KR19990036465A - 합성 해양 구조물 - Google Patents

합성 해양 구조물 Download PDF

Info

Publication number
KR19990036465A
KR19990036465A KR1019980013028A KR19980013028A KR19990036465A KR 19990036465 A KR19990036465 A KR 19990036465A KR 1019980013028 A KR1019980013028 A KR 1019980013028A KR 19980013028 A KR19980013028 A KR 19980013028A KR 19990036465 A KR19990036465 A KR 19990036465A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ribbon
synthetic
marine
surface area
layer
Prior art date
Application number
KR1019980013028A
Other languages
English (en)
Inventor
제임스 멕네일 로드릭
Original Assignee
스테링 씨 스코트
마린 인바이런먼탈 솔루션스, 엘.엘.씨.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US08/943,335 external-priority patent/US6060153A/en
Priority claimed from US09/041,671 external-priority patent/US6171686B1/en
Application filed by 스테링 씨 스코트, 마린 인바이런먼탈 솔루션스, 엘.엘.씨. filed Critical 스테링 씨 스코트
Publication of KR19990036465A publication Critical patent/KR19990036465A/ko

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K61/00—Culture of aquatic animals
    • A01K61/70—Artificial fishing banks or reefs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/80—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in fisheries management
    • Y02A40/81—Aquaculture, e.g. of fish
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
    • Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Marine Sciences & Fisheries (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Artificial Fish Reefs (AREA)
  • Cultivation Of Seaweed (AREA)

Abstract

많은 수중 생물을 위해 먹이, 피난처 또는 재생 서포트를 제공하는데 합성 구조를 이용할 수 있다. 다수의 리본이 있는 연성 매트를 만드는데 합성 해양목초를 이용한다. 리본의 하단은 바닥에 고정시킨다. 리본의 또 다른 단부는 빛이 비치는 지역에서 부양된다. 리본은 다수의 공동 연장 층으로 만들고 다른 층은 생물의 성장을 강화시키는 구조를 가진다. 시스템은 표면 구조를 선택하고, 리본 공간과 밀도를 선택하고, 다른 변수를 선택하여 바라는 용도에 맞게 만들 수 있다. 시스템을 이용하여 물에서 영양소 또는 독소 물질을 제거할 수 있다. 본 발명을 이용하여 수질을 조절하기 위해 호기성 및 혐기성 반응을 동시에 촉진시킬 수 있다.

