KR101189747B1 - 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템 - Google Patents

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KR101189747B1 KR1020120075557A KR20120075557A KR101189747B1 KR 101189747 B1 KR101189747 B1 KR 101189747B1 KR 1020120075557 A KR1020120075557 A KR 1020120075557A KR 20120075557 A KR20120075557 A KR 20120075557A KR 101189747 B1 KR101189747 B1 KR 101189747B1
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양희천
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전남대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 육상의 수조식 양식장에 설치되어 해수를 양식탱크에 양식수로써 공급하고 상기 양식탱크에 수용된 상기 양식수를 재사용할 수 있게 정화하는 시스템에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템은, 밀폐된 탱크 형태로 이루어지며, 일단과 타단에 각각 상기 해수가 유입ㆍ출되는 취수관과 공급관이 구비되고, 그 내부에 이물질을 거르는 거름 스크린이 형성된 거름장치; 상기 양식탱크에 구비된 제1순환관에 설치되어 상기 양식탱크에 수용된 상기 양식수를 펌핑하는 이송펌프; 일측에 상기 제1순환관, 상기 공급관 및 공기공급관이 연결되고, 타측에 상기 양식탱크로 연통되는 제2순환관 및 통기관이 연결되며, 상기 제1순환관을 통해 공급되는 상기 양식수로써 부압을 발생시켜 상기 공급관이나 상기 공기공급관에 인가하는 이젝터; 및 상기 양식수가 내부에 수용되는 탱크 형태로 이루어져 상기 통기관이 연결되고, 내부에 수용된 상기 양식수를 상기 양식탱크로 순환시키는 제3순환관이 구비된 정화탱크;를 포함하여, 상기 해수가 상기 공급관으로 흡입되고 흡입된 상기 해수와 상기 양식수가 상기 제2순환관을 통해 상기 양식탱크에 공급되는 해수 공급 모드, 또는 상기 공기공급관으로 공기가 흡입되고 흡입된 공기와 상기 양식수가 혼합되어 상기 통기관을 통해 상기 정화탱크에 유입되며 상기 정화탱크에서 정화된 상기 양식수가 상기 제3순환관을 통해 상기 양식탱크에 공급되는 양식수 정화 모드로 선택적으로 작동된다.
본 발명에 의하면, 해수 공급 및 에어레이션을 통한 양식수 정화가 하나의 이송펌프와 이젝터에 의해 이루어지게 구현되며, 오염수탱크가 더 연결 구비되고 해수 공급에 사용된 거름장치를 그대로 이용함으로써 어류 배설물과 사료 찌꺼기 등의 노폐물과 슬러지가 포함된 오염수에 대한 정화까지도 동일한 이송펌프와 이젝터로 구현할 수 있으므로, 양식장 설치 및 운영에 필요한 비용을 크게 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 해수 공급, 양식수 정화 및 오염수 정화가 양식수를 이용해 부압을 발생시키는 이젝터에 의해 이루어짐으로써, 내구성이 우수하며 정화 대상 양식수에 대한 에어레이션 정화도 매우 효율적으로 수행될 수 있다.

Description

수조식 양식장용 급배수 정화 시스템 {WATER SUPPLY AND DISCHARGE PURIFYING SYSTEM FOR WATER TANK TYPE INLAND AQUACULTURE}
본 발명은 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 양식장 설치 및 운영에 필요한 비용을 크게 절감할 수 있고, 그 내구성이 우수하며 정화 대상 양식수에 대한 에어레이션 정화도 매우 효율적으로 수행할 수 있는 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템에 관한 것이다.
세계적으로 수산물의 수요는 급증하고 있는 반면, 어획 자원은 크게 줄어 어획량이 최근 몇 년간 정체 상태였으며 조만간 감소 단계로 접어들 것으로 예상되고 있다.
따라서 이의 대안으로서 수산 양식업이 주목받고 있는데, 이러한 수산 양식업은 2018년 즈음에는 전 세계적으로 1~2조 달러 이상으로 성장할 것으로 예상되고 있다.
이 같은 수산 양식업 기술의 핵심은 양식장의 수처리에 사용되는 화학적 처리제와 잉여의 사료 찌꺼기, 배설물 등이 환경을 오염시키는 문제를 최소화할 수 있는 친환경적 양식 기술 개발이다.
한편, 수산 양식업의 양식장 형태는 크게 세 가지로 구분될 수 있는데, 바다에 그물을 쳐 놓고 기르는 가두리식 양식장, 서해안 지역과 같은 리아스식 해안에 제방을 쌓아 기르는 축제식 양식장, 바다 인접 지역의 육지에 수조(양식탱크)를 만들어 기르는 수조식 양식장이 그것이다.
우리나라의 경우, 남해안에는 가두리식 양식 형태가 많고, 서해안에는 축제식 양식 형태가 많으며, 동해안과 직접적인 태풍 영향을 받는 제주도는 수조식 양식 형태가 주류를 이룬다.
여기서 수조식 양식 형태를 구현한 양식시설으로는, 양식수를 최대한 효율적으로 이용하고 양식의 생산성과 경제성을 증대시키기 위해 순환 여과식 양식 시스템(RAS; Recirculation Aquaculture System)에 의한 어류의 집약적인 고밀도 생산 기술의 적용이 일반화되어 있다.
이와 같은 순환 여과식 양식 시스템은, 양식탱크를 중심으로 하여 취수장치, 산소 공급장치, 침전과 여과 및 배출수 처리장치로 구분될 수 있다.
