KR102037631B1 - Removal apparatus of dissolved carbon dioxide(CO2) and organic matter in a decompression chamber. - Google Patents

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KR102037631B1 KR1020190055749A KR20190055749A KR102037631B1 KR 102037631 B1 KR102037631 B1 KR 102037631B1 KR 1020190055749 A KR1020190055749 A KR 1020190055749A KR 20190055749 A KR20190055749 A KR 20190055749A KR 102037631 B1 KR102037631 B1 KR 102037631B1
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Abstract

A degassing apparatus for removing carbon dioxide, and since the degassing apparatus for removing carbon dioxide provides a cycle filtration type culture system having the degassing apparatus for removing carbon dioxide composed of a circulation structure for sending the breeding water from which carbon dioxide is removed to the reservoir, it is possible to have an effect of more effectively removing carbon dioxide (CO_ 2) generated by respiration of breeding organisms and oxygen consumption of biological filtration in a circulating filtration aquaculture system.

Description

감압 챔버를 이용한 용존 이산화탄소 제거장치를 갖는 순환 여과식 양식시스템{Removal apparatus of dissolved carbon dioxide(CO2) and organic matter in a decompression chamber.}Recirculation apparatus of dissolved carbon dioxide (CO2) and organic matter in a decompression chamber.

본 발명은 사육수를 순환시키는 과정에서 사육수의 pH 하강의 근본적인 원인이 되는 이산화탄소를 감소시킬 수 있는 순환 여과식 양식시스템에 관한 것으로, 사육수의 이산화탄소를 제거하기 위한 탈기장치가 구비되어, 저수조로부터 유입된 사육수의 이산화탄소를 제거시킨 뒤, 이산화탄소가 제거된 사육수를 다시 저수조로 보내는 순환구조를 통해 재사용되는 사육수에 함유된 이산화탄소를 감소시키는 이산화탄소 제거용 탈기장치가 설치된 순환여과식 양식시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a circulating filtration culture system that can reduce the carbon dioxide which is a fundamental cause of the pH drop of the breeding water in the process of circulating the breeding water, the degassing device for removing the carbon dioxide in the breeding water is provided, Circulation filtration culture system equipped with a degassing device for removing carbon dioxide from the rearing water, which removes carbon dioxide from the rearing water, and reduces the carbon dioxide contained in the rearing water through the circulation structure that sends the reared water back to the water tank. It is about.

현재 해산어류 양식 생산량은 넙치를 대상으로 한 육상수조식 양식이 약 50%를 차지하고 있다. 육상수조식 양식의 경우, 가두리 양식에 비해 날씨나 해황변동에 대한 영향이 적다는 장점이 있으나, 바다로부터 많은 해수를 취수하여 사용한 후, 배수하므로 적조 및 냉수대 발생 등의 자연환경 악화에 의해 안정적인 사육이 곤란한 경우가 있다.Currently, marine fish farming production accounts for about 50% of flounder farming. In the case of terrestrial tank farming, it has the advantage of less influence on weather or sea fluctuation than the cage farming.However, since many seawater is collected from the sea and used, it is drained, so stable breeding is caused by deterioration of natural environment such as red tide and cold water generation. It may be difficult.

또한, 동력비, 가온비, 냉각비 등에서 에너지 효율이 좋지 않아 양식원가 상승 및 양식품종 다양화에 대한 장해요소가 되고 있으며 양식 중 발생하는 어류의 배설물이나 미섭취 사료 등은 고농도의 영양분을 함유하고 있어 그에 따른 처리방안이 요구된다.In addition, due to poor energy efficiency in power, heating and cooling costs, it is an obstacle to raising farming costs and diversifying aquaculture varieties. Fish excretion and uningested feeds generated during farming contain high levels of nutrients. There is a need for treatment accordingly.

이에 사육수에 함유되어 있는 고농도의 영양오염물을 여과 처리하여 다시 사용하고 일부만 배수하는 환경문제를 고려한 순환여과 양식시스템이 개발되었다.순환여과 양식시스템은 소량의 해수를 활용해 고밀도 사육을 구현할 수 있으며 안정적으로 내부 수온을 유지할 수 있고 다양한 수처리 시설을 이용하여 물을 지속적으로 재처리 및 사용함으로써, 안정적인 수질 환경을 유지할 수 있으며 물의 사용량을 감소시켜 에너의 손실을 최소화하고 그 결과 배출수를 저감시킬 수 있는 환경친화적, 에너지 절감형 양식법이다.Therefore, a circulating filtration aquaculture system has been developed that considers the environmental problem of filtering and reusing the high concentration of nutrient contaminants contained in the breeding water and draining only a part of it.The circulating filtration aquaculture system can realize high density breeding using a small amount of seawater. By maintaining internal water temperature stably and continuously reprocessing and using water using various water treatment facilities, it is possible to maintain a stable water quality environment and to reduce the amount of water used to minimize the loss of energy and consequently to reduce the discharged water. It is an environmentally friendly, energy-saving aquaculture method.

통상적인 순환여과식 양식 시스템은, 정기적인 해수 공급용 파이프 및 기본시설과 같은 급수 설비, 양식장으로 물을 공급하기 전 사용되는 저장조, 외부로 배출되는 물 처리를 위한 필터와 폐 염수 처리 시설과 같은 폐수 처리 시설, 외부로 많은 양의 폐수 처리 및 배출을 위한 파이프 및 기본시설과 같은 배수 설비 등 오염 물질의 처리를 위한 추가 장비가 설치되어 이루어진다.Conventional circulating aquaculture systems include water supply facilities, such as regular seawater supply pipes and infrastructure, reservoirs used to supply water to farms, filters for outbound water treatment and waste brine treatment facilities. Additional equipment is installed for the treatment of pollutants, such as wastewater treatment plants, drainage facilities such as pipes and infrastructure for the treatment and discharge of large amounts of wastewater to the outside.

유럽과 북미에서는 1일 전 사육수의 5~20% 정도를 새로운 물로 환수함으로써 암모니아에서 질산까지의 여과가 주과정으로 탈질 및 pH조정을 거의 하지 않는 형태로 순환여과시스템이 개발되어 보급되고 있으며, 생태양식에 대한 관심이 높아지면서 파래 등 해조류를 이용한 생물여과시스템 개발 분야에서도 관심을 높게 가지고 있다. 일본에서는 주로 생물여과시스템, 침전 및 현탁 오염물질 처리시스템, 가스교환시스템, pH조정시스템을 구비하여 복잡하지만 1일 환수량이 1% 이하로 거의 없는 형태이다.In Europe and North America, a circulating filtration system has been developed and distributed in the form of filtration of ammonia to nitric acid with almost no denitrification and pH adjustment as the main process by returning 5 ~ 20% of the bred water to fresh water a day ago. As interest in ecological farming has increased, the field of biofiltration systems using seaweeds, such as seaweed, has become very interested. In Japan, it is mainly complicated by biofiltration system, sediment and suspension pollutant treatment system, gas exchange system, and pH adjustment system, but the daily return volume is less than 1%.

순환여과시스템은 환경보호측면에서 세계적으로 관심은 매우 높으나 인위적인 환경제어를 통해 어류를 생산하는 시스템이기 때문에, 시설비가 많이 소요되고 생산자가 생물학적, 공학적 제반 요소에 대해 충분히 이해하고 평가하는 능력이 있어야 한다. The circulatory filtration system is very globally concerned in terms of environmental protection, but since it is a system for producing fish through artificial environmental control, it must be expensive and have the ability for producers to fully understand and evaluate biological and engineering factors. .

또한, 운영 측면에 있어서, 고밀도 집약적으로 양식하는 경우, 배출되는 암모니아, 아질산, 질산염 등의 질소 노폐물과 고형 오염물질의 제거, 양식수 여과, 가온 및 냉각등에 소요되는 비용이 커 원가 절감의 장애요인이 될 수 있기 때문에, 보다 효율적인 수처리 시스템의 설치가 필요하다. In addition, in terms of operation, high-density-intensive farming costs are associated with cost savings such as the removal of nitrogen wastes such as ammonia, nitrous acid and nitrates, and the removal of solid contaminants, filtration of aquaculture water, and heating and cooling. Since this can be done, it is necessary to install a more efficient water treatment system.

