에 달라붙어 떨어지지 않은 상태로 유지될 수 있어 이에 따라 녹조를 응집시키는 효율이 저하될 수 있다. 또한, 금속 양극판(122)에서 용출된 금속 이온이 음극판(123)에 달라붙어 역시 녹조를 응집 및 부상시키는 효율이 저하될 수 있다. 여기에서 설치된 제1초음파 발생장치(130)를 이용하면 양극판(122) 및 음극판(123)에 달라붙어 있는 녹조 응집체의 일부와 기포가 떨어져 나와 수면으로 부상될 수 있으며, 양극판(122) 및 음극판(123)이 초음파에 의해 클리닝 되어 깨끗한 상태로 유지될 수 있으며, 양극판에서 용출된 금속 이온이 음극판(123)에 달라붙는 것도 줄일 수 있다. 또한, 전기 응집 장치(120)를 이용해 녹조를 응집 및 부상시키는 동안 제1초음파 발생장치(130)를 이용해 초음파를 함께 가하면 녹조의 응집 효율이 향상될 수 있으며 녹조가 수면으로 용이하게 부상될 수 있다. 이때, 제1초음파 발생장치(130)는 녹조수 용기(110)의 바닥벽 또는 측벽에 설치될 수 있으며, 다양한 위치에 다양한 개수가 배치될 수 있다.

<실시예 2>

또한, 상기 응집 부상부(100)의 전기 응집 장치(120)는, 수평방향으로 형성된 다수의 양극판(122)과 음극판(123)이 번갈아 이격되어 수직방향으로 배열될 수 있다.

즉, 도시된 바와 같이 두께에 비해 넓이가 넓은 판형으로 형성된 다수의 양극판(122)과 음극판(123)들이 수평방향으로 형성되되, 양극판(122)과 음극판(123)이 교번 배치되며 수직방향으로 이격되도록 배열될 수 있다. 그리하여 넓이가 넓은 녹조수 용기(110)에 설치하기 용이하며 적은 매수로 양극판(122)과 음극판(123)이 구성될 수 있다. 이때, 양극판(122)과 음극판(123)의 사이에는 절연부재(124)가 개재될 수 있으며, 양극판(122)들과 음극판(123)들은 각각의 극성에 해당하는 전극봉(125)과 전기적으로 연결되도록 결합되어, 전극봉(125)들이 한 쌍의 전극단자(126)에 연결될 수 있다. 그리고 전극단자(126)는 양극 단자와 음극 단자로 형성될 수 있으며, 녹조수 용기(110)의 외부로 인출되도록 녹조수 용기(110)에 전극단자(126)가 결합될 수 있다.

또한, 상기 다수의 양극판(122) 및 음극판(123)에는 상하를 관통하는 다수의 관통공이 형성될 수 있다. 즉, 양극판(122) 및 음극판(123)이 수평방향으로 넓게 형성되는 경우에는 양극판(122) 및 음극판(123)이 상하를 관통하는 다수의 관통공이 형성된 타공판으로 형성되어, 녹조 응집체 및 기포가 관통공들을 통해 수면으로 부상되기 용이하도록 할 수 있다.

또한, 상기 응집 부상부(100)의 전기 응집 장치(120)는, 수직방향으로 형성된 다수의 양극판(122)과 음극판(123)이 번갈아 이격되어 수평방향으로 배열될 수 있다.

즉, 도시된 바와 같이 두께에 비해 넓이가 넓은 판형으로 형성된 다수의 양극판(122)과 음극판(123)들이 수직방향으로 형성되되, 양극판(122)과 음극판(123)이 교번 배치되며 수평방향으로 이격되도록 배열될 수 있다. 그리하여 넓이가 좁고 깊이가 깊은 녹조수 용기(110)에 설치하기 용이할 수 있다. 마찬가지로, 양극판(122)과 음극판(123)의 사이에는 절연부재(124)가 개재될 수 있으며, 양극판(122)들과 음극판(123)들은 각각의 극성에 해당하는 전극봉(125)과 전기적으로 연결되도록 결합되어, 전극봉(125)들이 한 쌍의 전극단자(126)에 연결될 수 있다. 그리고 전극단자(126)는 양극 단자와 음극 단자로 형성될 수 있으며, 녹조수 용기(110)의 외부로 인출되도록 녹조수 용기(110)에 전극단자(126)가 결합될 수 있다. 또한, 상기한 바와 같이 양극판(122)과 음극판(123)들이 수직방향으로 형성되는 경우에는 관통공들이 없는 평판 형태로 양극판(122) 및 음극판(123)이 형성될 수 있으며, 양면을 관통하는 다수의 관통공들이 형성된 타공판 형태로 양극판(122) 및 음극판(123)이 형성될 수도 있다.

