KR101837549B1

KR101837549B1 - 바이오플락을 이용한 무환수 어류 양식 수조, 이를 이용한 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR101837549B1
Application number: KR1020150127525A
Authority: KR
Inventors: 이태영; 한억희; 이태관
Original assignee: 이태영
Priority date: 2015-09-09
Filing date: 2015-09-09
Publication date: 2018-03-13
Anticipated expiration: 2035-09-09
Also published as: KR20170030682A

Abstract

본 발명은 바이오플락을 이용한 무환수 어류 양식 수조, 이를 이용한 시스템 및 그 방법에 관한것으로, 상부가 개구되고 바닥과 외벽이 구비된 수조; 상기 수조의 바닥 일측에 구비된 침지 타공망; 상기 침지 타공망과 연결되어 하향 경사지게 구비된 침지조; 상기 침지조의 하부와 연결되어 양식생물의 배설물, 미섭취 사료 및 사육수가 이송되는 이송관; 상기 이송관의 일측과 연결되어 상기 양식생물의 배설물, 미섭취 사료 및 사육수를 정제하는 침지정제 탱크; 상기 침지정제 탱크의 외부 일측에 연결 구비되어 상기 수조로 정제된 사육수를 공급하는 사육수 공급관; 및 상기 수조의 바닥면을 기준으로 종 방향으로 확장되게 구비되어 내부가 중공으로 형성된 순환관; 을 포함하는 바이오플락을 이용한 무환수 어류 양식 수조를 제공한다.

Description

바이오플락을 이용한 무환수 어류 양식 수조, 이를 이용한 시스템 및 그 방법 {Aquaculture tank with biofloc and system and method using the same}

본 발명은 사육수 내에 바이오플락용 미생물을 배양하여 양식생물의 배설물 및 미섭취 사료에 의해 발생된 암모니아를 분해하고 분해되지 못한 찌꺼기는 침지형 사육수 정제시스템을 이용하여 제거함으로써 미생물, 식물플랑크톤, 동물플랑크톤, 양식생물간의 생태계가 균형을 이루는 생태순환식 무환수 어류 양식 수조에 관한 것이다.

종래의 정통적인 바다양식은 해안에서 바닷물을 가두고 물고기를 키우는 방법인데, 이때 수질을 유지하기 위해 주기적으로 바닷물을 갈아주므로 연안환경이 오염될 수 있다. 수조에서 키우는 양식 즉, 양식장 또한 바닷물로 매일 갈아줘야 하고, 수조 안의 물고기가 병들지 않도록 항생제를 먹이고 세균을 없애기 위해 살균제를 뿌리기도 한다. 여기서, 양식장이란 인공적으로 제작된 수조에서 각종의 유용 생물을 사육하기 위한 장소를 의미하며, 일반적으로 육상의 양식장은 다양한 생물을 기를 수 있도록 그 생물의 생육특성에 맞게 다양한 형태로 수조를 제작하여 사용하고 있다.

육상 양식장의 경우 바다의 가두리 양식장과 달리 사육수량과 수조 공간에 제한을 받기 때문에 지속적으로 양식생물의 배설물, 사료 찌꺼기, 폐사체 등의 오염물질이 축적된다.

특히, 양식생물은 단백질을 분해해 에너지를 얻는데 이러한 양식생물 사료에 포함된 단백질 성분 중 실제 양식생물에 의해 소모되는 양은 20~30% 정도에 지나지 않고, 나머지 70~80%는 물에 녹아 암모니아, 아질산 등의 오염물질로 변한다. 이러한 암모니아, 아질산 등은 농도가 높아지면 독성 물질로 작용하여 양식생물을 죽게 하는 원인이 된다.

또한, 수질이 악화되면, 수온이 높은 여름철에는 암모니아나 황화수소가 발생되어 심한 악취가 날 뿐만 아니라, 바이러스 및 병원성 미생물이 증식하여 양식생물의 치사율이 높아지고 경우에 따라 양식 생물이 전량 폐사할 수도 있다. 이러한 이유로 양식생물의 바이러스 내성을 높이기 위하여 양식장에 항생제를 투입하기도 하지만, 잔류 항생제 문제 때문에 항생제가 투여된 수산물은 식용으로 사용될 때 인체에 유해할 수 있다.

따라서, 암모니아, 아질산, 배설물, 사료 찌꺼기 등 오염물질을 사육수에서 제거하는 방법으로 깨끗한 물로 환수해주는 방법이 전통적으로 행해지고 있으나 환수 시 방류수에 포함된 유기성 폐수 및 질병성 폐수가 다량 환경에 유출되면 상시 녹조, 적조 발생, 질병 발생, 생태계 파괴를 일으키는 원인이 되며, 사육수 환수 시 외부로부터 유입된 박테리아 등에 의해 질병에 감염되어 양식생물이 대량 폐사하는 경우가 발생되기도 한다.

