KR101855571B1 - apparatus for removing blue algae using UV LEDs - Google Patents
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Abstract
녹조 제거 장치가 개시된다. 이 녹조 제거 장치는, 중에 하나 이상의 유로를 형성하는 수중 구조체; 및 상기 유로를 흐르는 물에 존재하는 조류 세포를 불활성화시키도록, 상기 유로에 UV 광을 조사하는 다수의 UV LED를 포함하며, 상기 수중 구조체는 상부 UV 투과창과 하부 UV 투과창을 갖는 양방향 UV 투과 패널을 포함하며, 상기 다수의 UV LED는 상기 상부 UV 투과창을 통해 상기 유로 내로 UV 광을 조사하도록 상기 상부 UV 투과창의 하부에 2차원적으로 어레이되는 상부 UV LED들과 상기 하부 UV 투과창을 통해 상기 유로 내로 UV 광을 조사하도록 상기 하부 UV 투과창의 상부에 2차원적으로 어레이되는 하부 UV LED들을 포함한다.A greenhouse removing apparatus is disclosed. The algal remover comprises: an underwater structure forming at least one channel in the channel; And a plurality of UV LEDs for irradiating the channel with UV light so as to inactivate the algae cells present in the water flowing through the channel, wherein the underwater structure comprises an upper UV transmitting window and a lower UV transmitting window Wherein the plurality of UV LEDs comprises top UV LEDs that are two-dimensionally arrayed below the top UV transmission window to direct UV light into the flow path through the top UV transmission window, And lower UV LEDs arranged two-dimensionally on top of the lower UV transmission window to emit UV light into the flow path through the lower UV transmission window.
Description
본 발명은 하천, 저수지, 댐 또는 해안 등의 수역에서 발생하는 녹조를 제거하는 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 수중에 하나 이상의 유로를 형성하는 한편, 유로를 흐르는 물을 다수의 UV LED로 처리하여 녹조의 발생을 억제/제거하는 녹조 제거 장치에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to an apparatus for removing green algae from water such as rivers, reservoirs, dams, or coasts, and more particularly, Thereby preventing or eliminating the occurrence of a green tide.
물의 표면이 녹조로 뒤덮이면 수중으로 들어가는 햇빛이 차단되고, 이에 따라 산소가 추가로 유입되지 않으면서 물의 용존산소량이 줄어든다. 물의 용존산소량이 줄면 수중생물들이 죽게 되게 되고, 이로 인해, 사회적, 경제적, 환경적 측면에서 많은 문제들을 야기한다. 녹조의 심각한 폐해들을 막기 위해 녹조 제거와 억제를 위한 많은 연구가 이루어지고 있다. 예컨대, 녹조 제거 방법으로는 황토 살포법, 심층 폭기법 및 용존산소 증가법 등이 있다. 하지만, 황토 살포법은 투입비용이 과다하다는 문제와 호수 바닥 생태계의 교란 문제가 있고 심층 폭기법과 용존산소 증가법은 급격히 부영양화된 수역에서 큰 효과가 없다. 이에 대한 대안으로 초음파 녹조 제거법과 오존 살균법이 제안되었으나 아직 많은 한계를 나타내고 있다. When the surface of the water is covered with green algae, the sunlight entering the water is cut off, thereby reducing the amount of dissolved oxygen in the water without further inflow of oxygen. Decreasing the amount of dissolved oxygen in water will cause aquatic organisms to die, which causes many problems in terms of social, economic and environmental aspects. Much research has been carried out to remove and inhibit algal blooms to prevent serious harm to the algae. For example, green algae removal methods include loess spraying, depth-width technique, and dissolved oxygen increase. However, the Horticultural Spray method has a problem of excessive input cost and a disturbance problem of the lake bottom ecosystem, and the deep-widening technique and the dissolved oxygen increase method are not effective in the rapidly eutrophicated waters. As an alternative to this, ultrasonic kerosene removal method and ozone sterilization method have been proposed, but they still show many limitations.
최근에는 녹조의 발생 억제 및 제거에 UV(Ultraviolet radiation)를 이용하려는 시도가 이루어지고 있다. UV는 특정 수생생물에 대하여 높은 침투 및 치사율을 가져, 수생 생물에 조사되었을 때, 형태학, 광합성학, 영양학 또는 다른 생리학 측면에서 수생 생물의 성장을 억제할 수 있다. 실제 UV 처리 후의 조류와 플랑크톤에서 낮은 성장과 활력 저하가 확인되고 있다. 기다란 드럼통에 대형 UV 램프를 길게 설치한 후 드럼통이 물에 부분적으로 잠기도록 하여 녹조를 제거하는 기술이 종래에 제안된 바 있다. 이때, 대형 UV 램프는 불활성 기체로 채워지고 한 쌍의 전극이 설치된 대형의 석영 또는 유리 재질의 밀봉관을 포함하는 것으로 전극에 고전압이 인가되면 기체가 이온화되면서 UV를 발생시키는 구조로 되어 있다.In recent years, attempts have been made to use ultraviolet radiation (UV) to suppress and eliminate the occurrence of green algae. UV has high penetration and mortality rates for certain aquatic organisms and can inhibit the growth of aquatic organisms in terms of morphology, photosynthesis, nutrition, or other physiology when irradiated to aquatic organisms. Low growth and low energy levels are observed in algae and plankton after UV treatment. Conventionally, a technique has been proposed in which a large UV lamp is installed long in an elongated drum and then the drum is partially immersed in water to remove the greenhouse. In this case, the large UV lamp includes a large quartz or glass sealing tube filled with an inert gas and having a pair of electrodes. When a high voltage is applied to the electrode, the gas is ionized to generate UV.