Description

합성 해양 구조물
본 발명은 생물 종의 생장을 촉진하고 조절할 수 있는 시스템에 관계한다. 본 발명은 또한 생물 종에 먹이, 거주지 및 생장 환경을 제공하기 위한 부양 시스템을 제공한다.
본 발명은 또한 연체동물, 갑각류, 물고기 및 이와 유사한 종에 먹이 원료로써 적절한 유기체의 생장과 재생을 지원하는 합성 구조물이다.
본 발명은 또한 물에서 영양소, 중금속 및 다른 물질을 제거하기 위한 생분해, 생축적 시스템에 관계한다.
미국 특허 5,639,657(Masamichi)는 물고기의 인공 서식지를 만들기 위해 매끄러운 재질과 다른 고형 물질을 이용하는 것에 대해 언급한다. Masamichi가 언급한 구조는 단단한 구조물이 요구되는 상대적으로 높은 에너지를 가진 물에서 사용할 수 있는 것이다. Masamichi가 언급한 구조물은 정적이고 씻겨 내려갈 경향이 있기 때문에 물고기들은 먹이를 먹기 위해서는 구조물에 남아 있어야 하고 이로 인하여 물고기는 위험에 노출되게 된다.
해양 생물의 서식지를 제공하거나 이를 지원할 수 있는 다른 구조물은 미국 특허 4,373,629(Garrett)와 3,540,415(Bromley) 그리고 일본 특허 54-70989에서 언급하고 있다.
선행 기술의 합성 해양목초는 지역에서 침전물의 이동을 막고 벽을 만들기 위해 침전물의 침착을 동시에 유도할 수 있는 침식 조절 시스템이다. 점성이 있는 망을 이용하여 침전물의 침착 과정의 효과를 최대화할 수 있다.
미국 특허 5,176,469와 5,575,584(Alsop) 및 4,437,786; 4,490,071; 4,534,675(Morrisore)는 침식 조절을 할 수 있는 선행 기술 합성 해양목초 배드에 대해 상술하고 있다.
본 발명은 표면적이 상당히 큰 합성 해양목초와 같은 합성 구조물을 제공하는 것이다. 부유 물질을 이용하여 빛이 비치는 지역에서 합성 해양목초 리본을 움직이면서 지탱할 수 있다. 본 발명을 이용하면 다양한 해양 종에게 먹이를 제공하고, 피난처를 제공하고 생장을 강화할 수 있다. 본 발명은 또한 물에서 중금속, 영양소 또는 다른 물질을 제거하기 위한 생축적 또는 생분해 시스템으로 이용될 수 있다.
본 발명의 한 측면에 있어서, 표면적이 큰 구조는 개방된 쎌 기포 가소성 물질로 구성된다. 또는 표면적이 큰 구조는 폴리에스테르 배팅, 조밀한 펠트, 고도스핀 결합 물질 또는 니들 펀치(needle punch) 물질과 같은 섬유성 물질로 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 한 측면으로는, 합성 구조물은 각 부유(floating)층과 공동으로 펼쳐지는 제 2 층으로 구성된 리본으로 이루어진다. 본 발명의 적절한 구체예에서, 제 2 층은 구조적으로 생물의 생장을 강화할 수 있다.
본 발명의 목적은 해양 환경을 생물학적으로 조절하고 그 질을 개선할 수 있는 합성 구조물을 이용하는 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은 다양한 해양환경에 성공적인 해양 배양물의 생산을 위해 천연, 재생성 먹이 원의 생산을 도모하고 이를 지원하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 해양 종에 먹이와 서식지를 동시에 제공할 수 있는 내구성 있고 환경적인 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 하나의 구조물 지역에서 해양 종의 먹이 공급, 서식지 및 재생산의 지원을 동시에 제공할 수 있는 합성 해양 목초시스템을 제공하는 것이다. 동일구조에서 먹이와 서식지를 제공함으로써 주어진 해양 종의 살아있는 집단을 집중된 지역에서 유지할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 각 합성 해양목초 리본에서 해조류와 같은 광합성 유기체의 생장을 지원하는 것이다. 별도의 부유 리본에서 이와 같은 생산은 새각류, 물벼룩 및 짚신벌레 적충류와 같은 부양생물의 재생과 생장을 촉진한다. 이와 같은 부양 생물은 길이가 20미크론 내지 600미크론 정도가 된다.
부양 생물이 클수록 많은 해양 종의 중요한 먹이 원이 된다. 부양 생물 집단이 증가함에 따라 더 많은 해양 종이 합성 해양목초에 모이게 되고 영구적인 베이스에서 국소적으로 지원하게 된다. 따라서, 먹이사슬의 기본으로써 바이오매스 생산을 증가시킴으로써 모든 국소 해양 생물의 생장과 재생 가능성이 강화된다.
동시에, 합성 목초에 의해 만들어지는 3차원 구조물은 해양 종에 피난처와 서식지를 제공한다. 각 리본의 개방된 표면을 이용하여 알을 낳은 지역으로 이용하거나 가리비와 같은 유기체의 자유로운 생산성 단계를 회수하는 수단으로 이용될 수 있다.
유익한 점으로, 리본사이에 공간은 리본 내에서 발생하는 그늘의 양을 조절하고 포획이나 동족끼리 잡아먹는 것을 조절할 수 있도록 선택할 수 있다.
매트사이에 공간을 달리하면서 합성 해양목초에서 생장된 커트트로트 송어의 거동 연구로부터 송어의 전체 길이보다 약간 짧은 간격으로 떨어져있는 매트를 물고기들이 선호한다는 것을 알았다. 따라서, 3인치 물고기는 2인치 떨어져 있는 매트를 선호하고 5인치 물고기는 4인치 공간을 둔 매트를 선호한다는 것이다. 어린 송어는 매트 내에서 이들의 시간중 85% 이상을 보내고 리본의 표면에서 풀을 뜯어먹고, 지속적인 서식지의 이점을 수용한다. 물고기가 성숙하면 매트의 의존성이 감소하고, 6인치 정도가 되면 밤이나 흐린 날에만 매트에 들어간다.
본 발명에 따라 구조된 합성 매트는 초기 포식 보호를 위한 친숙한 구조를 물고기에게 제공하기 위해 자연환경의 방출 점에 이용될 수 있다. 짧은 시간 후에, 방출위치에서 매트를 회수할 수 있고 상이한 방출 점에서 다시 이용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은 여러 가지 다른 목적으로 경제적으로 적합하고 조정할 수 있는 시스템을 제공한다. 예를 들면, 합성 리본에서 표면 구조물를 변형시키고 또는 표면 구조에서 원하는 영양소를 제공함으로써 유기체의 생장을 강화시킬 수 있다. 또한, 물에서 소요의 생물학적 효과를 만들기 위해 표면적이 큰 구조물에 원하는 박테리아를 선택적으로 이식할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 해양 배양 환경에서 조성된 먹이에 대한 의존성을 감소시킬 수 있다. 이와 같은 조성된 먹이는 면역기능에 중요한 공인자를 제거할 수 있다. 본 발명은 해양 종에 완벽한, 천연 식이요법을 제공하는데 이용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 물에서 바람직하지 못한 또는 과도한 영양소를 제거하기 위해 경제적이고 편리한 시스템을 제공하는 것이다. 본 발명의 적절한 구체예에서, 호기성 및 임의 혐기성 반응을 동시에 수행할 수 있고 이를 상당히 근접하게 있게 할 수 있다. 본 발명은 개방된 쎌 기포, 배팅 물질, 펠트 물질, 바늘 천공된 물질 및 다른 표면적이 큰 구조물과 같은 표면적이 큰 구조를 이용한다.
본 발명의 또 다른 목적은 크롬, 아연 및 다른 독성 금속을 생물학적으로 제거하고 이와 같은 금속을 복합하여 이들의 장래 생물학적 이용성을 배제하는 경제적 그리고 편리한 시스템을 제공한다.
본 발명의 다른 특징, 목적 및 장점은 본 발명의 적절한 구체예를 설명하는 도면과 다음의 상세한 설명에서 명백히 이해할 것이다.
도 1은 본 발명에 따라 만들어진 합성 해양목초 매트의 사시도이다.
도 2는 도 1의 합성 해양목초 매트의 단면도이다.
도 3은 도 2의 해양목초 매트의 3-3선을 따라 취한 하나의 리본의 부분 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따라 만들어진 또 다른 합성 해양목초 매트용 리본으로 도 3과 유사한 부분 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따라 만들어진 또 다른 합성 해양목초 매트용 리본으로 도 3과 유사한 부분 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따라 만들어진 또 다른 합성 해양목초 매트용 리본으로 도 3과 유사한 부분 단면도이다.
도 7은 도 6의 리본의 일부를 확대한 것이다.
도 8은 본 발명에 따라 만들어진 또 다른 합성 해양목초 매트용 리본으로 도 2와 유사한 부분 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따라 만들어진 해양 배양물의 평면도이다.
도 10은 본 발명에 따라 만들어진 또 다른 해양 배양물의 평면도이다.
도 11은 본 발명에 따라 만들어진 또 다른 해양 배양물의 평면도이다.
도 12는 도 3과 유사하게 본 발명에 따라 만들어진 또 다른 합성 해양목초 매트용 리본의 부분 단면도이다.
도 13은 도 3과 유사하게 본 발명에 따라 만들어진 또 다른 합성 해양목초 매트용 리본의 부분 단면도이다.
*도면의 주요 부위의 부호 설명*
10....매트 12, 40, 50, 60, 120....리본
14....연성 고정 구조 16....저생 생물
18....빛이 비치는 지역 20....솔기
22....속이 빈 튜브 24....벨러스트
30....제 1 층 32, 52, 62, 122...제 2 층
34....접착제 64....구멍
66....입상 입자 124....제 3 층
