KR102101440B1 - 어류전용 바이오플락 슬러지제거 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중앙배관 아랫부분 이중깔때기를 설치하여 중앙에서 슬러지를 흡입하는 효율을 높이고 이중깔때기에 배관을 침전시스템으로 연결하여 수조 밖 중앙 격벽이 설치된 침전시스템으로 사육수를 보내 상하로 물의 흐름을 통해 슬러지를 침전시키고 상층부로 다시 올라온 사육수를 수조내로 다시 보내 침전조 아랫부분에 슬러지를 모으고 밸브를 통해 주기적으로 슬러지를 제거해주는 시스템으로, 슬러지를 제거하는 효율을 향상시켜 현장 규모 양식장에서 바이오플락 시스템을 적용 시 문제가 될 수 있는 슬러지 증가에 따른 수질악화 및 생물의 피해를 줄여 안정적 시스템으로 개선하고 안정적 사육생산을 가능하게 할 수 있다.

Description

어류전용 바이오플락 슬러지제거 시스템{Sludge removal system in fish bio-floc system}

본 발명은 양식장 현장에서 바이오플락 기술을 적용시 발생할 수 있는 슬러지를 효과적으로 제거하는 시스템에 관한 것으로, 대규모 양식장 적용시 슬러지발생에 따른 제거효율 향상을 통해 안정적 수질유지와 어류 성장에 효율적인 어류전용 바이오플락 슬러지제거 시스템에 관한 것이다.

세계 수산양식업의 흐름은 미섭취 사료 및 배설물에 의한 환경오염을 최소화하는 지속가능한 친환경 수산양식기 기술의 개발에 있다. 그러나 현재의 양식장은 어류의 대사활동으로 인한 배설물과 유실된 사료에 의해 발생된 오염물질이 공공수역인 하천 및 호수, 연안의 오염을 가중시키고 부영양화를 유발하고 있다.

이로 인해 환경부는 수산물 양식시설로 인한 수질오염을 저감하고 방류수역의 수질보전을 위해 포괄적 수질오염 방지시설을 규정하고 있지만, 오염방지시설의 침전시설이 짧은 체류시간 및 수리학적 특성에 대한 고려가 부족하며, 침전지내 슬러지 청소 등 방지시설의 관리가 소홀하여 입자성 물질에 대한 제거율이 낮은 실정이다.

일반적으로 하수중의 오염물질은 유기물과 질소와 인과 같은 영양염류 등이 있는데, 이중 영양염류인 질소와 인은 하천과 호소 등의 수계에 부영양화 현상을 초래하거나, 해양에서 적조발생의 원인이 된다. 부영양화가 심해지면 악취가 나고 수질오염이 가중될 뿐만 아니라 식수와 용수로의 사용이 제한된다. 따라서 수계의 부영양화를 방지하기 위해서는 하수처리장에서 영양염류인 질소화합물이나 인산염이 제거되어야 하며 이를 위해 주로 생물학적 처리방법이 사용되고 있다.

국내 등록특허번호 제10-1448892호에는 육상 양식장내 탈질을 위한 탄소원의 새로운 활용과 최적 질산화 반응 발현을 위한 질산화 미생물을 고농도로 축적하여 양식장 배출수내 유기물 및 질소를 관리에 관하여 개시하고 있다.

이와 같은 생리학적 처리방법은 호기성 상태에서 질산화균에 의해 암모니아성 질소를 산화하여 질산염으로 전환시키고, 무산소 상태에서 질산염형태의 결합산소를 용존산소대용으로 이용하여 유리질소 상태로 환원시키는 미생물의 특성에 의하여 하수에서 질소가 제거된다. 이와 같은 유리질소 상태로 환원시키는 과정에서 전자공여체로서 유기물이 소요되는데, 무산소상태에서 탈질을 위하여 소요되는 유기물의 공급방법은 생물학적 탈질공정에서 매우 중요한 사항이다. 대부분의 질산화 및 탈질방법은 하수에 함유된 유기물을 이용하는 전탈질방법과 외부에서 메칠알콜 등의 유기물을 별도로 공급하여 탈질에 이용하는 후탈질 방법으로 구분된다.

