KR101382395B1 - 고형물 수집 및 재활용이 가능한 메쉬타입 생물여과조 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 양식수조로부터 배출된 사육수를 여과시키기 위한 여과조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사육수의 유입수로와 유출수로가 상단측에 구비된 본체케이싱의 내부공간을 중앙분리판에 의하여 유입공간과 유출공간으로 구획하고, 각각의 공간에 섬유 소재의 그물망이 구비된 다수 매의 메쉬여과판을 일정한 간격을 두고 수류(水流) 방향과 평행하게 설치하며, 상기 메쉬여과판의 하부에 해당하는 본체케이싱의 내부 공간에는 고형물의 침전과 배출을 위한 깔때기판과 배수관을 설치함으로서, 사육수에 포함된 고형물은 여과조의 바닥으로 침전시켜 수거토록 하고, 사육수에 포함된 미세고형물과 유기물 성분은 메쉬여과판의 그물망에 부착시켜 유용한 미생물의 배양에 사용토록 하며, 이로 인하여 하나의 여과조로 고형물 여과와 미생물 여과를 동시에 수행토록 하는 한편, 메쉬여과판 자체를 다른 수산생물의 양식수조에 투입시켜 그물망에 부착된 유기물과 배양미생물을 먹이로 활용토록 하고, 이 과정에서 메쉬여과판의 재장착을 위한 청소가 이루어지도록 하며, 그물망에 부착된 유기물을 비료 등으로 재활용할 경우에도 메쉬여과판을 담수에 침지시켜 탈염처리를 보다 손쉽고 용이하게 수행할 수 있도록 하는 등, 여과조의 여과성능 향상과 더불어 여과조에서 수거된 성분의 효율적인 재활용이 가능토록 한 메쉬타입 생물여과조에 관한 것이다.
Description
본 발명은 양식장 사육수 또는 배출수의 유입수로와 유출수로가 상단측에 구비된 본체케이싱의 내부공간을 중앙분리판에 의하여 유입공간과 유출공간으로 구획하고, 각각의 공간에 섬유 소재의 그물망이 구비된 다수 매의 메쉬여과판을 일정한 간격을 두고 수류(水流) 방향과 평행하게 설치하며, 상기 메쉬여과판의 하부에 해당하는 본체케이싱의 내부 공간에는 고형물의 침전과 배출을 위한 깔때기판과 배수관을 설치함으로서, 사육수에 포함된 고형물은 여과조의 바닥으로 침전시켜 수거토록 하고, 사육수에 포함된 미세고형물과 유기물 성분은 메쉬여과판의 그물망에 부착시켜 유용한 미생물의 배양과 각종 수산생물의 먹이 또는 비료 등으로의 손쉬운 재활용이 가능토록 한 메쉬타입 생물여과조에 관한 것이다.
일반적으로 육상의 양식장에서는 한정된 공간 및 수량(水量)을 기준으로 비교적 많은 량의 어류를 고밀도로 양식하게 되며, 이로 인하여 사료의 찌꺼기나 어류의 배설물과 같은 각종 고형물 뿐만 아니라, 어류의 대사과정에서 발생한 유기물로서의 단백질과 지방 성분 및 회분 등이 매우 빠른 시간내에 사육수에 축적되어 사육수가 오염된다.
따라서, 사육수의 여과처리를 통하여 사육수의 수질을 일정한 수준으로 유지시키는 한편, 양식장으로부터 배출되는 사육수로 인한 인근 하천이나 연안해역의 수질오염을 방지하는 것이 필요하며, 이를 위하여 사육수에 포함된 고형물을 제거하는 고형물 여과조와, 사육수에 포함된 암모니아와 질소 성분 등을 미생물에 의하여 제거시키는 생물여과조가 양식장에 설비되어 사용된다.
상기와 같이 육상의 양식장에서 사용되는 통상의 고형물 여과조와 생물여과조는 사육수에 포함된 고형물의 물리적 여과처리와 사육수의 생물학적 여과처리만을 수행토록 한 것으로서, 해당 여과조에서 여과처리를 통하여 수분과 함께 슬러지(Sludge) 형태로 수거되는 성분을 다른 용도로 재활용하는 측면에서는 실효성을 거두지 못하고 있다.
다시 말해서, 국내의 경우 육상 양식장에서 연간 사용되는 10만톤 수준의 배합사료 중 30~40%에 해당하는 량이 양식장 배출수에 고형물 형태로 포함된다고 추정할 때, 육상 양식장 배출수를 통해 수거될 수 있는 슬러지의 전체량이 연간 3~4만톤 수준에 이르지만, 배출수에 포함된 사료찌꺼기와 어류의 배설물 등은 고형물 여과조에서 수거 및 폐기되는 한편, 어류의 대사과정에서 발생한 암모니아와 다른 질소화합물 등은 미세고형물과 함께 중력침전 방식이나 거품부상분리 등의 처리를 거쳐 생물여과조에서 수집 및 폐기된다는 것이다.
그러나, 상기와 같은 사료찌꺼기 등의 고형물과 사육수중의 각종 유기물은 사육수의 생물학적 여과처리에 필요한 유용한 미생물이나 박테리아의 배양원이 됨은 물론이고, 어류 이외의 새우나 해삼 또는 바닷가재 등과 같은 다른 이종(異種) 수산생물의 먹이로 충분히 활용할 수 있으며, 슬러지 형태를 가지는 수거물의 탈염처리를 통하여 우수한 유기질 비료로 재활용이 가능함에도 불구하고, 연간 3~4만톤에 달하는 양식장 배출수 중의 수거성분이 재활용되지 못하고 대부분 하천이나 바다로 방류됨에 따라 2차적인 환경오염을 유발시키는 문제점이 있었다.