상기 취수장치는 주로 전동 모터, 펌프 설비를 이용하여 연안 해수나 지하 해수를 직접 펌핑하게 구현되고, 산소 공급장치는 블로어나 에어레이션 타워를 이용하는 것이 일반적이며, 침전과 여과 및 배출수 처리장치는 중력을 이용해 부유물질을 침전 및 제거하는 수처리 장치가 널리 적용되고 있다.
그러나 종래의 순환 여과식 양식 시스템은, 취수장치, 산소 공급장치 및 수처리 장치가 각각 별도로 구비되어야 하므로, 양식장 설치 및 운영에 많은 비용이 소요되는 문제점이 있다.
또한, 취수장치로 적용되는 전동 모터, 펌프 설비는 해수에 포함된 이물질 등이 충격함에 따라 파손될 수 있어 내구성이 약한 단점이 있으며, 산소 공급장치로 적용되는 블로어나 에어레이션 타워는 많은 부피를 차지할 뿐더러 양식수에 대한 에어레이션 효율도 그리 높지 않은 한계가 있다.
뿐만 아니라, 중력을 이용하는 수처리 장치는 시설 자체는 복잡하지 않으나, 부대 면적을 많이 차지하고, 처리효율이 낮으며, 폐기를 위해 배출되는 슬러지의 함수율이 높아 슬러지 처리량이 많은 단점이 있다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 하나의 이송펌프와 이젝터로써 해수의 공급, 에어레이션을 통한 양식수의 정화 및 노폐물과 슬러지를 포함하는 오염수의 정화 작업이 모두 이루어질 수 있는 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템을 제공하고자 한다.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템은, 육상의 수조식 양식장에 설치되어 해수를 양식탱크에 양식수로써 공급하고 상기 양식탱크에 수용된 상기 양식수를 재사용할 수 있게 정화하는 시스템으로서, 밀폐된 탱크 형태로 이루어지며, 일단과 타단에 각각 상기 해수가 유입ㆍ출되는 취수관과 공급관이 구비되고, 그 내부에 이물질을 거르는 거름 스크린이 형성된 거름장치; 상기 양식탱크에 구비된 제1순환관에 설치되어 상기 양식탱크에 수용된 상기 양식수를 펌핑하는 이송펌프; 일측에 상기 제1순환관, 상기 공급관 및 공기공급관이 연결되고, 타측에 상기 양식탱크로 연통되는 제2순환관 및 통기관이 연결되며, 상기 제1순환관을 통해 공급되는 상기 양식수로써 부압을 발생시켜 상기 공급관이나 상기 공기공급관에 인가하는 이젝터; 및 상기 양식수가 내부에 수용되는 탱크 형태로 이루어져 상기 통기관이 연결되고, 내부에 수용된 상기 양식수를 상기 양식탱크로 순환시키는 제3순환관이 구비된 정화탱크;를 포함하여, 상기 해수가 상기 공급관으로 흡입되고 흡입된 상기 해수와 상기 양식수가 상기 제2순환관을 통해 상기 양식탱크에 공급되는 해수 공급 모드, 또는 상기 공기공급관으로 공기가 흡입되고 흡입된 공기와 상기 양식수가 혼합되어 상기 통기관을 통해 상기 정화탱크에 유입되며 상기 정화탱크에서 정화된 상기 양식수가 상기 제3순환관을 통해 상기 양식탱크에 공급되는 양식수 정화 모드로 선택적으로 작동된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템은, 육상의 수조식 양식장에 설치되어 해수를 양식탱크에 양식수로써 공급하고 상기 양식탱크에 수용된 상기 양식수를 재사용할 수 있게 정화하는 시스템으로서, 밀폐된 탱크 형태로 이루어지며, 일단과 타단에 각각 상기 해수가 유입ㆍ출되는 취수관과 공급관이 구비되고, 그 내부에 이물질을 거르는 거름 스크린이 형성된 거름장치; 상기 양식탱크에 구비된 제1순환관에 설치되어 상기 양식탱크에 수용된 상기 양식수를 펌핑하는 이송펌프; 일측에 상기 제1순환관, 상기 공급관 및 공기공급관이 연결되고, 타측에 상기 양식탱크로 연통되는 제2순환관 및 통기관이 연결되며, 상기 제1순환관을 통해 공급되는 상기 양식수로써 부압을 발생시켜 상기 공급관이나 상기 공기공급관에 인가하는 이젝터; 상기 양식수가 내부에 수용되는 탱크 형태로 이루어져 상기 통기관이 연결되고 내부에 수용된 상기 양식수를 상기 양식탱크로 순환시키는 제3순환관이 구비된 정화탱크; 및 상기 양식탱크에 구비된 오염수관이 연결되어 상기 양식탱크에서 발생한 슬러지와 노폐물을 포함하는 오염수가 유입 수용되고, 상기 거름장치의 일단에 연통되는 오염수공급관이 구비된 오염수탱크; 상기 해수가 상기 취수관과 상기 공급관을 통해 흡입되고 흡입된 상기 해수와 상기 양식수가 상기 제2순환관을 통해 상기 양식탱크에 공급되는 해수 공급 모드, 상기 공기공급관으로 공기가 흡입되고 흡입된 공기와 상기 양식수가 혼합되어 상기 통기관을 통해 상기 정화탱크에 유입되며 상기 정화탱크에서 정화된 상기 양식수가 상기 제3순환관을 통해 상기 양식탱크에 공급되는 양식수 정화 모드, 또는 상기 오염수가 상기 오염수공급관과 상기 공급관을 통해 흡입되어 상기 거름장치를 통과하며 정화되고 상기 거름장치에서 정화된 정화수와 상기 양식수가 상기 제2순환관을 통해 상기 양식탱크에 공급되는 오염수 정화 모드로 선택적으로 작동된다.