양식장 배출수 처리 및 순환양식시스템에서 질소제거를 위한 암모니아성 질소의 제거는 일부 발현되고 있지만, 질산화 발현을 위한 질산화 미생물의 최적 성장 조건의 설계인자가 부족하고, 또한 질산화 이후 축적되는 질산성질소(NO3--N)를 제거하기 위한 탈질 기술은 거의 없는 수준이다. 일부 탈질 반응을 발현하기 위해 외부 탄소원을 주입하여 질산성 질소의 환원을 위한 탈질반응을 유도하였으나, 유지관리 및 경제성 측면에서 무리가 있는 것으로 알려져 있다.

한편, 바이오플락 양식기술은 생물을 사육양성하고 대사산물로 자연적으로 발생하는 유기물, 암모니아, 아질산을 미생물을 활용하여 친환경적으로 분해하는 녹색기술로 유용 미생물을 통해 수중에 발생할 수 있는 질산계 오염물질을 효과적으로 분해하여 사육수의 교환 없이 사육양성이 가능하다. 바이오플락 기술은 사육수의 교환 없기 때문에 환경오염을 최소화하고, 사육생물의 면역력을 높이고, 단백질 이용 효율을 향상시켜 사료비용 절감 및 성장에 효과적이다.

바이오플락 양식기술은 새우 종 및 일부 담수어종에 국한되어 있으며, 해산어류에서는 거의 이루어지지 않고 있다. 우리나라 넙치 양식생산은 전체 어류생산량의 50% 이상을 차지한다. 그러나 넙치의 질병 및 고수온으로 인한 폐사는 2005년 이후 매년 40% 이상을 차지하며 지속가능한 양식산업 성장의 주요 장애요인이 되고 있다. 계절적 폐사분포로 볼 때, 어류의 면역은 수온이 높은 여름철에 약해져 질병 감염에 더욱 취약하고 더 높은 폐사를 나타낸다. 바이오플락은 사육수를 재상용 함으로써, 환경-독립적 운영이 가능하고 이를 통해 고수온기 및 저수온기 온도조절이 용이한 장점이 있다.

친환경 바이오플락 기술을 넙치 양식에 적용하여 2017년 국립수산과학원 서해수산연구소에서 바이오플락 넙치 적용연구를 수행하였으며, 14개월 양성, 평균 무게 1.8kg을 90% 이상의 생존율로 시범생산에 성공을 거두었다. 시범생산의 성공을 바탕으로 넙치 현장양식장 수조를 임대하여 현장규모에서 적용연구를 2018년부터 수행중이다.

사육양성과정에서 사료 찌꺼기 및 대사과정에서 발생한 배설물이 발생하고 이러한 고형 슬러지는 사육수 내 분산되어 있다 밀도가 높아지면 수조바닥에 가라앉게 된다. 이러한 슬러지의 제거는 안정적인 수질환경을 유지하기 위해서 필수적인 요소이다. 국내 등록특허번호 제10-1847695호에는 슬러지 제거가 가능한 바이오플락 시스템에 관하여 개시하고 있으나, 상기 발명은 고형 슬러지를 포집 후 교체해 줘야하는 번거로움이 있고, 수조의 규모의 차이에 따른 슬러지 문제가 발생하므로, 즉시적으로 슬러지 제거 및 제거효율을 높여 슬러지 과잉발생에 따른 수질악화 및 양식생물의 악영향을 해결할 수 있는 현장 맞춤형 바이오플락 양식 시스템 개발이 필요하다.

현재 바이오플락 기술은 친환경 미래양식기술로 일부 국가에서는 어류에 적용하여 연구를 수행하고 있으나, 담수어류에 국한되어 있으며 해산어류에서 바이오플락 기술을 이용한 연구는 거의 이루어지지 않고 있다. 2016~2017년 서해수산연구소 양식산업과에서는 바이오플락을 이용한 해산어류(자바리, 붉바리, 넙치) 양식생산을 성공하였다. 이를 바탕으로 현장양식장 시스템을 기반으로 바이오플락 기술을 적용하는 현장연구는 상업화를 위해 필요하다. 현장 대규모 양식장에서 바이오플락 적용시 슬러지 발생 및 처리의 문제는 주요한 제한요소 중 하나이다.

따라서 현장 양식장 규모의 안정적인 슬러지 제거방안은 바이오플락 현장적용을 위한 필수적 기술이다. 해산어류의 바이오플락 양식은 아직까지 세계적으로 성공을 거둔 바 없으며, 본 발명이 향후 바이오플락 기술을 이용한 현장적용에서 슬러지제거 효율향상을 통해 양식산업의 확대 및 발전, 연구발전 및 시장 확보에 가능성이 매우 높을 것으로 판단된다.

