KR102028149B1 - 고밀도 축양 양식을 위한 육상 도심용 고도순환 여과장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고밀도 축양 양식을 위한 육상 도심용 고도순환 여과장치에 관한 것으로, 여과조를 4단계로 구성하고 순환펌프에 의해 급속 수류를 이용하여 유입수를 통과시키되, 기공이 큰 고정 생물막에 질산화균을 부착 증식하고 미생물 탈리가 일어나지 않도록 하고 유동상 듀얼 메디아에서 질산화를 유도하여 무산소조에서 이온 전달로 탈질 시킨 처리수를 호기조에 유동상 담체에 고도 처리하고, 폭기와 액상 유기촉매제 혼입으로 고도 처리를 완성할 수 있도록 하여 기존의 일반 양식장에서의 수질제어 문제점을 개선하고, 공간절약형으로 소형 콤팩트한 크기로 설치장소에 구애받지 않으면서도 수질제어가 매우 용이한 모듈형 고효율 성능의 고도처리 순환 여과장치를 제공함으로써 육상 도심 등에서 축양이 용이하도록 한 것이다.
Description
본 발명은 고밀도 축양 양식을 위한 육상 도심용 고도순환 여과장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존의 일반화된 폐쇄식 순환 여과장치에 비해 크기가 콤팩트하면서도 단일몸체내에서 총 4단계 리사이클링 여과 과정을 거치는 생태계 사이클을 구현할 수 있는 환경 친화적인 여과장치로 제1,2여과조 처리에서는 혐기성(무산소)여과조, 제3,4여과조 처리과정인 고도처리호기조, 고도처리 폭기조로 구분하고, 이때 호기성 여과조를 병렬로 구획하여 초기 순환 펌프의 가속으로 상향류로 이송시켜 병렬로 연계된 각 여과조에 중력을 이용하여 연속적으로 수류를 이동시키며 제1,2여과조에서는 상향류식 고정 생물막 공정으로 유기물과 현탁 고형물을 처리하며 동시에 듀얼 메디아 적층으로 질산화와 탈질을 완성하고 제3,4여과조에서는 수류이동튜브에 벤츄리 튜브를 적용하여 수류 이동시 다량의 공기가 유입되도록 하여 제3여과조에서 유동상 생물 담체에 호기성 미생물을 대량 증식시켜 SS와 잔여 유기물을 부착 미생물에 의해 분해하고 제4여과조인 폭기조에서는 포말 부상장치인 스키머의 원리를 적용하여 액상 유기촉매를 선택적으로 투입(저장 축양시에는 유기촉매투입을 하지 않음)하여 용존산소 증가와 산도(pH)를 조절하여주고, BOD, COD 수치를 낮추어 주는 고도처리 여과를 하도록 함으로써 물리,생물막,생물여과,고도처리 일체형 급속 순환 여과 장치에 관한 것이다.
지금까지 양식장 RAS (recirculating aquaculture system)에서 오염물질의 관리는 생물학적 질산화(nitrification)에 의한 암모니아(NH3, NH4+) 제거, 물리적 여과 및 침전에 의한 입자성 고형물 제거 가 주목적으로, 질산화에 의한 질산염과 용존 유기물의 축적으로 인한 영향을 최소화하기 위해 시스템의 약 5-10% 정도의 외 부 순환수를 추가하여 운영되어 왔다.
한편, 양식수 처리 시스템은 소규모 마을 하수 처리 시스템과 마찬가지로 기본적으로 설비 및 운영 경비의 최소화, 간단한 운영 방법, 낮은 고형물 발생량, 사육 수질기준의 만족 등의 요소를 충족 하여야 하는데, 전통적인 수처리 기법인 활성 슬러지법으로 충족하기에는 여러 가지 어려움이 있다.
도 1에서는 일반적으로 널리 사용되고 있는 생물학적 처리법의 공정이 개시되어 있다.
이러한 방법은 기존의 활성슬러지 공정을 이용한 생물학적 처리 방법만으로 양식 사육 배출수를 처리하기 위해서는 낮은 C/N (carbon/nitrogen) 비로 인한 한계와 침전조 설치등 넓은 부지 소요 면적에 대한 문제점을 해결하기 어렵다.
하지만, 기존의 해수이용 양식수 처리는 호기성 생물막 공정만을 이용하여 주로 생물학적 질산화에 의한 암모니아성 질소의 산화에 의존하여, 반응조 및 양식생물 사육조 내 질산성질소의 농도가 축적되어 운영해왔다.
유기물과 암모니아성 질소를 포함한 원수는 생물여과 처리장치에서 산화되어 유기물은 이산화탄소(CO2)와 미생물로 전환되며, 암모니아성 질소 중 일부는 미생물로 전환되고, 나머지는 산화되어 아질산성 질소(NO2-)로 환원되어 대기중으로 배출되어야 한다. 이러한 환원 반응은 미생물에 의한 일종의 호기 대사(aerobic metabolism)로 적절한 전자공여체(electrondonor)가 제공되어지는 조건하에서 전자수용체(electron acceptor)로 아질산성 이온이나 질산성 이온을 이용하여 종속영양체(heterotroph) 미생물에 의하여 이루어지는데, 이러한 과정을 탈질(denitrification) 과정이라 한다.
여기서, 미생물의 성장 속도를 비교해 보면, 독립 영양체(autotroph) 미생물인 질산화균은 종속 영양체(heterotroph) 미생물인 유기물 산화균이나 탈질균에 비해 1/5 내지 1/10 정도로 느리게 성장한다. 그리고 반응속도도 느리기 때문에 대부분의 경우 질산화 단계가 전체 질소 제거 반응의 율속 단계가 된다.
일반적으로 이런 율속 단계의 회피를 위해 비압력식 모래여과기를 대체하여 도 2를 보면 압력식 모래 여과기를 사용하여 동력을 사용 한 펌프 압으로 수류량을 증가 시키고 생물 여과를 종결 하거나 독립된 2차 무산소 탈질조로 이송시킨다.
이때, 여과기 내에 과잉 증가한 미생물이 노화하여 형성된 폴락이나 고형물 제거를 위해 주기적인 역세척을 실행함으로써 순환 여과의 단점인 물이 귀한 환경에서는 역세수의 유실과 전문적인 운전의 문제 그리고 동력 사용의 비용 문제가 대두 되었을 뿐만 아니라 압력을 견딜 용기의 제작에는 주로 강재나 스테인레스가 사용되고 요즘은 화이바 글라스 재질이 용기를 많이 사용되고 있다. 일반 대형 수조를 사용하는 양식장에서는 수조 용량에 맞는 압력식 여과기를 설치하려면 그 장치의 비용 또한 큰 부담으로 작용한다.
