KR101580435B1 - 트랩을 이용한 바이오플락 시스템 양식수조의 슬러지 제어 장치 - Google Patents
트랩을 이용한 바이오플락 시스템 양식수조의 슬러지 제어 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 일정 면적의 바닥과 외벽을 갖고 사육수를 수용할 수 있는 양식수조, 양식수조의 내부에 설치되어 사육수에 공기를 공급함과 동시에 사육수를 수조 내에서 일정한 방향으로 수류를 형성하는 벤추리, 양식수조 내부 바닥의 일면에 사육수 내의 고형 슬러지의 포집이 용이하도록 사육수의 수류방향으로 양식수조의 바닥면보다 낮게 형성되어 사육수 내에서 침전하여 바닥면을 따라 이동하는 고형 슬러지가 포집되는 트랩, 트랩에 포집된 고형 슬러지를 양식수조의 외부로 유출시키는 펌프;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 트랩을 이용한 바이오플락 시스템 양식수조의 슬러지 제어 장치를 제공함으로써 바이오플락 양식 과정 중 생성되는 과도한 고형 슬러지를 용이하게 제거할 수 있다.
Description
본 발명은 트랩을 이용한 바이오플락 시스템 양식수조의 슬러지 제어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 바이오플락 양식수조의 바닥에 트랩을 형성하여 바이오플락 양식 중 발생하는 고형 슬러지를 별도의 동력을 사용하지 않고 모아 이를 효과적으로 제거할 수 있는 바이오플락 시스템 양식수조의 슬러지 제어 장치에 관한 것이다.
우리나라의 수산양식은 내수면 양식, 해상가두리양식, 육상수조식 및 축제식으로 구분할 수 있으며, 이 가운데 현재까지 해상가두리양식이 가장 큰 규모이다. 그러나 해상가두리양식법은 태풍, 고수온 또는 저수온 등의 자연환경에 영향을 많이 받는 등, 통제하지 못하는 요소가 많아 대량 폐사의 위험도 크며, 반면 육상수조식은 해수어 양식의 경우, 사육수 조달에 어려움이 있고, 사육수의 계속적인 환수 시, 멸균이나 여과에 비용이 많이 소모되거나 여과가 적절히 이루어지지 않은 경우, 유해세균 및 바이러스 유입 등에 노출되는 문제가 있다.
최근에는 오염물 분해 능력이 뛰어나고 어류에 유익한 미생물을 양식 수조에서 어류와 함께 기르는 바이오플락 기술이 호평을 얻고 있다. 바이오플락 기술(BioFloc Technology;BFT)은 종속영양세균(heterotrophic bacteria, 타가영양균) 및 독립영양세균(autotrophic bacteria, 자가영양균)의 유용미생물과 양식어종을 함께 양식하면서 세균이 사육수 내의 암모니아 등의 양식어류에 유해한 유기부산물을 분해하여 양식어류가 섭취 가능한 먹이로 전환시키고 아울러 사육수를 정화시킬 수 있다. 미생물은 영양분을 만들어낼 뿐 아니라, 암모니아성 질소를 제거해 수질정화 기능도 하므로 양식과정에서 환수나 여과과정이 필요없는 양식방법이다.
바이오플락 기술을 이용하면 조류(algea)에 의한 분해보다 약 10~100배 더 빠른 속도로 유기물질을 분해시킬 수 있어 양식에 적합한 수질의 사육수로 유지할 수 있다. 또한, 이 기술은 양식과정 중 환수 등에 의하여 바이러스, 병원균 및 기생충 등이 유입되는 것을 원천적으로 차단할 수 있는 폐쇄 사육시스템을 만들 수 있어, 바이러스 감염 등을 통제할 수 있으며, 이로 인한 항생제 등의 사용을 획기적으로 저감시킬 수 있다. 또한 육상의 사육시설에서 환경조건을 컨트롤하며 양식어류를 사육할 수 있으므로 계절에 상관없이 양식어류를 생산할 수 있다.
