KR101397889B1 - 회류식 다층 복합양식수조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 육상 수조식 어류 양식 시 발생되는 유기물이 포함된 사육수를 자연친화적인 방법으로 여과하여 정화할 수 있도록 한 수질개선 방법과 이 과정에서 이루어지는 친환경 해조류 및 갯뻘서식 생물의 생산을 융합한 것으로, 어류 양식시 발생되는 사육수 내에 오염원으로 존재하는 유, 무기물질을 분해 이용하는 이종의 생물의 환경을 각각 구성하고 서로 다른 복수의 수조 층을 하나의 생태계로 연결함으로서 이종의 생물이 복합적으로 생존할 수 있는 인공적 환경을 구현한 다층 복합양식 수조를 제공한다. 양식 사육수의 무 배출에 의한 지속 가능한 환경 친화적 양식 기술을 제공함으로서 자연 환경 및 지리적 입지 조건에 제한받지 않는 연중 안정적인 수산물의 생산 및 공급 체계 구축이 가능하고, 복합형 양식 시스템에 의한 수산물의 생산 경비 절감 또는 물류비를 절감함으로서 생산 효율 극대화할 수 있으며, 고부가가치 산업으로서 국가 경쟁력 향상에 기여할 녹색성장 동력사업으로 육성가능하여, 해상의 어장에서 뿐만 아니라 육상에서도 자원의 입체적 생산으로 새로운 고소득 전략 산업으로 육성 기대 효과가 있다.

Description

회류식 다층 복합양식수조 {Multi-composite circuit style tank for aquaculture}

본 발명은 서로 다른 이종생물이 만들어 내는 부산물을 포함한 양식 사육수의 양분 에너지를 양식생물의 사육수를 이종생물의 양식에 필요한 양분으로 사용하도록 함으로서 친환경적으로 양식생물을 복합적으로 생산할 수 있는 회류식 다층 복합양식수조에 관한 것이다.

일반적으로 육상수조식이나 노지 등으로 조성된 양식장은 지속적으로 새로운 물을 공급하고 배출하는 방식으로 사육과정에서 발생하는 사육수는 시간이 경과함에 따라 사료 및 주변 환경으로부터 영양염인 질산염이나 인산염 등이 유입되어 발생되는 부영양화로 인한 수질악화로 이를 처리하기 위해서는 많은 비용이 수반되며, 실제적으로 사육폐수의 처리시설을 정상적으로 갖추지 못하고 그대로 하천 및 지하로 배출되어 환경오염을 야기시키고 있다. 이와 같이 문명이 발달한 만큼 환경오염의 문제가 야기되고 있고, 인류의 마지막보고인 바다의 오염도 심각해지고 있어 폐수처리 시설개선, 가두리시설 이전, 외해 가두리양식 기술개발 등으로 양식장 및 해상 오염을 방지하고자하는 노력을 기울이고 있다.

특히 우리나라 어류 양식기술은 처음 도입된 이후 비약적 기술발달로 인위적 환경조절이 가능한 단계로 대규모 첨단화 단계로 변화 발전되고 있다. 종래 사육수의 수질개선을 위한 방법으로 화학적인 방법과 물리적인 방법이 공지되어 있고, 화학적인 방법은 광합성 억제제, 살초제, 제초제 등의 화공약품을 투입하여 조류 등의 증식을 억제하고 응집제 등을 투입하여 잔재물을 침전되게 하는 방법이 있으나, 이러한 방법은 정기적으로 약품을 투입하여야만 효과가 유지되며 투입되는 화공약품으로 인하여 양식장 내의 어류 등이 정상적인 성장을 할 수 없고 식용으로서 안정성도 확보할 수 없다.

또한, 물리적인 방법의 하나인 사육수를 순환시키면서 필터를 이용하여 조류 등을 여과하는 방법은 값비싼 필터를 자주 교체하여야 한다는 문제점이 있었으며, 또 다른 방법인 응집, 침전, 여과시설을 설치하여 고분자 응집제로 응집하고 응집되어 침전된 잔재 물을 여과시설에서 탈수하여 처리하는 방법이나 처리장치를 설치하기 위하여 상당한 면적의 부지와 함께 초기 설비투자가 과다하고 지속적으로 많은 운전비용이 소요된다는 문제점이 있다.

