KR20130106064A - 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 연못, 양어장, 수족관, 어항 등 물을 저장하는 저수조에서 발생하는 수질 오염을 효소와 유용균군 및 식물 뿌리 등의 자연 생태 환경을 이용하여 정화시킬 수 있도록 하는 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치는 물을 저장하는 저수조의 물을 정화시켜 순환시키는 수질정화장치에 있어서, 상부가 개방된 수질정화장치 몸체(101)의 내측에 설치되어, 외부의 저수조(200)로부터 유입되는 물을 효소 및 유용균군을 통하여 정화시키는 효소유용균군여과조(120)와; 상기 효소유용균군여과조(120)의 상부에 형성되어, 식물(111)이 식재되어 효소유용균군여과조(120)에 유입된 물을 흡수하여 정화하는 식물식재조(110)와; 상기 효소유용균군여과조(120)의 하부에 형성되어, 상기 효소유용균군여과조(120)를 통과하여 하부로 배출되는 물의 일정량을 저장하고 나머지는 배수구(133)를 통하여 저수조(200)로 배출하는 배수조(130);를 포함하여 이루어져, 저수조의 물을 효소 및 유용균군이 접종된 효소유용균군여과조와 식물 및 배수조를 통하여 정화시키며, 저수조 물에 포함된 각종 어패류 배설물 및 유기물을 식물영양액으로 발효분해하여 식물에 공급함으로써 식물을 유기농수경으로 재배할 수 있게 한다.
본 발명에 따른 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치는 물을 저장하는 저수조의 물을 정화시켜 순환시키는 수질정화장치에 있어서, 상부가 개방된 수질정화장치 몸체(101)의 내측에 설치되어, 외부의 저수조(200)로부터 유입되는 물을 효소 및 유용균군을 통하여 정화시키는 효소유용균군여과조(120)와; 상기 효소유용균군여과조(120)의 상부에 형성되어, 식물(111)이 식재되어 효소유용균군여과조(120)에 유입된 물을 흡수하여 정화하는 식물식재조(110)와; 상기 효소유용균군여과조(120)의 하부에 형성되어, 상기 효소유용균군여과조(120)를 통과하여 하부로 배출되는 물의 일정량을 저장하고 나머지는 배수구(133)를 통하여 저수조(200)로 배출하는 배수조(130);를 포함하여 이루어져, 저수조의 물을 효소 및 유용균군이 접종된 효소유용균군여과조와 식물 및 배수조를 통하여 정화시키며, 저수조 물에 포함된 각종 어패류 배설물 및 유기물을 식물영양액으로 발효분해하여 식물에 공급함으로써 식물을 유기농수경으로 재배할 수 있게 한다.
Description
본 발명은 수질정화장치에 관한 것으로, 특히 연못, 양어장, 수족관, 어항 등 물을 저장하는 저수조에서 발생하는 수질 오염을 효소와 유용균군 및 식물 뿌리 등의 자연 생태 환경을 이용하여 정화시킬 수 있도록 하는 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치에 관한 것이다.
일반적으로 연못, 양어장, 수족관, 어항, 물 탱크 등의 저수조에 저수된 물은 미생물의 활성화나 어패류의 배설물 축적 등에 의해 악화되어 수질 오염이 발생하게 된다.
이러한 저수조의 물 상태를 양호하게 유지하기 위하여 주기적으로 저수조에 저장된 물을 배출시키고 저수조를 청소한 후 새 물을 저수조에 공급하여 저수조의 수질 악화를 개선하게 되는데, 이러한 전통적인 저수조 수질 개선 방법은 많은 시간과 노력을 필요로 하게 된다.
이러한 번거로운 문제점에 따라, 근래에는 화학 약품 및 강제 폭기를 통하여 수질을 개선하는 방법을 이용하고 있는데, 이러한 화학 약품과 강제 폭기를 이용한 수질 개선 방법은 수질 개선 효과에 한계가 있으며, 화학 약품의 사용에 따라 또 다른 환경 문제를 야기하는 문제점이 있었다. 뿐만 아니라, 약품 및 강제 폭기를 정기적으로 수행하여야 하기 때문에 추가적인 비용이 지속적으로 소요되며, 약품 사용에 따라 어패류의 생육에 이상이 발생하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 종래 연못, 양어장, 수족관, 어항, 물 탱크 등의 저수조에서 발생하는 수질 악화 문제를 개선하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 저수조에서 발생하는 수질 오염을 화학약품의 사용 없이 효소와 유용균군 및 식물 뿌리 등의 자연 생태 환경을 통하여 정화시킬 수 있도록 하는 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 연못이나 양어장, 수족관, 어항, 물 탱크 등의 저수조 물에 포함된 민물 어패류 배설물 및 각종 유기물을 식물영양액으로 분해하여 식물이 유기질을 흡수케 함으로써 수질 정화 및 유기농수경재배를 할 수 있도록 하는 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치는 물을 저장하는 저수조의 물을 정화시켜 순환시키는 수질정화장치에 있어서, 상부가 개방된 수질정화장치 몸체의 내측에 설치되어, 외부의 저수조로부터 유입되는 물을 효소 및 유용균군을 통하여 정화시키는 효소유용균군여과조와; 상기 효소유용균군여과조의 상부에 형성되어, 식물이 식재되어 효소유용균군여과조에 유입된 물을 흡수하여 정화하는 식물식재조와; 상기 효소유용균군여과조의 하부에 형성되어, 상기 효소유용균군여과조를 통과하여 하부로 배출되는 물의 일정량을 저장하고 나머지는 배수구를 통하여 저수조로 배출하는 배수조;를 포함하여 이루어진다.
