KR20190000734A - 태양열과 광촉매를 이용한 회전식 녹조 제거 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기존의 화학물질을 이용한 녹조제거 방식에서 벗어나 광촉매를 활용해 조류가 이산화탄소와 물, 무기염류 등으로 변해 2차 오염을 일으키지 않게 하는 효과가 있다. 또한 태양열 전지를 사용함으로서 친환경적이고 지속적인 사용이 가능하다 또한 태양전지로 구동되는 프로펠러들의 크기 또는 속도를 다르게 하여 본체를 임의의 각도로 이동 가능하게 해서 광범위한 녹조제거를 가능하게 한다.

Description

태양열과 광촉매를 이용한 회전식 녹조 제거 장치{Boring apparatus for removing green tide using photocatalyst and solar heat}

본 발명은 태양열을 동력으로 여러 각도로 수면위를 움직이면서 광촉매 코팅 소재를 이용한 하천 및 호소에서의 녹조제거방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양전지로 프로펠러를 돌려서 수면위를 광범위 하게 움직이면서 하천이나 호소중에 증식하는 조류를 효과적으로 사멸하기 위하여 산화티타늄(TiO2) 광촉매를 코팅한 판형 소재를 제조하고 이를 이용하여 하천 및 호소내의 녹조를 제거하는 방법에 관한 것이다.

종래에는 호소나 하천에 발생하는 조류(algae)는 주로 봄, 가을에 대량 번식하여 강물을 이용하여 음용수를 정수시 여과지를 막히게 하거나 혹은 응집 및 침전효율을 저하시키고 냄새를 유발시킬 뿐만 아니라 염소살균처리단계에서 발암물질인 트리할로메탄을 생성하는 등 문제를 일으키게 된다. 비록 이들 물질들의 인체에 대한 위해성의 증거는 아직 명확히 밝혀지지 않았지만 일반인들로 하여금 맛과 냄새로 인한 고통을 주게되는 것은 사실이다. 또한 이들 물질들은 용존 상태에서 물고기나 수중 생물로의 흡수가 매우 빠르게 일어나기 때문에 생물조직에 있어서 무게비로 대략 0.6㎍/㎏보다 높게 존재하면 맛과 냄새에 있어서 문제점을 야기시킨다. 현재까지 공지기술로서 사용되고 있는 조류의 제거방법으로는 황산구리에 의한 살균방법이 대표적이나 약품비가 많이 들고 구리에 의한 수질오염이 야기되며 특히 약품 투입시점에서만 효과를 나타내는 단점이 있다. 이 방법 이외에 정수장에서는 응집제나 염소를 다량 투입하기도 하나 근본적인 대책이 되지는 못한다. 한편 조류의 성장에 필요한 영양물질의 공급을 차단하기 위하여 준설을 하거나 하천이나 호소의 바닥에 플라이 애쉬(fly ash) 등으로 피복을 하기도 하고, 호소의 물을 대형 펌프를 사용하여 상하 강제 순환시키는 방법 등도 사용될 수는 있으나 비용이 매우 많이 들고 상시적으로 적용가능한 방법 이라고는 볼 수 없다.

따라서 녹조제거시 기존보다 저렴하고 2차물질을 생성하지 않고 친환경적이며 녹조를 지속적으로 제거가능한 능력이 필요하게 되었다.

특2002-0050428/2002년06월27일/광촉매 코팅 소재를 이용한 하천 및 호소에서의조류제거방법

본 발명의 목적은 기존의 화학물질을 이용한 녹조제거 방식에서 벗어나 광촉매를 활용해 조류가 이산화탄소와 물, 무기염류 등으로 변해 2차 오염을 일으키지 않게 한다. 또한 최근에는 가뭄과 폭염 등으로 호소나 하천의 가뭄현상과 녹조현상이 큰 문제가 되고있다. 심지어 서울시민들의 식수의 근원인 한강까지 녹조가 생기면서 문제가 대두되었다. 그리고 더욱 문제가 되는 것은 기존의 방식으로 녹조를 제거하면 그 순간에는 제거가 되지만 금방 다시 녹조가 생기는 문제가 발생되었다. 그러므로 태양열전지와 광촉매를 이용해서 친환경적이고 지속가능한 녹조제거를 가능하게 한다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 하천 또는 호소에 부유되어 하나 이상의 프로펠러로 이동 가능한 구조체; 및 상기 구조체의 하부에 상기 광촉매가 코팅되어 녹조 제거하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 둘 이상의 프로펠러는 크기 및 회전속도가 상이한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 둘 이상의 프로펠러는 크기 및 회전속도가 동일한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 프로펠러는 태양광에 의해 구동되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명은 기존의 화학물질을 이용한 녹조제거 방식에서 벗어나 광촉매를 활용해 조류가 이산화탄소와 물, 무기염류 등으로 변해 2차 오염을 일으키지 않게 하는 효과가 있다. 또한 태양열 전지를 사용함으로서 친환경적이고 지속 적으로 사용이 가능하다. 또한 태양전지로 구동되는 프로펠러들의 크기 또는 속도를 다르게 하여 본체를 임의의 각도로 이동 가능하게 해서 광범위한 녹조제거를 가능하게 한다.

