KR20020037657A

KR20020037657A - 기르는 어업 용수의 순환수 정화방법

Info

Publication number: KR20020037657A
Application number: KR1020000068646A
Authority: KR
Inventors: 허남인
Original assignee: 주환용; 주식회사 네가트론
Priority date: 2000-11-15
Filing date: 2000-11-15
Publication date: 2002-05-22

Abstract

본 발명은 육상수조식 어류양식에 사용되는 순환수의 정화방법에 있어, 특히 1차 여과과정에서 비교적 입도가 큰 오탁물을 제거한 용수에 존재하는 극미세 오탁물을 포말(疱抹)로 포집하는 부상

Description

기르는 어업 용수의 순환수 정화방법{THE METHOD OF PURIFICATION OF CIRCULATING WATER ON BREEDING FISHERY WATER}

육상 수조식 양식어장에서 현재 실시되고있는 순환여과방식은, 대개 압력탱크에 샌드(필터제)가 잠입된 여과기가 설치 운영중에 있다.

주지하는바와 같이, 이 샌드필터식 압력여과방법은, 여과기 가동으로 인한 과다한 역세수가 배출되어 다음과 같은 폐단이 있음을 들수 있다.

(1) 오탁물이 많이 섞인 배출수에 의한 인근해안의 오염이, 민원대상으로 되어 양식업자로 하여금 환경청의 수질환경보전법 관계규정에 의한 방대한 배수 침전시설 설치가 불가피한 실정에 처해있다.

(2) 순환용수의 약 10분의 1이상이나 되는 대량의 배수에 따른 보충수로 인해 펌프가동비 및 동절기의 수온유지에 과도한 연료비 부담이, 아예 업자로 하여금 동절기에는 휴업하게 만들고 있다.

(3) 역세수로 인한 도수가 하루 10-20 회이상 이라는 빈번한 자동개폐장치의 작동이 부속설비의 고장배제가 어렵고, 유지관리비가 가중되는 것은 고사하고 이고장으로 인한 대량 폐사라는 피해도 초래하고 있다.

(4) 보충수(해수)로 인한 용수의 수질변동 및 이에 따른 각종 병균의 침입이 우려되며, 이것은 어류에 대한 스트레스 및 병으로 인한 폐사의 원인이 되고 있다.

현행의 샌드필터식 압력여과기의 여과방법의 일예로 들어보면, 전체 양식수조의 물이 25t규모(직경 8m, 19평형)의 수조가 평균 10개 이상으로, 합계 300t(12개조)로 가정하였을 때 1일 순환회수가 통상 10-20회 정도로 이를 15회로 가정하면, 1일 순환용수량은 4500t 이 되고, 이중의 10분의 1이면 450t의 용수가 역세수에 의해 오탁물이 그득히 섞인체로 바다로 배수되게 되어 있으며, 같은량의 450t 이라는 새로운 해수를 유입시키는 공정으로 되어있다.

샌드필터식 압력여과기는 일종의 정밀 여과기로 1차분리기 또는 침전조 처리된 용수에 미크론 단위의 미세입자를 포집 하려는 수단인데 상기한 결함이 있어 실용에 어려움을 겪고 있는것이 오늘날의 현실이다.

이 미크론 단위의 미세입자는 부유되는 성질이 강하의 침전기의 수단으로는 거의 불가능한 물체이나, 이러한 미세입자의 분리수단으로 포말(泡沫)을 이용하는 공업적 이용방법은 오래전부터 보급되어 오고 있다. 그러나 이들 방법은 반드시 기포제라는 약품을 첨가하여 처리하는 방법으로, 이 기포제의 어독성이 우려되어 양식업계에서는 고려대상이 되지 못하고 있었다.

최근 마루야마 (丸山後部)씨 등은 , 기포제를 사용치 않는 기포방식으로 "공기 자흡식 에어레이터"로 미세기포를 공급시키므로, 부상(浮上)여과의 가능성을 보고(일본수산학회지62(4)1996)하고 있다. 또한 이민근, 서근학씨도 이 포말분리에 관한 양어장 순환수처리 수단으로 (「양식공학」부경대학 1996) 발표한 바 있다.

