KR102363047B1 - 다공질 여과재를 구비하는 아쿠아포닉스 시스템 - Google Patents

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김종성
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서울대학교산학협력단
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Abstract

본 발명의 예시적 실시예에 따른 아쿠아포닉스 시스템은, 어류가 서식하는 공간을 제공하는 수조를 포함하는 어류양식부; 상기 수조의 일측에 설치되는 여과조와, 상기 여과조 내에 구비되는 하나 이상의 필터를 포함하는 수처리부; 배관을 통해 상기 수조 및 상기 여과조와 연결되며 상기 수조 내의 배양수를 상기 배관을 따라 순환시켜 식물을 재배하는 재배베드와, 상기 재배베드 내에 구비되어 질소박테리아가 서식할 수 있는 공간을 제공하는 다공질 여과재를 포함하는 식물재배부; 및 상기 식물에 빛을 전달하는 조명부;를 포함할 수 있다.

Description

다공질 여과재를 구비하는 아쿠아포닉스 시스템{AQUAPONICS SYSTEM HAVING POROUS FILTER}
본 발명은 다공질 여과재를 구비하는 아쿠아포닉스 시스템에 관한 것이다.
전세계 인구가 증가함에 따라 절대 식량 섭취량이 증가하고 있는 점과 맞물려 식품에 대한 생산량과 안정성이 대두되고 있다. 따라서, 채소 재배는 스파트팜(smart farm)과 같이 일정하게 환경을 유지하는 실내공간에서의 채소 재배에 대한 필요성이 증가하고 있다. 수중생물 양식 또한 오폐수 배출을 줄일 수 있는 친환경 및 관리 편의성 측면에서 스마트 양식에 대한 중요성이 대두되고 있다.
두 가지 산업의 미래성장성이 밝은 가운데 아쿠아포닉스는 두 산업을 적절히 결합함으로써 각 기술의 단점을 보완하고 장점을 부각시킴으로서 공간집약적 양식, 도심에서의 양식, 화학비료 없는 생산이 가능하다는 점이 미래식량을 확보하는 중요한 원천기술이 될 수 있다.
아쿠아포닉스에서 가장 중요한 영양염 가운데 질소순환은 어류의 배설로부터 암모니아가 생성되기 시작되어 수조 내에서는 암모니아(NH4), 아질산염(NO2), 질산염(NO3) 순서로 전환되며, 이때 각 질소화합물(Nitrogen compound)의 비율이 적절하게 유지되어야 한다. 여러 연구에 따르면 식물은 여러 형태의 질소를 흡수하여 성장하지만 박테리아가 분해하여 생성되는 질산염(NO3)을 주로 섭취하여 생장에 사용하기 때문에 박테리아가 서식할 수 있는 공간을 충분히 확보하고 수질을 일정한 수준에서 유지할 수 있는 기술을 반드시 필요로 한다.
종래의 기술은 배양수의 순환속도가 빨라서 질소박테리아가 서식 가능한 공간을 충분히 제공하지 못하고 있거나, 별도의 미생물조가 추가로 설치되므로 공간 집약성이 떨어지고 꾸준히 박테리아의 숫자를 자연적으로 유지하기 어렵다는 문제가 있다.
등록특허공보 제10-1446865호
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 질소박테리아가 서식 가능한 공간을 충분히 제공하여 별도의 미생물조의 설치가 불필요한 다공질 여과재를 구비하는 아쿠아포닉스 시스템을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 목적은 이에만 제한되는 것은 아니며, 명시적으로 언급하지 않더라도 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 이에 포함된다고 할 것이다.
본 발명의 예시적 실시예에 따른 다공질 여과재를 구비하는 아쿠아포닉스 시스템은, 어류가 서식하는 공간을 제공하는 수조를 포함하는 어류양식부; 상기 수조의 일측에 설치되는 여과조와, 상기 여과조 내에 구비되는 하나 이상의 필터를 포함하는 수처리부; 배관을 통해 상기 수조 및 상기 여과조와 연결되며 상기 수조 내의 배양수를 상기 배관을 따라 순환시켜 식물을 재배하는 재배베드와, 상기 재배베드 내에 구비되어 질소박테리아가 서식할 수 있는 공간을 제공하는 다공질 여과재를 포함하는 식물재배부; 및 상기 식물에 빛을 전달하는 조명부;를 포함할 수 있다.
