KR100889497B1 - 회류식 사육수조를 포함하는 순환여과식 양어 시설 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회류식 사육수조, 여과조 및 양수펌프를 포함하는 순환여과식 양어 시설에 관한 것으로,

본 발명의 사육수조는 양끝단이 연통된 두개의 내부수로로 구성되고, 사육수조의 중앙격벽 양끝 뒤편 바닥에는 오물흡입구가 구비되어 있으며, 상기 여과조는 침지식 생물여과조로서, 여과조 아래로 유입되어 위로 배출되고, 여과조 바닥면은 경사지고, 경사면 아랫쪽에는 여과조청소용 배출구가 있으며, 바닥 경사면 위에는 골판 지지대가 구비되고, 골판 지지대 위에는 골판들이 수직으로 세워져 있되, 골판들의 골방향이 서로 직각으로 순차적으로 밀착되어 세워져 있는 구조이고, 상기 양수펌프는 축류식 펌프(axial flow pump)이고, 펌핑되는 사육수가 아래쪽으로 토출되도록 구성됨으로써,

종래 유수식 양어시설에 비교하여 새 물의 유입량을 대폭적으로 절감하고, 원형수조에 비교하여 공간효율이 매우 좋으며, 양질의 물고기를 생산할 수 있을 뿐 아니라, 사육수조 내 오물의 배출이 매우 쉬워 청소비 등 관리비용 및 관리시간이 절약되는 효과가 있다.

양어시설, 사육수조, 수로식, 원형 수조, 여과조, 와류, 송어, 축류식 펌프

Description

회류식 사육수조를 포함하는 순환여과식 양어 시설{RECIRCULATING FISH CULTURE SYSTEM INCLUDING WATER CIRCULATING TANK}

본 발명은 회류식 사육수조를 포함하는 순환여과식 양어 시설에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일정량의 사육수가 사육수조 내에서 회류(순환)하는 회류식 사육수조와 사육수조에서 사용된 일정량의 사육수가 양수펌프를 통하여 여과조로 이송되고, 생물여과방식에 의하여 사육수가 여과 및 정화되어 사육수조로 재투입되어 종래 기술에 비해 매우 적은 량의 용수 공급만으로도 대량의 물고기를 사육하는 순환여과식 양어 시설에 관한 것이다.

물고기를 인공적으로 사육하기 위하여는 사육하고자 하는 물고기의 자연 그대로의 서식환경에 가까운 환경을 마련해 주어야 하는 것은 당연하다. 대부분의 물고기, 특히 민물고기를 사육하는 데 있어서는 적당한 수온은 물론, 적당한 수질뿐 아니라 적당한 유속 즉, 지속적으로 물이 흐르는 조건을 필수적으로 충족시켜야 한다.

현재 이용되고 있는 양어 시설, 특히 민물고기 사육시설로는 내륙 산간에 용수가 풍부한 적지를 찾아 이곳에 사육지 또는 사육수조를 만들어 물고기를 넣고 물을 지속적으로 흐르게 하여 사육하는 단순 유수식 양어 시설이 일반적인 형태이며, 나아가 용수를 절약하기 위하여 이러한 단순 유수식 사육수조에 별도의 여과시설을 추가하여 사육수조에서 사용된 사육수를 여과 및 정화하여 사육수조로 재투입(재주수)시켜 사육하는 순환여과식 양어 시설이 있다.

이러한 양어 시설은 사육수조의 구조에 따라 수로식 사육수조와 원형 사육수조로 구분되는데, 수로식 사육수조는 말그대로 긴 수로(폭이 약 2 ~ 3 m, 길이가 약 30 m 정도)를 여러개 병렬로 배치하여 한쪽 끝에서는 다량의 사육수를 지속적으로 흘려보내고 다른 한쪽 끝에서는 이미 사용된 사육수를 지속적으로 배출하는 방식이고, 원형 사육수조는 원형 공간에 물고기를 넣고 순환수단(일반적으로 수차)을 이용하여 물을 사육수조내에서 순환시키는 방식이다.

수로식은 여러개의 긴 수로의 사육수조를 병렬로 배치하므로 원형 사육수조에 비하여 공간활용이 매우 뛰어나며, 원형 사육수조에 비하여 한방향으로 일정하게 물의 흐름을 유지시켜 자연환경에 최대한 가깝기 때문에 원형 사육수조에 비해 물고기의 사육상태(발육, 상처 감소)가 좋은 장점이 있다.

그러나, 수로식 사육수조는 수로의 한쪽에 사육수를 흘려보내고 다른 한쪽 끝에서는 사육수를 외부로 배출하는 방식으로 물고기의 사육조건 상 빠른 유속(약 20 cm/sec)을 유지시켜야 하므로 매우 많은 양의 사육수를 지속적으로 흘려보내야 하므로 재사용이 가능한 용수의 낭비가 심하다.