국내 등록특허번호 제10-1448892호에는 육상 양식장내 탈질을 위한 탄소원의 새로운 활용과 최적 질산화 반응 발현을 위한 질산화 미생물을 고농도로 축적하여 양식장 배출수내 유기물 및 질소를 관리하기 위한 ANR(Aquaculture Nitrogen Removal)시스템으로, 육상 양식장에서 발생하는 유기물과 질소를 제거하기 위한 반응조로서 양식수내 유기물을 가수분해하여 탈질하는 탈질 반응조와 질산화 미생물의 고농도 축적이 가능한 질산화 반응조가 파이프를 매개로 연결되어 유입수 내 입자성 및 용존성 유기물을 가수분해를 하여 탈질을 위한 탄소원으로 활용하여 유기물을 효율적으로 제거할 수 있고, 후속되는 질산화 반응에서 유기물을 미리 제거하여 질산화 반응조 내 낮은 C/N비(Carbon/Nitrogen ratio)를 유지하여 질산화 미생물의 고농도 축적이 가능하여 외부탄소원의 주입없이 자체 생물학적 질소제거가 가능한 효과가 있는 양식장 배출수내 유기물 및 질소제거를 위한 공정 및 방법에 관하여 개시하고 있다. 국내 등록특허번호 제10-0292284호에는 사육수조와 연이어 통하고 있는 순환여과조로 침전ㅇ 흡착조, 유기물분해세균부착재가 충전되어 있는 유기물분해세균조, 질화세균부착제가 충전되어 있는 질화세균조, 염기성고형물이 충전되어 있는 중화조, 질산염환원세균 및 탈질세균부착재가 충전되어 있는 탈질세균조 및 폭기조가 그 순서로 연결되어 있는 순환여과조와 세균장치로 구성되는 어개류사육순환여과조 및 순환여과장치에 관하여 개시하고 있다. 국내 등록특허번호 제10-1837549호에는 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 수조에 관하여 개시하고 있다. 국내 등록특허번호 제10-1847695호에는 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 고형슬러지를 양식수조의 외부로 유출시키는 펌프로 이루어지는 것을 특징으로 하는 슬러지 제거용 트랩이 형성된 바이오플락시스템에 관하여 개시하고 있다.

본 발명은 바이오플락 양식 시스템에서 수조의 규모의 차이에 따른 슬러지 문제 발생으로 인해서 지속적인 슬러지 제거 및 높은 제거효율이 필요한 상기 문제점을 해결하기 위하여 중앙배관에 이중깔때기를 설치해 중앙배관에서 슬러지를 흡입하는 효율을 높이고 별도의 침전시스템을 통해 슬러지를 효과적으로 제거할 수 있는 바이오플락 슬러지제거 시스템을 제공하고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 어류전용 바이오플락 슬러지제거 시스템은 일정 면적의 바닥과 외벽을 갖고 사육수를 수용할 수 있는 사육수조; 상기 사육수조의 바닥부에 설치되는 배수관; 상기 배수관 하부에는 슬러지의 수집과 사육수에 포함되어 있는 슬러지를 분리하는 슬러지 분리부가 설치되며; 상기 슬러지 분리부를 내부관으로 안착 고정하여 슬러지 분리부에서 일부 슬러지가 제거된 사육수가 이동하는 배출관; 상기 슬러지 분리부 하부와 연결되어 사육수와 분리된 슬러지를 펌프 동력을 통해 침전조로 이동시키는 슬러지 분리관; 상기 슬러지 분리관과 연결되어 이동된 사육수 및 슬러지가 수집 및 침전되는 침전조; 상기 침전조와 배출관에는 슬러지가 제거된 사육수를 사육수조로 재공급시킬 수 있는 재공급관을 포함하여 이루어지는 것일 수 있다.

상기 슬러지 분리부는 상기 배출관 일단 내부에 안착되도록 설치되고 단측면이 원형으로 하향으로 폭이 협소해지는 상광하협의 깔데기 구조로 상, 하 개구부가 형성되는 제1분리부와 제2분리부가 상, 하 방향으로 설치되는 것일 수 있다.

