KR102236122B1 - 아쿠아포닉스용 바이오헬릭스 여과장치 및 아쿠아포닉스 시스템 - Google Patents

아쿠아포닉스용 바이오헬릭스 여과장치 및 아쿠아포닉스 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 복수 개의 하부 서포터에 지지되고, 상단부에 원수(오수)가 도입되는 입수구 및 하단부에 여과 및 정화된 물이 배출되는 출수구를 포함하는 여과탱크; 상기 여과탱크 내측 상부에서 일정간격으로 하부 방향으로 이격되어 위치되고, 복수 개의 타공이 형성된 상부 타공판; 상기 입수구를 통하여 상기 상부 타공판과 연결되고, 원수를 입수시키는 절곡된 입수관; 상기 여과탱크 내측 하부에서 일정간격으로 상부 방향으로 이격되어 위치되고, 복수 개의 타공이 형성된 하부 타공판; 상기 하부 타공판의 중앙을 관통하여 상기 출수구와 연결되고, 여과 및 정화된 물이 배출되는 절곡된 출수관; 상기 하부 타공판의 외주면에서부터 나선형으로 감겨 일정 높이로 적층된 열교환 나선관, 상기 열교환 나선관은, 열교환 매체가 순환됨; 상기 하부 타공판 상에 배치된 에어공급관, 상기 에어공급관은, 상기 열교환 나선관의 내주연 영역 내에서 상기 하부 타공판의 중심부에서부터 회오리 형상으로 회전하는 방식으로 배치됨; 상기 에어 공급관 상에 일정 간격으로 배치되고, 에어를 분사하는 복수 개의 에어노즐; 및 상기 하부 타공판 상에서부터 상기 출수구 높이까지 충진된 복수 개의 바이오 헬릭스 여재; 를 포함하는, 수온조절이 가능한, 아쿠아포닉스용 바이오헬릭스 여과장치 및 이를 포함하는 아쿠아포닉스 시스템에 관한 것이다.

Description

아쿠아포닉스용 바이오헬릭스 여과장치 및 아쿠아포닉스 시스템{FILTRATION APPARATUS FOR AQUAPONICS AND AQUAPONICS SYSTEM USING SAME}
본 발명은, 아쿠아포닉스용 바이오헬릭스 여과장치 및 아쿠아포닉스 시스템에 관한 것이다.
아쿠아포닉스는 어류를 키우는 양식과 식물의 수경재배를 결합한 생산방식이며, 양어양식에 사용한 물을 수경재배를 거쳐 다시 양식에 사용하는 순환방식으로 수산양식과 농작물 재배를 함께할 수 있게 물을 순환하여 사용하므로 환경에 미치는 영향을 최소화하는 친환경적인 생산방식이다.
아쿠아포닉스는, 어종과 식물이 함께 상생할 수 있는 환경을 조성하는 것으로 양식에서는 물고기가 먹이를 먹고 배출한 배설물이 물을 오염시키기 때문에 지속적인 물의 정화장치가 요구되고 있어 아쿠아포닉스 시스템에서는 식물이 물고기의 배설물을 영양소로 흡수하면서 물을 정화시킬 수 있다.
종래의 아쿠아포닉스 장치의 수질정화장치와 열교환장치에 관한 선행기술로는 등록특허공보 제10-1061439호(수족관용 여과장치), 등록특허공보 제10-0957173호(수족관용 수질정화장치) 및 등록특허공보 제10-1247648호(어류저장조의 수온조절장치) 등이 제시되었다.
등록특허공보 제10-1061439호은, 통형상의 케이스와, 수족관의 물을 흡입하여 케이스의 위쪽으로 토출하는 펌프와, 케이스의 내부에 설치되고 펌프로부터 토출되는 물에 포함된 이물질을 여과하는 필터와, 케이스의 위에 연결관을 통하여 연결 설치되고 기포와 함께 부상하는 부유물질을 수집 배출하는 스키머통과, 케이스의 필터 아래쪽에 연결되어 설치되고 필터를 통과한 물을 수족관 쪽으로 배출하는 배출관을 포함하는 구조이다. 하지만, 수족관에 설치된 펌프로 물을 흡입하여 케이스의 필터를 통하여 여과시켜 수족관으로 보내고 상기 과정에서 발생되는 기포는 스키머통으로 보내 배출시키는 것으로 단순히 부직포, 활성탄 및 스폰지로 구성되는 필터에 의존하여 수족관의 물을 정화시키는 여과장치로 여과능력이 제한되고 여과효율이 저하되는 단점이 있고 여과과정에서 배출되는 거품의 배출구조 역시 불안정하게 구성되어 수족관의 물을 정화 및 여과과정이 부족한 등의 문제가 있다.