상기 효소유용균군여과조는 배수조의 상부에 설치되어 배수조와 경계를 형성하는 배수조 경계망과, 상기 배수조 경계망 상부에 설치되는 효소 및 유용균군이 접종된 천공된 포말석고패드와, 상기 포말석고패드의 상부에 설치되는 미세망과, 상기 미세망의 상부에 위치되는 산호석, 파쇄된 황토벽돌, 모래 중 어느 하나를 포함하여 이루어져 효소 및 유용균군이 접종된 정수여과층과, 상기 정수여과층의 상부에 설치되어 저수조로부터 유입되는 물을 급수구를 통하여 공급받아 효소유용균군여과조에 공급하는 급수관을 포함하여 이루어지는데, 상기 미세망과 정수여과층 사이에는 자연생태 유용균을 통하여 물에 포함된 단백질, 탄수화물, 섬유질, 유기질소 및 암모니아태질소를 분해시켜 정화하는 볏짚패드가 설치될 수 있다.
여기에서 상기 효소 및 유용균군은 식용효소 lactase, lipase, cellulose, protease, xylanase, glucoamylase 중 1종 이상과, 식용유용균 aspergillus niger, baccilus subtis, yeast 중 1종 이상이 선택되어 분말로 응집된 후 고형물 상태로 형성되어 효소유용균군여과조에 접종되며, 상기 고형물 상태로 형성된 효소 및 유용균군은 주기적으로 효소유용균군여과조에 접종되는 것이 바람직하다.
상기 배수조의 내측에는 상부에 위치하는 효소유용균군여과조를 지지하고, 효소유용균군여과조로부터 배출되는 물을 배수구로 이동시키기 위해 수로를 형성하는 수로 지지벽이 형성되고, 상기 배수구는 배수조 내부에서 일정량 이상 채워지는 물을 외부로 배출하도록 배수조의 일측에서 배수조 바닥으로부터 소정의 높이에 외부와 연통되도록 형성되는데, 상기 배수구는 상부에 위치하는 효소유용균군여과조의 하부로부터 1cm~5cm 이격된 지점에 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 배수조의 일측에는 배수조 내부 온도를 일정하게 유지시키는 전기가열봉이 설치되고, 상기 수로 지지벽은 포말석고벽돌 또는 황토벽돌을 포함하여 이루어지며, 상기 수로 바닥에는 산호석, 파쇄한 황토벽돌, 모래 중 어느 하나를 포함하는 정수여과층이 위치하는 것이 바람직하다.
상기 배수조의 배수구로부터 배출되는 물은 배수로를 따라 저수조로 이동되며, 상기 배수로에는 효소 및 유용균군이 접종된 산호석, 파쇄한 포말석고벽돌, 황토벽돌, 자연석, 모래 중 어느 하나를 포함하는 정수여과층이 위치하고, 이 정수여과층의 상부에 식물이 식재되어 물을 정화하는 배수로여과기가 형성된다.
본 발명에 적용되는 상기 저수조는 정원이나 골프장 해저드, 연못, 수족관, 어항, 양어장, 물 탱크 중 어느 하나로 이루어질 수 있는데, 이 저수조에는 순환펌프가 설치되어 저수조에 저장된 물을 급수관을 통하여 효소유용균군여과조에 공급하게 된다.
한편, 상기 배수조의 하부에는 배수조를 저수조 바닥에 이격시켜 지지하는 다리부가 형성되고, 이 다리부에는 저수조의 물이 다리부 내측으로 채워질 수 있도록 내부와 외부를 연통하는 다수의 관통구가 형성되며, 상기 다리부 내측에 순환펌프가 설치되어 저수조에 저장된 물을 급수관을 통하여 효소유용균군여과기에 공급하게 된다.
상기 저수조의 타측에는 일측에 형성된 배수구보다 높은 위치에 외부의 공기를 유통시키는 흡기구가 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치는 효소와 유용균군 및 식물 뿌리 등의 자연 생태 환경을 통하여 저수조의 물을 정화시킴으로써 종래 화학 약품의 사용에 따른 환경 오염 문제가 발생하지 않으면서, 저수조의 별도 청소 및 물갈이가 필요 없어 편리하고 효율적으로 수질 관리를 할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 효소유용균군 및 식물 뿌리를 통하여 수질 정화 과정에서 발효 분해된 민물 어패류의 배설물과 유기물이 식물의 영양분이 되어 식물에 영양을 공급함으로써 별도의 비료나 퇴비 없이 식물을 유기농수경으로 재배할 수 있는 효과가 있다.