어류 양식과는 달리 패류양식 기술은 종패를 갯뻘에 이식하고 자연환경에 의지하는 형태의 지금까지 전통양식방법의 수준을 벗어나지 못하고 있어, 자연 환경상태에 따라 생산량이 결정된다. 또한 패류양식은 개방된 갯뻘환경에서 양식이 이뤄지므로 시공간적 제약이 크고 노동력이 많이 필요하여 3D업종으로 분류되고 있다. 그러나 앞으로 갯뻘의 이용은 우리를 비롯한 아시아에서 패류가 식탁에서 빼놓을 수 없는 저비용 고단백질 공급원으로 소비되어 지속적으로 패류생산 공급이 필요함으로, 선진국과 같이 개발이 아닌 보존을 통한 산업화를 추구하는 방향으로 이루어 질것이므로, 갯뻘보존과 식량자원 확보를 위해서는 선도적 육상양식기술개발이 반드시 필요하다.

한편 건강식을 선호하는 추세에 따라 해조류의 소비가 늘어나면서 김 미역다시마 등의 수요가 증가하고 있다. 수요에 따른 공급을 맞추기 위한 친환경적인 생산방법으로 생산성을 높이기 위한 방법이 다양하게 연구되고 있다. 그러나 기존의 바다어장에서 재배되는 해조류의 경우, 수온이 일정하게 유지되는 특정한 시기 이외에는 양식이 불가능하고 어장의 환경변화에 민감하게 영향을 받아 생산량 등의 조절에 어려움을 겪고 있는 것이 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 육상 수조식 어류 양식 시 발생되는 유기물이 포함된 사육수를 자연친화적인 방법으로 여과하여 정화할 수 있도록 한 수질개선 방법과 이 과정에서 이루어지는 친환경 해조류 및 갯뻘서식 생물의 생산을 융합한 것으로, 보다 상세하게는 어류 양식 시 발생되는 사육수 내에 오염원으로 존재하는 유, 무기물질을 분해 이용하는 이종의 생물의 환경을 각각 구성하고 서로 다른 복수의 수조 층을 하나의 생태계로 연결함으로서 이종의 생물이 복합적으로 생존할 수 있는 인공적 환경을 구현한 다층 복합양식 수조를 제공한다.

국내특허공보 제10-07222260호에는 기포가 혼합된 사육수를 사육수조 수중에 분사하는 인젝터를 포함하여, 사육수조 내부의 유기물을 부유시키고 산소를 공급하여 사육수를 교환하지 않아도 수질이 악화되는 것을 방지하고 사육수조 바닥에 노폐물이 침적되지 않는 육상수조식육성시스템에 관한 구성이 개시되어있다. 한국 공개특허공보 제10-2010-0087684호에는 빌딩형 양식장에 관한 것으로서, 다층으로 된 구조물과, 구조물의 각 층마다 형성되며 어류를 양식할 수 있는 어류채류공간을 구비한 다수개의 양식수조와, 양식수조들에 물을 공급하는 급수부와, 양식수조들에 양식되는 어류의 배설물 또는 사료찌거기를 수집하여 배출하는 배설물배출부와, 배설물배출부에 연결되어 어류의 배설물 또는 사료찌거기를 공급받아 지렁이 사육을 통한 분토를 생산하는 분토생산부와, 양식수조에 설치되어 양식수조 내의 물을 순환 여과시키는 순환여과부와, 구조물의 각 층마다 설치되어 각 층에 양식되는 어류에 적합한 음악이나 음파, 진동을 발생시켜 어류 성장을 촉진시키는 성장촉진부와, 급수부와 배설물배출부, 분토생산부, 순환여과부, 성장촉진부에 전원을 공급할 수 있게 재생에너지를 통해 전력을 생산하는 전원공급부를 구비한 구성이 개시되어있다. 국내 등록특허공보 제10-0999299호는 육상어류양식과 작물재배를 융합시켜 복합영농을 영위하기 위한 육상어류양식과 작물재배를 융합한 복합영농장치 및 방법에 관한 것으로서, 양식과정에서 발생하는 고형 유기물은 지렁이 사육에 이용하여 분변토를 얻고, 양식수에 용해된 폐양식수는 작물재배에 이용하며, 이때 분변토도 같이 이용하여 영농비용을 절감시키면서 폐자원 재활용과 환경보호에 기여하는 육상 어류양식과 작물재배를 융합하는 복합영농 장치와 방법이 개시되어있다. 그러나 상기 선행기술들은 본 발명에서와 같이 어류사육을 위한 사육조를 복층으로 구현하는 부분에 한정되는 것일 뿐, 이종의 생물의 서식환경을 각각 구성하여 복층의 수조로 형성하여 각각의 생산수조가 유기적으로 결합되어 순환되며, 이 과정에서 사육수를 순환펌프와 자동배수기 등의 구성을 통해 서식환경의 생물에 맞도록 사육조에 모여진 사육수가 배수구를 통해 자동적으로 이종의 생물 사육조로 공급되는 구성은 개시되지 않아 차이를 보인다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 육상 수조식 어류 양식 시 발생되는 유기물이 포함된 사육수를 자연친화적인 방법으로 여과하여 정화할 수 있도록 한 수질개선 방법과 이 과정에서 이루어지는 친환경 해조류 및 갯뻘서식 생물의 생산을 융합한 것으로, 보다 상세하게는 어류 양식시 발생되는 사육수 내에 오염원으로 존재하는 유, 무기물질을 분해 이용하는 이종의 생물의 환경을 각각 구성하고 서로 다른 복수의 수조 층을 하나의 생태계로 연결함으로서 이종의 생물이 복합적으로 생존할 수 있는 인공적 환경을 구현한 다층 복합양식 수조를 제공한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 일정넓이와 깊이로 형성된 다각형 형태의 수조틀이 복층으로 형성되고; 상기 복층으로 형성된 수조틀 외부에는 해수를 수조로 공급하기 위한 해수를 저장하고 여과, 수온제어를 위한 저류조가 설치되며, 복층으로 형성된 수조틀의 최상층에는 해조류 또는 식물플랑크톤을 재배할 수 있는 수조틀이 위치되고, 최상층 하부 어느 하나의 층에는 해수 유동이 가능한 중간판으로 수평 분리되고, 중간판 상부에는 전복 셀터가 설치되고, 하부에는 해삼을 사육하도록 저질이 형성되는 수조틀이 형성된다.

