KR20230121972A - 녹조방지를 위한 공기순환 및 정화시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 녹조방지를 위한 공기순환 및 정화시스템에 관한 것이다. 본 발명은 공기발생기 또는 송풍기를 통하여 일정 압력의 공기를 생성시켜 주입시키는 공기주입구와 상기 입구와 연결되어 상기 공기주입구로부터 생성된 공기가 진행할 수 있도록 형성된 수평 형태의 공기통로와 상기 공기통로의 상부와 하부에 각각 형성되어 있는 배관을 통해 주입되는 용수가 외부로 송수될 수 있도록 형성된 수평 형태의 용수통로와 상기 공기통로와 상기 용수통로의 양측으로 각각 형성되어 내부의 공기와 용수를 배출시키는 공기배출부와 용수배출부와 상기 상부의 용수통로와 상기 하부의 용수통로가 각각 서로 연통하여, 잔존하여 진행되어진 용수가 외부로 배출되도록 하기 위한 배출부와 상기 배출부를 통하여 배출된 용수가 흘러들어간 영역의 녹조를 개선시키는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

녹조방지를 위한 공기순환 및 정화시스템 {Air circulation and purifying system for prevent green tide}

본 발명은 녹조방지를 위한 공기순환 및 정화시스템에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 상기 시스템에 공기와 물을 강가 등에 주입시켜 녹조를 방지시키기 위한 공기순환 및 정화시스템에 관한 것이다.

영양 염류의 과다로 인하여 호수나 강가 등에 녹조류가 대량으로 번식하여 물빛이 녹색으로 변하는 것을 녹조 현상이라고 한다.

상기와 같은 녹조현상은 부패성 유기 오염물질과 미량금속 및 증식촉진물질이 풍부하게 용존되어 있으며, 일사량, 수온 등과 같은 환경조건이 필요하며 이중에서도 여름철 수온의 상승이 녹조의 발생번식 및 확산에 있어서 가장 중요한 조건이 되는 것으로 알려지고 있다.

즉, 하천, 호수, 강 등에 유기물을 함유한 생활하수와 분뇨가 과량 흘러 들어가면 미생물이 유기물을 과량 분해하므로 수역에 영양이 많아지는 부영양화 현상이 발생하게 되면서 이로 인하여 수초와 녹조류가 번창하고 생물학적 산소요구량(Biochemical Oxygen Demand, BOD)이 증가하게 되며 물속의 산소 부족으로 인한 물고기 등과 같은 수중생물이 살 수 없는 환경으로 변하게 되는 것으로, 녹조가 발생되면 상층수면으로 표류하면서 서식하려는 성질(빛에 의한 광합성작용)이 있다.

특히, 기온이 상승하면 성층화 현상이 심화되어 호수 표면에서의 산소가 호수 저층으로 전달되기 어려워지면 호수 저층에서의 용존 산소량이 급격하게 떨어지게 되고, 그 결과 생태계 파괴가 더욱 악화되기 때문에 부영양화된 수역의 수질을 개선시키기 위한 장치가 요구되고 있으나, 녹조의 제거에 따른 과다한 소요비용 부담으로 시설물 관리를 하는데 있어서, 지장을 초래하게 되므로 매년 상습적인 녹조의 발생으로 인한 수질악화 방지 및 심미적 불쾌감을 해소하는데 있어 어려움이 있어 왔다. 통상적으로, 녹조 현상의 3가지 요소는 광합성(빛, 영양분), 수온, 물의 유속인데, 상기 3가지중 하나라도 해결 할 수 있다면 녹조의 제거가 가능한 것이다.

따라서, 상기와 같은 녹조현상을 방지하기 위한 시스템이나 장치 등의 개발과 같은 수처리 기술에 대한 연구가 최근까지도 활발하게 진행되고 있다.

대한민국 특허출원 제2006-0039625호 대한민국 특허출원 제2011-0112015호 대한민국 특허출원 제2014-0160627호

따라서, 본 발명은 공기의 주입으로 인하여 녹조를 감소시킬수 있는 녹조방지를 위한 공기순환 및 정화시스템을 제공할 수 있는 것을 목적으로 한다.

또한, 물과 공기를 통로를 통해서 이송시켜 배출부를 통하여 물과 공기를 함께 공급하여 줌으로써, 녹조를 크게 개선시킬 수 있도록 하는 녹조방지를 위한 공기순환시스템을 제공할 수 있는 것을 목적으로 한다.

