KR20090051685A - 초미세기포를 이용한 양식 시스템 - Google Patents

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KR20090051685A
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Abstract

본 발명은 초미세기포를 이용한 양식 시스템에 관한 것으로, 기저장된 유체에 수산생물을 수용함과 더불어 양육하는 적어도 하나의 저장조; 및 상기 저장조 내부로 초미세기포를 유입시켜 상기 유체에 포함된 이물질들을 부상시킴과 더불어 상기 유체 및 상기 이물질들을 오버 플로우시키도록 상기 저장조와 연결되는 적어도 하나의 미세기포 발생장치를 포함하고, 상기 저장조로부터 오버 플로우된 상기 유체 및 상기 이물질들을 유입함과 동시에 상기 유체를 정화시키고 상기 이물질들을 외부로 배출시키는 정화장치를 더 포함하며, 미세기포 발생장치의 가동으로 인해 상기 유체는 일방향으로 흐르게 되고, 상기 저장조, 상기 미세기포 발생장치, 및 상기 정화장치는 상기 유체의 순환이 가능하도록 순환 싸이클을 이루는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 초미세기포를 이용하여 슬러지, 중금속, 유해가스, 퇴적된 사료 찌꺼기, 및 배설물 등과 같은 이물질을 부상 분리시켜 제거하고, 이물질을 제거한 후 다시 양식 어류가 서식할 수 있는 최적의 수질로 정화하여 재공급되도록 한다.
Figure P1020080073759
미세기포, 양식, 시스템

Description

초미세기포를 이용한 양식 시스템{FARM SYSTEM OF MARINE PRODUCTS USING MICRO BUBBLES}
본 발명은 양식 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초미세기포를 이용하여 슬러지, 중금속, 유해가스, 퇴적된 사료 찌꺼기, 및 배설물 등과 같은 이물질을 부상 분리시켜 제거하고, 이물질을 제거한 후 다시 양식 어류가 서식할 수 있는 최적의 수질로 정화하여 재공급되도록 한 초미세기포를 이용한 양식 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 양식이란 육상의 농업과 같이 자체소유의 유용 수산생물을 길러 수확하는 것으로 정의할 수 있다. 양식은 다음과 같이 양식을 하는 형태에 따라 정수식 못양식, 유수식 양식, 및 가두리 양식 등으로 구분된다.
상기한 양식에 대한 구체적인 설명은 하기와 같다.
먼저, 정수식 못양식은 육상에 일정한 시설물을 설치하여 양어를 하는 형태가 아니라 논 또는 해안 등에 둑을 만들어 물을 저장한 후 어류를 양식하는 방법으 로 배설물 등의 찌꺼기는 저층의 질산화 세균에 의하여 분해되며 용존산소는 대기로부터 공급되거나 수차 등을 이용하게 되는데 수량에 비해 생산량이 많이 떨어진다. 현재는 새우양식, 메기양식, 잉어양식 등에 인공사료를 공급하면서 이루어진다.
상기 유수식 양식은 사육지에 물을 연속적으로 통과하게 하여 어류를 양식하는 방법으로 비교적 적은 면적에서 많은 양의 어류를 생산할 수 있으나 사계절이 뚜렷한 우리나라 기후 여건으로는 한정된 냉수성 어류만을 양식할 수밖에 없으므로 강원도지역에서 무지개 송어, 산천어 등을 양식하는데 이용되어 왔다. 배설물 등의 찌꺼기는 흐르는 물에 따라 양식장 밖으로 배출된다. 보통 콘크리트 재질의 사육조를 이용하며 사육은 계곡 등의 수원이 풍부한 지역에서 이루어진다. 또한 해수어 양식 등에서는 바다의 물을 대형펌프로 끌어올려 공급하고 그대로 흘려 보내는 방식인 이 유수식 양식법을 가장 많이 이용한다.