상기와 같은 상황이 유발되는 가장 근본적인 원인은, 사육수의 여과처리 과정에서 사육수에 포함된 유용한 성분을 효과적으로 수거하여 손쉽게 재활용할 수 있는 방안이 마련되지 못하였기 때문이며, 특히 여과조로부터 수거된 해수슬러지를 비료 등으로 재활용코자 할 경우에는, 염분 함량이 매우 높은 해수슬러지의 까다로운 탈염처리가 수반되어야 함으로서, 해수슬러지의 재활용에 따른 잇점보다 해수슬러지의 탈염처리에 따른 비용부담이 더 크게 되는 비경제적인 요인으로 말미암아 해수슬러지의 실질적인 재활용 또한 매우 어려운 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에 의한 고형물 수집 및 재활용이 가능한 메쉬타입 생물여과조는 양식수조로부터 배출된 사육수의 유입수로와 유출수로가 상단측에 구비된 본체케이싱의 내부공간을 중앙분리판에 의하여 유입공간과 유출공간으로 구획하고, 각각의 공간에 섬유 소재의 그물망이 구비된 다수 매의 메쉬여과판을 일정한 간격을 두고 수류(水流) 방향과 평행하게 설치하며, 상기 메쉬여과판의 하부에 해당하는 본체케이싱의 내부 공간에는 고형물의 침전과 배출을 위한 깔때기판과 배수관을 설치함으로서, 사육수에 포함된 고형물은 여과조의 바닥으로 침전시켜 수거토록 하고, 사육수에 포함된 미세고형물과 유기물 성분은 메쉬여과판의 그물망에 부착시켜 유용한 미생물의 배양에 사용토록 하며, 이로 인하여 하나의 여과조로 고형물 여과와 미생물 여과를 동시에 수행토록 하는 한편, 메쉬여과판 자체를 다른 수산생물의 양식수조에 투입시켜 그물망에 부착된 유기물과 배양미생물을 먹이로 활용토록 하고, 이 과정에서 메쉬여과판의 재장착을 위한 청소가 이루어지도록 하며, 그물망에 부착된 유기물을 비료 등으로 재활용할 경우에도 메쉬여과판을 담수에 침지시켜 탈염처리를 보다 손쉽고 용이하게 수행할 수 있도록 하는 등, 여과조의 여과성능 향상과 더불어 여과조에서 수거된 성분의 효율적인 재활용이 가능토록 하는 것을 그 기술적인 과제로 한다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명에 따른 고형물 수집 및 재활용이 가능한 메쉬타입 생물여과조는, 상부면이 개구된 사각 탱크 형상의 본체케이싱과, 상기 본체케이싱의 전방 벽체 및 후방 벽체 상단부에 사각 케이스 형태로 설치되는 사육수의 유입수로 및 유출수로와, 상기 본체케이싱의 내측 중앙부에 수직 방향으로 설치되는 한편 본체케이싱의 바닥판과 소정의 간격을 두고 이격되는 중앙분리판과, 상기 중앙분리판에 의하여 구획된 본체케이싱의 전,후방 내측 공간에 일정한 간격을 두고 수류 방향과 평행하게 삽입 설치되는 다수 매의 미생물 배양용 메쉬여과판을 포함하여서 이루어지며, 상기 메쉬여과판은 사각 시트 형상을 가지는 섬유 소재의 그물망 주연부를 따라 보강테두리가 설치된 것이고, 상기 메쉬여과판의 하부에 해당하는 본체케이싱의 내부공간에는 사육수에 포함된 고형물의 침전과 수집을 위하여 중앙분리판측으로 하향 경사지는 한 쌍의 깔때기판이 설치되며, 상기 본체케이싱의 하단측 중앙부에는 밸브기구를 구비하는 배수관이 연결 설치되고, 상기 유입수로와 유출수로에는 밸브기구를 구비하는 사육수의 유입관과 유출관이 각각 연결 설치되며, 상기 유입수로와 유출수로의 벽면을 이루는 본체케이싱의 상단측 부분에는 사육수의 유입공과 유출공이 형성되는 것을 특징으로 한다.
이와 더불어, 상기 본체케이싱의 전,후방 벽체 내측면과 중앙분리판의 전,후방면에는 메쉬여과판의 보강테두리 부분을 끼움식으로 삽입시키기 위한 다수 개의 여과판장착대가 일정한 간격을 두고 수직 방향으로 설치되고, 상기 여과판장착대의 하단측에는 메쉬여과판의 받침대가 해당 표면을 따라 수평 방향으로 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 유출수로에 형성되는 유출공은 유입수로에 형성되는 유입공보다 낮은 위치에 배치되는 것을 특징으로 하고, 상기 중앙분리판의 전방면 하단측에는 깔때기판측을 향하여 소정의 각도로 하향 경사지는 선회유도판이 연결 설치되며, 상기 선회유도판의 끝단부는 깔때기판의 표면과 소정의 간격을 두고 이격되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유입관과 유출관은 유입수로와 유출수로의 내부에 삽입 설치되고, 상기 유입관과 유출관에는 일정한 간격을 두고 수류분산공이 형성되며, 상기 유입관과 유출관의 양측단에는 유입수로와 유출수로의 바닥면을 관통하여 하부로 연장되는 커넥팅엘보가 연결 설치되고, 상기 커넥팅엘보의 하단부에 밸브기구가 각각 연결 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 각각의 깔때기판 하단측에는 중앙분리판의 하부에서 배수로를 제공하는 수직 방향의 절곡부가 형성되고, 상기 절곡부의 하단측이 본체케이싱의 내측 바닥면과 밀착 설치되며, 상기 배수관은 본체케이싱의 일측 벽체 하단부를 관통하여 배수로를 따라 삽입 설치되고, 상기 배수로를 따라 삽입된 배수관의 바닥 부분에는 일정한 간격을 두고 침전고형물의 분산배출공이 형성되는 것을 특징으로 하며, 상기 배수로의 바닥측 모서리 부분에는 배수관의 분산배출공측으로 고형물의 침전을 유도하는 경사프레임이 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 사육수에 포함된 고형물은 여과조의 바닥으로 침전시켜 수거토록 하고, 사육수에 포함된 미세고형물과 유기물 성분은 메쉬여과판의 그물망에 부착(흡착)시켜 유용한 미생물의 배양에 사용토록 하며, 이로 인하여 하나의 여과조로 고형물 여과와 미생물 여과를 동시에 수행토록 함으로서 여과조의 여과성능을 향상시키는 효과가 있다.