하지만, 종래기술은 드럼통 중간에 길게 설치된 대형 UV 램프가 경제적이지 못하며, 또한, 드럼통 내를 흐르는 물에 대하여 UV 램프가 녹조 제거 처리할 수 있는 용량이 적어 비효율적이라는 문제점을 갖는다. 또한, 종래 기술은 드럼통의 내주면에서 대형 UV 램프까지의 거리를 줄일 수 있는 인자가 드럼통의 내경과 UV 램프의 크기로 제한적이라는 문제점이 있다. 또한, 종래기술은 충격에 취약한 UV 램프의 이용으로 인해 조류가 심하고 암초나 장애물이 많은 수역에서의 이용이 제한될 수밖에 없는 단점이 있다.However, the prior art has a problem that a large UV lamp installed long in the middle of the drum is not economical, and that the capacity of the UV lamp to remove the green alga can be reduced with respect to the water flowing in the drum, resulting in inefficiency. In addition, the prior art has a problem that the factor that can reduce the distance from the inner circumferential surface of the drum to the large UV lamp is limited by the inner diameter of the drum and the size of the UV lamp. In addition, the prior art has a disadvantage in that the utilization of UV lamps, which are vulnerable to impacts, limits the use of water in waters where there are many reefs and obstacles due to the use of UV lamps.
본 발명은 수중에 하나 이상의 유로를 형성하는 한편, 유로를 흐르는 물을 다수의 UV LED로 처리하여 녹조의 발생을 억제/제거하는 녹조 제거 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a greenhouse removing apparatus which forms one or more flow paths in water and treats water flowing through the flow path with a plurality of UV LEDs to suppress / remove the occurrence of green tide.
본 발명의 일측면에 따른 UV LED를 이용하는 녹조 제거 장치는, 수중에 하나 이상의 유로를 형성하는 수중 구조체; 및 상기 유로를 흐르는 물에 존재하는 조류 세포를 불활성화시키도록, 상기 유로에 UV 광을 조사하는 다수의 UV LED를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a greenhouse removing apparatus using UV LED, comprising: an underwater structure forming at least one flow path in water; And a plurality of UV LEDs for irradiating the channel with UV light so as to inactivate algae cells present in the water flowing through the channel.
일 실시예에 따라, 상기 수중 구조체는 상부 UV 투과창과 하부 UV 투과창을 갖는 양방향 UV 투과 패널을 포함하며, 상기 다수의 UV LED는 상기 상부 UV 투과창을 통해 상기 유로 내로 UV 광을 조사하도록 상기 상부 UV 투과창의 하부에 2차원적으로 어레이되는 상부 UV LED들과 상기 하부 UV 투과창을 통해 상기 유로 내로 UV 광을 조사하도록 상기 하부 UV 투과창의 상부에 2차원적으로 어레이되는 하부 UV LED들을 포함한다.According to one embodiment, the underwater structure comprises a bidirectional UV transmission panel having an upper UV transmission window and a lower UV transmission window, wherein the plurality of UV LEDs are arranged to emit UV light through the upper UV transmission window Upper UV LEDs are arranged two-dimensionally on the lower portion of the upper UV transmission window and lower UV LEDs are arranged on the upper portion of the lower UV transmission window to irradiate UV light into the channel through the lower UV transmission window do.
일 실시예에 따라, 상기 수중 구조체는 상기 양방향 UV 투과 패널을 2개 이상 상하 나란하게 포함하며, 상기 하나 이상의 유로는 서로 이웃하는 두 양방향 UV 투과 패널 사이에 형성된 유로를 포함한다.According to one embodiment, the underwater structure includes at least two bidirectional UV transmission panels parallel to each other, and the at least one flow passage includes a flow path formed between two neighboring bidirectional UV transmission panels.
일 실시예에 따라, 상기 수중 구조체는 수중에 일부만 잠긴 상태로 부력을 발생시키는 부력 발생 블록을 포함하며, 상기 유로는 상기 부력 발생 블록의 저면과 상기 양방향 투과 패널 사이에 형성된 유로를 포함한다.According to one embodiment, the underwater structure includes a buoyancy generating block that generates buoyancy in a state partially submerged in water, and the flow path includes a flow path formed between the bottom surface of the buoyancy generating block and the bi-directional permeation panel.
일 실시예에 따라, 상기 녹조 제거 장치는 상기 상부 UV 투과창 또는 상기 하부 UV 투과창의 표면을 닦아내는 표면 청소 유닛을 더 포함한다.According to one embodiment, the algae removing device further comprises a surface cleaning unit for wiping the surface of the upper UV transmission window or the lower UV transmission window.
일 실시예에 따라, 상기 표면 청소 유닛은 상기 표면에 접촉하는 와이퍼와, 상기 와이퍼를 상기 표면에 접촉된 상태에서 직선 또는 회전 운동시키는 와이퍼 구동부를 포함한다.According to one embodiment, the surface cleaning unit includes a wiper contacting the surface, and a wiper driving unit that linearly or rotationally moves the wiper in contact with the surface.