종래에는 한국 특허등록번호 제0706273호와 같이 사육수를 침전조로 보내 고형물을 1차로 여과시켜 제거하고 포말분리장치를 이용해 미세유기물을 제거한 후 다수개의 생물 여과조에서 생물여과 후 탈질조에서 질소가스를 배출하는 탈질단계를 거쳐 탈질된 사육수를 사육수조로 돌려보내는 순환여과식 양식 방법이 도입되고 있으나 수처리 설비에 대한 시설비, 운영비, 부지 확보 등 비용이 많이 발생하여 사용처가 제한적이라는 문제점이 있다.

KR 등록 0706273 (2007.04.12)

본 발명은 침지형 사육수 정제장치 및 사육수 순환 장치를 이용하여 정제한 사육수를 순환시켜 환수가 필요 없는 바이오플락을 이용한 무환수 어류 양식 수조, 이를 이용한 시스템 및 그 방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 바이오플락을 이용한 무환수 어류 양식 수조는 상부가 개구되고 바닥과 외벽이 구비된 수조; 상기 수조의 바닥 일측에 구비된 침지 타공망; 상기 침지 타공망과 연결되어 하향 경사지게 구비된 침지조; 상기 침지조의 하부와 연결되어 양식생물의 배설물, 미섭취 사료 및 사육수가 이송되는 이송관; 상기 이송관의 일측과 연결되어 상기 양식생물의 배설물, 미섭취 사료 및 사육수를 정제하는 침지정제 탱크; 상기 침지정제 탱크의 외부 일측에 연결 구비되어 상기 수조로 정제된 사육수를 공급하는 사육수 공급관; 및 상기 수조의 바닥면을 기준으로 종 방향으로 확장되게 구비되어 내부가 중공으로 형성된 순환관; 을 포함하는 바이오플락을 이용한 무환수 어류 양식 수조를 제공한다.

또한, 바이오플락을 이용한 무환수 어류 양식 수조는 적어도 하나를 더 포함하여 상기 침지정제 탱크를 통해 연결하여 구비되는 것을 특징으로 하는 바이오플락을 이용한 무환수 어류 양식 시스템을 제공한다.

또한, (a) 본 발명에 따른 바이오플락을 이용한 무환수 어류 양식 수조를 이용하여, 상기 양식 수조에 바이오플락, 양식생물, 사료 및 사육수를 공급하는 단계; (b) 상기 수조 내 양식생물의 배설물 및 미섭취 사료가 상기 침지 타공망을 통과하여 상기 침지조에 침지되고 상기 에어 펌프로부터 전달된 공기와 상기 사육수 유입용 타공망을 통과하여 유입된 사육수가 상기 순환노즐을 통해 상기 수조로 동시에 배출되며 상기 공기와 사육수가 상기 수조 내에서 순환되는 단계; (c) 상기 침지조에 침지된 양식생물의 배설물, 미섭취 사료 및 사육수가 상기 이송펌프에 의해 상기 이송관을 통과하여 상기 침지정제 탱크로 이송되는 단계; (d) 상기 침지정제 탱크에서 상기 양식생물의 배설물, 미섭취 사료를 제거하고 상기 사육수를 정제하는 단계; (e) 상기 정제된 사육수를 상기 수조로 재공급하는 단계; 를 포함하는 바이오플락을 이용한 무환수 어류 양식 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 바이오플락을 이용한 무환수 어류 양식 수조, 이를 이용한 시스템 및 그 방법은 양식생물에게 피해를 주는 암모니아를 미생물의 생물자정 기능에 의해 분해하고 분해되지 못한 찌꺼기 및 미섭취 먹이는 침지되어 배수관을 통해 제거됨으로써 어류 양식에 있어 필요한 미생물의 농도를 일정하게 유지하며 영양 공급이 가능하다.