등록특허공보 제10-0957173호(수족관용 수질정화장치)는, 거품제거구역, 정수구역, 유량조절구역으로 구획되는 케이스와 거품제거구역에 설치되고 물에 포함된 거품과 함께 단백질 등의 부유물질을 제거하는 거품 제거 장치와 거품 제거구역과 유량조절구역을 연결하는 유량조절 관과 정수구역에 설치되고 거품 제거 장치를 통과하면서 거품과 부유물질 등이 제거된 상태로 유입되는 물을 2차로 정수하여 고형물 등의 이물질을 제거하는 중력식 여과장치를 포함하는 구조이다. 하지만, 케이스에 칸막이를 통하여 거품제거 구역, 정수구역 및 유량조절구역으로 분획시켜 거품제거장치와 중력식 여과장치로 수조의 거품, 단백질, 부유물질 및 고형물 등의 이물질을 제거하고 별도의 압력식 여과장치와 연계시켜 수조의 이물질을 정화시키는 구조로 수질정화장치의 부피가 크고 수조 상에 기액공급기와 원수공급기를 별도로 설치하여야 하는 등의 구조가 복잡하고 수질을 정화하는 공정이 분리 및 연계방식으로 수로를 설치하여 수질을 정화시키는 시간이 지연될 뿐만 아니라 수질정화 효과가 다소 미흡한 등의 문제가 있다.
등록특허공보 제10-1247648호(어류저장조의 수온조절장치)는 지표나 강이나 연안 등에 설치되는 어류저장조, 어류저장조의 측벽이나 바닥 중 적어도 어느 하나에 설치되며 공급되는 열교환 유체에 의하여 어류저장조에 저장된 유체와 열교환 하는 열교환 파이프 및 열교환 파이프로 열교환 유체를 공급하는 열교환유체공급원을 포함하는 구조이다. 하지만, 수온조절장치로 어류저장조의 벽이나 바닥에 열교환파이프를 매설시켜 설치하고 열교환유체공급원으로부터 열교환유체를 열교환파이프를 통하여 어류저장조로 보내 수온을 조절할 수 있게 한 것으로 열교환파이프를 어류저장조의 벽이나 바닥에 설치하는 설비비용이 증대되고 유지관리가 어려우며 또한 열교환유체공급원은 사용 환경에 따라 적용이 곤란한 문제점이 있다.
또한, 상기 언급한 종래 기술은, 수온조절과 물 여과/정화를 위한 장치가 분리되어 장착되므로, 장치의 구조가 대형화 및 복잡하면서 여과 및 정화효율(물리여과, 생물여과)이 낮은 문제점이 있다.
본 발명은, 수온조절과 물의 여과/정화를 단일 장치 내에 동시에 수용하고, 컴팩트하고 우수한 여과성능을 갖는, 아쿠아포닉스용 바이오헬릭스 여과장치를 제공하는 것이다.