일 실시예에 따라, 상기 녹조 제거 장치는 수면 위로 노출된 상태로 상기 수중 구조체와 연결되는 태양 전지 패널을 더 포함하며, 상기 다수의 UV LED는 태양 전지 패널에 의해 발생된 전력을 공급받아 동작한다.According to an embodiment of the present invention, the green-light removing apparatus further includes a solar cell panel connected to the underwater structure in a state exposed on the water surface, and the plurality of UV LEDs operate by receiving power generated by the solar cell panel .
일 실시예에 따라, 상기 녹조 제거 장치는 수중의 오염도를 측정하는 오염도 측정 센서와, 상기 오염도 측정 센서에서 측정된 오염도 정보를 기초로 상기 다수의 UV LED를 제어하는 제어부를 더 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the greenhouse removing apparatus further includes a pollution degree measuring sensor for measuring pollution degree in the water, and a controller for controlling the plurality of UV LEDs based on the pollution degree information measured by the pollution degree measuring sensor.
일 실시예에 따라, 상기 다수의 UV LED는 UV A 파장대를 갖는 UV A LED들과, UV B 파장대를 갖는 UV B LED들과, UV C파장대를 갖는 UV C LED들을 포함하며, 상기 제어부는 상기 오염도 측정 센서가 측정한 오염도에 따라 상기 UV A LED들, 상기 UV B LED들 및 상기 UV C LED들을 선택적으로 제어한다.According to one embodiment, the plurality of UV LEDs comprises UV A LEDs having a UV A wavelength band, UV B LEDs having a UV B wavelength band, and UV C LEDs having a UV C wavelength band, And the pollution degree measuring sensor selectively controls the UV A LEDs, the UV B LEDs and the UV C LEDs according to the degree of contamination measured.
일 실시예에 따라, 상기 녹조 제거 장치는 상기 복수개의 양방향 UV 투과 패널을 상하 이격된 상태로 연결하는 연결부재와, 상기 녹조 제거 장치와의 연결 또는 예인선과의 연결을 위해 형성된 연결고리를 더 포함한다.According to one embodiment, the greenhouse removing apparatus further includes a connecting member for connecting the plurality of bidirectional UV transmitting panels in a vertically spaced state, and a connection link formed for connection with the greenhouse removing apparatus or connection with the tugboat do.
일 실시예에 따라, 상기 수중 구조체는 주변에 복수개의 유로를 형성하는 복수개의 UV 투과성 굴곡관을 포함하며, 상기 다수의 UV LED는 상기 UV 투과성 굴곡관 내에 굴곡진 패턴으로 어레이되며, 상기 UV 투과성 굴곡관 내에서 상기 UV 투과성 굴곡관 주변에 형성된 상기 유로에 UV 광을 조사한다.According to one embodiment, the underwater structure includes a plurality of UV transmissive bend tubes forming a plurality of flow paths in the periphery, the plurality of UV LEDs are arrayed in a curved pattern in the UV transmissive bend tube, the UV transmissive And the UV light is applied to the passage formed around the UV-permeable bending tube in the bending tube.
일 실시예에 따라, 상기 녹조 제거 장치는 상기 다수의 UV LED로부터 UV 광이 조사되는 경로에 TiO2를 포함한다. According to one embodiment, the algal remover includes TiO2 in the path where UV light is emitted from the plurality of UV LEDs.
본 발명에 따르면, 수중에 하나 이상의 유로를 형성하는 한편, 유로를 흐르는 물을 다수의 UV LED로 처리하여 녹조의 발생을 억제/제거하는 녹조 제거 장치가 구현된다. 본 발명의 다른 이점들은 이하 실시예의 설명으로부터 잘 이해될 것이다.According to the present invention, there is provided a greenhouse removing apparatus for forming one or more flow paths in water while treating water flowing through the flow paths with a plurality of UV LEDs to suppress / remove the occurrence of green tide. Other advantages of the present invention will be understood from the following description of the embodiments.
도 1은 본 발명에 따른 녹조 제거 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이고,
도 2는 도 1의 영역 "A"를 확대하여 나타낸 도면이고,
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 녹조 제거 장치의 양방향 UV 투과 패널 및 UV LED들을 보인 분해도이고,
도 4는 일 실시예에 따른 녹조 제거 장치의 작용을 설명하기 위한 도면이고,
도 5는 본 발명에 따른 녹조 제거 장치를 특정 수역을 이동하는 한 방식을 설명하기 위한 도면이고,
도 6은 녹조 제거 장치를 이용하는 여러 개 연결하여 이용하는 한 방식으로 설명하기 위한 도면이고,
도 7은 녹조 제거 장치의 양방향 UV 투과 패널의 UV 투과창 표면을 청소하는 표면 청소 유닛을 설명하기 위한 평면도이고,
도 8은 도 7에 도시된 표면 청소 유닛을 설명하기 위한 단면도이고,
도 9는 본 발명에 따른 녹조 제거 장치의 다른 실시예를 설명하기 위한 구성도이며,
도 10은 도 9의 B 방향으로 녹조 제거 장치를 도시한 도면이다.FIG. 1 is a schematic view for explaining an embodiment of a greenhouse removing apparatus according to the present invention,
Fig. 2 is an enlarged view of the area "A" in Fig. 1,
FIG. 3 is an exploded view showing a bidirectional UV transmission panel and UV LEDs of the greenhouse removing apparatus shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
FIG. 4 is a view for explaining an operation of a greenhouse removing apparatus according to an embodiment,
FIG. 5 is a view for explaining a method of moving a greeneye removing device according to the present invention in a specific water area,
FIG. 6 is a view for explaining a method in which a plurality of greenhouse removing apparatuses are connected and used.