다른 어느 하나의 층에는 해수 수로트랙이 형성되어 수로트랙 출발점에는 해수 인입구가 설치되고, 해수 수로트랙의 도착점에는 해수 인입구로부터 흘러온 해수를 배출하는 해수 수위 조절용 배출구가 형성되는 수조틀이 형성되며, 또 다른 하나의 층에는 패류가 서식할 수 있는 뻘과 모래로 이루어진 저질 환경으로 조성하고 저질 표면에는 갯뻘굴을 양성할 수 있는 양성판이 설치되고, 저질 내부에는 패류와 갯뻘생물이 서식할 수 있도록 한 수조틀이 형성되는 것을 특징으로 하는 회류식 다층 복합양식수조를 제공한다.

양식 사육수의 무 배출에 의한 지속 가능한 환경 친화적 양식 기술을 제공함으로서 자연 환경 및 지리적 입지 조건에 제한받지 않는 연중 안정적인 수산물의 생산 및 공급 체계 구축이 가능하고, 복합형 양식 시스템에 의한 수산물의 생산 경비 절감 또는 물류비를 절감함으로서 생산 효율 극대화할 수 있으며, 고부가가치 산업으로서 국가 경쟁력 향상에 기여할 녹색성장 동력사업으로 육성가능하여, 해상의 어장에서 뿐만 아니라 육상에서도 자원의 입체적 생산으로 새로운 고소득 전략 산업으로 육성 기대효과가 있다.

도 1은 본 발명의 회류식 다층 복합양식수조의 해수 수로트랙이 형성된 수조틀의 평면도를 나타낸다.
도 2는 회류식 다층 복합양식수조가 복층으로 구성된 상태의 사진을 나타낸다.
도 3은 회류식 다층 복합양식수조의 어느 하나의 층에 형성된 해수 수로트랙을 나타낸 사진이다
도 4는 회류식 다층 복합양식수조의 어느 하나의 층이 복층으로 형성되어 전복과 해삼을 양성할 수 있는 구성으로 이루어진 수조틀의 모식도를 나타낸다.
도 5는 해수를 수조로 공급하기 위한 해수를 저장하고 여과, 냉각 또는 가온 제어하기 위한 저류조의 사진을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 수위조절기의 개념도를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 회류식 다층 복합양식수조가 하나 이상 설치된 다층 복합양식생산 플랜트의 모식도를 나타낸다.

본 발명의 회류식 다층 복합양식수조는 일정넓이와 깊이로 형성된 다각형 형태의 수조틀이 복층으로 형성되고; 상기 복층으로 형성된 수조틀 외부에는 해수를 수조로 공급하기 위한 해수를 저장하고 여과, 수온제어를 위한 저류조가 설치되며, 복층으로 형성된 수조틀의 최상층에는 해조류 또는 식물플랑크톤을 재배할 수 있는 수조틀이 위치되고, 최상층 하부 어느 하나의 층에는 해수 유동이 가능한 중간판으로 수평 분리되고, 중간판 상부에는 전복 셀터가 설치되고, 하부에는 해삼을 사육하도록 저질이 형성되는 수조틀이 형성된다.