상기 제1분리부는 상기 수집관 하부 개구부와 대응하는 직경으로 형성되고 하부는 연결부를 매개로 제2분리부 상부에 내입하여 고정하고, 상기 고정은 제1분리부 외측면과 제2분리부 내측면을 따라 하나 이상 형성된 연결부를 매개로 상기 제1분리부는 제2분리부의 함입된 상부 공간에 일정거리 이격되어 고정되며 상기 제1 및 제2 분리부에는 이격공간이 형성되는 것일 수 있다.

상기 제2분리부 하부 개구부에는 상기 슬러지 분리관이 연결되어 슬러지 분리부로 유입된 사육수 및 슬러지는 제1 및 제2분리부에 형성된 이격공간을 통해 배출관 또는 슬러지 분리관으로 배출될 수 있다.

또한, 상기 침전조는 다각형상으로 중심을 향해 폭이 좁하져 수렴하는 형상의 경사가 형성되는 침전조 바닥부와 상기 바닥부를 일정 높이의 벽이 둘러싸는 구조로 이루어지고, 상기 침전조 바닥부에는 밸브가 마련되어 바닥에 수집된 슬러지를 외부로 배출하는 슬러지 제거관이 설치되고, 침전조 중앙에는 침전조 바닥부와 일정거리 이격하여 격벽이 설치되는 것일 수 있다.

본 발명의 어류전용 BFT 슬러지제거 시스템은 현장 양식장 규모의 바이오플락에서 문제가 되기 쉬운 슬러지를 효과적으로 제거해서 안정적인 수질유지 및 생물양성이 가능하게 한다.

도 1은 본 발명의 어류전용 바이오플락 슬러지제거 시스템 개략도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 어류전용 바이오플락 슬러지제거 시스템의 슬러지 분리부 사시도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 어류전용 바이오플락 슬러지제거 시스템의 슬러지 분리부 사시도를 나타낸다.
도 4는 슬러지 분리부로 유입된 사육수의 경로를 설명한 개념도를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 실험예 과정을 나타낸다.

본 발명은 바이오플락 양식 시스템에서 수조의 규모의 차이에 따른 슬러지 문제가 발생으로 인해서 지속적인 슬러지 제거 및 높은 제거효율이 필요한 상기 문제점을 해결하기 위하여 중앙배관에 이중깔때기를 설치해 중앙배관에서 슬러지를 흡입하는 효율을 높이고 별도의 침전시스템을 통해 슬러지를 효과적으로 제거할 수 있는 바이오플락 슬러지제거 시스템을 제공하고자 한다.

이하, 본 발명의 어류전용 바이오플락 슬러지제거 시스템와 관련한 도면을 첨부하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서 지칭하는 바이오플락 기술(BioFloc Technology)은 종속영양세균(heterotrophic bacteria, 타가영양균) 및 독립영양세균 (autotrophic bacteria, 자가영양균)의 유용미생물과 양식어종을 함께 양식하면서 세균이 사육수 내의 암모니아 등의 양식어류에 유해한 유기부산물을 분해하고 양식어류가 섭취 가능한 먹이로 전환시킴으로써 사육수의 정화가 가능하여, 양식과정에서 환수나 여과과정이 필요 없는 양식방법을 지칭한다. 본 발명에서 지칭하는 바이오플락 슬러지는 육안으로 판단할 수 잇는 크기로, 양식생물로부터 생성되어 장기간 방치할 시에 부패하게 되는 노폐물 또는 사료 찌꺼기 등을 포함하고, 통상적으로는 양식수조에서 장기간 축적되면 양식생물의 폐사의 원인이 될 수 있는 것을 지칭한다.

도 1은 본 발명의 어류전용 바이오플락 슬러지제거 시스템 개략도를 나타낸다. 본 발명의 어류전용 바이오플락 슬러지 제거 시스템은 일정 면적의 바닥과 외벽을 갖고 사육수를 수용할 수 있는 양식수조(10); 상기 양식수조의 바닥부에 설치되는 배수관(11); 상기 배수관 하부에는 슬러지의 수집과 사육수에 포함되어 있는 슬러지 분리가 이루어지는 슬러지 분리부(20)가 설치되며; 상기 슬러지 분리부를 내부관으로 안착시켜 슬러지 분리부에서 슬러지가 일부 제거된 사육수가 이동하는 배출관(30); 상기 슬러지 분리부 하부와 연결되어 사육수와 분리된 슬러지를 침전조로 이동시키는 슬러지 분리관(21); 상기 슬러지 분리관과 연결되어 이동된 사육수 및 슬러지가 수집 및 침전되는 침전조(50); 상기 침전조와 배출관에는 슬러지가 제거된 사육수를 양식수조로 재공급시킬 수 있는 재공급관(40)을 포함하여 이루어질 수 있다.