본 발명은, 본 발명에 의한 아쿠아포닉스용 바이오헬릭스 여과장치를 포함하고, 수경재배(Hydroponic)와 양어양식(Aquaculture)을 동시에 실시하고, 에너지 소비 및 물 사용량을 절감시킬 수 있는, 아쿠아포닉스 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 복수개의 하부 서포터에 지지되고, 상단부에 원수(오수)가 도입되는 입수구 및 하단부에 여과 및 정화된 물이 배출되는 출수구를 포함하는 여과탱크; 상기 여과탱크 내측 상부에서 일정간격으로 하부 방향으로 이격되어 위치되고, 복수 개의 타공이 형성된 상부 타공판; 상기 입수구를 통하여 상기 상부 타공판과 연결되고, 원수를 입수시키는 절곡된 입수관; 상기 여과탱크 내측 하부에서 일정간격으로 상부 방향으로 이격되어 위치되고, 복수개의 타공이 형성된 하부 타공판; 상기 하부 타공판의 중앙을 관통하여 상기 출수구와 연결되고, 여과 및 정화된 물이 배출되는 절곡된 출수관; 상기 하부 타공판의 외주면에서부터 나선형으로 감겨 일정 높이로 적층된 열교환 나선관, 상기 열교환 나선관은, 열교환 매체가 순환됨; 상기 하부 타공판 상에 배치된 에어공급관, 상기 에어공급관은, 상기 열교환 나선관의 내주연 영역 내에서 상기 하부 타공판의 중심부에서부터 회오리 형상으로 회전하는 방식으로 배치됨; 상기 에어 공급관 상에 일정 간격으로 배치되고, 에어를 분사하는 복수 개의 에어노즐; 및 상기 하부 타공판 상에서부터 상기 출수구 높이까지 충진된 복수 개의 바이오 헬릭스 여재; 를 포함하는, 수온조절이 가능한, 아쿠아포닉스용 바이오헬릭스 여과장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 열교환 나선관은, 상기 하부 타공판에서 상기 출수구의 하단 높이까지 적층되고, 동일한 간격 및 직경으로 감겨진 복수 개의 층을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 에어노즐은, 20 mm 내지 23 mm 간격으로 배치되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 열교환 매체는, 열교환 매체 유입구에서 공급되어 상기 열교환 나선관 전체를 회전한 이후 열교환 매체 배출구로 배출되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 여과탱크의 상단에 에어벤트, 및 하단에 드레인 및 역세수 유입구를 더 포함하고, 상기 여과탱크 내부의 역세척 시에 상기 에어벤트, 상기 드레인 및 출수구를 폐쇄하고, 상기 역세수 유입구로부터 상기 역세수 유입수를 공급함과 동시에 상기 에어노즐로 에어를 분사시켜 이물질을 배출시키는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 출수관은, 상기 여과탱크 내부의 역세척 시에 이물질을 배출하는 이물질 배출구를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 바이오헬릭스는, 천연 광물질의 325 내지 20,000 매쉬 파우더로 형성되고, 표면적이 나선형 형태의 주름진 구조를 갖는 여재이고, 크기는 20 mm 내지 30 mm이고, 공극률은 90 % 이상인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 의한 바이오헬렉스 여과장치를 포함하는, 아쿠아포닉스 시스템에 관한 것이다.
본 발명은, 식물의 수경재배(Hydroponic)와 양어양식(Aquaculture)을 동시에 수행할 수 있는 아쿠아포닉스 시스템에 적용 가능하고, 수온 조절과 수질 정화를 동시에 수행할 수 있는, 복합 아쿠아포닉스용 바이오헬릭스 여과장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은, 양어양식과 수경재배에 필요한 적정수온을 유지하면서 수조에서 발생되는 분해되지 못한 잉여사료의 유기물을 식물의 수경재배에 활용하고, 양어양식에 유해한 암모니아와 아질산을 바이오 헬릭스 여과에 의해 정화시켜 양식어종과 수경재배 식물의 성장 및 생육에 효과적으로 활용할 수 있다.
본 발명은, 환경정화와 수온조절의 복합기능 여과기의 도입으로 물 사용량 및 에너질 절감할 뿐만 아니라 환경친화적인 성장 및 생육 환경을 제공하고, 어종 및 식물의 생산 효율을 향상시킬 수 있는 아쿠아포닉스 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시에에 따라, 본 발명에 의한 아쿠아포닉스용 바이오헬릭스 여과장치의 전체 구조를 개략적으로 나타낸 부분 절개된 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시에에 따라, 본 발명에 의한 아쿠아포닉스용 바이오헬릭스 여과장치의 전체 구조를 개략적으로 나타낸 분리사시도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 의한 아쿠아포닉스용 바이오헬릭스 여과장치의 상부 타공판의 상세도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 의한 아쿠아포닉스용 바이오헬릭스 여과장치의 하부 타공판 및 에어노즐의 상세도이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시에에 따라, 본 발명에 의한 아쿠아포닉스용 바이오헬릭스 여과장치의 열교환 나선관 및 하부 타공판의 상세도이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 의한 여재가 충진된 아쿠아포닉스용 바이오헬릭스 여과장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 아쿠아포닉스용 바이오헬릭스 여과장치 및 아쿠아포닉스 시스템에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.