도면을 참고로 하면(이때 유사한 기소는 유사한 도면부호를 이용한다), 도 1에는 본 발명에 따라 만들어진 다수의 합성 해양목초 매트(10)가 있다. 매트(10)는 해수, 담수 및 다른 수상 시스템 및 환경에 이용할 수 있다. 각 매트(10)는 다수의 리본(12)과 저생 생물에 리본을 고정시키기 위한 연성 고정 구조(14)를 가진다. 리본의 상단은 빛이 비치는 지역(18)에서 부유할 수 있다.
설명된 구체예에서, 각 매트(10)는 속이 빈 튜브(22)를 만들 수 있도록 다층의 물질이 자체적으로 접히고 꿰매어진(솔기 20)으로 만들진 하나의 쉬트로 이루어져 있다. 튜브(22)는 접혀진 쉬트 구조의 바닥에 위치한다. 쉬트는 길이가 10m이고 이는 고정 구조(14)를 따라 측정하였을 때 사방 10m가 되는 매트(10)를 이룬다. 쉬트는 길이를 따라 2½ ㎝간격으로 전개하여 개별 리본(12)을 만든다.
고정 구조(14)는 밸러스트(24)를 튜브(22)에 채움으로써 만들 수 있다. 밸러스트(24)는 모래, 분쇄된 바위 또는 다른 이용 가능한 재질이 될 수 있다. 밸러스트(24)는 매트(10)를 가라앉히기 위해 충분한 네거티브 부력을 제공해야 한다. 일체형 고정 구조물(14)은 저생 생물로 침투할 필요가 없기 때문에 유익하다. 또 다른 장점은 유연성 있는 구조(14)는 연못, 탱크 내에 매트(10)의 움직임을 용이하게 하고 은신처를 최대화하기 위해 필요한 공간을 만들고 또는 세척을 위한 제거를 위한 공간을 마련한다.
리본(12)의 길이는 설치 위치에서 빛이 비치는 지역(18)의 깊이에 따라 결정될 수 있다. 지역(18)은 30m 정도로 깊을 수도 있고 일반적인 리본의 길이는 1 내지 4m이다. 설명한 구체예에서, 리본(12)은 각 약 1.3m길이를 가진다. 일부 리본은 가림 정도와 포획을 조절하기 위해 다른 것들에 비해 더 길 수도 있다. 하기에서 상술하겠지만, 매트(10)는 약 5 내지 15㎝ 간격으로 공간을 두고 일렬로 배열될 수 있다.
리본(12)의 폭과 견고성은 인접 리본(12)사이에 영양분의 전달에 영향을 줄 수 있다. 리본(12)의 폭과 견고성은 또한 해양 종의 피난처를 제공하는 매트(10)의 능력에 영향을 줄 수 있다. 각 리본(12)의 높이와 폭의 적절한 비율은 20:1 내지 60:1이 될 수 있다. 리본(12)의 폭은 1 내지 5㎝, 적절하게는 2.5㎝이다. 각 리본(12)의 견고성은 ASTM D5342로써 측정하였을 때 0.5 내지 3.0g/㎝이 된다. 리본(12)의 총 길이를 따라 제공되는 부유 물질은 리본(12)의 견고성을 증가시킨다.
실제, 리본(12)은 파도형식으로 물에서 서로 다른 것과는 독립적으로 움직인다. 이와 같은 파도형 움직임은 리본(12)의 표면으로부터 그리고 리본(12)으로 영양소의 전달을 지원한다. 도 2에서는 설명을 명확히하기위해 두 개의 리본(12)만을 나타내었고, 설명된 리본 뒤에 위치한 다른 리본(12)은 실제 볼 수 있을 것이다.
도 3을 참고하면, 설명된 구체예에서, 각 리본(12)은 제 1층(30)과 제 2층(32)으로 구성된다. 제 1층과 제 2층(30, 32)은 적절히 압출된 접착제(34)로 안정하게 고정되어 있다. 제 1 층(30)은 부양을 제공한다. 제 2 층(32)은 수중 생장을 강화하기 위한 표면적이 증가된 구조물을 제공한다. 층(30, 32)들은 일반적으로 리본(12)으로 공동 연장된다. 환언하면, 각 층(30,32)은 리본(12)의 전체 길이와 폭을 따라 연장된다.
설명된 구체예에서, 제 1 층(30)은 약 2.2㎜ 두께의 닫힌 쎌 폴리에틸렌 기포로 형성된다. 제 2 층(32)으로 빛을 전달하기 위해 제 1 층(30)은 투명해야 한다.
또 다른 구체예에서, 닫힌 쎌 기포 제 1 층(30)은 폴리우레탄, 폴리프로필렌 또는 다른 적절한 물질로 형성될 수 있다. 기포 물질은 비중이 0.05-0.6g/㎤ 이고 적절하게는 0.15-0.2g/㎤이고 가장 적절하게는 0.19g/㎤가 된다. 적절하게는 전체 복합 리본 구조물(30, 32, 34)은 ㎤당 0.15 내지 0.25g의 비중을 가진다.
제 2 층(32)은 개방된 쎌 폴리에틸렌 기포로 이루어진다. 개방된 쎌 기포 물질은 생물의 생장을 지원하고 촉진시키기 위해 그물모양의 개방된 구멍을 가지는 표면 구조를 가진다. 개방된 쎌 물질은 부착 생물 유기체를 위한 고정을 제공한다. 조류의 생장을 강화하기 위해, 개방 구멍 구조의 세포 크기는 약 20 미크론 이상 200 미크론 이하인 것이 적절하다. 설명된 구체예에서, 제 2 층(32)은 약 200 미크론의 평균 구멍 크기를 가진다.
제 2 층(32)의 개방 쎌 물질의 표면은 g당 적어도 약 1.9㎡ 적절하게는 g당 20.0㎡이상이 적절하다.
적절하게는 제 2 층(32)은 표면 구조를 통하여 영양소를 전달할 수 있도록 얇아야 한다. 적절한 구체예에서, 제 2 층(32)의 두께는 약 1.0+/-0.2㎜가 된다.
적절하게는 합성 구조(30, 32, 34)는 손상 없이 증기 또는 염소에 의해 멸균될 수 있는 물질로 형성된다.
또 다른 합성 매트용 리본(40)을 도 4에 나타내었다. 리본(40)은 부유층(30)을 사이에 두고 두 개의 제 2 층(32)으로 구성된다. 리본(40)은 생물의 생장을 강화시키기 위해 표면적을 증가시킨다. 리본(40)을 이용하여 도 1과 2에서 볼 수 있는 것과 같은 매트에 이용될 수 있다.
일반적으로, 도 3의 구체예서와 같이 리본당 하나의 제 2 층(32)을 제공함으로써 하나의 제 2 층이 다른 층을 가리지 못하도록 하는 장점을 가진다. 그러나, 본 발명의 또 다른 구체예에서는 각 리본은 세 개 이상의 층을 가질 수 있고 이들 모두는 서로 공동 연장된다.
도 5에서는 또 다른 합성 매트용 리본(50)을 제공한다. 리본(50)은 실로 뽑은 폴리에스테르 배팅으로 구성된 제 2 층(52)을 가진다. 배팅 물질은 생물의 생장을 강화시키기 위해 꽉붙잡는 표면을 제공한다. 제 2 층(52)과는 달리, 도 5에서 볼 수 있는 리본(50)은 도 1-3에서 볼 수 있는 리본(12)과 실제 동일하다. 리본(50)을 도 1, 2에서 볼 수 있는 것과 같이 개방 쎌 리본(12)에 대체하여 또는 추가로 해양목초 매트에 이용될 수 있다. 또한, 폴리에스테르 배팅 물질(52)은 도 4에서 볼 수 있는 방식으로 부양 물질(30)의 층에서 샌드위치 구조를 만들 수 있다.
도 5에서 설명한 구체예에서, 폴리에스테르 배팅은 ㎡당 15 내지 100g의 범위가 되는데 이는 g당 1 내지 100㎡의 표면적을 제공하고, 적절하게는 g당 50㎡이하가 적절하다. 3차원 배팅 구조를 만들기 위해 이용되는 연속 필라멘트의 직경은 0.05 내지 0.50㎜이다. 설명한 구체예에서, 배팅 물질은 Synthetic Industries, Inc.,가 만든 SYNTECH 250 실로 짠 폴리에스테르 배팅 물질인데, 이는 ㎡당 7g의 실로 짠 폴리에스테르 섬유인데 이는 g당 24㎡ 표면적을 가진다.
본 발명의 또 다른 구체예에서, 제 2 층(52)은 조밀한 펠트로 이루어진다. 본 발명의 또 다른 구체예에서, 제 2 층(52)은 높은 고양성, 실로짠 결합 물질로 이루어진다. 본 발명은 여기에서 상술하고 있는 특정 해양목초 구조에 한정하지 않는다.
도 6에서는 또 다른 합성 해양목초 구조용 리본을 나타낸다. 리본(60)은 다공성 표면 구조를 가지는 제 2 층(62)을 가진다. 도 6에서 나타낸 리본(60)은 도 1-3에서 나타낸 리본(12)과 기본적으로 동일하다. 리본(60)은 도1, 2에서 나타낸 것과 같이 개방 쎌 리본(12)에 대체하여 또는 추가로 매트에 사용될 수 있다. 또는 다공성 층(62)은 도 4에 나타낸 방식으로 부양 물질의 양 측에 샌드위치 구조에 이용될 수 있다.
도 6에서 설명하는 구체예에서, 제 2 층(62)은 적절하게는 구멍(64)(도 7)으로 구성되는데 이는 전형적인 부착 조류 종의 생장을 허용하기에는 너무 적다. 따라서, 층(62)의 구멍 내에 주로 생장하는 것은 자연계 주요 박테리아인 피코플랑크톤으로 한정된다.
구멍(64)에 적절한 영양소를 넣어서, 환경을 깨끗이 하는 것과 같은 특정 목적에 요구되는 박테리아에 대해 피코플랑크톤의 생장을 강화시킬 수 있다. 따라서, 합성 해양목초 매트는 소요의 표면적이 큰 구조를 미리 선택하거나 표면적인 큰 구조의 구멍(64)내에 선택된 영양분을 제공함으로써 하나이상의 특정 용도에 맞게 만들 수 있다. 본 발명의 또 다른 구체예에서 선택된 세균은 다공성 구조에 영양소를 공급하는 것과는 무관하게 표면적이 큰 구조의 구멍(64)에 이식할 수 있다.
본 발명의 적절한 구체예에서, 각각 다르게 선택된 영양소를 가지는 리본(60)의 배열을 이용하여 물 공급원으로부터 과도한 질산염 및 인산 화합물의 제거 및 복합을 위한 인공 가습지를 만들 수 있다.
닫힌 쎌 기포 물질(30)에 입상 표면적이 큰 입자(66)(도 6)를 다층으로 부착하여 매우 작은 구멍(64)을 만들 수 있다. 입상 입자(66)는 g당 표면적이 50 내지 600㎡를 가진다. 입자(66)의 크기는 20 내지 200 미크론이 된다. 입자(66)는 탄소, 실리카, 폴리우레탄, 스티렌 디비닐 벤젠 공중합체 또는 다른 물질로 만들어질 수 있다. 입자(66)의 표면적과 구멍 크기는 입자(66)를 제조하는 동안에 공지된 기술을 이용하여 조절할 수 있다. 본 발명은 천연 식물의 이용 가능한 표면적의 100배이상을 제공하면서 포획과 같은 것에 재해 보호를 할 수 있는 것 등의 수상 환경에서 식물의 다른 소요의 많은 기능을 실행할 수 있다.