친환경적이면서도 깨끗한 먹거리를 지속적으로 생산할 수 있는 바이오플락 기술은 최근 흰다리새우, 뱀장어, 황복에 이어 미꾸라지, 비단잉어 등으로 그 대상어종을 확대해 가고 있으며, 사시사철 친환경적인 양식어류를 공급할 수 있어 양식농가의 소득증대에도 기여하고 있다.
이와 같이 바이오플락 기술을 이용한 수산양식은 밀집사육으로 수확량을 증대시킬 수 있으며, 질병의 피해를 방지하고 사육수의 수질관리를 용이하게 할 수 있을 뿐 아니라, 사료 효율이 높은 장점을 갖고 있는 반면, 양식어종과 환경에 적합한 미생물 정착에 시간이 필요하고 미생물과 양식어류를 위한 산소 공급량이 증가하며, 사육수의 적정 산도 조절이 필요하다. 특히 산소 공급을 위해 지속적으로 사육수 내에 기포를 발생시키게 되는데, 기포 표면에 바이오플락의 유기부산물이 흡착되어 사육수 상부로 따라 올라가 축적되며 사육수 내에도 고형 슬러지가 부유하다가 한데 엉겨 비중이 증가하면 바닥에 침적된다.
바이오플락 기술을 이용한 양식 중 나타나는 바이오플락 슬러지는 사육수 내의 미세생태계를 이루고 그 시스템을 유지한다는 면에서 그 자체로 바이오플락 양식에 있어 중요한 요소이다. 광합성 박테리아, 부착조류, 타가영양박테리아, 식물성 플랑크톤, 동물성 플랑크톤, 요각류, 선충류 등과 기타 찌꺼기가 주를 이루는 이러한 고형 슬러지는 사육수 내에 분산되어 있다가 그 밀도가 높아지면서 고형의 덩어리를 형성하며 바닥으로 가라앉게 된다. 이러한 바이오플락의 고형 슬러지는 시간이 지남에 따라 일부는 바이오플락 미생물에 의하여 분해되어 사육수로 환원되나, 일부는 사육수 내에서 서로 엉켜 덩어리를 형성하면서 바닥에 적체되어 양식과정에서 불리하게 작용한다.
바닥에 이러한 고형 슬러지가 침적되어 방치되면 침적된 미생물은 적절한 조도의 빛에 노출되지 못하게 되어 부패하면서 용존산소의 농도를 떨어뜨리거나 암모니아 등의 유해물질이 생성되며, pH의 변화를 가져오는 등, 사육수질을 떨어뜨려 양식환경을 악화시킨다. 따라서 바이오플락 수조 내에 이러한 고형 슬러지가 과잉되지 않도록 지속적으로 제거해 줄 필요가 있다.
종래에는 과도하게 형성된 고형 슬러지가 생기면 사육수조의 상부에 뜨는 슬러지를 사람이 일일이 걷어 내면서 노동력과 비용이 많이 소모되었으며, 사육수조의 하부에 적체되는 슬러지의 제거에는 용이하지 않은 면이 있었다. 또한 과도한 고체 슬러지를 제거하면서도 바이오플락 사육수는 일정비율로 고형체가 유지되어야 하며, 양식생물에 미치는 수계 환경에 큰 영향을 주지 않으면서 지속적으로 고형 슬러지를 제거할 수 있는 바이오플락 양식에 특화된 기술 개발과 연구가 필요하다.
본 발명은 바이오플락 기술을 이용한 양식 중 나타나는 바이오플락 슬러지가 양식과정에서 과도하게 생성되어 사육수 내에 고형 덩어리를 형성하면서 바닥에 침적하여 바이오플락 양식에 부정적인 영향을 미치는 잉여의 고형 슬러지를 제거하기 위하여 창안된 것이다. 바이오플락 양식에서 바이오플락 슬러지는 미세생태계를 이루고 그 시스템을 유지한다는 면에서 그 자체로 바이오플락 양식에 있어 중요한 요소이므로, 일정량의 바이오플락 슬러지를 양식 수조 내에 유지하면서도 과도하게 증가한 고체 슬러지를 지속적으로 제거하여 바이오플락 사육수질을 양호한 상태로 유지하는 바이오플락용 양식 수조를 제공하는 데에 목적이 있다.
상기의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 일정 면적의 바닥과 외벽을 갖고 사육수를 수용할 수 있는 양식수조, 양식수조의 내부에 설치되어 사육수에 공기를 공급함과 동시에 사육수를 수조 내에서 일정한 방향으로 수류를 형성하는 벤추리, 양식수조 내부 바닥의 일면에 사육수 내의 고형 슬러지의 포집이 용이하도록 사육수의 수류방향으로 양식수조의 바닥면보다 낮게 형성되어 사육수 내에서 침전하여 바닥면을 따라 이동하는 고형 슬러지가 포집되는 트랩, 트랩에 포집된 고형 슬러지를 양식수조의 외부로 유출시키는 펌프;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 트랩을 이용한 바이오플락 시스템 양식수조의 슬러지 제어 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 트랩을 이용한 바이오플락 시스템 양식수조의 슬러지 제어 장치를 이용하여 바이오플락 양식에 이용함으로써 양식 중 사육수 내에 과도하게 생성되어 바닥으로 침적되는 바이오플락 고형 슬러지를 별도의 동력원을 사용하지 않아도 한데 모으고, 이를 규칙적으로 배출하여 저비용, 고효율로 제거할 수 있으며, 이로써 바이오플락 양식의 수계 환경에 큰 영향을 미치지 않으면서 지속적으로 잉여의 고형 슬러지를 저감시켜, 침적된 고형 슬러지가 부패하여 사육수의 수질을 악화시키는 것을 방지하여 건강한 양식 생물을 사육할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 트랩을 이용한 바이오플락 시스템 양식수조의 슬러지 제어 장치의 상부 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 트랩을 이용한 바이오플락 시스템 양식수조의 슬러지 제어 장치의 측면도이다. A: 좌측면도 B: 우측면도.
도 3은 본 발명에 따른 트랩을 이용한 바이오플락 시스템 양식수조의 슬러지 제어 장치의 트랩의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 트랩을 이용한 바이오플락 시스템 양식수조의 슬러지 제어 장치의 트랩의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 트랩을 이용한 바이오플락 시스템 양식수조의 슬러지 제어 장치의 측면도이다. A: 좌측면도 B: 우측면도.
도 3은 본 발명에 따른 트랩을 이용한 바이오플락 시스템 양식수조의 슬러지 제어 장치의 트랩의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 트랩을 이용한 바이오플락 시스템 양식수조의 슬러지 제어 장치의 트랩의 사시도이다.
본 발명은 바이오플락 양식 수조에 있어서, 사육수 내에 과도하게 증가한 고형 슬러지를 벤추리에 의하여 유도되는 일정한 수류를 이용하여 포집하여 제거할 수 있는 트랩을 이용한 바이오플락 시스템 양식수조의 슬러지 제어 장치에 관한 것이다. 이하 본 발명을 구체적인 실시예를 들어 자세히 설명한다.
본 발명은 면적의 바닥과 외벽을 갖고 사육수를 수용할 수 있는 양식수조(100), 상기 양식수조(100)의 내부에 설치되어 사육수에 공기를 공급함과 동시에 사육수를 수조 내에서 일정한 방향으로 수류를 형성하는 벤추리(200), 상기 양식수조(100) 내부 바닥의 일면에 사육수 내의 고형 슬러지의 포집이 용이하도록 사육수의 수류방향으로 양식수조의 바닥면보다 낮게 형성되어 사육수 내에서 침전하여 바닥면을 따라 이동하는 고형 슬러지가 포집되는 트랩(300), 상기 트랩(300)에 포집된 고형 슬러지를 양식수조의 외부로 유출시키는 펌프(400);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 트랩을 이용한 바이오플락 시스템 양식수조의 슬러지 제어 장치를 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 트랩을 이용한 바이오플락 시스템 양식수조의 슬러지 제어 장치의 상부 평면도이다. 일반적으로 바이오플락 양식에서는 사육수 내에 높은 수준의 용존산소가 필요하므로, 벤추리장치 등을 이용하여 기포를 지속적으로 공급하여 사육수 내에 산소를 공급한다. 이러한 과정에서 바이오플락 양식수조 내에 일정한 방향의 수류를 형성시킬 수 있다. 이러한 수류는 급이되지 않은 사료, 양식생물의 배설물, 기타 찌꺼기 등, 양식과정에서 발생하는 고형물이 바닥에 적체되는 것을 방지하고, 양식수조 내의 환경이 균일하도록 조절하며, 양식생물에 일정한 압력을 주어 자연서식지와 유사한 양식환경을 조성하는 데에 도움이 된다.
양식수조(100)는 이러한 일정 방향의 수류가 지속적으로 형성되도록 벤추리(200)를 일정한 방향으로 향하여 가동한다. 이때 양식수조(100)는 원형 또는 타원형으로 형성하여 벽면에 가해지는 마찰이 균일하여 사육수 전체에 일정한 수류가 형성되도록 하며, 양식수조 내에 부분적으로 와류가 형성되어 수류 방향이 불균일해지지 않도록 하는 것이 바람직하다. 또한 도 1과 같이 많은 부피를 수용하는 양식수조(100)의 경우 양식수조 중앙에 격벽(110)을 설치하여 흐르는 사육수가 충돌하여 수류형성이 방해되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
도 1에서 보는 바와 같이 일정방향으로 형성된 수류가 진행하는 동안 바이오플락 양식과정에서 과도하게 생성된 고형 슬러지(ss)는 상대적으로 양식수조(100)의 하부에 위치하면서 수류를 따라 이동하게 된다. 이때, 더욱 무거운 고형 슬러지는 양식수조의 바닥을 구르면서 마찰을 받아 속도가 저감되며, 양식수조(100)의 바닥에 형성된 트랩(300)에 포집된다.
벤추리(200)에 의하여 유도된 수류의 속도는 벤추리(200)로부터 멀어질수록 저감되는데, 트랩(300)을 양식수조(100) 내에 이러한 수류 속도의 저감지역에 형성하면 고형 슬러지의 포집에 더욱 유리하다. 고형 슬러지가 트랩(300)에 포집될 정도로 충분히 무거워질 때까지는 양식수조(100) 바닥에 형성된 트랩(300)을 지나쳐 사육수를 따라 이동하게 되므로 사육수 전체를 여과함으로써 사육수 내의 바이오플락의 급격한 농도변화를 일으킬 위험없이 과도하게 생성된 잉여의 고형 슬러지만을 제거할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 트랩을 이용한 바이오플락 시스템 양식수조의 슬러지 제어 장치의 측면도이다. A는 좌측, 면도 B는 우측 평면도이다. 배수장치(120)와 배수관(130)을 통하여 양식수조(100) 내의 사육수량을 조절한다. 이때, 배수장치(120)는 양식수조(100) 내의 사육수 흐름을 방해하지 않도록 벤추리(200)에 의하여 유도된 수류가 이동하면서 그 속도가 저감되는 구역에 설치하도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 트랩을 이용한 바이오플락 시스템 양식수조의 슬러지 제어 장치의 트랩(300)의 사시도이다. 사육수 내의 고형 슬러지가 충분히 무거워지면 수류를 따라 바닥으로 이동하다가 양식수조(100) 바닥의 일면에 형성된 트랩(300)에 포집된다. 트랩의 바닥면(301)은 양식수조(100)의 바닥면보다 낮게 형성되어 있어 고형 슬러지가 포집되기에 용이한 구조를 형성하고 있다. 또한 양식수조(100)의 바닥면과 트랩바닥면(301)이 수류방향을 따라 경사를 이루어 트랩경사면(350)을 형성함으로써 고형 슬러지가 트랩으로 용이하게 이동된다. 이렇게 트랩(300)에 포집된 고형 슬러지는 양식수조(100)의 바닥보다 낮게 위치하기 때문에 사육수로 다시 유입되지 않고 배출될 수 있다.
양식수조(100)의 바닥보다 낮게 형성된 트랩(300)의 상부에는 사육수 내의 고형 슬러지의 포집을 용이하게 하고 포집된 고형 슬러지가 사육수로 이탈되지 않도록 트랩가드(310)가 형성될 수 있다. 이때 트랩가드(310)는 양식수조(100)의 바닥면과 그 높이가 같거나 높게 형성될 수 있다. 상기 트랩가드(310)는 포집된 고형 슬러지가 밀집될 수 있는 공간을 마련하여 고형 슬러지가 처리관(340)을 따라 이동할 때 펌프(400)에 의하여 효율적으로 제거될 수 있도록 한다.
상기 트랩가드(310)의 일단에는 사육수 내의 고형 슬러지의 포집을 용이하게 하고 포집된 고형 슬러지가 사육수로 이탈되지 않고 밀집될 수 있도록 트랩경사가드(311)가 더 형성될 수 있다. 트랩경사가드(311)는 양식수조(100)의 바닥면에 -15~-30도의 경사를 이룸으로써 포집된 고형 슬러지의 밀집을 용이하게 할 수 있으며, 트랩경사면(350)과 함께 깔때기모양을 형성하여 고형 슬러지가 트랩(300)으로 용이하게 제거될 수 있도록 트랩(300)의 입구 역할을 할 수 있다.
트랩가드(310) 또는 트랩경사가드(311)의 일단에는 양식생물이 트랩(300)에 빠지는 것을 방지하기 위한 차단막(330)이 형성될 수 있다. 차단막(330)에는 차단막통공(331)이 형성되어 있어 고형 슬러지는 트랩(300)에 포집되나 양식생물은 트랩에 빠지지 않도록 한다. 따라서 차단막통공(331)은 양식하는 생물의 크기보다 작게 형성되도록 한다. 본 발명의 일실시예에서 차단막(330)은 트랩바닥면(301)과 90도를 이루고 있으나 이에 한정하는 것은 아니며, 차단막(330)으로 트랩(300)과 양식수조(100)를 공간적으로 구획시킬 수 있으면 된다.
도 4는 본 발명에 따른 트랩을 이용한 바이오플락 시스템 양식수조의 슬러지 제어 장치의 트랩의 사시도이다. 상기 차단막(330)은 힌지(320)로 트랩(300)에 고정되어 개폐가 용이한 스윙형으로 형성될 수 있다. 힌지(320)는 트랩가드(310) 또는 트랩경사가드(311)의 일단에 형성될 수 있으며, 차단막(330)의 개폐를 용이하게 하여 트랩(300) 내부의 청소 등을 용이하게 할 수 있다.
트랩(300)에 포집된 고형 슬러지는 주기적으로 양식수조(100)의 외부에 위치한 펌프(400)에 의하여 처리관(340)을 따라 처리조(미도시)로 이동된다. 이때 펌프(400)에 의하여 트랩(300) 내부에 음압이 형성되는 경우, 차단막(330)에 의한 양식생물의 유입 억제를 공고히 하기 위하여 트랩(300) 일면에 차단막턱(332)이 형성된다. 따라서 펌프(400)가 고형 슬러지를 이동시키는 동안 차단막(330)은 차단막턱(332)에 고정되어 양식생물이 트랩으로 유입되는 것을 방지한다.
이와 같이 본 발명에 따른 트랩을 이용한 바이오플락 시스템 양식수조의 슬러지 제어 장치를 이용하여 바이오플락 양식에 이용함으로써 양식 중 사육수 내에 과도하게 생성되어 바닥으로 침적되는 바이오플락 고형 슬러지를 별도의 동력원을 사용하지 않아도 한데 모으고, 이를 규칙적으로 배출하여 저비용, 고효율로 제거할 수 있으며, 이로써 바이오플락 양식의 수계 환경에 큰 영향을 미치지 않으면서 지속적으로 잉여의 고형 슬러지를 저감시켜, 침적된 고형 슬러지가 부패하여 사육수의 수질을 악화시키는 것을 방지하고 건강한 양식 생물을 사육할 수 있다.
본 발명의 트랩을 이용한 바이오플락 시스템 양식수조의 슬러지 제어 장치는 바이오플락 양식 과정 중 생성되는 과도한 고형 슬러지를 별도의 동력원을 사용하지 않아도 한데 모으고, 이를 배출하여 바이오플락 양식을 효율적이고 용이하게 할 수 있어 수산양식업의 발전과 양식어민의 소득증대에 기여할 수 있으므로 산업상 이용가능성이 있다.
100 : 양식수조 110 : 격벽 120 : 배수장치
130 : 배수관 200 : 벤추리 210 : 공기공급관
300 : 트랩 301 : 트랩바닥면 310 : 트랩가드
311 : 트랩경사가드 320 : 힌지 330 : 차단막
331 : 차단막통공 332 : 차단막턱 340 : 처리관
350 : 트랩경사면 400 : 펌프
ss : 고형 슬러지(suspendid solid)
130 : 배수관 200 : 벤추리 210 : 공기공급관
300 : 트랩 301 : 트랩바닥면 310 : 트랩가드
311 : 트랩경사가드 320 : 힌지 330 : 차단막
331 : 차단막통공 332 : 차단막턱 340 : 처리관
350 : 트랩경사면 400 : 펌프
ss : 고형 슬러지(suspendid solid)
Claims (4)
- 일정 면적의 바닥과 외벽을 갖고 사육수를 수용할 수 있는 양식수조; 상기 양식수조의 내부에 설치되어 사육수에 공기를 공급함과 동시에 사육수를 수조 내에서 일정한 방향으로 수류를 형성하는 벤추리;
상기 양식수조 내부 바닥의 일면에 사육수 내의 고형 슬러지의 포집이 용이하도록 사육수의 수류방향으로 양식수조의 바닥면보다 낮게 형성되어 사육수 내에서 침전하여 바닥면을 따라 이동하는 고형 슬러지가 포집되는 트랩;
상기 트랩은 사육수 내의 고형 슬러지의 포집을 용이하게 하고 포집된 고형 슬러지가 사육수로 이탈되지 않도록 트랩의 상부에 트랩가드가 형성되고;
상기 트랩가드의 일단에 사육수 내의 고형 슬러지의 포집을 용이하게 하고 포집된 고형 슬러지가 사육수로 이탈되지 않도록 트랩경사가드가 더 형성되며;
상기 트랩가드 또는 트랩경사가드의 일단에는 포집된 고형 슬러지가 사육수로 이탈되는 것을 방지하고, 양식생물이 트랩에 빠지지 않도록 힌지로 고정되어 개폐 가능한 차단막이 형성되고;
상기 트랩에 포집된 고형 슬러지를 양식수조의 외부로 유출시키는 펌프;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 트랩을 이용한 바이오플락 시스템 양식수조의 슬러지 제어 장치. - 삭제
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| KR1020150153952A KR101580435B1 (ko) | 2015-11-03 | 2015-11-03 | 트랩을 이용한 바이오플락 시스템 양식수조의 슬러지 제어 장치 |
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