일반적으로 바이오플락 양식에서는 사육수 내에 높은 수준의 용존산소가 필요하고 수조 내에 일정한 수류를 형성하지 않으면, 사육수에 분포하는 유기질 및 미생물이 서로 엉겨붙어 수조바닥으로 가라앉을 수 있기 때문에 사육수조 내부에 벤추리 장치 등을 설치하여 기포를 지속적으로 공급해야 한다.

이러한 과정에서 바이오플락 사육수조 내에 일정한 방향의 수류를 형성시킬 수 있다. 이러한 수류는 급이되지 않은 사료, 양식생물의 배설물, 기타 찌꺼기 등, 양식과정에서 발생하는 고형물이 바닥에 적체되는 것을 방지하고, 사육수조 내의 환경이 균일하도록 조절하며, 양식생물에 일정한 압력을 주어 자연서식지와 유사한 양식환경을 조성하도록 한다.

상기 벤추리 장치는 사육수조에 일정 방향의 수류가 지속적으로 형성되도록 가동한다. 이에 바이오플락 양식과정에서 과도하게 생산된 슬러지는 양식수조의 하부에 위치하면서 수류에 따라 이동하게 되며 수조 바닥부에 설치된 배수관에 수집되기 용이하다.

배수관(11)은 통상적인 육상 양식수조에 설치되는 내부가 비어있고 하부가 개구된 원형관 구조로 형성되며, 하부에는 다수의 통공이 형성되어 수조 바닥부와 수집된 슬러지가 사육수와 함께 내부로 이동할 수 있다.

배수관 하부에는 슬러지 분리부가 설치된다. 도 2 내지 3은 슬러지 분리부(20)의 사시도를 나타낸다. 본 발명의 슬러지 분리부는 제1분리부(100)와 제2분리부(200) 로 이루어진다. 상기 제1분리부 및 제2분리부는 단측면이 원형으로 하향으로 폭이 협소해지는 상광하협의 깔때기 구조로 형성되고 상,하는 개구되어 슬러지 및 사육수가 이동하는 통로를 제공한다.

또한, 슬러지 분리부 재질은 바람직하게는 수분에 내성이 있고 내구성이 우수하며 장치 생산이 용이한 PVC 재질로 형성될 수 있다. 슬러지 분리부는 배출관(30) 일단 내부에 안착되도록 설치되어 배수관에서 배수된 사육수 및 슬러지는 슬러지 분리부를 거치게 된 후, 배출관으로 이동할 수 있다.

제1분리부(100)는 상기 배수관 하부 개구부와 연결되고, 하부는 제2분리부의 상부에 내입하도록 고정된다. 이에 상기 제1분리부의 상부 직경은 배수관 하부 개구부에 대응할 수 있는 직경으로 형성되어 배수관 내부로 유입된 슬러지 및 사육수가 수렴구조로 형성된 경사를 따라 효율적으로 수집 및 배출될 수 있다.

제2분리부(200)의 상부 직경은 상기 제1분리부의 상부 직경의 60 내지 70%의 직경으로 형성되고, 제1분리부의 하부가 제2분리부 상부와 일정거리 이격되어 내입하도록 고정될 수 있다. 이때 고정은 상기 제1분리부와 제2분리부가 일정거리 이격되어 내입할 수 있도록 하나 이상의 연결부(미도시)를 매개로 고정된다. 본 발명의 실시예에 따른 고정부는 PVC 용접법으로 하나 이상 용접되어 형성되었다.

제2분리부 하부 개구부에는 슬러지 분리관(21)이 연결된다. 슬러지 분리관에는 고압의 동력을 제공하여 높은 수압으로 슬러지 분리관에 유입된 슬러지 및 사육수를 침전조로 이동시킬 수 있는 펌프(22)가 설치될 수 있다.

이에 슬러지 분리부로 유입된 사육수 및 슬러지는 두가지의 경로로 이동할 수 있다. 도 4에는 슬러지 분리부로 유입된 사육수의 경로를 설명한 개념도가 도시되어 있다. 제1분리부에서 제2분리부로 유입된 사육수 및 슬러지는 제2분리부의 상측면에 충돌하여 유입수압이 상대적으로 약해지고, 이때 사육수에 포함된 슬러지가 분리될 수 있다.