또한, 상기 배출부를 통하여 배출된 물을 정화시킬 수 있으므로, 환경보호에도 일조할 수 있는 녹조방지를 위한 공기순환 및 정화시스템을 제공할 수 있는 것을 목적으로 한다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 공기발생기 또는 송풍기를 통하여 일정 압력의 공기를 생성시켜 주입시키는 공기주입구와 상기 입구와 연결되어 상기 공기주입구로부터 생성된 공기가 진행할 수 있도록 형성된 수평 형태의 공기통로와 상기 공기통로의 상부와 하부에 각각 형성되어 있는 배관을 통해 주입되는 용수가 외부로 송수될 수 있도록 형성된 수평 형태의 용수통로와 상기 공기통로와 상기 용수통로의 양측으로 각각 형성되어 내부의 공기와 용수를 배출시키는 공기배출부와 용수배출부와 상기 상부의 용수통로와 상기 하부의 용수통로가 각각 서로 연통하여, 잔존하여 진행되어진 용수가 외부로 배출되도록 하기 위한 배출부와 상기 배출부를 통하여 배출된 용수가 흘러들어간 영역의 녹조를 개선시키는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 상기 공기주입구는 내부에 공간이 형성되고, 상기 공기주입구의 일측에는 외부 공기가 급기되도록 급기부가 관통 형성되고 상기 공기주입구의 타측에는 상기 공기주입구의 내부로 급기된 공기가 배기되도록 배기부가 관통 형성되며, 상기 송풍기는 상기 급기부와 연결되어 외부 공기를 상기 공기주입기 내부로 급기시키는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 상기 용수배출부를 통하여 배출된 용수와 상기 공기배출부를 통하여 배출된 공기가 합쳐져서 녹조 현상을 개선시키는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 상기 용수는 지표수보다 낮은 온도로 살포됨으로서, 수온을 낮추어 녹조류의 성장을 억제시키는 것을 특징으로 하는 것이다.

따라서, 본 발명은 녹조 발생 지역의 수면에 수분이나 공기를 분사시켜 살포가 되므로 광범위한 살포가 가능할 뿐만 아니라, 녹조가 발생된 수면의 온도상승을 억제하고 수온을 낮추어 용수를 살포함으로서, 녹조류 성장을 억제시킴으로써 녹조발생을 방지할수 있으며, 녹조를 크게 저감시켜 수질정화에 이바지할수 있는 우수한 효과가 있는 것이다.

또한, 여재가 충진된 여재층을 물이 통과하도록 이루어짐으로써, 물속에 포함된 부유물들이 용이하게 필터링할수 있으며, 침전조와 반응조의 하부에 쌓이는 침전물들을 용이하게 외부로 배출할 수 있으므로, 수질을 정화시킬 수 있는 효과도 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 녹조방지를 위한 공기순환시스템의 전체적인 개략도.
도 2는 물과 공기의 순환시스템의 구성도.
도 3은 수열 발전 수단이 연결되어 있는 부체의 개념도.
도 4는 수열 발전 수단의 구성도
도 5는 정화장치의 구성도.
도 6은 공기 재활용 기능을 갖는 산화장치의 구성도.

이하에서는 본 발명의 양호한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시가 되더라도 가능한 한 동일 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위하여 사용된 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현도 의미하는 것임을 미리 밝혀두고자 한다.

도 1은 본 발명에 의한 녹조방지를 위한 공기순환시스템의 전체적인 개략도이고, 도 2는 물과 공기의 순환시스템의 구성도이고, 도 3은 수열 발전 수단이 연결되어 있는 부체의 개념도이고, 도 4는 수열 발전 수단의 구성도이고, 도 5는 정화장치의 구성도이고, 도 6은 공기 재활용 기능을 갖는 산화장치의 구성도이다.

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명에 의한 녹조방지를 위한 공기순환시스템의 대략적인 구성에 대해서 설명하기로 한다.

도시한 바와 같이, 송풍기(S) 등을 통하여 주입되는 공기와 수열발전수단(20)을 통하여 수온이 낮아진 용수를 함께 공급받는 공기순환시스템과 상기 공기순환시스템을 통하여 배출된 공기와 물을 혼합하여 배출시키는 공기순환시스템(도면부호는 생략), 상기 배출된 물을 정화시키는 정화장치(100)와 상기 배출된 공기를 다시 재활용하는 재활용장치(R)로 이루어진다.

이하에서는 도면을 참조하여 각각의 구성요소에 대한 설명을 하기로 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 녹조방지를 위한 공기순환시스템은 공기발생기(미도시) 또는 송풍기(S)를 통하여 일정 압력의 공기를 생성시켜 주입시키는 공기주입구(10)가 형성된다.

이하에서는, 상기 송풍기(S)에 대하여 설명하기로 한다.