특히, 사육수의 여과처리에 사용된 메쉬여과판을 여과조로부터 분리시켜 새우나 해삼 또는 바닷가재 등과 같은 수산생물의 양식수조에 메쉬여과판을 그대로 투입시킴으로서, 메쉬여과판의 그물망에 부착된 미세고형물과 유기물 및 배양미생물을 다른 수산생물의 먹이로 활용할 수 있는 효과를 제공한다.
이로 인하여, 새우나 해삼 또는 바닷가재 등의 양식을 위한 먹이 비용을 크게 절감시키는 효과가 있고, 해당 수산생물의 먹이활동 과정에서 메쉬여과판의 청소가 자연스럽게 이루어지므로, 메쉬여과판의 청소작업을 별도로 수행할 필요가 없이 먹이 용도로 활용이 끝난 메쉬여과판을 해당 수조로부터 꺼낸 다음 여과조에 즉시 재장착시켜 사용이 가능한 효과가 있다.
다른 한편으로, 메쉬여과판의 그물망에 대량으로 부착된 미세고형물과 유기물 성분을 양질의 유기비료로 재활용코자 할 경우에도, 메쉬여과판을 여과조로부터 분리하여 담수가 저장된 수조에 메쉬여과판을 담궈 놓기만 하면, 해수슬러지의 비료화 작업에 요구되는 탈염처리 또한 손쉽고 간편하게 수행할 수 있는 효과를 제공한다.
이로 인하여, 메쉬여과판의 그물망에 부착되어 수거된 미세고형물과 유기물 성분을 매우 저렴한 비용으로 비료화시킬 수 있으며, 여과조 내측 바닥의 배수로에 침전된 고형물 또한 최소한의 수분 함량을 가지는 슬러지 형태로 회수하여 양식어류의 성장상태나 질병 유무 등을 파악하는 시료의 용도 또는 그 이외의 다른 용도로 재활용이 가능한 효과가 있다.
궁극적으로는, 연간 3~4만톤에 달하는 양식장 배출수 중의 고형물을 전혀 재활용하지 못하고 방류 또는 폐기시킴에 따른 경제적인 손실과 2차적인 환경오염을 방지하고, 양식장 배출수의 처리에 필요한 새로운 패러다임을 제시할 수 있는 등의 매우 유용한 효과를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 고형물 수집 및 재활용이 가능한 메쉬타입 생물여과조의 외관사시도.
도 2는 도 1에서 메쉬여과판을 제거한 상태의 일부 절개 분해사시도.
도 3은 도 1의 측단면도.
도 4는 도 1의 평단면도.
도 5는 도 1의 정단면도.
도 2는 도 1에서 메쉬여과판을 제거한 상태의 일부 절개 분해사시도.
도 3은 도 1의 측단면도.
도 4는 도 1의 평단면도.
도 5는 도 1의 정단면도.
이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 고형물 수집 및 재활용이 가능한 메쉬타입 생물여과조(1)는 도 1 내지 도 5에 각각 도시된 바와 같이, 상부면이 개구된 사각 탱크 형상의 본체케이싱(2)을 기초로 하여 설치되며, 상기 본체케이싱(2)의 전방 벽체(도 3에서 좌측 벽체) 및 후방 벽체(도 3에서 우측 벽체) 상단부에는 사육수의 유입수로(3) 및 유출수로(5)가 사각 케이스 형태로 설치되며, 상기 본체케이싱(2)의 내측 중앙부에는 중앙분리판(8)이 수직 방향으로 설치되고, 상기 중앙분리판(8)의 하단부는 본체케이싱(2)의 바닥판과 소정의 간격을 두고 이격된다.
따라서, 상기 본체케이싱(2)의 내부공간은 도 2 및 도 3에서와 같이, 중앙분리판(8)을 기준으로 하여 전방측 유입공간과 후방측 유출공간 및 바닥측 통로공간을 포함하는 "U"자 형태의 사육수 유동공간을 제공하게 되며, 상기 유입수로(3)와 유출수로(5)의 벽면을 이루는 본체케이싱(2)의 상단측 부분에는 사육수의 유입공(3a)과 유출공(5a)이 형성된다.
이와 더불어, 본체케이싱(2)의 내부공간을 통한 사육수의 균일하고 원활한 흐름을 유도할 수 있도록, 유입공(3a)과 유출공(5a)이 형성된 본체케이싱(2)의 상단측 부분은 다공판 형태를 가지도록 하는 한편, 유출수로(5)에 형성되는 유출공(5a)이 유입수로(3)에 형성되는 유입공(3a)보다 낮은 위치에 배치되도록 하는 것이 바람직하며, 이를 위하여 도면상 유입수로(3)의 유입공(3a)은 높이 방향을 따라 총 5열(列)의 구멍으로 형성되고, 유출수로(5)의 유출공(5a)은 높이 방향을 따라 총 3열의 구멍으로 형성되어 있다.