상기 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템은, 상기 거름장치의 타단에 연통된 압축공기공급관을 통해 상기 거름장치 내부에 압축공기를 공급함으로써, 상기 거름 스크린에 걸린 이물질, 슬러지 및 노폐물을 떼어내어 상기 거름장치의 일단에 구비된 배출관을 통해 배출하는 압축공기 공급장치;를 더 포함할 수 있다.
상기 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템은, 상기 해수 공급 모드 시에는, 상기 공기공급관, 상기 통기관 및 상기 제3순환관이 공기공급밸브, 통기관밸브 및 순환관밸브에 의해 각각 폐쇄되고, 상기 양식수 정화 모드 시에는, 상기 공급관 및 상기 제2순환관이 공급밸브 및 순환밸브에 의해 각각 폐쇄되도록 구현되는 것이 바람직하다.
상기 정화탱크는, 그 바닥부에 설치되어 공기가 혼합된 상기 양식수를 확산시키며, 기포를 미세화 하는 미세다공필터가 구비된 분사노즐; 및 그 내부 상측에 설치되어 기포와 함께 그 표면에 부착된 고형물질을 제거하는 기포제거기;를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템은, 상기 해수 공급 모드 시에는, 상기 오염수공급관, 상기 공기공급관, 상기 통기관, 상기 제3순환관 및 상기 오염수관이 오염수공급밸브, 공기공급밸브, 통기관밸브, 순환관밸브 및 오염수밸브에 의해 각각 폐쇄되고, 상기 양식수 정화 모드 시에는, 상기 공급관, 상기 제2순환관 및 상기 오염수관이 공급밸브, 순환밸브 및 상기 오염수밸브에 의해 각각 폐쇄되며, 상기 오염수 정화 모드 시에는, 상기 취수관, 상기 공기공급관, 상기 통기관 및 상기 제3순환관이 취수밸브, 상기 공기공급밸브, 상기 통기관밸브 및 상기 순환관밸브에 의해 각각 폐쇄되도록 구현되는 것이 바람직하다.
이러한 본 발명의 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템에 의하면, 이젝터에서 발생하는 부압이 해수가 공급되는 공급관이나 공기가 공급되는 공기공급관에 선택적으로 인가되고 이젝터를 통과한 유체가 선택적으로 양식탱크로 재순환 또는 정화탱크로 이송될 수 있게 구현됨으로써, 해수 공급 및 에어레이션을 통한 양식수 정화가 하나의 이송펌프와 이젝터에 의해 이루어질 수 있다.
또한, 거름장치를 통과하여 공급관으로 공급되는 유체를 선택적으로 해수 또는 오염수가 될 수 있게 구현되고 오염수탱크가 더 연결 구비됨으로써, 거름장치를 해수의 이물질을 거르는 용도뿐만 아니라 오염수에 포함된 어류 배설물과 사료 찌꺼기 등의 노폐물과 슬러지를 거르는 용도로 사용할 수 있게 구현하여, 노폐물과 슬러지가 포함된 오염수에 대한 정화까지도 동일한 이송펌프와 이젝터로 구현할 수 있다.
이에 따라, 해수의 공급, 에어레이션을 통한 양식수의 정화 및 노폐물과 슬러지를 포함하는 오염수의 정화 작업을 모두 수행할 수 있으면서도 모든 작업의 동력은 하나의 이송펌프가 제공할 수 있어 그 구성이 간소하므로, 양식장 설치 및 운영에 필요한 비용을 크게 절감할 수 있다.
또한, 해수, 양식수 및 오염수 각각의 이송이 임펠러가 아닌 이젝터로 구현되므로 그 내구성이 우수할 뿐만 아니라, 양식수의 정화 작업시에 공기공급관을 통해 공급된 공기가 미세 기포의 형태로 양식수에 혼입되어 통기관 내부에서 격렬히 혼합되므로 양식수의 정화를 위한 에어레이션 작업도 효율적으로 이루어질 수 있다.
이와 같은 양식수의 정화를 위한 에어레이션 작업은, 정화탱크가 그 바닥부에 설치되어 양식수에 혼합된 기포를 미세화 하는 미세다공필터가 구비된 분사노즐, 및 그 내부 상측에 설치되어 기포와 함께 그 표면에 부착된 고형물질을 제거하는 기포제거기를 포함하여 이루어짐으로써, 더욱 효율적으로 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템이 해수 공급 모드로 작동하는 상태를 도시한 상태도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템이 양식수 정화 모드로 작동하는 상태를 도시한 상태도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템이 오염수 정화 모드로 작동하는 상태를 도시한 상태도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템이 오염수 정화 모드로 작동한 후에 거름장치 내부에 모인 노폐물과 슬러지를 배출 제거하는 상태를 도시한 상태도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, '통상의 기술자'라 한다)가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 그 범위가 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템은, 육상의 수조식 양식장에 설치되어 해수를 양식탱크에 양식수로써 공급하고 양식탱크에 수용된 양식수를 재사용할 수 있게 정화하는 시스템으로서, 각종 밸브들의 제어만으로 양식탱크에 해수를 양식수로써 공급하는 해수 공급 모드 및 에어레이션 작업을 통해 양식수를 정화하는 양식수 정화 모드를 선택적으로 수행할 수 있으며, 이에 추가적으로 양식탱크의 하측에서 수거되는 노폐물과 슬러지가 포함된 오염수를 정화하는 오염수 정화 모드도 선택적으로 수행할 수 있는 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템에 관한 것이다.