공기주입구(10)는 내부에 공간이 형성되고 대략 육면체 형상이며, 상기 공기주입구(10)의 일측에는 외부 공기가 급기되도록 급기부(미도시)가 관통하여 형성되고, 상기 공기주입구(10)의 타측에는 상기 공기주입구(10)의 내부로 급기된 공기가 배기되도록 배기부(미도시)가 관통, 형성된다. 상기 송풍기(S)는 상기 급기부와 연결되어 외부 공기를 상기 공기주입기(10) 내부로 강제로 급기시키도록 하는 구성이다

상기 공기주입구(10)와 연결되어 송풍기(S)로부터 생성된 공기가 수평 방향으로 다이렉트로 진행할 수 있도록 형성된 수평 형태의 공기통로(20)가 형성된다.

다시 도 2를 보면, 상기 공기주입구(10)를 통하여 혼입된 공기가 진행하여 나아갈수 있도록 하기 위한 공기통로(20)가 일자(一字) 형태로 길게 형성되어 있다.

그리고, 상기 공기통로(20)에는 양측으로 역삼각형 형태의 공기배출부(25)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 상기 공기배출부(25)를 통하여 공기통로(20)에 있는 공기의 일부가 외부로 배출되는 것이다. 도시된 대로, 역삼각형 형태로 이루어져 빠른 속도로 배출될 수 있도록 하는 것이다.

도시된 대로, 상기 공기통로(20)의 상부와 하부에 각각 형성되어 있으며, 각각 수열발전수단(50)을 통해 주입되는 용수(用水)를 받아서 외부로 송수(送水)될 수 있도록 하기 위해서 마치, 배관 형태로 수평 형태의 용수통로(30)가 형성되어 있다. 여기서, 상기 수열발전수단(50)을 통하여 상기 용수통로(30)를 통행하는 용수가 생성되는데, 이것은 수온을 이용하는 수열발전수단(50)을 이용하여 발전과 동시에 발전시키는 과정에서 수온을 떨어뜨림으로써 저온의 용수를 이용함으로 인하여 성층화 현상을 사전에 방지하고, 녹조 현상을 방지를 도모할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는, 도 3을 참조하여 상기 수열 발전 수단(50)에 대한 설명을 하기로 한다.

도시된 바와 같이, 상기 수열 발전 수단(50)은 상기 부체(C) 주변으로부터 흡입된 물의 수온을 이용하여 전력을 발생시키기 위한 구성으로 상기 부체(C)에 설치된다. 여기서, 상기 부체(C)는 수상에 부유되는 부력을 형성하기 위한 구성으로 선박, 바지, 부체 등의 방법으로 다양하게 구성될 수 있다. 사각 형상의 부체(10)가 수상에 떠있는 상태로 가정한 것이다.

상기 수열 발전 수단(50)은 수온이 가지고 있는 열에너지를 전기에너지로 변환하는 과정에서 물의 열에너지를 흡수하기 때문에 배출되는 물(Wo)의 온도는 흡수되는 물(Wi)의 온도보다 떨어지게 된다. 따라서, 상기 수열 발전 수단(50)의 동작으로 본 발명의 운용에 필요한 전력을 발전함과 동시에 수온을 낮추게 되어 저온의 용수를 공급하여 녹조 발생을 방지할 수 있게 된다. 따라서, 상기 용수는 지표수보다 낮은 온도로 살포됨으로서, 수온을 낮추어 녹조류 등의 성장을 억제시킬수 있는 것이다.

그리고, 흡입펌프(P)는 상기 수열발전수단(50)으로 공급하기 위하여 배출부(40)로부터 배출되는 물을 흡입하게 되는 역할을 하는 것이다. 상기 흡입펌프(P)로부터 흡입된 물은 흡입관(11a)을 통하여 상기 수열발전수단(50)으로 즉각 전달된다.

이러한 수열을 흡수하여 발전하는 수열 발전 수단(50)은 다양한 방식으로 구성될 수 있으나, 도 4에는 유기 랭킨 사이클(organic rankine cycle) 이용한 발전 방식이 수열 발전 수단(50)으로 이용된 예가 도시된 것이다. 상기 유기 랭킨 사이클 방식에 대한 자세한 설명은 널리 공지된 기술이므로 생략하기로 한다.

도시된 바와 같이, 수열 발전 수단(50)인 유기 랭킨 사이클은 예열기(51), 증발기(52), 과열기(53), 터빈(54), 응축기(55), 탱크(56) 및 펌프(미도시)의 순서로 작동 유체가 순환되는 사이클을 형성하고, 상기 터빈(54)의 회전으로 발전기(57)를 작동시켜 발전이 이루어지는 방식이다.