<실시예 3>

또한, 상기 탈수부(300)는, 제1구동롤러(311)들에 제1벨트(312)의 양측이 지지되어 회전되는 상부 구동 벨트부(310); 및 상기 상부 구동 벨트부(310)의 하측에 근접되어 배치되며, 제2구동롤러(321)들에 제2벨트(322)의 양측이 지지되어 회전되는 하부 구동 벨트부(320); 를 포함하여 이루어지며, 상기 상부 구동 벨트부(310)와 하부 구동 벨트부(320)의 서로 마주보는 부분의 벨트가 서로 동일한 방향으로 이동되도록 상부 구동 벨트부(310)와 하부 구동 벨트부(320)가 구동될 수 있다.

즉, 도시된 바와 같이 탈수부(300)는 상대적으로 상측에 배치된 상부 구동 벨트부(310)와 그 하측에 배치된 하부 구동 벨트부(320)로 구성될 수 있으며, 두 구동 벨트부는 수평방향으로 배치되어 구동롤러들에 의해 지지된 사이의 평평한 벨트 부분이 길이방향으로 이동되도록 배치될 수 있으며, 상부 구동 벨트부(310)와 하부 구동 벨트부(320)는 서로 나란하게 배치될 수 있다. 그리고 상부 구동 벨트부(310)와 하부 구동 벨트부(320)의 서로 마주보는 부분인 서로 근접한 부분의 벨트가 서로 동일한 방향으로 이동되도록 구성될 수 있다. 보다 상세하게는 상부 구동 벨트부(320)는 한 쌍의 이격되어 배치된 제1구동롤러(311)들에 제1벨트(312)의 양측이 지지되어 회전되도록 구성될 수 있으며, 하부 구동 벨트부(320)는 3개 또는 4개의 제2구동롤러(321)들에 의해 제2벨트(322)의 양측이 지지되어 회전되도록 구성될 수 있다. 그리고 하부 구동 벨트부(320)는 상부 구동 벨트부(310)보다 길이방향으로 길게 형성되어, 하부 구동 벨트부(320)의 일측이 스키머(200)의 하측에 위치하도록 배치될 수 있다. 또한, 상부 구동 벨트부(320)는 일측이 스키머(200)에서 길이방향으로 이격되도록 배치되어, 스키머(200)에 의해 이동된 녹조 응집체(A)가 하부 구동 벨트부(320)의 일측 상부에 놓이기 용이하며, 녹조 응집체(A)가 상부 구동 벨트부(310)와 하부 구동 벨트부(320) 사이로 밀려 들어가기 용이할 수 있다.

그리하여 상부 구동 벨트부(310)와 하부 구동 벨트부(320)가 구동되고 있는 상태에서, 상부 구동 벨트부(310)의 제1벨트(312) 하부와 하부 구동 벨트부(320)의 제2벨트(322) 상부의 이격된 사이로 녹조 응집체(A)가 들어와 이동되면서 벨트들 사이에서 녹조 응집체(A)가 눌려 밀착되면서 물이 탈수되고 기포도 함께 빠질 수 있다. 그리고 물과 기포가 빠진 녹조 응집체(A)는 상부 구동 벨트부(310)와 하부 구동 벨트부(320)의 타측에서 아래쪽으로 떨어져 탈수된 녹조 응집체(A)가 수용부(400)에 모여 저장될 수 있다.