본 발명은, 아쿠아포닉스용 바이오헬릭스 여과장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 아쿠아포닉스용 바이오헬릭스 여과장치는, 식물의 수경재배와 양어양식을 동시에 수행할 수 있는 아쿠아포닉스 시스템에 수온을 조절하고 수질 정화를 동시에 할 수 있는, 수온 조절이 가능한 아쿠아포닉스용 바이오헬릭스 여과장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 아쿠아포닉스용 바이오헬릭스 여과장치는, 여과탱크(100) 및 여과 탱크 내에 배치된 입수부(200); 여과부(300); 및 에어공급부(400);를 포함할 수 있다. 이하 도 1 내지 도 6을 참조하여, 보다 구체적으로 설명한다.
도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명의 일 실시에에 따라, 본 발명에 의한 아쿠아포닉스용 바이오헬릭스 여과장치의 전체 구조를 개략적으로 나타낸 부분 절개된 사시도이며, 상기 도 1에서 여과탱크(100)는, 복수 개의 하부 서포터(110, 110')에 지지되고, 원수(오수)가 도입되는 입수구(120), 여과 및 정화된 물이 배출되는 출수구(130), 열교환 매체를 공급하고 배출하는 열교환 매체 공급구(140a) 및 배출구(140b), 에어를 공급하는 에어 공급구(150) 및 에어밴트(160)를 포함할 수 있다.
입수구(120)는, 여과탱크(100)의 상반부에 위치하고, 여과탱크(100) 내부로 원수(오수)를 도입하기하기 위한 입수관(220)이 관통한다.
출수구(130)는, 입수구(120) 아래에 배치되고, 예를 들어, 여과탱크(100)의 중간 영역 또는 하단부에 배치되고, 여과 및 정화된 물을 외부로 배출하기 위한 출수관(320)이 관통한다.
열교환 매체 공급구(140a) 및 배출구(140b)는, 열교환 나선관(330) 내에 열교환 매체를 공급하고, 열교환 나선관(330)을 순환한 열교환 매체를 배출하며, 열교환 나선관(330)의 양말단 중 하나와 각각 연결된다. 열교환 매체 배출구(140b)는, 출수구(130) 위치보다 낮은 위치에 배치되고, 열교환 매체 공급구(140a)는, 열교환 매체 배출구(140b) 보다 낮은 위치, 예를 들어, 여과탱크(100)의 하단부에 배치된다.
에어 공급구(150)는, 에어공급관(410)으로 에어를 공급하는 것으로, 에어공급관(410)의 하나의 말단과 연결된다. 에어 공급구(150)는, 여과탱크(100)의 하단부에 배치되고, 예를 들어, 열교환 매체 공급구(140a)와 근접하게 배치된다.
에어밴트(160)은, 여과탱크(100)의 상단에 위치하고, 여과탱크(100)의 압력, 가스 배출 등을 조절할 수 있다.
여과탱크(100)는, 윈도우; 물, 에어 등의 배출 및/또는 도입을 위한 입구(15)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 입수부(200)는 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다. 도 2는, 본 발명의 일 실시에에 따라, 본 발명에 의한 아쿠아포닉스용 바이오헬릭스 여과장치의 전체 구조를 개략적으로 나타낸 분리사시도이며, 도 2에서 입수부(200)는, 원수를 여과탱크(100) 내에 도입하고, 여과부(300)로 적절한 속도로 원수를 흘려 내려 공급하는 것으로, 상부 타공판(210) 및 입수관(220)을 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 의한 아쿠아포닉스용 바이오헬릭스 여과장치의 상부 타공판의 상세도이며, 도 3에서 상부 타공판(210)은, 여과탱크(100) 내측 상부에서 일정간격으로 하부 방향으로 이격되어 배치되고, 복수 개의 타공(211, 211')이 천공된 것이다. 입수관(220)을 통해 공급된 원수는 상기 타공을 통해 아래 방향으로 흐르거나 또는 분사된다.
타공(211, 211')은, 다양한 형상, 다양한 패턴으로 배열될 수 있으며, 예를 들어, 원주 방향 등으로 배열될 수 되고, 타원형, 다각형, 원, 모서리가 둥근 다각형 등의 형상을 가질 수 있다. 또한, 중앙에서 원주방향으로 타공의 크기가 균일하거나 또는 증가하거나 감소할 수 있다.