또한, 도 3과 같은 방식은 질산화균의 증식 배양을 위해 PU계열 생물고정 막을 하단에 설치하여 가속 수류에 의한 급속 여과 방식으로 여과조 순환량을 저수량의 3배수로 계획한 것으로 일반 고액 고형물과 다른 양식수의 유기물 처리에 맞춘 여과조로 생물학적 체류시간을 위한 침전지 구성을 생략하였을 뿐만 아니라 최종 처리수를 얻기 위한 2차 침전지도 생략하였다.
한편, 생물여과 처리장치 내에서 공기가 공급되지 않는 여재 충진층을 포함하는 아래쪽 부분은 용존 산소가 없는 무산소조 상태에서 원수 주입밸브를 통해 원수가 유입되면 원수의 유기물이 미생물에 의해 분해되면서 혐기성 상태가 된다.
일반적으로 질소성분을 최종적으로 제거하기 위해서는 처리수를 배출라인을 통해 배출되는 배출수 중 질산성 이온을 탈질시켜야 되는데, 이를 위해 배출수를 처리수 재순환라인과 처리수 순환 펌프를 이용해 무산소조인 반응조의 아래부분으로 주입시켜 원수와 접촉하면서 탈질이 일어나도록 한다.
한편, 여재 충진층 내에서는 부유물의 여과와 함께 여재 표면에서 미생물 대사가 활발히 진행되면서 여재 충진층에 부유물과 잉여 미생물 슬러지가 계속 증가된다. 이것이 지속되면 여재 충진층을 통과하는 처리수의 수질이 나빠지고 여재 충진층 내에 압력손실이 유발되어 처리수 양이 감소하게 된다.
따라서, 일반적인 생물여과조에서는 슬러지 배출 밸브를 조절하여 여재 충진층 하부로 처리수를 낙하시켜 부유성 여재의 유동을 유발시켜, 여재 충진층 사이에 쌓인 부유 고형물인 슬러지를 여재 충진층으로 부터 분리시켜 제거하는 역세척 과정을 주기적으로 수행하여야 한다.
이와 같은 종래의 생물여과 처리장치에서는 성장 속도가 느린 질산화균을 적정 농도로 보유하기가 어려운 문제점이 있었다. 즉, 유기물 산화나 탈질 미생물인 종속 영양체(heterotroph) 미생물이 질산화 미생물인 독립 영양체(autotroph) 미생물에 비해 성장 속도가 월등히 빠르다. 따라서, 질산화 속도를 높이기 위해서는 질산화균의 농도를 높이는 것이 바람직하거나, 하나의 반응조 내에 유기물 산화균과 질산화균이 같이 존재하고, 또한 주기적인 역세척을 수행해야 하므로 질산화균의 농도를 높이는 데에는 문제가 있었다. 여기서, 역세척 주기는 주로 여과층 사이의 손실 수두의 높이에 따라 결정되고, 손실 수두는 제거된 부유 물질의 양이나 과잉성장한 미생물의 양에 의해 결정되며, 미생물의 대부분은 유기물 산화균 이므로, 질산화균을 안정된 농도로 유기하기 위해서는 긴 슬러지 체류시간이 필요하다. 그러나 역세척 주기는 유기물 산화균의 성장속도에 주로 의존하게 되므로, 질산화균은 점점 제거되게 되어 질산화 속도는 감소하게 된다. 또한, 질산화 단계의 배출수는 용존 산소 농도가 높아 이를 바로 반송라인을 통해 유입시켜 탈질 반응을 수행하는 경우 용존 산소에 의해 탈질 반응에 저해 현상이 나타나게 된다.
일반적인 고도 처리용 여과 생물막(MF,NF)은 기공이 미세하여 과도한 미생물 증식이나 고형물 흡착시 막힘 현상과 마찰에 의한 성능 저하를 유발 한다 중요 하게는 고도처리용 생물막은 식용수나 음용수 처리에 적합하고 양식수의 처리에는 고형물(영양)은 미생물 성장에 관여 하며 성장한 미생물은 유기물을 분해 하여 생물에게 무해한 물로 재순환 된다.
순환수는 다시 양식어가 사용 함으로써 에코 씨스템의 필요한 바이오메스량과의 상관 관계에서 메디아와 기술적 선택이 고려 되어야 한다.
여과를 계속하게 되면 포착된 부유물질에 의해 여층의 손실 수두가 증대 하기 때문에 설정 수두에 도달하거나 정기적으로 세정할 필요가 있다.
일반적으로 쓰이는 급속 여과 장치중 중력식장치는 여과지 내에 자유 수면을 가지며 조 내의 수위와 유출수 수위의 수두 차를 이용해서 여과가 이루어지고 강재 또는 철근 콘크리트재로 제작된다. 압력식 여과장치는 밀폐 구조로 되어 있는 여층의 위쪽면에 압력이 걸리게 되어 있다(도 2참조). 중력식에서는 손실 수두를 크게 취하기 위해 측벽을 높게 하지만 압력식에서는 유입 압력을 높이는 것만으로도 여과 조작이 가능하다 그러나 압력식에서는 내압이 걸리므로 재질은 강판이어야 하고 형상도 원통형으로하는 것이 일반적이다. 또 계획 수량이 비교적 적은 경우에 주로 사용된다.
위와 같은 조건을 고려하여, 이러한 연속 장치의 사용은 장치비용뿐 아니라 공간적 낭비와 운전의 난해함으로 일반적인 양식 축양 어가에게 생산비 부담으로 다가와 국내의 순환여과 방식의 축양 양식 기술의 발전에는 악영향으로 작용하였다.
빠르게 성장하는 어류의 특성상 사육 기간이 짧을수록 어체의 증량은 빠르게 일어나는데 평균 한 달에 한 번씩은 어체중이 2배로 증가하여 방양 밀도 조절을 위해 분식을 실시하여야 하므로 일반 양식 어가에서는 한눈에 관리할 수 있는 저수량이 큰 수조를 선호한다.
이러한 인간 중심의 개념이 가져온 폐해는 수조의 규모가 커지므로 해서 이 조건에 맞는 여과조 규모 및 동력원의 맞춤 생산의 제작비용증가 등 바이러스성 전염병에 취약한 구조를 가지고 있다 하겠다.
해외의 경우 유럽이나 북미 선진국에서는 RAS 방식의 축양 양식(도 3참조) 생산량이 많은데, 이는 순환 여과 양식을 위한 연구와 기본 투자를 전제로 하여 시스템화된 고도 장치 산업으로 인식되어 발달하여 왔는데 초기 투자비용 또한 크고 장치가 대부분 대규모이다 보니 영세하고 규모가 취약한 국내의 경우 천혜의 여건을 이용한 가두리 양식이나 호소지 양식이 주종을 이룰 수밖에 없는 것이 현실이다.