통상적인 순환 여과식 양식 시스템은 사육 시스템과 수처리 공정이 구분되어 있는 중앙 집중형 구조로 사육시 발생될 수 있는 유독성 용존 물질 등에 의한 수질 변화에 빠르게 대처할 수 없는 단점이 있어 어류질병 발생에 취약하고 적합한 환경조성을 설정하는데 어려운 문제점이 있다. 또한, 수처리 노하우 부재 및 경제성 등의 문제로 탈질산화 과정 등 주요 과정을 생략하고 일일 기준 양식수의 약 10%를 교환하여 양식이 가능한 수준으로 질산 수치를 떨어뜨려 운영하는 한계를 보이고 있다. 특히, 고밀도, 고밀식 양식과정에서는 많은 양의 산소 소비활동에 따라 비례적으로 이산화탄소(CO2)의 발생량도 증가하게 된다. 이렇게 발생한 이산화탄소는 산소 및 기타 기체에 비해 용해도가 높다. Conventional circulating filtration farming system is a centralized structure that separates the breeding system and the water treatment process, and has a disadvantage in that it cannot quickly cope with changes in water quality due to toxic dissolved substances that may occur during breeding. There is a difficult problem in establishing an environmental composition. In addition, due to problems such as lack of know-how and economic feasibility, major processes such as denitrification are omitted, and about 10% of the daily standard aquaculture water is exchanged. In particular, high density, high density aquaculture processes increase the proportion of carbon dioxide (CO 2 ) in proportion to the large amount of oxygen consumption activity. The carbon dioxide thus generated is more soluble than oxygen and other gases.

이로 인하여 사육용수의 수소이온농도(pH)저하 시켜 사육생물의 성장 및 생존을 저하시키는 요인으로 작용하는데, 통상적인 순환여과시스템에서 고밀도사육 실현(50 kg/ton)시 이산화탄소(CO2) 최대농도 50 mg/L 수준까지 상승하는데 일반적인 자연해수의 이산화탄소(CO2)농도는 1~3 mg/L 수준으로 이에 비해 약 50배 정도 높은 수준으로 사육생물의 폐사 원인이 될 수 있다.As a result, the hydrogen ion concentration (pH) of the breeding water is lowered, which acts as a factor to lower the growth and survival of the breeding organisms, and the maximum concentration of carbon dioxide (CO 2 ) when high density breeding (50 kg / ton) is realized in a general circulating filtration system. It is raised to the 50 mg / L level, the general carbon dioxide (CO 2 ) concentration of natural seawater is 1 ~ 3 mg / L level, which is about 50 times higher than that can cause the death of the livestock.

국내 공개특허번호 제10-2017-0022051호에는 순환 여과식 양식 시스템에 관하여 개시하고 있으나, 상기와 같은 순환여과식 시스템의 경우 사육수로서 일간 약 5~10%정도의 적은 양의 새 물만을 사용하여 고밀도 사육을 수행함에 따라 pH가 지속적으로 감소하는 문제가 있었으며, 이와 같은 pH의 감소는 양식 생물의 대사 및 성장을 저해하고, 혈중의 헤모글로빈이 산소와 결합하는 능력이 떨어지게 되어 충분한 용존산소가 공급되고 있음에도 불구하고 사육 생물이 질식사할 수 있다. 따라서 수중에 이산화탄소가 과도하게 축적되지 않은 수처리 시스템이 설치된 순환여과식 양식시스템 개발이 필요하다.Korean Patent Publication No. 10-2017-0022051 discloses a circulating filtration aquaculture system, but in the case of the above circulating filtration system, only a small amount of new water of about 5-10% is used as breeding water per day. As a result of high density farming, there was a problem that the pH was continuously decreased, and such a decrease in pH inhibited the metabolism and growth of aquaculture organisms, and the ability of hemoglobin in the blood to bind with oxygen was insufficient to supply sufficient dissolved oxygen. Despite this, breeding organisms can choke. Therefore, it is necessary to develop a circulating filtration aquaculture system equipped with a water treatment system in which carbon dioxide is not excessively accumulated in water.

국내 등록특허번호 제10-1021911호에는 오버플로관을 구비하는 수조; 상기 오버플로관으로 배출되는 해수를 정화시키는 바이오볼 탱크; 상기 바이오볼탱크로 배출되는 정화된 해수를 저장하도록 배치되어 자연해수공급용 급수관을 구비하는 섬프탱크; 상기 수조와 섬프탱크로 해수를 순환시키도록 배치되는 순환라인; 섬프탱크의 해수를 펌프로 흡입하여 불순물을 걸러낸 후 순환라인으로 배출시키는 여과기; 상기 섬프탱크의 해수를 펌프로 흡입하여 불순물을 걸러낸 후 섬프탱크로 배출시키는 스키머; 순환라인에 연결되어 해수의 냉온을 조절하는 수온조절기; 순환라인에 연결되어 해수의 세균을 제거하는 살균기; 상기 섬프탱크, 순환라인, 여과기, 스키머, 수온조절기, 살균기의 각 연결라인에 각각 설치되는 솔레노이드밸브(V)를 포함하는 전시용 해수어 수조 순환여과시스템에 관하여 개시하고 있다.Korean Patent No. 10-1021911 has a water tank having an overflow pipe; A bioball tank for purifying the seawater discharged to the overflow pipe; A sump tank disposed to store purified seawater discharged to the bioball tank and having a water supply pipe for supplying natural seawater; A circulation line arranged to circulate seawater to the water tank and the sump tank; A filter for sucking seawater of the sump tank with a pump to filter out impurities and to discharge them to a circulation line; A skimmer that sucks the seawater of the sump tank with a pump to filter out impurities and to discharge the sump into the sump tank; A water temperature controller connected to the circulation line to control the cold temperature of the sea water; A sterilizer connected to the circulation line to remove bacteria from the sea water; The sump tank, circulation line, filter, skimmer, water temperature regulator, is disclosed for a display fish tank circulation filtration system including a solenoid valve (V) installed in each connection line of the sterilizer. 국내 공개특허번호 제10-2017-0022051호에는 양식 생물이 활동하는 공간을 제공하는 양식 수조; 상기 양식 수조와 연결되어 양식수가 유입되며, 양식수에 포함된 고형 오염물질을 침전시키는 침전조; 상기 양식수조 및 침전조와 각각 연결되어 양식수가 유입되는 혼합조; 상기 혼합조와 연결되어 양식수가 유입되며, 양식수에 포함된 고형 오염물질을 거르는 제 1 모래 여과기; 상기 제 1 모래 여과기와 연결되어 양식수가 유입되며, 양식수에 포함된 고형 오염물질을 흡착하여 배출하는 거품 분리기; 및 상기 거품 분리기와 연결되어 양식수가 유입되며, 양식수에 용해되어 있는 오존 및 이산화탄소를 분해하는 탈기 장치; 를 포함하는 순환 여과식 양식 시스템에 관하여 개시하고 있다.Korean Patent Laid-Open No. 10-2017-0022051 includes aquaculture tanks that provide a space in which aquaculture organisms work; A sedimentation tank connected with the aquaculture tank to introduce the aquaculture water to precipitate solid contaminants contained in the aquaculture water; A mixing tank connected to the cultured water tank and the settling tank, respectively, into which the cultured water flows; A first sand filter connected to the mixing tank to introduce cultured water and filtering solid contaminants contained in the cultured water; A foam separator connected to the first sand filter to introduce the cultured water and adsorb and discharge the solid contaminants contained in the cultured water; And a degassing apparatus connected to the bubble separator to introduce aquaculture water and decomposing ozone and carbon dioxide dissolved in the culture water. Disclosed is a circulation filtration culture system comprising a. 국내 등록특허번호 제10-1156215호에는 사육수의 이산화탄소를 제거하기 위한 탈기장치가 구비되어, 저수조로부터 유입된 사육수의 이산화탄소를 제거시킨 뒤, 이산화탄소가 제거된 사육수를 다시 저수조로 보내는 순환구조를 통해 재사용되는 사육수에 함유된 이산화탄소를 감소시키는 순환여과식 양식시스템에 관하여 개시하고 있다.Domestic Patent No. 10-1156215 is provided with a degassing device for removing the carbon dioxide of the breeding water, removes the carbon dioxide of the breeding water introduced from the reservoir, the circulation structure for sending carbon dioxide removed breeding water back to the reservoir Disclosed is a circulating filtration aquaculture system that reduces the carbon dioxide contained in the rearing water to be reused through. 국내 등록특허번호 제10-1782735호에는 다각형의 수조바닥을 수조외벽이 둘러싸며 형성되어 상부가 개구된 사육수조; 배수관을 매개로 상기 사육수조와 연결되고 사육수조에서 배수된 사육수가 수집되는 재생수조; 상기 재생수조는 재생수 공급관을 매개로 탈기장치와 연결 설치되며;상기 재생수 공급관에는 재생장치 및 탈기펌프가 설치되고; 상기 탈기장치의 하부에는 순환수 회수관이 연결 설치되어 산소 공급장치와 연결되고; 상기 산소 공급장치에는 순환수 공급관이 설치되어 사육수조와 연결되어 이루어지는 에너지 절감용 순환 여과식 어류 양식시스템에 관하여 개시하고 있다.Korean Patent No. 10-1782735 is a breeding tank having a polygonal tank bottom surrounded by the outer wall of the tank, the opening is opened; A recycling tank connected to the breeding tank through a drain pipe and collecting breeding water drained from the breeding tank; The regeneration water tank is connected to the degassing apparatus through a regeneration water supply pipe; the regeneration water supply pipe is provided with a regeneration device and a degassing pump; A circulating water recovery pipe is connected to the lower portion of the degassing device and connected to an oxygen supply device; The oxygen supply device is disclosed with respect to the energy-saving circulating filtered fish farming system is provided with a circulating water supply pipe is connected to the breeding tank.