입수관(220)은, 입수구(120)을 관통하여 끼워져 상부 타공판(210)의 중앙 홀과 연결되고, 휘거나 절곡된 형상을 가지며, 휘거나 절곡되는 위치는 다양하게 변화시킬 수 있다. 입수관(220)의 하나의 말단은 입수구(120)와 결합되어 입수구로 활용되어 상부 타공판(210)으로 원수를 공급한다. 본 명세서에서 여과탱크(100)에 물, 에어, 가스 등의 공급 및 배출을 위한 관이 삽입되는 입수구, 배출구, 공급구, 등은 관의 삽입 시 관의 매체가 흐르는 개방된 말단을 의미할 수 있다.
입수관(220)은, 이물질 배출관(221)를 더 포함하고, 이물질 배출관(221)과 여과 및 정화된 물이 도입되는 입수관(220의 폐쇄 또는 개방은, 밸브를 통하여 조절할 수 있다. 이물질 배출관(221)은, 여과탱크(100) 내부의 역세척 시에 이물질을 배출하고 회수할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 여과부(300)는, 도 2를 참조하면, 하부 타공판(310), 출수관(320) 및 온도조절장치를 포함할 수 있다. 여과부(300)는, 상부 타공판(210)을 거쳐 도입된 원수를 정화하여 오염물질을 제거하고, 정화된 물의 용도에 따라 온도를 조절하여 배출할 수 있다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 의한 아쿠아포닉스용 바이오헬릭스 여과장치의 하부 타공판 및 에어노즐의 상세도이며, 도 1 및 도 4에서 하부 타공판(310)은, 여과탱크(100)의 내측 하부에서 일정간격으로 상부 방향으로 이격되어 위치되고, 복수 개의 타공(311, 311')이 천공된 것이다. 타공(311, 311')을 통하여 오염물질이 제거된(정화된) 물은 하부 타공판(310) 아래로 흐르고 저장된다.
출수관(320)은, 하부 타공판(310) 중앙을 관통하여 출수구(130)에 끼어져 연결되고, 휘거나 절곡된 형상을 가진다. 휘거나 절곡되는 위치는 다양하게 변화시킬 수 있다. 출수관(320)은, 하부 타공판(310) 아래에 저장되는 여과 및 정화된 물을 출수구(130)로 배출시킨다.
온도조절장치는, 여과 및 정화 공정 및/또는 출수관(320)을 흐르는 물의 온도를 조절하는 장치이며, 온도 조절을 통하여 여과 및 정화 공정의 효율을 높이고, 용도에 따라 적절한 온도를 갖는 여과 및 정화된 물을 제공할 수 있다. 도 5를 참조하면, 도 5는, 본 발명의 일 실시에에 따라, 본 발명에 의한 아쿠아포닉스용 바이오헬릭스 여과장치의 열교환 나선관 및 하부타공판의 상세도이며, 도 5에서 온도조절장치는, 열교환 매체가 흐르는 열교환 나선관(330)을 포함할 수 있다. 열교환 나선관(330)은, 하부 타공판(310)의 외주면에서부터 나선형으로 감겨져 복수 개의 층을 형성하고 일정 높이로 적층된다. 상기 각층은 동일하거나 상이한 직경 및 층간 간격으로 감겨질 수 있다. 예를 들어, 상기 직경은 하부 타공판(310)의 직경과 동일하거나 95% 이하; 90 % 이하; 또는 90 내지 70 %일 수 있다.
열교환 나선관(330)은, 열교환 매체가 순환되도록 하나의 말단은 열교환 매체 유입구(140a)와 연결되고, 타단의 말단은 열교환 매체 배출구(140b)에 연결된다. 상기 열교환 매체 순환을 위해 펌프, 배출되는 열교환 매체를 냉각 또는 가열시키는 장치 등을 더 포함하고, 상기 열교환 매체는, 물, 수증기, 기체냉매, 알코올계 용매 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
열교환 나선관(330)은, 열교환 매체 유입구(140a) 및 열교환 매체 배출구(140b)을 통하여 상기 언급한 열교환 매체 순화 방향과 반대 방향으로 순환될 수 있다. 열교환 나선관(330)은 양 말단에 밸브가 구성되어 폐쇄 및 개방할 수 있다.
여과부(300)는, 물에서 오염물을 제거하고 정화하기 위한 여재(BH)가 충진될 수 있다. 도 5를 참조하면, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 의한 여재가 충진된 아쿠아포닉스용 바이오헬릭스 여과장치를 개략적으로 나타낸 단면도이며, 도 5에서 여재(BH)는, 하부 타공판(310) 상에서부터 출수구(130)까지의 높이로 충진된다.