이러한 본 발명은 정원이나 해저드, 연못, 양어장, 수족관, 어항 등 다양한 저수조에 적용할 수 있으므로 그 활용 범위가 넓고, 화초와 수목과 양식장과 민물어패류가 조화를 이루는 친환경 자연생태 저탄소 녹색 도시농업의 신지식 녹색산업으로서 일자리 창출 및 도시농촌경제의 조화로운 발전에 이바지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치의 분리 부분 단면 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치의 결합 부분 단면 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치의 측 단면도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치의 분리 부분 단면 사시도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치의 결합 부분 단면 사시도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치의 측 단면도,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치의 분리 부분 단면 사시도,
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치의 결합 부분 단면 사시도,
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치의 측 단면도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치의 결합 부분 단면 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치의 측 단면도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치의 분리 부분 단면 사시도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치의 결합 부분 단면 사시도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치의 측 단면도,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치의 분리 부분 단면 사시도,
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치의 결합 부분 단면 사시도,
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치의 측 단면도를 나타낸 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치의 분리 부분 단면 사시도이고, 도 2는 결합 부분 단면 사시도이며, 도 3은 측 단면도를 나타낸 것이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치(100)는 몸체(101) 상층부에 형성되어 식물(111)이 재배되는 식물식재조(110)와, 상기 식물식재조(110)의 하부에 형성되어 저수조(200)로부터 유입되는 물을 여과시켜 정화하는 효소유용균군여과조(120)와, 상기 효소유용균군여과조(120)의 하부에 형성되어 효소유용균군여과조(120)를 통하여 정화된 물을 일정량 저장하고 나머지는 배수로(150)를 통하여 저수조(200)로 배출하는 배수조(130)를 포함하여 이루어진다. 상기 배수조(130)로부터 배출되는 물을 배수로(150)를 통하여 저수조(200)로 공급되며, 상기 저수조(200)는 유입되는 물을 저장하고 이를 펌핑하여 효소유용균군여과조(120)에 공급하여 순환시키게 된다.
상기 수질정화장치 몸체(101)의 하층부에 형성되는 배수조(130)는 상부에 위치한 효소유용균군여과조(120)로부터 배출되는 물을 일정량 저장하고 나머지는 외부로 배출하는 저수공간으로 이루어진다. 이 배수조(130)의 내측에는 효소유용균군여과조(120)로부터 배출되는 물을 이동시키기 위한 수로(132)를 형성하는 다수의 수로 지지벽(131)이 형성되고, 이 배수조(130)의 일측에는 배수조(130) 바닥으로부터 소정의 높이에서 외부와 연통되어 내부에 채워지는 물을 외부로 배출하는 배수구(133)와 외부의 공기를 배수조(130) 내측 공간으로 유입시키는 흡기구(135)가 형성된다. 또한, 배수조(130)의 일측에는 배수조(130)의 내부 온도를 일정하게 유지시키는 전기가열봉(136)이 설치된다.
상기 배수조(130)의 내측에 설치되는 수로 지지벽(131)은 배수조(130)의 바닥에 지그재그 형상으로 설치되어 수로(132)를 형성하게 되는데, 이 수로 지지벽(131)은 상부에 위치하는 효소유용균군여과조(120)를 지지하는 동시에 효소유용균군여과조(120)로부터 떨어지는 물을 받아 수로(132)를 통하여 배수구(133) 방향으로 이동시키게 되며, 수로(132)를 통하여 이동 경로가 형성되는 물은 배수구(133) 높이까지 차게 되면 배수구(133)를 통하여 외부로 배출되게 된다. 본 발명의 실시예에서 상기 수로 지지벽(131)은 수질 정화 기능이 있는 포말석고벽돌이나 황토벽돌 등 지지벽으로 사용될 수 있는 다양한 재질이 사용될 수 있으며, 배수조(130)의 바닥에도 수질 정화 기능이 있는 산호석이나 파쇄한 황토벽돌, 자갈, 모래 등의 정수여과층(137)을 깔아 배수조(130)에 채워지는 물이 정화될 수 있도록 한다. 또한, 상기 수로 지지벽(131)을 통하여 형성되는 수로(132)는 높이 5cm 이상, 폭 약 15cm의 간격을 유지하지도록 하며, 배수조(130) 일측에 형성되는 배수구(133)는 상부에 위치하는 효소유용균군여과조(120)의 하부로부터 약 1cm∼5cm, 바람직하게는 1cm∼3cm 이격되어 설치되는데, 상기 배수구(133)를 통하여 외부로 배출되는 정수된 물은 배수관(134)을 통하여 배수로(150)로 이동하게 된다.