상기 재배베드 상에는 상기 식물이 관통하는 관통홀이 형성된 덮개가 놓이고, 상기 재배베드는 상기 덮개로부터 순차적으로 상기 식물의 뿌리가 호흡할 수 있는 공기층, 상기 배양수 내의 양분을 공급받을 수 있는 배양수층 및 상기 다공질 여과재가 다단으로 쌓여 이루어져 상기 뿌리가 고정될 수 있는 다공질여과층의 3단계 층으로 구분될 수 있다.
상기 다공질 여과재는 원형, 삼각형, 사각형, 기타 다각형의 기둥형상을 가지며, 중앙에는 상기 배양수가 통과하여 흐르는 유로가 관통형성될 수 있다.
상기 덮개는 상기 재배베드 내부의 과습을 방지하는 환기홀을 구비할 수 있다.
상기 재배베드는 측면에 상기 식물이 뿌리를 내리는 공간을 육안으로 관리할 수 있는 관리창을 구비할 수 있다.
상기 배관과 연결되어 상기 배양수를 순환시키는 펌프 및 상기 배양수가 상기 재배베드로 일정한 유량으로 공급되도록 제어하는 밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 필터는 스펀지, 다기공필터, 다공질 여과재, 시브필터 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 식물재배부는 프레임을 통해 상기 어류양식부의 상부에 다층으로 적층되어 배치될 수 있다.
동일 층에 배치되는 상기 식물재배부는 상기 재배베드가 수평방향으로 복수개가 연결되어 확장되게 마련될 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따른 다공질 여과재를 구비하는 아쿠아포닉스 시스템은, 어류가 서식하는 수조의 일측에는 하나 이상의 필터를 구비하는 여과조가 설치되고, 식물을 재배하는 재배베드가 상기 수조 상부에 배치되되 배관을 통해 상기 수조 및 상기 여과조와 연결되어 상기 수조 내의 배양수가 상기 배관을 따라 상기 수조-상기 여과조-상기 재배베드-상기 수조로 순환하도록 구성되며, 상기 재배베드 상에는 덮개가 놓이고 상기 재배베드 내에는 다공질 여과재가 제공되어 상기 덮개로부터 순차적으로 상기 식물의 뿌리가 호흡할 수 있는 공기층, 상기 배양수 내의 양분을 공급받을 수 있는 배양수층 및 상기 다공질 여과재가 다단으로 쌓여 이루어져 상기 뿌리가 고정될 수 있는 다공질여과층의 3단계 층으로 구분될 수 있다.
상기 재배베드 상에는 상기 식물이 관통하는 관통홀이 형성된 덮개가 놓이고, 상기 재배베드는 상기 덮개로부터 순차적으로 상기 식물의 뿌리가 호흡할 수 있는 공기층, 상기 배양수 내의 양분을 공급받을 수 있는 배양수층 및 상기 다공질 여과재가 다단으로 쌓여 이루어져 상기 뿌리가 고정될 수 있는 다공질여과층의 3단계 층으로 구분될 수 있다.
상기 다공질 여과재는 원형, 삼각형, 사각형, 기타 다각형의 기둥형상을 가지며, 중앙에는 상기 배양수가 통과하여 흐르는 유로가 관통형성될 수 있다.
상기 덮개는 상기 재배베드 내부의 과습을 방지하는 환기홀을 구비할 수 있다.
상기 재배베드는 측면에 상기 식물이 뿌리를 내리는 공간을 육안으로 관리할 수 있는 관리창을 구비할 수 있다.
상기 필터는 스펀지, 다기공필터, 다공질 여과재, 시브필터 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 질소박테리아가 서식 가능한 공간을 충분히 제공하여 별도의 미생물조의 설치가 불필요한 다공질 여과재를 구비하는 아쿠아포닉스 시스템이 제공될 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 다공질 여과재를 구비하는 아쿠아포닉스 시스템을 나타내는 개략도.