여재(BH)는 복수 개의 바이오헬릭스 여재이다. 상기 바이오헬릭스 여재는 친환경적이고, 물리여과와 생물여과가 동시에 가능하고, 오염물질 및 정화 효율을 향상시킬 수 있다. 상기 바이오헬릭스 여재는, 천연 광물질의 325 내지 20,000의 매쉬 파우더로 형성되고, 표면적이 나선형 형태의 주름진 구조를 갖는 입자이다. 상기 천연 광물질은 분말종류의 토르마린, 제올라이트, 맥반석 등일 수 있다. 상기 여재의 크기는, 10 mm 이상; 20 mm 내지 40 mm; 20 mm 내지 35 mm; 또는 20 mm 내지 30 mm이고, 공극률은 85 % 이상; 90 % 이상; 또는 95 % 이상인 것일 수 있다. 바람직하게는 20 mm 내지 35 mm의 크기 및 90 % 이상의 공극률일 수 있다. 상기 여재는 염화비닐수지를 더 포함하고 분말, 섬유 등의 형태일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 에어 공급부(400)는, 여과탱크(100) 내에 에어를 공급하고, 이물질, 불순물, 가스 등을 배출시키는데 적용될 수 있다. 도 1 및 도 4를 참조하면, 에어 공급부(400)은, 에어공급관(410) 및 에어공급관(410) 상에 형성된 에어노즐(420)을 포함할 수 있다. 에어공급관(410)은, 하부 타공판(310) 상에 배치되고, 에어공급관(410)은 다양한 형상으로 배열될 수 있고, 바람직하게는 하부 타공판(310)의 중심부에서부터 회오리 형상으로 회전하는 방식으로 배치될 수 있다. 상기 회오리 형상은 단일관 또는 서로 일정 간격으로 이격되거나 접촉하는 이중관에 의해 형성될 수 있다.
에어공급관(410)은, 열교환 나선관(230)의 내주연 영역 내에서 하부 타공판(210)의 중심부에서부터 회오리 형상으로 형성될 수 있다. 에어공급관(410)의 하나의 말단은 에어 공급구(150)와 연결되어 에어가 공급되고, 타단은 폐쇄되어 일정한 압력으로 에어 분사를 원활하게 진행시킬 수 있다. 에어공급관(410)은 밸브가 구성되어 폐쇄 및 개방할 수 있다.
에어노즐(420)은, 에어를 분사하는 것으로, 에어 공급관(400) 상에 일정 간격으로 복수 개로 배치될 수 있다. 예를 들어, 에어노즐(420)은, 20 mm 내지 30mm의 간격이며, 바람직하게는 20 mm 내지 23mm 간격으로 배치될 수 있다. 에어공급관(410)이 이중관일 경우에, 서로 마주보는 관의 에어노즐과 동일한 간격으로 배열되거나 서로 이격되게 배열될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 여과탱크(100)은, 드레인(500) 및 역세척 장치(600)을 더 포함할 수 있다. 도 5를 참조하면, 드레인(500) 및 역세척 장치(600)는 여과탱크(100)의 하단에 배치되고, 역세척 장치(600)의 역세수 유입관 장착을 위한 유입구(도면에 도시하지 않음)를 더 포함하고, 역세척 장치(600)는, 드레인(500) 및 역세수 유입관(610)이 연결된 관을 구성하고, 밸브에 의해 개방 및 폐쇄가 조절된다.
역세수 유입관(610)은, 여과탱크(100) 내부에 역세척을 위한 역세수를 공급한다. 즉, 상기 역세척 공정은, 에어노즐과 역세급수로를 이용하여 여과탱크(100) 내부를 역세척시켜서 이물질과 불순물을 제거하고 회수한다. 상기 회수된 이물질과 불순물은 식물 재배를 위한 사료 등으로 재활용할 수 있다. 주기적으로 여과탱크(100) 내부를 역세수와 에어노즐을 이용하여 단시간에 용이하게 이물질과 불순물을 제거할 수 있다.
상기 언급한 입수관(220), 출수관(320), 배수관, 에어벤트, 드레인 및 역세수 유입관은 밸브가 장착되고, 즉 여과탱크(100) 내부 또는 외부에 노출된 부분에 장착되고, 공정에 따라 개방 또는 폐쇄할 수 있다. 예를 들어, 역세척 공정에서, 에어벤트(160), 드레인(500) 및 출수구(310)를 폐쇄하고, 역세수 유입구(610)로부터 역세서 유입수를 공급함과 동시에 에어노즐(420)로 에어를 분사시켜 이물질을 배출시킬 수 있다. 상기 이물질은, 입수관(220)에 장착되고, 개방된 이물질 배출관(221)을 통하여 배출된다.