또한, 물고기를 사육할 때 해결해야만 하는 중요 문제는 사육수조에 쌓이는 사료 찌꺼기 및 물고기 배설물, 미세 부유물 등과 같은 오물을 제거하는 것이다. 제한된 공간에서 다량의 물고기를 사육하기 때문에 수조내 물고기의 밀도가 높기 때문에 물고기에서 배출되는 배설물 및 암모니아 가스, 기타 미세 부유물의 양이 상당하고, 특히 송어의 경우 바닥에 떨어진 사료(먹이)는 먹지 않는 습성이 있어서 사료 찌꺼기들이 쌓여 빈번하게 바닥 청소를 하지 않으면 수질이 오염되어 사육 중인 물고기의 건강을 해치게 되고 또 질병의 치료를 위해서 항생제를 비롯한 여러 가지 약품을 사용하는 경우가 많다. 특히, 송어의 경우에는 1급수에서만 서식하므로 사육수조의 수질을 항상 최상으로 만들어 주어야 한다. 따라서, 사육수조 내의 오염을 저감하기 위하여는 본 발명의 양어 시설에 비해 적어도 10배 내지 수십배에 이르는 다량의 용수를 지속적으로 주입 통과시키지 않으면 안 된다. 이를 만족시킬 정도로 용수가 풍부한 사육지를 찾는 것은 상당히 어려울 뿐 아니라, 하천의 이용 및 지하수의 사용량에 대한 정부 규제가 강화되어 적절한 조건을 만족시키는 새로운 사육지를 찾아내는 것은 현실적으로 매우 어렵다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 별도의 여과시설을 설치하더라도 양어 시설의 사육수조에서 소요되는 대량의 사육수를 충분히 여과시키기 위해서는 사육수조 규모에 비해 훨씬 대규모의 여과시설이 필요하며, 고효율의 여과시설이 필요하므로 그 시설비용 및 유지비용이 매우 큰 문제점이 있다. 특히, 충분한 여과를 위해 여과조내에서 유속은 매우 느릴 수 밖에 없는데(일반적 여과시설에서 유속은 5mm/sec 정도), 수로식 사육수조내 유속은 여과조에 비해 매우 빠르게 흐르기 때문에 이들 수량을 맞추기는 매우 어려우며, 여과조가 사육수조에서 배출되는 사육수를 소화하기란 매우 어렵다.

원형 사육수조는 원형 사육수조 내에서 수차 등을 이용하여 물을 순환시키기 때문에 어느 정도 와류가 형성되어 중앙에 고형 오물이 모이게 되어 이곳에 오물배출구를 설치하게 되면 수로식 보다는 쉽게 오물을 제거할 수 있다. 그러나, 전술한 바와 같이 수로식에 비해 공간효율성이 매우 떨어져 부지 대비 생산량이 떨어지는 문제점이 있으며, 수조의 안쪽과 바깥쪽의 유속이 서로 다르고, 물고기간 접촉빈도가 높아 수로식에 비해 피부 상처가 많이 나고, 발육이 떨어지는 단점이 있다. 그리고, 수로식에 비해 사육수조의 규모에 한계가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 수로식 사육수조와 원형 사육수조의 장점 만을 동시에 가지며, 종래 기술보다 사료 찌꺼기 및 배설물 등의 고형 오물을 더욱 더 효과적으로 배출시키는 사육수조의 구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 종래 기술보다 저비용으로 효율적으로 사육수를 여과, 정화할 수 있는 여과조 구조를 제공하는 데 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 저비용(저양정에 의한 전력량 절약)으로 사육수를 펌핑하고 충분한 산소의 공급을 제공하는 양수펌프를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 양어 시설은 사육수가 내부적으로 회류하는 수로형 사육수조와 침지식 생물여과조 및 양수펌프와 이들을 연결하는 수로 등으로 구성된다.

본 발명의 양어 시설은 물고기가 사육되는 하나 이상의 사육수조와, 사육수조에서 사용된 사육수를 여과시켜 사육수조로 재투입시키는 여과조와, 사육수조에서 사용된 사육수를 여과조로 이송시키는 양수펌프를 포함하는 데,

상기 사육수조는 긴 수로를 가지고, 상기 수로의 중앙에는 수로길이보다 짧은길이의 중앙격벽이 수로와 평행되게 구비되어 상기 수로를 양끝단이 연통된 두개 의 내부수로로 분리시키고,

상기 각각의 내부수로 내에는 내부수로 간에 사육수를 순환시키기 위한 사육수 순환수단이 구비되어 있으며,

상기 사육수 순환수단에 의하여 상기 중앙격벽 끝단의 내부수로간 연결통로를 통과하는 사육수의 와류에 의하여 모여지는 오물이 배출되도록 오물흡입구가 중앙격벽 양끝 뒤편 바닥에 구비되어 있고,

상기 오물흡입구에 모여진 오물이 오물배출관을 통하여 사육수조 외부로 배출되도록 오물배출용 스탠드 파이프가 구비된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 사육수조의 주요특징은 물이 내부적으로 회류(순환)할 수 있는 긴 수로형으로 되어 있으며, 내부수로간 연결통로를 돌아가는 사육수의 강한 와류에 의하여 오물이 모여지는 곳에 오물흡입구가 설치되어 와류에 의하여 농축된 오물을 효율적으로 외부로 배출하는 데 있다. 사육수조는 적어도 하나 이상이 병렬로 배치되어 있는 것이 바람직하다.

상기 내부수로 폭은 필요에 따라 조절가능하나 1.5 m ~ 4 m 인 것이 바람직하고, 약 3 m 정도인 것이 더욱 바람직하고, 상기 중앙격벽 양끝의 내부수로간 연결통로의 폭은 유속을 빠르게 하여 강한 와류를 발생시키기 위하여 내부수로 폭보다 작게 설계되는 것이 바람직한 데, 내부수로 폭의 약 1/3 내지 2/3 배 정도인 것이 바람직하고, 약 1/2배 정도인 것이 더욱 바람직하다.