다른 어느 하나의 층에는 해수 수로트랙이 형성되어 수로트랙 출발점에는 해수 인입구가 설치되고, 해수 수로트랙의 도착점에는 해수 인입구로부터 흘러온 해수를 배출하는 해수 수위 조절용 배출구가 형성되는 수조틀이 형성되며, 또 다른 하나의 층에는 패류가 서식할 수 있는 뻘과 모래로 이루어진 저질 환경으로 조성하고 저질 표면에는 갯뻘굴을 양성할 수 있는 양성판이 설치되고, 저질 내부에는 패류와 갯뻘생물이 서식할 수 있도록 한 수조틀이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 수조바닥을 패류가 서식할 수 있는 뻘과 모래로 이루어진 저질 환경으로 조성한 수조틀의 일부분에는 중력과 대기압을 이용한 사이펀의 원리에 따라 수조틀에 모여진 사육수의 수위 조절을 자동으로 작동하도록 한 사이펀 자동배수기가 설치되어 수조틀에 모여진 사육수가 일정수위 이상이 되면 배수구를 통해 자동적으로 배출되도록 한다.

그 외 수조틀의 일부분에는 하부에 배수구를 개폐하는 마개와 연결된 지지봉, 지지봉 상부에 부력을 갖는 부력재와 연결되어 수조의 수위가 일정 수심 이상이 되면 부력의 힘으로 작동하는 수위조절기가 설치된 것을 특징으로 한다. 이는 갯뻘서식생물의 경우, 조수간만의 차를 갖는 환경조건을 만들기 위해서 사이펀 배수기가 필요한 것이고, 어류나 전복 등의 수중생물은 수심을 일정 수위로 유지하면 되기 때문에 자동 수위조절기가 필요한 것이다.

특히 최상층의 수조틀 상부 또는 수중에는 인공조명설비가 설치되고, 수조틀과 대응되는 하나 이상의 저류조가 수조틀 외부에 설치되며, 저류조에는 해수 여과장치와 해수 냉각장치 및 해조류 양분공급 장치가 연결되어 순환된 해수를 여과, 냉각 및 살균하여 양분을 첨가한 후 해수 인입구로 공급하며 해수 인입구에는 급수용 펌프가 연결되는 것을 특징으로 한다.

다른 실시형태로서 본 발명은 일정넓이와 깊이로 형성된 다각형 형태의 수조틀이 복층으로 형성되고; 상기 복층으로 형성된 수조틀 외부에는 해수를 수조로 공급하기 위한 해수를 저장하고 여과, 냉각 또는 가온 제어하기 위한 저류조가 설치되며, 복층으로 형성된 각각의 다각형 형태의 수조틀은 최상층에 해조류 또는 식물플랑크톤을 재배할 수 있는 수조틀이 설치되고, 상기 최상층 수조틀에서 배출된 사육수는 어느 하나의 층에 전복과 해삼이 공존하는 환경이 형성된 수조틀로 연결되어 활용하고, 해수 수로트랙이 형성된 수조틀로부터 배출된 사육수는 수조바닥이 뻘과 모래로 이루어진 저질 환경으로 조성되어 저질 표면에는 갯뻘굴과 저질 내에는 패류와 갯뻘생물이 공존하는 다른 하나의 층에 형성된 수조틀로 연결되어 활용되는 것을 특징으로 한다.

또한, 전복과 해삼이 공존하는 환경이 형성된 수조틀로 연결되어 활용한 사육수는 저류조로 이동되어 막여과 및 침전조를 거친 후 순환펌프를 통해 해수 수로트랙이 형성된 수조틀로 공급되고, 수조바닥이 뻘과 모래로 이루어진 저질 환경으로부터 배출된 사육수는 저류조로 이송되어 여과, 냉각과정을 거쳐 최상층 수조틀로 보내져 재활용되는 것으로 구성될 수도 있다.