그리고, 상기 본체케이싱(2)의 바닥측 통로공간에는 사육수에 포함된 고형물의 침전과 수집을 위하여 중앙분리판(8)측으로 하향 경사지는 한 쌍의 깔때기판(9)이 설치되고, 본체케이싱(2)의 하단측 중앙부에는 깔때기판(9)을 따라 침전된 고형물 성분을 본체케이싱(2)의 외부로 배출시켜 수거할 수 있도록 밸브기구(V)를 구비하는 배수관(7)이 연결 설치된다.
상기와 같이 유입수로(3)와 유출수로(5) 및 중앙분리판(8)과 깔때기판(9)을 포함하는 본체케이싱(2)은 10~17mm 정도의 두께를 가지는 PVC 소재로 제작함으로서, 본체케이싱(2)의 내부에 채워지는 사육수의 수압을 지지하여 구조물의 변형이 발생하지 않도록 하고, 본체케이싱(2)과 배관 사이의 방수마감 및 본체케이싱(2)의 제작에 따른 접합작업이 용이하도록 하며, 해수중에 장기간 사용하여도 내구성이 유지될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 1요부에 해당하는 구성요소는 도 1 및 도 3에서와 같이, 상기 중앙분리판(8)에 의하여 구획된 본체케이싱(2)의 전,후방 내측 공간, 즉 사육수의 유입공간과 유출공간에 다수 매의 메쉬여과판(10)을 일정한 간격을 두고 수류(水流) 방향과 평행하게 삽입 설치한 것이며, 상기 메쉬여과판(10)은 사육수에 포함된 미세고형물과 유기물 성분을 부착(흡착)시키는 한편, 이와 같이 부착된 미세고형물과 유기물 성분을 기초로 미생물의 배양이 가능하도록 설치되는 것이다.
도 1에서와 같이 각각의 메쉬여과판(10)을 수류 방향과 평행하게 설치하는 이유는, 생물여과조(1)를 통한 사육수의 흐름에 지장을 초래하지 않도록 하고, 각각의 메쉬여과판(10)이 사육수와 골고루 접촉하여 미세고형물과 유기물 성분이 메쉬여과판(10)마다 골고루 부착되도록 한 것이며, 메쉬여과판(10) 자체가 사육수의 흐름을 거의 차단하지 않는 구조이므로, 필요에 따라서는 메쉬여과판(10)을 수류 방향과 마주보도록 배치할 수도 있다.
또한, 상기 메쉬여과판(10)의 주된 기능은 여과판에 제공된 메쉬(Mesh: 그물눈)를 이용하여 사육수에 포함된 미세고형물과 유기물 성분의 부착 및 미생물의 배양을 달성하는 것이므로, 이러한 기능을 수행할 수 있는 것이라면 어떠한 종류의 것을 사용하더라도 무방하나, 도면에서와 같이 사각 시트(Sheet) 형상을 가지는 섬유 소재의 그물망(11) 주연부를 따라 보강테두리(12)가 설치된 것을 사용하는 것이 메쉬여과판(10)의 손쉽고 안전한 취급 측면에서 가장 바람직하다.
상기 그물망(11)의 제작에 사용되는 그물실은 해수에 대한 내부식성이 우수한 합성섬유, 예를 들어 나일론 섬유나 폴리에스테르 섬유 또는 아크릴 섬유 등을 사용하는 것이 유리하지만, 필요에 따라서는 천연섬유를 사용할 수도 있으며, 미세고형물과 유기물 성분의 부착성능 및 미생물의 배양성능을 보다 더 확실하게 보장할 수 있도록, 여러 가닥의 얇은 섬유사(纖維絲)를 꼬아서 합사(合絲)시킨 그물실을 사용하는 것이 유리하고, 그물실의 표면에 무수히 많은 기모(起毛)를 제공할 수 있는 섬유 제품이라면 최적이라고 볼 수 있다.
본 발명에 적용되는 메쉬여과판(10)의 치수와 그물망(11)의 그물눈 치수는 매우 다양하게 조정이 가능하지만, 상기 메쉬여과판(10)은 가로 998mm, 세로 1,000mm 정도의 치수를 가지는 사각판 형태가 바람직하고, 상기 그물망(11)의 그물눈 크기는 10~30mm 정도가 바람직하며, 상기 보강테두리(12)는 본체케이싱(2)과 동일한 PVC 프레임 또는 다른 종류의 플라스틱 프레임을 사용하여 20mm 정도의 두께와 30mm 정도의 폭으로 형성시키는 것이 바람직하다.
상기와 같은 메쉬여과판(10)의 치수를 기준으로 할 경우, 본체케이싱(2)의 폭은 1,020mm, 높이는 1,600mm, 유입수로(3)와 유출수로(5)를 제외한 본체케이싱(2)의 길이는 2,030mm 정도가 바람직하고, 본체케이싱(2)의 바닥판으로부터 약 600mm 정도의 높이에 해당하는 내부공간이 깔때기판(9)의 설치를 위한 바닥측 통로공간이 되며, 유입수로(3)와 유출수로(5)의 폭은 1,020mm, 높이는 150mm, 길이는 130mm 정도가 바람직하고, 본체케이싱(2)의 바닥판과 중앙분리판(8)의 하단부 사이에 제공되는 간격은 300mm 정도가 바람직하다.
그러나, 위에서 설명되어진 설계치수는 본 발명에 적용될 수 있는 대표적인 일례에 불과하며, 사육수의 처리 용량 등에 맞추어 본 발명의 생물여과조(1)는 다양한 크기로 제작이 가능함은 물론이고, 메쉬여과판(10)의 장착갯수 또한 생물여과조(1)의 크기에 따라 조정이 가능하며, 외부로부터의 이물질 유입을 차단시키거나 본 발명의 생물여과조(1)를 실외에 비치할 목적으로 필요시 유입수로(3)와 유출수로(5)를 포함하는 본체케이싱(2)의 상단부에 개폐식 뚜껑을 설치할 수도 있음을 밝혀두는 바이다.