이때, 상대적으로 무거운 비중의 슬러지는 사육수에 비해 제2분리부의 경사를 따라 하부로 단시간에 침강 및 수집되고, 일부 슬러지가 제거되어 슬러지에 비해 상대적으로 비중이 적은 사육수는 제1분리부 및 제2분리부의 이격공간을 통해 분출되는 형태로 배출관으로 이동하게 된다.

제2분리부로 수집된 슬러지는 슬러지 분리관에 공급되는 고압 펌프에 의해 빠른 속도로 침전조로 이동할 수 있다. 상기 슬러지 분리관에서 작용하는 고압의 흡수에 제2분리부로 이동한 모든 사육수 및 슬러지가 슬러지 분리관으로 배출되지 않고 슬러지가 분리된 사육수가 배출관으로 이동할 수 있는 것은 제2분리부는 제1분리부보다 작은 직경크기로 형성되기 때문이다.

제1분리부에서 이동하여 제2분리부로 공급되는 사육수량은 제2분리부에서 슬러지 분리관으로 이동하는 사육수량보다 그 양이 상대적으로 많다. 이에 따라 상기 언급된 제2분리부의 직경크기가 제1분리부의 60 내지 70% 크기로 형성되는 것은 각 슬러지 분리부로 이동할 수 있는 사육수량의 차이를 두기 위함이다.

이에 따라 제2분리부에 작용하는 고압 흡수에 제2분리부로 유입된 모든 사육수 및 슬러지가 슬러지 분리관을 통해 배출되지 않고, 비중이 상대적으로 커 사육수에 비해 단시간에 침강한 슬러지는 슬러지 분리관을 통해 침전조로 이동할 수 있는 한편, 일부 슬러지가 제거된 사육수는 이격 공간을 통해 배출관으로 분출될 수 있다.

슬러지 분리관의 타측은 침전조 일측에 연결된다. 침전조(50)는 통상적인 다각형상의 침전조 바닥부와 상기 바닥부를 일정 높이의 벽이 둘러싸는 구조로 상기 바닥부는 중심을 향해 폭이 좁아져 수렴하는 형상의 경사가 형성된다. 이에 슬러지 분리관으로부터 이동한 고형 슬러지는 침전조 하부에 고요히 침전하게 된다.

상기 침전조 바닥에는 슬러지 제거관(52)이 설치될 수 있다. 슬러지 제거관에는 밸브가 마련되어 밸브의 조절에 의해 침강하여 수집된 슬러지를 외부로 배출시킬 수 있다.

침전조의 중앙에는 침전조 바닥부와 일정거리 이격하도록 격벽(51)이 설치된다. 상기 격벽과 침전조 바닥의 이격 거리는 바람직하게는 30cm 이상으로 설치하는 것이 적절한데 이는 침전조 바닥부에 침강한 슬러지가 물의 흐름에 의해 상부로 부상하는 것을 방지하기 위함이다. 격벽은 침전조 내부에 물의 흐름을 만들어주며, 입자가 큰 슬러지는 자연적으로 침강할 수 있도록 한다.

격벽을 지나친 사육수가 이동한 침전조 일측에는 재공급관(40)이 설치되어 자연압으로 슬러지가 제거된 사육수가 자연적으로 양식수조로 재공급될 수 있다. 재공급관은 배출관에 설치되어 슬러지 분리관에서 이동하여 일부 슬러지가 제거된 바이오플락 사육수 또한 양식수조로 재공급될 수 있으며, 재공급관에는 밸브가 마련되어 공급량 조절 또한 가능하다.

도 5는 바이오플락 양식수조에 설치한 실험예를 나타낸다. 본 발명의 어류전용 BFT 슬러지제거 시스템을 직경 ㆈ200 크기의 배수관을 바이오플락 양식수조에 설치하였다. 제1분리부는 ㆈ150로 형성하여 배수관 하부에 연결하였고, 제2분리부 상부 직경은 상기 제1분리부 상부직경의 약 66% 크기인 ㆈ100로 형성하였다. 또한, 제2분리부와 연결된 슬러지 분리관에는 600w 펌프를 설치하여 침전조로 사육수 및 슬러지를 이동시켰다.