본 발명은, 본 발명에 의한 아쿠아포닉스용 바이오헬릭스 여과장치를 포함하는, 아쿠아포닉스 시스템에 관한 것이다. 상기 아쿠아포닉스 시스템으로 식물의 수경재배와 어류양식를 수행할 수 있다. 이러한 식물재배와 다양한 어류의 생육에 필요한 적정수온을 유지시킬 수 있다. 또한, 양어양식에 유해한 암모니아와 아질산 등을 바이오 헬릭스 여과에 의해 정화시키고, 에어노즐과 역세수로 여과탱크 내부를 역세척시켜서 이물질과 불순물을 제거 및 회수하고, 회수한 이물질 중 수조에서 발생되는 분해되지 못한 잉여사료 등과 같은 유기물을 식물의 수경재배에 활용할 수 있다.
이하, 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예
본 발명에 의한 바이오헬릭스 여과기를 이용하는 아쿠아포닉스 시스템에 의한 식물 재배 및 양어양식에 활용 시 수질 및 생육 상황을 측정 및 관찰하여 표 1 내지 4에 나타내었다.
표 1은, 바이오헬릭스 여과기를 이용하여 아쿠아포닉스 메기 양어수(처리 후 15일차)의 수질을 분석하여 그 결과를 나타내었다.
처리내용 pH EC
(ds/m)		 DO
(mg/ℓ)		 탁도
(NTU)		 NH4-N
(mg/ℓ)		 NO2
(mg/ℓ)		 NO3
(mg/ℓ)
본 발명 여과기
(바이오헬릭스)		 6.8 0.532 7.0 0.6 0.3 0.02 28.0
수조 : 5톤, 메기 마리수 : 120마리 (44kg), 수온 23.7℃
표 1에서 처리 후 10일차에서 암모니아 및 아질산 저감확인하였고, 15일차 안정화되어 지속적으로 아질산 및 암모니아 상승이 없는 것을 확인할 수 있다.
표 2는, 바이오헬릭스 여과기를 이용하여 아쿠아포닉스 큰징거미새우 양어수(처리 후 60일차)의 수질을 분석하여 그 결과를 나타내었다.
처리내용 pH EC
(ds/m)		 DO
(mg/ℓ)		 탁도
(NTU)		 NH4-N
(mg/ℓ)		 NO2
(mg/ℓ)		 NO3
(mg/ℓ)
본 발명 여과기
(바이오헬릭스)		 6.6 0.482 7.4 0.1 0.4 0.02 22.2
수조 : 1.5톤, 수온 27.4℃, 큰징거미새우 400마리 사육
표 2에서 처리 후 15일차에서 탁도 및 아질산 저감을 확인할 수 있다.
표 3은, 바이오헬릭스 여과기를 이용하여 아쿠아포닉스 엽채류 생육 상황을 분석하여 그 결과를 나타내었다.