도 1은 태양전지(4)가 본체 윗면의 동, 서 부분에 부착되고 이 전지와 연결된 태양광발전유닛(5)을 통해 본체 밑면의 부착된 프로펠러(1,2)를 회전시킨다. 그리고 밑면에 광촉매(3)가 코팅되어 있어서 녹조제거를 가능하게 하는 구성도이다.
도 2은 본 발명에 따른 본체 옆면으로, 수면에 닿는 프로펠러가 반쯤 위치한 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 크기가 다른 두개의 프로펠러와 광촉매로 코팅된 밑면의 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 태양광 동력을 위한 태양전지를 원기둥 모양 본체의 윗면의 동, 서 부분에 태양전지(3)를 설치한다. 그리고 그 윗 면의 남은 부분은 밑면까지 빈 공간의 형태로 존재한다. 왜냐하면 자외선으로 인해 광촉매가 반응하는데 녹조를 제거하기 위해 바닥에 코팅된 광촉매까지 빛이 닿기 위하여 빈 공간으로 존재한다.

그리고 도 2에 보는 바와 같이 윗면의 태양전지(4)로 부터 연결된 태양광발전 유닛(5)이 본체 내부에 위치해 있고 이 유닛과 연결된 두 프로펠러(1,2)가 회전하면서 이 힘으로 본체는 하천과 호소 위를 움직이게 된다. 이때 하천에 넓게 퍼진 녹조를 제거하기 위해서 두 개의 프로펠러(1,2)의 크기나 속도를 다르게 한다. 이에 따라 물을 뒤로 보내는 양이 다르다. 따라서 앞으로 진행하는 두 프로펠러의 속도는 차이가 나게 된다. 그러므로 본체는 수면위를 넓게 움직이고 다양한 각도로 움직이게 된다. 그래서 넓은 하천의 녹조 제거를 용이하게 한다.

도 3에 보이는 바와 같이 수면과 닿는 부분에 광촉매 페인트로 코팅이 되어 있다. 일단 광촉매의 원리는 간단하다. 광촉매와 결합한 산화티타늄(TiO2)이 강한 에너지의 빛을 받으면, 산화티타늄 속에 있던 자유전자가 계단을 오르듯 원소 바깥으로 이동한다. 이때 자유전자가 원래 있던 위치에 빈 공간이 생기고 물과 산소가 이 공간을 채우면서 두 개의 새로운 화학성분이 생성된다. 이 두 가지 성분은 산소를 전달하고자 하는 성질이 강력해서 유기물을 분해할 수 있다. 유기물을 분해한다는 것은 곧 오염물질을 비 오염물질로 전환하는 과정을 뜻한다. 따라서 녹조같은 유기물들을 분해할 수 있다.

1: 프로펠러
2: 프로펠러(1과 크기 또는 속도가 다른)
3: 광촉매 코팅판
4: 태양전지
5: 태양광발전유닛

Claims (4)

1. 광촉매를 이용한 녹조 제거 장치에 있어서,
   하천 또는 호소에 부유되어 하나 이상의 회전체로 이동 가능한 구조체; 및
   상기 구조체의 하부에 상기 광촉매가 코팅되어 녹조를 제거하는 것을 특징으로 하는 태양열과 광촉매를 이용한 녹조제거 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 회전체는 2개 이상이며, 적어도 2개의 회전체의 크기 또는 회전속도를 상이하게 구성하여 상기 구조체가 임의의 각도로 이동되게 하는 것을 특징으로 태양열과 광촉매를 이용한 녹조제거 장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 회전체는 2개 이상이며, 상기 둘 이상의 회전체는 크기 및 회전속도가 동일한 것을 특징으로 태양열과 광촉매를 이용한 녹조제거 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 회전체는 태양광에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 태양열과 광촉매를 이용한 녹조제거 장치.
   

Images