KR20190004416A - 녹조 및 적조발생 저감장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 녹조 및 적조발생 저감장치에 관한 것으로, 강가나 바다에 설치되어 물을 순환하고 냉각하여 녹조 및 적조를 제거하는 기술이다.
본발명의 구성은 하부는 해저에 고정되고 상부는 해수면 상부로 노출되게 설치되고, 하부에는 물수용층이 형성되고 상부에는 공기층이 존재하게 되는 내부공간을 가지며, 외주면에 물유입공이 형성된 본체; 상기 본체의 물수용층에 삽입되어 상기 본체에 중량을 제공하고 내부로 유입된 물을 여과하게 하는 여과중량부재; 상기 본체의 측면에 상기 물유입공보다 상대적으로 높은 위치에 연결 설치되는 배출관; 상기 배출관에 연결되어 단부가 해상위로 형성되어 외부의 공기가 유입가능하게 하는 공기유입관; 상기 본체의 공기층에 설치되어 회전에 의해 상기 공기층을 저압상태로 형성시키는 팬;이 포함되어, 상기 팬의 회전에 의해 상기 본체의 상,하 압력차에 의해 물을 상기 물유입공과 상기 배출관을 통해 순환시키고, 상기 배출관으로 물 배출 압력에 의해 상기 공기통로로 공기가 흡입되게 하는 것을 특징으로 한다.

Description

녹조 및 적조발생 저감장치{apparatus for preventing algal bloom}

본 발명은 녹조 및 적조발생 저감장치에 관한 것으로, 오염된 강변하천수 또는 바다해양수를 모래, 자갈, 활성탄, 작은 호박돌 및 암반석의 대수층을 통과하면서 맑은물과 산소를 강변하천수, 바다해양수에 공급하는 녹조 및 적조발생 저감장치에 관한 기술이다.

강변하천수 또는 바다해양수의 물색을 녹색 또는 적색으로 변화시키는 현상이다. 이러한 이유는 오염에 의해 무기 영양염류의 농도가 높아진 것으로, 유속이 느리거나, 일조량이 늘거나, 수온이 올라갈때 활발하게 증식하게 된다. 녹조 및 적조로 인해 대번성한 조류는 물의 용존산소가 줄어들어 수생생물들을 위협하게 된다.

녹조 및 적조발생을 저지하기 위해서는 물의 온도를 낮추거나, 산소를 지속적으로 공급해야 하기도 하며, 황토를 뿌려 햇빛을 차단하고 녹조 및 적조를 응집하고 침전시키는 방법을 사용한다.

한번 녹조 및 적조가 발생하면 수생생물이 폐사하고, 확산속도가 빠르므로 빠른 시간안에 제거하거나 원천적으로 녹조 및 적조 발생을 막을 수 있는 방법이 요구된다.

종래의 기술로는 해양속에서 물의 이동을 빠르게 하는 팬이 설치되고, 공기를 공급하게 하나 수중에서 팬이 회전하기에는 많은 부하가 발생하고, 팬의 고장시 수리가 힘든 문제점이 있어왔다.

KR 10-2017-0052040 A

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 강변이나 바다에 설치되어 오염된 물을 여과시키고, 산소를 공급하여 지속적으로 녹조 및 적조발생을 막으며, 내부관리가 간편하고, 다용도로 이용할 수 있는 녹조 및 적조발생 저감장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 하부는 해저에 고정되고 상부는 해수면 상부로 노출되게 설치되고, 하부에는 물수용층이 형성되고 상부에는 공기층이 존재하게 되는 내부공간을 가지며, 외주면에 물유입공이 형성된 본체; 상기 본체의 물수용층에 삽입되어 상기 본체에 중량을 제공하고 내부로 유입된 물을 여과하게 하는 여과중량부재; 상기 본체의 측면에 상기 물유입공보다 상대적으로 높은 위치에 연결 설치되는 배출관; 상기 배출관에 연결되어 단부가 해상위로 형성되어 외부의 공기가 유입가능하게 하는 공기유입관; 상기 본체의 공기층에 설치되어 회전에 의해 상기 공기층을 저압상태로 형성시키는 팬;이 포함되어, 상기 팬의 회전에 의해 상기 본체의 상,하 압력차에 의해 물을 상기 물유입공과 상기 배출관을 통해 순환시키고, 상기 배출관으로 물 배출에 따른 압력차에 의해 상기 공기유입관으로 공기가 흡입되게 하는 것을 특징으로 한다.