엽채류 종류 생육특성 수량환산(㎡)
초장
(cm)		 엽장
(cm)		 엽폭
(cm)		 엽수
(개)		 생체중
(개)		 1회당
수량		 연간 수량
클로로사 17.0 15.0 16.5 9.0 52.6 1.7 24.8
카이피라 19.0 18.1 17.7 13.6 84.0 2.6 39.5
레드케피탈 39.0 37.9 15.5 7.2 75.4 2.4 35.5
다홍채 16.1 18.6 12.5 7.8 36.0 1.1 16.9
평 균 22.8 22.4 15.6 9.4 62.0 2.0 29.2
파종 8월3일, 정식 8월 31일, 조사 9월 20일
표 1에서 엽채류 수확량을 향상시킬 수 있고, 이는 상추 시설재배 1작기 평균 수량 (3.6kg/㎡) 대비 6배 이상의 수확량이 증가된 것이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
100: 여과탱크
110, 110': 하부 서포터
120: 입수구
130: 출수구
140a: 열교환 매체 공급구
140b: 열교환 매체 배출구
150: 에어 공급구
160: 에어밴트
210: 상부 타공판
211, 211': 타공
220: 입수관
221: 이물질 배출관
310: 하부 타공판
311, 311': 타공
320: 출수관
330: 열교환 나선관
410: 에어공급관
420, 420': 에어노즐
500: 드레인
600: 역세척 장치
610: 역세수 유입관

Claims (8)

  1. 복수 개의 하부 서포터에 지지되고, 상단부에 원수(오수)가 도입되는 입수구 및 하단부에 여과 및 정화된 물이 배출되는 출수구를 포함하는 여과탱크;
    상기 여과탱크 내측 상부에서 일정간격으로 하부 방향으로 이격되어 위치되고, 복수 개의 타공이 형성된 상부 타공판;
    상기 입수구를 통하여 상기 상부 타공판과 연결되고, 원수를 입수시키는 절곡된 입수관;
    상기 여과탱크 내측 하부에서 일정간격으로 상부 방향으로 이격되어 위치되고, 복수 개의 타공이 형성된 하부 타공판;
    상기 하부 타공판의 중앙을 관통하여 상기 출수구와 연결되고, 여과 및 정화된 물이 배출되는 절곡된 출수관;
    상기 하부 타공판의 외주면에서부터 나선형으로 감겨 일정 높이로 적층된 열교환 나선관, 상기 열교환 나선관은, 열교환 매체가 순환됨;
    상기 하부 타공판 상에 배치된 에어공급관, 상기 에어공급관은, 상기 열교환 나선관의 내주연 영역 내에서 상기 하부 타공판의 중심부에서부터 회오리 형상으로 회전하는 방식으로 배치됨;
    상기 에어 공급관 상에 일정 간격으로 배치되고, 에어를 분사하는 복수 개의 에어노즐; 및
    상기 하부 타공판 상에서부터 상기 출수구 높이까지 충진된 복수 개의 바이오 헬릭스 여재;
    를 포함하고,
    상기 열교환 나선관은, 상기 하부 타공판에서 상기 출수구의 하단 높이까지 적층되고, 동일한 간격 및 직경으로 감겨진 복수 개의 층을 포함하고,
    상기 에어노즐은, 20 mm 내지 23 mm 간격으로 배치되는 것인,
    수온조절이 가능한, 아쿠아포닉스용 바이오헬릭스 여과장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 열교환 매체는, 열교환 매체 유입구에서 공급되어 상기 열교환 나선관 전체를 회전한 이후 열교환 매체 배출구로 배출되는 것인,
    아쿠아포닉스용 바이오헬릭스 여과장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 여과탱크의 상단에 에어벤트, 및 하단에 드레인 및 역세수 유입장치를 더 포함하고,
    상기 여과탱크 내부의 역세척 시에 상기 에어벤트, 상기 드레인 및 출수구를 폐쇄하고, 상기 역세수 유입장치로부터 상기 역세수 유입수를 공급함과 동시에 상기 에어노즐로 에어를 분사시켜 이물질을 배출시키는 것인,
    아쿠아포닉스용 바이오헬릭스 여과장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 출수관은, 상기 여과탱크 내부의 역세척 시에 이물질을 배출하는 이물질 배출구를 포함하고, 상기 이물질 배출구의 폐쇄 및 개방을 위한 밸브를 장착한 것인,
    아쿠아포닉스용 바이오헬릭스 여과장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 바이오헬릭스는, 천연 광물질의 325 내지 20,000 매쉬 파우더로 형성되고, 표면적이 나선형 형태의 주름진 구조를 갖는 여재이고,
    크기는 20 mm 내지 35mm이고, 공극률은 90 % 이상인 것인,
    아쿠아포닉스용 바이오헬릭스 여과장치.
  8. 제1항의 바이오헬렉스 여과장치를 포함하는,
    상기 바이오헬릭스는, 천연 광물질의 325 내지 20,000 매쉬 파우더로 형성되고, 표면적이 나선형 형태의 주름진 구조를 갖는 여재이고,
    크기는 20 mm 내지 35 mm이고, 공극률은 90 % 이상인 것인,
    아쿠아포닉스 시스템.


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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0588617U (ja) * 1992-05-08 1993-12-03 ホクセイ機装株式会社 濾過および温度調節装置
KR102065453B1 (ko) * 2013-05-07 2020-01-14 김영돈 친환경 고밀도 양식 및 양액 재배 시스템

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101328039B1 (ko) * 2013-05-23 2013-11-13 이태석 수영장 또는 목욕장용 여과기

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