상기 수질정화장치 몸체(101)의 중간부에 형성되는 효소유용균군여과조(120)는 배수조(130)의 상부에 설치되어 저수조(200)로부터 유입되는 물을 정화시켜 하부의 배수조(130)로 배출하게 되는데, 이 효소유용균군여과조(120)의 하부에는 천공된 스테인레스 강판이나 부부식철망 또는 자연석 등의 경계 수단으로 이루어진 배수조경계망(121)이 설치되어 하부 배수조(130)에 형성된 수로 지지벽(131)에 의해 지지됨으로서 배수조(130)와 경계를 형성하게 된다. 상기 효소유용균군여과조(120)의 하부에 설치된 배수조경계망(121)의 상부에는 효소 및 유용균군이 접종된 천공한 포말석고패드(122)를 배치하고, 이 포말석고패드(122)의 상부에는 모기장 등의 미세망(123)을 배치하며, 이 미세망(123)의 상부에는 볏짚패드(124)를 배치하고, 이 볏짚패드(124)의 상부에는 산호석이나 파쇄한 황토벽돌 및 모래 등의 정수여과층(125)을 깔아 효소와 유용균군을 접종하게 된다. 상기 효소 및 유용균군이 접종된 효소유용균군여과조(120)는 유입되는 저수조(200)의 물에 포함된 민물어패류 배설물과 유기물을 식물영양액으로 발효분해하여 상부에 위치하는 식물식재조(110)에 식재된 식물(111)이 흡수케 함으로써 물리생물학적 여과를 통한 수질 개선 및 수질 정화가 이루어질 수 있도록 한다.
상기 효소유용균군여과조(120)는 볏짚패드(124)의 자연생태 유용균인 baccilus subtlis 등을 통하여 단백질과 탄수화물, 섬유질, 유기질소 및 암모니아태질소 등의 성분을 분해시키게 되는데, 이 효소유용균군여과조(120)에 접종되는 효소 및 유용균군은 인체에 무해한 식용효소 lactase, lipase, cellulose, protease, xylanase, glucoamylase 중 1종 이상과, 식용유용균 aspergillus niger, baccilus subtis, yeast 중 1종 이상이 선택되어 분말로 응집된 후 고형물상태로 형성된 것이다. 본 발명의 실시예에서는 상기의 성분으로 이루어진 균종을 석고의 석회질성분과 산호석의 미네날, 마그네슘, 게르마늄 성분과 혼합시켜 생물유용균군체(Bio-clode, 바이오클로드)를 제조하게 된다. 상기 효소 및 유용균군은 효소유용균군여과조(120)에 접종되어 효소유용균군여과조(120)를 형성한 이후에도 고온기에 주기적으로 접종되어 자연생태 분해발효를 통한 탈취, 수질정화, 유기농수경영양제 등의 기능을 발휘함으로써 물을 정화시키게 되고 이에 따라 화약약품처리나 청소 또는 물갈이 등이 필요없이 자연생태적으로 수질을 관리할 수 있게 된다.
한편, 상기 효소유용균군여과조(120)의 일측 상부에는 외부로부터 물을 공급받기 위한 다수의 급수구(126))가 형성되는데, 이 급수구(126)에는 저수조(200)에서 순환펌프(210)를 통하여 펌핑되어 배수관(220)을 통하여 공급되는 물을 효소유용균군여과조(120)에 공급하는 급수관(127)이 설치된다. 상기 효소유용균군여과조(120)의 상부에 설치되는 급수관(127)에는 다수의 급수공(給水孔)이 형성되어, 저수조(200)로부터 공급되는 물을 효소유용균군여과조(120)에 골고루 공급하게 된다. 상기 급수관(127)을 통하여 효소유용균군여과조(120)로 공급되는 물은 효소유용균군여과조(120)에 접종된 효소 및 유용균군과 상부의 식물식재조(110)에 식재되어 효소유용균군여과조(120)에 뿌리를 내리고 있는 식물(111)을 통하여 정화되어 하부의 배수조(130)로 배출되게 된다.
상기 식물식재조(110)는 효소유용균군여과조(120)의 상부에 위치하여 식물(111)이 식재되는 공간으로서, 이 식물식재조(110)의 식물(111)은 하부의 효소유용균군여과조(120) 상층을 형성하는 모래 등의 정수여과층(125) 위에 직접 식재되어 성장할 수 있으며, 경우에 따라 모래 위에 상토(112)를 추가적으로 적재하여 식재될 수도 있다. 이 식물식재조(110)에 식재되는 식물(111)은 성장에 따라 효소유용균군여과조(120)로 뿌리를 내리게 되며 뿌리가 긴 경우에는 효소유용균군여과조(120)의 하부를 지나 배수조(130)에까지 뿌리를 내릴 수 있는데, 이러한 경우 배수조(130)에 저장되는 물을 흡수하고 흡기공(135)이나 배수구(133)를 통하여 공기와 접촉하여 정수 기능과 함께 그 성장이 더욱 활발하게 이루어질 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에서 상기 식물식재조(110)와 효소유용균군여과조(120) 및 배수조(130)가 형성되는 수질정화장치 몸체(101)는 식물식재조(110) 및 효소유용균군여과조(120)가 형성되는 상부 몸체와, 배수조(130)가 형성된 하부 몸체로 이루어져 상호 결합 및 분리가 가능하도록 제작될 수 있으며, 경우에 따라 일체로 제작될 수도 있다. 이러한 수질정화장치 몸체(101)는 금속 틀이나 합성수지 틀 또는 벽돌이나 시멘트 등 다양한 재질로 제작될 수 있다.