그리고, 지수식 양식은 과거부터 내수면 양식에서 널리 이용되어 온 방법으로 항상 일정량의 물을 사육지에 채운 후 증발 등에 의하여 감소되는 수량 만큼만 보충하거나, 수질의 변화가 있을 때와 같이 필요에 따라 물을 공급해 주는 정도로서 양어를 하는 방법이다. 어류의 배설물이나 사료 찌꺼기 등은 자체 내에서 발생되는 정화세균에 의하여 처리하게 되는데 이 사이클을 맞추는 것이 쉽지 않으며 항상 암모니아, 아질산 등의 피해에 노출되어 사료의 과다투입 등 기타 요인에 의하여 사이클이 깨지면 어류의 대량 폐사로 이어진다.
한편, 가두리 양식은 내만 등에서 양식을 하기 위하여 그물 획이나 가두리를 만들어서 그 속에 어류를 수용,사육하는 양식 방법으로 그물코를 통하여 가두리 안팍의 물이 교환되므로 작은 시설에 비하여 고밀도로 어류를 양식할 수 있는 방법이다.
그러나 장기간에 걸친 양어와 사료 찌꺼기 등에 의한 저층의 오염으로 양식장 주변 수원에 많은 유기물을 확산시켜 부영양화현상 등을 초래할 위험이 크고 실제적으로 내수면에서는 현행 내수면 개발촉진법에 의하여 신규가두리 양식장의 설치가 금지되어 화천호, 소양호, 충주호등 대단위 내수면 가두리 양식단지가 철폐된 상태이다.
근래 들어서는 상기한 양식법이 공통적으로 수질을 오염시키는 주원인이라는 이유로, 상기 가두리 양식장은 모두 폐쇄가 이루어졌고, 상대적으로 많은 물을 이용하는 유수식 양식장은 수자원의 오염 및 고갈로 인하여 이제는 점차 양식 방법에서 사라져 가고 있으며, 주로 뱀장어 양식 방법으로 이용되던 지수식 양식 방법은 넓은 시설면적에 비하여 생산성이 떨어져 외국(중국)등에서 들어오는 수산물과의 가격 경쟁에서 점차 경쟁력을 잃고 존폐의 위기에서 새로운 활로를 모색하고 있는 실정이다.
최근 들어서는 상기한 양식법들의 단점을 어느 정도 보완해 줄 수 있는 순환 여과식 양식법(도 1 참조)이 각광을 받고 있으며, 현재에도 지속적으로 연구가 진행중이다.
하지만, 이러한 순환 여과식 양식법은 유럽에서 개발된 양식법으로서, 각 국가마다 기후 조건, 양식환경, 어류의 특성이 다른데 이 유럽의 순환 여과식 양어장 의 획일화된 시스템의 도입은 운영에 있어서 많은 시행착오를 겪게 만들었고, 이들은 곧 금전적인 손실로 이어졌고, 결국은 국내 실정에 맞는 한국형 시스템의 시급한 실정에 이르렀다.
아울러, 순환 여과식 양식법은 상기한 양식법들과 마찬가지로 항생제를 넣어 양식을 할 수밖에 없기 때문에 이에 의해 길러진 어종은 인체에 유해할 수밖에 없는 문제점이 있었다.
순환 여과식 양식법은 상기한 양식법들과 마찬가지로 사료가 저장조 내에 가라앉거나 배설물, 슬러지, 중금속, 유해가스 등의 이물질을 부상시킬 수 없고, 저장조의 물을 완전히 비우기 전에는 이물질을 완전히 처리할 수 없었기 때문에, 이물질의 제거효율 즉, 상기한 양식법들에 비해 사료공급 효율이나 배설물 처리효율 등에 있어서 크게 개선되지 못한 문제점이 있었다.
그리고 순환 여과식 양식법은 저수된 물을 재여과하여 다시 활용하는 방식이긴 하지만, 일부 버려지거나 소진되는 물의 양이 상당하고, 순환 여과를 위한 장치가 대부분이 고가이며 복잡하기 때문에, 운영비 및 초기 설치 비용이 매우 많이 들어가는 문제점이 있었다.
또한 순환 여과식 양식법은 상기한 양식법들에 비하여 단위면적당 고밀도 양식 및 생존율이 크게 개선되지도 않았을 뿐더러, 양식 어류의 발병율이 비교적 높은 문제점이 있었다.
이 순환 여과식 양식법은 폐수 및 슬러지 등의 폐기물의 배출이 비교적 많은 문제점이 있었다.