최종적으로 본 발명은 상기에서 기술된 어느 하나의 회류식 다층 복합양식수조가 하나 이상 설치된 다층 복합양식생산 플랜트를 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 회류식 다층 복합양식수조와 관련한 실시예 및 결과를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 회류식 다층 복합양식수조의 해수 수로트랙이 형성된 수조틀의 평면도를 나타내며, 도 2는 회류식 다층 복합양식수조가 복층으로 구성된 상태의 사진을 나타낸다. 또한 도 3은 회류식 다층 복합양식수조의 어느 하나의 층에 형성된 해수 수로트랙을 나타낸 사진이다.

회류식 다층 복합양식수조(10)의 어느 하나의 층에 형성된 해수 수로트랙(20)의 어느 한 곳에는 수위 조절용 배출구(25), 수조틀 외부에는 해수 수로트랙으로 공급하기 위한 해수를 저장하고 여과, 냉각하기 위한 저류조(60)와 여과기(40), 수온조절기(50)가 설치되는 것으로 구성된다.

해수 수로트랙은 관리수조의 해수를 유수 수조의 일측의 해수 수로트랙의 출발점에 형성되는 해수 인입구로부터 해수를 방출하여 트랙에 일정한 유속을 만들어준다. 해수 수로트랙의 도착점에는 해수 인입구로부터 흘러온 해수를 배출하고 수심유지를 위한 배수구가 형성되어 해수를 관리수조로 보내어 다시 여과, 수온을 조절하여 해수 유입구로 순환하게 한다. 해수 수로트랙의 유속은 상기 2~4개의 트랙을 갖는 수조에 담겨진 해수의 경우, 수조의 총 해수가 시간당 5-6회로 전부 순환 가능하도록 해수를 유입, 배출시킬 수 있다.

표 1에서는 복수의 수조틀을 복합적으로 이용할 수 있도록 한 수조의 층간 배치형태의 일예를 나타낸다. 표 1에서와 같이 회류식 다층 복합양식수조(10)의 각 층의 배치는 회류식 다층 복합양식수조가 바다의 서식공간을 대체하기 위해 복합적 다층식 구조로 형성하여 생산면적 극대화시키는 목적을 고려하여 바다의 자연 생태환경 흐름 적용하여 층별로 다양한 품종이 양식될 수 있도록 배치 설계가능하다.

복수의 수조틀을 복합적으로 이용할 수 있도록 한 수조의 층간 배치형태의 예

층	양식생물	구 조	사육수	비 고
4층	해조류 등 식물플랑크톤	DIN, DIP이용 식물플랑크톤 광합성 - 식물플랑크톤에 의한 생물학적 여과		DIN, DIP제거
3층	백합, 전복	식물플랑크톤, 다시마 등을 먹이생물로 제공 - 다단구조(2단 전복, 1단 백합 등)		사이펀 또는 자동개패기
2층	어류(넙치 등)	배합사료 등으로 어류양식
1층	해삼, 갯지렁이	수조바닥은 모래를 채우고 해삼과 갯지렁이를 양식 - 해삼과 갯지렁이는 어류의 분변이나 잔존사료 제거 - 모래에 의한 부유입자 자연여과		펌핑

도 2에서와 같이 복층으로 이루어져 한정된 공간을 포괄적으로 이용 가능하다. 복층의 수조틀이 복합적으로 이루어지는 경우, 수조틀의 최상층에는 해조류 또는 식물플랑크톤을 재배할 수 있는 수조틀이 위치되고, 또 다른 어느 하나의 층에는 해수 수로트랙이 형성되어 수로트랙 출발점에는 해수 인입구가 설치되고, 해수 수로트랙의 도착점에는 해수 인입구로부터 흘러온 해수를 배출하는 해수 수위 조절용 배출구가 형성되는 수조틀이 형성되며, 또 다른 하나의 층에는 패류가 서식할 수 있는 뻘과 모래로 이루어진 저질 환경으로 조성하고 저질 표면에는 갯뻘굴을 양성할 수 있는 양성판이 설치되고, 저질 내부에는 패류와 갯뻘생물이 서식할 수 있도록 한 수조틀이 형성될 수 있다. 갯뻘굴을 양성할 수 있는 양성판은 상부가 일정면적으로 해수통공이 가능한 평판과 하부에 상기 평판을 지지하는 4개의 다리로 형성될수 있다.

도 4는 회류식 다층 복합양식수조의 어느 하나의 층이 복층으로 형성되어 전복과 해삼을 양성할 수 있는 구성으로 이루어진 수조틀의 모식도를 나타낸다. 수조내부를 2단구조로 복합적(이종양식)으로 공간 활용 역시 가능하며, 이 경우, 어느 하나의 층에는 해수 유동이 가능한 중간판으로 수평 분리되고, 중간판 상부에는 전복 셀터가 설치되고, 하부에는 해삼을 사육하도록 저질이 형성되는 수조틀로 형성될 수 있다.