내부수로를 흐르는 사육수의 방향은 연결통로에서 90도로 바뀌고, 다음 내부수로에서 또 다시 90도로 바뀌어 회전함과 동시에, 내부수로에 비해 상대적으로 좁 은 연결통로를 지나게 되므로 유속이 빨라져서 강한 와류가 효과적으로 발생한다. 이는 종래 원형 사육수조식에 비해 좁은 공간에서 이루어지고 유속변화가 더욱 크기 때문에 원형 사육수조보다 더욱 강한 와류가 발생한다. 연결통로를 지나는 사료 찌꺼기나 배설물 등의 고형 오물은 와류에 의하여 중앙격벽 뒤편에 잘 모이게 된다. 이러한 중앙격벽 뒤편 바닥에 오물흡입구를 설치함으로써 농축된 오물을 효과적으로 사육수조 외부로 배출시킬 수 있게 된다. 농축 오물은 지속적으로 배출되는 것이 아니라 외부 개방에 의하여 오물흡입구에 강한 압력이 걸릴 때 매우 빠르게 배출된다.

오물흡입구는 사육수조 바닥 아래에 매설된 오물배출관을 통하여 오물배출용 스탠드 파이프로 배출된다. 오물흡입구에는 다수의 작은 구멍들이 있어 물고기는 빠져나가지 못하게 하고, 오물만이 오물배출관으로 빠져나가게 한다.

상기 오물배출용 스탠드 파이프는 상기 오물배출관에 고정되거나 착탈가능하다. 오물배출용 스탠드 파이프를 별도로 설치하는 이유는 사육수조의 수위차에 의하여 지하에 매설된 오물배출관에 가해지는 강한 수압을 상쇄시키기 위한 것으로 오물배출용 스탠드 파이프를 오물배출관에 수직으로 세움으로써 사육수조의 수위와 오물배출용 스탠드 파이프의 수위를 비슷하게 하여 사육수조에 새롭게 유입되는 수량정도 만큼(별도의 여과조가 있어 양어시설 규모에 비해 매우 적은 량이 외부에서 유입됨) 상기 오물배출용 스탠드 파이프를 통하여 외부로 천천히 배출시키는 역할을 한다. 즉, 오물배출용 스탠드 파이프는 평소에는 외부에서 사육수조로 유입되는 양 정도의 사용된 사육수를 계속적으로 외부로 배출하여 사육수조의 수위를 일정하 게 유지하나, 농축 오물의 빠른 배출시에는 상기 오물배출용 스탠드 파이프를 오물배출관에서 뽑아 한꺼번에 오물을 배출시킨 다음, 다시 오물배출관에 끼워넣어 수압 및 사육수 배출량을 조절하게 된다. 농축 오물의 배출 횟수는 상황에 따르나 보통 1일 2~3회 정도면 충분하다.

오물배출용 스탠드 파이프는 가장 단순하게는 오물배출홈이 없는 일반파이프일 수 있으며, 이 경우 파이프의 높이는 사육수조의 수위보다 약간 작아야 사육수조에 새로 유입되는 수량정도 만큼 외부로 배출될 수 있다.

한편, 바람직하게는 오물배출용 스탠드 파이프에는 별도의 오물배출홈이 형성되어 상기 오물배출홈을 통하여 사육수가 외부로 배출시킬 수 있다. 이 경우 파이프를 좀 더 높게 할 수 있어 작업을 좀더 용이하게 할 수 있다.

한편, 더욱 바람직하게는 오물배출용 스탠드 파이프는 서로 밀착된 내부 파이프와 외부 파이프가 한쌍으로 구비될 수 있고, 내부 파이프에는 상하로 여러개의 오물배출홈이 형성되어 있거나, 상하로 길게 홈이 형성되어 있고, 외부 파이프는 상하로 이동가능하여 배출수위를 조절하도록 구성될 수 있다. 이렇게 구성된 한쌍의 파이프가 가장 효율적이다.

본 발명의 사육수조는 수로의 모서리 부분에 유체가이드벽이 구비될 수 있다. 상기 유체가이드벽은 내부수로의 코너를 부드럽게 마감처리하여 내부수로간 물의 이동을 원활히 하는 한편, 내부수로의 코너에 오물이 쌓이는 것을 막고(수로 코너의 와류 방지), 병렬 배치, 즉 옆에 위치한 다른 사육수조와 공동의 삼각형 모양의 별도 공간을 제공, 이곳에 오물배출용 스탠드 파이프를 설치함으로써 사육시설 의 공간효율성을 극대화시키는 효과를 제공한다. 상기 유체가이드벽 및 중앙격벽, 수로벽은 모두 콘크리트 재질로 이루어져 있으나, 발명의 특징이 수조의 구조에 있으므로 원칙적으로 재질에 제한은 없다.

사육수조의 대부분의 사육수는 내부수로 내에서 회류하는 한편, 나머지 일부 사육수는 사육수조를 나와 또 다른 수로를 통하여 여과조로 이송된다. 상기 사육수조와 별도의 수로사이에는 작은 구멍이 뚤린 스크린망이 구비되어 있어 물고기는 외부로 빠져나갈 수 없다. 상기 스크린망은 사육수조에 탈착가능하여 사육수조의 청소시에는 막음판으로 대체되어 다른 사육수조와 사육수의 이동이 억제될 수 있다.

본 발명의 사육수조와 여과조의 수위차는 종래 양어 시설에 비하여 작으므로 종래 사용되는 휴갈펌프(fugal pump) 대신 저양정 대용량의 축류식 펌프(axial flow pump)[프로펠러(propeller)형의 날개차의 회전으로 물을 축방향으로 보내는 저양정 펌프]로도 충분히 사용가능하다. 본 발명의 양수펌프의 펌핑배출구는 수직 아래 방향으로 향하도록 설치하는 것이 바람직하다. 아래 방향으로 물을 강하게 펌핑하게 되면 물의 마찰력에 의해 상당량의 거품이 일게 되고 이때 사육수에 산소공급이 원활히 이루어져 사육수의 재사용 수명을 증가시킨다.

본 발명의 여과조는 침지식 생물여과조로서 여과조 아래로 사육수가 유입되어 여과재료를 거쳐 여과조 상단에서 배출되는 방식이다.

이러한 여과조의 구조는 여과조벽 일측 하단에 사육수가 여과조로 유입되도록 하나 이상(바람직하게는 6개 정도)의 여과조유입구가 구비되어 있고, 상기 여과 조유입구 반대벽 상단에는 하나 이상(바람직하게는 6개 정도)의 여과조배출구가 구비되어 있으며, 여과조 바닥면은 사육수배출구 방향에서 여과조유입구 방향으로 아래로 경사지게 형성되고, 경사면 아랫쪽에는 여과조청소용 배출구가 구비되어 있으며, 경사면 위에는 여과재료인 골판들을 지지하도록 골판 지지대의 표면이 수평으로 설치되어 있고, 상기 골판들은 상기 골판 지지대에 수직방향으로 세워져 있되, 골판들의 골방향이 서로 순차적으로 교차밀착되어 세워져 있는 것을 특징으로 한다.

여과조유입구를 하단에 배치하고, 여과조배출구를 상단에 배치하는 것은 여과재료 전체에 여과작용이 이루어지도록 하는 효과가 있으며, 여과된 맑은 물만을 여과조 밖으로 배출시키는 효과가 있다.

여과조의 바닥은 여과조유입구쪽에서 여과조배출구방향으로 경사지게 형성되어 있다. 이는 사육수의 이동흐름을 고려하는 한편, 여과재료의 청소시 부유물이 한쪽으로 모이도록 하여 여과조청소용 배출구를 통하여 배출시킴으로써 여과조 청소를 원할히 하는 데 있다.

여과조 바닥이 경사져 있으므로 여과재료인 골판의 원활한 설치를 위하여 골판 지지대가 수평으로 설치되어 있다. 골판 지지대는 골판을 지지하기만 하면 되므로 형태에 제한을 받지 않는다.

상기 골판 지지대 위에 여과재료인 골판을 촘촘히 세워 여과조를 완성한다.

여과재료로는 주로 골판 형태의 플라스틱판을 사용하나, 본 여과재료의 주요특성은 골판 형태에 있는 것이어서 재질에는 크게 제한을 받지 않는다. 다만, 건축 자재(주로 건물의 빗물가리개)로 널리 이용되는 종래의 PVC 골판이 범용적으로 시판되고 있으므로 이를 이용하는 것이 바람직하다. 필요에 따라서는 본 발명에서 사용되는 여과조의 규격에 적합하도록 골판의 길이를 정해서 주문 생산한다. 이렇게 하면 시중에서 판매되는 가격에 비하여 절반정도에 지나지 않는다.

PVC 골판은 여과조유입구 방향에서 여과조배출구 방향으로 세워서 있는 구조로, 골판 끼리 서로 골이 교차되고 끝이 닿도록 세워져 있는 것이 바람직하다. 골판을 서로 같은 방향으로 겹치게 하면 내부 공간이 전혀 발생하지 않기 때문이다. 이러한 구조로 골판을 설치하게 되면, 별도의 적층 부재가 필요 없으므로 비용이 대폭 절감되며 구조의 설치도 매우 용이하다. 본 발명의 여과조는 여러 개의 여과조(일반적으로 10개 전후)가 병렬로 배치되어 있는 구조로 이루어지는 것이 바람직하다. 여과조를 여러 개의 여과조로 분리배치하게 되면 여과조 내의 유속을 느리게 할 수 있으므로 여과 침전 효과가 대단히 높아진다. 여과조의 구조는 사용되는 여과재료의 사이즈를 고려하여 설계함으로써 여과재료를 잘라낼 필요가 없도록 하는 것이 바람직하다. 이렇게 설치된 여과재료에 유입되는 사육수는 골판끼리 교차되어 형성된 골을 통하여 흐르므로 매우 저속(약 5 mm/sec 정도)으로 이동하고, 형성된 골판의 면적이 바닥 면적의 약 40배에 이르기 때문에 여과재료가 없는 단순 침전지에 비해 동일 면적당 약 40배의 월등한 침전효과를 가진다. 또한, 여과조로 유입되는 분해된 사료 찌꺼기, 분해된 배설물, 기타 미세 오염물 및 암모니아와 아질산과 같은 유해물질을 제거하는 박테리아 등의 분해 미생물이 자연적으로 발생, 증식되어 골판에 부착, 형성되므로 생물여과조로서의 역할을 수행하여, 사육수의 정화능 력을 극대화시킬 수 있다. 본 발명의 여과조는 약 90% 정도의 부유 오물침전 여과효율을 가지며, 4 ~ 5 개월간 청소가 필요없으며, 청소시 적층된 골판을 분리할 필요없이 위에서 물을 뿌려주는 것만으로 오물 또는 오니가 아래로 흘러내려 경사면에 의해 한곳으로 모이고 여과조청소용 배출구을 개방하여 외부로 배출시킨다. 여과조청소용 배출구는 여과조 하단에 있기 때문에 용이한 개방을 위하여 여과조청소용 배출구에 스탠드파이프를 끼워 개폐를 조절하는 것이 바람직하다.

여과조에서 정화된 사육수는 사육수조로 곧바로 재투입되거나 사육수조 주수전에 별도의 수로 또는 공간을 통과하여 사육수조로 재투입될 수 있다.

별도의 수로 또는 공간이 있으면 사육수의 유속을 조절하고, 여과조 및 사육수조 각각을 별도로 분리하여 청소할 수 있으며, 미세 부유물을 한번더 침전시키는 효과가 있다.

본 발명의 사육수조는 수로식 사육수조와 원형 사육수조의 장점을 그대로 살리는 한편, 종래 수로식 사육수조에 비해 최소한 약 10 배 이상의 용수를 절약할 수 있으며, 농축 오물의 배출이 쉽고 효율이 좋아 막대한 양의 노동력을 절약하면서도 아주 건강한 물고기를 고밀도로 사육시키는 효과가 있다.

또한, 시설규모에 비해 여과재료 등의 재료비가 크게 절감되며, 전력량에서도 비용이 매우 절감되어, 종래 기술에 비하여 경제적으로 매우 우수한 효과가 있다.

이하, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 양어 시설을 구체적으로 상세히 설명한다. 본 실시예는 바람직한 일 실시예일 뿐, 본 발명의 범위가 본 실시예에 의하여 제한되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 양어 시설의 개략도이고,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 사육수조 1개의 상세 구조도이다.

본 발명의 양어 시설은 도 1에 도시된 바와 같이 6개의 긴 수로형 사육수조(1)를 포함하고 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이 하나의 사육수조(1)의 길이는 약 30 m로 이루어져 있고, 사육수조(1)의 폭은 약 6 m로 이루어져 있다. 본 발명의 실시예에서 수로 길이는 약 30 m 정도로 이루어지나, 사육부지의 상황 또는 사육수조(1)의 수 등 필요에 따라 어느 정도 더 길게 또는 더 짧게 설계될 수 있다. 다만 수로의 길이를 너무 길게 하면 사육수조(1) 안에 생성된 고형 오물이 오물흡입구(16)까지 이동하는 거리가 너무 길어져서 오물배출의 효과가 감소하므로 약 60 m 이상으로 너무 길게 하는 것은 바람직하지 않다.

사육수조(1)의 폭은 약 6 m로 구성되는 데, 사육수조(1)의 중앙에는 수로의 길이보다 짧은 중앙격벽(11)이 수로를 따라 설치되어 있어 상기 사육수조(1)를 약 3 m 폭의 내부수로(12)로 분리시키고, 상기 2개의 내부수로(12)는 수로의 끝부분이 상호 연통되어 내부수로간에 사육수가 회류(순환)할 수 있도록 설계되어 있다. 따라서, 물고기가 생활하는 수로의 실질적인 폭은 약 3 m 이다. 본 실시예에서 내부 수로(12)의 폭은 약 3 m 이나, 수로 폭은 필요에 따라 조절가능하고, 어류 사육량과 작업환경을 고려할 때 약 1.5 m ~ 4 m 정도로 설계되는 것이 바람직하다.

사육수조(1)의 내부수로(12) 각각에는 사육수 순환수단이 구비되어 있어 사육수를 한방향으로 이동시킨다. 사육수 순환수단은 수로의 사육수를 흐르게 하는 통상의 수단이면 상관없으나, 바람직하게는 수차(14)가 이용될 수 있다. 이러한 수차(14)는 물레방아 형태를 띠고 수면에 떠서 가동되며, 사육수를 일정한 유속(약 20 cm/sec)으로 이동시키는 한편, 일부 사육수를 공중으로 흩뿌려서 사육수에 산소를 공급하는 보조 역할을 동시에 수행한다.

본 실시예에서 중앙격벽(11)은 수로 길이 보다 양 끝단이 약 1.5 m 씩 짧게 구성되어 내부수로간 연결통로(13)(중앙격벽(11) 양쪽 끝의 물이 돌아가는 부분)의 폭(약 1.5 m)은 내부수로(12)의 폭(약 3 m)에 비해 약 1/2배 정도로 형성되어 있다. 내부수로(12) 폭에 비하여 내부수로간 연결통로(13)를 작게 하는 이유는 중앙격벽(11) 끝의 물이 돌아가는 부분의 유속을 빠르게 하여 중앙격벽(11) 바로 뒤에 와류가 잘 형성되도록 하여 사료 찌꺼기 및 배설물 등의 고형 오물이 이곳에 잘 모이도록 하고, 이곳에 오물흡입구(16)를 설치하여 농축된 오물만을 배출함으로써 물의 불필요한 낭비없이 오물을 효과적으로 사육수조(1) 외부로 배출시킬 수 있게 된다. 농축 오물은 지속적으로 소량씩 배출되도록 하며, 필요에 따라 스탠드파이프(18)를 뽑아서 오물흡입구(16)에 강한 압력이 걸리도록 하면 매우 빠르게 배출된다. 약 1 ~ 2 분 정도 개방하는 것으로 충분하다.

내부수로간 연결통로(13)의 폭은 내부수로(12) 폭에 대하여 약 1/2 정도인 것이 가장 바람직하나, 약 1/3 ~ 2/3 정도에서도 충분히 효과적인 오물 배출이 이루어짐을 여러 차례의 실험을 통하여 확인할 수 있었다.

본 실시예에서는 내부수로(12)의 코너에 유체가이드벽(15)이 형성되어 있다. 유체가이드벽(15) 및 중앙격벽(11), 수로벽은 모두 콘크리트 재질로 이루어져 있으나, 원칙적으로 재질에 제한은 없다. 상기 유체가이드벽(15)은 내부수로(12)의 코너를 부드럽게 마감처리하여 내부수로간 물의 이동을 원활히 하는 한편, 내부수로(12)의 코너에 오물이 쌓이는 것을 막고(수로 코너의 와류 방지), 병렬로 배치된 다른 사육수조(1)와 공동의 삼각형 모양의 공간을 제공하여, 이곳에 오물배출용 스탠드 파이프(18)를 설치함으로써 사육시설의 공간효율성을 극대화시키는 효과를 제공한다.

내부수로간 연결통로(13)를 돌아가는 사료 찌꺼기 및 배설물 등의 오물들은 와류에 의하여 중앙격벽(11)의 바로 뒤편 바닥에 모이게 되는 데, 이곳에 오물흡입구(16)가 설치되어 있다. 오물흡입구(16)는 중앙격벽(11) 끝에서 약 10 ~ 50 cm에 설치되는 것이 바람직하며, 오물흡입구(16)의 모양은 상관없으나 중앙격벽(11)과 나란한 직사각형 모양이 바람직하고, 약 10 ~ 15 mm 정도의 다수의 구멍이 형성되어 있어, 물고기는 나가지 못하게 하고 오물만 배출시키도록 한다. 오물흡입구(16)의 구멍 크기 및 개수는 필요에 따라 적절하게 변경가능하다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사육수조(1)로부터 오물이 배출되는 계통 표시도이다.

상기 오물흡입구(16)에 쌓인 농축 오물은 도 3에 도시된 바와 같이 사육수 조(1)의 바닥 밑에 매설되어 있는 오물배출관(17)을 통하여 오물배출용 스탠드 파이프(18)로 이송되어 외부로 배출된다.

오물배출용 스탠드 파이프(18)는 높이차에 의하여 오물배출관(17)에 가해지는 강한 수압을 상당히 약화시키기 위한 것으로, 오물배출용 스탠드 파이프(18)의 상단과 사육수조 내 수면과의 높이차에 의하여 형성되는 수압에 따라 오물이 오물배출관(17)과 오물배출용 스탠드파이프(18)를 통하여 사육수조 밖으로 배출된다. 오물배출용 스탠드 파이프(18)를 오물배출관(17)에 수직으로 세움으로써 사육수조(1)의 수위와 오물배출용 스탠드 파이프(18)의 수위를 비슷하게 하여 사육수조(1)에 새롭게 유입되는 수량정도 만큼(별도의 여과조(3)가 있어 양어시설 규모에 비해 매우 적은량이 외부에서 유입됨) 상기 오물배출용 스탠드 파이프(18)를 통하여 외부로 천천히 배출시키는 역할을 한다. 각각의 오물배출용 스탠드 파이프(18)에서 흘러나오는 사육수 또는 오물은 지하 오물 총배출관(19)을 통하여 오물 처리장으로 보내진다.

상기 오물배출용 스탠드 파이프(18)는 오물배출관(17)에 탈착가능하도록 되어 있다. 오물배출용 스탠드 파이프(18)를 오물배출관(17) 홈에서 분리하는 경우 사육수조(1) 수위와 오물배출관(17)의 높이차에 의한 강한 수압이 발생하여 오물배출구에 모인 농축 오물들이 매우 빠르게 외부로 배출되게 된다.

오물배출용 스탠드 파이프(18)는 하나의 파이프로 이루어지거나, 바람직하게는 밀착된 두개의 파이프로 이루어질 수 있다. 하나의 파이프로 구성되는 경우 파이프 높이는 사육수조(1)의 수위보다 약간 작게 설치될 수 있고, 파이프상에 별도의 오물배출구멍이 형성되어 있는 경우 그 오물배출구멍이 사육수조(1)의 수위보다 약간 작은 높이로 설치될 수 있다. 두개의 밀착된 파이프로 이루어진 경우 이중 어느 하나의 파이프 상에는 상하로 오물배출구멍이 길게 형성되고, 다른 파이프가 외면 또는 내면에 밀착되어 파이프의 상하 움직임에 의해 오물배출 수위를 조절할 수 있게끔 할 수 있다. 높이 조절이 가능한 2개의 내부, 외부 파이프로 이루어진 것이 조작 편리성이 매우 우수하다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 오물배출용 스탠드 파이프이다.

사육수조(1) 내의 사육수는 내부수로(12)를 통하여 계속적으로 회류(순환)하는 한편, 사육수 일부는 별도의 수로를 통하여 여과조(3)로 이송된다(도 2 참조).

상기 사육수조(1)와 별도의 수로사이에는 작은 구멍이 뚤린 스크린망(20)이 구비되어 있어 물고기는 외부로 빠져나갈 수 없다. 상기 스크린망(20)은 사육수조(1)에 착탈이 가능하여 사육수조(1)의 청소시에는 스크린망(20)을 막음판으로 대체하여 끼워 다른 사육수조(1)와 차단한 다음 지하 배수관(21)을 개방하여 사육수조(1)를 비우고 청소한다.

그리고, 물고기 출하시에는 스크린망(20)을 개방하여 물고기를 포획수조(22)로 유인하여 작업을 한다.

여과조(3)에서 여과된 사육수는 사육수조(1)로 재투입되어야 하기 때문에 사육수조(1)와 여과조(3)의 수위차(약 50 cm)가 발생한다. 따라서, 본 발명은 사육수조(1)에서 흘러나오는 사육수를 별도의 수로를 거쳐 여과조(3)로 이송시키기 위하여 양수펌프(2)를 포함한다.

본 실시예의 사육수조(1)와 여과조(3)의 수위차는 종래 양어 시설에 비하여 작으므로 종래 사용되는 휴갈펌프(fugal pump) 대신 저양정 대용량의 축류식 펌프(axial flow pump)[프로펠러(propeller)형의 날개차의 회전으로 물을 축방향으로 보내는 저양정 펌프]로도 충분히 사용가능하다. 본 발명의 양수펌프(2)의 펌핑배출구는 수직 아래 방향으로 향하도록 설치하는 것이 바람직하다. 아래 방향으로 물을 강하게 펌핑하게 되면 물의 마찰력에 의해 상당량의 거품이 일게되고 이때 사육수에 산소공급이 원활히 이루어지게 된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 침지식 생물여과조 1칸의 평면도이고,

도 5는 도 4의 단면도이다.

양수펌프(2)로 펌핑된 사육수는 여과조(3)로 유입되는 데, 본 실시예의 여과조(3)는 침지식 생물여과방식이다. 양수펌프(2)로 펌핑된 사육수는 여과조(3)벽의 하단에 구비된 여과조유입구(31)를 통하여 여과조(3) 내로 유입되고, 유입된 사육수는 여과재료를 거처 여과되어 반대편 여과조(3)벽의 상단에 구비된 여과조배출구(32)를 통하여 여과조(3) 밖으로 배출된다.

사육수가 여과조(3)의 아래로 유입되어 위로 배출되도록 하는 것은 여과재료 전체에 여과작용이 이루어지도록 하는 효과가 있으며, 여과된 맑은 물만을 여과조(3) 밖으로 배출시키는 효과가 있다.

여과조(3)의 바닥은 여과조유입구(31)쪽에서 여과조배출구(32)방향으로 경사지게 형성되어 있다. 이는 사육수의 이동흐름을 고려하는 한편, 여과재료의 청소시 부유물이 한쪽으로 모이도록 하여 여과조청소용 배출구를 통하여 배출시킴으로써 여과조(3) 청소를 원할히 하는 데 있다.

여과조(3) 바닥이 경사져 있으므로 여과재료인 골판(34)의 원활한 설치를 위하여 골판(34) 지지대(33)가 수평으로 설치되어 있다. 골판(34) 지지대(33)는 골판(34)을 지지하기만 하면 되므로 형태에 제한을 받지 않는다.

상기 골판(34) 지지대(33) 위에 여과재료인 골판(34)을 촘촘히 세워 여과조(3)를 완성한다.

여과재료로는 주로 골판(34) 형태의 플라스틱판을 사용하나, 본 여과재료의 주요특성은 골판(34) 형태에 있는 것이어서 재질에는 크게 제한을 받지 않는다. 다만, 건축자재(주로 건물의 빗물가리개)로 널리 이용되는 종래의 PVC 골판(34)이 범용적으로 시판되고 있으므로 이를 이용하는 것이 바람직하다. 본 실시예의 PVC 골판(34)의 크기는 길이 127 cm, 너비 63 cm이고, 골의 수는 20골이다.

PVC 골판(34)은 여과조유입구(31) 방향에서 여과조배출구(32) 방향으로 세워서 여과조(3) 내에 설치하는 데, 여과조(3)의 일측면에서부터 골판(34)의 골이 순차적으로 엇갈리게 세운다. PVC 골판(34)의 설치방법을 좀더 상세히 설명하면, 통상의 PVC 골판(34)은 길이가 너비의 2배이므로 일단 PVC 골판(34) 1장을 골이 수평방향으로 되게 여과조(3)벽에 붙여 수평거리 127 cm, 수직높이 63 cm 로 세운 다음에, 골판(34) 2장을 골이 수직방향으로 되게 수평거리 63 cm, 수직높이 127 cm 로 나란히 하여 수평거리 126 cm, 수직높이 127 cm 가 되도록 세운 다음, 다음 골판(34) 1장을 다시 골이 수평방향이 되게 붙이는 방식으로 여과조(3)에 빈틈없이 채워놓고, 수평방향으로 1장씩 세운 곳에 1장을 같은 방향으로 세워 넣는다.

본 발명의 여과조(3)는 여러 개의 여과조(3)(일반적으로 10개 전후)가 병렬 로 배치되어 있는 구조로 이루어진다. 여과조(3)를 여러 개의 여과조(3)로 분리배치하게 되면 유속을 극도로 느리게 조절할 수 있으며, 따라서 미세 부유오물의 PVC골판(34)에의 침전 제거효과가 대단히 높아진다.

상기와 같이 설치된 골판(34)이 적층구조는 별도의 적층 부재가 필요 없어 비용이 대폭 절감되며, 설치에 유리하다.

여과조(3)에 유입된 사육수는 골판(34)끼리 교차되어 형성된 골을 통하여 흐르므로 매우 저속(약 5 mm/sec 정도)으로 이동하고, 형성된 골판(34)의 오물 침전 가능 면적이 바닥 면적의 약 40배에 이르기 때문에 여과재료가 없는 단순 침전지에 비해 동일 면적당 약 40배의 월등한 침전효과를 가진다. 또한, 여과조(3)로 유입되는 분해된 사료 찌꺼기, 분해된 배설물, 기타 미세 오염물 및 암모니아와 아질산과 같은 유해가스를 제거하는 박테리아 등의 분해 미생물이 자연적으로 발생, 증식되어 골판(34)에 부착, 형성되므로 생물여과조(3)로서의 역할을 수행하여, 사육수의 정화능력을 극대화시킬 수 있다. 본 발명의 여과조(3)는 약 90% 정도의 여과효율을 가지며, 4 ~ 5 개월간 청소가 필요없으며, 청소시 적층된 골판(34)을 분리할 필요없이 위에서 물을 뿌려주는 것만으로 오물 또는 오니가 아래로 흘러내려 경사면에 의해 한곳으로 모이고 여과조청소용 배출관(35)을 개방하여 외부로 배출시킨다. 여과조청소용 배출관(35)은 여과조(3) 하단에 있기 때문에 용이한 개방을 위하여 여과조청소용 배출관(35)에 스탠드 파이프(36)를 끼워 사용한다.