상기 수열 발전 수단(50)인 유기 랭킨 사이클을 구성하는 예열기(51)는 흡입관(11a)을 통해 흡입된 물(Wi)의 수열을 흡수하여 액체 상태의 작동 유체를 예열시키는 구성이고, 증발기(52)는 수열을 흡수하여 상기 예열기(51)를 거친 액체 상태의 작동 유체를 기체 상태로 생성시키는 구성이다. 상기 수열 발전 수단(50)인 유기 랭킨 사이클을 구성하는 과열기(53)는 수열을 흡수하여 상기 증발기(52)를 통해 공급되는 기체 상태의 작동 유체를 과열 기체 상태로 과열시키는 구성이다.

터빈(54)은 상기 과열기(53)를 통해 공급되는 과열된 기체 상태의 작동 유체를 예열기(51)의 방향으로 다시 순환시키면서, 상기 과열된 기체 상태의 작동 유체를 공급받아 기계적 에너지로 변환시켜 구동하는 구성이고, 상기 발전기(57)는 상기 터빈(54)의 구동에 의해 전력을 생산하는 구성이다.

상기 발전기(57)에 의해 생성된 전력은 충전지(58)에 저장된다. 상기 응축기(55)는 상기 터빈(54)을 거친 기체 상태의 작동 유체를 액체 상태로 응축시키는 구성이고, 상기 응축기(55)를 거쳐 응축된 냉각 액체 상태의 작동 유체는 탱크(56)에 저장된다. 상기 유기 랭킨 사이클은 상기 탱크(56)에 저장된 냉각 액체를 펌프로 펌핑하여 상기 예열기(51)로 공급하여 순환이 이루어지게 된다.

상기 수열 발전 수단(50)인 유기 랭킨 사이클을 구성하는 예열기(51), 증발기(52) 및 과열기(53)는 수열을 흡수하는 구성인데, 이들 구성은 각각 별도로 물을 공급받아 그 수열을 흡수하도록 구성될 수 있으나 도시된 바와 같이, 흡입관(11a)를 통해 흡입된 물(Wi)이 순차적으로 과열기(53), 증발기(52) 및 예열기(51) 순서로 거치면서 수열이 흡수되고 연결관(11b)으로 배출되는 예로 도시되어 있다.

이렇게, 상기 수열 발전 수단(50)을 거쳐 수온이 떨어져 배출되는 용수는 곧바로 용수통로(30)로 배출된다. 따라서, 상기 수열발전수단(50)을 통한 발전과 동시에 발전과정에서 수온이 떨어지는 양질의 용수를 공급함으로서, 더욱 효과적으로 녹조를 방지할 수 있는 것이다. 다시 말해서, 녹조가 발생하기 어려운 온도로 수온을 낮추도록 하여 녹조를 없앨수 있는 것이다.

그리고, 도 3에 도시되어 있는 고액 분리 부재(45)는 상기 수열 발전 수단(50)을 거쳐서 배출되는 물로부터 녹조 미생물과 같은 부유물을 분리하여 배출하기 위한 구성이다. 상기 수열 발전 수단(50)을 거쳐 수온이 떨어져 배출되는 물은 곧바로 외부로 배출될 수 있으나, 이 물에 포함된 녹조 물질과 같은 부유물을 분리함으로써 녹조를 제거하도록 구성된다.

도시된 대로, 상기 고액 분리 부재(45)는 상기 수열 발전 수단(50)을 거쳐 연결관(11b)를 통해 배출되는 물로부터 부유물을 분리하여 제거하도록 수열 발전수단(50)과 배출관(11c) 사이에 연결되어 있는 것이 도시되어 있으나, 상기 고액 분리 부재(45)는 상기 수열 발전 수단(50)의 이전에 연결되어 상기 흡입관(11a)으로 흡입되는 물(Wi)로부터 부유물을 분리하도록 구성될 수도 있는 것이다.

따라서, 상기와 같은 방식으로 공급되는 용수통로(30)에 유입되는 물 자체에도 녹조의 방지를 도모하여 한층 더 녹조 개선을 시킬수 있는 것이다.

상기 배출관(11c)을 통해서 배출되는 저온의 용수(Wo)는 다시 도 2를 보면, 상부 용수통로(30)와 하부 용수통로(3)로 각각 공급된다.

그리고, 상부 용수통로(30)와 하부 용수통로(30)의 양측으로 각각 형성되어 내부의 용수를 배출시키는 용수배출부(35)가 형성되어 있다. 또한, 공기통로(20)와 내부의 공기를 배출시키는 공기배출부(25)도 형성된다.

따라서, 상기 용수배출부(35)를 통하여 양질의 용수가 배출되는 데, 상기 공기배출부(25)를 통하여 배출된 공기가 상기 용수와 함께 합쳐지게 되는 것이다.