이하, 첨부된 도 1을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템의 구성 및 작용효과를 구체적으로 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템은, 양식탱크(10)를 중심으로 하여, 거름장치(100), 이송펌프(200), 이젝터(300), 정화탱크(400), 오염수탱크(500), 압축공기 공급장치(600) 및 제어부(미도시)를 포함하여 이루어진다.
상기 거름장치(100)는 밀폐된 탱크 형태로 이루어져 해수에 포함된 이물질이나, 오염수에 포함된 노폐물과 슬러지를 거르는 역할을 한다.
이를 위해, 상기 거름장치(100)는, 그 일단에 해수와 오염수가 각각 유입되는 취수관(110)과 오염수공급관(140)이 형성되고, 타단에 해수나 정화된 오염수가 유출되는 공급관(130)이 형성되며, 그 내부에는 이물질, 노폐물, 슬러지를 거르기 위한 거름 스크린(120)이 구비된다.
상기 거름장치(100)는 공급관(130)에 인가되는 이젝터(300)의 부압으로 발생한 흡입력으로써 취수관(110)을 통해 해수를 흡입하거나, 오염수탱크(500)에 수용된 오염수를 오염수공급관(140)을 통해 흡입한다.
이렇게 거름장치(100) 내부로 흡입된 해수가 공급관(130)으로 유출되면서 해수에 포함된 이물질은 거름 스크린(120)에 걸러지고, 이와 유사하게 거름장치(100) 내부로 흡입된 오염수가 공급관(130)으로 유출되면서 오염수에 포함된 노폐물과 슬러지는 거름 스크린(120)에 걸러진다.
이처럼 거름 스크린(120)에 걸러진 이물질, 노폐물 및 슬러지는 거름장치(100)의 타단에 형성된 압축공기공급관(150)을 통해 공급되는 압축공기의 압력에 의해 밀려 거름장치(100)의 일단에 형성된 배출관(160)으로 배출되고, 별도의 폐기물 수거 차량 등을 통해 반출되어 별도 처리된다.
한편, 상기 거름장치(100)에 연결된 취수관(110)과 오염수공급관(140)에는, 취수관(110)을 통한 해수 흡입과 오염수공급관(140)을 통한 오염수 흡입이 선택적으로 이루어질 수 있도록 각각 취수밸브(111)와 오염수공급밸브(141)가 구비된다.
또한, 압축공기를 이용한 거름장치(100)의 거름 스크린(120) 청소 작업도 선택적으로 이루어질 수 있도록 공급관(130), 압축공기공급관(150) 및 배출관(160)에도 공급밸브(131), 압축공기공급밸브(151) 및 배출밸브(161)가 각각 구비된다.
또 한편, 상기 거름장치(100)의 내부 상단에는 수용량감지센서(미도시)가 구비되어 거름장치(100)의 거름 스크린(120)에 의해 걸러진 이물질, 노폐물, 슬러지의 양이 소정의 양을 넘어서면 이를 사용자에게 알려줄 수 있게 구비될 수 있다.
상기 이송펌프(200)는 양식탱크(10)와 이젝터(300)를 연결하는 제1순환관(310)에 설치되어 양식탱크(10)에 수용된 양식수를 이젝터(300)로 펌핑하는 역할을 함으로써, 이젝터(300) 내부에서 부압을 발생시키는 양식수 공급의 동력을 제공한다.
이러한 이송펌프(200)는 해수 공급 모드, 양식수 정화 모드 및 오염수 정화 모드, 모두에 있어서 급배수 정화 시스템의 구동 동력을 제공하게 된다.
그리고 상기 제1순환관(310)에는 이송펌프(200)에 의해 이젝터(300)로 펌핑되는 양식수의 유량 및 압력을 측정할 수 있도록 유량센서(311) 및 압력센서(312)가 구비되는 것이 바람직하다.
상기 이젝터(300)는 제1순환관(310)을 통해 공급받은 양식수에 의해 발생하는 부압을 공급관(130) 또는 공기공급관(330)에 선택적으로 인가함으로써, 공급관(130)을 통해 해수나 오염수를 흡입하거나 공기공급관(330)을 통해 공기를 흡입하는 역할을 한다.
이를 위해, 상기 이젝터(300)는 그 일단부에 공급관(130), 공기공급관(330) 및 제1순환관(310)이 구비되고, 그 타단부에 양식탱크(10)로 연결되는 제2순환관(320)과 정화탱크(400)로 연결되는 통기관(340)이 구비된다.
그리고 상기 공급관(130), 공기공급관(330), 제2순환관(320) 및 통기관(340)에는 각각 공급밸브(131), 공기공급밸브(331), 순환밸브(321) 및 통기관밸브(341)가 설치되고, 각 밸브들은 제어부에 의해 개폐 제어됨으로써, 해수 공급 모드, 양식수 정화 모드 및 오염수 정화 모드가 각각 구현된다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 제1순환관(310)을 통해 양식수가 이젝터(300)에 공급되는 상태에서, 공기공급밸브(331)와 통기관밸브(341)가 공기공급관(330)과 통기관(340)을 폐쇄하면, 공급관(130)에 부압이 인가되면서 거름장치(100)가 취수관(110)과 오염수공급관(140)을 통해 해수나 오염수를 흡입하는 해수 공급 모드 또는 오염수 정화 모드가 구현된다.