통상 어패류를 양성할 때 발생되는 사료찌꺼기와 배설물은 수질환경을 오염시키고, 오염된 수질은 어패류의 질병을 유발하거나 항병력을 약화시킨다. 이러한 현상을 예방하기 위해 수조에 침전된 고형을 제거하는데 시간상 노동력이 필요하며, 고형물 제거를 성실히 하지 않는 경우 질병에 의한 폐사보다 더욱 심각한 대량폐사로 이어져 경제적 어려움이 발생된다. 이와 같이 양식과정에서 발생되는 배설물은 통상적으로 찌꺼기에 불과하나, 양식종을 달리하는 경우, 분해 이용가능한 유기물이 될 수 있으므로, 사육수의 배수흐름을 고려하여 설계할 필요가 있다.

도 5는 해수를 수조로 공급하기 위한 해수를 저장하고 여과, 냉각 또는 가온 제어하기 위한 저류조의 사진을 나타낸다. 본 발명에서는 배출되는 사육수의 활용을 고려하여 수조틀의 위치를 구성하면, 복층으로 형성된 수조틀 외부에는 해수를 수조로 공급하기 위한 해수를 저장하고 여과, 냉각 또는 가온 제어하기 위한 저류조가 설치되며, 최상층에는 해조류 또는 식물플랑크톤을 재배할 수 있는 수조틀이 설치되고, 상기 최상층 수조틀에서 배출된 사육수는 하부의 어느 하나의 층에 형성된 전복과 해삼이 공존하는 환경의 수조틀로 연결되어 사육수를 활용할 수 있다.

각각의 층에 설치된 수조틀에 공급되는 해수는 저류조로부터 도출된 해수파이프 배출용 펌프 및 제어용 배관을 통해 수조내 수심을 유지하고, 컨트롤러와 연결되어 배수량과 배수압을 제어함으로서 공급해수량을 관리하며 사용된 해수는 해수 배출관을 통해 해수 저류조로 모이게 된다. 저류조는 회류식 다층 복합양식수조가 설치된 주변에 함께 설치될 수도 있고, 유수수조의 온도관리를 위해 별도의 곳에 따로 설치가 가능하다. 저류조에는 여과기와 수온조절기가 연결되어 유수수조로 배출되는 해수를 관리 가능하도록 하며, 필요에 따라 저류조에 각각의 해조류 종에 필요한 양분을 혼합하여 공급함으로서 유수수조에 거치된 해조류의 성장에 양분을 공급할 수 있도록 한다.

관리수조에 모여진 해수는 여과기로 보내어지며, 여과기에서는 필터 등의 여과장치를 이용하여 불순물을 걸러내고 걸러진 해수는 다시 해수 살균 소독장치로 보내어지거나 또는 그대로 수온조절기로 보내어질 수 있다. 살균장치에서는 규조류 혹은 기타 미세조류, 병원균등의 불필요한 세균을 살균한다. 살균방법은 고온, 저온 살균 혹은 자외선이나 오존 및 약품에 의한 살균 등을 고려할 수 있다. 여과, 살균된 해수는 해조류에 양분을 공급하기 위한 매질로 사용되기 위해서 영양염류, 무기물 등을 정량주입장치를 이용하여 첨가하거나, 상기의 물질을 녹인 농축액을 혼합하는 과정을 거칠 수 있다.

해수 수로트랙이 설치된 수조틀에서는 주로 어류가 양식되며, 어류의 배설물 등은 회류수조에서 형성되는 유수의 흐름에 의해 배출구로 모이게 되어 자동수위조절기를 통해 배출된다. 도 6은 본 발명의 수위조절기의 개념도를 나타낸다. 수위조절기는 수조틀의 일부분에는 하부에 배수구를 개폐하는 마개와 연결된 지지봉, 지지봉 상부에 부력을 갖는 부력재와 연결되어 수조의 수위가 일정 수심 이상이 되면 부력의 힘이 작용되고 수위가 내려가면 중력이 작용되어 자동으로 개폐 작동하게된다. 이로부터 부력에 의해 개폐구가 열리면 수위조절기 주변에 모인 어류배설물이 배수구로 빨려나가면서 노폐물이 타종의 생물에 필요한 유기물로 공급된다.