그러므로, 공기와 물이 섞이면서 수중 용존 산소량(DO: 수중에 용해되어 있는 산소의 양)를 늘어나게 된다. 따라서, 용수(用水)에 공기(산소)를 혼합하여 부영양화되어 녹조 현상이 진행되는 하천이나 호소(湖沼: 호수와 늪) 등의 녹조현상을 개선시켜 수질을 자연친화적으로 정화시킬수 있는 것이다.

이러한 상기 상부의 용수통로(30)와 상기 하부의 용수통로(30)가 각각 연장되어 형성되어 있어, 서로 만나도록 연통하여 잔존하여 진행되어진 용수가 하나로한곳에 모아져서 외부로 배출되도록 하기 위한 배출부(40)가 형성되어 있다.

상기 배출부(40)를 통하여 외부로 배출된 용수가 흘러들어간 영역에 있어서도 역시 녹조를 개선시킬수 있는 것이다.

이하에서는, 도면을 첨부하여 상기 배출부(40)를 통하여 이송되어진 물 등을 정화시키는 정화장치(100)에 대한 설명을 하기로 한다.

도 5는 상기 정화장치(100)의 구성도이다. 도시된 바와 같이, 상기 정화장치(100)는 침전조(110), 저수조(120), 반응조(130), 여과조(140), 및 안정조(150)를 포함한다.

상기 침전조(110)는 배출부(40)를 통하여 물이 유입된다. 상기 침전조(110)의 하부에는 바닥에 침전된 슬러지 등을 외부로 배출시키는 배출망(111)이 설치된다. 여기서, 상기 배출망(111)의 종류로는 거름망, 필터 등을 들수가 있다.

침전조(110)와 저수조(120) 사이의 측벽 상부에는 상기 침전조(110)의 물을 저수조(120)로 이송하는 이송홀(160)이 형성된다.

상기 저수조(120)는 이송홀(160)을 통해 유입된 물을 수압에 의하여 반응조(130)로 공급한다. 저수조(120)와 반응조(130) 사이의 측벽 하부에는 저수조(120)의 물을 반응조(130)로 이송하는 이송홀(170)이 형성된다.

상기 반응조(130)의 내부에는 미생물이 서식하는 바이오스톤으로 이루어진 바이오스톤층(131)이 설치된다. 이러한 반응조(130)의 하부에는 바닥에 침전된 오염물질을 외부로 배출하기 위한 배출 스크류(132)와, 상기 바이오스톤층(131)으로 공기를 공급하여 바이오스톤이 움직일 수 있도록 하는 상기 에어 공급장치(133)가 연결된다. 여기서, 바이오스톤의 굵기는 1.5 ~ 3㎝가 바람직하다.

만일, 바이오스톤의 굵기가 3㎝를 초과하게 되면 에어를 공급하더라도 바이오스톤의 움직임이 둔해져 반응효율이 떨어지며, 1.5㎝ 미만인 경우에는 에어 공급시 바이오스톤의 움직임이 너무 빨라 바이오스톤에 서식하는 미생물과 물에 함유된 인이나 질소 성분이 반응하는 시간이 짧아 반응효율이 떨어진다.

상기 반응조(130)와 이웃하는 상기 여과조(140) 사이의 측벽 상부에는 반응조(130)의 물을 여과조(140)로 이송하기 위한 이송홀(180)이 더 형성된다.

상기 여과조(140) 내부에는 물에 함유된 부유물을 여과하기 위한 여재(여과할 때 사용하는 다공질 재료로서, 모래, 자갈 등)가 충진되어 있는 여재층(141)이 설치된다. 이때, 상기 여재층(141)은 바이오스톤층(131)과는 달리 공기의 공급이 없어 정지된 상태에서 물을 통과시키게 된다.

상기 여과조(140)와 이웃하는 상기 안정조(150) 사이의 측벽 하부에는 여과조(140)를 통과하면서 정화된 물을 안정조(150)로 이송하기 위한 이송홀(190)이 형성된다. 한편, 여재층(141)을 형성하는 여재의 크기는 1㎝ 이하가 바람직하다.

만일, 여재의 크기가 1㎝를 초과하게 되면 크기가 작은 부유물들은 걸러지지 않고 크기가 큰 부유물들만 걸러지는 문제점이 있다. 상기 안정조(150)는 여과조(140)를 통과하면서 최종적으로 정화된 물을 채워두었다가 외부로 배출한다.