이와 같이 본 발명의 녹조 제거 장치는, 녹조의 응집 및 부상, 녹조 응집체의 제거, 녹조 응집체의 탈수 및 녹조 응집체를 저장(수거)하는 단계가 연속적인 공정으로 이루어질 수 있어 높은 녹조 제거 효율을 갖을 수 있다.

그리고 상기 상부 구동 벨트부(310)와 하부 구동 벨트부(320)는 각각의 구동롤러들의 크기가 같거나 다를 수 있으며, 제1벨트(312)와 제2벨트(322)의 이동 속도가 같거나 다를 수 있다. 또한, 상부 구동 벨트부(310)와 하부 구동 벨트부(320)는 체인 또는 벨트 등으로 연결되어 연동되도록 구동될 수 있으며, 다수의 구동모터에 의해 각각 구동되도록 할 수도 있다.

또한, 상기 상부 구동 벨트부(310)의 제1벨트(312)의 하부 내측면에 접촉되도록 제2초음파 발생장치(330)가 배치될 수 있다.

즉, 제1벨트(312)로 둘러싸인 내측의 위치인 상부 구동 벨트부(310)의 제1벨트(312)의 하부측 벨트의 상측에는 제2초음파 발생장치(330)가 배치될 수 있으며, 제2초음파 발생장치(330)는 제1벨트(312)의 내측면에 접촉되도록 배치될 수 있다. 그리하여 제1벨트(312)와 제2벨트(322) 사이에서 녹조 응집체(A)가 눌리면서 탈수되는 과정에서 초음파에 의해 탈수가 더욱 용이하게 일어날 수 있어, 탈수된 후 수용부(400)에 모인 녹조 응집체(A)에 포함된 물의 양을 더욱 줄일 수 있다. 또한, 제2초음파 발생장치(330)는 제1벨트(312) 및 제2벨트(322)를 탈수시키는 역할도 할 수 있다. 여기에서 제2초음파 발생장치(330)는 도시된 바와 같이 폭방향으로 길게 형성되어 제1벨트(312)의 폭과 동일하게 형성될 수 있다.

또한, 상기 하부 구동 벨트부(320)의 제2벨트(322)의 상부 내측면을 지지하는 지지부(323)가 구비될 수 있다.

즉, 도시된 바와 같이 제2벨트(322)의 상부측 벨트의 하면인 내측면을 지지할 수 있도록 지지부(323)가 구비될 수 있으며, 지지부(323)는 제2벨트(322)에 텐션을 주어 제2벨트(322)의 상부측 벨트에 항상 적절한 장력이 걸려 평면을 유지하기 용이하도록 하는 역할을 할 수 있다. 그리고 지지부(323)는 봉, 파이프 및 판 등 다양한 형태로 형성될 수 있다. 또한, 지지부(323)는 제2초음파 발생장치(330)에서 길이방향으로 약간 이격된 위치 또는 다양한 위치에 배치 및 형성될 수 있다.

또한, 상기 하부 구동 벨트부(320)의 제2벨트(322)의 단부 내측면에 접촉되도록 제3초음파 발생장치(340)가 배치될 수 있다.