일반적인 양식장 환경에서도 고밀도, 고밀식 양식과정에서는 많은 양의 산소 소비활동에 따라 비례적으로 이산화탄소(CO2)의 발생량도 증가하게 된다. 이렇게 발생한 이산화탄소는 산소 및 기타 기체에 비해 용해도가 높으며, 이로 인하여 사육용수의 수소이온농도(pH)저하 시켜 사육생물의 성장 및 생존을 저하시키는 요인으로 작용한다. 본 발명은 수중용해도가 높은 이산화탄소가 기존의 순환여과시스템에 설치되는 탈기장치에서 이산화탄소 제거효율이 떨어져 제거를 위한 시간 및 비용이 상승이 증가하는 상기 문제점을 해결하기 위해 사육생물의 호흡 및 생물학적여과과정의 산소소비에 따라 발생하는 이산화탄소(CO2)를 여과매질 통과시 분리된 이산화탄소를 흡입하여 보다 효율적으로 제거할 수 있도록 이산화탄소 제거용 탈기장치가 설치된 순환여과식 양식시스템을 제공하고자 한다.Even in the general farm environment, high density and dense aquaculture processes increase the proportion of carbon dioxide (CO 2 ) in proportion to the large amount of oxygen consumption. The carbon dioxide thus generated has a higher solubility than oxygen and other gases, thereby lowering the hydrogen ion concentration (pH) of the breeding water, thereby reducing the growth and survival of the breeding organisms. The present invention is a respiratory and biological filtration process of the breeding organisms to solve the above problem that the carbon dioxide removal efficiency is lowered in the degassing apparatus installed in the existing circulating filtration system has a high water solubility, the increase in time and cost for removal It is to provide a circulating filtration aquaculture system equipped with a degassing device for removing carbon dioxide to remove the carbon dioxide (CO 2 ) generated by the oxygen consumption of the filter medium by inhaling the separated carbon dioxide when passing through the filter medium.

본 발명은 이산화탄소 제거용 탈기장치가 설치된 순환여과식 양식시스템은 이산화탄소 제거용 탈기장치와, 상기 이산화탄소 제거용 탈기장치는 저수조로부터 유입된 사육수의 이산화탄소를 제거 후, 이산화탄소가 제거된 사육수를 다시 저수조로 보내는 순환구조로 이루어지는 것일 수 있다.The present invention is a circulating filtration culture system equipped with a degassing device for removing carbon dioxide, a degassing device for removing carbon dioxide, the degassing device for removing carbon dioxide after removing the carbon dioxide of the breeding water introduced from the reservoir, the carbon dioxide is removed the breeding water again It may be made of a circulation structure sent to the reservoir.

또한, 상기 이산화탄소 제거용 탈기장치는 일정크기로 내부가 비어있는 밀폐구조의 충진탑; 상기 충집탑 상부에는 상기 저수조와 연결되어 사육수를 충진탑 내부로 유입시키는 사육수 유입관; 상기 사육수 유입관에 설치되어 사육수의 유입량을 조절하는 유입량 조절밸브; 상기 충진탑 내부에는 여과매질이 적층 설치되며; 상기 충진탑 하부에는 상기 여과매질을 통과한 사육수를 저수조로 재공급하는 사육수 배출관이 설치되며; 상기 충진탑 어느 한 측면에는 공기를 충진탑 내부로 공급하는 공기주입구와, 상기 공기주입구를 통해 공급된 공기를 외부로 배출 및 공기주입구로 재공급하는 공기배출구가 형성되며; 상기 공기주입구의 공기 주입량을 조절하는 공기조절밸브가 설치되어 이루어지는 것일 수 있다.In addition, the degassing device for removing carbon dioxide is a filling tower of a sealed structure is empty inside the predetermined size; A breeding water inlet pipe connected to the water storage tank to allow the breeding water to flow into the filling tower; An inflow control valve installed in the breeding water inlet pipe to control the inflow of the breeding water; A filter medium is stacked in the packed column; A breeding water discharge pipe for resupplying the breeding water passing through the filter medium to the water storage tank is installed below the filling tower; An air inlet for supplying air into the packed tower and an air outlet for discharging air supplied through the air inlet to the outside and resupply to the air inlet; Air control valve for adjusting the air injection amount of the air inlet may be made.

본 발명은 순환여과양식시스템에서 사육생물의 호흡 및 생물학적여과과정의 산소소비에 따라 발생하는 이산화탄소(CO2)를 보다 효율적으로 제거할 수 있도록 밀폐된 Packed column형태의 탈기장치를 구성하고, 이 장치내부로부터 인위적으로 공기를 흡입 배출하도록 설계하여 Packed column 내부의 압력을 외부보다 낮게 유지 하도록 하여 Packed column 內 여과매질(다공형 플라스틱 채반)을 통과하며 부서진 사육용수의 입자로부터 배출되는 이산화탄소(CO2)를 장치내부에 형성된 흡입력을 이용하여 외부로 신속하게 빨아내어 배출하는 구조로써 일반적인 탈기장치에 견주어 그 효율이 매우 우수한 효과를 나타내어 본 발명의 개발기술을 적용한 순환여과양식시스템을 자체적으로 디자인함으로서 관련시장을 선점할 수 있다. The present invention constitutes a sealed packed degassing apparatus for more efficiently removing carbon dioxide (CO 2 ) generated by respiration of breeding organisms and oxygen consumption during biological filtration in a circulating filtration system. It is designed to artificially inhale and discharge air from the inside to keep the pressure inside the packed column lower than the outside, so that carbon dioxide (CO 2 ) discharged from the particles of broken breeding water passing through the packed column (filtration plastic). It is a structure that sucks and discharges quickly by using suction force formed inside the device and discharges it to the outside, and its efficiency is very high compared to the general degassing device. By designing a circulating filtration system applying the development technology of the present invention, the related market Can preempt.