7 is a plan view for explaining a surface cleaning unit for cleaning the UV transmitting window surface of the bi-directional UV transmitting panel of the greening device,
8 is a sectional view for explaining the surface cleaning unit shown in Fig. 7,
FIG. 9 is a configuration diagram for explaining another embodiment of the greenhouse removing apparatus according to the present invention,
FIG. 10 is a view showing a greenhouse removing apparatus in the direction of FIG. 9; FIG.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 첨부된 도면들 및 이에 관한 설명은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자로 하여금 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 의도로 제공된다. 따라서 도면들 및 설명이 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 아니 될 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings and the description thereof are intended to aid those of ordinary skill in the art in understanding the present invention. Accordingly, the drawings and description are not to be construed as limiting the scope of the invention.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 녹조 제거 장치(1)는, 특정 수역에서 일부 잠긴 상태로 그 수역의 녹조를 억제, 제거하는데 이용되는 장치로서, 수중에 제1, 제2, 제3 및 제4 유로(f1, f2, f3 및 f4)를 형성하는 수중 구조체(100)와, 상기 유로를 흐르는 물에 존재하는 조류 세포를 불활성화시키도록, 상기 제1, 제2, 제3 및 제 4유로(f1, f2, f3 및 f4)에 UV 광을 조사하는 다수의 UV LED(200)를 포함한다. 1 to 3, the
상기 수중 구조체(100)는 제1, 제2 및 제3 양방향 UV 투과 패널(110a, 110b, 110c)과, 부력 발생 블록(120)을 포함한다. 상기 부력 발생 블록(120)은 가장 상측에 배치된 채 수중에 일부가 잠기고 나머지 일부는 수면 위로 노출된다. 또한, 상기 제1, 제2 및 제3 양방향 UV 투과 패널(110a, 110b, 110c)은 상기 부력 발생 블록(120) 아래에서 상하로 나란하게 그리고 서로에 대해 이격되게 배치된다. 상기 부력 발생 블록(120)의 저면과 상기 제1 양방향 UV 투과 패널(110a) 사이에는 상기 제1 유로(f1)가 형성되고, 상기 제1 양방향 UV 투과 패널(110a)와 상기 제2 양방향 UV 투과 패널(110b) 사이에는 상기 제2 유로(f2)가 형성되고, 상기 제2 양방향 UV 투과 패널(110b)와 상기 제3 양방향 UV 투과 패널(110c) 사이에는 제3 유로(f3)가 형성되며, 상기 제3 양방향 UV 투과 패널(110c)의 직하에는 제4 유로(f4)가 형성된다. The
상기 양방향 UV 투과 패널(110a, 110b 또는 110c)은 대략 사각형으로 이루어지며, 상부 UV 투과창(112U)과 하부 UV 투과창(112L) 서로 평행하게 상하로 구비하며, 상부 UV 투과창(112U)과 하부 UV 투과창(112L) 사이는 두개의 사각형 공간으로 상하 격리된다. 상기 다수의 UV LED(200) 중 일부 UV LED(200)들은, 상기 상부 UV 투과창(112U)의 아래 밀폐 공간에서 2차원으로 행렬(matrix) 배열된 채로, 상기 상부 UV 투과창(112U)을 통해 UV 광을 제1, 제2, 제3 또는 제4 유로(f1, f2, f3 또는 f4) 내로 조사한다. 상기 다수의 UV LED(200) 중 나머지 UV LED(200)들은, 상기 하부 UV 투과창(112L)의 아래 밀폐 공간에서 2차원으로 행렬(matrix) 배열된 채로, 상기 UV 투과창(112U)을 통해 UV 광을 제1, 제2, 제3 또는 제4 유로(f1, f2, f3 또는 f4) 내로 조사한다.The bidirectional