즉, 도시된 바와 같이 제3초음파 발생장치(340)는 탈수된 녹조 응집체(A)가 수용부(400)쪽으로 떨어져 나가는 제2벨트(322)의 타측 단부에 배치될 수 있으며, 제2구동롤러(321)들에 의해 지지된 사이의 제2벨트(322)의 내측면에 접촉되도록 배치될 수 있다. 그리하여 제2벨트(322)에서 떨어지지 않고 달라붙어있는 녹조 응집체(A) 및 물기가 초음파에 의해 수용부(400)쪽으로 떨어져 나갈 수 있다. 이때, 하부 구동 벨트부(320)의 타측에는 상측과 하측에 배치되되 경사진 제2벨트의 바깥쪽면이 약간 하측을 향하도록 제2구동롤러(321)들이 배치되어, 녹조 응집체(A)가 벨트에서 더욱 떨어져나가기 용이하도록 할 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 녹조수 용기(110), 정화수 저장부(360) 및 수용부(400)는 각각 별도의 용기나 탱크 형태로 형성될 수도 있으며, 도시된 바와 같이 바닥벽(510)의 사방을 둘러싸도록 측벽(520)이 구성되고 격벽에 의해 내부의 공간이 구획되도록 구성될 수 있다. 그리하여 녹조수 용기(110)는 바닥벽(510), 측벽(520) 및 구획판(115)에 의해 형성된 부분이 될 수 있고, 녹조수 용기(110)에서 차례로 정화수 저장부(360)와 수용부(400)가 형성될 수 있다. 또한 녹조수 용기(110)의 정화수 배출구(112)는 구획판(115)에 형성되어 정화수 저장부(360)와 연결될 수 있으나, 녹조수 용기(110)의 바닥벽(510)이나 측벽(520)에 정화수 배출구(112)가 형성되어 외부로 직접 정화된 물을 배출시킬 수도 있다. 또한, 구획판(115)의 상단에는 탈수부(300)인 하부 구동 롤러부(320)의 상측을 향해 경사지도록 경사부(116)가 형성되어 스키머(200)에 의해 녹조수 용기(110)에서 탈수부(300)쪽으로 녹조 응집체(A)가 용이하게 이동되도록 할 수 있다. 또한, 녹조수 용기(110)의 녹조수 유입구(111)측에는 판형의 제1유동 가이드(113)가 형성되어 상측으로 유입된 녹조수가 제1유동 가이드(113)의 하단쪽을 통해 바닥벽(510) 부근으로 유입되도록 할 수 있으며, 정화수 배출구(112)측에는 판형의 제2유동 가이드(114)가 형성되어 정화된 물이 제2유동 가이드(114)의 상단쪽을 통해 유동되어 정화수 저장부(360)로 보내지도록 할 수 있다.

또한, 상기 제2벨트(322)의 상부측과 하부측 사이에 배치되고 폭이 상기 제2벨트의 폭보다 넓게 형성되며, 폭방향 일측 하방으로 경사지게 형성되어 상기 제2벨트의 상부측에서 낙하되는 탈수된 물이 모여 상기 탈수부의 하측에 형성된 정화수 저장부로 회수되도록 하는 물받이를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

즉, 도 5, 도 9 및 도 10과 같이 하부 구동 벨트부(320)의 제2벨트(322)로 둘러싸인 내측의 위치인 제2벨트(322)의 상부측 벨트와 하부측 벨트 사이의 위치에는 물받이(350)가 구비되어, 제1벨트(312)와 제2벨트(322)의 사이를 통과하면서 녹조 응집체가 눌려서 탈수되는 물이 물받이(350)에 의해 모여서 물받이(350)를 따라 정화수 저장부(360)로 흘러 들어가도록 할 수 있다. 이때, 물받이는 도시된 바와 같이 폭방향 일측 하방으로 경사지게 형성될 수 있고, 측벽(510) 및 정화수 저장부(360)를 형성하는 벽체에 결합되어 고정될 수 있으며, 물받이(350)의 폭은 상기 제2벨트(322)의 폭보다 넓게 형성되어 제2벨트(322)의 폭방향 양측 하방으로 떨어지는 물을 용이하게 받을 수 있다. 그리고 물받이(350)는 정화수 저장부(360)쪽에 배치되는 부분을 제외한 나머지 둘레에는 상측으로 절곡된 형태의 절곡부가 형성되어, 물받이(350)로 낙하된 물이 정화수 저장부(360)로 용이하게 유입되도록 할 수 있다. 또한, 물받이(350)가 상기한 위치에 배치되고 제2벨트(322)의 폭보다 넓게 형성되어, 벨트들 사이에서 녹조 응집체(A)가 눌리면서 탈수되는 물이 제2벨트(322)의 하부측에 묻지 않을 수 있다.