그 밖에도 대한민국 특허등록 제10-1507057호, 특허등록 제10-1572987호, 등록 제10-1270631호가 제시되고 있으나 이들도 역시 종래 시스템들이 가지고 있는 제반문제점을 해결하지 못하고 있는 실정이다.
본 발명은 상기한 제반 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 여과조를 4단계로 구성하고 순환펌프에 의해 급속 수류를 이용하여 유입수를 통과시키되, 기공이 큰 고정 생물막에 질산화균을 부착 증식하고 미생물 탈리가 일어나지 않도록 하고 유동상 듀얼 메디아에서 질산화를 유도하여 무산조에서 이온 전달로 탈질 시킨 처리수를 호기조에 유동상 담체에 고도 처리하고, 폭기와 액상 유기촉매제 혼입으로 고도 처리를 완성할 수 있도록 하여 기존의 일반 양식장에서의 수질제어 문제점을 개선하고, 공간절약형으로 소형 콤팩트한 크기로 설치장소에 구애받지 않으면서도 수질제어가 매우 용이한 모듈형 고효율 성능의 고도처리 순환 여과장치를 제공함으로써 육상 도심 등에서 축양이 용이 하도록 함에 그 목적을 둔 것이다.
상기 해결하고자 하는 과제에 기재된 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고밀도 축양 양식을 위한 육상 도심용 고도순환 여과장치는 기본적으로 소형화 콤팩트한 단일몸체 내에 4개의 여과조가 병렬식으로 구획 설치되어 총 4단계의 리사이클링 여과과정을 거치는 생태계 사이클을 구현한 환경친화적인 고도 순환 여과장치를 구성하되,
제1여과조(210)는 혐기성여과조로서 양식수조(100)와 연결된 제1순환펌프(110)로 양식수를 하측으로부터 가속수류로 공급받아 하측의 고정 생물막인 폴리우레탄필터(211)를 거치고 2단으로 적층된 다공질 무기 여과매디아층(212)을 거쳐 질산화균에 의한 질산화로 암모니아를 아질산염, 질산염으로 산화시킴과 동시에 현탁고형물, SS를 흡착제거한 후 1차 여과된 여과수를 제1수류이동튜브(213)를 통해 제2여과조(220)의 하측으로 중력에 의해 낙하 공급하도록 구성하고,
제2여과조(220)는 혐기성여과조(무산소조)로서 1차 여과된 여과수를 공급받아 하측의 고정 생물막인 폴리우레탄필터(221)를 거치고 2단으로 적층되고 양이온교환 특성, 흡착 및 분자체 특성, 촉매 특성, 탈수 및 재흡수 특성이 있는 다공질 무기 여과매디아(222)을 거쳐 양이온 교환 유도로 아질산염, 질산염을 제거하는 탈질을 완성한 후 2차 여과된 여과수를 벤츄리튜브로 형성된 제2수류이동튜브(223)를 통해 제3여과조(230)의 하측으로 중력에 의해 낙하 공급하도록 구성하며,
제3여과조(230)는 호기성여과조로서 2차 여과된 여과수를 벤츄리튜브로 형성된 제2수류이동튜브(223)를 통해 산소와 함께 공급받아 폴리우레탄 큐빅 또는 PVA 큐빅으로 된 담체(231)의 호기성미생물을 대량증식시키고 조 내에서 담체(231)를 유동시키면서 잔존 유기물과 SS를 분해하고 발생하는 포말을 부상시켜 제거하는 고도 처리과정을 거친 후 고도 처리된 3차 여과수를 벤츄리튜브로 형성된 제3수류이동튜브(233)를 통해 제4여과조(240)의 하측으로 중력에 의해 낙하 공급하도록 구성하며,
제4여과조(240)는 폭기조로서 3차 여과된 여과수를 벤츄리튜브로 형성된 제3수류이동튜브(233)를 통해 산소와 함께 공급받는 것과 동시에 양식수조(100)와 연결된 제2순환펌프(120)로부터 양식수를 공급받되 이 역시 벤츄리인젝터(122)로 부터 산소를 동시에 공급받아 용존산소의 증가와 기체의 가속을 이용하여 마이크로 버블을 생성시켜 스키머 효과를 구현하고 액상 유기촉매를 선택적으로 투여하여 산호사(241)를 통과하는 여과수의 산도(pH)를 조절하여 주고, BOD, COD 수치를 낮추는 고도처리를 한 후 이를 상측에 형성한 여과수 토출구(242)를 통해 양식수조(100)내로 토출되도록 구성하여서,
단순 저장 축양 조건하에는 액상 유기촉매를 투여하지 않고 고밀도 증양 조건하에서는 투여하여 육상 도심에서도 단순저장 축양 및 고밀도 증양 양식이 모두 가능하도록 이루어짐을 그 특징으로 한다.
본 발명의 고밀도 축양 양식을 위한 육상 도심용 고도순환 여과장치는 일반 수조에서는 제대로 된 여과조를 구성하려면 다양한 기계장치 때문에 많은 동력이 필요하며 사후 전기료를 많이 사용하지만, 본 발명은 적은 비용으로도, 큰 효율을 낼 수 있고, 기계 장치의 수도 줄이고, 적은 동력을 이용하여 그 유지 비용도 절감할 수 있다.
즉, 본 발명은 고밀도 축양 양식을 위한 육상 도심용 고도순환 여과장치는 기존의 일반화된 폐쇄식 순환여과장치에 비해 크기가 콤팩트하면서도 단일몸체내에서 4단계의 여과조를 구성하고 제1,2순환펌프에 의해 급속 수류를 이용하여 유입수를 통과시키되, 기공이 큰 고정 생물막에 질산화균을 부착 증식하고 미생물 탈리가 일어나지 않도록 하고 유동상 듀얼 메디아에서 질산화를 유도하여 무산조에서 이온 전달로 탈질 시킨 처리수를 호기조인 제3여과조에 충진된 유동상 담체로 고도 처리하고 제4여과조에서 폭기와 액상 유기촉매제 혼입으로 고도 처리를 완성할 수 있도록 하여 기존의 일반 양식장에서의 수질제어 문제점을 개선하고, 공간절약형으로 소형 콤팩트한 크기로 설치장소에 구애받지 않으면서도 수질제어가 매우 용이한 모듈화된 고효율 성능의 고도처리 순환 여과장치이기 때문에,
적용장소, 적용 어종에 관계없이 여과 대상과, 운용 방식을 응용하여 유동상 생물막 여과, 상향류식 수류 다층 여재에 의한 질산화효율의 증대, 가속 수류에 의한 여과수 처리량의 달성, 생물 고정 유동상 담체의 미생물 탈리 방지효과 및 증식효과, 고도처리 폭기조 내에서의 수질조정과 생물 유기촉매제의 마이크로 버블화된 생물 유기촉매제의 형성으로 수조내 용존산소를 증가시키고 BOD, COD를 감소시키는 복합 응용에 의한 수질 정화, 고도처리 여과에 의한 무항생제 양식 및 중간양식 달성 및 열교환장치의 부설로 양식수조내의 온도를 조절함을 통하여, 기존의 문제점으로 대두 되었던 천혜 가두리양식의 적조문제와 냉수대 문제 혹한과 폭염시의 전체 폐사문제를 통제 가능한 육상 도심 양식으로 국제적 위생에 부합하는 양식현장을 만들고, 생산성 향상, 중간 양식 및 저장시의 폐사 억제, 오염 배출수 방류 중단으로 연안 수질환경 개선에 크게 기여할 수 있는 매우 획기적인 발명이다.