해수 수로트랙이 형성된 수조틀로부터 배출된 사육수는 수조바닥이 뻘과 모래로 이루어진 저질 환경으로 조성되어 저질 표면에는 갯뻘굴과 저질 내에는 패류와 갯뻘생물이 공존하는 다른 하나의 층에 형성된 수조틀로 연결되어 활용할 수 있으며, 전복과 해삼이 공존하는 환경이 형성된 수조틀로 연결되어 활용한 사육수는 저류조로 이동되어 막여과 및 침전조를 거친 후 순환펌프를 통해 해수 수로트랙이 형성된 수조틀로 공급되고, 수조바닥이 뻘과 모래로 이루어진 저질 환경으로부터 배출된 사육수는 저류조로 이송되어 여과, 냉각과정을 거쳐 최상층 수조틀로 보내져 재활용되는 것으로 구성될 수도 있다.

또한 대부분의 패류는 산란 이후, 약 15일 동안 플랑크톤 생활을 거친 후 착저하는 특성을 가지고 있다. 백합, 꼬막 역시 플랑크톤 생활을 하고 있는 동안에 조류의 흐름에 따라 유동하다가, 일정 시간이 경과하면 착저하게 되나 세립한 퇴적물(실트, 클레이)등에 착저하면 조류에 의해 다시 재부유되어 생존 가능성이 매우 낮게 된다. 따라서 수조틀에서 사육되는 대상생물에 따라 저질의 구성을 고려하여 형성가능하다. 백합종패는 3~10㎝의 깊이에 항상 잠겨있는 환경에서 성장이 높으므로 퇴적물의 입자가 조립하고 와류도 발생하는 지역이 패류 유생의 착저에 좋은 곳이라고 볼 수 있으므로 일정시간 해수의 배수와 급수가 교대로 진행되어야할 필요가 있다.

수조바닥을 패류가 서식할 수 있는 뻘과 모래로 이루어진 저질 환경으로 조성한 수조틀의 사육수 배출은 중력과 대기압을 이용한 사이펀의 원리에 따라 수조틀에 모여진 사육수의 수위 조절을 자동으로 작동하도록 한 사이펀 자동배수기가 설치되어 수조틀에 모여진 사육수가 일정수위 이상이 되면 배수구를 통해 자동적으로 배출되도록 형성가능하다. 일정시간에 사이펀 자동배수기를 통해 사육수가 배출되면 갯뻘이 만조, 간조가되는 효과를 구현할 수 있어 갯뻘 생물의 서식환경과 유사한 효과를 얻을 수 있다.

사이펀의 원리를 갖는 사이펀 자동배수기는 거치대와 수위봉 및 배수구로 이루어진 배수장치에 내부케이스가 수위봉 위에 덮혀진다. 내부케이스의 바깥부분에는 다시 외부케이스가 뚜껑이 덮혀진 상태로 바깥부분에 둘러 쌓여 수조내의 일부분에 매몰되어 장착된다.

또한 최상층의 해조류양식을 위한 수조틀 또는 각층의 수조틀을 구성하는 일부분에는 인공광원이 설치되어 광합성 또는 일주기의 명암 환경을 구성할 수 있다. 사용되는 인공광원은 백열등계열 광원, 방전등계열 광원, 반도체계열 광원, 형광계열 광원 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 인공광원을 사용할 수 있다.

백열등은 필라멘트에 의해 발광되는 것으로, 백열등이 대표적이고, 방전등계열은 유리관내부에 가스를 주입하여 전압을 걸어 방전되는 효과로 빛을 발광시키는 것으로 수은등, 메탈할라이드등이 대표적이고, 반도체계열은 통상 LED로 통용되는 발광다이오우드가 대표적 광원에 속한다. 형광계열등은 유리관내부에 도포된 형광물질의 전기작용에 의해 발광되는 것으로 네온사인, 형광등이 대표적이다. 이러한 광원의 점등주기와 조사량, 그리고 그 광원의 파장 등은 광원 제어 컨트롤러에 의해서 제어될 수 있다.

발광다이오우드는 최근 청색이 개발되어 기존의 흰색, 오렌지색, 청자색, 녹색, 빨강색등과 함께 가시광선의 전파장을 자유롭게 표현할 수 있다. 특히 광원이 수조 상부 공기중에 설치되는 경우는 형광등 광원을 사용할수 있으며, 유수 수조의 해수트랙 내의 수중에 설치되는 경우는 광원의 조명을 위한 설비설치와 해수에 대한 방수 처리가 쉬운 발광다이오드 광원이 적절하다.