본 발명의 제 2요부에 해당하는 구성요소는 도 1 및 도 2에서와 같이, 본체케이싱(2)의 전,후방 벽체 내측면과 중앙분리판(8)의 전,후방면에 메쉬여과판(10)의 보강테두리(12) 부분을 끼움식으로 삽입시키기 위한 다수 개의 여과판장착대(13)가 일정한 간격을 두고 수직 방향으로 설치된 것이며, 상기 여과판장착대(13)의 하단측에는 메쉬여과판(10)의 받침대(13a)가 해당 표면을 따라 수평 방향으로 설치된다.
상기 여과판장착대(13)와 받침대(13a)는 본체케이싱(2)과 동일한 소재의 막대형 프레임으로 제작하여, 본체케이싱(2)의 전,후방 벽체 내측면과 중앙분리판(8)의 전,후방면에 부착 설치하는 것이 바람직하며, 여과판장착대(13)의 부착 간격 및 여과판장착대(13)에 의하여 제공되는 메쉬여과판(10) 사이의 간격은 20mm 정도가 바람직하고, 여과판장착대(13)와 받침대(13a)의 두께는 보강테두리(12)의 폭과 동일하거나, 보강테두리(12) 폭의 1/2~3/4 수준이 바람직하다.
상기와 같이 여과판장착대(13)와 받침대(13a)를 적용시키게 되면, 본체케이싱(2)의 내부공간을 따라 일정한 간격을 두고 메쉬여과판(10)을 장착시키는 작업과 본체케이싱(2)으로부터 메쉬여과판(10)을 분리하는 작업을 손쉽고 정확하게 수행할 수 있음은 물론이고, 메쉬여과판(10)의 장착상태 또한 안정적으로 유지시킬 수 있으며, 상기 유입수로(3)의 유입공(3a)과 유출수로(5)의 유출공(5a)은 본체케이싱(2)의 상단측 벽체와 여과판장착대(13)를 관통하여 형성된다.
상기와 같이 여과판장착대(13)와 받침대(13a)를 설치하는 대신에, 여과판장착대(13)가 부착되는 표면을 따라 메쉬여과판(10)의 장착홈을 형성시키는 것도 가능하고, 여과판장착대(13)가 부착되는 표면에 메쉬여과판(10)을 끼워 놓을 수 있는 클립보드나 여과판꽂이 등을 설치하는 것도 가능하며, 이외에도 메쉬여과판(10)을 본체케이싱(2)의 내부에 착탈식으로 장착시킬 수 있는 것이라면 어떠한 형태의 조립식 구조가 적용되더라도 무방함을 밝혀두는 바이다.
본 발명의 제 3요부에 해당하는 구성요소는 도 2 및 도 3에서와 같이, 상기 중앙분리판(8)의 전방면 하단측에 깔때기판(9)측을 향하여 소정의 각도로 하향 경사지는 선회유도판(8a)을 설치한 것이며, 상기 선회유도판(8a)의 경사각도는 중앙분리판(8)을 기준으로 하여 50~70도 범위내가 바람직하고, 선회유도판(8a)의 끝단부는 깔때기판(9)의 표면과 소정의 간격을 두고 이격된다.
상기 선회유도판(8a)은 유입수로(3)를 거쳐 본체케이싱(2)의 전방측 유입공간으로 유입되는 사육수의 흐름을 도 3의 화살표 방향과 같은 선회식 흐름으로 유도함으로서, 사육수의 체류시간을 충분히 확보토록 하는 한편, 메쉬여과판(10)의 그물망(11) 전체 면적이 미세고형물과 유기물 성분의 부착면으로 활용될 수 있도록 한 것이며, 앞에서 설명되어진 설계치수를 기준으로 할 경우, 상기 선회유도판(8a)은 폭 1,000mm, 길이 300mm 정도의 치수를 가지는 사각판이 된다.
본 발명의 제 4요부에 해당하는 구성요소는 도 2 내지 도 4에서와 같이, 사육수의 유입관(4)과 유출관(6)을 유입수로(3)와 유출수로(5)의 폭 방향을 따라 해당 수로의 내부에 삽입 설치하고, 상기 유입관(4)과 유출관(6)의 바닥면에는 일정한 간격을 두고 수류분산공(4a)(6a)을 형성시키며, 상기 유입관(4)과 유출관(6)의 양측단에는 유입수로(3)와 유출수로(5)의 바닥면에 제공된 조립공(3b)(5b)을 관통하여 하부 방향으로 연장되는 커넥팅엘보(4b)(6b)를 연결 설치하고, 상기 커넥팅엘보(4b)(6b)의 하단부에 밸브기구(V)를 각각 연결 설치한 것이다.
상기와 같은 방식으로 유입관(4)과 유출관(6)을 설치하게 되면, 본체케이싱(2)의 내부로 유입되는 사육수의 흐름과 본체케이싱(2)을 거쳐 유출되는 사육수의 흐름을 보다 더 균일하게 분산시킬 수 있으며, 이로 인하여 각각의 메쉬여과판(10)에 제공된 그물망(11)마다 미세고형물과 유기물 성분이 일정한 비율로 골고루 부착되고, 이를 토대로 하는 미생물 배양농도 또한 균일하게 조성됨으로서, 고형물의 물리적 여과처리와 미생물에 의한 생물학적 여과처리가 어느 한 곳으로 편중됨이 없도록 하여 한층 더 우수한 여과성능을 제공할 수 있는 것이다.