반면, 상기 제1순환관(310)을 통해 양식수가 이젝터(300)에 공급되는 상태에서, 공급밸브(131)와 순환밸브(321)가 공급관(130)과 제2순환관(320)을 폐쇄하면, 공기공급관(330)에 부압이 인가되면서 공기를 흡입해 양식수에 혼합시키고 정화탱크(400)로 이송하는 양식수 정화 모드가 구현된다.
이때, 상기 이젝터(300)를 이용하여 양식수에 에어레이션 작업을 할 경우, 공기가 부압에 의해 양식수에 작은 기포 형태로 혼입되고, 이렇게 양식수가 작은 기포들이 혼입된 상태로 통기관(340)으로 이송되면, 양식수가 통기관(340)을 통과하는 동안에 양식수와 기포가 격렬히 혼합되면서 양식수의 용존산소량을 높이는데 효과적이다.
즉, 상기 이젝터(300)를 이용할 경우, 기존의 에어레이션 타워를 사용하는 것보다 장치의 부피를 훨씬 줄이면서도, 폭기장치를 이용하는 경우보다 양식수와 기포의 접촉 시간이나 접촉 강도를 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 정화탱크(400)는 양식수가 내부에 수용될 수 있는 탱크 형태로 이루어져 양식수에 대한 용존산소량을 높여 정화시키는 작업이 이루어지며, 이젝터(300)의 타단부와 연결되는 통기관(340), 및 내부에서 정화가 완료된 양식수를 다시 양식탱크(10)로 순환시키는 제3순환관(440)이 구비된다.
상기 정화탱크(400)는 양식수 정화 작업 수행을 위해, 미세다공필터가 구비된 분사노즐(410) 및 기포제거기(420)를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 분사노즐(410)은 통기관(340)에 연결되고 정화탱크(400)의 바닥부에 설치되어 통기관(340)을 통해 공급된, 공기가 혼합된 양식수를 정화탱크(400) 내부에 확산시키고, 미세다공필터는 이렇게 양식수가 정화탱크(400) 내부에 확산될 때 기포를 더욱 미세화 하는 역할을 한다.
상기 기포제거기(420)는 정화탱크(400)의 내부 상측에 설치되어 정화탱크(400) 내부에 수용된 양식수 내부에서 부상한 기포와 함께 기포의 표면에 부착된 고형물질을 제거한다.
그리고 상기 정화탱크(400)에는 내부에 수용된 양식수의 용존산소량을 측정할 수 있는 용존산소량센서(430)가 구비되는 것이 바람직하다.
상기 오염수탱크(500)는 오염수관(510)을 통해 양식탱크(10)의 하부에 연결되어, 양식탱크(10)에서 양식 어류에 의해 발생하는 노폐물과 사료 찌꺼기 등의 슬러지를 포함한 오염수를 수용하는 역할을 한다.
이렇게 오염수탱크(500)에 수용된 오염수는 오염수 정화 모드 시에 오염수공급관(140)을 통해 거름장치(100)로 흡입되고, 거름장치(100)의 거름 스크린(120)에 의해 노폐물과 슬러지가 걸러져 정화된다.
이러한 오염수관(510)과 오염수공급관(140)은 오염수 정화 모드 시 외에는 폐쇄되도록 오염수밸브(511)와 오염수공급밸브(141)가 각각 구비되는 것이 바람직하다.
상기 압축공기 공급장치(600)는 거름장치(100)의 타단에 형성된 압축공기공급관(150)에 연결되어 거름장치(100)의 거름 스크린(120)에 걸러진 이물질, 노폐물 및 슬러지에 대한 배출 작업시에 압축공기공급관(150)에 고압의 압축공기를 공급하는 역할을 한다.
이를 위해, 상기 압축공기 공급장치(600)는 공기압축기와 에어탱크 등을 포함하여 이루어질 수 있는데, 그 구체적인 구성은 통상의 기술자에게 자명한 내용이므로 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 거름장치(100)의 거름 스크린(120)에 대한 청소 작업은 압축공기 공급장치(600), 압축공기공급관(150) 및 배출관(160)을 통해 압축공기의 압력으로 이루어지게 구현됨으로써, 거름장치(100)에 걸러진 이물질, 노폐물 및 슬러지의 함수율을 낮춰 배출관(160)으로 최종 배출되는 폐기물의 양을 줄일 수 있는 장점이 있다.
하지만, 거름장치(100)의 거름 스크린(120)에 대한 청소 작업은 해수나 양식수를 이용하는 방식 등으로 다양하게 구현될 수 있도록 장치가 구성될 수 있음은 물론이다.
상기 제어부는 각종 밸브와 이송펌프(200) 및 압축공기 공급장치(600)의 작동을 제어함으로써, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템이 해수 공급 모드, 양식수 정화 모드 및 오염수 정화 모드 중 어느 하나의 모드로 작동될 수 있도록 하며, 이에 추가적으로 오염수 정화 모드와 관련하여 거름장치(100)의 거름 스크린(120)에 대한 청소 작업이 이루어질 수 있게 밸브와 이송펌프(200) 및 압축공기 공급장치(600)의 작동을 제어한다.
이러한 제어부의 구체적인 제어 방식은, 후술되는 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템에 대한 동작 및 사용 상태 설명에서 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템은, 해수 공급 모드, 양식수 정화 모드 및 오염수 정화 모드의 세 가지 모드 중 어느 하나의 모드로 작동될 수 있게 구현되었으나, 오염수탱크(500)를 포함하지 않음으로써 해수 공급 모드 및 양식수 정화 모드의 두 가지 모드 중 어느 하나의 모드로 작동될 수 있게 보다 간소화된 형태로 구현될 수도 있다.