또한, 본 실시예에 따른 녹조 제거 장치는 상기 부력 발생 블록(120)과, 상기 제1, 제2 및 제3 양방향 UV 투과 패널을 상하 이격된 상태로 연결하는 복수개의 기둥형 연결부재(300)를 더 포함한다. 상기 복수개의 기둥형 연결부재(300)는 상기 부력 발생 블록(120)과, 상기 제1, 제2 및 제3 양방향 UV 투과 패널(110a, 110b, 110c, 110d)을 그들의 네 코너에서 연결하도록 구성된다. 또한, 상기 녹조 제거 장치(1)는 상기 연결부재(300)를 통해 또는 직접적으로 상기 수중 구조체(100)과 연결되는 태양 전지 패널(400)을 더 포함한다. 태양 전지 패널(400)이 태양광을 이용하여 얻은 전력을 상기 다수의 UV LED(200)를 동작시키는데 이용할 수 있다. 상기 태양 전지 패널(400)은 상기 수중 구조체(100)의 상측에서 외부로 노출되어 있으며, 바람직하게는, 태양의 위치를 추적하여 발전 효율을 높일 수 있도록, 힌지(411, 412)들과 각도 조절용 구동부(420)에 의해 각도가 조절되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 녹조 제거 장치(1)는 물에 뜬 상태로 그 위치에서 계류될 수 있도록 무어링 라인(mooring line; M)을 포함할 수 있다.In addition, the greenhouse removing apparatus according to the present embodiment includes a
도 2 및 도 3에 잘 도시된 바와 같이, 양방향 UV 투과패널(110a, 110b, 110c; 통칭하여 110)은 상부 베이스(111U)와 상부 UV 투과창(112U)으로 구성된 상부 패널과, 하부 베이스(111L)와 하부 UV 투과창(112L)으로 구성된 하부 패널을 포함하되, 상기 상부 베이스(111U)와 상기 하부 베이스(111L)가 배면끼리 접하도록 상기 상부 패널과 하부 패널을 조립하여 구성될 수 있다. 자세히 도시하지는 않았지만, 상기 상부 베이스(111U)와 상기 하부 베이스(111L) 각각은 전술한 다수의 UV LED(200)가 실장되는 PCB와, 전술한 UV 투과창(112U 또는 112L)과 함께 상기 PCB 및 UV LED(200)들을 수밀 상태로 수용하는 수밀형 케이싱을 포함할 수 있다. 2 and 3, the bidirectional
도 2에 가장 잘 도시된 바와 같이, 상기 제1 양방향 UV 투과패널(110a)은, 상부 베이스(111U)에 어레이된 UV LED(200)들이 상부 UV 투과창(112U)을 통해 UV 광을 제1 유로(f1) 내로 조사하는 한편, 하부 베이스(111L)에 어레이된 UV LED(200)들이 하부 UV 투과창(112L)을 통해 제2 유로(f2) 내로 UV 광을 조사한다.2, the first bidirectional
또한, 제2 양방향 UV 투과패널(110b)은, 상부 베이스(111U)에 어레이된 UV LED(200)들이 상부 UV 투과창(112U)을 통해 UV 광을 제2 유로(f2) 내로 조사하는 한편, 하부 베이스(111L)에 어레이된 UV LED(200)들이 하부 UV 투과창(112L)을 통해 제3 유로(f3) 내로 UV 광을 조사한다. The second bidirectional
또한, 제3 양방향 UV 투과패널(110c)은, 상부 베이스(111U)에 어레이된 UV LED(200)들이 상부 UV 투과창(112U)을 통해 UV 광을 제3 유로(f3) 내로 조사하는 한편, 하부 베이스(111L)에 어레이된 UV LED(200)들이 하부 UV 투과창(112L)을 통해 제4 유로(f4) 내로 UV 광을 조사한다.The third bidirectional
이와 같이, 본 발명에 따른 녹조 제거 장치(1)는 자신이 가라 앉아 있는 수중 깊이 전체에 걸쳐 원하는 개수로 유로를 형성하고 그 유로들 각각에 대하여 UV 광을 조사함으로써 녹조를 유발하는 조류 세포 등의 유기물(r)을 제거할 수 있다. 특히, 제2 유로(f2)와 제3 유로(f3)의 경우, 상하로 이웃하는 양방향 UV 투과패널(110a와 110b 또는 110b와 110c)의 상부 UV LED들과 하부 UV LED들이 하나의 유로에 대하여 집중적으로 UV 광을 조사하므로 녹조 제거 효율을 크게 높일 수 있다.As described above, the algal
또한, 상기 녹조 제거 장치(1)는 상기 다수의 UV LED(200)로부터 UV 광이 조사되는 경로에 TiO2를 포함한다. 본 실시예에 있어서는, 광촉매로서의 TiO2를 상기 상부 UV 투과창(112U) 및/또는 하부 UV 투과창(112L)에 코팅하여 이용할 수 있다. TiO2존재 하에서 UV 광 에너지를 조사하면 TiO2표면에 수산화라디칼(OH-)을 생성하여 유기물을 제거할 수 있다. TiO2와 UV 광의 반응은 수생태계에 거의 영향을 미치지 않아 2차 오염 또한 없다. 상부 UV 투과창(112)과 하부 UV 투과창(112L)은 하천이나 해안가 등 최악의 환경에서도 견딜 수 있고 UV 투과 효율이 높은 쿼츠(quartz) 재료 형성된 것이 바람직하다.In addition, the