또한, 본 발명의 순환관을 통해 수조 내 사육수와 공기를 일정하게 순환시키며 산소와 먹이 공급을 고르게 하여 어류의 유영에 도움을 주어 건강하게 성장하여 양식 생산량을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 사료의 낭비를 줄여 주어 사료 효율을 향상시킬 수 있고, 종래의 기술 대비 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오플락을 이용한 무환수 어류 양식 수조의 단면도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오플락을 이용한 무환수 어류 양식 수조의 평면도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 침지 타공망을 포함한 수조 및 순환관의 사시도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오플락을 이용한 무환수 어류 양식 수조의 설명도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이송관이 연결된 침지정제 탱크의 단면도를 나타낸다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 순환관의 단면도 및 사시도를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 2 개의 수조를 이용한 시스템의 단면도를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 2 개의 수조를 이용한 시스템의 평면도를 나타낸다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오플락을 이용한 무환수 어류 양식 수조의 단면도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오플락을 이용한 무환수 어류 양식 수조의 평면도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 침지 타공망을 포함한 수조 및 순환관의 사시도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오플락을 이용한 무환수 어류 양식 수조의 설명도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이송관이 연결된 침지정제 탱크의 단면도, 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 순환관의 단면도 및 사시도, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 2 개의 수조를 이용한 시스템의 단면도, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 2 개의 수조를 이용한 시스템 평면도이다. 이하, 도 1 내지 도 8과 실시예를 통해 본 발명인 바이오플락을 이용한 무환수 어류 양식 수조, 이를 이용한 시스템 및 그 방법에 대해 상세히 설명한다.

본 발명은 사육수 내에 바이오플락용 미생물을 배양하여 양식생물의 배설물에 의해 발생된 암모니아를 분해하고 분해되지 못한 찌꺼기 및 미섭취사료는 침지형 사육수 정제시스템을 이용하여 제거하고, 정제된 사육수를 순환시켜 미생물, 식물플랑크톤, 동물플랑크톤, 양식생물간의 생태계가 균형을 이루는 생태순환식 무환수 어류 양식 수조(10)에 관한 것이다.

여기서 바이오플락(biofloc)이란 통상적으로 미생물, 조류, 원생동물 및 미세입자가 뭉쳐져 있는 작은 덩어리를 일컫는데, 작은 바이오플락은 미생물에 의해 분비되는 끈끈한 엑스트라 셀룰라 효소 (Extracellullar enzyme)에 의해 서로 뭉쳐져 좀 더 큰 플락을 형성하게 되어 육안으로 구분할 수 있는 크기(50~200 micron)로 발전하여 쉽게 침전된다. 이렇게 형성된 바이오플락은 영양적 가치가 높으며, 일반적으로 건조된 바이오플락은 단백질이 30~45%, 지방질이 1~5%, 나머지는 각종 비타민과 미네랄로 구성되며, 생균제의 역할을 담당하기도 한다.

이러한 바이오플락을 이용한 바이오플락기술(BFT:Biofloc technology)은 물이 부족하고 부지가 좁은 공간에서 많은 양의 물고기를 키워낼 수 있다. 보다 구체적으로, 양식생물의 사육과정에서 발생하는 미섭취사료, 양식생물의 배설물, 미생물, 미세조류 등 입자성 물질들을 그대로 이용해 사육수 내의 미생물이 분해자 역할, 미세조류가 1차 생산자 역할, 동물플랑크톤이 1차 소비자 역할, 양식생물이 최종포식자 역할을 함으로써 작은 양식 생태계가 구성되게 하는 생태적 양식방법의 하나로 사육수에 존재하는 암모니아, 아질산, 질산염, 유기물 등을 미생물이 분해하여 아미노산이나 저분자 단백질로 전환시키거나 생합성 과정을 통해 새로운 유기물 성분으로 전환시켜 수질을 정화시키면서 동시에 양식생물의 먹이로 추가 이용할 수 있게 하는 친환경 양식기술이다.

또한, 무환수란 양식생물을 키우기 위해 양식 초기 미생물 순환 생태계가 조성된 사육수를 수조에 한 번 유입한 후 수조의 물을 갈지 않아도 되는 것을 의미한다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바에 따르면, 본 발명의 바이오플락을 이용한 무환수 어류 양식 수조(10)는 상부가 개구되고 바닥과 외벽이 구비된 수조(100)와 상기 수조의 바닥 일측에 구비된 침지 타공망(200)과 상기 침지 타공망과 연결되어 하향 경사지게 구비된 침지조(300), 상기 침지조의 하부와 연결되어 양식생물의 배설물, 미섭취 사료 및 사육수가 이송되는 이송관(400), 상기 이송관의 일측과 연결되어 상기 양식생물의 배설물, 미섭취 사료 및 사육수를 정제하는 침지정제 탱크(500), 상기 침지정제 탱크의 외부 일측에 연결 구비되어 상기 수조(100)로 정제된 사육수를 공급하는 사육수 공급관(600) 및 상기 수조(100)의 바닥면을 기준으로 종 방향으로 확장되게 구비되어 내부가 중공으로 형성된 순환관(110)을 포함하여 구성된다.

보다 구체적으로, 상기 수조(100)는 사육수의 순환이 용이하도록 원형으로 이루어진 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 상기 수조(100)의 직경은 4m 내지 8m일 수 있다.