상기 배수로(150)는 수질정화장치 몸체(101) 하부의 배수조(130) 일측에 형성된 배수구(133) 및 배수관(134)을 통하여 배출되는 물을 저수조(200)로 이동시키는 수로로써, 이 배수로(150)에도 배수로여과기(151)를 설치하여 배수되는 물이 이동 중에 정화되어 저수조(200)로 공급될 수 있도록 한다. 본 발명의 실시예에서 상기 배수로(150)에 설치되는 배수로여과기(151)는 배수로(150) 하부에 채워지는 산호석, 파쇄한 포말석고벽돌, 황토벽돌, 자연석, 굵은 모래 등으로 이루어져 효소유용균군이 접종된 정수여과층으로 이루어지는데, 이 정수여과층 상부에는 식물이 식재되는 식물식재공간(152)이 형성될 수 있다.
상기 저수조(200)는 배수로(150)를 통하여 유입되는 물을 저수하며, 저수되는 물을 순환펌프(210)를 통하여 펌핑하여 배수관(220)을 통하여 수질정화장치 몸체(101)의 효소유용균군여과조(120) 상부에 형성된 급수구(126) 및 급수관(126)으로 공급하는 저수 장소이다. 이 저수조(200)는 물을 저장하는 물 탱크, 정원의 연못, 골프장의 해저드 연못, 양식장, 수족관, 어항 등 물이 저장되는 다양한 장소가 될 수 있으며, 이 저수조(200)에 저장되는 물은 순환펌프(210)를 통하여 수질정화장치로 배출되어 효소유용균군여과조(120)와 여기에 식재되는 식물(111), 배수조(130), 배수로(150) 등을 통하여 이동하면서 정화되어 다시 저수조(200)로 유입되게 된다.
상기의 구성으로 이루어진 수질정화장치는 먼저, 저수조(200)에 저장된 물이 순환펌프(210)를 통하여 펌핑되어 수질정화장치 몸체(101)의 일측에 형성된 급수구(126)를 통하여 효소유용균군여과조(120)로 공급되게 된다.
상기 급수구(126)를 통하여 효소유용균군여과조(120)로 공급되는 물은 급수관(127)을 통하여 효소유용균군여과조(120)에 뿌려지고, 이 물은 효소와 유용균군이 접종된 효소유용균군여과조(120) 및 식재된 식물(111)에 의해 정화되어 하부에 위치한 배수조(130)로 떨어지게 된다. 즉, 효소유용균군여과조(120)로 공급되는 물은 효소유용균군여과조(120)의 정수여과층(125), 볏짚패드(124), 포말석고패드(122)를 통과하면서 자연 생태 분해 발효를 통해 탈취 및 수질정화가 이루어지게 된다. 또한, 저수조(200)로부터 유입되는 물에는 다양한 민물 어패류 배설물 및 유기물이 포함될 수 있는데, 이러한 민물 어패류 배설물 및 유기물은 효소유용균군여과조(120)를 통과하면서 식물영양액으로 발효분해되어 식물식재조(110)에 식재된 식물(111)에 의해 흡수되게 되는데, 이러한 식물(111)의 유기농수경재배를 통하여 수질오염의 주범이 NPK 농도를 낮추어 수질을 민물 어패류가 활동하기 적합한 환경으로 바꾸어 주며 미생물과 식물 뿌리에 의해 물이 정화된다.
상기 효소유용균군여과조(120)를 통하여 정화되는 물은 하부에 위치한 배수조(130)로 떨어져 바닥에 고이게 되며, 배수조(130)의 수위가 일측에 형성된 배수구(133) 높이까지 차게 되면 고인 물이 수로 지지벽(131)을 통하여 형성된 수로(132)를 따라 배수구(133)로 이동하여 외부로 배출되게 된다. 상기 과정에서 물은 배수조(130)의 포말석고벽돌 등으로 이루어진 수로 지지벽(131)과 바닥에 깔린 산호석이나 파쇄된 황토벽돌 등의 정수여과층(137)을 통하여 2차적으로 정화가 이루어지게 되며, 또한 배수조(130)에 뿌리를 내린 식물에 의해서도 정화가 이루어지게 된다.
상기 배수조(130)에서 2차 정화된 후 배수구(133)를 통하여 배수관(134)으로 배출되는 물은 배수로(150)를 따라 저수조(200)로 이동하게 되는데, 이때 배수로(150)를 통과하는 물은 배수로(150)에 설치된 배수로여과기(151)를 통하여 3차 정화되어 저수조(200)로 이동하게 된다. 즉, 물은 배수로(150) 하부에 채워지는 산호석, 파쇄한 포말석고벽돌, 황토벽돌, 자연석, 굵은 모래 등의 정화제정수여과층과, 이 정수여과층 상부에 식재되는 식물을 통과하면서 정화가 진행되어 맑은 물이 저수조(200)로 이동하게 된다.
이와 같이, 저수조(200)에 저장된 물은 수질정화장치 몸체(101) 내측으로 유입되어 효소유용균군여과조(120), 식물식재조(110)에 식재된 식물(111), 배수조(130), 배수로(150)를 통하여 정화되어 다시 저수조(200)로 유입되게 되며, 이를 통하여 저수조(200)에는 정화된 물이 지속적으로 공급될 수 있게 된다.