도 4를 참조하면, 녹조 제거 장치(1)는 태양 전지 패널(400)이 태양광 에너지로부터 얻은 전력을 충전하는 충전부(610)와 보조 배터리(620)를 포함할 수 있다. 충전부(610)에 충전된 전력으로 UV LED(200)들을 동작시키는 것을 기본으로 하되, 기상 악화 등의 이유로 태양 전지 패널(400)이 발전 기능을 수행하지 못하는 경우, 보조 배터리(620)의 전력을 이용한다.Referring to FIG. 4, the
또한, 다수의 UV LED(200)들은 UV A 파장대(315 ~ 400 nm)의 UV A LED(200A)들과, UV B 파장대(280 ~ 315 nm) 파장대의 UV B LED(200B)들과, UV C 파장대(100 ~ 280nm 파장대)의 UV C LED(200C)들을 포함한다. 또한, 상기 녹조 제거 장치(1)는 수중 오염도를 측정하기 위한 오염도 측정 센서(700)와, 상기 오염도 측정 센서(700)가 측정한 오염도를 기초로 전술한 UV LED(200A, 200B, 200C)들의 동작을 제어하는 제어부(800)를 포함한다.The plurality of
또한, 수중 깊이에 따라 오염도가 다르므로, 높이에 따라 파장대가 달라지게 UV LED들을 배열하는 것도 가능하다. 예컨대, UV 투과 패널(110)들 중 최상층에 위치한 제1 양방향 UV 투과패널(110a)에는 제1 파장대의 UV LED들을 배치하고, 제1 양방향 UV 투과패널(110a)보다 아래에 위치한 제2 양방향 UV 투과패널(110b)에는 제2 파장대의 UV LED들을 배치하고, 제2 양방향 UV 투과패널(110b)보다 아래에 위치한 제3 양방향 UV 투과패널(110c)에는 제3 파장대의 UV LED들을 배치할 수 있다. 더 나아가, 하나의 UV 투과패널(110a, 110b 또는 110c) 내에서도 위층에 위치한 UV LED의 파장대와 아래층에 위치한 UV LED의 파장대를 다르게 함으로써, 수중 깊이에 따른 오염도 차이에 대응할 수 있다. In addition, since the degree of contamination varies depending on the depth of water, it is also possible to arrange the UV LEDs so that the wavelength band varies depending on the height. For example, UV LEDs of the first wavelength range may be disposed in the first bidirectional
오염도 측정 센서(700)로 격막전극법을 이용하는 용존 산소 농도 측정 센서가 이용될 수 있다. 상기 용존 산소 농도 측정 센서는 금을 사용하는 음극, 은을 사용하는 양극, 산소 투과성 막, 전류 측정 장치 등을 포함한다. 물속에서 용해된 산소가 비활성 전극인 음극에서 환원되면, 양극에서 음극으로 용존 산소 농도에 비례하여 전류가 흐르게 되며, 상기 전류 측정 장치로 전류를 측정하면 용존 산소 농도의 측정이 가능하다.A dissolved oxygen concentration measuring sensor using a diaphragm electrode method may be used as the contamination
상기 제어부(800)는, 오염도 측정 센서(700)가 측정된 용존 산소 농도를 기초로 상기 다수의 UV LED(200A, 200B, 200C)들의 동작을 제어하되, 측정된 용존 산소 농도가 제1 기준값 이상이면 UV LED(200A, 200B, 200C)를 모두 오프(off)시키고, 측정된 용존 산소 농도가 제1 기준값보다 작고 제2 기준값보다 크면 UV A LED(200A)들을 온(on)시키고, 제2 기준값보다 작고 제3 기준값보다 크면 UV B LED(200B)들을 온(on) 시키며, 제3 기준값보다 작으면, UV C LED(200C)들을 온(on) 시킨다. 측정 용존 산소 농도의 기준 범위를 더 세분화하여, 같은 파장대의 UV LED들의 온(on) 개수를 제어하는 것도 가능하다.The
복수개의 오염도 측정 센서(700)를 이용하는 것도 가능하며, 또한, 서로 다른 오염도 측정 방식의 오염도 측정 센서(700)를 이용하면, 수중의 오염 환경을 더 정밀하게 파악하여 대처하는 것이 가능하다. 물의 오염도는 생물화학적 산소요구량(BOD; Biochemical Oxygen Demand), 화학적 산소요구량(COD, Chemical Oxygen Demand), 용존 산소량(DO, Dissolved Oxygen) 등으로 측정될 수 있다. 생물화학적 산소요구량은 유기물의 호기성 세균에 의해 분해되어 오염 물질이 안정화되는 과정에서 미생물 호흡에 요구되는 산소량으로 BOD가 높으면 유기물이 많은 것으로 오염이 있는 것으로 판단할 수 있다. 화학적 산소요구량은 물속의 유기물질 및 무기물질을 산화제에 의해 산화시킬 경우에 필요한 산소량으로 COD가 높으면 유기물이 많은 것으로 판단할 수 있다. 용존 산소량은, 주로 대기 중의 산소가 용해되거나 또는 수중식물의 광합성에 의해 물에 공급되는, 물속에 녹아 있는 산소량으로서, 용존 산소 농도가 높을 물일수록 오염되지 않은 물이다.It is possible to use a plurality of pollution
한편, 상기 녹조 제거 장치(1)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 예인선(2)에 의해 육지로부터 원거리의 수역으로 이동된 후 그 수역에서 계류되어 이용될 수 있다. 이때, 상기 녹조 제거 장치(1)는 예인선과의 연결을 위해 설치된 연결 고리(901)를 더 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 상기 연결 고리(901)가 연결 부재(300)에 설치되지만 본 발명을 한정하는 것은 아니다.5, the
또한, 상기 녹조 제거 장치(1)는 도 1에 도시된 것과 같이 특정 수역에서 단독으로 이용될 수 있지만, 도 6에 도시된 것과 같이 다른 녹조 제거 장치(1)와 연결된 채 함께 계류되어 이용될 수도 있다. 이때, 이웃하는 두 녹조 제거 장치(1)의 연결을 위해 연결 고리(902)가 이용될 수 있다. 두 녹조 제거 장치(1, 1)를 밧줄(L) 등으로 연결하기 위한 연결 고리(902)도 예인선과의 연결을 위한 연결 고리(901)과 마찬가지로 연결 부재(300)에 설치될 수 있다.In addition, although the green
도 7 및 도 8을 참조하면, 녹조 제거 장치(1)는 양방향 UV 투과 패널(110)의 상부 또는 하부 UV 투과창(112)의 표면을 수중에서 닦아내기 위한 표면 청소 유닛(500)을 더 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 표면 청소 유닛(500)은, UV 투과창(112)의 폭을 가로질러 배치되며 UV 투과창(112)의 표면과 접촉하는 와이퍼(510)와, 상기 UV 투과창(112)의 일측 또는 양측 가장자리에서 상기 와이퍼(510)의 단부를 직선 운동 가능하게 유지 및 가이드하는 가이드 부재(520)와, 상기 와이퍼(510)를 직선 구동시키는 구동부(530)을 포함한다. 상기 구동부(530)는 모터(531)와, 상기 모터(531)에 의해 회전하는 스크류(532)와, 상기 스크류(532)에 나사 이송 가능하게 결합되며 일측에서 상기 와이퍼(510)에 고정된 나사 이송 블록(540)을 포함할 수 있다. 상기 와이퍼(510)는 강성 바(512)와 상기 강성 바(512)에 연결되는 연성 밀착바(514)로 이루어질 수 있다. 모터(831)가 구동하면 스크류(532)가 회전하며, 상기 나사 이송 블록(540)은 상기 가이드 부재(520)에 의해 직선 방향으로 가이드되는 와이퍼(510)와 연결된 채 상기 와이퍼(510)를 화살표 방향으로 직선 운동시키게 된다.7 and 8, the
도시된 것과 달리, UV 투과창(112)의 표면에 밀착되는 와이퍼와, 그와 같은 밀착 상태에서 와이퍼를 회전 구동시키는 구동부를 포함하는 표면 청소 유닛을 이용하는 것도 고려될 수 있다. 더 나아가, 별도의 구동부 이용 없이, UV 투과창(112)의 표면에 밀착된 상태로 물의 흐름에 의해 유동하면서 UV 투과창(112) 표면의 이물을 제거하는 표면 청소 유닛의 이용도 고려될 수 있다.It is also conceivable to use a surface cleaning unit including a wiper that is in close contact with the surface of the
도 9 및 도 10을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 녹조 제거 장치를 설명하면 다음과 같다.Referring to FIGS. 9 and 10, a greenhouse removing apparatus according to another embodiment of the present invention will now be described.
본 실시예에 따르면, 녹조 제거 장치(1')는, 특정 수역에서 일부 잠긴 상태로 그 수역의 녹조를 억제, 제거하는데 이용되는 장치로서, 수중에 복수개의 유로(F)를 형성하는 수중 구조체(100')와, 상기 복수개의 유로(F)를 형성하는 물에 존재하는 조류 세포를 불활성화시키도록, 상기 상기 유로(F)에 UV 광을 조사하는 다수의 UV LED(200a, 200b, 200c; 통칭하여 200')들을 포함한다. According to the present embodiment, the algal elimination device 1 'is an apparatus used for suppressing and removing green algae in a certain part of a water body in a certain water area, and includes a plurality of channels F And a plurality of UV LEDs (200a, 200b, 200c) for irradiating the flow path (F) with UV light so as to inactivate algae cells existing in water forming the plurality of flow paths (F) Collectively referred to as 200 ').