도 3을 참조하면, 상기 수조(100)의 바닥 일측에 구비된 침지 타공망(200)은 바닥의 중심을 기준으로 상기 수조 바닥면 보다 작은 직경으로 구비될 수 있고, 일 예로, 상기 침지 타공망(200)의 직경은 1m 내지 3m 인 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.

보다 구체적으로, 상기 침지 타공망(200)의 면적은 상기 수조(100) 바닥면적의 1/5 내지 1/2로 구비되는 것이 바람직하며, 상기 침지 타공망(200)은 15 메쉬(Mesh) 내지 270메쉬(Mesh) 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

여기서, 상기 침지 타공망(200)의 면적과 구멍크기에 따라 침지되어 제거되는 배설물 및 미섭취 사료의 양이 달라지게 되는데, 상기 범위에서 적절한 양이 제거될 수 있어 수조 내 수질관리를 효과적으로 할 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기 침지 타공망(200)의 하부에 위치한 상기 침지조(300)는 하향 경사지게 구비될 수 있으며, 경사진 면에 의해 상기 침지조(300)에 침지되는 침전물이 한곳으로 모이게 할 수 있다.

여기서, 본 명세서 전체에서 침전물이란, 양식생물의 배설물 및 미섭취 사료 등 수조 내 부유하는 이물질을 의미한다.

상기 침지조(300)에 침지된 미생물에 의해 분해되지 못한 양식생물의 배설물 및 미섭취 사료는 이와 연결된 상기 이송관(400)에 의해 상기 침지정제 탱크(500)로 이송될 수 있다. 여기서, 상기 침지조(300)에는 사육수 일부가 포함될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 이송관(400)은 이송펌프(410), 타이머(411, 미도시) 및 역지밸브(412)를 더 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 이송관(400)에 연결된 상기 이송펌프(410) 및 타이머(411, 미도시)에 의해 설정된 시간에 자동으로 작동하여 주기적으로 짧은 시간안에 상기 침지조(300)에 침지된 침전물을 상기 이송관(400)을 통해 상기 침지정제 탱크로(500)로 이송한다.

여기서, 상기 역지밸브(412)는 상기 이송펌프(410)의 구동 중단 시 상기 침지정제 탱크(500)로 이송된 사육수 일부와 양식생물의 배설물 및 미섭취 사료의 역류를 방지한다.

상기 침지조(300)에 의해 상기 수조(100) 바닥에 양식생물에 피해를 주는 사료 찌꺼기, 배설물 등이 제거되어 사육수가 부패되지 않고 일정한 수질을 유지할 수 있으며, 타이머(411)에 의해 자동으로 제거되므로 사람이 직접 제거하는 번거로움 없이 관리가 용이하다.

도 4 내지 도 5를 참조하면, 상기 침지정제 탱크(500)는 하부가 하향 경사지게 구비되고 제1타공망(510), 제2타공망(520) 및 배수관(530)을 더 포함하여 구성된다.

상기 침지정제 탱크(500) 내부에 상기 제1타공망(510)과 제2타공망(520)이 일정간격 이격되도록 구비될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 침지정제 탱크(500)는 내부에 구비된 상기 제2타공망(520)을 기준으로 상부를 상등액조(522), 하부를 제2침지조(521), 상기 제1타공망(510)을 기준으로 하부를 제1침지조(511)로 구분될 수 있다.

즉, 상기 침지정제 탱크(500) 내부는 상부를 기준으로 1단은 상등액조(522), 2단은 상기 제2타공망(520)에 의해 구분된 제2침지조(521), 3단은 제1타공망(510)에 의해 구분된 제1침지조(511)의 순서로 구성될 수 있다.

여기서, 상기 제1타공망(510) 메쉬(Mesh) 값은 상기 제2타공망(520)의 메쉬(Mesh) 값 보다 작은 것을 설치하는 것이 바람직하다.

이에 더하여, 상기 이송관(400)은 상기 침지정제 탱크(500)의 일측면에 연결 구비될 수 있으며, 바람직하게는 상기 제1타공망(510)과 제2타공망(520)사이에 위치하여 상기 제2침지조(521) 내부와 연결 구비될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 침지정제 탱크(500)의 하향 경사지게 구비된 하부는 상기 침지조(300)와 마찬가지로 경사면을 따라 침전물이 한곳으로 모이게 한다.

이때, 상기 하향 경사지게 구비된 하부는 상기 제1침지조(511)로 구성될 수 있으며, 상기 제1침지조(511) 하부 외측에는 상기 배수관(530)이 연결 구비되어 침전물을 제거할 수 있다.

상기 배수관(530)은 타이머(531, 미도시)를 더 포함할 수 있으며, 상기 타이머(531)는 설정된 시간에 자동으로 침전물을 제거하여 관리가 용이하다.