도 1은 일반적인 생물학적 처리공정을 나타낸 도면.
도 2는 일반적인 생물학적 처리 장치를 보인 도면.
도 3은 해외 양식장의 순환여과 양식 장치와 양식장을 보인 도면.
도 4는 현대화된 양식장 순환 여과장치들을 보인 도면.
도 5 내지 도 6은 본 발명에 의한 여과장치를 양식수조에 설치한 도면으로서,
도 5는 설치상태 배면 사시도.
도 6은 설치상태 평면 사시도.
도 7은 본 발명에 의한 여과장치의 일부절취상태 정면 사시도.
도 8은 본 발명에 의한 여과장치의 일부절취상태 배면 사시도.
도 9는 본 발명에 의한 여과장치를 측면도..
도10은 본 발명에 의한 폐쇄식 고도 순환 여과장치의 내부구조와 여재 구성도.
도 11은 본 발명에 사용되는 폴리우레탄필터 및 유동상 담채를 보인 도면.
도 12는 본 발명에 사용된 베츄리튜브로 형성된 수류이동튜브의 구성을 보인 도면
도 13은 본 발명의 여과장치에 열교환기장치를 연계설치하는 상태를 보인 도면.
도 2는 일반적인 생물학적 처리 장치를 보인 도면.
도 3은 해외 양식장의 순환여과 양식 장치와 양식장을 보인 도면.
도 4는 현대화된 양식장 순환 여과장치들을 보인 도면.
도 5 내지 도 6은 본 발명에 의한 여과장치를 양식수조에 설치한 도면으로서,
도 5는 설치상태 배면 사시도.
도 6은 설치상태 평면 사시도.
도 7은 본 발명에 의한 여과장치의 일부절취상태 정면 사시도.
도 8은 본 발명에 의한 여과장치의 일부절취상태 배면 사시도.
도 9는 본 발명에 의한 여과장치를 측면도..
도10은 본 발명에 의한 폐쇄식 고도 순환 여과장치의 내부구조와 여재 구성도.
도 11은 본 발명에 사용되는 폴리우레탄필터 및 유동상 담채를 보인 도면.
도 12는 본 발명에 사용된 베츄리튜브로 형성된 수류이동튜브의 구성을 보인 도면
도 13은 본 발명의 여과장치에 열교환기장치를 연계설치하는 상태를 보인 도면.
이하, 상기 해결하고자 하는 과제에 기재된 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예를 첨부도면에 의거 설명한다. 이하에서 설명되는 일 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 일 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
본 발명의 고밀도 축양 양식을 위한 육상 도심용 고도순환 여과장치는 기존의 일반화된 폐쇄식 순환여과장치에 비해 크기가 소형화 콤팩트한 단일몸체 내에 4개의 여과조가 병렬식으로 구획 설치되어 총 4단계의 리사이클링 여과 과정을 거치는 생태계 사이클을 구현할 수 있는 환경 친화적인 여과장치로 1,2차여과조는 혐기성(무산소)여과조로 구성하고 3,4차여과조는 고도처리가 가능한 호기성 여과조 및 폭기조로 구성하여 이들을 병렬로 구획하고 초기 제1순환펌프의 가속으로 상향류로 이송시켜 병렬로 연계된 각 여과조에 중력을 이용하여 연속적으로 수류를 이동시키며 1,2차여과조에서는 상향류식 고정 생물막에 의해 유기물과 현탁 고형물을 처리하는 동시에 듀얼 메디아 적층으로 질산화와 탈질을 완성하고 3,4차여과조에서는 수류 이동튜브를 벤츄리관으로 형성하여 수류 이동시 다량의 공기가 유입되도록 하여 3차여과조에서 유동상 생물 담체에 호기성 미생물을 대량 증식시켜 SS와 잔여 유기물을 부착 미생물에 의해 분해하고 4차여과조인 폭기조에서는 포말 부상장치인 스키머의 원리를 적용하고 포말을 손쉽게 포집 제거토록 하며, 액상 유기촉매를 선택적으로 투입(단순 저장 축양 조건하에는 액상 유기촉매를 투여하지 않고 고밀도 증양 조건하에서만 투입함)하여 산도(pH)를 조절하여 주고, BOD, COD 수치를 낮추는 고도처리 여과를 하도록 함으로써 물리, 생물막, 생물여과, 고도처리 일체형 급속 순환 여과 장치이다.
이에, 이를 첨부도면에 의거 상세히 설명한다.
본 발명의 고밀도 축양 양식을 위한 육상 도심용 고도순환 여과장치는 첨부도면 도 5 내지 도 13에 도시된 바와 같이 소형화 콤팩트한 단일몸체 내에 4개의 여과조(200)가 병렬식으로 구획 설치되어 총 4단계의 리사이클링 여과과정을 거치는 생태계 사이클을 구현한 환경친화적인 고도 순환 여과장치로,
제1여과조(210)는 혐기성여과조로서 양식수조와 연결된 제1순환펌프(110)로 양식수를 하측으로부터 가속수류로 공급받아 하측의 고정 생물막인 폴리우레탄필터(211)를 거치고 2단으로 적층된 다공질 무기 여과매디아층(212)을 거쳐 질산화균에 의한 질산화로 암모니아를 아질산염, 질산염으로 산화시킴과 동시에 현탁고형물, SS를 흡착제거한 후 1차 여과된 여과수를 제1수류이동튜브(213)를 통해 제2여과조(220)의 하측으로 중력에 의해 낙하 공급하도록 구성된다.