도 2는 도 1의 다공질 여과재를 구비하는 아쿠아포닉스 시스템에서 식물재배부를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 3은 도 2의 식물재배부의 부분 단면도.
도 4는 도 3의 식물재배부에서 다공질 여과재를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 다공질 여과재를 구비하는 아쿠아포닉스 시스템에서 다공질 여과재가 구비된 식물재배부를 나타내는 사진.
도 6은 실험에 따른 배양수 내의 3가지 형태의 질소의 증감을 나타내는 그래프.
도 7은 비료를 녹인 물과 영양염의 농도를 비교한 그래프.
도 8은 YSI-556을 이용하여 수질을 측정한 결과를 나타내는 그래프.
도 9는 실험에 따른 어류의 평균체장을 나타내는 그래프.
도 10은 실험에 따른 어류의 평균체중을 나타내는 그래프.
본 발명을 상세하게 설명하기 전에, 본 명세서에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 무조건 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 각종 용어의 개념을 적절하게 정의하여 사용할 수 있고, 더 나아가 이들 용어나 단어는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 알아야 한다.
즉, 본 명세서에서 사용된 용어는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기 위해서 사용되는 것일 뿐이고, 본 발명의 내용을 구체적으로 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니며, 이들 용어는 본 발명의 여러 가지 가능성을 고려하여 정의된 용어임을 알아야 한다.
또한, 본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명확하게 다른 의미로 지시하지 않는 이상, 복수의 표현을 포함할 수 있으며, 유사하게 복수로 표현되어 있다고 하더라도 단수의 의미를 포함할 수 있음을 알아야 한다.
본 명세서의 전체에 걸쳐서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소를 "포함"한다고 기재하는 경우에는, 특별히 반대되는 의미의 기재가 없는 한 임의의 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 임의의 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미할 수 있다.
더 나아가서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"라고 기재한 경우에는, 이 구성 요소가 다른 구성 요소와 직접적으로 연결되어 있거나 접촉하여 설치되어 있을 수 있고, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있을 수도 있으며, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있는 경우에 대해서는 해당 구성 요소를 다른 구성 요소에 고정 내지 연결하기 위한 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재할 수 있으며, 이 제 3의 구성 요소 또는 수단에 대한 설명은 생략될 수도 있음을 알아야 한다.
반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결"되어 있다거나, 또는 "직접 접속"되어 있다고 기재되는 경우에는, 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재하지 않는 것으로 이해하여야 한다.
마찬가지로, 각 구성 요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 " ~ 사이에"와 "바로 ~ 사이에", 또는 " ~ 에 이웃하는"과 " ~ 에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지의 취지를 가지고 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 "일면", "타면", "일측", "타측", "제 1", "제 2" 등의 용어는, 사용된다면, 하나의 구성 요소에 대해서 이 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소로부터 명확하게 구별될 수 있도록 하기 위해서 사용되며, 이와 같은 용어에 의해서 해당 구성 요소의 의미가 제한적으로 사용되는 것은 아님을 알아야 한다.
또한, 본 명세서에서 "상", "하", "좌", "우" 등의 위치와 관련된 용어는, 사용된다면, 해당 구성 요소에 대해서 해당 도면에서의 상대적인 위치를 나타내고 있는 것으로 이해하여야 하며, 이들의 위치에 대해서 절대적인 위치를 특정하지 않는 이상은, 이들 위치 관련 용어가 절대적인 위치를 언급하고 있는 것으로 이해하여서는 아니된다.
또한, 본 명세서에서는 각 도면의 각 구성 요소에 대해서 그 도면 부호를 명기함에 있어서, 동일한 구성 요소에 대해서는 이 구성 요소가 비록 다른 도면에 표시되더라도 동일한 도면 부호를 가지고 있도록, 즉 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지시하고 있다.
본 명세서에 첨부된 도면에서 본 발명을 구성하는 각 구성 요소의 크기, 위치, 결합 관계 등은 본 발명의 사상을 충분히 명확하게 전달할 수 있도록 하기 위해서 또는 설명의 편의를 위해서 일부 과장 또는 축소되거나 생략되어 기술되어 있을 수 있고, 따라서 그 비례나 축척은 엄밀하지 않을 수 있다.