앞에서 설명되어진 설계치수를 기준으로 하면, 상기 유입관(4)과 유출관(6)은 50mm 직경의 PVC 파이프를 사용하는 것이 바람직하고, 상기 수류분산공(4a)(6a)은 10mm 직경의 구멍으로 하여 30mm 간격으로 형성시키되, 유입관(4)과 유출관(6)의 바닥측에 1열(列) 내지 3열로 형성시키는 것이 바람직하며, 상기 커넥팅엘보(4b)(6b)는 유입관(4)과 유출관(6)으로부터 분리가 가능하도록 조립식으로 설치하고, 각각의 밸브기구(V) 또한 커넥팅엘보(4b)(6b)와 분해조립이 가능하도록 설치하는 것이 바람직하다.
물론, 상기 유입관(4)과 유출관(6)을 도면에 도시된 방식으로 설치하는 대신에, 밸브기구(V)가 구비된 사육수의 유입관(4)과 유출관(6)을 유입수로(3)와 유출수로(5)의 벽체 또는 바닥판에 연결 설치하거나, 유입관(4)의 출구측이 유입수로(3)의 상부면에 위치하도록 설치될 수도 있음을 밝혀두는 바이며, 상기 유입관(4)의 밸브기구(V)는 양식수조로부터 연장되는 사육수의 배출관과 연결 설치되고, 상기 유출관(6)의 밸브기구(V)는 양식수조로 사육수를 순환시키는 배관이나 다른 여과장치로 사육수를 공급하는 배관 또는 배수로 측으로 연장되는 배관 등과 연결 설치된다.
본 발명의 제 5요부에 해당하는 구성요소는 도 2와 도 3 및 도 5에서와 같이, 상기 각각의 깔때기판(9) 하단측에는 중앙분리판(8)의 하부에서 배수로(14)를 제공하는 수직 방향의 절곡부(9a)가 형성되고, 상기 절곡부(9a)의 하단측이 본체케이싱(2)의 내측 바닥면과 밀착 설치되도록 한 것이다.
이와 더불어, 상기 배수관(7)은 본체케이싱(2)의 일측 벽체 하단부를 관통하여 배수로(14)를 따라 삽입 설치되고, 상기 배수로(14)를 따라 삽입된 배수관(7)의 바닥 부분에는 일정한 간격을 두고 침전고형물의 분산배출공(7a)이 형성되며, 상기 배수로(14)의 바닥측 모서리 부분에는 배수관(7)의 분산배출공(7a)측으로 고형물의 침전을 유도하는 경사프레임(14a)이 설치된다.
상기와 같은 방식으로 배수로(14)와 배수관(7)을 설치하게 되면, 배수로(14)에 침전된 고형물을 최소한의 수량(水量)으로 신속하게 배출 및 수거할 수 있으며, 이로 인하여 슬러지 형태로 수거되는 침전고형물의 수분 함량을 최소화시켜 침전고형물의 효율적인 처리나 재활용이 가능함은 물론, 침전고형물을 시료의 용도로 추출하여 양식어류의 성장상태나 질병 유무 등을 파악코자 할 경우에도, 분산배출공(7a)에 의한 균일한 샘플링을 통하여 표준시료로의 활용이 가능하게 된다.
물론, 상기와 같은 방식으로 배수로(14)와 배수관(7)을 설치하지 않고, 통상의 방식과 같이 각각의 깔때기판(9) 하단부를 본체케이싱(2)의 바닥판과 맞대어 밀착시킨 상태에서, 본체케이싱(2)의 일측 벽체 하단에 배수관(7)을 연결시킬 수도 있으나, 이러한 경우는 침전고형물의 신속하고 균일한 배출이 어렵고, 다량의 사육수가 침전고형물과 함께 배출되어 침전고형물의 효율적인 처리나 재활용이 어렵게 되므로, 가급적 도면에 도시된 방식을 적용하는 것이 바람직하다.
앞에서 설명되어진 설계치수를 기준으로 하면, 상기 배수로(14)를 형성하는 절곡부(9a) 사이의 간격은 100mm 정도가 바람직하고, 배수로(14)의 높이는 150mm 정도가 바람직하며, 상기 배수관(7)은 50mm 직경의 PVC 파이프를 사용하는 것이 바람직하고, 상기 분산배출공(7a)은 10mm 직경의 구멍으로 하여 30mm 간격으로 형성시키되, 배수관(7)의 바닥측에 1열 내지 3열로 형성시키는 것이 바람직하며, 배수관(7)용 밸브기구(V) 또한 배수관(7)과 분해조립이 가능하도록 설치하는 것이 바람직하다.
이하, 상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 작용관계를 첨부된 도면 제 3도를 기준으로 하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 사육수의 전체적인 유동경로를 살펴보면, 양식수조에서 사용된 사육수가 유입관(4)의 수류분산공(4a) 및 유입수로(3)의 유입공(3a)을 거치면서 일정한 수위의 수류가 본체케이싱(2)의 전방측(도면상 좌측) 유입공간으로 유입된 다음, 본체케이싱(2)의 바닥측 통로공간을 선회하여 본체케이싱(2)의 후방측(도면상 우측) 유출공간으로 유동하게 되며, 이와 같이 유출공간으로 유입된 사육수는 유출공(5a)과 유출수로(5) 및 수류분산공(6a)과 유출관(6)을 거쳐 일정하고 고른 수위를 유지하면서 외부로 유출된다.
상기와 같은 경로를 따라 양식수조에서 사용된 사육수가 본 발명의 생물여과조(1)를 통과하는 과정에서, 사육수에 포함된 미세고형물과 유기물 성분은 본체케이싱(2)의 전,후방 내측 공간에 설치된 메쉬여과판(10)의 그물망(11)에 부착(흡착)되고, 다소 큰 입자로 뭉쳐진 사료찌꺼기나 어류 배설물 등의 고형분은 바닥측 통로공간을 선회하는 사육수의 흐름에 편승되지 못하고 깔때기판(9)을 따라 배수로(14)측으로 침강된다.