그리고 제2여과조(220)는 혐기성여과조(무산소조)로서 1차 여과된 여과수를 공급받아 하측의 고정 생물막인 폴리우레탄필터(221)를 거치고 2단으로 적층되고 양이온교환 특성, 흡착 및 분자체 특성, 촉매 특성, 탈수 및 재흡수 특성이 있는 다공질 무기 여과매디아층(222)을 거쳐 양이온 교환 유도로 아질산염, 질산염을 제거하는 탈질을 완성한 후 2차 여과된 여과수를 벤츄리튜브로 형성된 제2수류이동튜브(223)를 통해 제3여과조(230)의 하측으로 중력에 의해 낙하 공급하도록 구성된다.
또한, 제3여과조(230)는 호기성여과조로서 2차 여과된 여과수를 벤츄리튜브로 형성된 제2수류이동튜브(223)를 통해 산소와 함께 공급받아 폴리우레탄 큐빅 또는 PVA 큐빅으로 된 담체(231)의 호기성미생물을 대량증식시키고 조 내에서 담체(231)를 유동시키면서 잔존 유기물과 SS를 분해하고 발생하는 포말을 부상시켜 제거하는 고도 처리과정을 거친 후 고도 처리된 3차 여과수를 벤츄리튜브로 형성된 제3수류이동튜브(233)를 통해 제4여과조(240)의 하측으로 중력에 의해 낙하 공급하도록 구성된다.
그러는 한편, 제4여과조(240)는 폭기조로서 3차 여과된 여과수를 벤츄리튜브로 형성된 제3수류이동튜브(233)를 통해 산소와 함께 공급받는 것과 동시에 양식수조(100)와 연결된 제2순환펌프(120)로부터 양식수를 공급받되 이 역시 벤츄리인젝터(122)로 부터 산소를 동시에 공급받아 기체 가속에 의한 마이크로 버블이 형성되어 용존산소의 증가와 스키머 효과를 구현하고 액상 유기촉매를 선택적으로 투여하여 산호사(241)를 통과하는 여과수의 산도(pH)를 조절하여 주고, BOD, COD 수치를 낮추는 고도처리를 한 후 이를 상측에 형성한 여과수 토출구를 통해 양식수조(100)내로 토출되도록 구성되는데, 단순 저장 축양 조건하에는 액상 유기촉매를 투여하지 않고 고밀도 증양 조건하에서는 투여하여 육상 도심에서도 단순저장 축양 및 고밀도 증양 양식이 모두 가능하도록 이루어진다.
여기서 상기 제1여과조(210) 내에 2단으로 적층된 다공질 무기 여과매디아층(212)의 경우 다양한 종류의 무기 여과제가 사용될 수 있는데 본 발명에서는 하측은 공극이 큰 아트라싸이트(212a)이고 상측은 활성탄(212b)으로서 하측의 아트라싸이트보다 상측의 활성탄의 공극이 작게 구성된다.
또한, 상기 제2여과조(220) 내에 2단으로 적층되고 양이온교환 특성, 흡착 및 분자체 특성, 촉매 특성, 탈수 및 재흡수 특성이 있는 다공질 무기 여과매디아층(222)은 제올라이트로서, 하측은 제올라이트MFI(222a) 예컨데 중간세공이며 관용명 ZSM-5인 제올라이트이고 상측은 제올라이트 LTA(222b) 예컨데 작은세공-관용명 제올라이트A이다.
여기서 본 발명은 상기 제1 내지 제4여과조(210)(220)(230)(240)의 하측 바닥면에는 각각 선택적으로 개폐 가능한 슬러지제거용 드레인밸브(210a)(220a)(230a)(240a)를 더 설치하여서 이루어질 수도 있다.
또한, 본 발명은 상기 제3여과조(230) 상측에 고정 생물막인 폴리우레탄필터(232)를 더 설치하여서,
담체의 유실을 방지하고 호기성 미생물의 대량 고정을 유도하며 3차 여과된 여과수가 폴리우레탄 필터(232)를 거친 후 벤츄리튜브로 형성된 제3수류이동튜브(233)를 통해 제4여과조(240)의 하측으로 중력에 의해 낙하 공급되도록 할 수도 있다.
또한, 본 발명은 상기 제4여과조(240)의 여과수 토출구(242) 상측에 고정 생물막인 폴리우레탄필터(243)를 더 설치하여서,
여과수 토출구(242)로 토출되는 4차로 여과된 여과수가 필터링되도록 함과 동시에 폭기에 의해 유동되는 산호사(241)가 여과수 토출구(242)를 통해 토출되지 못하도록 할 수도 있다.
그러는 한편, 본 발명은 상기 제3여과조(230) 및 제4여과조(240) 상측에 폭기에 의해 생성되고 부상하는 포말을 수집하는 포말 수집트레이에 포말배출구(234)(244)를 형성하여 이를 통해 부상하여 오버플로우되는 포말이 여과조(200) 배면에 형성된 포말저장소(250)로 이송되어 저장된 후 드레인밸브(251)를 통해 외부로 배출되도록 이루어진다.
또한, 본 발명에서 사용되는 상기 각각 벤츄리튜브로 형성된 제2수류이동튜브(223) 및 제3수류이동튜브(233)는,
상측에서 하측으로 갈수록 구멍이 서서히 축소되었다 확대되는 벤츄리관 형태의 여과수 이동통로(223a)(233a) 중간에 공기유입관(223b)(233b)의 하단을 설치하여서 여과수가 벤츄리관 형태의 여과수 이동통로(223a)(233a)를 통과할 때 생기는 압력차에 의해 공기유입관(223b)(233b) 내로 외부공기가 흡입되도록 이루어진 것이다.
상기 여과수 이동통로(223a)(233a)및 공기유입관(223b)(233b)은 복수개로 형성된다.
한편, 본 발명은 제4여과조(240) 내로 양식수조(100)와 배관된 제2순환펌프(120)를 이용하여 양식수조(100)내의 여과된 양식수를 재공급하되,
상기 제2순환펌프(120)와 제4여과조를 연결하는 배관(121)에 벤츄리인젝터(122)를 설치하여 강제 폭기처리로 인해 용존산소 농도를 높여 주어 제4여과조(240)에 구비되는 여과수 토출구(242)를 통해 양식수조(100)내로 높은 농도의 용존산소가 공급되도록 이루어진다.
또한, 본 발명은 상기 제1여과조(210) 측면에 열교환기장치(300)를 설치하고 이를 제1여과조(210)의 하측에 연결설치하여 양식어종 및 계절변화에 따라 양식수를 가온 또는 냉각하여 제1여과조(210)로 공급함으로써 양식수조(100)내의 양식수 온도를 조절할 수 있도록 이루어질 수도 있다.