이 방법에 있어 단순히 공기만을 자흡케하는 교반에 의한 에어레이터의 발생기포는, 그 포말의 수명이 짧아, 조금 규모가 큰 장치에서는 익류될 때까지 온전하게 형성되지 못하는 결함으로, 미크론상 오탁물 제거 성적이 매우 미흡한 것으로 파악되어 이를 실시하고 있는 업체는 없는 실정으로 따라서 이 방법으로는 발생된 포말의 수명연장이 포말 제거 수단의 관건이 않일 수 없다.

우리에겐 자석(磁石)이 영구적으로 자력을 갖는 것으로, 이는 상식화 되어 있다.

좀 생소한 부문이지만 최근에 터르말린(tourmaline) 광석이 영구하게 전기를 방출하는 성질이 있는 것이 알려져 이 특색을 이용한 기술제공이, 일본특허공보 헤이 (平)7-38987호의 구보(久保哲次郞)에 상세한 지견과 기술제공을 비롯, 일본 공개특허공보 헤이(平)7-51664, 헤이(平)8-71409호, 헤이(平)9-192425호, 헤이(平)10-286594호, 헤이(平)10-323516호 등 이밖에 다수 알려지고 있음을 볼 수 있다.

터르말린미분체는 물에 접촉되면 즉시 히드록실이온()이 많은 계면활성양 수질로 된다는 지견과, 특히 마스오까(松岡孝尙)씨는 「일본식품공업학회지」 (38,1991)에서, 그 계면활성양이 HLB치(値)가 8-10 범위라고 발표하고 있어, 유화성능이 있는 것은 확실하게 할 수 있게 하였다.

다시 말해 터르말린 광석의 미분말체를 입상 또는 성형물들의 충진체를 통과한 물은, 화학약제를 전혀 사용치 않아도 기포성를 갖는 수질로 개선된다는 사실로, 이에, 본 발명인이 앞서 실용신안공고 제 0166750호로 제안한 "수중산소공급기" 로 미세기포를 발생시켜 단순히 공기와 교반만으로 발생시킨 포말보다 수 배의 포말유지 성능을 발휘케하는 부상여과방법으로 종전의 샌드필터식 압력 여과 방법의 폐단을 해소하려 한 것이다.

도 1은 다단계 유동(流動)탱크

도 2는 부상(浮上)여과기

도 3은 단체물

도 4는 유동상

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1. 여과기 본체 10. 부산데퍼관

2. 포말집수조 11. 유동분산판

3. 주입관 12. 유동탱크 본체(복수)

3-1. 분배판 13. 유동탱크 하체

4. 배수관 14. 유동탱크 덥개

5.수중산소공급기 15. 단체물

6.모터

7.추

8. 거품미름판

9. 오니배출구

A 포말층 E 토출구

B 기포발생층 F 유동층폭

C 수위조절높이 G 단체물의 각도

D 주입구

본 발명의 구성은 순환수의 계면활성 성능을 부여하기 위한 유동탱크(도1)와 포말발생으로 미세오탁물을 포집제거하는 부상여과기(도2)로 구성하였다.

양식수조의 용량이 25t규모 1대를 대상으로 하여, 1일 순환수는 1일 15회로 책정하면 총 순환수량은 375톤이며 이것은 분당 약 260L(구경 50mm·5HP)의 펌프가 소요되었다.

이에 대한 유동탱크 (도1)의 크기는 직경 1m, 높이3.5m의 원통형 FRP제 용기 (실용량 2.5톤)로, 그 내부에 유동분산판(11)이 삽입된 분산테퍼관(10)이 8개로 겹친 유동탱크 본체(12)가 복수로 이루어지게 조립하였고, 하부에는 직경 0.5m 높이 0.5m 의 유동탱크하체 (13)와 주입구(D)를 설치하였다.

한편 직경(상)1m (하)0.9m, 높이 2.5m의 용적이 약 1.5톤의 약간 테퍼형태의 FRP제 부상 여과조본체 (1)를 준비하였다.

유동분산판 (11)에는 도4처럼, 분배공 (G)의 구경 3mm의 구멍이 30개를 도4처럼 배열하여 펌프압력 1.7Kg/㎠ 로 주입하여 직경 10mm의 단체물(도3)이 약 30-40cm높이로 부단히 유동케하여 8개단(도면에는 다 표시되지 않음)을 상류시간 약10분으로 조정하였다.

이때 단체물의 날개각도는 서로 엉킴을 방지하기 위해 원형(R)를 이루게 배려 하였다.