상기와 같은 방식으로 하여 사육수에 포함된 고형물 성분이 일차적으로 여과되는 것이며, 메쉬여과판(10)의 그물망(11)에 부착되어 누적되는 미세고형물과 유기물 성분은 사육수의 생물학적 여과처리에 유용한 미생물이나 박테리아, 예를 들어 니트로소모나스(Nitrosomonas)와 니트로박터(Nitrobacter) 등이 배양될 수 있는 최적의 토대를 제공하므로, 생물여과조(1)의 가동 후 일정한 기간이 경과하면, 메쉬여과판(10)의 그물망(11)에 유용한 미생물이나 박테리아가 고농도로 대량 배양되어 사육수의 생물학적 여과처리 또한 가능하게 되는 것이다.
물론, 생물여과조(1)의 가동과 동시에 미생물에 의한 사육수의 여과처리가 수행될 수 있도록, 메쉬여과판(10)을 생물여과조(1)에 장착시키기 이전에 메쉬여과판(10)의 그물망(11)에 미생물을 미리 접종(배양)시켜 놓을 수도 있으며, 이러한 방식으로 하나의 여과조에서 고형물의 물리적 여과와 미생물 여과를 동시에 수행하여 우수한 여과성능을 제공할 수 있는 한편, 메쉬여과판(10)의 그물망(11)에 부착된 미세고형물과 유기물 성분을 매우 손쉽고 효과적으로 재활용할 수 있다.
상기 재활용 방안의 대표적인 예로는, 본 발명의 생물여과조(1)를 이용하여 사육수의 여과처리를 수행하는 과정에서, 메쉬여과판(10)의 그물망(11)에 미세고형물과 유기물 성분이 대량으로 부착될 경우, 유입관(4)과 유출관(6)의 밸브기구(V)를 잠그거나 또는 연속적인 가동 상태에서도 각각의 메쉬여과판(10)을 본체케이싱(2)으로부터 분리한 다음, 이를 새우나 해삼 또는 바닷가재와 같은 다른 수산생물의 양식수조에 그대로 투입시키는 것이며, 메쉬여과판(10)이 분리된 자리에는 새로운 메쉬여과판(10)을 대체하여 장착시키거나, 이종(異種) 수산생물에 의해 청소가 이루어진 메쉬여과판(10)을 재장착시켜 다시 사용할 수 있다.
즉, 메쉬여과판(10)의 그물망(11)에 부착된 미세고형물과 유기물 및 배양미생물은 새우나 해삼 또는 바닷가재와 같은 수산생물에게 있어 양질의 먹이가 되므로, 메쉬여과판(10)을 해당 수산생물의 양식수조에 그대로 투입시킬 경우, 메쉬여과판(10)의 그물망(11)으로 새우나 해삼 또는 바닷가재 등이 모여 들어 그물망(11)에 부착된 미세고형물과 유기물 및 배양미생물을 먹이로 섭취한다는 것이다.
이로 인하여, 새우나 해삼 또는 바닷가재 등의 양식을 위하여 투입되는 먹이 비용을 크게 절감시킬 수 있음은 물론이고, 해당 수산생물의 먹이활동 과정에서 메쉬여과판(10)의 그물망(11) 청소가 자연스럽게 이루어지므로, 메쉬여과판(10)의 청소작업을 별도로 수행할 필요가 없이 먹이용도로 활용이 끝난 메쉬여과판(10)을 해당 수조로부터 꺼낸 다음, 본 발명의 생물여과조(1)에 즉시 재장착시켜 다시 사용할 수 있다.
다른 한편으로, 메쉬여과판(10)의 그물망(11)에 대량으로 부착된 미세고형물과 유기물 성분을 양질의 유기비료로 재활용하는 것도 가능하며, 이 경우에도 메쉬여과판(10)을 본 발명의 생물여과조(1)로부터 분리하여 담수가 저장된 수조에 메쉬여과판(10)을 담궈 두기만 하면, 해수슬러지의 비료화 작업에 요구되는 탈염처리 또한 손쉽고 간편하게 수행할 수 있다.
따라서, 본 발명의 생물여과조(1)에서 수거된 미세고형물과 유기물 성분을 매우 저렴한 비용으로 비료화시킬 수 있으며, 배수로(14)에 침전된 고형물 또한 최소한의 수분 함량을 가지는 슬러지 형태로 회수하여 양식어류의 성장상태나 질병 유무 등을 파악하는 시료 용도로 재활용하거나, 그 이외의 다른 용도로 재활용이 가능토록 하는 등, 연간 3~4만톤에 달하는 양식장 배출수 중의 고형물 성분을 불필요하게 폐기시킴에 따른 경제적인 손실과 2차적인 환경오염을 방지하고, 양식장 배출수의 처리에 필요한 새로운 패러다임을 제시할 수 있는 것이다.
첨부된 도면을 기초로 하여 앞에서 설명되어진 전체적인 내용은 본 발명에 대한 이해의 편의를 돕기 위하여 최적 실시예만이 상세하게 설명되어진 것에 불과하며, 본 발명이 추구하고자 하는 기술적 사상의 범주를 벗어남이 없이 예시된 구조를 기초로 하여 다양한 변형 및 변경이 가능함은 당업자에게 명백한 사항임을 밝혀두는 바이다.