이하에서는 상기와 같이 구성되는 본 발명의 작동상태를 설명한다.
본 발명을 양식수조(100)와 연계설치 후 가동시키면 양식수조(100)와 연결된 제1순환펌프(110)의 가동으로 양식수조(100)의 양식수가 제1여과조(210) 하측으로 공급되어 급속 수류에 의한 상향류식 가속 수류가 이루어지며 제1여과조(210)의 하측에는 고정 생물막 필터인 폴리우레탄필터(211) 또는 PVA필터가 설치되어 있는데 이로 인해 현탁 고형물을 물리적 여과처리를 하여 줌과 동시에 가속 수류에 의해 발생하는 미생물 탈리를 방지하여 주므로 질산화 미생물의 증식 성장에 유용하다.
그리고 그 상측에 2단으로 적층된 무기 여과매디아층(212) 중 하부에 적층된 안트라싸이트(212a)에 의해 일반 모래 여과기가 지닌 노화미생물의 막힘이 방지되고, 가속 수류에 안트라싸이트(212a)의 유동으로 노화 미생물이 탈리되고 분해되며, 고형물질은 질산화 미생물의 자가 소화 및 복층의 입자상 활성탄의 포집 능력으로 질산화 과정이 진행되어 질산화균에 의한 질산화로 암모니아를 아질산염, 질산염으로 질산화시켜준다.
그리고 상부에 적층된 입자상 활성탄(212b) 또한 급속 수류에 의해 부상하고 유동하면서 노화 미생물의 탈리를 유도하게 되는데 상부에 설치된 FRP그레이팅(210b)에 의해 부상된 여과매디아의 유실이 방지 된다.
이때, 하단의 PU계열 고정 생물막인 폴리우레탄필터(211)로부터 부착된 질산화 미생물과 안트라싸이트(212a)에 많은 질산화균이 부착 활성화되므로 빠르게 질산화 과정이 진행됨과 동시에 복층에 적층한 입자상 활성탄(212b)의 흡착으로 미세한 SS가 추가로 제거되어 양식수가 1차로 여과된다.
이와 같이 제1여과조(210)에서 1차 여과된 여과수는 제1수류이동튜브(213)를 통해 제2여과조(220)의 하측으로 중력에 의해 낙하 공급된다.
그러면 제2여과조(220)에서는 1차 여과된 여과수를 공급받아 하측의 고정 생물막인 폴리우레탄필터(221)를 거쳐 2단으로 적층된 무기 여과매니아층(222)인 하측의 제올라이트MFI(222a) 예컨데 중간세공을 가지는 관용명 ZSM-5인 제올라이트(222a) 및 상측의 제올라이트 LTA(222b) 예컨데 작은세공을 가지는 관용명 제올라이트A를 거치면서 양이온 교환 유도로 아질산염, 질산염을 제거하는 탈질을 완성한다.
이때, 세공의 크기가 중간인 제올라이트MFI(222a)인 관용명 ZSM-5인 제올라이트를 하측에 적층하고 그 상측으로 세공의 크기가 작은 제올라이트LTA(222b)인 관용명 제올라이트A를 적층하였기 때문에 더욱 더 빠르게 탈질이 완성된다.
이와 같이 제2여과조(220)에서 탈질이 완성된 2차 여과수는 제2수류이동튜브(223)를 통해 제3여과조(230)의 하측으로 중력에 의해 낙하 공급된다.
그러면 상기 제2수류이동튜브(223)는 벤츄리튜브로 형성되어 있으므로 다른 동력원의 폭기장치를 사용하지 않고도 수류 속도 증가에 의한 압력이 낮아진 저압 지점으로 연결된 공기 주입 관에 의해 공기가 유입되고 수류 유동에 의해 용존 산소는 증가 하게 된다.
따라서, 폴리우레탄 큐빅 또는 PVC 큐빅으로 된 담체(231)의 호기성미생물을 대량 증식시켜 주고 조 내에서 담체(231)가 유동하면서 잔존 유기물과 SS를 흡착 분해 시켜 줌과 동시에 많은 포말이 생성되어 부상된다.
그러면 부상된 포말은 상부에 설치한 포말수집 트레이의 포말배출구(234)를 통해 오버플로우되어 여과조(200) 후방의 포말저장조(250)로 모이게 되고 잔여유기물과 SS는 고도 여과된다.
이때, 폴리우레탄 큐빅 또는 PVC 큐빅으로 된 담체(231)는 유동되는 것이어서 잔존 유기물과 SS의 흡착 분해가 더욱 신속하게 진행된다.
이와 같이 제3여과조(230)에서 고도처리되고 포말이 제거된 3차 여과수는 제3수류이동튜브(233)를 통해 제4여과조(240)인 폭기조의 하측으로 중력에 의해 낙하 공급된다.
그러면 상기 제3수류이동튜브(233) 역시 벤츄리튜브로 형성되어 있으므로 수류 속도 증가에 의한 압력이 낮아진 저압 지점으로 연결된 공기유입관(233b)에 의해 공기가 유입되고 수류 유동에 의해 용존 산소는 증가 하게 된다.
또한, 이와 동시에 양식수조(100)와 연결된 제2순환펌프(120)로부터 양식수가 공급되는데 배관(121)에는 벤츄리인젝터(122)가 설치되어 있어서 기체 가속에 ㅇ의해 마이크로 버블이 형성되어 스키머 효과에 의한 잔존 유기물과 SS는 포말로 부상되고 용존산소의 증가가 더욱 더 배가된다.
이와 같이 제4여과조(240)인 폭기조에서는 3차 여과된 여과수가 벤츄리튜브로 형성된 제3수류이동튜브(233)를 통해 산소와 함께 공급되는 것과 동시에 양식수조(100)와 연결된 제2순환펌프(120)에 배관(121)된 벤츄리인젝터(122)로 부터 산소를 동시에 공급받는 것이어서 저에너지의 제2순환펌프(120)를 사용하여도 용존산소의 증가와 기체의 가속으로 스키머 효과를 구현할 수 있다.
또한, 제4여과조(240)인 액상 유기촉매를 선택적으로 투여하여줄 수 있는데 예컨데, 단순 저장 축양 조건하에는 액상 유기촉매를 투여하지 않고 고밀도 증양 조건하에서는 액상 유기촉매를 투여하여 산호사(241)를 통과하는 여과수의 산도(pH)를 조절하여 주고, BOD, COD 수치를 더욱 신속하고 완벽하게 낮추는 고도처리를 할 수 있다.