특히, 서식 환경에 극히 민감하여 양식이 어려운 새우를 순환 여과식 양식법에 의해 기를 때도 실제로 새우가 환경의 변화를 이기지 못하고 폐사하는 등의 문제점도 빈번하였으며, 이로 인해 새우 양식장을 운영하는 운영자에게 막대한 비용의 손실을 가져오게 하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 초미세기포를 이용하여 슬러지, 중금속, 유해가스, 퇴적된 사료 찌꺼기, 및 배설물 등과 같은 이물질을 부상 분리시켜 제거하고, 이물질을 제거한 후 다시 양식 어류가 서식할 수 있는 최적의 수질로 정화하여 재공급되도록 할 뿐만 아니라, 국내 실정에 맞게 어류를 효율적으로 양식할 수 있으며, 무항생제 양식으로 인체에 무해한 양식어류를 소비자들에게 제공할 수 있고, 저장조에 저장된 물의 대부분을 정화하여 사용할 수 있으므로 운영비를 현저히 절감시킬 수 있고, 저가이고 단순한 구성으로 이루어지도록 하며, 단위면적당 고밀도 양식 및 생존율이 크게 개선하고 발병율을 낮추며, 특히 새우를 양식하는데 있어서 최적의 조건을 확보하도록 하며, 폐수 및 슬러지 등의 폐기물의 배출을 최소화함과 더불어 인위적으로 어류양식조건의 조정이 가능하므로 내륙, 사막, 및 도시의 빌딩에서도 양식이 가능하도록 하며, 1년에 2회 이상 사육이 가능하도록 하는 연작 사육 또한 가능하도록 하며, 에너지 효율도 높은 초미세기포를 이용한 양식 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 형태에 따르면, 기저장된 유체에 수산생물을 수용함과 더불어 양육하는 적어도 하나의 저장조; 및 상기 저장조 내부로 초미세기포를 유입시켜 상기 유체에 포함된 이물질들을 부상시킴과 더불어 상기 유체 및 상기 이물질들을 오버 플로우시키도록 상기 저장조와 연결되는 적어도 하나의 미세기포 발생장치를 포함하는 초미세기포를 이용한 양식 시스템을 제공한다.
상기 저장조로부터 오버 플로우된 상기 유체 및 상기 이물질들을 유입함과 동시에 상기 유체를 정화시키고 상기 이물질들을 외부로 배출시키는 정화장치를 더 포함한다.
미세기포 발생장치의 가동으로 인해 상기 유체는 일방향으로 흐르게 되고, 상기 저장조, 상기 미세기포 발생장치, 및 상기 정화장치는 상기 유체의 순환이 가능하도록 순환 싸이클을 이루는 것을 특징으로 한다.
제1 형태를 개량한 제2 형태에 따르면, 펌프를 더 포함하며, 상기 펌프의 가동으로 인해 상기 유체는 일방향으로 흐르게 되고, 상기 저장조, 상기 펌프, 및 상기 정화장치는 상기 유체의 순환이 가능하도록 순환 싸이클을 이루는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3 형태에 따르면, 기저장된 유체에 수산생물을 수용함과 더불어 양육하는 적어도 하나의 저장조; 초미세기포를 발생시키는 미세기포 발생장치; 및 상기 저장조로부터 유체를 유입함과 동시에 상기 미세기포 발생장치로부터 초미세기포를 유입하여 상기 유체에 포함된 이물질들을 부상시킴과 더불어 상기 유체를 정화시키고 상기 부상된 이물질들을 외부로 배출시키도록 상기 저장조 및 상기 미세기포 발생장치와 연결되는 정화장치를 포함하는 초미세기포를 이용한 양식 시스템을 제공한다.