*이하에서는, 상기 정화장치(100)를 이용하여 물과 공기를 정화시키는 방식에 대하여 설명하기로 한다. 먼저, 배출부(40)를 통하여 배출된 물은 침전조(110)로 유입된다. 상기 유입된 물에 포함된 슬러지 등은 자중(自重: 스스로의 무게)에 의해 바닥에 침전하게 된다. 상기 침전물이 일정량 쌓일 경우에는 상기 침전조(110)의 바닥에 설치된 배출망(111)를 통해 침전물이 외부로 배출된다.

상기 침전조(110)에 일정 높이 이상으로 물이 채워지면 침전조(110)와 이웃하는 저수조(120) 사이의 측벽 상부에 형성된 이송홀(160)을 통해 침전조(110)의 물이 저수조(120)로 이송된다.

상기 저수조(120)로 이송된 물은 수압에 의해 저수조(120)와 반응조(130) 사이의 측벽 하부에 형성된 이송홀(170)을 통해 반응조(130)로 이송된다.

상기 반응조(130)의 하부로 유입된 물은 수압에 의해 상승하면서 미생물이 서식하는 바이오스톤이 충진되어 있는 바이오스톤층(131)을 통과하게 된다. 이 과정에서 에어 공급장치(133)에 의해 반응조(130) 내로 에어가 공급됨에 따라, 바이오스톤층(131)의 바이오스톤이 움직이게 된다.

상기 바이오스톤이 움직이게 되면 바이오스톤에 서식하는 미생물이 활성화되어 물과 반응이 활발하게 이루어지며, 그 과정에서 물에 함유된 질소나 인 성분이 효율적으로 제거된다. 한편, 반응조(130)에서 이러한 물이 정화되는 과정에서 반응조(130)의 하부에 쌓이는 침전물은 반응조(130)의 하부에 설치된 배출 스크류(132)를 통해 외부로 배출된다. 여기서, 상기 배출스크류(132)의 구성도 배출망(111)과 유사한 거름망, 필터 등으로 이루어진다.

상기 반응조(130)에서 질소와 인 성분이 제거된 물은 반응조(130)와 여과조(140) 사이의 측벽 상부에 형성된 이송홀(180)을 통해 여과조(140)로 이송된다.

상기 여과조(140)의 상부로 유입된 물은 하강하면서 여재가 충진되어 있는 여재층(141)을 통과하게 된다. 이 때, 여재층(141)의 여재는 정지된 상태이며, 물속에 포함되어 있는 부유물들은 여재에 의해 걸러진다.

상기 여과조(140)에서 부유물들이 제거된 물은 여과조(140)와 안정조(150) 사이의 측벽 하부에 형성된 이송홀(190)을 통해 안정조(150)로 이송된다. 상기 안정조(150)에서는 여과조(140)에서 최종적으로 정화된 물을 채운 후 일정 높이 이상의 수위가 되면 외부로 배출하게 된다.

따라서, 상기 정화장치(100)를 이용하여 여재가 충진된 여재층(141)을 물이 통과하도록 이루어짐으로써, 물속에 포함된 부유물들이 용이하게 걸러질 수 있으며, 침전조(110)와 반응조(130)의 하부에 배출망(111)과 배출스크류(132)를 설치함으로써, 상기 침전조(110)와 상기 반응조(130)의 하부에 쌓이는 침전물들을 용이하게 외부로 배출할 수 있으므로 완전한 정화가 가능한 것이다.

이와 같이, 용수를 정화장치(100)를 통하여 정화시킨 후, 방류를 하여 녹조를 더욱 개선을 시킬수 있는 것이다.

이하에서는, 도면을 첨부하여 상기 정화장치(100)를 이용한 처리를 하고, 소모되어 남은 공기를 재활용하는 장치(R)에 대한 설명을 하기로 한다.

도 6을 보면, 상기 정화장치(100)를 통하여 정화되고 남은 공기 중의 산소를 내부로 유입시켜 오존을 발생시키는 오존발생기(200)가 형성된다. 상기 오존발생기(200)에서 발생된 오존이 역류방지기(240)를 통하여 하단으로 공급되고, 오존과 기체상태의 산소를 흡입하고, 흡입된 상기 산소와 오존을 흡입하는 진공펌프(230)와 상기 오존이 함유된 산소가 역류방지기(240)를 통하여 내부로 유입되면 산소에 포함된 오존을 정화 처리시키는 오존분해기(250)와, 상기 오존분해기(250)를 통하여 정화 처리시킨 산소가 내부로 유입되면 이를 압축기(260)가 압축되게 하고, 상기 압축기(260)를 통해서 압축된 산소는 새롭게 발생되는 산소와 함께 오존발생기(200) 내부로 공급되게 하는 산소발생기(270)로 구성된다.