상기 본체에는, 상기 본체의 저면에 관통 형성되어 해저에서 발생한 퇴적물의 가스를 배출하게 하는 가스배출관이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 본체에는, 상부에 집열판, 집광판, 풍력터빈, 배터리, 발전기 중 선택적으로 설치되어 상기 팬에 회전 동력을 제공하는 것을 특징으로 한다.

상기 여과중량부재는, 순차적으로 콘크리트층과, 모래층, 상기 모래보다 공극이 큰 제1자연석층, 활성탄층, 상기 제1자연석 보다 공극이 큰 제2자연석층이 적층되어 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 활성탄층은, 황토흙, 숯가루, 암반석이 혼합된 것으로 내부의 삽입공이 형성된 외부부재와, 상기 외부부재의 삽입공에 결합되는 것으로 숯가루가 압착된 내부부재가 이루어진 복수 개의 활성탄으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 물유입공에는, 상기 본체를 관통하고 밑면에 홀이 형성된 유입관과, 상기 유입관 전측에 결합되고 다수의 홀이 형성된 캡으로 구성된 결합체가 구비된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 기대할 수 있을 것이다.

먼저, 해상에 설치된 팬을 이용하여 압력차에 의해 물을 흡입하여 여과시키고 산소를 공급하여 정화된 물을 배출할 수 있어 녹조 및 적조 발생을 방지할 수 있다.

또한, 해상에 설치된 팬은 수중에 비해 부하가 없고 수리, 교체 등 관리가 편한 이점이 있다.

그리고, 본 발명을 석션파일로 시공하여 교량, 교각으로 시공시 활용할 수 있으며, 태양, 풍력 등의 자연친화적인 에너지로 팬의 회전동력을 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 녹조 및 적조발생 저감장치의 일 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 녹조 및 적조발생 저감장치의 다른 예시도.
도 3은 본체에 형성된 결합체의 구성 예시도.
도 4는 활성탄층의 활성탄 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 녹조 및 적조발생 저감장치의 일 예시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명인 녹조 및 적조발생 저감장치는 크게, 본체(100), 여과중량부재(200), 배출관(300), 공기유입관(400) 및 팬(500)으로 구성된다.

상기 본체(100)는 수중 바닥면에 설치되는 구조물이다.

원통형으로 형성되어 조류의 방향에 영향을 최소화하며 내부는 빈 구조물인 벽체(110)로 형성되며, 상부는 분리 가능한 덮개(120)가 형성된다. 그리고 벽체(120)는 하부 테두리를 따라 날끝강재(130)가 설치되어 바닥면에 염암층까지 고정할 수 있으며, 외주면에 물유입공(140)이 형성되어 외부의 물을 내부로 수용할 수 있다.

이때, 상기 본체(100)는 하부가 해저에 고정되지만, 상부는 해수면 상부로 노출되게 설치되어 상기 본체(100) 하부에는 물수용층이 형성되고 상부에는 공기층이 존재하게 된다.

상기 여과중량부재(200)는 상기 본체(100)에 대하여 중량을 제공하고 물을 여과할 수 있는 부재이다. 상기 여과중량부재(200)는 순차적으로 하부에서 상부로 갈수록 콘크리트층(210)과, 모래층(220), 상기 모래보다 공극이 큰 제1자연석층(230), 활성탄층(240), 상기 제1자연석(230) 보다 공극이 큰 제2자연석층(250)이 적층되어 구성된 것을 특징으로 하며 대수층이라고도 지칭한다.

즉, 자연의 대수층처럼 단계별로 구성한 것이다.

상기 콘크리트층(210)은 가장 큰 중량을 제공하고 미생물이 서식하게 하는 모래층(220)과 제1자연석층(230)층을 거쳐 순차적으로 여과되게 하며 활성탄층(240)에서 가장 큰 여과효과를 이루어진다. 여기서 제2자연석층(250)은 활성탄층(240)을 누르는 역할을 하게 된다.

여기서, 제1자역석층(230)은 25mm 이하의 자갈로 구성되며, 제2자연석층(250)은 작은 호박돌 및 암박석을 사용하였다.

배출관(300)은 본체 내부의 물을 배출할 수 있는 통로이다.

상기 배출관(300)은 상기 본체(100)의 측면에 상기 물유입공(140)보다 상대적으로 높은 위치에 연결 설치된다.