이에 더하여, 상기 사육수 공급관(600)은 상기 침지정제 탱크(500)의 일측면에 연결 구비되어 상기 수조의 개구된 상부로 정제된 사육수가 유입되도록 연결 설치 될 수 있다. 바람직하게는 상기 상등액조(522)의 외부 일측에 위치하여 내부와 연결 구비될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

특히, 도 5에 도시된 바를 참조하면, 상기 상등액조(522)는 상기 수조(100)의 위치보다 높은 곳에 위치하여 상기 상등액조(522)로부터 정제된 사육수가 자연낙하 방식에 의해 상기 수조(100)로 공급되며 순환하는 구조를 갖는다. 이때, 자연낙하 방식에 의해 사육수를 공급하기 때문에 동력에 필요한 에너지를 절감할 수 있다. 또한, 타공망을 이용한 자연침강 방식의 정제 시스템을 사용하여 여과재를 갈아주어야 하는 번거로움이 없어 그에 따른 비용을 절감할 수 있다.

도 4 내지 도 5에 도시된 화살표를 참조하면, 상기 이송관(400)에 의해 이송된 양식생물의 배설물, 미섭취 사료 및 이에 포함된 사육수가 상기 이송펌프(410) 및 타이머(411)에 의해 상기 침지정제 탱크(500)의 제2침지조로 유입되면 큰 이물질이 상기 제1타공망(510)을 통과하여 침전되고 상기 제2타공망(520)은 미세 이물질을 걸러주어 이물질이 제거된 사육수는 상기 상등액조(522)로 이동되어 상기 사육수 공급관(600)을 통해 상기 수조(100)로 재공급됨으로써 정제된 사육수가 지속적으로 순환되는 순환구조를 갖는다.

상기 침지정제 탱크(500)는 중력에 의한 자연침강으로 사육수를 정제하기 때문에 저속으로 순환작용이 일어나게 되며, 미세 이물질이 효율적으로 침전되는 효과를 갖게 된다.

이에 더하여, 도 3 또는 도 6을 참조하면, 상기 수조(100)의 바닥면을 기준으로 종 방향으로 확장되게 구비되어 내부가 중공으로 형성된 순환관(110)은 순환노즐(111), 사육수 유입용 타공망(112), 에어 공급관(113)을 포함하여 구비될 수 있다.

바람직하게는 상기 순환관(110)은 상기 수조(100)의 중심에 위치하여 구비될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

보다 구체적으로, 상기 수조(100)의 바닥면 쪽을 하부, 상기 수조(100)의 개구된 쪽을 상부라 하였을 때, 순환관(110) 상부에는 순환관(110) 내부와 관통하여 연결되는 다수개의 순환노즐(111)을 포함하며, 상기 순환노즐(111)은 상기 순환관(110)의 길이방향에 대해 횡방향으로 다수개가 일정간격 이격되게 형성될 수 있다.

일 예로, 내부가 중공으로 형성된 순환관(110)은 원기둥 모양으로 구비될 수 있으며, 상기 순환노즐(111)은 상기 순환관(110)의 원주면 끝 단 주위에 직각으로 2개 내지 8개가 일정간격 이격되게 구비될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 8개가 구비될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 사육수 유입용 타공망(112)은 상기 수조(100) 바닥면을 기준으로 상기 바닥면으로부터 1/4 지점 내지 3/4지점 떨어진 위치 사이에 있는 순환관(110) 원주면을 따라 구비될 수 있으며, 상기 사육수 유입용 타공망(112)의 메쉬(Mesh) 값은 30 내지 100 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

보다 구체적으로, 상기 사육수 유입용 타공망(112)은 상기 침지 타공망(200)에 일정간격 이격되는 높이에 구비될 수 있는데, 이는 상기 사육수 유입용 타공망(112)이 일정한 높이에 구비됨으로써 상기 사육수 유입용 타공망(112)으로 사육수만 유입되고 양식생물의 배설물 및 미섭취 사료는 상기 침지 타공망(200) 하부로 침전된다.

또한, 상기 에어 공급관(113)은 도 1에 나타낸 바와 같이, 에어 공급 노즐(114) 및 에어 펌프(115)를 더 포함하여 구성되며, 상기 에어 공급관(113)은 상기 이송관(400)과 침지조(300) 및 침지 타공망(200)을 통과하며 연결되어 상기 순환관(110) 내측에 위치하고, 상기 에어 공급관(113) 일측에는 상기 에어 펌프(115)가 연결 구비될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 이송관(400) 내측에 위치하여 상기 침지조(300) 및 침지 타공망(200)을 통과하며 연결되어 상기 사육수 유입용 타공망(112)의 위치보다 높게 구비되어 상기 사육수 유입용 타공망(112)의 위치보다 높은 곳에 구비된 에어 공급관(113)의 일단에는 에어 공급 노즐(114)이 구비될 수 있으며, 상기 에어 공급 노즐(114)은 다수개 구비될 수 있으며, 상기 에어 펌프(115)에 의해 주입된 청정공기는 상기 에어 공급관(113)을 따라 이동하여 상기 에어 공급 노즐(114)을 통해 상기 순환관(110) 내측으로 분사될 수 있다.

도 6을 참조하면, 상기 사육수 유입용 타공망(112)의 위치보다 높은 위치에 구비된 에어 공급 노즐(114)을 통해 공기가 상기 순환관(110) 내측으로 분사될 때, 분사된 공기에 의해 도 6에 나타낸 화살표와 같이, 상기 수조(100) 내 사육수가 상기 사육수 유입 타공망(112)을 통해 유입되어 공기와 함께 상기 순환관(110) 내측 상부로 이동되고 이와 연결된 상기 순환 노즐(111)을 통해 상기 수조(100) 내부로 사육수와 공기를 동시에 배출하며 상기 수조(100) 내부의 사육수를 순환시키는 동시에 공기를 고르게 공급할 수 있다.

즉, 도 4 또는 도 6을 참조하면, 상기 수조(100) 외벽 부근의 사육수는 상기 침지 타공망(200)에 의해 수조 중앙으로 이동하게 되고, 상기 다수개의 순환노즐(111)에 의해 수조 중앙 부근의 사육수는 수조 외벽방향으로 공기와 함께 분사시킴으로써 상기 수조(100) 내 산소 공급량을 향상 시킬 수 있고, 사육수의 순환을 보다 효율적으로 수행할 수 있다.

특히, 상기 사육수 유입용 타공망(112)을 통해 유입된 사육수에는 침지되지 않은 바이오플락 및 사료가 포함되어있어 양식생물에게 영양분을 고르게 제공해주는 역할을 한다.

다음으로, 상기에서 서술한 바이오플락을 이용한 무환수 어류 양식 수조(10)를 이용한 시스템에 대해 설명한다.

도 7 내지 도 8을 참조하면, 상기에서 서술한 바이오플락을 이용한 무환수 어류 양식 수조는 적어도 하나의 수조를 더 포함하여 구비될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 침지정제 탱크(500)를 중심으로 서로 대향되는 위치에 상기 수조(100)가 다수개 구비되고, 상기 다수개의 수조에 구비된 상기 이송관(400)은 상기 침지조(300)에 침전된 침전물이 한곳으로 모여 상기 침지정제 탱크(500)로 이송될 수 있도록 각각의 이송관(400)이 서로 연결 설치 될 수 있다.

즉, 상기 이송펌프(410) 구동에 의해 다수개의 수조에서 침지된 양식생물의 배설물 및 미섭취 사료 등이 상기 서로 연결 설치된 이송관(400)을 통해 동시에 상기 침지정제 탱크로(500)로 이송될 수 있다.

이때, 바람직하게는 상기 복수개의 수조는 2개 내지 4개가 구비될 수 있으며, 일 예로, 상기 침지정제 탱크(500) 한 개에 수조(100) 2 개가 서로 대향되는 위치에 상기 이송관(400)을 통해 연결 설치 되면, 상기 연결된 이송관(400) 한 곳으로 침전물이 모여 상기 침지정제 탱크(500)로 이송될 수 있다.

여기서, 한 개의 침지정제 탱크(500)를 통해 상기 수조(100)가 다수개 연결 설치 구비되면 동시에 다량의 양식생물을 친환경적으로 키울 수 있어 기존에 비해 20배 이상의 생산성 향상과 양질의 수산물을 확보하는 동시에 가격경쟁력까지 갖출 수 있어 값싸게 수산물을 보급 할 수 있게 된다.

다음으로, 상기에서 서술한 바이오플락을 이용한 무환수 어류 양식 수조(10)를 이용하여 어류를 양식하는 방법을 설명한다.

먼저 본 발명의 일실시예로 두 개의 수조(100)를 구비한 바이오플락을 이용한 무환수 어류 양식 수조(10)를 나타낸 도 7 내지 도 8을 참조하여 설명하면, 상기 두 개의 양식 수조(100)에 바이오플락, 양식생물, 사료 및 사육수를 공급한다.

상기 수조(100) 내 양식생물의 배설물 및 미섭취 사료가 상기 침지 타공망(200)을 통과하여 상기 침지조(300)에 침지되고, 상기 에어 펌프(115)로부터 전달된 공기와 상기 사육수 유입용 타공망(112)을 통과하여 유입된 사육수가 상기 순환노즐(111)을 통해 상기 수조(100)로 동시에 배출되며 상기 공기와 사육수가 상기 수조(100) 내에서 순환된다.

한편, 상기 침지조(300)에 침지된 양식생물의 배설물, 미섭취 사료 및 사육수가 상기 이송펌프(410)에 의해 상기 이송관(400)을 통과하여 상기 침지정제 탱크(500)로 이송된다.

특히, 상기 두 개의 수조(100)의 침지조(300) 하부와 연결된 각각의 상기 이송관은 서로 연결 구비되어 상기 침지조(300)의 침전물이 상기 이송펌프(410)에 의해 동시에 한곳으로 모여 상기 침지정제 탱크(500)로 이동될 수 있다.

이에 더하여, 상기 침지정제 탱크(500)로 이송된 침전물은 자연 침강 방식으로 큰 이물질이 제1타공망(510)에 의해 걸러지고, 제2타공망(520)에 의해 미세 이물질이 걸러지면 상기 제1침지조(511)에 침지된 침전물을 제거하여 상기 사육수를 정제한다.

여기서, 상기 양식생물의 배설물과 미섭취 사료는 상기 이송관(400)과 배수관(530) 및 타이머(411,531)에 의해 설정된 시간에 자동으로 제거될 수 있으며, 이로 인해 상기 수조 내부의 수질을 보다 쉽게 제어 할 수 있다.

마지막으로, 상기 정제된 사육수는 상기 사육수 공급관(600)을 통해 상기 수조(100)로 재공급 한다.

상기 바이오플락을 이용한 무환수 어류 양식 수조(10)의 사육수는 상기 침지정체 탱크(500)를 통해 지속적으로 정제되어 정제된 사육수는 상기 수조(100)로 순환되는 순환구조를 갖게 되므로 상기 양식 수조에 사육수를 한번 공급하면 환수를 해주지 않아도 되므로 폐수가 배출되지 않아 환경오염의 문제를 부가적으로 해결하지 않아도 된다.

또한, 이와 같은 방법을 활용해 양식할 경우, 수조 내 구조물이 적으므로 양식 생물을 수확하기 용이하며, 양식 초기 한번의 물 만들기를 통해 미생물 순환 생태계를 조성하면 환수를 해줄 필요가 없어 환경개선에 도움이 되는 것은 물론 환수에 필요한 에너지, 사료 손실 등을 크게 줄일 수 있으며, 외부로부터의 바이러스나 질병균 유입을 제한 할 수 있고, 미생물에 의한 천연면역력 강화가 가능하여 폐사율을 줄일 수 있으며 한정된 공간에서 초고밀도 양식이 가능하다.

10: 무환수 어류 양식 수조
100: 수조
110: 순환관 111: 순환노즐
112: 사육수 유입용 타공망 113: 에어공급관
114: 에어공급노즐 115: 에어펌프
200: 침지 타공망
300: 침지조
400: 이송관 410: 이송펌프
411: 타이머(미도시) 412: 역지밸브
500: 침지정제 탱크
510: 제1타공망 511: 제1침지조
520: 제2타공망 521: 제2침지조
522: 상등액조
600: 사육수 공급관