또한, 상기 녹조수 유입구(111)가 형성된 녹조수 용기(110)의 측벽(520)과 전기 응집 장치(120) 사이에는 상기 녹조수 용기(110)의 내부 공간을 구획하도록 제1유동 가이드(113)가 형성되되, 상기 제1유동 가이드(113)는 측벽(520)에 결합되며 하단이 바닥벽(510)과 이격되도록 형성되어, 상기 녹조수 유입구(111)로 유입된 녹조수가 상기 측벽(520)과 제1유동 가이드(113) 사이를 따라 유동되어 바닥벽(510)과 제1유동 가이드(113)의 하단 사이를 통과하여 전기 응집 장치(120) 쪽으로 공급될 수 있다.

즉, 상기한 바와 같이 녹조수 유입구(111)로 유입된 녹조수가 측벽(520)과 제1유동 가이드(113) 사이를 따라 하측으로 유동되어 바닥벽(510)과 제1유동 가이드(113)의 하단 사이를 통과하여 전기 응집 장치(120)의 하부쪽으로 공급되도록 함으로서, 전기 응집 장치(120)가 배치된 부분에서 녹조수에 포함된 녹조가 응집되어 수면으로 부상되는 응집이 진행 중인 과정에 유동적으로 방해가 되지 않아 녹조수의 응집이 원활하게 일어날 수 있다.

또한, 상기 정화수 배출구(112)가 형성된 구획판(115)과 전기 응집 장치(120) 사이에는 상기 녹주수 용기(110)의 내부 공간을 구획하도록 제2유동 가이드(114)가 형성되되, 상기 제2유동 가이드(114)는 측벽(520) 및 바닥벽(510)에 결합되며 상단이 측벽(520) 및 구획판(115)보다 높이가 낮게 형성되어, 상기 녹조수 용기(110) 내에서 정화된 물이 제2유동 가이드(114)의 상측을 통과하여 상기 구획판(115)과 제2유동 가이드(114) 사이를 따라 유동되어 정화수 배출구(112)를 통해 배출될 수 있다.

즉, 상기한 바와 같이 녹조가 응집되어 수면의 상부로 떠올라 녹조수 용기(110) 내의 상부측에는 정화된 물이 존재하게 되며, 이때 정화된 물이 제2유동 가이드(114)의 상측을 넘어 구획판(115)과 제2유동 가이드(114)의 사이를 따라 하측으로 유동되어 정화수 배출구(112)를 통해 배출되도록 함으로서, 전기 응집 장치(120)가 배치된 부분에서 녹조수에 포함된 녹조가 응집되어 수면으로 부상되는 응집이 진행 중인 과정에 유동적으로 방해가 되지 않아 녹조수의 응집이 원활하게 일어날 수 있다.

<실시예 4>

그리고 본 발명의 녹조 제거용 선박(2000)은, 상기 녹조 제거 장치(1000)를 포함하며, 상기 녹조 제거 장치(1000)의 녹조수 유입구(111)에 연결된 유입관(1100) 및 최종 배출구(361)에 연결된 배출관(1200)을 포함하여 이루어질 수 있다.

즉, 도 11과 같이 선박에 설치된 녹조 제거 장치(1000)로 녹조수가 유입되도록 할 수 있고 정화된 물이 선박의 외부로 배출될 수 있도록 유입관(1100) 및 배출관(1200)이 형성되어, 녹조 제거용 선박(2000)은 녹조현상이 발생한 지역으로 이동하여 그 자리에서 직접 녹조를 제거하는데 이용될 수 있다.

<실시예 5>

그리고 본 발명의 녹조 제거 방법은, 녹조수 용기(110)에 조류를 포함한 물인 녹조수가 수용된 상태에서 녹조수에 잠겨 이격되어 배치된 양극판(122)과 음극판(123)에 전원을 인가하여 녹조가 응집 및 부상되어 수면에 녹조 응집체(A)가 모이도록 하되, 상기 양극판(122)과 음극판(123)에 전원을 인가하는 동안 녹조수에 초음파를 함께 가하여 녹조가 응집 및 부상되며 동시에 상기 양극판(122) 및 음극판(123)이 초음파에 의해 클리닝 되도록 할 수 있다.