또 다른 해양목초 구조용 리본(120)에 대해 도 12에 나타내고 있다. 리본(120)은 성긴 개방 쎌 기포 또는 높은 고양성, 실로 짠 결합 물질로 형성된 제 2 층(122)으로 구성된다. 리본(120)은 개방 쎌 기포 또는 조밀한 펠트로 이루어진 제 3 층(124)을 가진다. 닫힌 쎌 기포(30)로 만들어진 부양 층(30)은 제 2 와 제 3 층(122, 124)사이에 끼어져 있다. 제 2 층(30, 122, 124)은 서로에 대해 적층을 이루고 있다. 적절하게는 제 3 층(124)은 제 2 층(122)보다 두껍다.
적절하게는 제 3 층(124)의 밀도는 평방 야드당 적어도 1.5온스이다. 평방 야드당 약 1.5온스보다 가벼운 펠트 물질은 제 3 층(124)을 통하여 부유층(30)의 표면까지 산소를 충만시켜 바이오필름이 만들어진 후에도 부유층(30)의 표면가까이에 선택성 혐기성 생장의 가능성을 없앤다.
또 다른 해양목초 구조용 리본(130)을 도 13에 나타내었다. 리본(130)은 제 2 층(132)과 제 3 층(134)을 가진다. 부유 닫힌 쎌 기포층(30)은 제 2 층(132)과 제 3 층(134)사이에 위치한다. 제 2 층(132)과 제 3 층(134)은 부유층(30)을 통하여 전후로 바늘 펀칭 실(136)에 의해 형성된다. 적절하게는 제 3 층(134)은 제 2 층(132)의 두께보다 더 두껍다. 제 3 층(134)은 예를 들면 약 0.040인치 두께를 가진다. 제 2 층(132)은 두께가 0.016인치 이하가 된다. 또한, 제 2 층의 침투성과 확산성은 제 3 층(134)의 것보다 더 큰 것이 적절하다.
설명한 구체예에서, 부유층(30)은 두께가 약 0.095인치이다. 제 2 층(132)과 제 3 층(134)의 실(136)은 약 5데니르이고 이는 평방 야드당 약 4 온스의 전체적인 밀도를 제공하게 된다. 제 2 층(132)과 제 3 층(134)사이의 살(136)의 분포는 각각 30%와 70%가 된다.
제 3 층(134)의 두께는 ㎠당 10g의 하중을 받을 수 있는 약 0,.042인치가 된다. 제 2 층(132)의 두께는 적절하게는 약 0.016인치가 된다. 제 3 층(134)의 침투성은 기포 층(30)의 표면에서 약 0.23다르시(darcy)가 된다.
기포 층(30)의 표면에서 제 2 층(132)의 침투성은 약 31 다르시가 된다. 본 발명의 범위에 국한시키지 않고, 해양목초 구조(130)의 총 표면은 표면의 ㎡당 약 564㎡가 되는데 이는 모든 구멍이 40Å이하라는 가정 하에 있다.
도 13에서 상술하고 있는 특정 구체예는 장점을 설명하고 있으나 본 발명은 여기에서 상술하고 있는 특정 구조에 국한시키지 않는다.
도 12와 13에서 나타낸 해양목초를 이용하면 호기성 반응을 촉진시키고 동시에 이와 인접한 선택성 혐기성 반응도 촉진시킬 수 있다. 특히, 암모니아 호기성 반응은 구조(120, 130)가 용존산소가 ℓ당 2 내지 13㎎을 가지는 물에 위치하는 경우에 부양 층(30)의 표면 부근에 제 2층(122, 132)내에서 신속하게 일어난다. 암모니아 환원 반응은 다음과 같다.
NH+ 4+ O2→ NH3OH + O-→ NH2OH →O2→ NO2+ 2H2O
동시에, 질산염의 혐기성 환원반응은 부양 층(30)의 표면부근에 있는 제 3 층(124, 134)내에서 일어난다. 과산화효소 표면 분석에서 질산염 환원은 두꺼운 제 3 층(124, 134)내에 상대적으로 깊숙이 위치한 부분에 절대적으로 한정한다.
따라서, 예를 들면 평방 야드당 적어도 약 1.5온스 밀도를 가지는 그리고 바이오필름을 만들고 이의 찌꺼기 층을 가진 바늘-펀치 펠트 층(134)을 이용하여 용존 산소가 부양 층(30)의 표면에 도달하는 것을 막고 따라서 아질산염/질산염 환원에 주로 관계하는 속인 니트로박터(Nitrobacter)를 지원할 수 있는 충분한 혐기성 조건을 만들 수 있게 된다.
또한, 포로시미터(porosimetry)에의하면 제 3 층(124, 134)의 밀도의 특징은 층(124, 134)의 침투성 또는 확산성이 산소 운반을 제한하는 또 다른 수단을 의미한다. 층(124, 134)에 있는 구멍의 크기와 층(124, 134)의 상대적인 두께가 모두 침투성에 영향을 준다.
부양 층(30)의 표면에서 제 3 층(124)에 있는 물에 대해 확산성이 초당 DAB=1×10-6㎡이하인 경우에 제 3 층(124, 134)을 통하여 산소 수송 속도를 낮게 만들어 혐기성 조건을 만들 수 있게 된다. 제 3 층(124)내에 구멍 구조 내에 입자성 박테리아 층을 추가하면 침투성을 감소시키고 따라서 확산성도 감소된다.
더 많이 개방된 제 2 층(122, 132)은 물에 가스 농도차에의해서만 산소를 수송하도록 한다. 산소 이용은 물에서 확산에 의해 수송된 용질의 세균성 호기성 소화에서만 이용되고 유체에서 기체의 확산 속도는 일반적으로 무기 용질(질산명과 아질산염)의 것보다는 큰 배수이다.
또한, 제 2 층(122, 132)의 최외층 표면에서 상당히 연관된 부착 조류(algae) 층은 태양광 존재 하에 산소를 만들고 따라서 제 2 층(122, 132) 가까이 산소 포화를 위한 지역적 농도 차를 증가시킨다.
전술한 것과 같이 해양목초 구조의 침투성에의해 조절되는 두 가지 확산 현상으로 단지 몇 미크론 떨어져 있는 호기성과 혐기성 공정을 동시에 진행할 수 있다. 따라서, 해양목초 구조(120, 130)는 생물학적 필터로써 상당히 개선된 작업을 한다. 본 발명에 따르면, 상당한 농도의 아질산염, 질산염 및 암모니아로 오염된 물을 상당히 높은 물질 수송 속도에서 하나의 필터를 이용하여 처리할 수 있다. 따라서, 예를 들면 본 발명은 구축된 습지에서 농업용 땅위로 흐르는 빗물의 처리에 특히 유용하다.
박막의 이용과 연관된 매우 짧은 질량 전달 거리와 고착생물 조류에 의해 광합성에 의해 발생된 높은 용존 산소 농도의 이용성은 어류, 갑각류, 연체동물과 같은 수중종에의해 먹이 원으로 이용될 수 있는 생물학적 조직으로 가용성 무기 영양소(아질산염, 질산염 그리고 암모니아)를 신속하게 전이할 수 있도록 복합된다. 가용성 무기 화합물, 특히 암모니아에 의해 독성의 감소와 이와 같은 고착 바이오매스의 동시 생산은 약한 수준에서도 암모니아에 내성을 가지는 많은 종의 저장 밀도를 증가시킨다. 암모니아를 제거하여 특히 유익한 종을 예로 들면 새우, 농어 및 연어 등이 있다.
리본(12, 40, 50, 60, 120, 130)에서 사용되는 물질은 환경에 해로운 화학물질로 녹아 나오지 않는 고분자로 구성된다. 리본(12, 40, 50, 60, 120, 130)의 물질은 물(해수포함)과 햇빛에서 분해되지 않는다. 결과적으로 매트(10)는 장시간동안 이용될 수 있고 이는 다른 지역에서도 씻겨낼 수 있고 재사용될 수 있다. 필요한 경우 리본(12, 40, 50, 60, 120, 130)은 리본(12, 40, 50, 60, 120, 130)을 보강하고, 보존하거나 보호하기 위한 하나이상의 층(설명되지 않음) 또는 물질을 포함한다.
도 8을 참고로 하면, 합성 해양목초 매트(70)는 이들의 상단에 고정된 부양 구조(74)를 가지는 리본(72)을 가질 수 있다. 리본(72)은 상기 설명한 리본(12, 40, 50, 60, 120, 130)과 동일할 수 있는데, 이 경우 리본(72)은 부양되고 부양 구조(74)는 추가 부양을 제공한다. 또는, 리본(72)은 전술한 것과 같이 표면적이 상당히 큰 구조 물질(32, 52, 62, 122, 124, 132, 134)의 하나이상에서 형성될 수 있는데 이 경우 부양 구조(74)는 리본(72)을 지원하기 위해 요구되는 부양성의 대부분을 제공한다.
부양 구조(74)는 개방 쎌 폴리에틸렌 기포 또는 또 다른 적절한 부양 물질로 형성된다. 부양 구조(74)는 리본(72)의 상단에 부착되거나, 꿰매거나 다른 적절한 수단으로 연결될 수 있다. 매트(70)를 이용하여 전술한 구체예에서 생물학적 생장 강화 및 수중 피난처를 제공할 수 있다.
도 9를 참고로 하면, 도 1과 2에서 나타낸 합성 매트(10)는 가리비, 쌍각류 조개, 굴 또는 다른 연체동물의 피난처 또는 우리로써 사용할 수 있는 나선 또는 다른 닫힌 윤곽선으로 배열될 수 있다. 우리(100)는 새끼굴을 모으고 사용하는데 유용하다. 다소 단단한 나선을 만들어서 하나의 메트(10)를 이용하여 필요한 것과 같이 상이한 내부 직경(104)을 가지는 우리를 만들 수 있다.
작동 시에, 가리비(설명되지 않음)는 우리(100)의 중앙(102)에 위치할 수 있다. 어린 굴(유충)은 중앙(102)로부터 신속하게 외향으로 이동하여 껍질을 만들기 시작한다. 성장하는 유충은 매트(10)의 각 리본(12)에 부착된다. 생장 과정동안에 매트(10)는 빠르게 성장하는 어린 가리비의 바로 인접하여 먹이의 생산을 촉진한다.
유충이 정착하였을 때, 매트(10)는 분할되고 성숙부위로 기여하고 이때 매트(10)의 주변 펜스는 가리비가 도망가지 못하도록 한다. 본 발명의 한 구체예에서, 밸러스트(24)는 연성 고정 수단(14) 밖으로 비워지고 고정 수단(14)은 팽창하여 매트(10)의 표면을 상승시킨다.
따라서, 본 발명으로, 먹이 원, 피난처 및 생장한 종을 수득하기 위한 부착 물질을 제공하기 위해 하나의 이동할 수 있는 구조를 이용함으로써 유충의 회수 및 성장이 간편하게 증가될 수 있다.