Claims

상부가 개구되고 바닥과 외벽이 구비된 수조;
상기 수조의 바닥 일측에 구비된 침지 타공망;
상기 침지 타공망과 연결되어 하향 경사지게 구비된 침지조;
상기 침지조의 하부와 연결되어 양식생물의 배설물, 미섭취 사료 및 사육수가 이송되는 이송관;
상기 이송관의 일측과 연결되어 상기 양식생물의 배설물, 미섭취 사료 및 사육수를 정제하는 침지정제 탱크;
상기 침지정제 탱크의 외부 일측에 연결 구비되어 상기 수조의 개구된 상부로 정제된 사육수를 공급하는 사육수 공급관; 및
상기 수조의 바닥면을 기준으로 종 방향으로 확장되게 구비되어 내부가 중공으로 형성된 순환관; 을 포함하되,
상기 순환관은, 수조 바닥면을 기준으로, 침지 타공망에 일정간격 이격되는 높이의 원주면에 구비된 사육수 유입용 타공망;
순환관 내측에 위치하며, 사육수 유입용 타공망의 위치보다 높게 구비되는 에어공급관과 에어공급관의 일단에 구비되는 에어공급 노즐; 및
순환관 상부에 위치하여 순환관 내부와 관통하여 연결되고, 순환관의 길이방향에 대해 횡방향으로 다수개가 일정간격 이격되게 형성되어 상기 에어공급관 및 에어공급 노즐을 통해 공급되는 공기와 상기 사육수 유입용 타공망을 통해 공급되는 사육수를 수조 외벽 방향으로 동시에 분사시키는 순환노즐; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오플락을 이용한 무환수 어류 양식 수조.
제 1항에 있어서,
상기 이송관은 이송펌프, 타이머 및 역지 밸브를 더 포함하며, 상기 타이머는 상기 이송펌프에 연결 구비되어 설정된 시간에 자동으로 작동하며, 상기 역지 밸브는 상기 침지정제 탱크로 이송된 사육수와 양식생물의 배설물 및 미섭취 사료의 역류를 방지하는 것을 특징으로 하는 바이오플락을 이용한 무환수 어류 양식 수조.
제 1항에 있어서,
상기 침지정제 탱크의 하부는 하향 경사지게 구비되고 제1타공망, 제2타공망 및 배수관을 더 포함하며, 상기 침지정제 탱크는 자연 침지조로써 상기 침지정제 탱크 내부에 상기 제1타공망 및 제2타공망을 일정간격 이격되도록 구비하고 상기 침지정제 탱크 일측에는 상기 배수관이 연결 구비되는 것을 특징으로 하는 바이오플락을 이용한 무환수 어류 양식 수조.
제 3항에 있어서,
상기 침지정제 탱크 내부는 3단으로 구성되고 상부를 기준으로 제1단은 상등액조, 제2단은 상기 제2타공망에 의해 구분된 제2침지조, 3단은 상기 제1타공망에 의해 구분된 제1침지조의 순서로 구성되고 상기 제1침지조 하부 외측에는 상기 배수관이 연결 구비되고 상기 상등액조 일측에는 상기 수조의 개구된 상부로 정제된 사육수가 유입되도록 연결되는 사육수 공급관이 연결 구비되는 것을 특징으로 하는 바이오플락을 이용한 무환수 어류 양식 수조.
제 3항에 있어서,
상기 배수관은 타이머를 더 포함하며 상기 타이머는 설정된 시간에 자동으로 작동되는 것을 특징으로 하는 바이오플락을 이용한 무환수 어류 양식 수조.
제 4항에 있어서,
상기 제1타공망의 메쉬(Mesh) 값은 상기 제2타공망의 메쉬(Mesh) 값 보다 작아 큰 이물질이 상기 제1타공망을 통과하여 침전되고 상기 제2타공망은 미세 이물질을 걸러주어 이물질이 제거된 사육수는 상등액조로 이동되어 상기 사육수 공급관을 통해 상기 수조로 재공급됨으로써 정제된 사육수가 지속적으로 순환되는 순환구조를 갖는 것을 특징으로 하는 바이오플락을 이용한 무환수 어류 양식 수조.
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제 1항에 있어서,
상기 사육수 유입용 타공망은 상기 순환관의 길이방향을 따라 상기 수조 바닥면을 기준으로 1/4지점 내지 3/4지점 사이 원주면에 구비되는 것을 특징으로 하는 바이오플락을 이용한 무환수 어류 양식 수조.
제 1항에 있어서,
상기 에어 공급관은 에어 펌프를 더 포함하며, 상기 에어 공급관은 상기 이송관과 침지조 및 침지 타공망을 통과하며 연결되어 상기 순환관 내측에 위치하고 상기 에어 공급관 일측에는 상기 에어 펌프가 연결 구비되는 것을 특징으로 하는 바이오플락을 이용한 무환수 어류 양식 수조.
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(a) 제 1항 내지 6항, 제9항 및 제10항 중 어느 한 항에 따른 바이오플락을 이용한 무환수 어류 양식 수조를 이용하여, 상기 양식 수조에 바이오플락, 양식생물, 사료 및 사육수를 공급하는 단계;
(b) 상기 수조 내 양식생물의 배설물 및 미섭취 사료가 상기 침지 타공망을 통과하여 상기 침지조에 침지되고 상기 사육수 유입용 타공망을 통과하여 유입된 사육수가 상기 순환노즐에 의해 수조 외벽방향으로 공기와 함께 분사되며 상기 공기와 사육수가 상기 수조 내에서 순환되는 단계;
(c) 상기 침지조에 침지된 양식생물의 배설물, 미섭취 사료 및 사육수가 상기 이송관을 통과하여 상기 이송관에 의해 침지조 하부와 연결된 상기 침지정제 탱크로 이송되는 단계;
(d) 상기 침지정제 탱크에서 상기 양식생물의 배설물, 미섭취 사료를 제거하고 상기 사육수를 정제하는 단계;
(e) 상기 정제된 사육수를 침지정제 탱크의 외부 일측에 연결 구비된 사육수 공급관을 통해 상기 수조의 개구된 상부로 자연낙하에 의해 상기 수조로 재공급하는 단계;
를 포함하는 바이오플락을 이용한 무환수 어류 양식 방법.
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