또한, 이하에서, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 구성, 예를 들어, 종래 기술을 포함하는 공지 기술에 대해 상세한 설명은 생략될 수도 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 예시적 실시예에 따른 다공질 여과재를 구비하는 아쿠아포닉스 시스템을 설명한다.
도 1은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 다공질 여과재를 구비하는 아쿠아포닉스 시스템을 나타내는 개략도이고, 도 2는 도 1의 아쿠아포닉스 시스템에서 식물재배부를 개략적으로 나타내는 사시도이며, 도 3은 도 2의 식물재배부의 부분 단면도이고, 도 4는 도 3의 식물재배부에서 다공질 여과재를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 예시적 실시예에 따른 다공질 여과재를 구비하는 아쿠아포닉스 시스템(1)은 어류양식부(10), 수처리부(20), 식물재배부(30), 조명부(40)를 포함할 수 있다.
어류양식부(10)는 어류가 서식하는 공간을 제공하는 수조(11)를 포함할 수 있다. 수조(11)의 형태와 재질은 통상적인 수조와 동일할 수 있다. 본 실시예에서는 수조(11)가 단일로 구비되는 것으로 예시하고 있으나 이에 한정하는 것은 아니며 복수개로 구비되는 것도 가능하다.
수조(11) 내에는 어류 외에 새우 등을 포함하는 다양한 수중생물이 서식할 수 있다.
수처리부(20)는 어류양식부(10)와 연계하여 수조(11) 내의 물, 즉 배양수(W)를 물리/생물학적으로 여과할 수 있다. 수처리부(20)는 수조(11)의 일측에 설치되는 여과조(21)와, 여과조(21) 내에 구비되는 하나 이상의 필터(22)를 포함할 수 있다.
여과조(21)는 수조(11)와 연결될 수 있으며, 수조(11)에서 유입되는 배양수(W)를 수용할 수 있다. 여과조(21) 내에 구비되는 필터(22)는 배양수(W) 내의 큰 입자의 유기물 또는 분진을 걸러주는 물리적 필터역할을 수행할 수 있다. 또한, 박테리아가 서식할 수 있는 공간을 1차적으로 제공하는 생물학적 필터역할을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 필터(22)는 스펀지, 다기공필터, 다공질 여과재, 시브필터 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
식물재배부(30)는 식물(P)을 재배하는 재배베드(31)와 재배베드(31) 내에 구비되는 다공질 여과재(32)를 포함할 수 있다.
재배베드(31)는 배관(50)을 통해 수조(11) 및 여과조(21)와 연결될 수 있으며, 배관(50)을 따라서 수조(11) 내의 배양수(W)를 순환시켜 식물(P)을 재배하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 수조(11) 내의 배양수(W)가 배관(50)을 따라 수조(11)-여과조(21)-재배베드(31)-수조(11)로 순환하도록 구성될 수 있다.
재배베드(31)는 상부가 개방된 박스형상의 구조를 가지며, 재배베드(31) 상에는 식물이 관통하는 관통홀(33a)이 형성된 덮개(33)가 놓일 수 있다.
재배베드(31)는 덮개(33)로부터 순차적으로 식물(P)의 뿌리(R)가 호흡할 수 있는 공기층(L1), 배양수(W) 내의 양분을 공급받을 수 있는 배양수층(L2) 및 다공질 여과재(32)가 다단으로 쌓여 이루어져 뿌리(R)가 고정될 수 있는 다공질여과층(L3)의 3단계 층으로 구분되는 구조를 가질 수 있다.
따라서, 식물(P)의 뿌리(R)는 모두 배양수(W)에 잠기는 것이 아니고 일부는 공기층(L1)에서 호흡을 할 수 있게 되며, 배양수층(L2)에 잠긴 뿌리(R)는 배양수(W) 내의 양분을 공급받게 되고, 자라면서 다공질여과층(L3)에 단단히 고정될 수 있게 된다.