상기 공기유입관(400)은 해상의 공기를 수중에 공급할 수 있는 통로이다.

상기 공기유입관(400)은 상기 배출관에 연결되어 단부가 해상위로 형성되어 외부의 공기가 회전하는 팬(500)의 저압 압력에 의해 급속으로 빨아들이는 유입가능한 구조로 설치된다. 그리고, 상기 공기유입관(400)에는 내부 단면적을 조절할 수 있는 밸브가 설치되어 공기 유입량을 조절할 수 있다.

여기서, 밸브(420)를 잠그면 배출관(300)에는 공기는 차단되고 물유입공(140)으로 수중의 물이 급속이 빨려들어와 본체(100) 내부를 순환하면서 내부의 대수층인(모래,자갈, 활성탄, 호박돌) 사이의 이물질과 녹조 및 적조의 식물 플랑크톤 번식 포자와 조류 독소 농도(1㎍/l 이하)가 최적인 시기인 초봄, 가을, 겨울에 내부청소를 도와줄 수 있다.

마지막으로 팬(500)은 상기 본체의 공기층에 설치되어 회전에 의해 상기 공기층을 저압상태로 형성시키는 회전체이다.

여기서, 팬(500)은 덮개(120)의 하면에 설치되어 본체(100)로부터 분리를 용이하게 하였다. 그리고, 덮개(120)의 상면에는 커버(122)가 설치되어 물기가 침투되는 것을 차단하였다.

상기 팬(500)의 회전에 의해 상기 본체(100)의 내부 상,하 압력차에 의해 물을 상기 물유입공(140)과 상기 배출관(300)을 통해 순환시키고, 상기 배출관(300)으로 물 배출에 따른 압력차에 의해 상기 공기유입관(400)으로 공기가 흡입되게 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 팬(500)의 회전은 본체(100) 내부에 유입된 물을 냉각하는 효과도 있다. 통상 수중온도가 약 22℃ 이상인 경우 적조 및 녹조의 미생물이 활성화되게 되는데 팬(500)이 회전함에 따라 수중 물의 온도를 낮출 수 있게 된다.

그리고, 상기 본체(100)에는 내부에 고주파 진동기(1000)가 설치되는 것을 특징으로 하여 상기 본체(100) 내의 고주파 진동에 의해 대수층(모래, 자갈, 활성탄, 호박돌)에 진동을 주어 이물질, 식물 플랑크톤 포자, 조류 세포를 파괴하면서 진동하고, 물을 순환하게 한다. 파장에 의해 믹서되어 물유입과 유출을 지속적으로 작동하면서 여과 및 청소를 할 수 있게 한다.

여기서, 상기 고주파 진동기(1000)는 상기 본체(100) 내에서만 진동이 전달되게 하고, 파장은 외부로 전달되지 않게 하여 외부 하천수 또는 해양수에 서식하는 생물의 생태계 교란을 일으키지 않도록 하는 것이 바람직하다.

상기 본체(100)에는, 상기 본체(100)의 저면에 관통 형성되어 해저에서 발생한 퇴적물의 가스를 배출하게 하는 가스배출관(600)이 형성되는 것을 특징으로 한다. 왜냐하면 상기 본체(100)가 해저에 고정된 것을 고려해볼 때, 내부에서 발생하는 연암층의 가스에 의한 압력으로 본체가 기울어지거나 부상하기 때문이다. 그래서 가스배출관(600)이 형성됨으로써 연암층에서 발생되는 가스를 배출하여 상기 본체(100) 해저면 안정하게 고정할 수 있게 해준다.

상기 본체(100)에는, 상부에 집열판(도 1,700), 집광판(미도시), 풍력터빈(도 2,800) 중 선택적으로 설치되어 상기 팬(500)에 회전 동력을 제공할 수 있다. 또한, 실내,외 양식장에 설치되는 경우에는 전기와 연결하여 팬(500)에 전기를 공급할 수 있다.

도 3은 본체에 형성된 결합체의 구성 예시도이다.

상기 물유입공(140)에는, 상기 본체(100)의 벽체(110)를 관통하고 밑면에 홀이 형성된 유입관(920)과, 상기 유입관(920) 전측에 결합되고 다수의 홀이 형성된 캡(840)으로 구성된 결합체(900)가 구비된 것을 특징으로 한다.