이하, 상기 도 6을 참조하여 정화장치(100)를 통하여 물이 정화되고, 이에 남은 공기 중의 산소를 재활용하는 방식에 대하여 설명하기로 한다.

상기 정화장치(100)를 통하여 정화 처리되고, 남은 공기 중의 오존, 산소가 오존발생기(200)로 공급된다. 그 다음에, 상기 오존과 산소를 진공펌프(230)로 이송하여 진공 처리시킨다.

진공 처리된 일부 오존이 함유된 산소는 역류방지기(240)를 통하여 오존분해기(250) 내부로 그대로 유입되고, 상기 오존분해기(250)로 유입되는 산소에 포함된 오존은 정화 처리된다.

이와 같이, 상기 오존분해기(250)를 통하여 정화 처리된 산소가 내부로 유입되면서 압축기(260)를 통해서 압축되고, 이러한 압축기(260)를 통하여 압축된 산소는 산소발생기(270)에 의해 새롭게 발생되는 산소와 함께 소모된 양만큼 산소가 오존발생기(200)의 내부로 다시 공급되는 것이다.

따라서, 정화장치(100)를 통하여 정화 처리시, 소모되고 남은 공기 중에서 일부 오존이 포함된 산소가 상기 오존분해기(250)를 거치는 과정에서 오존이 정화 처리될 수 있도록 하는 산소 재활용 기능을 가질수 있다.

또한, 상기 오존분해기(250)를 통하여 정화 처리된 일부의 산소와 산소발생기(270)를 통하여 새롭게 발생되는 산소가 혼합되고, 이러한 혼합된 산소는 오존발생기(200)의 내부로 다시 공급되도록 하여, 산소를 재활용할 수 있도록 하는 우수한 기능을 갖는 것이다.

이상에서와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 상기 기술한 실시 예는 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 첨부된 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 공기주입구 11a : 흡입관
11b : 연결관 11c : 배출관
20 : 공기통로 25 : 공기배출부
30 : 용수통로 35 : 용수배출부
40 : 배출부 45 : 고액분리부재
S : 송풍기 P : 흡입펌프
C : 부체 50 : 수열발전수단
51 : 예열기 52 : 증발기 53 : 과열기
54 : 터빈 55 : 응축기 56 : 탱크
57 : 발전기 58 : 충전지 100 : 정화장치
110 : 침전조 111 : 배출망
120 : 저수조 130 : 반응조
131 : 바이오스톤층 132 : 배출스크류
133 : 에어 공급장치 140 : 여과조
141 : 여재층 150 : 안정조
160,170,180,190 : 이송홀 R : 재활용장치
200 : 오존발생기 230 : 진공펌프
240 : 역류방지기 250 : 오존분해기
260 : 압축기 270 : 산소발생기

Claims (1)