도 10에서 볼 수 있는 것과 같이, 본 발명에 따라 구조된 합성 매트(10)는 서로 나란하게 배열될 수 있고 어류의 광범위한 크기범위의 생장을 도모하기 위해 엇갈리게 배열될 수 있다. 모든 매트(10)가 서로 인접한 지역에서는 어린 물고기를 위해 그늘과 최대한 보호를 제공한다. 오프셋 또는 공간을 두고 있는 부분(112)에서 큰 물고기일수록 더 많은 개방 지역(커버는 적은)을 제공한다. 또한, 공간을 가진 지역(112)은 먹이의 생산을 증가시키기 위해 광합성 노출을 증가시킨다. 매트(10)는 동서(북쪽방향에 수직으로)로 배열되어 낮동안에 배트(10)에 태양광선의 노출을 최대로 한다. 매트(10) 사이에 원하는 공간을 결정하는데 수중의 지역이 인자로 작용할 수 있다.
도 11에서는 연성 매트(10)의 또 다른 평면 배열을 나타내는 것이다. 설명한 것과 같이, 합성 해양목초 매트(10)의 단부(118)는 약탈의 보호 지역을 만들기 위해 겹쳐질 수 있다. 겹쳐지지 않은 지역에서, 고착 생물의 생장을 강화시키기 위해 더 많은 태양광선을 이용할 수 있다. 매트 단부(118)의 겹쳐지는 일직선 장도는 필요한 그늘, 보호, 키울 생물 종 다른 변수 등의 함수가 된다.
도 9-11에서, 매트(10)는 설명을 명확하게하기위해 구조적으로 나타낸 것이다. 실제, 물에서 리본의 파도형 움직임은 매트(10)를 평면에서 볼 때 고르지 않게 일정하게 변화하는 프로파일을 가지도록 한다. 물에서의 이동정도에 따라 리본(12)은 서로를 지나 흔들리고 미끄러지게 되고 이는 매트(10)간에 그리고 리본(12)과 물 사이에 물질 전달을 증가시키게 된다.
실시예 1
5㎝ 간격을 두고 한 줄에 60개 리본(12)이 있는 120개 합성 해양목초 매트(10)를 평균 깊이가 130㎝인 담수 연못에 배열하였다. 헥타르당 30개 해양목초 매트가 있다. 합성 매트가 없는 기준 연못과 비교하여 연못에서 동물플랑크톤의 생산이 7 내지 20배 이상이 된다. 해양목초 연못에서 생장된 눈이 큰 물고기는 생장 52일 후에 기준연못에서 생장한 것과 비교할 때 18%이상 크다. 헥타르당 30개 매트가 있는 연못과 기준 연못과의 생존에서의 만족할만한 차이는 없었다. 그러나, 0 내지 92일 동안에 물고기는 중량이 31.8% 더 크고 해양목초 매트가 있는 연못에서의 생존은 기준 연못과 비교할 때 80% vs. 64%가 된다. 이와 같은 두 인자(중량과 생존)를 복합하면 헥타르당 30개 매트가 있는 연못에서 전체적인 바이오매스 생산은 기존연못에서 볼 수 있는 것과 비교할 때 84% 이상 더 크다. 생산의 증가와 동시에 비료의 이용이 78% 감소되어 생산비용은 12% 낮출 수 있었다.
실시예 2
도 5에서 볼 수 있는 복합 리본 구조를 가지는 합성 해양목초 배드를 담수 연못에 배열하였다. 각 배드는 매트당 400개 리본(또는 리본의 배열)을 가진다. 매트사이의 공간은 약 7.5㎝이다. 리본은 폭이 약 2.5㎝이고 길이는 100㎝이다. 합성 구조에서 사육한 농어는 구조가 없는 기준 연못의 것과 비교할 때 생존률이 2.3배 증가하였고 물고기는 합성 해양목초 배드가 있는 연못에서 약 43.5%가 더 크다. 합성 구조가 있는 연못에서 지원을 받는 효과적인 물고기 집단은 250% 증가하였다.
실시예 3
도 6에서 볼 수 있는 복합 리본 구조를 가지는 합성 해양목초 배드는 리본의 폭이 약 2.5㎝이고 길이는 100㎝인 것을 가진다. 각 줄에는 24개 리본을 가진다. 줄간의 공간은 약 5.0㎝이다. 각 리본의 제 2 층은 평균 입자 크기가 40미크론이고, 표면적이 360㎡/g이고 평균 구멍 크기가 80Å인 실리카 다공성 입자 코팅으로 구성된다. 배드는 45㎝ 물에 담근다.
모형 오수 유출물을 평균 선 속도를 분당 30㎜로하여 가라앉은 배드를 통하여 공급하였다. 물은 질산염과(ℓ당 100㎎ 질산염) 인산염(ℓ당 5㎎ 인산염) 도프처리하였다. 12일간 박테리아 집단을 형성한 후에, 연속적인 베이스에서 용액으로부터 질산염의 92%와 인산염 76%가 없어진다. 통상적인 스폰지 바이오필터에서 전형적인 수중 잔류 시간(HRT)와 비교할 때 인공적인 습지로써 이용되고 배열된 합성 해양목초 배드는 동일한 HRT의 통상적인 필터 기술보다 90배 빠르다.
실시예 4. 생체축적
도 6에서 볼 수 있는 것과 같이 복합 리본 구조를 가지는 합성 해양목초 배드는 약 2.5㎝ 폭과 25㎝ 길이를 가지는 리본 배열로 전개되어 있다. 각 줄에는 24개 리본이 있고 배드당 48줄의 리본이 있다. 각 리본의 제 1층은 중력이 약 0.12인 부양 폴리에틸렌 기포로 구성된다. 각 리본의 제 2 층은 평균 입자 크기가 60미크론이고, 표면적이 280㎡/g이고 평균 구멍 크기가 120Å인 실리카 다공성 입자 코팅으로 구성된다.
배드는 25㎝ 물에 담그고 모형 플레이팅 용액을 평균 선 속도를 분당 50㎜로하여 가라앉은 배드를 통하여 공급하였다. 배드는 용존 산소 수준을 10㎎/ℓ으로 유지하는데 충분한 유속으로 주입된 공기와 산성 광산 배출물이 있는 토양 100g와 통상적인 영양 배지(Difco B3 +철)를 포함하는 용액에 남겨둔다. 10일 후에, 욕조는 배수시키고 크롬(6+) 0.01%와 아연(2+) 0.01%를 포함하는 모형 플레이트 유출액(pH 3.0)을 평균 선 속도를 분당 25㎜로하여 가라앉은 배드를 통하여 공급하였다. 배드를 통하여 185ℓ(1 배드용적) 통과시킨 후에 유출물을 측정하고 크롬과 아연의 잔류 수준은 각각 0.00011과 0.00023으로 나타났다.
시스템의 적하 용적을 결정하기 위해, 모형 플레이트 용액을 시스템을 통하여 50ℓ배치로 공급하여 중금속의 유출 농도는 유입 농도의 5%가 되도록 한다. 크롬과 아연의 부하는 각 17,850ℓ와 13,670ℓ가 되었다. 건 중량 회수에 기초하여 리본의 표면에서 생물의 생장은 각 중금속이 7.5%와 11%를 포함하는 것으로 나타났고 이는 나중에 이의 생물학적 이용을 배제한다. 이는 1100배 농축 능력을 설명한다.
생체축적 공정과 연관된 고정 금속은 산 교환에 의해 연성 리본으로부터 벗겨낼 수 있다. 또는 섬유 매트는 태워서 독성 금속 종을 회수할 수 있다. 이온 교환 기술과 비교할 때 본 발명은 적어도 약 12배의 적하 능력을 가지고 약 10배의 진행 속도를 가지고 이의 생물학적 독성을 감소시키기 위해 금속의 화학가 상태를 변경시키는 능력을 가진다.
인산을 이용하여 pH 1.8에서 산 스트리핑후에 합성 해양목초 물질은 추가 12일간 시작 브로스에 재현탁시키고 실험을 다시 한다. 균형기간과 분당 10㎜ 유속으로 합성 플레이트 바스 혼합물의 제 1 배드 용적을 통과시킨 후에 용출물에서 크롬(6+)은 0.000008이고 아연은 0.000013으로 나타났다.
따라서, 지속적인 재사용과 생체축적 시스템의 재조건화로써 이의 상대적인 효과와 능력을 증가시킬 수 있다. 생체 축적용 적절한 질량 전달은 분당 15㎜ 선형속도에서 일어난다는 것으로 결정되었다. 최대 부하 능력은 리본의 미세공성 구조에서 생장하는 생물학적 바이오매스의 생장과 연관이 있다. 이와 같은 시험에서 얻은 최대 농도는 크롬의 경우 1,870:1이다. 수득된 최대 적하 능력은 단일 합성 해양목초 매트에 6+상태의 크롬 2.15g를 추출하게 한다. 5회 시도과정동안에 매트의 전체 표면적에서 생장한 바이오매스는 크롬 2.278g과 21.47g 건 중량이다.
실시예 5
도 13에서 설명하는 것과 유사한 해양목초 구조는 각 표면에 적절한 바이오필름을 만들도록 2개월간 물고기의 수로가 성숙하도록 한다. 구조는 물 ㎥당 10㎡의 비율로 3㎥ 탱크에 전개된다. 탱크는 암모니아와 질산 나트륨이 5㎎/ℓ, 200㎎/ℓ가 되도록 암모니아와 질산 나트륨으로 도프한다. 구조에서 약 6시간이내에 암모니아의 90%와 10.5시간 내에 질산염의 90%가 제거된다.
본 발명의 또 다른 목적은 하나의 구조물 지역에서 해양 종의 먹이 공급, 서식지 및 재생산의 지원을 동시에 제공할 수 있는 합성 해양 목초시스템을 제공하고 동일구조에서 먹이와 서식지를 제공함으로써 주어진 해양 종의 살아있는 집단을 집중된 지역에서 유지할 수 있고 각 합성 해양목초 리본에서 해조류와 같은 광합성 유기체의 생장을 지원하며, 먹이사슬의 기본으로써 바이오매스 생산을 증가시킴으로써 모든 국소 해양 생물의 생장과 재생 가능성이 강화된다. 동시에, 합성 목초에 의해 만들어지는 3차원 구조물은 해양 종에 피난처와 서식지를 제공한다. 각 리본의 개방된 표면을 이용하여 알을 낳은 지역으로 이용하거나 가리비와 같은 유기체의 자유로운 생산성 단계를 회수하는 수단으로 이용될 수 있다. 리본사이에 공간은 리본 내에서 발생하는 그늘의 양을 조절하고 포획이나 동족끼리 잡아먹는 것을 조절할 수 있도록 선택할 수 있다. 본 발명에 따라 구조된 합성 매트는 초기 약탈에 대한 보호를 위한 친숙한 구조를 물고기에게 제공하기 위해 자연환경의 방출 점에 이용될 수 있다. 또한, 물에서 소요의 생물학적 효과를 만들기 위해 표면적이 큰 구조물에 원하는 박테리아를 선택적으로 이식할 수 있고 해양 배양 환경에서 조성된 먹이에 대한 의존성을 감소시킬 수 있다. 해양 종에 완벽한, 천연 식이요법을 제공하는데 이용될 수 있고 물에서 바람직하지 못한 또는 과도한 영양소를 제거하기 위해 경제적이고 편리한 시스템을 제공하는 것이다. 본 발명의 적절한 구체예에서, 호기성 및 임의 혐기성 반응을 동시에 수행할 수 있고 이를 상당히 근접하게 있게 할 수 있고 크롬, 아연 및 다른 독성 금속을 생물학적으로 제거하고 이와 같은 금속을 복합하여 이들의 장래 생물학적 이용성을 배제하는 경제적 그리고 편리한 시스템을 제공한다.
전술한 설명과 도면은 본 발명의 목적, 특징, 장점을 얻기 위해 본 구체예를 설명하기 위함이다. 여기에서 상술된 구체예와 이의 설명에 본 발명을 한정하고자 함은 아니다. 본 발명의 범위 내에 변형도 본 발명의 범위에 속한다.