이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템의 동작 및 사용 상태를 구체적으로 설명한다. 이러한 동작 및 사용 상태의 설명의 이해를 돕기 위한 도 2 내지 도 5에 있어서, 해수나 정화수의 흐름은 회색 음영 처리의 화살표, 오염수의 흐름은 검은색 음영 처리의 화살표, 공기의 흐름은 일반적인 선 화살표로 표시하였음을 밝혀둔다.
먼저, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템이 해수 공급 모드로 작동하는 상태를 도시한 상태도이다.
상기 해수 공급 모드 시에, 제어부는 오염수공급밸브(141), 압축공기공급밸브(151), 공기공급밸브(331), 통기관밸브(341), 순환관밸브(441), 오염수밸브(511) 및 배출밸브(161)를 통해, 오염수공급관(140), 압축공기공급관(150), 공기공급관(330), 통기관(340), 제3순환관(440), 오염수관(510) 및 배출관(16)을 각각 폐쇄하고, 취수관(110), 공급관(130), 제1순환관(310) 및 제2순환관(320)만 개방한 상태로 이송펌프(200)를 작동시킨다.
그러면 이송펌프(200)에 의해 양식탱크(10)의 양식수가 제1순환관(310)을 통과하여 이젝터(300) 내부로 공급되는데, 이 양식수의 공급 흐름으로 인해 부압이 발생되어 공급관(130) 및 거름장치(100)를 따라 취수관(110)에 인가된다.
이로 인해 취수관(110)에 발생된 흡입력으로 해수가 거름장치(100) 내부로 유입되고, 해수에 포함된 이물질은 거름장치(100)의 거름 스크린(120)에 걸러지며, 이물질이 제거된 해수는 양식수로써 공급관(130)을 따라 이젝터(300) 내부로 유입되어 제2순환관(320)을 통해 양식탱크(10)로 보내진다.
이와 같이 해수 공급 모드는, 해수를 취수하여 이물질을 제거하고 양식탱크(10)에 공급하는 작업이 구현되는 모드이다.
다음, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템이 양식수 정화 모드로 작동하는 상태를 도시한 상태도이다.
상기 양식수 정화 모드 시에, 제어부는 공급밸브(131), 순환밸브(321) 및 오염수밸브(511)를 통해, 공급관(130), 제2순환관(320) 및 오염수관(510)을 각각 폐쇄하고, 공기공급관(330), 통기관(340) 및 제3순환관(440)만 개방한 상태로 이송펌프(200)를 작동시킨다.
그러면 이송펌프(200)에 의해 양식탱크(10)의 양식수가 제1순환관(310)을 통과하여 이젝터(300) 내부로 공급되는데, 이 양식수의 공급 흐름으로 인해 부압이 발생되어 공기공급관(330)에 인가된다.
이로 인해 공기공급관(330)에 발생된 흡입력으로 공기가 이젝터(300) 내부로 유입되어 기포 형태로 이젝터(300) 내부로 공급된 양식수에 혼입된다. 이렇게 기포가 혼입된 양식수는 통기관(340)을 따라 정화탱크(400)로 이송되는데, 이렇게 통기관(340) 내부를 통과하는 과정에서 기포와 양식수는 격렬히 접촉되면서 양식수의 용존산소량 증가를 촉진하게 된다.
한편, 이처럼 통기관(340)을 따라 이송된 양식수는 정화탱크(400)의 바닥부에 설치된 분사노즐(410)을 통해 정화탱크(400) 내부에 확산되는데, 이때 분사노즐(410)에 구비된 미세다공필터는 기포의 크기를 더욱 세밀화 시킨다.
이러한 기포는 정화탱크(400) 내부에서 천천히 부상하면서 양식수에 포함된 고형물질이 기포의 표면에 부착되고, 정화탱크(400)의 상부로 부상한 기포는 그 표면에 부착된 고형물질과 함께 기포제거기(420)에 의해 제거된다.
이와 같은 통기관(340)과 정화탱크(400) 내부에서의 정화 작업을 거쳐 정화된 양식수는 제3순환관(440)을 통해 다시 양식탱크(10)로 공급된다. 여기서 제3순환관(440)을 통한 양식수의 공급은 중력의 힘으로 자연적으로 이루어질 수 있게 시스템이 구현될 수도 있고, 별도의 공급펌프와 같은 액추에이터가 구비될 수도 있다.
이와 같이 양식수 정화 모드는, 에어레이션을 통해 양식수의 용존산소량을 높이고 고형물질 등을 제거하는 정화 작업을 거친 후, 정화된 양식수를 다시 양식탱크(10)에 공급하는 작업이 구현되는 모드이다.
그 다음, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템이 오염수 정화 모드로 작동하는 상태를 도시한 상태도이다.
상기 오염수 정화 모드 시에, 제어부는 취수밸브(111), 압축공기공급밸브(151), 배출밸브(161), 공기공급밸브(331), 통기관밸브(341) 및 순환관밸브(441)를 통해, 취수관(110), 압축공기공급관(150), 배출관(160), 공기공급관(330), 통기관(340) 및 제3순환관(440)을 각각 폐쇄하고, 오염수공급관(140), 공급관(130), 제2순환관(320), 오염수관(510)만 개방한 상태로 이송펌프(200)를 작동시킨다.