상기 과정을 통하여 정화된 물이 공급되는 저수조(200)는 물을 저장하는 다양한 분야, 예를 들면 상하수도용 물 탱크, 정원이나 골프장 해저드 연못, 양어장, 수족관, 어항 등 다양한 분야에 적용되어 활용될 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치의 분리 부분 단면 사시도이고, 도 5는 결합 부분 단면 사시도이며, 도 6은 측 단면도를 나타낸 것이다.
도 4 내지 도 6에 도시된 수질정화장치(100)는 저수조(200)가 양어장인 경우에 적용된 일례로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 수질정화장치(100)는 몸체(101) 상층부에 형성되는 식물식재조(110)와, 상기 식물식재조(110)의 하부에 형성되는 효소유용균군여과조(120)와, 상기 효소유용균군여과조(120)의 하부에 형성되는 배수조(130)를 포함하여 이루어진다. 상기 배수조(130)로부터 배출되는 물을 배수구(134)를 통하여 양어장인 저수조(200)로 공급되며, 상기 저수조(200)는 물을 펌핑하여 효소유용균군여과조(120)에 공급하게 된다.
상기 수질정화장치 몸체(101)에 설치된 식물식재조(110), 효소유용균군여과조(120) 및 배수조(130)는 상술한 도 1 내지 도 3의 식물식재조(110), 효소유용균군여과조(120) 및 배수조(130)의 구성과 동일 내지 유사하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
상기 식물식재조(110), 효소유용균군여과조(120) 및 배수조(130)가 설치된 수질정화장치 몸체(101)는 저수조(200)인 양어장 상부 또는 주변에 설치되기 때문에 배수조(130)로부터 배출되는 정화된 물은 배수관(134)를 따라 저수조(200)인 양어장으로 유입되며, 양어장에 설치된 순환펌프(210)는 양어장의 물을 펌핑하여 수질정화장치 몸체(101)의 일측에 형성된 급수구(126)를 통하여 효소유용균군여과조(120)에 공급되게 된다.
양어장에는 각종 어패류가 서식하기 때문에 양어장에서 펌핑되어 효소유용균군여과조(120)에 공급되는 물에는 민물 어패류 배설물과 각종 유기물이 포함될 수 있는데, 이러한 민물 어패류 배설물 및 유기물은 효소유용균군여과조(120)에 설치된 효소와 유용균군이 접종된 각종 정수여과층(125), 볏짚패드(124), 포말석고패드(122)를 통과하면서 식물영양액으로 발효분해되어 식물식재조(110)에 식재된 식물(111)의 영양원으로 공급되게 된다.
효소유용균군여과조(120)와 식물(111) 및 배수조(130)를 통하여 정화된 물은 배수관(134)을 따라 양어장으로 유입되고, 양어장의 물은 지속적으로 효소유용균군여과조(120)와 배수조(130)에서 순환 정화되어 다시 유입되기 때문에 양어장은 별도의 청소나 물을 갈아 줄 필요 없이 친환경 자연생태적으로 수질이 개선되어 정화되게 된다. 또한, 양어장에서 효소유용균군여과조(120)로 공급되는 물에 포함된 민물 어패류 배설물 및 유기물이 효소유용균군여과조(120)에 의해 식물영양액으로 발효분해되어 식물(111)에게 영양을 공급하게 되므로 별도의 비료나 거름없이 식물이 성장할 수 있는 여건을 조성하게 되며, 이에 따라 식물의 유기농수경재배가 가능해지게 된다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치의 분리 부분 단면 사시도이고, 도 8은 결합 부분 단면 사시도이며, 도 9는 측 단면도를 나타낸 것이다.
도 7 내지 도 9에 도시된 수질정화장치(100)는 저수조(200)가 수족관이나 어항(이하 "수족관"으로 총칭한다)인 경우에 적용된 일례를 나타낸 것으로, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수질정화장치 또한 식물식재조(110), 효소유용균군여과조(120), 배수조(130)가 수질정화장치 몸체(101)에 형성되어, 저수조(200)인 수족관에 착탈가능하게 결합된다.
본 발명의 실시예에서 상기 수질정화장치 몸체(101)는 상부가 개방된 원통형으로 형성되며, 이에 따라 이 수질정화장치 몸체(101) 내측에 형성되는 식물식재조(110)와 효소유용균군여과조(120) 및 배수조(130) 또한 원통형으로 형성된다. 상기 수질정화장치 몸체(101)에 설치된 식물식재조(110) 및 효소유용균군여과조(120)는 원통형으로 제작되는 것을 제외하고는 양어장에 설치된 구성과 동일 내지 유사하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 다만, 상기 수족관은 다른 실시예에서 적용되었던 연못이나 양어장 등에 비해 상대적으로 규모가 작기 때문에, 수족관에 설치되는 수질정화장치(100)의 크기가 상대적으로 작게 형성되며, 이에 따라 크기를 줄이기 위해 효소유용균군여과조(120)에 형성되었던 볏짚패드 등이 생략될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배수조(130)는 수족관 내부에 잠기기 때문에 도 1 내지 도 4에 구비되었던 수로 지지벽(131) 및 전기가열봉(136)이 생략되게 된다. 또한, 상기 배수조(130)의 바닥 하부에는 배수조(130)를 수족관 바닥에 이격시켜 지지하는 다리부(138)가 형성되는데, 이 다리부(138)에는 외부와 내부를 연통시켜 수족관 물이 다리부(138) 내측으로 채워질 수 있도록 다수의 관통구(139)가 형성되어 있다. 상기 다리부(138)의 내측에는 수족관 물을 펌핑하여 급수관(220)을 통하여 수질정화장치 몸체(101) 일측에 형성된 급수구(126)를 통하여 효소유용균군여과조(120)에 공급하게 된다.