Claims (36)

  1. 합성 구조에서
    -부양 물질; 그리고
    -생물의 생장을 촉진시키는 표면적이 큰 구조로 구성된 것을 특징으로 하는 합성 구조.
  2. 제 1 항에 있어서, 표면적이 큰 구조는 개방 쎌 기포를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성 구조.
  3. 제 1 항에 있어서, 표면적이 큰 구조는 실로 짠 폴리에스테르 배팅을 포함하는 것을 특징으로 하는 합성 구조.
  4. 제 1 항에 있어서, 표면적이 큰 구조는 다공성 입상 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 합성 구조.
  5. 제 1 항에 있어서 부양 물질은 닫힌 쎌 기포를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성 구조.
  6. 제 5 항에 있어서 적어도 하나의 리본을 추가로 포함하고 이때, 표면적이 큰 구조는 리본에 의해 지원되는 장방형 띠의 형태가 되고 이때 닫힌 쎌 기포는 표면적이 큰 구조에 부착된 장방형 띠의 형으로 되는 것을 특징으로 하는 합성 구조.
  7. 제 6 항에 있어서, 장방형 스트립사이에 위치한 부착성 물질이 추가로 구성된 것을 합성 구조.
  8. 제 1 항에 있어서, 자유로운 상단을 가지는 리본이 추가로 포함되고 이때 부양 물질은 자유로운 상단에 위치하는 것을 특징으로 하는 합성 구조.
  9. 먹이, 피난처 및 생물 종의 양육 환경을 동시에 제공할 수 있는 합성 해양목초 구조에 있어서,
    -다수의 리본;
    -바닥물질에 리본을 고정시키기 위한 고정 구조; 그리고
    -각 리본은 a)리본이 빛이 비치는 지역으로 연장할 수 있도록 하는 부양 층과 b) 생물의 생장을 강화시키기 위해 만들어진 제 2 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 합성 해양목초 구조.
  10. 제 9 항에 있어서, 리본이 불로 배열된 것을 특징으로 하는 합성 해양목초 구조.
  11. 제 9 항에 있어서, 줄은 약 5 내지 15㎝ 간격을 가지는 것을 특징으로 하는 합성 해양목초 구조.
  12. 제 9 항에 있어서, 부양 층에는 고분자 플라스틱 닫힌 쎌 기포를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성 해양목초 구조.
  13. 제 12 항에 있어서, 닫힌 쎌 기포는 폴리에틸렌을 포함하는 것을 특징으로 하는 합성 해양목초 구조.
  14. 제 12 항에 있어서, 닫힌 쎌 기포는 폴리우레탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 합성 해양목초 구조.
  15. 제 12 항에 있어서, 닫힌 쎌 기포는 폴리프로필렌을 포함하는 것을 특징으로 하는 합성 해양목초 구조.
  16. 제 12 항에 있어서, 부유층의 비중은 0.05 내지 0.6g/㎤인 것을 특징으로 하는 합성 해양목초 구조.
  17. 제 12 항에 있어서, 리본은 폭이 1 내지 5㎝이고 길이가 1 내지 4m인 것을 특징으로 하는 합성 해양목초 구조.
  18. 제 17 항에 있어서, 리본의 경도는 ASTM D5342로 측정하였을 때 0.5 내지 3.0g/㎝인 것을 특징으로 하는 합성 해양목초 구조.
  19. 제 12 항에 있어서, 제 2 층에는 20 내지 200 미크론의 크기를 가진 쎌과 개방 쎌 기포 플라스틱 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 합성 해양목초 구조.
  20. 제 12 항에 있어서 제 2 층은 1 내지 100㎡/g 표면적을 가지는 복합 3차원 배팅 구조를 만드는 미세 연속 필라멘트를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성 해양목초 구조.
  21. 제 12 항에 있어서, 제 2 층은 부유층에 부착된 다공성 입상 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 합성 해양목초 구조.
  22. 제 21 항에 있어서, 조류(algae) 성장을 강화할 수 있는 영양소를 추가로 포함하고 이때 영양소는 다공성 입상 물질 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 합성 해양목초 구조.
  23. 제 21 항에 있어서, 박테리아(bacteria) 성장을 강화할 수 있는 영양소를 추가로 포함하고 이때 영양소는 다공성 입상 물질 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 합성 해양목초 구조.
  24. 제 21 항에 있어서, 환경을 깨끗이 하기 위해 미생물의 성장을 강화할 수 있는 영양소를 추가로 포함하고 이때 영양소는 다공성 입상 물질 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 합성 해양목초 구조.
  25. 제 21 항에 있어서, 표면적이 큰 구조에 이식된 미생물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 합성 해양목초 구조.
  26. 제 25 항에 있어서, 미생물에는 박테리아(bacteria)를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성 해양목초 구조.
  27. 수중 환경을 조절하는 방법에 있어서
    -표면적이 큰 구조를 가지는 합성 리본을 제공하고;
    -수중환경에서 합성 리본의 상단 일부분이 부유하도록 하고;
    -수중환경의 물이 표면적인 큰 구조와 접하도록 하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 합성 해양목초 구조.
  28. 제 27 항에 있어서, 표면적이 큰 구조를 선택하는 과정이 포함되고 이때 합성 리본을 제공하는 단계는 표면적이 큰 구조를 선택하는 단계에 이어서 일어나는 것을 특징으로 하는 합성 해양목초 구조.
  29. 제 27 항에 있어서, 수중 환경으로부터 영양소를 제거하는 단계가 추가로 포함되는 것을 특징으로 하는 합성 해양목초 구조.
  30. 제 27 항에 있어서, 합성 리본에서 생축적을 통하여 수중 환경으로부터 중금속을 제거하는 단계가 추가로 포함되는 것을 특징으로 하는 합성 해양목초 구조.
  31. 합성 구조에 있어서
    -부양 물질; 그리고
    -물에서 호기성 및 혐기성 반응을 동시에 촉진시키기 위해 제 1 과 제 2 표면적인 큰 구조로 구성되고 이때, 부양 물질은 제 1 과 제 2 표면적이 큰 구조사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 합성 구조.
  32. 제 31 항에 있어서, 제 1 표면적이 큰 구조에는 성긴 개방 쎌 기포를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성 구조.
  33. 제 31 항에 있어서, 제 1 표면적이 큰 구조에는 높은 고양성, 실로 짠 결합 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 합성 구조.
  34. 제 31 항에 있어서, 제 2 표면적이 큰 구조는 개방 쎌 기포를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성 구조.
  35. 제 31 항에 있어서, 제 2 표면적이 큰 구조에는 조밀한 펠트를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성 구조.
  36. 제 31 항에 있어서, 제 1과 제 2 표면적이 큰 구조는 부양 물질을 통하여 이어지는 바늘 천공된 실로 이루어지고 이때, 제 2 표면적이 큰 구조는 제 1 표면적이 큰 구조보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 합성 구조.
KR1019980013028A 1997-10-03 1998-04-13 합성 해양 구조물 KR19990036465A (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US8/943,335 1997-10-03
US08/943,335 US6060153A (en) 1997-10-03 1997-10-03 Synthetic aquatic structure
US9/041,671 1998-03-13
US09/041,671 US6171686B1 (en) 1997-10-03 1998-03-13 Synthetic aquatic structure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR19990036465A true KR19990036465A (ko) 1999-05-25