이와 같은 양식 사육수의 무배출 또는 정화된 사육수의 배출에 의한 지속 가능한 환경 친화적 양식 기술을 제공함으로서 자연 환경 및 지리적 입지 조건에 제한받지 않는 연중 안정적인 수산물의 생산 및 공급 체계 구축이 가능하다. 이상의 구성의 조합을 통해서 회류식 다층 복합양식수조가 하나 이상 설치된 다층 복합양식생산 플랜트의 구성이 가능하다(도 7).

양식 사육수의 무 배출에 의한 지속 가능한 환경 친화적 양식 기술을 제공함으로서 해양 표면부터 갯뻘까지 바다양식을 육상에서 재현하여 자연 환경 및 지리적 입지 조건에 제한받지 않는 연중 안정적인 수산물의 생산 및 공급 체계 구축이 가능하다. 또한, 복합형 양식 장치에 의한 수산물의 생산경비 절감 및 생산 효율 극대화할 수 있으며, 고부가가치 품종 이종복합양식 산업으로서 국가 경쟁력 향상에 기여할 녹색성장 동력사업으로 육성 가능하여, 새로운 미래 양식형태인 "양식 빌딩"기술 개발을 위한 사전 연구 및 원천 기술 확보함으로서 유휴화 된 국토 자원의 입체적 활용을 통한 생산성 제고와 새로운 고소득 전략 산업으로 육성할 수 있을 것이다.

10: 회류식 다층 복합양식수조 20: 해수 수로트랙
25: 배출구 40: 여과기
550: 수온조절기 60: 저류조

Claims (6)

1. 일정넓이와 깊이로 형성된 다각형 형태의 수조틀이 복층으로 형성되고;
   상기 복층으로 형성된 수조틀 외부에는 해수를 수조로 공급하기 위한 해수를 저장하고 여과, 수온제어를 위한 저류조가 설치되며,
   복층으로 형성된 수조틀의 최상층에는 해조류 또는 식물플랑크톤을 재배할 수 있는 수조틀이 위치되고,
   최상층 하부 어느 하나의 층에는 해수 유동이 가능한 중간판으로 수평 분리되고, 중간판 상부에는 전복 셀터가 설치되고, 하부에는 해삼을 사육하도록 저질이 형성되는 수조틀이 형성되며,
   다른 어느 하나의 층에는 해수 수로트랙이 형성되어 수로트랙 출발점에는 해수 인입구가 설치되고, 해수 수로트랙의 도착점에는 해수 인입구로부터 흘러온 해수를 배출하는 해수 수위 조절용 배출구가 형성되는 수조틀이 형성되며,
   또 다른 하나의 층에는 패류가 서식할 수 있는 뻘과 모래로 이루어진 저질 환경으로 조성하고 저질 표면에는 갯뻘굴을 양성할 수 있는 양성판이 설치되고, 저질 내부에는 패류와 갯뻘생물이 서식할 수 있도록 한 수조틀이 형성되는 것을 특징으로 하는 회류식 다층 복합양식수조
   
2. 제1항에 있어서 수조바닥을 패류가 서식할 수 있는 뻘과 모래로 이루어진 저질 환경으로 조성한 수조틀의 일부분에는 중력과 대기압을 이용한 사이펀의 원리에 따라 수조틀에 모여진 사육수의 수위 조절을 자동으로 작동하도록 한 사이펀 자동배수기가 설치되어 수조틀에 모여진 사육수가 일정수위 이상이 되면 배수구를 통해 자동적으로 배출되도록 하고,
   그외 수조틀의 일부분에는 하부에 배수구를 개폐하는 마개와 연결된 지지봉, 지지봉 상부에 부력을 갖는 부력재와 연결되어 수조의 수위가 일정 수심 이상이 되면 부력의 힘으로 작동하는 수위조절기가 설치된 것을 특징으로 하는 회류식 다층 복합양식수조
   
3. 제2항에 있어서 최상층의 수조틀 상부 또는 수중에는 인공조명설비가 설치되고, 수조틀과 대응되는 하나 이상의 저류조가 수조틀 외부에 설치되며, 저류조에는 해수 여과장치와 해수 냉각장치 및 해조류 양분공급 장치가 연결되어 순환된 해수를 여과, 냉각 및 살균하여 양분을 첨가한 후 해수 인입구로 공급하며 해수 인입구에는 급수용 펌프가 연결되는 것을 특징으로 하는 회류식 다층 복합양식수조
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 회류식 다층 복합양식수조가 하나 이상 설치된 다층 복합양식생산 플랜트
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