이 과정에서 역시 기체 가속으로 구현된 마이크로 버블에 의해 포말이 생성되어 부상되는데 그러면 이 포말 또한 역시 제3여과조(230)에서와 같이 상부에 설치한 포말 수집트레이의 포말배출구(244)를 통해 오버플로우된 후 여과조(200) 배면에 형성된 포말저장조(250)로 모이게 되고 포말저장소(250)에 모인 포말은 드레인밸브(251)를 개방하여 외부로 배출시켜 주면 된다.
따라서, 일반 하,폐수처리시 여과 방법은 부유물이 많이 떠다니므로 1차 침전조를 거치고, 부유물을 침전시키기 위해서 별도의 규모가 큰 침전조(침전속도, 무게대비 부피 등)를 구비하여야 하나 본 발명에서는 이러한 규모가 큰 침전조가 전혀 필요 없다.
한편, 제4여과조(240)인 폭기조에서 여과수의 산도(pH)를 조절하여 주고, BOD, COD 수치를 낮추어 고도처리가 되고 포말이 제거된 4차 여과수는 조 상측에 형성한 여과수 토출구(242)를 통해 양식수조(100)내로 공급된다.
그러는 한편, 본 발명은 상기 제1여과조(210) 측면에 열교환기장치(300)를 설치하고 이를 제1여과조(210)의 하측에 연결설치하여 양식어종이나 계절에 따라 양식수를 가온 또는 냉각하여 제1여과조(210)로 공급함으로써 양식수조(100)내의 양식수 온도를 조절할 수 있기때문에 냉수대 문제 혹한과 폭염시의 전체 폐사문제 까지도 완벽하게 통제 가능하다.
상기한 바와 같은 본 발명의 고밀도 축양 양식을 위한 육상 도심용 고도순환 여과장치는 기존의 일반화된 폐쇄식 순환여과장치에 비해 크기가 콤팩트하면서도 단일몸체내에서 4단계의 여과조(200)를 구성하고 제1,2순환펌프(110)에 의해 급속 수류를 이용하여 유입수를 통과시키되, 기공이 큰 고정 생물막에 질산화균을 부착 증식하고 미생물 탈리가 일어나지 않도록 하고 유동상 듀얼 메디아에서 질산화를 유도하여 무산조에서 이온 전달로 탈질 시킨 처리수를 호기조인 제3여과조(230)에 충진된 유동상 담체(231)로 고도 처리하고 제4여과조(240)에서 폭기와 액상 유기촉매제 혼입으로 고도 처리를 완성할 수 있도록 하여 기존의 일반 양식장에서의 수질제어 문제점을 개선하고, 공간절약형으로 소형 콤팩트한 크기로 설치장소에 구애받지 않으면서도 수질제어가 매우 용이한 모듈화된 고효율 성능의 고도처리 순환 여과장치이기 때문에 적용장소, 적용 어종에 관계없이 여과 대상과, 운용 방식을 응용하여 유동상 생물막 여과, 상향류식 수류 다층 여재에 의한 질산화효율의 증대, 가속 수류에 의한 여과수 처리량의 달성, 생물 고정 유동상 담체의 미생물 탈리 방지효과 및 증식효과, 고도처리 폭기조 내에서의 수질조정과 생물 유기촉매제의 마이크로버블 형성으로 용존산소를 증가시키고 BOD, COD 수치를 감소시키는 복합 응용에 의한 수질 정화, 고도처리 여과에 의한 무항생제 양식 및 중간양식 달성 및 열교환장치의 부설로 양식수조내의 온도를 조절함을 통하여, 기존의 문제점으로 대두 되었던 천혜 가두리양식의 적조문제와 냉수대 문제 혹한과 폭염시의 전체 폐사문제를 통제 가능한 육상 도심 양식으로 국제적 위생에 부합하는 양식현장을 만들고, 생산성 향상, 중간 양식 및 저장시의 폐사 억제, 오염 배출수 방류 중단으로 연안 수질환경 개선에 기여 하게 될 것이다,
본 발명의 보호 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100:양식수조 110:제1순환펌프
120:제2순환펌프 121:배관
122:벤츄리인젝터 200:여과조
210:제1여과조 210a,220a,230a,240a, 251:드레인밸브
210b,220b,230b,240b:FRP그레이팅 212,222:다공질 무기 여과매디아층
212a:아트라싸이트 212b:활성탄
222a:제올라이트MFI 222b:제올라이트LTA
213:제1수류이동튜브 220:제2여과조
223:제2수류이동튜브 223a,233a:이동통로
223b,233b:공기유입관 230:제3여과조
231:담체 233:제3수류이동통로
234,244:포말배출구 240:제4여과조
241:산호사 242:여과수 토출구
250:포말저장소
120:제2순환펌프 121:배관
122:벤츄리인젝터 200:여과조
210:제1여과조 210a,220a,230a,240a, 251:드레인밸브
210b,220b,230b,240b:FRP그레이팅 212,222:다공질 무기 여과매디아층
212a:아트라싸이트 212b:활성탄
222a:제올라이트MFI 222b:제올라이트LTA
213:제1수류이동튜브 220:제2여과조
223:제2수류이동튜브 223a,233a:이동통로
223b,233b:공기유입관 230:제3여과조
231:담체 233:제3수류이동통로
234,244:포말배출구 240:제4여과조
241:산호사 242:여과수 토출구
250:포말저장소
Claims (9)
- 소형화 콤팩트한 단일몸체 내에 4개의 여과조(200)가 병렬식으로 구획 설치되어 총 4단계의 리사이클링 여과과정을 거치는 생태계 사이클을 구현한 환경친화적인 고도 순환 여과장치를 구성하되,
제1여과조(210)는 혐기성여과조로서 양식수조(100)와 연결된 제1순환펌프(110)로 양식수를 하측으로부터 가속수류로 공급받아 하측의 고정 생물막인 폴리우레탄필터(211)를 거치고 2단으로 적층된 다공질 무기 여과매디아층(212)을 거쳐 질산화균에 의한 질산화로 암모니아를 아질산염, 질산염으로 산화시킴과 동시에 현탁고형물, SS를 흡착제거한 후 1차 여과된 여과수를 제1수류이동튜브(213)를 통해 제2여과조(220)의 하측으로 중력에 의해 낙하 공급하도록 구성하고,
제2여과조(220)는 혐기성여과조로서 1차 여과된 여과수를 공급받아 하측의 고정 생물막인 폴리우레탄필터(221)를 거치고 2단으로 적층되고 양이온교환 특성, 흡착 및 분자체 특성, 촉매 특성, 탈수 및 재흡수 특성이 있는 다공질 무기 여과매디아층(222)을 거쳐 양이온 교환 유도로 아질산염, 질산염을 제거하는 탈질을 완성한 후 2차 여과된 여과수를 벤츄리튜브로 형성된 제2수류이동튜브(223)를 통해 제3여과조(230)의 하측으로 중력에 의해 낙하 공급하도록 구성하며,