Family

ID=26718394

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019980013028A KR19990036465A (ko) 1997-10-03 1998-04-13 합성 해양 구조물

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6230654B1 (ko)
KR (1) KR19990036465A (ko)
CN (1) CN1105809C (ko)
AU (1) AU758271B2 (ko)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6060153A (en) * 1997-10-03 2000-05-09 Marine Environmental Solutions, L.L.C. Synthetic aquatic structure
US20020022426A1 (en) * 1999-12-21 2002-02-21 The Procter & Gamble Company Applications for elastic laminate web
US6834617B1 (en) * 2003-09-08 2004-12-28 Suzhou Good View Aquaria Technology Co., Ltd. Aquarium background setting
US7512326B1 (en) 2005-04-06 2009-03-31 Eldredge John T Artificial foliage for underwater camouflage and decoy purposes
US7392765B2 (en) * 2006-01-18 2008-07-01 Terry R. Lingmann Biodegradable pet mat
US7544286B2 (en) * 2006-05-16 2009-06-09 Environmental Dynamics, Inc. Method and apparatus for enhancing aquatic environments
US8042491B2 (en) * 2006-10-13 2011-10-25 David Joseph Fulbrook Weedless fish structure
CN100528772C (zh) * 2007-10-25 2009-08-19 中国科学院南京地理与湖泊研究所 一种利用牧食动物去除沉水植物表面上的附着生物的方法
US7836853B2 (en) * 2007-11-06 2010-11-23 Mary Elizabeth Locklear Aquarium bottom surface substrate
US8092606B2 (en) * 2007-12-18 2012-01-10 Asm Genitech Korea Ltd. Deposition apparatus
CN101254975B (zh) * 2008-04-02 2010-06-02 国家环境保护总局华南环境科学研究所 一种人工仿真水草制造方法及其应用
US20110219663A1 (en) * 2011-05-05 2011-09-15 Nichol David J Artificial Weed System for Fishing
US20120279109A1 (en) * 2011-05-05 2012-11-08 Nichol David J Artificial Weed System for Ice Fishing
CN102440208A (zh) * 2011-10-10 2012-05-09 中国水产科学研究院淡水渔业研究中心 一种青虾的人工虾巢
CN103290806B (zh) * 2012-10-29 2015-08-26 中国长江三峡集团公司 环境友好型的生态护堤系统
US20160031723A1 (en) * 2014-07-30 2016-02-04 Sei Manufacturing, Inc. Water filtration devices and methods
US20160242396A1 (en) * 2015-02-20 2016-08-25 Current-Usa, Inc. Aquascaping system
CN104695381B (zh) * 2015-03-05 2016-03-02 黄河勘测规划设计有限公司 江河岸坡仿水草消能防护结构
CN105155466A (zh) * 2015-09-14 2015-12-16 李万青 一种水利工程中减小水流中湍流对拦河坝河沟底部或侧壁的冲刷侵蚀的方法
CN105113458A (zh) * 2015-09-14 2015-12-02 李万青 一种水利工程中用于减小水流中湍流对河沟底部或侧壁的冲刷侵蚀的方法
AU2016100350B4 (en) * 2016-04-01 2016-07-28 Stuart John Thomson Method and device for reducing sand erosion
US11751544B2 (en) 2018-11-01 2023-09-12 Edem Tsikata Cavitation barrier for aquatic species
CN110589981B (zh) * 2019-10-15 2024-06-07 上源环工生态环境科技(苏州)有限公司 一种用于河道修复净化的组合式立体生态浮床
CN111109177B (zh) * 2019-12-29 2022-04-01 南京瀚邦生态农业科技有限公司 一种水产微生物净水蜕壳养殖系统及工艺
CN111955392B (zh) * 2020-07-28 2022-03-22 河海大学 一种采用土壤改良提高大闸蟹规格的养殖方法
US20220087232A1 (en) * 2020-09-21 2022-03-24 Th Products, Llc Fish attracting systems and methods