본 발명은 어류전용 BFT 슬러지제거 시스템으로, 현장 양식장 규모에서 바이오플락 시스템을 적용할 때 발생할 수 있는 슬러지 문제를 효과적으로 제거가 가능하도록 구성함으로써 슬러지문제에 따라 발생할 수 있는 수질악화 및 생물피해를 감소시킬 수 있으며, 향후 현장적용 시스템 구축을 통한 안정적인 바이오플락 양식시스템 현장적용이 가능함으로 산업상 이용가능성이 있다.

10: 사육수조 11: 배수관
20: 슬러지 분리부 21: 슬러지 분리관
22: 펌프 30: 배출관
40: 재공급관 50: 침전조
51: 격벽 52: 슬러지 제거관
100: 제1분리부 200: 제2분리부

Claims (8)

1. 일정 면적의 바닥과 외벽을 갖고 사육수를 수용할 수 있는 사육수조; 상기 사육수조의 바닥부에 설치되는 배수관; 상기 배수관 하부에는 슬러지의 수집과 사육수에 포함되어 있는 슬러지를 분리하는 슬러지 분리부가 설치되며;
   상기 슬러지 분리부를 내부관으로 안착 고정하여 슬러지 분리부에서 일부 슬러지가 제거된 사육수가 이동하는 배출관;
   상기 슬러지 분리부는 상기 배출관 일단 내부에 안착되도록 설치되고 단측면이 원형으로 하향으로 폭이 협소해지는 상광하협의 깔때기 구조로 상, 하 개구부가 형성되는 제1분리부와 제2분리부가 상, 하 방향으로 설치되며;
   상기 슬러지 분리부 하부와 연결되어 사육수와 분리된 슬러지를 펌프 동력을 통해 침전조로 이동시키는 슬러지 분리관;
   상기 슬러지 분리관과 연결되어 이동된 사육수 및 슬러지가 수집 및 침전되는 침전조; 상기 침전조와 배출관에는 슬러지가 제거된 사육수를 사육수조로 재공급시킬 수 있는 재공급관을 포함하여 이루어지는 것인 어류전용 바이오플락 슬러지제거 시스템
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 제1분리부는 상기 배수관 하부 개구부와 대응하는 직경으로 형성되고 하부는 연결부를 매개로 제2분리부 상부에 내입하여 고정하는 것인 어류전용 바이오플락 슬러지제거 시스템
4. 제3항에 있어서, 상기 고정은 제1분리부 외측면과 제2분리부 내측면을 따라 하나 이상 형성된 연결부를 매개로 상기 제1분리부는 제2분리부의 함입된 상부 공간에 일정거리 이격되어 고정되며 상기 제1 및 제2 분리부에는 이격공간이 형성되는 것인 어류전용 바이오플락 슬러지제거 시스템
5. 제4항에 있어서, 상기 제2분리부 하부 개구부에는 상기 슬러지 분리관이 연결되어 슬러지 분리부로 유입된 사육수 및 슬러지는 제1 및 제2분리부에 형성된 이격공간을 통해 배출관 또는 슬러지 분리관으로 배출되는 것인 어류전용 바이오플락 슬러지제거 시스템
6. 제1항에 있어서, 상기 침전조는 다각형상으로 중심을 향해 폭이 좁아져 수렴하는 형상의 경사가 형성되는 침전조 바닥부와 상기 바닥부를 일정 높이의 벽이 둘러싸는 구조로 이루어지는 것인 어류전용 바이오플락 슬러지제거 시스템
7. 제6항에 있어서, 상기 침전조 바닥부에는 밸브가 마련되어 바닥에 수집된 슬러지를 외부로 배출하는 슬러지 제거관이 설치되고, 침전조 중앙에는 침전조 바닥부와 일정거리 이격하여 격벽이 설치되는 것인 어류전용 바이오플락 슬러지제거 시스템
8. 일정 면적의 바닥과 외벽을 갖고 사육수를 수용할 수 있는 사육수조의 바닥부에 설치되는 배수관 하부에 슬러지의 수집과 사육수에 포함된 슬러지를 분리하는 슬러지 분리부가 설치되어 상기 슬러지 분리부에서 일부 슬러지가 제거된 사육수가 이동하는 배출관으로 이루어지고;
   상기 슬러지 분리부는 상기 배출관 일단 내부에 안착되도록 설치되고 단측면이 원형으로 하향으로 폭이 협소해지는 상광하협의 깔때기 구조로 상, 하 개구부가 형성되는 제1분리부와 제2분리부가 상, 하 방향으로 설치되는 것인 어류전용 바이오플락 슬러지제거 시스템

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