이로써 주입구 (D)로부터 각 단을거쳐 토출구(E)에서 나오는 순환수는 충분한 계면활성성능을 갖는 수질로 개선되어, 부상여과기(도2)로 구경 75mm관으로 유속을 좀 낮추어 진입하게 하였다.

부상여과기 본체(1)의 3분의 2 높이인 0.8미터 부위에 주입관(3)을 배 치하고, 그 고깔모양인 액.분산판(3-1)을 부착시켰으며, 주입된액이 수위조절 높이(C)로 조정된 배수관(4)의 높이에의해 부상여과기(1)내에 용액이 차게되면, 수중산소공급기(5 실용신안 제 0166750호로 미세기포발생기로 그 상세는 생략 함)를 2-4개 복수로 설치하여 기포발생역(B)에서 격렬히 포말이 발생되게 하여 포말층(A)을 형성, 이들로 미세오탁물을 포집 상승케하였다. 겉보기에 는 마치 우유 빛 기포가 폭발적으로 발생되었다.

포말층(A)의 상부위에는 모-터(6)에 연관된 추(7)에 결부된 거품미름 판(8)에 의해 저속회전으로 포말집수조 (2)로 익류하게하여 이곳에선 포말이 축적되어 미세 오탁물의 농축을 꾀하여 오니 배출구(9)로 간헐적으로 인출하게 하였다.

이로써 주입관에 주입된 SS5정도의 순환수는, 부상여과기에서 약 5분간의 체류속도로 처리하므로, 배수관(4)에서 나오는 SS평균 2정도의 수돗물상태로 정화된 용수로 정화되는 성적을 얻었다.

일본 공개특허공보 헤이(平)10-17378 호에는, 터르말린미분체와 폴리에틸렌미분말 또는 폴리프로필렌미분말로 성형시킨 다공질 터르말린 성형물에 관한 제한이 있다.

본 발명은 이를 발전시켜 목탄(특수참숯 : 1g 당 300㎡ 의 표면적을 갖음)을 선택하여, 이를 더 첨가하여 플라스틱수지와 성형한 단체물을 도3과 같은 형태로 성형한 것을 사용하여 다공성을 높여, 물과 공기의 접촉 면적이 수십배에서 수백배로 늘어나는 효과를 얻을수 있게 했다.

또한 이 단체물은 이미 공업적장치로 실용화되고있는 저명한 다단계 유동상(fluidization bed) 방식을 이용, 단체물들이 부단한 유동에 의해 물과 접촉하는 작용을 꾀하게 하였다.

이것은 일본특허공보 헤이(平)7-98190호나 일본공개특허공보 헤이(平)10-7628호에서 제공한 요지인 수중에서 단체물의 기계적 마찰, 요동과 충격이 가해지므로 정(靜)전기 발생이 보다 효과적으로 이루어진다는 터르말린 광석의 성질을 이용한 수단으로, 본 유동상 접촉역시 이러한 요지에 적합한 것이다.

이로써 순환수에 하등의 기포제 주입없이 계면활성 성능을 갖는 수질로 개선하여, 이 순환수를 본 발명자가 앞서 실용신안공고 제 0166750호의 "수중산소공급기"로 미세기포를 발생시켜본 결과 발생기포의 수명이 월등히 연장된 것을 파악하였다.

참고로, 이 터르말린광석에 의한 처리용수는 인간의 건강에도 유효하다는, 아가이(永井龍造)씨의 지견(「빛나는터르말린건강법」1999) 이 있어, 양식어류의건강에도 기여될 것으로 예측된다.

Claims

1. 본문에 설정된 바와 같이 육상 수조식 양식어용수의 순환여과과정중 일차 오탁물 분리작업으로 포집되지 않는 미크론단위의 미세오탁물 제거 수단으로 포말포집을 실시함에 있어, 먼저 순환수를 터르말린 단체물의 다단 유동상처리로 계면활성성능 용수로 개선하는 방법

2. 부상여과기 기포발생을 수중산소공급기(본발명인의 실용신안제 0166750)호로 본기계에 복수로 부착시켜 미세 기포를 다량으로 발생케한 구성과 이 기포군을 기포미름판에 의해 포말집수로 익류케하여 왜 농축액으로 하는 일련의 방법.