일 실시예에서, 재배베드(31)는 측면에 식물(P)이 뿌리(R)를 내리는 공간을 육안으로 관리할 수 있는 관리창(31a)을 구비할 수 있다. 물론 재배베드(31)의 측면 부분을 투명재질로 형성하는 것도 가능하며, 이를 통해 사용자가 육안으로 확인함으로써 관리효율성을 높이는 것이 가능하다.
덮개(33)는 배양수(W)의 증발 또는 외부 환경 요인을 최소화하기 위해 재배베드(31)를 전체적으로 덮어 밀폐시키도록 하되 재배베드(31) 내부에 과습으로 인한 뿌리곰팡이 등의 질병을 방지하기 위해 일측에 환기홀(33b)을 구비할 수 있다.
재배베드(31)와 덮개(33)는 쉽게 깨지지 않는 유연한 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 플라스틱의 일종인 ABS(acrylonitrile butadiene styrene copolymer)로 이루어질 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.
다공질 여과재(32)는 재배베드(31) 내에 구비되어 질소박테리아가 서식할 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 다공질 여과재(32)는 재배베드(31) 바닥에 다단(예를 들어, 2단)으로 쌓여 구비될 수 있다.
이를 통해 다공질 여과재(32)는 수처리부(20)의 여과조(21)에서 1차 여과된 배양수(W)가 2차 여과될 수 있는 바이오필터 역할을 함과 동시에 식물(P)의 뿌리부분이 배양수(W)에 닿는 모든 면적에 박테리아가 서식할 수 있도록 서식공간을 제공할 수 있다.
다공질 여과재(32)는 면적 대비 미세기공(h)이 많아 박테리아가 서식할 수 있는 공간이 여과재 1리터당 3000~5000㎡에 이르기 때문에, 예를 들면 니트로소모나즈(Nirosomonas)를 비롯한 질소박테리아 뿐만 아니라 알파프로테오박테리아(Alphaproteobacteria), 베타프로테오박테리아(Betaproteobacteria) 등 수질유지 역할을 하는 많은 박테리아의 서식공간을 제공하고, 어류의 배설물이나 식물(P)의 조직등과 같은 큰 입자의 유기물이 배관(50) 또는 펌프(60)에 끼임으로써 유속에 장애를 일으키지 않도록 방지하는 역할을 할 수 있다.
다공질 여과재(32)는 원형, 삼각형, 사각형, 기타 다각형의 기둥형상을 가지며, 중앙에는 배양수(W)가 통과하여 흐르는 유로(32a)가 관통형성되어 있는 구조를 가질 수 있다. 따라서, 목적 및 구조에 따라 다양한 형태로 설치하는 것이 가능하다.
식물재배부(30)는 프레임(80)을 통해 어류양식부(10)와 수처리부(20)의 상부에 다층으로 적층되어 배치될 수 있다. 또한, 동일 층에 배치되는 식물재배부(30)는 재배베드(31)가 수평방향으로 복수개가 배관(50)을 통해 연결되어 확장되게 마련될 수 있다.
한편, 배관(50)에는 배양수(W)를 순환시키는 펌프(60)가 연결될 수 있다. 펌프(60)는 단일로 구비되며, 이를 통해서 유지관리의 안정성을 증대시킬 수 있다.
또한, 배관(50)에는 배양수(W)가 재배베드(31)로 일정한 유량으로 공급되도록 제어하는 밸브(70)가 구비될 수 있다. 밸브(70)는 각 층별 유량을 조절하여 재배베드(31) 내부에는 항시 일정한 유속으로 배양수(W)가 흐르도록 할 수 있다.
조명부(40)는 식물(P)에 빛을 전달할 수 있다. 조명부(40)는 각 식물재배부(30)의 상부에 배치될 수 있다.
조명부(40)는 내구성이 좋은 발광다이오드(LED)를 사용할 수 있으며, 발열로 인한 식물의 수분증발 또는 식물체 내 온도증가를 방지하기 위하여 식물의 상단으로부터 대략 10㎝ 이상 이격이 생길 수 있도록 설치하는 것이 바람직하다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 다공질 여과재를 구비하는 아쿠아포닉스 시스템에서 다공질 여과재가 구비된 식물재배부를 나타내는 사진이다.