여과조(3)에서 정화된 사육수는 사육수조(1)로 곧바로 재주수되거나 사육수조(1)로 주수되기 전에 별도의 수로 또는 공간을 통과하여 사육수조(1)로 재투입될 수 있다.

별도의 수로 또는 공간이 있으면 사육수의 유속을 조절하고, 여과조(3) 및 사육수조(1) 각각을 별도로 분리하여 청소할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 양어 시설의 개략도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 사육수조 1개의 상세 구조도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사육수조로부터 오물이 배출되는 계통 표시도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 침지식 생물여과조 1칸의 평면도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 침지식 생물여과조 1칸의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 오물배출용 스탠드 파이프이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1: 사육수조 2: 양수펌프 3: 여과조

11: 중앙격벽 12: 내부수로 13: 내부수로간 연결통로

14: 수차 15: 유체가이드벽 16: 오물흡입구

17: 오물배출관 18: 오물배출용 스탠드 파이프

19: 지하 오물 총배출관 21: 스크린망 22: 지하 배수관

23: 포획수조

31: 여과조유입구 32: 여과조배출구 33: 골판지지대

34: 골판 35: 여과조청소용 배출구

36: 여과조청소용 스탠드 파이프

Claims (7)

1. 물고기가 사육되는 하나 이상의 사육수조와, 사육수조에서 사용된 사육수를 여과시켜 사육수조로 재투입시키는 여과조와, 사육수조에서 사용된 사육수를 여과조로 이송시키는 양수펌프를 포함하는 양어 시설에 있어서,

   상기 사육수조는 긴 수로를 가지고, 상기 수로의 중앙에는 수로길이보다 짧은길이의 중앙격벽이 수로와 평행되게 구비되어 상기 수로를 양끝단이 연통된 두개의 내부수로로 분리시키고,

   상기 각각의 내부수로 내에는 내부수로 간에 사육수를 순환시키기 위한 사육수 순환수단이 구비되어 있으며,

   상기 사육수 순환수단에 의하여 상기 중앙격벽 끝단의 내부수로간 연결통로를 통과하는 사육수의 와류에 의하여 모여지는 오물이 배출되도록 오물흡입구가 중앙격벽 양끝 뒷편 바닥에 구비되어 있으며,

   상기 오물흡입구에 모여진 오물이 오물배출관을 통하여 사육수조 외부로 배출되도록 오물배출용 스탠드 파이프가 구비된 것을 특징으로 하는 양어 시설.
2. 제1항에 있어서, 상기 내부수로 폭은 1.5 m ~ 4 m 이고, 상기 중앙격벽 양 끝의 내부수로간 연결통로의 폭은 내부수로 폭의 1/3 내지 2/3 배인 것을 특징으로 하는 양어 시설.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 오물배출용 스탠드 파이프는 상기 오물배출관에 고정되거나 착탈가능하며, 오물배출용 스탠드 파이프는 서로 밀착된 내부 파이프와 외부 파이프가 한쌍으로 구성되고, 내부 파이프에는 상하로 여러개의 오물배출홈이 형성되어 있거나, 상하로 길게 홈이 형성되어 있고, 외부 파이프는 상하로 이동가능하여 배출수위가 조절되는 것을 특징으로 하는 양어 시설.
4. 제3항에 있어서, 사육수의 순환을 원활히 하도록 사육수조의 모서리 부분에 유체 가이드벽이 형성되어 있고, 상기 오물배출용 스탠드 파이프는 사육수조간 유체 가이드벽의 내부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 양어 시설.
5. 제1항에 있어서, 상기 여과조벽 일측 하단에는 양수펌프의 사육수가 여과조로 유입되도록 하나 이상의 여과조유입구가 구비되어 있고, 상기 여과조유입구 반대벽 상단에는 여과된 사육수가 사육수조로 재투입되도록 하나 이상의 여과조배출구가 구비되어 있으며, 여과조 바닥면은 사육수배출구 방향에서 여과조유입구 방향으로 아래로 경사지게 형성되고, 경사면 아랫쪽에는 여과조청소용 배출구가 구비되어 있으며, 경사면 위에는 여과재료인 골판들이 지지되도록 골판 지지대가 수평으 로 설치되어 있고, 상기 골판들은 상기 골판 지지대에 수직방향으로 세워져 있되, 골판들의 골방향이 서로 순차적으로 교차밀착되어 세워져 있는 것을 특징으로 하는 양어 시설.
6. 제5항에 있어서, 여과조와 사육수조 사이에는 별도의 수로 또는 공간이 형성되어 있어 사육수의 유속을 조절하는 한편, 여과조 및 사육수조 각각의 별도 청소가 가능하도록 된 것을 특징으로 하는 양어 시설.
7. 제1항 또는 제5항에 있어서, 양수펌프는 축류식 펌프(axial flow pump)이고, 펌핑되는 사육수가 아래쪽으로 토출되도록 하여 사육수에 산소를 원활히 제공하는 것을 특징으로 하는 양어 시설.

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