그러면 이송펌프(200)에 의해 양식탱크(10)의 양식수가 제1순환관(310)을 통과하여 이젝터(300) 내부로 공급되는데, 이 양식수의 공급 흐름으로 인해 부압이 발생되어 공급관(130) 및 거름장치(100)를 따라 오염수공급관(140)에 인가된다.
이로 인해 오염수공급관(140)에 발생된 흡입력으로 오염수탱크(500) 내부에 수용된 오염수가 오염수공급관(140)을 따라 거름장치(100) 내부로 유입되고, 오염수에 포함된 어류의 노폐물, 사료 찌꺼기와 같은 슬러지 등은 거름장치(100)의 거름 스크린(120)에 걸러지며, 오염수는 이렇게 노폐물, 슬러지 등이 제거되어 양식수로써 공급관(130)을 따라 이젝터(300) 내부로 유입된 후 제2순환관(320)을 통해 양식탱크(10)로 보내진다.
이와 같이 오염수 정화 모드는, 오염수탱크(500)에 수용된 노폐물과 슬러지 등을 포함하는 오염수에 대해 노폐물, 슬러지 등을 제거하는 형태를 통해 양식수로 정화시켜 양식탱크(10)에 공급하는 작업이 구현되는 모드이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템에 있어서, 상기 제어부는 이렇게 오염수 정화 모드를 통해 오염수탱크(500)에 수용된 오염수에 대한 정화 작업을 완료한 후에는 거름장치(100)의 거름 스크린(120)에 대한 청소 작업을 진행시킨다.
이러한 거름 스크린(120)에 대한 청소 작업에 대해 더욱 상세하게 설명하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제어부는 일시적으로 취수밸브(111), 오염수공급밸브(141) 및 공급밸브(131)를 통해, 취수관(110), 오염수공급관(140) 및 공급관(130)을 각각 폐쇄하고, 압축공기공급관(150)과 배출관(160)만 개방한 상태로 압축공기 공급장치를 작동시킨다.
그러면 압축공기 공급장치에서 생성된 압축공기가 압축공기공급관(150)을 통해 거름장치(100) 내부로 빠르게 유입되면서 거름장치(100)의 거름 스크린(120)에 걸러진 이물질, 노폐물, 슬러지 등을 이탈시키고 배출관(160)을 통해 배출시킨다.
여기서 거름 스크린(120)에 걸러진 이물질, 노폐물, 슬러지 등은 충분히 탈수되어 함수율이 낮아진 상태이므로, 배출관(160)을 통해 배출되는 폐기물의 양을 크게 줄일 수 있다.
이와 같은 거름장치(100)의 거름 스크린(120)에 대한 청소 작업은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템이 오염수 정화 모드로 작동될 때에, 거름장치(100) 내부 상단에 구비된 수용량감지센서에 신호에 따라, 거름 스크린(120)에 의해 걸러진 이물질, 노폐물, 슬러지의 양이 소정의 양을 넘어선 것으로 판단될 때에 수행되도록 구현될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템에 의하면, 해수 공급 및 에어레이션을 통한 양식수 정화가 하나의 이송펌프(200)와 이젝터(300)에 의해 이루어지게 구현되며, 오염수탱크(500)가 더 연결 구비되고 해수 공급에 사용된 거름장치(100)를 그대로 이용함으로써 어류 배설물과 사료 찌꺼기 등의 노폐물과 슬러지가 포함된 오염수에 대한 정화까지도 동일한 이송펌프(200)와 이젝터(300)로 구현할 수 있으므로, 양식장 설치 및 운영에 필요한 비용을 크게 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 해수 공급, 양식수 정화 및 오염수 정화가 양식수를 이용해 부압을 발생시키는 이젝터(300)에 의해 이루어짐으로써, 내구성이 우수하며 정화 대상 양식수에 대한 에어레이션도 매우 효율적으로 수행될 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 통상의 기술자에게 있어 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부되어 있는 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 거름장치 110 : 취수관
111 : 취수밸브 120 : 거름 스크린
130 : 공급관 131 : 공급밸브
132 : 부압센서 140 : 오염수공급관
141 : 오염수공급밸브 150 : 압축공기공급관
151 : 압축공기공급밸브 160 : 배출관
161 : 배출밸브 200 : 이송펌프
300 : 이젝터 310 : 제1순환관
311 : 유량센서 312 : 압력센서
320 : 제2순환관 321 : 순환밸브
330 : 공기공급관 331 : 공기공급밸브
340 : 통기관 341 : 통기관밸브
400 : 정화탱크 410 : 분사노즐
420 : 기포제거기 430 : 용존산소량센서
440 : 제3순환관 441 : 순환관밸브
500 : 오염수탱크 510 : 오염수관
511 : 오염수밸브 600 : 압축공기 공급장치
10 : 양식탱크

Claims (6)

  1. 육상의 수조식 양식장에 설치되어 해수를 양식탱크에 양식수로써 공급하고 상기 양식탱크에 수용된 상기 양식수를 재사용할 수 있게 정화하는 시스템으로서,
    밀폐된 탱크 형태로 이루어지며, 일단과 타단에 각각 상기 해수가 유입ㆍ출되는 취수관과 공급관이 구비되고, 그 내부에 이물질을 거르는 거름 스크린이 형성된 거름장치;
    상기 양식탱크에 구비된 제1순환관에 설치되어 상기 양식탱크에 수용된 상기 양식수를 펌핑하는 이송펌프;
    일측에 상기 제1순환관, 상기 공급관 및 공기공급관이 연결되고, 타측에 상기 양식탱크로 연통되는 제2순환관 및 통기관이 연결되며, 상기 제1순환관을 통해 공급되는 상기 양식수로써 부압을 발생시켜 상기 공급관이나 상기 공기공급관에 인가하는 이젝터; 및
    상기 양식수가 내부에 수용되는 탱크 형태로 이루어져 상기 통기관이 연결되고, 내부에 수용된 상기 양식수를 상기 양식탱크로 순환시키는 제3순환관이 구비된 정화탱크;를 포함하여,
    상기 해수가 상기 공급관으로 흡입되고 흡입된 상기 해수와 상기 양식수가 상기 제2순환관을 통해 상기 양식탱크에 공급되는 해수 공급 모드, 또는 상기 공기공급관으로 공기가 흡입되고 흡입된 공기와 상기 양식수가 혼합되어 상기 통기관을 통해 상기 정화탱크에 유입되며 상기 정화탱크에서 정화된 상기 양식수가 상기 제3순환관을 통해 상기 양식탱크에 공급되는 양식수 정화 모드로 선택적으로 작동되는 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템.