이때, 상기 수중 구조체(100')는 주변에 복수개의 유로(F)를 형성하는 복수개의 UV 투과성 굴곡관(110')를 포함하며, 상기 다수의 UV LED(200a, 200b, 200c; 통칭하여 200')는 상기 복수개의 UV 투과성 굴곡관(110')내에 굴곡진 패턴으로 어레이된다. U 형태와 U 형태를 뒤집은 형태가 교대로 반복되면서 이어진 UV 투과성 굴곡관(110')은 보다 더 길고 반응 지연적인 유로(F)를 형성한다. 상기 다수의 UV LED(200a, 200b, 200c; 통칭하여 200')는 UV A 파장대(315 ~ 400 nm)의 UV A LED(200a)들과, UV B 파장대(280 ~ 315 nm) 파장대의 UV B LED(200b)들과, UV C 파장대(100 ~ 280nm 파장대)의 UV C LED(200c)들을 포함한다. 또한, 상기 녹조 제거 장치(1')는 앞선 실시예와 마찬가지로 수중 오염도를 측정하기 위한 오염도 측정 센서와, 상기 오염도 측정 센서가 측정한 오염도를 기초로 전술한 UV LED(200a, 200b, 200c; 통칭하여 200')들의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다. 상기 UV 투과성 굴곡관(110')의 주변 유로는 상기 UV 투과성 굴곡관(110')에 어레이된 UV LED(200a, 200b, 200c; 통칭하여 200')의 UV 광 조사 경로 내에 있다. 따라서, 상기 UV 투과성 굴곡관(110') 내에 광촉매로서의 TiO2를 코팅하는 것이 좋다. 또한, 상기 UV 투과성 굴곡관(110')은 UV 투과성 재료, 특히, 석영 재료인 것이 바람직하다.In this case, the underwater structure 100 'includes a plurality of UV transmissive bending tubes 110' that form a plurality of flow paths F in the periphery, and the plurality of
또한, 상기 수중 구조체(100') 앞선 실시예와 마찬가지로 부력 발생 블록(120')을 포함하며, 이 부력 발생 블록(120')의 저면에 상기 UV 투과성 굴곡관(110')들이 결합된다. 또한, 상기 녹조 제거 장치(1')는 상기 수중 구조체(100')와 연결되는 태양 전지 패널(400')을 더 포함하며, 상기 태양 전지 패널(400')이 태양광을 이용하여 얻은 전력을 상기 다수의 UV LED(200a, 200b, 200c; 통칭하여 200')를 동작시키는데 이용할 수 있다. The underwater structure 100 'includes a buoyancy generating block 120' as in the previous embodiment, and the UV-permeable bending pipes 110 'are coupled to the bottom of the buoyancy generating block 120'. In addition, the greenhouse removing apparatus 1 'further includes a solar cell panel 400' connected to the underwater structure 100 ', and the solar cell panel 400' And may be used to operate the plurality of
100, 100': 수중 구조체 200, 200': UV LED
f1, f2, f3, f4, F: 유로100, 100 ':
f1, f2, f3, f4, F:
Claims (17)
상기 유로를 흐르는 물에 존재하는 조류 세포를 불활성화시키도록, 상기 유로에 UV 광을 조사하는 다수의 UV LED;
상기 수중 구조체는 상부 UV 투과창과 하부 UV 투과창을 갖는 양방향 UV 투과 패널;
수중의 오염도를 측정하는 오염도 측정 센서; 및
상기 오염도 측정 센서에서 측정된 오염도 정보를 기초로 상기 다수의 UV LED를 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 다수의 UV LED는 UV A 파장대를 갖는 UV A LED들과, UV B 파장대를 갖는 UV B LED들과, UV C파장대를 갖는 UV C LED들을 포함하며, 상기 제어부는 상기 오염도 측정 센서가 측정한 오염도에 따라 상기 UV A LED들, 상기 UV B LED들 및 상기 UV C LED들을 선택적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 녹조 제거 장치.An underwater structure forming a plurality of flow paths in water;
A plurality of UV LEDs for irradiating the channel with UV light so as to inactivate algae cells present in the water flowing through the channel;
Wherein the underwater structure comprises a bi-directional UV transmission panel having an upper UV transmission window and a lower UV transmission window;
A sensor for measuring the degree of pollution in the water; And
And a controller for controlling the plurality of UV LEDs based on the pollution degree information measured by the pollution degree measuring sensor,
The plurality of UV LEDs include UV A LEDs having a UV A wavelength band, UV B LEDs having a UV B wavelength band, and UV C LEDs having a UV C wavelength band, And selectively controls the UV A LEDs, the UV B LEDs and the UV C LEDs according to the degree of contamination.
상기 유로를 흐르는 물에 존재하는 조류 세포를 불활성화시키도록, 상기 유로에 UV 광을 조사하는 다수의 UV LED;
수중의 오염도를 측정하는 오염도 측정 센서; 및
상기 오염도 측정 센서에서 측정된 오염도 정보를 기초로 상기 다수의 UV LED를 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 수중 구조체는 주변에 복수개의 유로를 형성하는 복수개의 UV 투과성 굴곡관을 포함하며, 상기 다수의 UV LED는 상기 UV 투과성 굴곡관 내에 굴곡진 패턴으로 어레이되며, 상기 UV 투과성 굴곡관 내에서 상기 UV 투과성 굴곡관 주변에 형성된 상기 유로에 UV 광을 조사하며,
상기 다수의 UV LED는 UV A 파장대를 갖는 UV A LED들과, UV B 파장대를 갖는 UV B LED들과, UV C파장대를 갖는 UV C LED들을 포함하며, 상기 제어부는 상기 오염도 측정 센서가 측정한 오염도에 따라 상기 UV A LED들, 상기 UV B LED들 및 상기 UV C LED들을 선택적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 녹조 제거 장치.An underwater structure forming a plurality of flow paths in water;
A plurality of UV LEDs for irradiating the channel with UV light so as to inactivate algae cells present in the water flowing through the channel;
A sensor for measuring the degree of pollution in the water; And
And a controller for controlling the plurality of UV LEDs based on the pollution degree information measured by the pollution degree measuring sensor,
Wherein the underwater structure comprises a plurality of UV transmissive bend tubes forming a plurality of flow paths in the periphery, the plurality of UV LEDs are arranged in a curved pattern in the UV transmissive bend tube, and the UV The UV light is irradiated to the flow path formed around the transmissive bending tube,
The plurality of UV LEDs include UV A LEDs having a UV A wavelength band, UV B LEDs having a UV B wavelength band, and UV C LEDs having a UV C wavelength band, And selectively controls the UV A LEDs, the UV B LEDs and the UV C LEDs according to the degree of contamination.
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