즉, 상기한 실시예 1에서도 설명한 바와 같이, 응집 부상부(100)의 녹조수 용기(110)에 설치된 제1초음파 발생장치(130)를 이용해 녹조의 응집 및 부상이 용이하도록 할 수 있으며, 초음파에 의해서도 녹조가 응집되므로 전기 응집 및 초음파 응집을 함께 이용함으로써 녹조의 응집 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 양극판(122) 및 음극판(123)이 초음파에 의해 세정되어 녹조의 응집 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 금속의 양극판(122)에서 용출된 금속 이온이 음극판(123)에 달라붙는 것도 줄어들어 양극판(122) 및 음극판(123)의 수명을 향상시킬 수 있다.

이때, 상기 양극판(122)과 음극판(123)에 전원을 인가하는 동안 녹조수에 초음파를 함께 가하되, 상기 초음파가 간헐적으로 가해지도록 할 수 있다.

이는 녹조수에 초음파를 가하면 녹조가 응집되기는 하지만 초음파를 연속적으로 오랜 시간동안 가하면 오히려 응집된 녹조가 다시 분해되어 풀어져버려 녹조의 응집 효율이 저하될 수 있다. 그러므로 전기 응집과 동시에 초음파를 가하되 초음파를 간헐적으로 가하면 녹조의 응집 효율을 현저하게 향상시킬 수 있다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

1000 : 녹조 제거 장치
100 : 응집 부상부
110 : 녹조수 용기 111 : 녹조수 유입구
112 : 정화수 배출구 113 : 제1유동 가이드
114 : 제2유동 가이드 115 : 구획판
116 : 경사부
120 : 전기 응집 장치
121 : 전원 공급 장치 122 : 양극판
123 : 음극판 124 : 절연부재
125 : 전극봉 126 : 전극단자
130 : 제1초음파 발생장치
200 : 스키머
300 : 탈수부
310 : 상부 구동 벨트부
311 : 제1구동롤러 312 : 제1벨트
320 : 하부 구동 벨트부
321 : 제2구동롤러 322 : 제2벨트
323 : 지지부
330 : 제2초음파 발생장치 340 : 제3초음파 발생장치
350 : 물받이 360 : 정화수 저장부
361 : 최종 배출구
400 : 수용부
510 : 바닥벽 520 : 측벽
2000 : 녹조 제거용 선박
1100 : 유입관 1200 : 배출관
A : 녹조 응집체