  2. 육상의 수조식 양식장에 설치되어 해수를 양식탱크에 양식수로써 공급하고 상기 양식탱크에 수용된 상기 양식수를 재사용할 수 있게 정화하는 시스템으로서,
    밀폐된 탱크 형태로 이루어지며, 일단과 타단에 각각 상기 해수가 유입ㆍ출되는 취수관과 공급관이 구비되고, 그 내부에 이물질을 거르는 거름 스크린이 형성된 거름장치;
    상기 양식탱크에 구비된 제1순환관에 설치되어 상기 양식탱크에 수용된 상기 양식수를 펌핑하는 이송펌프;
    일측에 상기 제1순환관, 상기 공급관 및 공기공급관이 연결되고, 타측에 상기 양식탱크로 연통되는 제2순환관 및 통기관이 연결되며, 상기 제1순환관을 통해 공급되는 상기 양식수로써 부압을 발생시켜 상기 공급관이나 상기 공기공급관에 인가하는 이젝터;
    상기 양식수가 내부에 수용되는 탱크 형태로 이루어져 상기 통기관이 연결되고 내부에 수용된 상기 양식수를 상기 양식탱크로 순환시키는 제3순환관이 구비된 정화탱크; 및
    상기 양식탱크에 구비된 오염수관이 연결되어 상기 양식탱크에서 발생한 슬러지와 노폐물을 포함하는 오염수가 유입 수용되고, 상기 거름장치의 일단에 연통되는 오염수공급관이 구비된 오염수탱크;
    상기 해수가 상기 취수관과 상기 공급관을 통해 흡입되고 흡입된 상기 해수와 상기 양식수가 상기 제2순환관을 통해 상기 양식탱크에 공급되는 해수 공급 모드, 상기 공기공급관으로 공기가 흡입되고 흡입된 공기와 상기 양식수가 혼합되어 상기 통기관을 통해 상기 정화탱크에 유입되며 상기 정화탱크에서 정화된 상기 양식수가 상기 제3순환관을 통해 상기 양식탱크에 공급되는 양식수 정화 모드, 또는 상기 오염수가 상기 오염수공급관과 상기 공급관을 통해 흡입되어 상기 거름장치를 통과하며 정화되고 상기 거름장치에서 정화된 정화수와 상기 양식수가 상기 제2순환관을 통해 상기 양식탱크에 공급되는 오염수 정화 모드로 선택적으로 작동되는 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템은,
    상기 거름장치의 타단에 연통된 압축공기공급관을 통해 상기 거름장치 내부에 압축공기를 공급함으로써, 상기 거름 스크린에 걸린 이물질, 슬러지 및 노폐물을 떼어내어 상기 거름장치의 일단에 구비된 배출관을 통해 배출하는 압축공기 공급장치;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템은,
    상기 해수 공급 모드 시에는, 상기 공기공급관, 상기 통기관 및 상기 제3순환관이 공기공급밸브, 통기관밸브 및 순환관밸브에 의해 각각 폐쇄되고,
    상기 양식수 정화 모드 시에는, 상기 공급관 및 상기 제2순환관이 공급밸브 및 순환밸브에 의해 각각 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정화탱크는,
    그 바닥부에 설치되어 공기가 혼합된 상기 양식수를 확산시키며, 기포를 미세화 하는 미세다공필터가 구비된 분사노즐; 및
    그 내부 상측에 설치되어 기포와 함께 그 표면에 부착된 고형물질을 제거하는 기포제거기;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템.
  6. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템은,
    상기 해수 공급 모드 시에는, 상기 오염수공급관, 상기 공기공급관, 상기 통기관, 상기 제3순환관 및 상기 오염수관이 오염수공급밸브, 공기공급밸브, 통기관밸브, 순환관밸브 및 오염수밸브에 의해 각각 폐쇄되고,
    상기 양식수 정화 모드 시에는, 상기 공급관, 상기 제2순환관 및 상기 오염수관이 공급밸브, 순환밸브 및 상기 오염수밸브에 의해 각각 폐쇄되며,
    상기 오염수 정화 모드 시에는, 상기 취수관, 상기 공기공급관, 상기 통기관 및 상기 제3순환관이 취수밸브, 상기 공기공급밸브, 상기 통기관밸브 및 상기 순환관밸브에 의해 각각 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템.
KR1020120075557A 2012-07-11 2012-07-11 수조식 양식장용 급배수 정화 시스템 KR101189747B1 (ko)

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