도면에서와 같이, 상술한 구성 및 구조를 갖는 아쿠아포닉스 시스템을 실제로 설치하여 실험을 실시하였다.
도 6을 참조하면, 배양수(W) 내의 3가지 형태의 질소의 증감을 7주간의 실험을 통하여 모니터링하였다.
QuAAtro 39(Seal analytical, Nutrients auto analyzer)를 이용하여 측정한 결과 암모니아, 아질산염, 질산염이 안정적인 일정하게 상승하다가 유지되어 30 ppm수준을 유지하는 것으로 확인되었다.
도 7을 참조하면, 아쿠아포닉스 시스템 가동 7주 후 비료를 녹인 물과 영양염의 농도를 비교하였다. 암모니아, 아질산염, 질산염을 포함하는 총질소의 농도가 비료를 투입하지 않았음에도 불구하고 총 질소의 농도가 상시 27.0 ± 2.1 mg L-1 수준을 유지하는 것으로 확인되었다.
도 8을 참조하면, 배양수(W) 내의 산소농도가 부족하면 식물의 영양분 흡수율 및 수확량이 급격하게 낮아지기 때문에 다공질 미세 산소공급장치를 이용하여 산소농도의 안정화 및 식물의 영양분 흡수율을 증대시키고자 하였다.
YSI-556(Sechang instruments, Portable multi probe meter)를 이용하여 수질을 측정한 결과 용존산소의 농도는 9.19 ± 0.09 mg L-1을 유지하는 것으로 확인되었다. 이는 고압산소탱크를 이용하지 않고 고압산소수의 70~80%의 효율을 내고 어류와 식물의 생장을 하는데 충분한 정도로 유지됨을 확인하였다.
도 9 및 도 10에서와 같이, 어류의 경우 수질상태가 안좋을 때 나타나는 아가미부식병, 섬모충병, 백점병 등이 6개월 시험배양 기간동안 한 건도 발생하지 않았다. 그리고, 평균체장(TL; Total length)은 7±0.5cm에서 23±2cm로 3배 이상 성장하였고, 체중(Weight)의 경우 평균 12±2g에서 평균 350±25g으로 29배 이상 성장함을 확인하였다.
이상, 일부 예를 들어서 본 발명의 바람직한 여러 가지 실시 예에 대해서 설명하였지만, 본 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 항목에 기재된 여러 가지 다양한 실시 예에 관한 설명은 예시적인 것에 불과한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이상의 설명으로부터 본 발명을 다양하게 변형하여 실시하거나 본 발명과 균등한 실시를 행할 수 있다는 점을 잘 이해하고 있을 것이다.
또한, 본 발명은 다른 다양한 형태로 구현될 수 있기 때문에 본 발명은 상술한 설명에 의해서 한정되는 것이 아니며, 이상의 설명은 본 발명의 개시 내용이 완전해지도록 하기 위한 것으로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항에 의해서 정의될 뿐임을 알아야 한다.