상기의 구성으로 이루어지는 수질정화장치(100)는 수족관 내부에 설치되는데, 수족관의 수위는 수질정화장치(100)의 배수조(130)에 형성된 배수구(133) 높이와 동일 내지 조금 낮게 형성하는 것이 바람직하다.
수족관 내부에 설치되는 수질정화장치(100)는 다리부(138) 내측에 설치된 순환펌프(210)를 통하여 수족관의 물을 펌핑하여 수질정화장치 몸체(101)의 일측에 형성된 급수구(126) 및 급수관(127)을 통하여 효소유용균군여과조(120)에 공급되게 되며, 효소유용균군여과조(120)로 유입되는 물은 효소유용균군여과조(120) 및 식물(111)을 통하여 정화된 후 배수조(130)로 이동되고, 배수조(130)는 배수구(133)를 통하여 정화된 물을 외부의 수족관으로 배출하여 수족관 물을 맑게 유지시키게 된다. 또한, 수족관 물에 포함된 민물 어패류 배설물 및 유기물은 효소유용균군여과조(120)에 설치된 효소 및 유용균군이 접종된 각종 정수여과층(125), 포말석고패드(122)를 통과하면서 식물영양액으로 발효분해되어 식물식재조(110)에 식재된 식물(111)에 의해 흡수되게 된다.
이러한 수질정화장치(100)를 통하여 수족관의 물이 정화되어 수족관에 지속적으로 유입되기 때문에 수족관은 별도의 청소나 물갈이 필요 없이 친환경자연생태적으로 수질이 개선되어 정화되게 되며, 수족관 물에 포함된 민물 어패류 배설물 및 유기물이 식물영양액으로 발효분해되어 식물에게 영양을 공급하게 되므로 식물의 유기농수경재배가 가능해지게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치는 저수조(200)의 물을 효소 및 유용균군이 접종된 효소유용균군여과조(120)와 식물식재조(110)에 식재된 식물(111), 배수조(130), 배수로(150) 등을 통하여 정화시켜 다시 저수조(200)로 순환시키게 되며, 이 과정에서 저수조(200) 물에 포함된 각종 어패류 배설물 및 유기물을 식물영양액으로 발효분해하여 식물의 영양 공급원이 되도록 하게 된다.
이러한 수질정화장치가 적용되는 저수조는 상술한 정원, 양어장, 수족관 및 어항, 물 탱크 등 다양한 분야에 적용될 수 있는 것으로서, 이러한 본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구 범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
100 : 수질정화장치 101 : 수질정화장치 몸체
110 : 식물식재조 111 : 식물
112 : 상토 120 : 효소유용균군여과조
121 : 배수조 경계망 122 : 포말석고패드
123 : 미세망 124 : 볏짚패드
125 : 정수여과층 126 : 급수구
127 : 급수관 130 : 배수조
131 : 수로 지지벽 132 : 수로
133 : 배수구 134 : 배수관
135 : 흡기구 136 : 전기가열봉
137 : 정수여과층 138 : 다리부
139 : 관통구 150 : 배수로
151 : 배수로여과기 152 : 식물식재공간
200 : 저수조 210 : 순환펌프
220 : 배수관
110 : 식물식재조 111 : 식물
112 : 상토 120 : 효소유용균군여과조
121 : 배수조 경계망 122 : 포말석고패드
123 : 미세망 124 : 볏짚패드
125 : 정수여과층 126 : 급수구
127 : 급수관 130 : 배수조
131 : 수로 지지벽 132 : 수로
133 : 배수구 134 : 배수관
135 : 흡기구 136 : 전기가열봉
137 : 정수여과층 138 : 다리부
139 : 관통구 150 : 배수로
151 : 배수로여과기 152 : 식물식재공간
200 : 저수조 210 : 순환펌프
220 : 배수관
Claims (14)
- 물을 저장하는 저수조의 물을 정화시키기 위한 수질정화장치에 있어서,
상부가 개방된 수질정화장치 몸체(101)의 내측에 설치되어, 외부의 저수조(200)로부터 유입되는 물을 효소 및 유용균군을 통하여 정화시키는 효소유용균군여과조(120)와;
상기 효소유용균군여과조(120)의 상부에 형성되어, 식물(111)이 식재되어 효소유용균군여과조(120)에 유입된 물을 흡수하여 정화하는 식물식재조(110)와;
상기 효소유용균군여과조(120)의 하부에 형성되어, 상기 효소유용균군여과조(120)를 통과하여 하부로 배출되는 물의 일정량을 저장하고 나머지는 배수구(133)를 통하여 저수조(200)로 배출하는 배수조(130);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치. - 제 1항에 있어서,
상기 효소유용균군여과조(120)는
상기 배수조(130)의 상부에 설치되어 배수조(130)와 경계를 형성하는 배수조 경계망(121)과,
상기 배수조 경계망(121) 상부에 설치되는 효소 및 유용균군이 접종된 천공된 포말석고패드(122)와,
상기 포말석고패드(122)의 상부에 설치되는 미세망(123)과,
상기 미세망(123)의 상부에 위치되는 산호석, 파쇄된 황토벽돌, 모래 중 어느 하나를 포함하여 이루어져 효소 및 유용균군이 접종된 정수여과층(125)과,
상기 정수여과층(125)의 상부에 설치되어 저수조(200)로부터 유입되는 물을 효소유용균군여과조(120)에 공급하는 급수관(127)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치. - 제 2항에 있어서,
상기 미세망(123)과 정수여과층(125) 사이에는 자연생태 유용균을 통하여 물에 포함된 단백질, 탄수화물, 섬유질, 유기질소 및 암모니아태질소 성분을 분해시켜 정화하는 볏짚패드(124)가 설치된 것을 특징으로 하는 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치. - 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 효소 및 유용균군은
식용효소 lactase, lipase, cellulose, protease, xylanase, glucoamylase 중 1종 이상과, 식용유용균 aspergillus niger, baccilus subtis, yeast 중 1종 이상이 선택되어 분말로 응집된 후 고형물 상태로 형성되어 효소유용균군여과조(120)에 접종되는 것을 특징으로 하는 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치. - 제 4항에 있어서,
상기 고형물 상태로 형성된 효소 및 유용균군은 주기적으로 효소유용균군여과조(120)에 접종되는 것을 특징으로 하는 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치. - 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 배수조(130)의 내측에는 상부에 위치하는 효소유용균군여과조(120)를 지지하고, 효소유용균군여과조(120)로부터 배출되는 물을 배수구(133)로 이동시키기 위해 수로(132)를 형성하는 수로 지지벽(131)이 형성되고,
상기 배수구(133)는 배수조(130) 내부에서 일정량 이상 채워지는 물을 외부로 배출하도록 배수조(130)의 일측에서 배수조(130) 바닥으로부터 소정의 높이에 외부와 연통되어 형성되는 것을 특징으로 하는 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치. - 제 6항에 있어서,
상기 배수조(130)의 일측에 형성되는 배수구(133)는 상부에 위치하는 효소유용균군여과조(120)의 하부로부터 1cm∼5cm 이격된 지점에 형성되는 것을 특징으로 하는 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치. - 제 6항에 있어서,
상기 배수조(130)의 일측에는 배수조(130) 내부 온도를 일정하게 유지시키는 전기가열봉(136)이 설치되는 것을 특징으로 하는 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치. - 제 6항에 있어서,
상기 수로 지지벽(131)은 포말석고벽돌 또는 황토벽돌을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치. - 제 6항에 있어서,
상기 수로 지지벽(131)을 통하여 형성되는 수로(132)의 바닥에는 산호석, 파쇄한 황토벽돌, 모래 중 어느 하나를 포함하는 정수여과층(137)이 위치하는 것을 특징으로 하는 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치. - 제 1항에 있어서,
상기 배수조(130)의 배수구(133)로부터 배출되는 물은 배수로(150)를 따라 저수조(200)로 이동되며,
상기 배수로(150)에는 효소 및 유용균군이 접종된 산호석, 파쇄한 포말석고벽돌, 황토벽돌, 자연석, 모래 중 어느 하나를 포함하는 정수여과층이 형성된 배수로여과기(151)가 형성되는 것을 특징으로 하는 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치. - 제 1항에 있어서,
상기 저수조(200)는 정원이나 골프장 해저드 연못, 수족관, 어항, 양어장, 물 탱크 중 어느 하나를 포함하여 이루어지고, 이 저수조(200)에는 순환펌프(210)가 설치되어 저수조(200)에 저장된 물을 급수관(220)을 통하여 효소유용균군여과조(120)에 공급하는 것을 특징으로 하는 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치. - 제 1항에 있어서,
상기 배수조(130)의 하부에는 배수조(130)를 저수조(200) 바닥에 이격시켜 지지하는 다리부(138)가 형성되고, 이 다리부(138)에는 저수조(200)의 물이 다리부(138) 내측으로 채워질 수 있도록 내부와 외부를 연통하는 다수의 관통구(139)가 형성되며, 상기 다리부(138) 내측에 순환펌프(210)가 설치되어 저수조(200)에 저장된 물을 급수관(220)을 통하여 효소유용균군여과기(120)에 공급하는 것을 특징으로 하는 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치. - 제 1항에 있어서,
상기 저수조(200)의 타측에는 일측에 형성된 배수구(133)보다 높은 위치에 외부의 공기를 유통시키는 흡기구(135)가 형성된 것을 특징으로 하는 자연 생태 환경을 이용한 수질정화장치.
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| CN107142903A (zh) * | 2017-07-13 | 2017-09-08 | 河海大学 | 一种适用于沟渠的便携式波纹阻流生态净化堰 |
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