1 : 생물여과조 2 : 본체케이싱 3 : 유입수로
3a : 유입공 3b,5b : 조립공 4 : 유입관
4a,6a : 수류분산공 4b,6b : 커넥팅엘보 5 : 유출수로
5a : 유출공 6 : 유출관 7 : 배수관
7a : 분산배출공 8 : 중앙분리판 8a : 선회유도판
9 : 깔때기판 9a : 절곡부 10 : 메쉬여과판
11 : 그물망 12 : 보강테두리 13 : 여과판장착대
13a : 받침대 14 : 배수로 14a : 경사프레임
V : 밸브기구
3a : 유입공 3b,5b : 조립공 4 : 유입관
4a,6a : 수류분산공 4b,6b : 커넥팅엘보 5 : 유출수로
5a : 유출공 6 : 유출관 7 : 배수관
7a : 분산배출공 8 : 중앙분리판 8a : 선회유도판
9 : 깔때기판 9a : 절곡부 10 : 메쉬여과판
11 : 그물망 12 : 보강테두리 13 : 여과판장착대
13a : 받침대 14 : 배수로 14a : 경사프레임
V : 밸브기구
Claims (8)
- 삭제
- 양식수조로부터 배출된 사육수를 여과시키기 위한 여과조에 있어서,
상기 여과조는, 상부면이 개구된 사각 탱크 형상의 본체케이싱(2)과, 상기 본체케이싱(2)의 전방 벽체 및 후방 벽체 상단부에 사각 케이스 형태로 설치되는 사육수의 유입수로(3) 및 유출수로(5)와, 상기 본체케이싱(2)의 내측 중앙부에 수직 방향으로 설치되는 한편 본체케이싱(2)의 바닥판과 소정의 간격을 두고 이격되는 중앙분리판(8)과, 상기 중앙분리판(8)에 의하여 구획된 본체케이싱(2)의 전,후방 내측 공간에 일정한 간격을 두고 수류 방향과 평행하게 삽입 설치되는 다수 매의 미생물 배양용 메쉬여과판(10)을 포함하여서 이루어지며,
상기 메쉬여과판(10)은 사각 시트 형상을 가지는 섬유 소재의 그물망(11) 주연부를 따라 보강테두리(12)가 설치된 것이며,
상기 메쉬여과판(10)의 하부에 해당하는 본체케이싱(2)의 내부공간에는 사육수에 포함된 고형물의 침전과 수집을 위하여 중앙분리판(8)측으로 하향 경사지는 한 쌍의 깔때기판(9)이 설치되고, 상기 본체케이싱(2)의 하단측 중앙부에는 밸브기구(V)를 구비하는 배수관(7)이 연결 설치되며,
상기 유입수로(3)와 유출수로(5)에는 밸브기구(V)를 구비하는 사육수의 유입관(4)과 유출관(6)이 각각 연결 설치되고, 상기 유입수로(3)와 유출수로(5)의 벽면을 이루는 본체케이싱(2)의 상단측 부분에는 사육수의 유입공(3a)과 유출공(5a)이 형성되는 것을 특징으로 하는 고형물 수집 및 재활용이 가능한 메쉬타입 생물여과조. - 제 2항에 있어서, 상기 본체케이싱(2)의 전,후방 벽체 내측면과 중앙분리판(8)의 전,후방면에는 메쉬여과판(10)의 보강테두리(12) 부분을 끼움식으로 삽입시키기 위한 다수 개의 여과판장착대(13)가 일정한 간격을 두고 수직 방향으로 설치되며,
상기 여과판장착대(13)의 하단측에는 메쉬여과판(10)의 받침대(13a)가 해당 표면을 따라 수평 방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 고형물 수집 및 재활용이 가능한 메쉬타입 생물여과조. - 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 유출수로(5)에 형성되는 유출공(5a)은 유입수로(3)에 형성되는 유입공(3a)보다 낮은 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 고형물 수집 및 재활용이 가능한 메쉬타입 생물여과조.
- 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 중앙분리판(8)의 전방면 하단측에는 깔때기판(9)측을 향하여 소정의 각도로 하향 경사지는 선회유도판(8a)이 연결 설치되며,
상기 선회유도판(8a)의 끝단부는 깔때기판(9)의 표면과 소정의 간격을 두고 이격되는 것을 특징으로 하는 고형물 수집 및 재활용이 가능한 메쉬타입 생물여과조. - 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 유입관(4)과 유출관(6)은 유입수로(3)와 유출수로(5)의 내부에 삽입 설치되고, 상기 유입관(4)과 유출관(6)에는 일정한 간격을 두고 수류분산공(4a)(6a)이 형성되며,
상기 유입관(4)과 유출관(6)의 양측단에는 유입수로(3)와 유출수로(5)의 바닥면을 관통하여 하부로 연장되는 커넥팅엘보(4b)(6b)가 연결 설치되고, 상기 커넥팅엘보(4b)(6b)의 하단부에 밸브기구(V)가 각각 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 고형물 수집 및 재활용이 가능한 메쉬타입 생물여과조. - 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 각각의 깔때기판(9) 하단측에는 중앙분리판(8)의 하부에서 배수로(14)를 제공하는 수직 방향의 절곡부(9a)가 형성되고, 상기 절곡부(9a)의 하단측이 본체케이싱(2)의 내측 바닥면과 밀착 설치되며,
상기 배수관(7)은 본체케이싱(2)의 일측 벽체 하단부를 관통하여 배수로(14)를 따라 삽입 설치되고, 상기 배수로(14)를 따라 삽입된 배수관(7)의 바닥 부분에는 일정한 간격을 두고 침전고형물의 분산배출공(7a)이 형성되는 것을 특징으로 하는 고형물 수집 및 재활용이 가능한 메쉬타입 생물여과조. - 제 7항에 있어서, 상기 배수로(14)의 바닥측 모서리 부분에는 배수관(7)의 분산배출공(7a)측으로 고형물의 침전을 유도하는 경사프레임(14a)이 설치되는 것을 특징으로 하는 고형물 수집 및 재활용이 가능한 메쉬타입 생물여과조.
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