Claims

조류를 포함한 물인 녹조수가 유입되는 녹조수 유입구 및 정화된 물이 배출되는 정화수 배출구가 형성된 녹조수 용기, 전원 공급 장치에 연결된 양극판과 음극판이 이격되어 배치되며 상기 양극판 및 음극판이 녹조수 용기의 내부에 구비된 전기 응집 장치를 포함하는 응집 부상부;
상기 녹조수 용기의 상부에 구비되며, 상기 녹조수 용기의 수면에 부상된 녹조 응집제를 걷어내는 스키머;
상기 스키머의 일측에 구비되며, 걷어낸 녹조 응집체를 탈수시키는 탈수부; 및
상기 탈수된 녹조 응집체가 수용되는 수용부;
를 포함하여 이루어지는 녹조 제거 장치.
제1항에 있어서,
상기 응집 부상부는,
상기 녹조수 용기에 설치된 제1초음파 발생장치를 더 포함하여 이루어지는 녹조 제거 장치.
제1항에 있어서,
상기 응집 부상부의 전기 응집 장치는,
수평방향으로 형성된 다수의 양극판과 음극판이 번갈아 이격되어 수직방향으로 배열된 것을 특징으로 하는 녹조 제거 장치.
제3항에 있어서,
상기 다수의 양극판 및 음극판에는 상하를 관통하는 다수의 관통공이 형성된 것을 특징으로 하는 녹조 제거 장치.
제1항에 있어서,
상기 응집 부상부의 전기 응집 장치는,
수직방향으로 형성된 다수의 양극판과 음극판이 번갈아 이격되어 수평방향으로 배열된 것을 특징으로 하는 녹조 제거 장치.
제1항에 있어서,
상기 탈수부는,
제1구동롤러들에 제1벨트의 양측이 지지되어 회전되는 상부 구동 벨트부; 및
상기 상부 구동 벨트부의 하측에 근접되어 배치되며, 제2구동롤러들에 제2벨트의 양측이 지지되어 회전되는 하부 구동 벨트부; 를 포함하여 이루어지며,
상기 상부 구동 벨트부와 하부 구동 벨트부의 서로 마주보는 부분의 벨트가 서로 동일한 방향으로 이동되도록 상부 구동 벨트부와 하부 구동 벨트부가 구동되는 것을 특징으로 하는 녹조 제거 장치.
제6항에 있어서,
상기 상부 구동 벨트부의 제1벨트의 하부 내측면에 접촉되도록 제2초음파 발생장치가 배치된 것을 특징으로 하는 녹조 제거 장치.
제6항에 있어서,
상기 하부 구동 벨트부의 제2벨트의 상부 내측면을 지지하는 지지부가 구비된 것을 특징으로 하는 녹조 제거 장치.
제6항에 있어서,
상기 하부 구동 벨트부의 제2벨트의 단부 내측면에 접촉되도록 제3초음파 발생장치가 배치된 것을 특징으로 하는 녹조 제거 장치.
제6항에 있어서,
상기 제2벨트의 상부측과 하부측 사이에 배치되고 폭이 상기 제2벨트의 폭보다 넓게 형성되며, 폭방향 일측 하방으로 경사지게 형성되어 상기 제2벨트의 상부측에서 낙하되는 탈수된 물이 모여 상기 탈수부의 하측에 형성된 정화수 저장부로 회수되도록 하는 물받이를 더 포함하여 이루어지는 녹조 제거 장치.
제1항에 있어서,
상기 녹조수 유입구가 형성된 녹조수 용기의 측벽과 전기 응집 장치 사이에는 상기 녹조수 용기의 내부 공간을 구획하도록 제1유동 가이드가 형성되되, 상기 제1유동 가이드는 측벽에 결합되며 하단이 바닥벽과 이격되도록 형성되어,
상기 녹조수 유입구로 유입된 녹조수가 상기 측벽과 제1유동 가이드 사이를 따라 유동되어 바닥벽과 제1유동 가이드의 하단 사이를 통과하여 전기 응집 장치 쪽으로 공급될 수 있는 것을 특징으로 하는 녹조 제거 장치.
제1항에 있어서,
상기 정화수 배출구가 형성된 구획판과 전기 응집 장치 사이에는 상기 녹주수 용기의 내부 공간을 구획하도록 제2유동 가이드가 형성되되, 상기 제2유동 가이드는 측벽 및 바닥벽에 결합되며 상단이 측벽 및 구획판보다 높이가 낮게 형성되어,
상기 녹조수 용기 내에서 정화된 물이 제2유동 가이드의 상측을 통과하여 상기 구획판과 제2유동 가이드 사이를 따라 유동되어 정화수 배출구를 통해 배출될 수 있는 것을 특징으로 하는 녹조 제거 장치.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 녹조 제거 장치를 포함하며, 상기 녹조 제거 장치의 녹조수 유입구에 연결된 유입관 및 최종 배출구에 연결된 배출관을 포함하여 이루어지는 녹조 제거용 선박.
녹조수 용기에 조류를 포함한 물인 녹조수가 수용된 상태에서 녹조수에 잠겨 이격되어 배치된 양극판과 음극판에 전원을 인가하여 녹조가 응집 및 부상되어 수면에 녹조 응집체가 모이도록 하되,
상기 양극판과 음극판에 전원을 인가하는 동안 녹조수에 초음파를 함께 가하여 녹조가 응집 및 부상되며 동시에 상기 양극판 및 음극판이 초음파에 의해 클리닝 되는 것을 특징으로 하는 녹조 제거 방법.
제14항에 있어서,
상기 양극판과 음극판에 전원을 인가하는 동안 녹조수에 초음파를 함께 가하되, 상기 초음파가 간헐적으로 가해지도록 하는 것을 특징으로 하는 녹조 제거 방법.