1. 녹조방지를 위한 공기순환 및 정화 시스템에 있어서,
   송풍기를 통하여 일정 압력의 공기를 입구에 생성시켜 주입시키도록 하기 위해 내부에 공간이 형성되고, 일측에는 외부 공기가 급기되도록 급기부가 관통 형성되고, 타측에는 급기된 공기가 배기되도록 배기부가 관통 형성되며, 상기 송풍기가 상기 급기부와 연결되어 외부 공기를 내부로 급기시키도록 하는 공기주입구;
   상기 공기주입구와 연결되어 상기 송풍기로부터 생성된 공기가 진행할 수 있도록 형성된 수평 형태의 공기통로;
   상기 공기통로의 상부와 하부에 각각 형성되어 있는 수열발전수단을 통해 주입되는 용수가 외부로 송수될 수 있도록 형성된 수평 형태의 용수통로;
   상기 공기통로와 상기 용수통로의 양측으로 각각 형성되어 내부의 공기와 용수를 배출시키는 공기배출부 및 상기 배출된 용수와 상기 공기배출부를 통하여 배출된 공기가 합쳐져서 녹조 현상을 개선시키는 용수배출부;
   상기 상부의 용수통로와 상기 하부의 용수통로가 각각 서로 연통하여, 잔존하여 진행되어진 용수가 외부로 배출되도록 하기 위한 배출부;
   상기 용수통로를 통하여 용수를 공급하기 위해, 흡입관을 통해 흡입된 물의 수열을 흡수하여 액체 상태의 작동 유체를 예열시키는 예열기와 상기 수열을 흡수하여 상기 예열기를 거친 액체 상태의 작동 유체를 기체 상태로 생성시키는 증발기와 상기 수열을 흡수하여 상기 증발기를 통해 공급되는 기체 상태의 작동 유체를 과열 기체 상태로 과열시키는 과열기와 상기 과열기를 통해 공급되는 과열된 기체 상태의 작동 유체를 상기 예열기의 방향으로 다시 순환시키면서, 상기 과열된 기체 상태의 작동 유체를 공급받아 기계적 에너지로 변환시켜 구동하는 터빈과 상기 터빈의 구동에 의해 전력을 생산하는 발전기와 상기 발전기에 의해 생성된 전력을 저장하는 충전지와 상기 터빈을 거친 기체 상태의 작동 유체를 액체 상태로 응축시키는 상기 응축기와 상기 응축기를 거쳐 응축된 냉각 액체 상태의 작동 유체를 저장하는 탱크로 이루어지는 수열발전수단을 포함하며, 상기 배출부를 통하여 배출된 용수가 흘러 들어간 영역의 녹조를 개선시키며,
   상기 배출부를 통해 이송된 물을 정화시키기 위하여,
   상기 배출부를 통하여 물이 유입되며, 하부에는 바닥에 침전된 슬러지 등을 외부로 배출시키는 배출망이 설치된 침전조와, 상기 침전조의 물을 상기 침전조와 저수조 사이의 측벽 상부에 형성된 이송홀을 통해 유입된 물을 수압을 이용하여 공급하는 저수조와, 상기 저수조의 물을 상기 저수조와 반응조 사이의 측벽 하부에 형성된 이송홀을 통해 이송받으며, 내부에는 미생물이 서식하는 바이오스톤으로 이루어진 바이오스톤층이 설치되고, 하부에는 바닥에 침전된 오염물질을 외부로 배출하기 위한 배출 스크류와, 상기 바이오스톤층으로 공기를 공급하여 바이오스톤이 움직일 수 있도록 하기 위한 에어 공급장치가 연결된 반응조와 상기 반응조의 물을 상기 반응조와 여과조 사이의 측벽 상부에 형성된 이송홀을 통하여 이송받으며, 내부에는 물에 함유된 부유물을 여과하기 위한 여재가 충진되어 있는 여재층이 설치된 여과조와 상기 여과조와 이웃하는 상기 안정조 사이의 측벽 하부에 형성된 이송홀을 통하여 이송된 상기 여과조에서 정화된 물을 채운후, 일정 높이 이상의 수위가 되면 외부로 배출하는 안정조로 이루어지는 정화장치(100)를 포함하고,
   상기 정화장치(100)를 통하여 정화되고 남은 공기 중의 산소를 내부로 유입시켜 오존을 발생시키는 오존발생기(200)가 형성되고, 상기 오존발생기(200)에서 발생된 오존이 역류방지기(240)를 통하여 하단으로 공급되고, 오존과 기체상태의 산소를 흡입하고, 흡입된 상기 산소와 오존을 흡입하는 진공펌프(230)와 상기 오존이 함유된 산소가 역류방지기(240)를 통하여 내부로 유입되면 산소에 포함된 오존을 정화 처리시키는 오존분해기(250)와, 상기 오존분해기(250)를 통하여 정화 처리시킨 산소가 내부로 유입되면 이를 압축기(260)가 압축되게 하고, 상기 압축기(260)를 통해서 압축된 산소는 새롭게 발생되는 산소와 함께 오존발생기(200) 내부로 공급되게 하는 산소발생기(270)로 구성되고,
   상기 정화장치(100)를 통하여 물이 정화되고, 이에 남은 공기 중의 산소를 재활용하는 방법은
   상기 정화장치(100)를 통하여 정화 처리되고, 남은 공기 중의 오존, 산소가 오존발생기(200)로 공급하는 제1단계;
   상기 오존과 산소를 진공펌프(230)로 이송하여 진공 처리하는 제2단계;
   상기 제2단계에서, 진공 처리된 일부 오존이 함유된 산소는 역류방지기(240)를 통하여 오존분해기(250) 내부로 그대로 유입되고, 상기 오존분해기(250)로 유입되는 산소에 포함된 오존은 정화 처리하는 제3단계;
   상기 제3단계에서, 상기 오존분해기(250)를 통하여 정화 처리된 산소가 내부로 유입되면서 압축기(260)를 통해서 압축되고, 이러한 압축기(260)를 통하여 압축된 산소는 산소발생기(270)에 의해 새롭게 발생되는 산소와 함께 소모된 양만큼 산소가 오존발생기(200)의 내부로 다시 공급되는 제4단계;로 구성되고,
   상기 용수는 상기 수열발전수단을 통해서 지표수보다 낮은 온도로 살포됨으로서, 수온을 낮추어 녹조류의 성장을 억제시키는 것을 특징으로 하는 녹조방지를 위한 공기순환 및 정화시스템.