제3여과조(230)는 호기성여과조로서 2차 여과된 여과수를 벤츄리튜브로 형성된 제2수류이동튜브(223)를 통해 산소와 함께 공급받아 폴리우레탄 큐빅 또는 PVA 큐빅으로 된 담체(231)의 호기성미생물을 대량증식시키고 조 내에서 담체(231)를 유동시키면서 잔존 유기물과 SS를 분해하고 발생하는 포말을 부상시켜 제거하는 고도 처리과정을 거친 후 고도 처리된 3차 여과수를 벤츄리튜브로 형성된 제3수류이동튜브(233)를 통해 제4여과조(240)의 하측으로 중력에 의해 낙하 공급하도록 구성하며,
제4여과조(240)는 폭기조로서 3차 여과된 여과수를 벤츄리튜브로 형성된 제3수류이동튜브(233)를 통해 산소와 함께 공급받는 것과 동시에 양식수조(100)와 연결된 제2순환펌프(120)로부터 양식수를 공급받되 이 역시 벤츄리인젝터(122)로 부터 산소를 동시에 공급받아 용존산소의 증가와 기체의 가속을 이용해 마이크로 버블을 형성시켜 스키머효과를 구현하고 액상 유기촉매를 선택적으로 투여하여 산호사(241)를 통과하는 여과수의 산도(pH)를 조절하고, BOD, COD 수치를 낮추어 주는 고도처리를 한 후 이를 상측에 형성한 여과수 토출구(242)를 통해 양식수조(100)내로 토출되도록 구성하여서,
단순 저장 축양 조건하에는 액상 유기촉매를 투여하지 않고 고밀도 증양 조건하에서는 투여하여 육상 도심에서도 단순저장 축양 및 고밀도 증양 양식이 모두 가능하도록 이루어짐을 특징으로 하는 고밀도 축양 양식을 위한 육상 도심용 고도순환 여과장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1여과조(210) 내에 2단으로 적층된 다공질 무기 여과매디아층(212)은 공극이 큰 아트라싸이트(212a)이고 상측은 활성탄(212b)으로서 하측의 아트라싸이트(212a)보다 상측의 활성탄(212b)의 공극이 작게 구성되며,
상기 제2여과조(220) 내에 2단으로 적층되고 양이온교환 특성, 흡착 및 분자체 특성, 촉매 특성, 탈수 및 재흡수 특성이 있는 다공질 무기 여과매디아층(222)은 제올라이트로서, 하측은 제올라이트MFI(222a)이고 상측은 제올라이트LTA(222b)임을 특징으로 하는 고밀도 축양 양식을 위한 육상 도심용 고도순환 여과장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 내지 제4여과조(240)의 하측 바닥면에는 선택적으로 개폐 가능한 슬러지제거용 드레인밸브(210a)(220a)(230a)(240a)를 더 설치하여서 이루어짐을 특징으로 하는 고밀도 축양 양식을 위한 육상 도심용 고도순환 여과장치. - 제1항에 있어서,
상기 제3여과조(230) 상측에는 고정 생물막인 폴리우레탄필터(230b)를 더 설치하여서,
담체(231)의 유실을 방지하고 호기성 미생물의 대량 고정 증식을 유도하며 3차로 여과된 여과수가 폴리우레탄필터(230b)를 거친 후 벤츄리튜브로 형성된 제3수류이동튜브(233)를 통해 제4여과조(240)의 하측으로 중력에 의해 낙하 공급되도록 이루어짐을 특징으로 하는 고밀도 축양 양식을 위한 육상 도심용 고도순환 여과장치. - 제1항에 있어서,
상기 제4여과조의 여과수 토출구(242) 상측에 고정 생물막인 폴리우레탄필터(243)를 더 설치하여서,
여과수 토출구(242)로 토출되는 4차로 여과된 여과수가 필터링되도록 함과 동시에 폭기에 의해 유동되는 산호사가 토출구를 통해 토출되지 못하도록 이루어짐을 특징으로 하는 고밀도 축양 양식을 위한 육상 도심용 고도순환 여과장치. - 제1항에 있어서,
상기 제3여과조 및 제4여과조 상측에 폭기에 의해 생성되고 부상하는 포말을 배출하는 포말배출구(234)(244)를 형성하여 이를 통해 부상하여 오버플로우되는 포말이 여과조 배면에 형성된 포말저장소(250)로 이송되어 저장된 후 드레인밸브(251)를 통해 외부로 배출되도록 이루어짐을 특징으로 하는 고밀도 축양 양식을 위한 육상 도심용 고도순환 여과장치. - 제1항에 있어서,
상기 각각 벤츄리튜브로 형성된 제2수류이동튜브(223) 및 제3수류이동튜브(233)는,
상측에서 하측으로 갈수록 구멍이 서서히 축소되었다 확대되는 벤츄리관 형태의 여과수 이동통로(223a)(233a) 중간에 공기유입관(223b)(233b)의 하단을 설치하여서 여과수가 벤츄리관 형태의 여과수 이동통로(223a)(233a)를 통과할 때 생기는 압력차에 의해 공기유입관(223b)(233b) 내로 외부공기가 흡입되도록 이루어짐을 특징으로 하는 고밀도 축양 양식을 위한 육상 도심용 고도순환 여과장치. - 제1항에 있어서,
제4여과조(240)에는,
양식수조(100)와 배관된 제2순환펌프(120)를 이용하여 양식수조(100)내의 여과된 양식수를 재공급하되,
상기 제2순환펌프(120)와 제4여과조(240)를 연결하는 배관(121)에 벤츄리인젝터(122)를 설치하여 강제 폭기처리로 기체 가속에 의해 형성된 마이크로버블이 스키머 효과를 구현해 잔존 유기물과 SS를 제거하며 동시에 용존산소 농도를 높여 주어 여과수 토출구(242)를 통해 양식수조(100)내로 공급되도록 이루어짐을 특징으로 하는 고밀도 축양 양식을 위한 육상 도심용 고도순환 여과장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1여과조(210) 측면에 열교환기장치(300)를 설치하고 이를 제1여과조(210)의 하측에 연결설치하여 양식어종 및 계절변화에 따라 양식수를 가온 또는 냉각하여 제1여과조(210)로 공급함으로써 양식수조(100)내의 양식수 온도를 조절할 수 있도록 이루어짐을 특징으로 하는 고밀도 축양 양식을 위한 육상 도심용 고도순환 여과장치.
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