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK104835C (da) 1963-01-14 1966-07-04 Roblon As Middel til regulering eller påvirkning af materialevandring under vand.
GB1162419A (en) 1967-12-01 1969-08-27 Shell Int Research Artificial Seaweed
GB1176772A (en) 1968-04-24 1970-01-07 Shell Int Research A Seaweed Substitute.
US3590585A (en) 1968-04-24 1971-07-06 Shell Oil Co Composite structure
US3562952A (en) * 1968-07-22 1971-02-16 Pietro O Bramante Plant anchor
US3559407A (en) 1968-11-25 1971-02-02 Shell Oil Co Artificial seaweed
US3540415A (en) 1969-04-18 1970-11-17 James E Bromley Synthetic reef ecological system for large bodies of water
US3744454A (en) * 1971-06-04 1973-07-10 Metaframe Corp Rock and gravel bed simulation for aquariums
JPS4946760B2 (ko) 1972-03-06 1974-12-11
GB1385974A (en) 1972-04-18 1975-03-05 Shell Int Research Method of and apparatus for producing artificial seaweed
US3820339A (en) 1973-04-09 1974-06-28 Shell Oil Co Artificial seaweed cut from continuous band
JPS5470989A (en) 1977-11-11 1979-06-07 Nippon Synthetic Chem Ind Artificial algae
US4221078A (en) * 1978-09-27 1980-09-09 Latham John F Sealed globular display device
US4478533A (en) 1979-01-26 1984-10-23 Garrett William L Synthetic seaweed
US4221500A (en) 1979-01-26 1980-09-09 Garrett William L Synthetic seaweed
US4374629A (en) * 1979-01-26 1983-02-22 Garrett William L Synthetic seaweed
EP0018082B1 (en) * 1979-04-24 1982-10-27 Imperial Chemical Industries Plc Underwater erosion control structure
US4312152A (en) * 1980-06-09 1982-01-26 Agrownautics, Inc. Buoyant support structure and system and method using structure for water culture of plants
US4441453A (en) 1982-02-10 1984-04-10 Berkley And Company, Inc. Artificial fish habitat
US4437786A (en) 1982-07-06 1984-03-20 Morrisroe John P Artificial seaweed
US4641997A (en) 1982-12-27 1987-02-10 Lauer John F Synthetic seaweed kit and synthetic seaweed matrix formed thereby
US4490071A (en) 1983-01-21 1984-12-25 Morrisroe John P Artificial seaweed and method of accreting waterfronts
US4534675A (en) 1983-09-26 1985-08-13 Morrisroe John P Artificial seaweed
GB8402361D0 (en) 1984-01-30 1984-02-29 Alsop Peter Controlling erosion of sea/river beds
DE3403165A1 (de) 1984-01-31 1985-08-01 Fa. Joh. Moritz Rump, 5990 Altena Vorrichtung zur bodenstabilisierung im wasserbau
US4818579A (en) 1986-03-18 1989-04-04 Earthnics Corporation Sheet for forming twisted flaps in continuous arrangement and method of producing same
US4699829A (en) 1986-04-24 1987-10-13 Willinger, Bros. Inc. Biological filtration plants
US4950104A (en) 1987-04-07 1990-08-21 Rodolphe Streichenberger Artificial substrates for marine biomass enhancement and wave energy absorption
GB8904170D0 (en) 1989-02-23 1989-04-05 Alsop Peter Underwater soil retention structures
US5257596A (en) * 1989-03-17 1993-11-02 Jones Richard L Ornamental assembly for use in aquariums or the like
US5365884A (en) * 1989-03-17 1994-11-22 Jones Richard L Ornamental assembly for use in non-aquatic viewing cages or the like
US5113792A (en) 1991-05-22 1992-05-19 Jones Barton G Artificial reef module
US5309672A (en) 1992-10-05 1994-05-10 Electric Power Research Institute, Inc. Submerged platform structure for open ocean macroalgal farm systems
CA2119847C (en) 1993-03-30 1997-12-23 Masamichi Saiki Process for formation of artificial seaweed bed
CA2121227C (en) * 1993-04-14 2003-07-08 Lawrence I. Wechsler Article anchoring accessory for use with aquariums
JPH07307326A (ja) 1994-05-11 1995-11-21 Sony Corp プラズマエッチング装置およびプラズマエッチング方法
US5575584A (en) 1994-08-01 1996-11-19 Marine Environmental Solutions, L.L.C. Underwater soil erosion prevention system
US5669330A (en) 1995-06-07 1997-09-23 O'hare; Christopher F. Aquatic organism habitat device
US5871303A (en) 1996-06-17 1999-02-16 Marine Environmental Solutions L.L.C. Viscous drag and non-laminar flow component of underwater erosion control system
US5876151A (en) * 1996-06-17 1999-03-02 Marine Environmental Solutions, L.L.C. Frame and method for installing viscous drag and non-laminar flow components of an underwater erosion control system
US6060153A (en) 1997-10-03 2000-05-09 Marine Environmental Solutions, L.L.C. Synthetic aquatic structure
US6004635A (en) * 1998-04-20 1999-12-21 Li; Wing Hon Artificial plant assembly

Also Published As

Publication number Publication date
US6230654B1 (en) 2001-05-15
AU5968798A (en) 1999-04-22
CN1105809C (zh) 2003-04-16
CN1213725A (zh) 1999-04-14
AU758271B2 (en) 2003-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR19990036465A (ko) 합성 해양 구조물
CN103332790B (zh) 同步原位修复富营养化河湖水体和沉积物的可增光富氧生物组构系统
US5113792A (en) Artificial reef module
CN204426348U (zh) 一种生态养殖混合网箱
US6060153A (en) Synthetic aquatic structure
CN209039171U (zh) 一种深水水体水质生态净化装置
CN2773062Y (zh) 生物浮岛框架
US6171686B1 (en) Synthetic aquatic structure
US6343567B1 (en) Synthetic aquatic structure and method
CA2274054C (en) Synthetic aquatic structure, method of controlling an aquatic environment, and aquarium
JPH05293A (ja) 水質改善方法
JP2006217895A (ja) クルマエビの養殖方法および養殖システム
CN217677008U (zh) 一种原位修复水生态系统的生物孵化净水平台
JP3902476B2 (ja) ホタルの累代飼育システム及び方法
JP6480071B1 (ja) 養殖装置
MXPA98002755A (en) Sintet water structure
Cuomo et al. Mariculture with seaweed and mussels for marine environmental restoration and resources production
CN114179985B (zh) 一种经编间隔织物基水上浮床
JPH0581211B2 (ko)
JP4065638B2 (ja) 水陸性生物飼育槽
JP3610463B2 (ja) 水質浄化装置
CN216890321U (zh) 一种立体式水处理系统
JP2002320426A (ja) 海藻類養殖装置及び同海藻類養殖装置を備えた魚介類養殖装置
KR100374749B1 (ko) 생물자원 육성을 위한 벨트형 인공수초 및 이를 이용한수질정화방법
JP2000246273A (ja) 動物プランクトン保持用構造体及びこれを用いた水質浄化方法

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid