KR19990064389A - 해산어 육상 축양장의 수질개선방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해산어 육상 축양장의 수질개선방법 및 그 장치에 관한 것으로, 사육수조(10)내에서 오염된 해수는 침전조(20)를 통과하면서 부유물 등 찌꺼기가 1차로 제거되고, 오존처리조(30)및 유기물 제거조(40)를 통과하면서 제균(除菌), 암모니아 산화, 유기물 산화 등의 과정을 겪는다. 이 과정에서 과잉의 잔류 옥시던트는 일정한 체류시간동안 감소하게 되며, 0.03ppm이상으로 존재하면 어류에 악영향을 미치므로 잔류 옥시던트는 최종처리조(50)의 산호/활성탄층 필터(F)에 의하여 제거된 후 사육수조(10)에 재공급된다.

Description

해산어 육상 축양장의 수질개선방법 및 그 장치

본 발명은 오존처리에 의한 제균, 암모니아 산화 및 유기물 산화반응에 의하여 오염된 해산어 육상 축양장의 수질을 양호하게 개선하고 해수중의 잔류 옥시던트는 최종처리조에서 제거된 후 정화처리된 해수를 사육수조로 재공급시킬 수 있도록 한 해산어 육상 축양장의 수질개선방법 및 그 장치에 관한 것이다.

국내의 해산 양식 생물의 질병은 양식 생산물의 수요에 대한 공급 충족을 위하여 무리한 사육으로 인한 수계환경의 악화 및 새로운 양식종의 개발 등으로 인해 계속적으로 그 종류가 다양해지고 피해 범위가 확산되며, 양식장 단위별로 어류 질병에 의한 피해액의 규모도 날로 증가되어 어병(魚病)에 대한 대책이 중요한 과제로 대두되고 있다.

또한, 해산어 육상 축조식 양식장(이하, 축양장)의 배출수는 연안역의 수질오염을 가중시키고 있는 최대요인으로서, 이와 같은 축양장 폐수의 처리를 위한 방법으로 알려진 것으로는 물리적 처리, 화학적 처리 및 생물학적 처리방법 등이 있다.

한편, 폐쇄성 연안역에 밀집되어 있는 축양장은 인근 해수를 펌핑하여 사육수로서 사용한 후 간단한 침전시설만 거친 후 배출하고 있으므로 인근 연안역의 수질이 더욱 악화될 뿐만 아니라, 이 해수를 다시 사육원수로 사용하게 되어 이들 연안역에서는 부영양화와 적조 등의 발생과 이로 인한 피해가 속출하는 등, 악순환이 거듭되고 있는 실정이다. 조사된 바에 의하면 1996년 현재 국내 육상 수조식 양식장의 시설수는 697개소로 전남, 경남 및 제주도에 집중되어 있는데, 전남의 경우 193개소로 시설수로는 경남에 이어 두번째이며, 넙치의 경우 생산량은 3,200톤에 이르고 있다. 종묘 생산량도 넙치, 돔, 조피볼락, 숭어를 합하여 약 9,000만미에 이르지만 거의 매년 이중 약 절반이 수질악화로 인한 질병 등으로 폐사 등의 피해를 입고 있다. 피해액 만으로도 대략 약 700억원에 달하는 등 그 피해액이 날로 증가하고 있으나 방역을 위한 약품처리로는 한계점에 와 있으며, 근본적으로 수질을 개선하는 등의 조치가 불가피한 실정이다.

국내에서의 양식장 폐수는 최근까지 간단한 침전조만 거친 뒤 방류시켜 왔으며, 최근에 담수 양식장 폐수를 중심으로 활성오니법, 살수여상법 등의 생물학적 처리방법에 대한 연구가 이루어지고 있다. 오존을 이용한 해산어 양식장에의 적용에 관한 연구는 사육수의 살균을 목적으로 한 일부의 연구결과가 있으나, 배수처리에 대한 국내연구는 아직 없다.

육상 축양장의 배출수의 암모니아 및 COD의 수질상황을 보면, 종묘배양장과 성어양식장의 원수와 배출수 중의 암모니아 농도는 각각 원수가 0.39~6.10㎍-at/ℓ와 1.18~1.80㎍-at/ℓ인데 비하여 배출수중의 농도는 각각 33.84~61.17㎍-at/ℓ및 21.40~27.29㎍-at/ℓ의 농도로 배출수 중의 농도가 매우 높게 나타나고 있음을 알 수 있으며, COD의 경우에도 배출수 중의 농도가 각각 2.21~3.57㎎/ℓ와 1.84㎎/ℓ로 원수의 농도보다 약 2배이상 높게 나타나 인근 연안역을 오염시키고 있음을 알 수 있다.

또한, 해산 양식어류의 질병은 바이러스, 세균, 기생충 등 다양한 감염성 병원체에 의해 발생되는 것으로 보고되고 있다.

본 발명은 상기한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 오존을 이용하여 해산어 육상 축양장에서 배출되는 배출수 중에 포함되어 있는 다량의 유기화합물을 빠르게 산화,분해시키고, 이 유기화합물의 생분해성을 높이며, 암모니아 제거처리를 효과적으로 할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 또, 상기 목적과 동시에 병원균에 대한 강력한 살균작용 및 바이러스의 불활성화를 도모할 수 있도록 하므로써 해산 양식어류의 질병 감염 및 이로인한 해산어류의 폐사를 예방할 수 있도록 하는데 있다.

또한, 본 발명은 해수중의 염소요구량을 감소시켜 유기염소 화합물의 생성량을 감소시키고 슬러지(오니)가 생기지 않아 이의 유지관리가 용이하고 안전한 오존처리시스템을 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 해수어를 양식하기 위한 사육수조에서 배출되는 해수중의 부유물 및 찌꺼기를 1차 여과하기 위한 침전조와; 이 침전조를 거쳐 1차 여과된 해수를 오존발생기로부터 공급되는 오존으로 처리하고 해수중의 각종 세균을 살균하며 암모니아 산화, 유기물 산화과정을 거치는 오존처리조 및 유기물 제거조와; 이 유기물 제거조를 거친 해수중의 잔류 옥시던트를 산호/활성탄층 필터에 의하여 제거한 후 해수를 상기 사육수조로 재순환시키는 최종처리조를 포함하여 이루어진 해산어 육상 축양장의 수질개선장치 및 이 장치에 의한 수질개선방법을 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 오존발생기에서 상기 오존처리조로 공급되는 오존량은 오존처리조에서 배출되는 해수중의 잔류 옥시던트를 측정하여 이 신호에 의하여 항시 적정한 오존공급이 이루어질 수 있도록 옥시던트 센서를 구비하고, 이 센서에서 감지된 신호에 의하여 오존처리조로 공급되는 오존의 피드백 제어가 이루어질 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명에 의한 해산어 육상 축양장의 수질개선시스템을 도시한 개략적인 구성도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 사육수조 20 : 침전조

30 : 오존처리조 40 : 유기물 산화조

50 : 최종처리조 60 : 오존발생기

L1,L2,L3 : 배수라인 L4 : 순환라인

P : 배수펌프 S1 : 옥시던트 센서

S2 : 수질센서

본 발명의 적절한 실시예에 의한 오존처리시스템이 도 1에 도시되어 있다.

도시된 바와 같이 본 발명은, 해수어를 양식하기 위한 적정크기의 사육수조(10)로부터 배출되는 해수는 배수펌프(P)에 의하여 배수라인(L1)을 통해 침전조(20)로 공급되며, 침전조를 통과한 해수는 배수라인(L2)을 통해 오존처리조(30)와 유기물 산화조(40)로 공급되어 처리되고, 여기서 처리된 해수는 배수라인(L3)을 통해 최종처리조(50)로 공급된 후 다시 순환라인(L4)을 거쳐 상기 사육수조(10)로 재공급되도록 구성되어 있다.

도면중 부호 60은 오존처리조(30)로 오존가스를 공급하기 위한 오존발생기 이고, S1은 유기물 산화조(40)와 최종처리조(50)사이의 배수라인(L3)에 설치된 옥시던트 센서로서, 이 센서(S1)에서 감지된 신호는 전기적 제어라인(L5)을 통해 오존발생기(60)로 연결되어 오존공급량의 적정한 피드백 제어가 이루어질 수 있도록 되어 있다.

상기 침전조(20)는 사육수조(10)로부터 배출된 해수중의 부유물 및 각종 찌꺼기를 1차로 여과하게 되며, 이 침전조(20)를 거쳐 1차로 여과된 해수는 오존처리조(30)로 공급되어 여기에서 오존발생기(60)로부터 공급된 오존에 의해 해수중의 각종 세균을 살균하며 암모니아 산화, 유기물 산화과정을 거치게 된다.

오존처리조(30)에서 오존의 공급에 의한 해수와의 화학반응을 설명하면 다음과 같다.

① 해수중 브롬이온 존재하에서의 차아브롬산 및 브롬산 생성(반응식 1)

② 유기물의 산화(반응식 2)

③ 암모니아성 질소의 산화(반응식 3)

위의 화학 반응식 ①,②,③에서 알 수 있는 바와 같이, 해수 중에는 다량의 브롬이온이 존재하고 있는데, 이 브롬이온이 오존과 접촉하여 차아브롬산 및 브롬산이 생성되며, 이 차아브롬산 및 브롬산은 해수 중의 각종 유기물과 재반응하여 산소와 이산화탄소로 산화된다. 아울러, 해수어가 방출한 분뇨는 대부분 암모니아성 질소로서 이또한 상기 반응식 3과 같은 산화반응에 의하여 해수 중의 암모니아성 물질이 제거된다.

도 1에 도시된 본 발명의 실시예에서, 오존처리조(30)와 유기물 산화조(40)가 하나의 탱크내에서 격막으로 구분되어 있으며, 유기물 산화조(40)에서는 상기 반응식 2의 산화반응(즉, 2BrO­ + C → CO₂+ 2O₂)에 의하여 생성된 이산화탄소및 산소가 거품식으로 발생하게 되므로 이를 제거하기 위한 스키머(도시안됨)를 구비한다.

또한, 본 발명은 순환라인(L4)측에 수질센서(S2)를 설치하여 최종처리조(50)를 거친 해수의 수질이 적정수준보다 낮은 경우에는 사육수조(10)로 재공급하지 않고 외부로 방출하며, 이때 별도의 원수를 원수공급라인(L6)을 통해 오존처리조(30)로 추가 공급한다.

본 발명에 있어서, 상기 최종처리조(50)는 오존처리조(30)와 유기물 처리조(40)를 거친 해수중의 잔류 옥시던트를 제거하기 위한 산호/활성탄층 필터(F)가 내장되어 있어 해수중의 잔류 옥시던트 농도는 어체에 해가되지 않는 정도, 바람직하게는 0.03ppm이하가 되도록 최종처리조(50)의 산호/활성탄층 필터(F)를 통과하면서 완전히 제거된 후 사육수조(10)로 재순환되도록 되어 있다.

해산어 육상 종묘 배양장에서는 배설물 등의 영향으로 암모니아, 유기물 등의 수질이 악화되어 어체의 내성을 약화시키거나 치사시키게 된다. 또한, 연안으로 배출되면 연안역의 수질을 악화시켜 부영양화, 적조 등의 악영향을 유발하게 되는데, 본 발명의 오존처리시스템을 여기에 적용할 경우, 양식장 배수를 처리하여 부하량을 감소시키고, 사육수계의 수질을 양호하게 관리할 수 있으며, 오존은 또한 암모니아를 산화 또는 탈질화시켜 감소시키고, 유기물을 산화시키는 등 그 효용성이 알려져 있어 배출수의 처리 및 사육수의 수질안정화를 도모할 수 있다.

또한, 본 발명의 오존처리시스템이 적용되어 오존가스가 해수중에 분사되면 그 가스는 수계의 무기물질과 반응하여 옥시던트로 변화하여 잔류하게 되는데, 이 잔류 옥시던트는 해수중의 병원 미생물을 소독하는데 직접적으로 이용된다. 적정농도의 잔류 옥시던트하에서 적정시간동안 병원체가 노출되어지므로써 병원체의 활성을 억제(살균)시킬 수 있는 효과를 갖는다.

본 발명은 위와 같은 용도로 사용된 해수중의 잔류 옥시던트가 최종처리조에서 제거되므로 잔류 옥시던트를 함유하지 않은 정화처리된 해수만이 사육수조로 공급되므로 잔류 옥시던트의 독성에 의한 어체의 피해를 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (3)

1. 해수어를 양식하기 위한 사육수조(10)에서 배출되는 해수중의 부유물 및 찌꺼기를 1차 여과하기 위한 침전조(20)와;

   상기 침전조(20)를 거쳐 1차 여과된 해수를 오존발생기(60)로부터 공급되는 오존으로 처리하고 해수중의 각종 세균을 살균하며 암모니아 산화, 유기물 산화과정을 거치는 오존처리조(30) 및 유기물 제거조(40); 및

   상기 유기물 제거조(40)를 거친 해수중의 잔류 옥시던트를 산호/활성탄층 필터(F)에 의하여 제거한 후 해수를 상기 사육수조(10)로 재순환시키는 최종처리조(50)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로하는 해산어 육상 축양장의 수질개선장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 오존처리조(30)는 여기서 배출되는 해수중의 잔류 옥시던트를 측정하도록 배수라인(L3)상에 옥시던트 센서(S1)를 설치하여 이 센서(S1)에서 감지된 신호에 의하여 오존발생기(60)를 피드백 제어하도록 한 것을 특징으로하는 해산어 육상 축양장의 수질개선장치.
3. 해수어를 양식하기 위한 사육수조(10)에서 배출되는 해수중의 부유물 및 찌꺼기를 침전조(20)에서 1차로 여과시키는 단계;

   침전조(20)에서 1차 여과된 해수를 오존처리조(30)와 유기물 제거조(40)내에서 오존발생기(60)로부터 공급되는 오존(O₃)으로 처리하여 오존자체의 살균력에 의하여 해수중의 각종 세균을 살균하고, 해수중의 브롬이온과 반응하여 차아브롬산 및 브롬산을 생성시키며, 생선된 차아브롬산 및 브롬산이 해수중의 유기물과 반응하여 유기물을 산화시킴과 아울러 해수어가 방출한 암모니아성 질소와 반응하여 암모니아를 산화시키는 단계;

   상기 오존처리조(30)와 이 유기물 제거조(40)를 거친 해수중의 잔류 옥시던트를 최종처리조(50)에 설치된 산호/활성탄층 필터(F)에 의하여 제거한 후 상기 사육수조(10)로 재순환시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로하는 해산어 육상 축양장의 수질개선방법.