도 1은 본 발명의 출원인에 의해 선출원 등록된 국내 특허출원등록번호 제10-1156215호의 순환여과식 양식시스템의 탈기장치를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 이산화탄소 제거용 탈기장치가 설치된 순환여과식 양식시스템 개념도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 이산화탄소 제거용 탈기장치를 나타낸다.
도 4 기체의 종류별 용해도
1 shows a degassing apparatus of a circulating filtration-type aquaculture system of Korean Patent Application No. 10-1156215, which is filed in advance by an applicant of the present invention.
Figure 2 shows a conceptual diagram of a circulating filtration aquaculture system equipped with a degassing apparatus for removing carbon dioxide of the present invention.
3 shows a degassing apparatus for removing carbon dioxide of the present invention.
4 Solubility by type of gas

도 1은 본 발명의 출원인에 의해 출원된 국내 특허출원등록번호 제10-1156215호에 등록된 순환여과식 양식시스템의 탈기장치를 나타낸다. 상기 탈기 장치는 상부를 통해 탈기장치 내부로 유입된 사육수가 매질을 통과하여 저수조로 공급시키되, 상기 사육수의 매질 통과시 사육수 내의 이산화탄소가 하부에서 상부로 유입되는 공기에 의해 분리되어 이산화탄소의 제거가 가능한 구조이다. 1 shows a degassing apparatus of a circulating filtration aquaculture system registered in Korean Patent Application No. 10-1156215 filed by the applicant of the present invention. The degassing apparatus is supplied to the inside of the degassing apparatus through the upper part to supply the storage tank through the medium, the carbon dioxide in the breeding water is separated by the air flowing into the upper part from the lower part when the breeding medium passes through the removal of carbon dioxide Is a possible structure.

그러나 상기 선등록된 이산화탄소(CO2)탈기장치는 일반적으로 사육용수를 분사시켜 일정 규격의 매질에 통과시키는 형태로써 수중용해도가 높은 이산화탄소(CO2)를 공기중으로 배출시키는 데에 한계가 있었다. 본 발명은 수중용해도가 높은 이산화탄소의 제거율이 높은 탈기장치가 장착된 순환여과시스템을 개발하였다.However, the pre-registered carbon dioxide (CO 2 ) degassing apparatus has a limitation in discharging carbon dioxide (CO 2 ) having high water solubility into the air in the form of injecting breeding water and passing through a medium of a predetermined standard. The present invention has developed a circulating filtration system equipped with a degasser having a high removal rate of carbon dioxide having high water solubility.

이하, 본 발명의 이산화탄소 제거용 탈기장치가 설치된 순환여과식 양식시스템와 관련한 도면을 첨부하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 2는 본 발명의 이산화탄소 제거용 탈기장치가 설치된 순환여과식 양식시스템 구성을 나타낸다. 본 발명은 이산화탄소 제거용 탈기장치가 설치된 순환여과식 양식 시스템은 사육수조(20), 침전조(30), 저수조(40), 펌프(50), 포말분리기(60), 생물여과조(70), 이산화탄소 제거용 탈기장치(10)를 포함하여 이루어질 수 있다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings related to the circulating filtration culture system equipped with a degassing apparatus for removing carbon dioxide of the present invention will be described in detail. Figure 2 shows the configuration of a circulating filtration aquaculture system equipped with a degassing device for removing carbon dioxide of the present invention. The present invention is a circulating filtration culture system equipped with a degassing device for removing carbon dioxide is a breeding tank (20), sedimentation tank (30), reservoir (40), pump (50), foam separator (60), biofiltration tank (70), carbon dioxide It may include a degassing device 10 for removal.

사육수조(20)는 실제 생물이 사육되는 부분이고, 침전조(30)는 사육수조(20)로부터 공급된 생물의 사육과정에서 발생하는 각종 노폐물이 포함된 사육수의 고형물을 1차적으로 제거하는 부분이며, 저수조(40)는 침전조(30)로 부터 고형물이 제거된 사육수 또는 사육수조(20)에서 직접 공급되는 사육수가 보관되는 부분이다. 또한, 상기 포말분리기(60)는 펌프(50)를 통해 저수조(40)의 사육수가 공급되어 미세 유기물을 제거하는 부분이고, 생물여과조(70)는 포말분리기(60)를 거친 사육수에 남아있는 암모니아, 아질산 등 독성 용존 물질이 정화시키는 부분이며, 이와 같이 정화가 완료된 사육수가 사육수조(20)로 재유입되어 재사용되는 것이다.Breeding tank 20 is the part where the actual organism is bred, sedimentation tank 30 is the part for removing the solids of the breeding water containing various wastes generated in the breeding process of the organisms supplied from the breeding tank 20 And, the storage tank 40 is a portion in which the breeding water supplied directly from the breeding water or the breeding water tank 20 from which the solids are removed from the settling tank 30 is stored. In addition, the foam separator 60 is a portion for removing the fine organic matter is supplied to the breeding water of the reservoir 40 through the pump 50, the biofiltration tank 70 is left in the breeding water passed through the foam separator 60 Toxic dissolved substances such as ammonia, nitrous acid is the part to be purified, and the purified water thus completed is re-introduced into the breeding tank 20 is reused.

이와 같은 순환여과식 양식시스템의 사육수조(20), 침전조(30), 저수조(40), 펌프(50), 포말분리기(60), 생물여과조(70)는 일반적으로 많이 사용되는 공지된 구성이므로 본 발명에서는 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Breeding water tank (20), sedimentation tank (30), reservoir tank (40), pump (50), foam separator (60), biological filtration tank (70) of such a circulation filtration aquaculture system because it is a commonly known configuration In the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 이산화탄소 제거용 탈기장치(10)는 상기와 같은 통상적인 순환여과식 양식시스템에 설치되는 것으로 침전조 저수조로부터 사육수가 유입된 후 이산화탄소가 제거되고 사육조로 사육수를 재공급시키는 순환구조이다. 본 발명의 탈기장치 내부로의 사육수 유입 및 배출은 펌프(50)등으로 이루어질 수 있고, 본 발명의 장치는 저수조와 포말분리기 사이에 배치되어 펌프를 매개로 일부의 사육수는 바로 포말분리기로 공급되고, 일부는 탈기장치로 공급이 가능하다.The degassing apparatus 10 for removing carbon dioxide of the present invention is installed in a conventional circulating filtration culture system as described above, and after the breeding water is introduced from the sedimentation tank storage tank, carbon dioxide is removed and the breeding water is supplied to the breeding tank again. Breeding water inlet and discharge into the degassing device of the present invention may be made of a pump 50, etc., the apparatus of the present invention is disposed between the reservoir and the foam separator is a part of the breeding water via the pump directly to the foam separator Supplied, and some can be supplied to the degasser.

본 발명의 이산화탄소 제거용 탈기장치는 일정크기로 내부가 비어있는 형태로 밀폐된 구조의 충진탑(8); 상기 충진탑 상부에는 상기 저수조와 연결되어 사육수를 충진탑 내부로 유입시키는 사육수 유입관(1); 상기 사육수 유입관에 설치되어 사육수의 유입량을 조절하는 유입량 조절밸브(2); 상기 충진탑 내부에는 여과매질(7)이 적층 설치되며; 상기 충진탑 하부에는 상기 여과매질을 통과한 사육수가 저수조, 포말분리기 및 생물학적 여과기로 공급될 수 있도록 사육수 배출관(3)이 설치되며; 상기 충진탑의 어느 한 측면에는 공기를 충진탑 내부로 공급하는 공기주입구(4)와 상기 공기주입구를 통해 공급된 공기를 충진탑 외부로 배출하는 공기배출구(6)가 형성되며; 상기 공기주입구 및 공기배출구의 공기 주입 및 배출량을 조절하는 공기조절밸브(5)로 이루어질 수 있다.Degassing apparatus for removing carbon dioxide of the present invention is a packed tower (8) of a closed structure in a hollow form to a certain size; A breeding water inlet pipe (1) connected to the reservoir to allow the breeding water to flow into the filling tower at the top of the filling tower; An inflow control valve (2) installed at the breeding water inflow pipe to control the inflow of the breeding water; A filter medium 7 is stacked in the packed tower; A breeding water discharge pipe 3 is installed below the filling tower so that breeding water having passed through the filter medium can be supplied to a water tank, a foam separator, and a biological filter; An air inlet 4 for supplying air to the inside of the packed tower and an air outlet 6 for discharging air supplied through the air inlet to the outside of the packed tower are formed on one side of the packed tower; It may be made of an air control valve (5) for controlling the air injection and discharge of the air inlet and the air outlet.

도 3은 본 발명의 이산화탄소 제거용 탈기장치를 나타낸다. 본 발명의 장치의 구조 및 원리를 도면 3의 도면부호를 기준으로 설명하면 다음과 같다.3 shows a degassing apparatus for removing carbon dioxide of the present invention. The structure and principle of the apparatus of the present invention will be described with reference to the reference numerals of FIG.

① : 사육생물의 호흡으로 발생한 고농도의 용존 이산화탄소(CO2 가스에 의한 오염된 사육수) 사육용수를 여과장치로 공급하는 사육용수의 인입관로이다.①: Inlet pipe for breeding water supplying high concentration of dissolved carbon dioxide (contaminated breeding water by CO 2 gas) breeding water caused by the breathing of the breeding organism to the filtering device.

② : 탈기장치로 공급되는 사육용수의 수량을 조절하는 밸브로써 장치의 용량에 맞는 적정 유량을 공급하여야 효과를 극대화시킬 수 있다.②: It is a valve that controls the quantity of breeding water supplied to the degassing device to maximize the effect by supplying the proper flow rate according to the capacity of the device.

③ : 탈기공정이 완료된 사육용수의 배출구로써 가장 핵심 특징은 장치 내부로 공기가 통하지 못하도록 S-TRAP 형태로 제작하였다.③: Outlet of the breeding water after the degassing process is completed, the most important feature is to produce the S-TRAP type to prevent air from entering the device.

이상의 ①, ②, ③은 사육용수의 흐름방향이고 도면에 번호로 표기되지 않았으나 상단의 덮개 부분은 공기의 통기가 불가능하도록 밀폐처리 하였고, 밀폐된 덮게 하단으로 살수 형태의 다공판을 설치하여 사육용수가 ⑦ 여과매질로 골고루 뿌려질 수 있도록 하였다.Above ①, ②, ③ are the flow direction of the breeding water and not indicated by the number in the drawing, but the cover part of the upper part is sealed to prevent the air from being ventilated. ⑦ can be spread evenly with the filter media.

④ : 공기의 흡입구 ⑥ 위치에 설치된 강제 환풍기(송풍기)를 이용하여 흡입, 배출 하는 공기가 ④의 입구를 통하여만 장치 내부로 공급된다.④: Air suctioned and discharged using the forced ventilator (blower) installed at the air inlet ⑥ position is supplied into the device only through the inlet of ④.

⑤ : 공기 흡입량 조절 밸브로써 장치 내부로 공급되는 공기의 양을 조절할 수 있으며, 이러한 조절로 인하여 장치 내부의 Negative 압력의 강도를 조절할 수 있다.⑤: As the air intake valve, it is possible to control the amount of air supplied to the inside of the device. Due to this adjustment, the intensity of negative pressure inside the device can be controlled.

⑥ : 장치 내부에서 흡입한 공기를 배출하는 지점으로 주로 양식시설 외부에 설치하는 것이 효율적이며, 이 지점에 강제 흡입/배출을 위한 환풍기, 송풍기 등을 설치한다.⑥: It is the point to discharge the air sucked from inside the device, and it is efficient to install it mainly outside the aquaculture facility, and install a fan and a blower for forced suction / discharge at this point.

이상의 ④, ⑤, ⑥을 탈기를 위한 공기의 강제송풍(흡입/배출)방향의 흐름이고, 이 과정의 특징은 흡입구와 배출구의 수량(갯수)은 관계없으나 ⑥의 단면적 합보다 ④의 단면적 합이 작아야 하며, ④, ⑥은 공기의 흐름을 원활하게 하기 위하여 서로 마주보고 위치해야 한다. The flow in the direction of forced air (intake / exhaust) of air for degassing ④, ⑤, and ⑥ above is characteristic of this process, regardless of the number (number) of inlet and outlet, but the cross-sectional sum of ④ is greater than the sum of the cross-sectional areas of ⑥. It should be small and ④, ⑥ should be located facing each other to facilitate the flow of air.

⑦ : 탈기장치 내부에 장착하는 여과매질로써 격자 형태로 일정간격을 유지하는 플라스틱 재질 채반을 수직으로 쌓아 설치하였으며, 사육용수가 수직으로 낙하하며 여과매질에 부딪혀 입자형태로 부서지는 과정에서 탈기작용이 발생한다.⑦: The filter media installed inside the degassing apparatus is installed by stacking vertical piles of plastic material with a certain distance in the form of lattice. The breeding water falls vertically, and the degassing action occurs in the process of breaking into the filter media and crashing into the filter media. Occurs.

본 발명의 충진탑(8)은 packed column 형태로 column내에 매질을 채워 통과하는 물이 효과적으로 공기와 접촉할 수 있게 하여 더 많은 산소를 전달할 수 있는 효과가 있다. 충진탑 상부에는 사육수 유입관(1)이 연결 설치된다. 사육수 유입관으로 유입되는 사육수는 저수조와 연결되어 양식용수로 사용하고 배출되어 사육생물의 호흡으로 발생한 고농도의 용존 이산화탄소가 용해된 것을 포함한다.The filling tower 8 of the present invention has an effect of delivering more oxygen by filling the medium in the column in a packed column so that the water passing through can effectively contact air. The breeding water inlet pipe (1) is connected to the top of the filling tower. Breeding water flowing into the breeding water inlet pipe is connected to the reservoir and used as aquaculture water, and includes the dissolved high concentration of dissolved carbon dioxide caused by the breathing of the breeding organisms.

사육수 유입관에는 저수조에서 유입되는 사육수의 유량을 조절할 수 있도록 유입량 조절밸브(2)가 설치된다. 이는 후술할 여과매질로 유입되는 사육수의 용량을 조절함으로써, 적정 유량 공급에 따른 탈기효과를 극대화할 수 있도록하기 위함이다.The breeding water inlet pipe is provided with an inflow control valve (2) to control the flow rate of the breeding water flowing from the reservoir. This is to adjust the capacity of the breeding water flowing into the filter medium to be described later, to maximize the degassing effect according to the proper flow rate supply.

충진탑 내부에는 여과매질(7)이 적층 설치된다. 또한 여과매질 최상단에는 밀폐된 덮개가 설치되어 공기의 통기가 불가능하도록 밀폐처리가 된다. 덮개 하단에는 살수형태의 다공판이 설치되어 상기 사육수 유입관(1)으로부터 유입된 사육수가 여과매질로 골고루 분사될 수 있다. 본 발명의 여과매질(7)은 다공형 수평판 구조로 하나 이상 적층되어 형성될 수 있다. 여과매질은 보다 구체적으로 미세기공이 형성된 플라스틱 박막이나 그물망 형태의 판, 사각 플라스틱 채반구조로 이루어질 수 있다.In the packed tower, a filter medium 7 is stacked. In addition, an airtight cover is installed at the top of the filter medium so that air can not be vented. At the bottom of the cover, a spray plate-shaped porous plate may be installed, and the breeding water introduced from the breeding water inlet pipe 1 may be evenly sprayed into the filter medium. The filter medium 7 of the present invention may be formed by stacking one or more in a porous horizontal plate structure. More specifically, the filter medium may be formed of a plastic thin film or net-like plate or square plastic tray structure having micropores formed thereon.

여과재질 상부로 유입되는 사육수가 여과매질을 통과하며 사육수 물 입자가 부딪혀 최소화되고, 이때 부서진 사육수 물 입자로부터 이산화탄소(CO2)가 분리되며, 사육수 분자는 상대적으로 공기분자보다 크기 때문에 매질에 형성된 통공을 통해 하부로 흘러내린다.The breeding water entering the upper part of the filter medium passes through the filter medium, and the breeding water particles collide with each other to minimize. At this time, carbon dioxide (CO 2 ) is separated from the broken breeding water particles, and the breeding molecules are relatively larger than the air molecules. It flows down through the through hole formed in the bottom.

충진탑 하부에는 사육수 배출관(3)이 설치된다. 사육수 배출관은 S트랩(S-trap)구조로 형성되어 상기 충진탑 내부로 공기가 주입되지 않고 수집된 사육수만 외부로 배출될 수 있도록 한다. 이에 상기 매질을 통과하여 이산화탄소가 제거되어 하부로 수집된 사육수를 포말분리기로 이동시키거나 저수조로 재공급이 가능하다.Breeding water discharge pipe (3) is installed below the filling tower. The breeding water discharge pipe is formed in an S-trap structure so that only the collected breeding water is discharged to the outside without injecting air into the filling tower. The carbon dioxide is removed by passing through the medium to move the breeding water collected in the lower portion to the foam separator or resupply to the reservoir.

충진탑 어느 한 측면에는 공기를 충진탑 내부로 공급하는 공기주입구(4)가 설치되고 마주하는 측면부에는 공기배출구(6)가 설치된다. 상기 공기주입구 및 공기배출구에는 공기의 흡입 및 배출이 가능하도록 팬구조의 환풍기 및 송풍기가 설치된다. 공기 배출구에서 배출된 공기는 공기주입구로 공급되거나 외부로 공기를 배출할 수 있다.One side of the filling tower is provided with an air inlet (4) for supplying air into the inside of the filling tower and the air outlet (6) is provided on the side portion facing. The air inlet and the air outlet are provided with a fan and a fan of the fan structure to enable the suction and discharge of air. Air discharged from the air outlet may be supplied to the air inlet or exhaust air to the outside.

공기주입구와 공기배출구는 다수개 설치가 가능하나, 공기의 흐름이 충진탑 내부에서 일정방향으로 이루어질 수 있도록 마주하는 측면에 설치되는 것이 적절하다. 공기주입구가 형성된 단면적의 총 합은 공기 배출구보다 적도록 하는 것이 적절한데 이는 공기 주입량보다 공기 배출량을 크게하여 충진탑 내부의 압력이 외부에 비해 낮은 네거티브(negative) 압력을 유지하기 용이하도록 하기 위함이다. 또한, 충진탑 어느 한 측면에는 공기조절밸브(5)를 설치하여 상기 충진탑 내부로 공급되는공기주입구의 보다 용이하고 정밀하게 공기 주입량을 조절하여 충진탑 내의 압력강도를 조절할 수 있다.The air inlet and the air outlet may be installed in plural numbers, but the air inlet and the air outlet may be installed on the side facing each other so that the flow of air may be made in a certain direction in the packed tower. It is appropriate that the total sum of the cross-sectional areas where the air inlet is formed is smaller than the air outlet, so that the air discharge is larger than the air inlet so that the pressure inside the filling tower is easier to maintain negative pressure than the outside. . In addition, by installing an air control valve (5) on either side of the filling tower it is possible to control the pressure intensity in the filling tower by adjusting the air injection amount more easily and precisely of the air inlet supplied to the inside of the filling tower.

이는 본 발명의 충진탑 내부에 미세한 Negative 압력이 형성되어 이산화탄소(CO2) 배출능력을 극대화 시킬 수 있다. 상기 공기주입구 및 공기 배출구가 설치된 충진탑 내부는 매질의 설치 및 공기가 밀폐된 구조로 매질로 주입된 사육수로부터 이산화탄소가 분리되는 경우 신속하게 공기배출구가 이산화탄소를 흡입하여 배출함으로써 기존 및 통상의 탈기장치에 비해 탈기 효율이 향상될 수 있다. This is because the fine negative pressure is formed inside the packed column of the present invention can maximize the carbon dioxide (CO 2 ) discharge capacity. The inside of the filling tower in which the air inlet and the air outlet are installed has a structure in which the medium is installed and the air is sealed, and when the carbon dioxide is separated from the breeding water injected into the medium, the air outlet quickly sucks and discharges the carbon dioxide so that the existing and ordinary degassing. The degassing efficiency can be improved compared to the device.

이에 하기의 실험예 1은 본 발명에 따른 탈기장치의 이산화탄소 배출효율을 기존의 탈기장치와 비교하였다. Accordingly, Experimental Example 1 was compared with the conventional degassing efficiency of the carbon dioxide emission of the degassing apparatus according to the present invention.

<실험예 1>Experimental Example 1

1. 실험방법1. Experiment Method

표 1은 본 발명의 실험예 1에 따라 실험군으로 설치되는 종래의 탈기장치 및 본 발명의 이산화탄소 제거용 탈기장치의 규격 및 형태를 나타낸다. Table 1 shows the specification and form of the conventional degassing apparatus and carbon dioxide removal degassing apparatus of the present invention installed in the experimental group according to Experimental Example 1 of the present invention.

상기 실험군으로 설치되는 종래의 순환여과시스템 상기 도 1에 기재된 것으로, 매질을 달리하여 설치한 비교예1, 실시예1, 실시예2로 분류하였다. 비교예 1은 매질을 사용하지 않은 탈기장치이고 실시예 1은 플라스틱으로 이루어진 그물망 형태의 원형판을 수직으로 적층시킨 매질을 사용한 탈기장치이며, 실시예 2는 다수의 미세기공이 형성된 플라스틱 박막으로 이루어지고, 중심이 관통된 수직관 형태의 매질을 사용한 탈기장치로 설치하였다.Conventional circulating filtration system installed in the experimental group as described in FIG. 1, was classified into Comparative Examples 1, 1, and 2 installed with different media. Comparative Example 1 is a degassing apparatus that does not use a medium and Example 1 is a degassing apparatus using a medium in which a net-shaped circular plate made of plastic is laminated vertically, Example 2 is made of a plastic thin film formed with a plurality of micropores In addition, it was installed as a degassing device using a medium in the form of a vertical tube penetrating the center.

종래 및 본원발명의 탈기장치의 규격 및 형태 Standard and Form of Degassing Apparatus of the Invention and Present Invention 구분division 종래 탈기장치Conventional deaerator 본원발명의 탈기장치Degassing apparatus of the present invention 규격standard Φ300 × H1000Φ300 × H1000 W1500 × L1500 × H1300W1500 × L1500 × H1300 단면적 (㎡)Cross-sectional area (㎡) 0.070650.07065 2.250002.25000 용적 (㎥)Volume (㎥) 0.070650.07065 2.925002.92500 매질의
종류/형태
Medium
Type / form
비교예1Comparative Example 1 실시예1Example 1 실시예2Example 2 사각 플라스틱 채반Square plastic tray
매질 無No medium 원형채반Circular 그물 수직관Net vertical tube 외형Appearance 원통 기둥(상단 개방형)Cylindrical Column (Top Open Type) 사각박스(큐브/밀폐형)Rectangular Box (Cube / Sealed) 운전시스템 / 용량(ton)Operating system / ton 77 9090 기타Other 가압형태 작동원리Principle of Operation 흡입/배기 형태 작동원리Intake / Exhaust Mode of Operation

실험군으로 설치되는 약 7톤 규모의 Pilot 순환여과시스템에 각기 다른 종류의 매질이 장착된 탈기장치를 연결한 후, 사육수의 유량과 공기 유량을 달리하여 탈기장치 별 이산화탄소의 제거율(%)과 일간 이산화탄소의 제거량(㎏CO2/㎥day)을 측정하고, 또한, 각 탈기장치 별 이산화탄소의 제거 특성을 보다 명확하게 확인하기 위하여 사육수의 유량과 탈기장치의 단면적을 토대로 한 수리학적부하량 및, 공기량/사육수량 비를 기준으로 탈기장치의 이산화탄소 제거율과 일간 이산화탄소 제거량을 측정하였다.After connecting a degassing device equipped with different types of media to a pilot circulating filtration system of about 7 tons installed in the experimental group, the removal rate (%) and daily In order to measure the removal amount of carbon dioxide (kgCO2 / ㎥day) and to more clearly identify the removal characteristics of carbon dioxide for each degassing device, the hydraulic load and air volume / Carbon dioxide removal rate and daily carbon dioxide removal rate of the deaerator were measured based on the breeding quantity ratio.

본 발명의 이산화탄소 제거용 탈기장치는 산업적적용에 현실성을 갖춘 규모로 대형화하였고, 그 형태 또한 순환여과양식시스템의 여과공정에 부합되도록, 약 90ton 규모의 순환여과시스템에서 진행하였다. 본 발명의 이산화탄소 제거용 탈기장치의 현장적용 테스트는 운전중인 대규모 시스템의 여과공정 내에 설치하였으며, 사육수의 유량은 고정(1200L/min)으로 운전하였고, 흡입 배기공정의 공기 배출량은 0L/min, 25,000L/min, 50,000L/min 으로 구분하여 실험을 진행하였다.The degassing apparatus for removing carbon dioxide of the present invention was enlarged to a scale that is practical for industrial application, and its form was also carried out in a circulating filtration system of about 90 tons in order to meet the filtration process of the circulating filtration system. Field application test of the degassing apparatus for carbon dioxide removal of the present invention was installed in the filtration process of the large-scale system in operation, the flow rate of the breeding water was operated at a fixed (1200L / min), the air emissions of the intake exhaust process is 0L / min, The experiment was divided into 25,000L / min, 50,000L / min.

2. 실험결과2. Experimental Results

하기의 표 2는 실험군 탈기장치의 수리학적 부하량 및 공기량/사육수량 비율을 나타내고, 표 3은 사육수 유량/공기 유량에 따른 탈기장치의 이산화탄소 제거율(one-pass)과 일간 제거량을 나타낸다.Table 2 below shows the hydraulic load and the air / breeding water ratio of the experimental group degassing apparatus, Table 3 shows the carbon dioxide removal rate (one-pass) and the daily removal amount of the degassing device according to the breeding water flow rate / air flow rate.

실험군 탈기장치의 수리학적부하량 및, 공기량/사육수량 비율Hydraulic load and air volume / breeding ratio of experimental group deaerator 구분division 사육수 유량(L/min)Breeding water flow rate (L / min) 55 1010 2020 공기유량(L/min)Air flow rate (L / min) 2020 1:41: 4 1:21: 2 1:11: 1 8080 1:161:16 1:81: 8 1:41: 4 160160 1:321:32 1:161:16 1:81: 8

실험군 탈기장치에서 사육수 유량/공기 유량에 따른 탈기 장치의 이산화탄소 제거율(one-pass)과 일간 제거량CO2 removal rate (one-pass) and daily removal amount of degassing device according to breeding water flow / air flow in experimental group degassing device 매질medium 공기
유량 (L/min)
air
Flow rate (L / min)
사육수 유량 (L/min)Breeding water flow rate (L / min)
55 10 10 2020 제거율 (%)Removal rate (%) 일간 제거량 (kg CO2 m-3 day-1)Daily removal amount (kg CO 2 m -3 day -1 ) 제거율 (%)Removal rate (%) 일간 제거량 (kg CO2 m-3 day-1)Daily removal amount (kg CO 2 m -3 day -1 ) 제거율 (%)Removal rate (%) 일간 제거량 (kg CO2 m-3 day-1)Daily removal amount (kg CO 2 m -3 day -1 ) 비교예 1Comparative Example 1 2020 7.8±1.7 7.8 ± 1.7 0.80±0.110.80 ± 0.11 5.5±0.85.5 ± 0.8 1.06±0.301.06 ± 0.30 7.0±3.9 7.0 ± 3.9 2.65±0.872.65 ± 0.87 8080 9.5±0.6 9.5 ± 0.6 1.13±0.051.13 ± 0.05 5.7±0.6 5.7 ± 0.6 1.03±0.201.03 ± 0.20 9.0±1.09.0 ± 1.0 2.25±0.432.25 ± 0.43 160160 9.5±0.6 9.5 ± 0.6 0.10±0.050.10 ± 0.05 4.9±0.1 4.9 ± 0.1 1.06±0.121.06 ± 0.12 13.2±0.5 13.2 ± 0.5 2.39±0.222.39 ± 0.22 실시예 1Example 1 2020 13.2±3.4 13.2 ± 3.4 1.33±0.221.33 ± 0.22 12.9±0.5 12.9 ± 0.5 2.79±0.112.79 ± 0.11 6.9±0.7 6.9 ± 0.7 2.92±0.222.92 ± 0.22 8080 12.3±0.7 12.3 ± 0.7 1.26±0.051.26 ± 0.05 17.1±0.6 17.1 ± 0.6 3.45±0.403.45 ± 0.40 9.8±0.1 9.8 ± 0.1 3.72±0.103.72 ± 0.10 160160 18.3±3.4 18.3 ± 3.4 2.12±0.222.12 ± 0.22 21.0±3.1 21.0 ± 3.1 5.31±0.435.31 ± 0.43 13.0±1.8 13.0 ± 1.8 5.84±0.435.84 ± 0.43 실시예Example 2 2 2020 17.5±0.4 17.5 ± 0.4 2.06±0.452.06 ± 0.45 19.4±3.6 19.4 ± 3.6 9.82±1.089.82 ± 1.08 13.4±3.8 13.4 ± 3.8 6.37±0.306.37 ± 0.30 8080 23.6±0.3 23.6 ± 0.3 2.46±0.502.46 ± 0.50 17.2±0.4 17.2 ± 0.4 7.43±0.507.43 ± 0.50 16.6±0.7 16.6 ± 0.7 7.17±0.227.17 ± 0.22 160160 21.7±2.0 21.7 ± 2.0 2.19±0.162.19 ± 0.16 25.8±7.5 25.8 ± 7.5 10.35±1.5210.35 ± 1.52 17.2±4.7 17.2 ± 4.7 6.64±0.836.64 ± 0.83

하기의 표 4는 본 발명에 따른 이산화탄소 제거용 탈기장치의 수리학적 부하량 및 공기량/사육수량 비율을 나타내고, 표 5는 현장적용 실험결과를 나타낸다.Table 4 below shows the hydraulic load and air / air ratio of the degassing apparatus for removing carbon dioxide according to the present invention, and Table 5 shows the results of field application experiments.

수리학적 부하량 및, 공기량/사육수량 비율Hydraulic load and air / breeding ratio 구분division 사육수 유량(L/min)Breeding water flow rate (L / min) 흡입용 배기장치 가동 여부Intake Exhaust System 12001200 공기유량(L/min)Air flow rate (L / min) 00 -- 미가동Inactive 25,00025,000 1:201:20 1기 가동1 operation 50,00050,000 1:401:40 2기 가동2 operation

사육수 유량/공기 유량에 따른 탈기 장치의 이산화탄소 제거율(one-pass)과 일간 제거량Carbon dioxide removal rate (one-pass) and daily removal amount of degassing device according to breeding water flow rate / air flow rate 공기 유량 (L/min)Air flow rate (L / min) 사육수 유량 (L/min)Breeding water flow rate (L / min) 1,2001,200 제거율 (%)Removal rate (%) 일간 여과매질 용적당 CO2제거량
(kg CO2 m-3 day-1)
CO 2 removal per daily filter media volume
(kg CO 2 m -3 day -1 )
00 31.8±7.331.8 ± 7.3 5.49±1.605.49 ± 1.60 25,00025,000 46.5±2.946.5 ± 2.9 189.43±1.65189.43 ± 1.65 50,00050,000 58.0±3.1 58.0 ± 3.1 290.73±0.95290.73 ± 0.95

상기 실험 결과를 비교한 결과 여과매질의 단위 용적(㎥)당 제거율(%)과 일간 여과매질 용적당 제거량(kg CO2 m-3 day-1)에서 본 발명에 따른 탈기장치의 효율이 월등히 높은 것으로 나탔으며, 이에 따라 실제 산업현장 적용 가능성도 높을 것으로 판단된다.As a result of comparing the experimental results, the efficiency of the degassing apparatus according to the present invention was significantly higher in the removal rate (%) per unit volume (㎥) of the filter medium and in the amount removed per day of the filter medium (kg CO 2 m -3 day -1 ). As such, the possibility of actual industrial site application is also high.

일반적인 자연해수의 이산화탄소(CO2)농도는 1~3 mg/L 수준이나 순환여과시스템에서 고밀도사육시(50 kg/ton)시 이산화탄소(CO2) 최대농도 50 mg/L 수준까지 상승한다(도 4 참조). 그러나 본 발명의 장치는 밀폐된 Packed column형태의 탈기장치를 구성하고, 이 장치내부로부터 인위적으로 공기를 흡입 배출 하도록 설계하여 Packed column 내부의 압력을 외부보다 낮게 유지하도록 설계하였다(장치내 Negative 압력 실현). In general, natural carbon dioxide (CO 2 ) concentration is 1 ~ 3 mg / L, but in high-density breeding (50 kg / ton) in circulating filtration system, the maximum concentration of carbon dioxide (CO 2 ) is increased to 50 mg / L level (Fig. 4). However, the device of the present invention constitutes a sealed packed column type degassing device, and is designed to artificially inhale and discharge air from the inside of the device, and is designed to keep the pressure inside the packed column lower than the outside. ).

이러한 기능을 이용하여 Packed column 內 여과매질(다공형 플라스틱 채반)을 통과하며 부서진 사육용수의 입자로부터 배출되는 이산화탄소(CO2)를 장치내부에 형성된 흡입력을 이용하여 외부로 신속하게 빨아내어 배출하는 구조로써 일반적인 탈기장치에 견주어 그 효율이 매우 우수한 것으로 나타났다. 연구팀 자체실험 결과 이산화탄소(CO2)저감효과 one-pass 제거효율 30% 달성하였고 중탄산나트륨이나 염기성 첨가물의 공급 없이 pH 6.6 이상을 12개월간 유지하였다.Using this function, the packed column 內 passes through the filtration media (porous plastic tray) and quickly sucks out carbon dioxide (CO 2 ) from the particles of broken breeding water to the outside using the suction power formed inside the device. Compared with the general degassing device, the efficiency was very excellent. Researchers its own experiments carbon dioxide (CO 2) reduction one-pass removal efficiency of 30% pH without the supply of aqueous sodium bicarbonate or a basic additive was achieved of 6.6 or higher was maintained for 12 months.

본 발명은 순환여과 양식시스템이 설치된 양식의 보급화를 발전시키는 데 기여를 하는 바, 이에 따른 순환여과 양식시스템의 장점인 소량의 해수로 고밀도 양식의 가능과 더불어 환경오염 감소에 도움을 주어 양식산업 및 관련 업종의 종사하는 어업인의 이윤 창출을 도모함으로 산업상 이용가능성이 있다.The present invention contributes to the development of the distribution of aquaculture systems equipped with a circulating filtration aquaculture system, and thus helps to reduce environmental pollution as well as high density of aquaculture with a small amount of seawater, which is an advantage of the circulating aquaculture system. There is industrial applicability by promoting the profit generation of fishers in related industries.

10: 이산화탄소 제거용 탈기장치
1: 사육수 유입관 2: 유입량 조절밸브
3: 사육수 배출관 4: 공기주입구
5:공기 조절밸브 6: 공기배출구
7: 여과매질 8:충진탑
20: 사육수조 30: 침전조
40: 저수조 50: 펌프
60: 포말분리기 70: 생물여과조
10: degassing apparatus for removing carbon dioxide
1: breeding water inlet pipe 2: inflow control valve
3: breeding water discharge pipe 4: air inlet
5: Air control valve 6: Air outlet
7: filtration medium 8: filling tower
20: breeding tank 30: sedimentation tank
40: reservoir 50: pump
60: foam separator 70: biofiltration tank

Claims (3)

일정크기로 내부가 비어있는 밀폐구조의 충집탑 상부에는 저수조와 연결되어 사육수를 충진탑 내부로 유입시키는 사육수 유입관이 연결되고; 상기 사육수 유입관에 사육수의 유입량을 조절하는 유입량 조절밸브가 형성되고;
상기 충진탑 내부에는 미세기공이 형성된 플라스틱 박막이나 그물망 형태의 판 또는 사각플라스틱 채반구조로 이루어진 여과매질이 수직방향으로 적층 설치되며 상기 충진탑 하부에는 상기 여과매질을 통과한 사육수를 저수조로 재공급하는 사육수 배출관이 설치되며;
상기 사육수 유입관으로 유입된 사육수는 여과매질을 통과하고, 여과매질 통과시 사육수 내의 이산화탄소가 공기주입구의 공기 공급과 공기배출구의 공기 흡입으로 제거되며;
상기 충진탑 어느 한 측면에는 공기를 충진탑 내부로 공급하는 공기주입구와 상기 공기주입구를 통해 공급된 공기를 외부로 배출 및 공기주입구로 재공급하는 공기배출구가 마주하도록 형성되고, 상기 공기주입구의 단면적 총합은 공기 배출구 단면적보다 작게 형성되며;
상기 공기주입구의 공기 주입량을 조절하는 공기조절밸브가 설치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 감압 챔버를 이용한 용존 이산화탄소 제거장치를 갖는 순환 여과식 양식시스템
A breeding water inlet pipe connected to a storage tank is connected to a storage tank at an upper portion of the packed tower having an empty structure in a predetermined size to introduce breeding water into the filling tower; An inflow amount control valve configured to control the inflow rate of the breeding water in the breeding water inflow pipe;
Inside the filling tower, a filter medium consisting of a plastic thin film or net-like plate or square plastic tray structure having micropores is stacked in a vertical direction, and the feeding water passing through the filter medium is resupplied to the water storage tank under the filling tower. Breeding water discharge pipe is installed;
The breeding water introduced into the breeding water inlet pipe passes through the filtering medium, and when the filtering medium passes, the carbon dioxide in the breeding water is removed by the air supply of the air inlet and the air suction of the air outlet;
One side of the filling tower is formed to face an air inlet for supplying air into the filling tower and an air outlet for discharging the air supplied through the air inlet to the outside and resupplying it to the air inlet, and having a cross-sectional area of the air inlet. The sum is made smaller than the air outlet cross-sectional area;
A circulating filtration-type aquaculture system having a dissolved carbon dioxide removal device using a decompression chamber, characterized in that an air control valve is installed to control the air injection amount of the air inlet.
저수조로부터 유입된 사육수의 이산화탄소를 청구항 1의 감압 챔버를 이용한 용존 이산화탄소 제거장치로 제거 후, 이산화탄소가 제거된 사육수를 다시 저수조로 보내는 순환구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 감압 챔버를 이용한 용존 이산화탄소 제거장치를 갖는 순환여과식 양식시스템After removing the carbon dioxide of the breeding water introduced from the reservoir by the dissolved carbon dioxide removal apparatus using the decompression chamber of claim 1, the dissolved carbon dioxide removal using a decompression chamber, characterized in that consisting of a circulation structure for sending carbon dioxide removed breeding water back to the reservoir. Circulating Filtration Systems with Apparatus 삭제delete
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