결합체(900)에는 각각에 홀이 형성되어 있어 예비여과가 이루어지게 되며, 유입관(920)을 상기 본체 내측에서 삽입하고 캡(940)을 본체 외측에서 상기 유입관(920)과 결합하여 결합이 용이하게 한다. 내부에는 유속의 변화를 줄 수 있도록 오리피스 형태로 실시할 수 있다.

도 4는 활성탄층의 활성탄 예시도이다.

상기 활성탄층은 황토흙, 숯가루, 암반석이 혼합된 것으로 내부의 삽입공이 형성된 외부부재(242)와, 상기 외부부재의 삽입공에 결합되는 것으로 숯가루가 압착된 내부부재(244)가 이루어진 복수 개의 활성탄으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

활성탄의 외부부재(242)에 포함된 숯가루는 초벌시 발화되어 기공을 형성하여 흡착과 미생물에 의한 분해 및 여과작용등을 하며, 내부부재(244)의 숯가루는 압착되어 있으므로 외부부재(242) 보다 높은 숯가루 함량에 의해 냄새 및 병원체 번식을 막는다.

이상과 같이 본 발명은 녹조 및 적조발생 저감장치를 제공하는 것을 기본적인 기술적인 사상으로 하고 있음을 알 수 있으며, 이와 같은 본 발명의 기본적인 사상의 범주내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.

100: 본체
110: 벽체
120: 덮개
130: 날끝강재
140: 물유입공
200: 여과중량부재
210: 콘크리트층
220: 모래층
230: 제1자연석층
240: 활성탄층
250: 제2자연석층
300: 배출관
400: 공기유입관
500: 팬
600: 가스배출관
700: 집열판
800: 풍력터빈
900: 결합체
920: 유입관
940: 캡

Claims (7)

1. 하부는 해저에 고정되고 상부는 해수면 상부로 노출되게 설치되고, 하부에는 물수용층이 형성되고 상부에는 공기층이 존재하게 되는 내부공간을 가지며, 외주면에 물유입공이 형성된 본체;
   상기 본체의 물수용층에 삽입되어 상기 본체에 중량을 제공하고 내부로 유입된 물을 여과하게 하는 여과중량부재;
   상기 본체의 측면에 상기 물유입공보다 상대적으로 높은 위치에 연결 설치되는 배출관;
   상기 배출관에 연결되어 단부가 해상위로 형성되어 외부의 공기가 유입가능하게 하는 공기유입관;
   상기 본체의 공기층에 설치되어 회전에 의해 상기 공기층을 저압상태로 형성시키는 팬;이 포함되어,
   상기 팬의 회전에 의해 상기 본체의 상,하 압력차에 의해 물을 상기 물유입공과 상기 배출관을 통해 순환시키고, 상기 배출관으로 물 배출에 따른 압력차에 의해 상기 공기유입관으로 공기가 흡입되게 하는 것을 특징으로 하는 녹조 및 적조발생 저감장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 본체에는,
   상기 본체의 저면에 관통 형성되어 해저에서 발생한 퇴적물의 가스를 배출하게 하는 가스배출관이 형성되는 것을 특징으로 하는 녹조 및 적조발생 저감장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 본체에는,
   상부에 집열판, 집광판, 풍력터빈, 배터리, 발전기 중 선택적으로 설치되어 상기 팬에 회전 동력을 제공하는 것을 특징으로 하는 녹조 및 적조발생 저감장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 여과중량부재는,
   순차적으로 콘크리트층과, 모래층, 상기 모래보다 공극이 큰 제1자연석층, 활성탄층, 상기 제1자연석 보다 공극이 큰 제2자연석층이 적층되어 구성된 것을 특징으로 하는 녹조 및 적조발생 저감장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 활성탄층은,
   황토흙, 숯가루, 암반석이 혼합된 것으로 내부의 삽입공이 형성된 외부부재와, 상기 외부부재의 삽입공에 결합되는 것으로 숯가루가 압착된 내부부재가 이루어진 복수 개의 활성탄으로 구성되는 것을 특징으로 하는 녹조 및 적조발생 저감장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 물유입공에는,
   상기 본체를 관통하고 밑면에 홀이 형성된 유입관과, 상기 유입관 전측에 결합되고 다수의 홀이 형성된 캡으로 구성된 결합체가 구비된 것을 특징으로 하는 녹조 및 적조발생 저감장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 본체에는,
   내부에 고주파 진동기가 설치되는 것을 특징으로 하는 녹조 및 적조발생 저감장치.

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