KR100791778B1 - 육상 어류 양식장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

이 발명은 육상 어류 양식장치 및 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 양식탱크 내의 양식수를 순환시켜 재이용하여 어류를 양식하는 육상 어류 양식장치 및 방법에 관한 것이다.

육상 어류 양식에서, 유수식 어류 양식의 예를 보면, 양식탱크의 수중 용존산소치 유지를, 양식탱크에 새로운 양식수를 계속 유입·유출시키면서 양식탱크 내 양식수의 용존산소치를 적정수치로 유지시키고, 어류의 먹이로 투입한 사료에서 발생한 잔여사료 및 어류의 배설물을 유출수와 함께 유출시킨다. 그런데, 유입수의 계속 유입에는 에너지비용이 많이 소요되며, 잔여 사료 및 어류 배설물 유출로 인해 수계를 오염시키게 되는 문제점이 있고, 이러한 문제점 해결을 위해, 양식탱크 내의 양식수를 순환시키고 초미세기포를 생성·토출시켜 용존산소치를 포화 상태로 개선하여 암모니아성질소를 분해처리하고, 수중 부유물질은 초미세기포에 의해서 부상분리처리하며, 수중의 산소포화율을 높인 양식수를 순환시켜 재이용하고, 최소한의 보충수 만을 유입시키며, 한편 양식탱크 하부에서 잔여사료 및 배설물을 침전시켜 여과처리를 하는 육상 어류양식장치 및 방법을 제공한다.

어류양식장치, 양식수, 조정탱크, 라인믹서방식 기포발생장치, 용존산소

Description

육상 어류 양식장치 및 방법{omitted}

도 1은 육상 어류 양식장치의 구성도

도 2는 조정탱크 평면도

〈도면의 간단한 설명〉

A: 조정탱크 A-1: 토출실

A-2: 조정실 A-3: 부유물 회수실

B·C·D: 양식탱크 E·F: 여과장치

G: 라인믹서방식 초미세기포발생장치 H: 콤프레셔

1: 지면 2: 탱크 외벽

3·3-1: 받침기둥 4: 평면망

5: 슬러지 공급관 6: 슬러지 회수관

7: 압송관 8: 토출장치

9·9-1: 순환관 10: 여과수 이송관

11·12: 개폐밸브 13: 열교환장치

13-1: 공급관 14: 개폐밸브

15·16: 개폐밸브 17: 이송펌프

18: 유출로

이 발명은 육상 어류 양식장치 및 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 양식탱크 내의 양식수를 순환시켜 재이용하여 어류를 양식하는 육상 어류양식장치 및 방법에 관한 것이다.

육상 어류양식에서, 유수식 어류양식의 예를 보면, 우선 양식탱크의 수중 용존산소치를 적정수치로 유지시키기 위해, 양식탱크에 새로운 양식수를 계속 유입· 유출시켜 양식탱크 내에 체류하는 양식수의 용존산소치를 적정수치로 유지시키며, 어류의 먹이로 사료를 투입하고, 어류가 섭취하고 남는 잔여사료 및 어류가 배설한 배설물은 유출되는 유출수와 함께 외부로 유출되게 된다.

그런데, 많은 양의 양식수를 계속 유입시키고 유출시키게 되므로서, 수량 부족은 물론이고 양식수 유입에 에너지비용이 많이 소요되고, 어류에게 투여된 잔여사료의 부패 및 어류의 배설물에서는 어류의 성장에 장애를 주는 암모니아성 질소가 발생하게되는데 유출수와 함께 외부로 유출시킴으로 수계를 오염시키는 문제점을 지니고 있다.

이 발명은 위에서 본 문제점을 해결하기 위해, 양식탱크에서 외부로 유출시킬 양식수 전량을 초미세기포발생장치에서 기포수로 공급받아 초미세기포를 생성시키고, 이 초미세기포를 조정탱크에 토출시켜 산소를 수중에 용해시키며, 수중에 산소가 용해됨으로써 수중 용존산소치는 조정되게 되고, 한편 잔여사료가 부패하면서 발생하는 암모니아성 질소 및 어류의 배설물에 의한 암모니아성 질소는 수중 용존산소치가 포화상태로 되면서 산화분해되어 수질이 개선되며, 이렇게 수질이 개선된 양식수를 양식탱크에 재유입시킴으로서 양식탱크 내의 양식수를 순환시키게 되며, 또 수중의 잔여사료 및 배설물 중의 침전성 물질은 여과장치에서 침전시켜 여과처리를 행하고, 부유성 물질은 조정탱크에서 부상분리시켜 배출시키게 함으로서 수계 오염을 방지하는 한편 양식수의 절약과 비용을 절감하는데 목적을 둔다.

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위에서 말하는 초미세기포는 그 생성 방식에 따라서 과류터빈방식(20-80미크론), 선회방식(10-60미크론), 라인믹서방식(0.5-3미크론) 등 여러 방식이 있으며, 기포는 구경이 작으면 작을수록 기포의 농도가 높고 수중의 일반세균, 부유물질에 부착·흡착력이 강하고, 산소의 용해율이 높아 수중 용존산소치를 급속히 포화농도로 상승시키며, 한편 수중 용존 산소치가 포화 상태로 된 후에는 암모니아성 질소를 분해하게 된다.

이 발명에서는 라인믹서방식 초미세기포발생장치를 채용한다.

이 발명은 위의 목적 달성을 위해, 장치는 조정탱크(A)·양식탱크(B·C·D)·라인믹서방식 초미세기포발생장치(G)·여과장치(E·F)로서 주장치를 구성하며, 조정탱크(A)에 정한 순서에 따라 양식탱크(B·C·D)를 연결시키고, 조정탱크(A) 및 각 양식탱크(B·C·D) 하부는 침전을 위해 ∨형으로 되며, 각 양식탱크에는 조정탱크에서 유입되는 조정수의 흐름을 위한 유출로가 부설되고, 라인믹서방식 초미세기포발생장치에는 압축공기 압입 콤프레셔(H), 순환관(9·9-1)을 통해서 3번 양식탱크에 연결시키며, 초미세기포수 압송관을 통해서 조정탱크의 토출장치(8)가 연결되고, 여과장치(E·F)는 소요의 관을 통해서 조정탱크 및 각 양식탱크의 하부로 연결시켜 장치를 구성한다.

이하 이 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 육상 어류 양식장치의 구성도로서, 순환 양식수를 조정하는 조정탱크(A)에 상부는 4각형 하부는 ∨형으로 된 1번 양식탱크(B)·2번 양식탱크(C)·3번 양식탱크(D)가 순차 연결되고, 조정탱크(A) 및 각 양식탱크(B·C·D)에 연결된 여과장치(F·E), 콤프레셔(H)에 연결된 라인믹서방식 초미세기포발생장치(G)가 조정탱크(A)에 연결되어 주장치를 구성하고 있다.

위의 조정탱크(A)·각 양식탱크(B·C·D)하부에는 공간이 확보되고 이 공간에서 받침기둥(3·3-1)이 부설되어 ∨형 하부를 받치고 있다.

각 양식탱크(B·C·D)의 ∨형 내부에는 ∨형 기점에서 평면망(4)이 수평으로 부설되며, 이 평면망(4)은 어류가 외부로 빠져나갈 수 없는 메시로 되면서, 잔여 사료 및 어류의 배설물만이 하부로 빠져 내리도록 하고, ∨형 하부 외측에는 개폐밸브(14)가 부착되며, 이 개폐밸브(14)에 소요의 관이 연결되어 슬러지 회수관(6)에 각각 연결되고, 슬러지 회수관(6)은 슬러지공급관(5)에 연결되며, 순환관(9·9-1)을 통해서 기포발생장치(G)는 기포수를 공급받고, 도시되지 않았지만 3번 양식탱크(D)의 순환관(9)과 기포발생장치(G)의 순환관(9-1)은 서로 연결되며, 1번 양식탱크(B), 2번 양식탱크(C)에도 도시되지 않았지만 양식수의 이송로가 부설되어 양식수는 3번 양식탱크(D)로 자연 흐름에 의해서 이송되고, 역시 도시되지 않은 보충수 주입관이 각 양식탱크(B·C·D)에 부설되어 있다.

위에서 조정탱크(A) 및 각 양식탱크(B·C·D)가 대형일 때는 콘크리크 구조로, 소형일 때는 강철구조로 되고, 조정탱크(A)에 연결되는 양식탱크의 개수는 증감시킬 수 있으며, 조정탱크(A) 및 각 양식탱크(B·C·D)에는 도시되지 않았지만 용존산소 계측기가 부설되며, 양식수 이송로를 ∩형 관을 부설하여 이송시킬 수도 있다.

라인믹서방식 초미세기포발생장치(G)에는 압축공기를 공급하는 콤프레셔(H)가 연결되고, 양식수를 공급하는 순환관(9-1)이 부설되어 3번 양식탱크(D)의 순환관(9)에 연결되어 기포수를 공급 받게 되며, 초미세기포발생장치(G)에 초미세기포를 압송하는 압송관(7)이 부설되어 조정탱크(A) 하부에 부설된 토출장치(8)에 연결되며, 초미세기포발생장치(G)는 콤프레셔(H)에서 압축공기를 압입 받아서 혼합·가압하여 초미세기포를 생성시켜 조정탱크(A)에 토출시킨다.

여과장치(E·F)는 2개의 개별 여과장치가 쌍으로 설치되어 1번 여과장치(E), 2번 여과장치(F)로 되고, 각 여과장치(E·F) 내부에는 여과포로서 제작된 여과대가 장착되어 여과를 행하게 되며, 2개의 여과장치(E·F)에 교대로 슬러지의 유입이 되고, 슬러지의 유입이 정지되었을 때도 여과는 계속 이루어져서 저 함수율로 여과를 행하게 되며, 슬러지공급관(5)의 한쪽은 이송펌프(17)가 부설되어 슬러지 회수관(6)에 서로 연결되고, 다른 한쪽에는 2개의 관으로 분기되어 1번 여과장치(E), 2번 여과장치(F) 상부에 각각 연결되며, 이로 인해 각 여과장치(E·F)에 슬러지의 유입이 교대로 이루어지게 되고, 이 분기된 관에는 각각 개폐밸브(15·16)가 부착되고, 이 개폐밸브(15·16)의 작동에 의해서 각 여과장치에 교대로 슬러지의 유입이 행하여지며, 각 여과장치(E·F)의 하부에는 개폐밸브(11·12)가 각각 부설되어 여과된 슬러지를 배출시킬 때 개방하게 되고, 여과수는 이송관(10)을 통해서 조정탱크(A)에 연결된다.

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이 여과장치는 탈수장치로 대체 부설하여 탈수처리를 행할 수도 있다.

도 2는 조정탱크(A) 평면도로서, 조정탱크(A)는 장방형의 4각형으로 되어 내부는 초미세기포가 토출되는 토출실(A-1), 조정실(A-2), 부유물 회수실(A-3)로 구획되어 있으며, 토출실(A-1)에는 초미세기포 토출장치(8) 및 열교환장치(13)가 부설되어 있고, 이 열교환장치(13)는 증기, 또는 온수를 공급하는 공급관(13-1)에 연결되며, 조정실(A-2)에는 조정수 유출로(18)가 부설되어 있고, 유출로는 조정실 하부의 조정수를 유출시키기 위해 하부로 길게 부설되어 있으며, 도시되지 않았지만 이 조정실(A-2) 상부에는 스킴머가 부설되어 수면의 부유물을 부유물 회수실(A-3)로 회수시키는 작동을 하게 되며, 토출실(A-1)에 토출되는 초미세기포수는 조정실(A-2)로 넘쳐흘러서 조정된 후 이송로(18)를 따라 넘쳐흘러서 1번 양식탱크(B)로 유입 되게 된다.

위에서 조정실(A-2)에는 열교환장치를 부설할 수도 있다.

상술한 한 바와 같이 구성된 실시 예의 작용에 대하여 설명한다.

조정탱크(A) 및 각 양식탱크(B·C·D)에 양식수가 채워지고 양식할 어류가 투입되어 양식이 진행됨에 따라서 수중의 용존산소는 감소하고, 어류의 배설물 및 사료 투입으로 인한 잔여 사료에 의해서 수질은 오염되고 용존산소치는 하강하게 된다.

수질개선 및 수중 용존산소치를 상승시키기 위해, 장치를 작동시키면 먼저 콤프레셔(H)가 작동하고, 이어서 라인믹서 초미세기포발생장치(G)는 3번 양식탱크(D)에서 공급되는 양식수를 기포수로 공급받아 미리 정해진 수치의 압력으로 가압되며, 한편 콤프레셔(H)로부터 미리 정한 수치의 압력으로 압축된 압축공기가 압입되고, 압입된 압축공기는 가압수와 혼합·가압되어 가압기포수로 가공되어 압송관(7)을 통해서 조정탱크 토출실(A-1)에 부설된 토출밸브(8)에 압송되어 토출밸브에 의해서 토출실에 초미세기포로서 토출된다.

토출실(A-1)에 토출되는 0.5-3미크론의 초미세기포는 빠른 속도로 수중에 확산되며, 초미세기포의 흡착·부착력에 의해서 수중의 부유물질은 수면으로 부상하게되고, 초미세기포중의 산소는 수중에 용해되어 수중 용존산소치는 포화 상태로 되면서 암모니아성질소는 산소와 접촉이 이루어져 산화분해되어 질소가 대기중으로 배출되며, 기타 수중 부유물질은 초미세기포에 부착, 또는 흡착되어 수면으로 부상하고, 계속되는 기포수의 토출에 의해서 토출실 내의 초미세기포 혼합수는 조정실(A-2)로 넘쳐흘러 이송된다.

조정실(A-2)로 이송된 초미세기포수는 미리 정한 시간 동안 체류하게 되고, 이송되는 기포수 수면에는 토출실에서 부상한 부유물도 함께 이송되며, 이 부유물은 스킴머의 작동에 의해서 부유물 회수실(A-3)로 회수된다.

기포수와 함께 이송되어 조정실(A-2)로 이송되는 초미세기포는 수중에서 용해되어 수중 용존산소치를 상승시켜 용존산소를 포화 상태로 유지시키면서, 암모니아성질소의 분해작용은 계속 되며, 토출실에서 미부상된 부유물을 수면으로 부상시키고, 부상한 부유물은 스킴머의 작동에 의해 회수로로 회수되어 수질은 개선되며, 수중 용존산소치가 포화상태로 조정되고, 수질이 개선된 이 조정수는 유출로를 통해서 1번 양식탱크(B)로 유입되어 순차 2번 양식탱크(C), 3번 양식탱크(D)로 유입되고, 3번 양식탱크(D)에서는 순환관(9·9-1)을 통해서 초미세기포발생장치로 양식수가 공급됨으로서 양식수의 순환작용은 행하여지게 되며, 이 작용에 의해서 양식수의 재이용이 이루어지고, 양식탱크에는 필요한 보충수만 주입되게 된다.

위에서 보충수는 각 양식탱크(B·C·D)의 용존산소치를 확인하여 선택적으로 주입시킨다.

이와 같은 작용이 연속적으로 이루어져 수중 용존산소치가 포화 상태로 유지되고, 암모니아성질소는 질소 가스로 분해되어 대기 중으로 배출되어 어류 성장에 장애를 가하지 않는 안전한 수치로 수질 및 용존산소치를 유지할 수 있어 양식수를 순환시키면서 재사용할 수 있게 된다.

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시간의 경과에 따라서 각 양식탱크에는 어류의 먹이로 투입된 잔여사료 및 어류가 배설한 배설물은 하부로 침전하여 평면망을 통해서 하부로 빠져나와 슬러지로서 ∨형 내부에 침전하게 된다.

침전한 슬러지가 ∨형 내부에 정해진 양으로 쌓이게 되면 외부의 개폐밸브(14)를 개방하여 1번 여과장치(E)로 이송시키고, 이송된 슬러지는 여과처리가 행하여지면서 계속 유입되며, 유입되는 슬러지가 정해진 양으로 차오르면 유입은 정지되고, 슬러지는 2번 여과장치(F)로 유입되며, 슬러지의 유입이 정지된 1번 여과장치(E)에서는 슬러지에 함유되어 있는 수분을 계속 여과시키게 되고, 정해진 함수율로 여과가 이루어지면 하부의 개폐밸브(12)를 개방하여 슬러지를 배출시키고, 개폐밸브를 폐쇄시키면 대기 상태로 돌아가게 되며, 한편 2번 여과장치(F)에서도 정해진 양으로 슬러지가 차오르면 유입이 정지되면서 슬러지는 1번 여과장치(E)로 유입되고, 정해진 함수율로 여과가 이루어지면 개폐밸브(11)를 개방하여 슬러지를 배출시키고 개폐밸브를 폐쇄시키면 대기상태로 돌아가게 된다.

이 작동이 반복되어 연속적인 여과처리는 행하여지고, 한편 여과장치에서 여과된 여과수는 조정탱크(A)로 이송된다.

본 발명은 양식탱크의 양식수를 순환시켜 재이용함으로서 다량의 양식수 이송에 소요되는 비용을 절감하고, 적은 비용으로서 양식수의 수질 및 용존산소치의 개선이 이루어지게 된다.

양식수를 순환시켜 재이용함에 있어서, 동일 장치 내에서 부유물을 제거, 용존산소치를 개선하면서 동시에 어류의 배설물 및 잔여사료의 부패에서 발생하는 암모니아성질소 등을 동일 장치 내에서 분해시키게 됨으로 비용을 절감한다.

겨울철 보충수를 적게 유입시키게 되어 수온 유지를 위해 사용되는 에너지를 절감하며, 한편 육상 어류양식에서는 양식수 확보에 대한 어려움을 해결하게 된다.

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Claims (3)

1. 조정탱크(A)·양식탱크(B·C·D)·라인믹서방식 초미세기포발생장치(G)·여과장치(E·F)로서 주장치가 구성되는 육상 어류 양식장치에서, 조정탱크(A)에서 1번 양식탱크(B), 2번 양식탱크(C), 3번 양식탱크(D)가 순차적으로 연결되고, 조정탱크(A) 및 각 양식탱크(B·C·D) 하부는 침전을 위해 ∨형으로 되며, ∨형 내부에는 ∨형 위치 기점에서 평면망(4)이 수평으로 부설되고, 각 양식탱크에는 조정탱크에서 유입되는 조정수의 흐름을 위한 유출로 및 보충수 공급관이 부설되며, 조정탱크(A)는 토출실(A-1)·조정실(A-2)·부유물 회수실(A-3)로 구획되고, 토출실에는 하부에 토출장치(8), 측면에 공급관(13-1)에 연결된 열교환장치(13)가 부설되며, 조정실(A-2)에는 조정수를 유출시키는 유출로(18), 상부에는 부유물을 회수하는 스킴머가 부설되고, 라인믹서방식 초미세기포발생장치에는 압축공기 압입 콤프레셔(H), 순환관(9·9-1)을 통해서 3번 양식탱크(D), 초미세기포수 압송관(7)을 통해서 조정탱크의 토출장치(8)가 연결되며, 슬러지 회수관(6) 및 슬러지 공급관(5)은 서로 연결되어 한 쪽은 조정탱크(A) 및 각 양식탱크(B·C·D)에 연결되고, 다른 한쪽은 분기되어 각 여과장치(E·F)에 연결되며, 각 여과장치(E·F) 내부에는 여과포로서 제작된 여과대가 장착되고, 외부의 상하부에 개폐밸브(11·12·15·16)가 부설되고, 여과수 이송관(10)이 부설되어 조정탱크(A)에 연결되어 구성되는 것을 특징으로 하는 육상 어류 양식장치.
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