1: 아쿠아포닉스 시스템 10: 어류양식부
11: 수조 20: 수처리부
21: 여과조 22: 필터
30: 식물재배부 31: 재배베드
32: 다공질 여과재 33: 덮개
40: 조명부 50: 배관
60: 펌프 70: 밸브
80: 프레임

Claims (15)

  1. 어류가 서식하는 공간을 제공하는 수조를 포함하는 어류양식부;
    상기 수조의 일측에 설치되는 여과조와, 상기 여과조 내에 구비되는 하나 이상의 필터를 포함하는 수처리부;
    배관을 통해 상기 수조 및 상기 여과조와 연결되며 상기 수조 내의 배양수를 상기 배관을 따라 순환시켜 식물을 재배하는 재배베드와, 상기 재배베드 내에 구비되어 질소박테리아가 서식할 수 있는 공간을 제공하는 다공질 여과재를 포함하는 식물재배부; 및
    상기 식물에 빛을 전달하는 조명부;를 포함하며,
    상기 다공질 여과재는 원형, 삼각형, 사각형, 기타 다각형의 기둥형상을 가지며, 중앙에는 상기 배양수가 통과하여 흐르는 유로가 관통형성되어 있으며,
    상기 재배베드 상에는 상기 식물이 관통하는 관통홀이 형성된 덮개가 놓이고,
    상기 재배베드는 상기 덮개로부터 순차적으로 상기 식물의 뿌리가 호흡할 수 있는 공기층, 상기 배양수 내의 양분을 공급받을 수 있는 배양수층 및 상기 다공질 여과재가 다단으로 쌓여 이루어져 상기 뿌리가 고정될 수 있는 다공질여과층의 3단계 층으로 구분되며,
    상기 다공질여과층은 상기 재배베드의 바닥에 위치하여 상기 질소박테리아가 서식할 수 있으면서 유기물이 침전되도록 하는 것을 특징으로 하는,
    다공질 여과재를 구비하는 아쿠아포닉스 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 덮개는 상기 재배베드 내부의 과습을 방지하는 환기홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 다공질 여과재를 구비하는 아쿠아포닉스 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 재배베드는 측면에 상기 식물이 뿌리를 내리는 공간을 육안으로 관리할 수 있는 관리창을 구비하는 것을 특징으로 하는 다공질 여과재를 구비하는 아쿠아포닉스 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 배관과 연결되어 상기 배양수를 순환시키는 펌프 및 상기 배양수가 상기 재배베드로 일정한 유량으로 공급되도록 제어하는 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다공질 여과재를 구비하는 아쿠아포닉스 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 필터는 스펀지, 다기공필터, 다공질 여과재, 시브필터 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 다공질 여과재를 구비하는 아쿠아포닉스 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 식물재배부는 프레임을 통해 상기 어류양식부의 상부에 다층으로 적층되어 배치되는 것을 특징으로 하는 다공질 여과재를 구비하는 아쿠아포닉스 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    동일 층에 배치되는 상기 식물재배부는 상기 재배베드가 수평방향으로 복수개가 연결되어 확장되게 마련되는 것을 특징으로 하는 다공질 여과재를 구비하는 아쿠아포닉스 시스템.
  10. 어류가 서식하는 수조의 일측에는 하나 이상의 필터를 구비하는 여과조가 설치되고, 식물을 재배하는 재배베드가 상기 수조 상부에 배치되되 배관을 통해 상기 수조 및 상기 여과조와 연결되어 상기 수조 내의 배양수가 상기 배관을 따라 상기 수조-상기 여과조-상기 재배베드-상기 수조로 순환하도록 구성되며, 상기 재배베드 상에는 덮개가 놓이고 상기 재배베드 내에는 다공질 여과재가 제공되어 상기 덮개로부터 순차적으로 상기 식물의 뿌리가 호흡할 수 있는 공기층, 상기 배양수 내의 양분을 공급받을 수 있는 배양수층 및 상기 다공질 여과재가 다단으로 쌓여 이루어져 상기 뿌리가 고정될 수 있는 다공질여과층의 3단계 층으로 구분되며,
    상기 다공질 여과재는 원형, 삼각형, 사각형, 기타 다각형의 기둥형상을 가지며, 중앙에는 상기 배양수가 통과하여 흐르는 유로가 관통형성되어 있으며,
    상기 덮개에는 상기 식물이 관통하는 관통홀이 형성되어 있으며,
    상기 다공질여과층은 상기 재배베드의 바닥에 위치하여 질소박테리아가 서식할 수 있으면서 유기물이 침전되도록 하는 것을 특징으로 하는,
    다공질 여과재를 구비하는 아쿠아포닉스 시스템.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제10항에 있어서,
    상기 덮개는 상기 재배베드 내부의 과습을 방지하는 환기홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 다공질 여과재를 구비하는 아쿠아포닉스 시스템.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 재배베드는 측면에 상기 식물이 뿌리를 내리는 공간을 육안으로 관리할 수 있는 관리창을 구비하는 것을 특징으로 하는 다공질 여과재를 구비하는 아쿠아포닉스 시스템.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 필터는 스펀지, 다기공필터, 다공질 여과재, 시브필터 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 다공질 여과재를 구비하는 아쿠아포닉스 시스템.
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