펌프를 더 포함하며, 상기 펌프의 가동으로 인해 상기 유체는 일방향으로 흐르게 되고, 상기 저장조, 상기 펌프, 및 상기 정화장치는 상기 유체의 순환이 가능하도록 순환 싸이클을 이루는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제4 형태에 따르면, 기저장된 유체에 수산생물을 수용함과 더불어 양육하는 적어도 하나의 저장조; 상기 저장조 내부로 초미세기포를 유입시켜 상기 유체에 포함된 이물질들을 부상시킴과 더불어 상기 유체 및 상기 이물질들을 오버 플로우시키도록 상기 저장조와 연결되는 적어도 하나의 미세기포 발생장치; 및 상기 저장조로부터 오버 플로우된 상기 유체 및 상기 이물질들을 유입함과 동시에 상기 미세기포 발생장치로부터 초미세기포를 유입하여 상기 이물질들을 부상시키고, 이와 더불어 상기 유체를 정화시키며 상기 부상된 이물질들을 외부로 배출시키도록 상기 저장조 및 상기 미세기포 발생장치와 연결되는 정화장치를 포함하는 초미세기포를 이용한 양식 시스템을 제공한다.
상기 미세기포 발생장치의 가동으로 인해 상기 유체는 일방향으로 흐르게 되고, 상기 저장조, 상기 미세기포 발생장치, 및 상기 정화장치는 상기 유체의 순환이 가능하도록 순환 싸이클을 이루는 것을 특징으로 한다.
상기한 제4 형태를 개량한 제5 형태에 따르면, 펌프를 더 포함하며, 상기 펌프의 가동으로 인해 상기 유체는 일방향으로 흐르게 되고, 상기 저장조, 상기 펌프, 및 상기 정화장치는 상기 유체의 순환이 가능하도록 순환 싸이클을 이루는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명의 상기한 형태들에서 미세기포 발생장치는, 기체와 액체를 흡 인하여 혼합시키는 펌프와, 상기 펌프로부터 압송된 상기 기체와 상기 액체의 혼합물을 수용한 상태로 상기 기체와 상기 액체를 재혼합하는 혼합챔버와, 상기 혼합챔버에서 재혼합된 상기 기체와 상기 액체의 혼합물을 토출시키는 노즐을 포함하며, 상기 기체의 양과 상기 혼합챔버의 압력을 조절하여 미세기포를 발생시키도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 혼합챔버에는 상기 기체와 상기 액체의 혼합물이 통과하는 홀이 형성된 플레이트가 적어도 하나 이상의 층으로 배열되며, 상기 혼합챔버는 상부가 밀폐된 외부챔버와 상기 외부챔버의 벽으로부터 이격되고 상부가 개방된 내부챔버의 이중 챔버구조로 이루어지며, 상기 혼합챔버의 입구부와 연결되는 유입배관은 내부 챔버 안으로 바닥 부근까지 연장되고, 상기 혼합챔버의 출구부와 연결되는 유출배관은 상기 내부챔버와 상기 외부챔버 사이의 이격된 공간을 따라 상기 외부 챔버의 바닥 부근까지 연장되며, 상기 펌프의 전방에는 상기 펌프로 흘러드는 상기 기체의 양을 조절하는 흡기밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 펌프의 출구측은 제1 수배관에 의해 혼합챔버의 입구측과 연결되고, 상기 펌프의 입구측과 흡입챔버의 출구측에는 제2 및 제3 수배관이 각각 연장하여 저저장조 안으로 투입되고, 상기 제1 및 제3 수배관은 혼합챔버의 유입구와 유출구에 각각 연결되고, 상기 제2 수배관에는 대기중의 공기를 유입하기 위한 흡기배관이 연결되고, 상기 흡기배관 상에는 3방밸브가 구비되어 상기 3방밸브의 일측에 대기와 소통하는 제1 가지관이 연결되고, 상기 3방밸브의 타측은 제2 가지관을 매개로 산소발생기 또는 오존발생기와 연결되되, 상기 제1 및 제2 가지관은 상기 3방 밸브 의 개폐방향에 따라 흡기배관과 선택적으로 연통하며, 상기 제2 수배관의 입수부와 상기 펌프 사이에는 저저장조로부터 유입되는 물의 공급을 제어하기 위해 유량조절밸브와 첵크밸브가 구비되고, 상기 흡기배관은 상기 유량조절밸브와 상기 첵크밸브의 사이에서 상기 제2 수배관과 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 기체는 공기, 산소 또는 오존이며, 상기 액체는 물인 것이 바람직하다.
상기 본 발명의 상기한 형태들에서 상기 정화장치는, 상기 저장조로부터 유체 및 상기 이물질들을 인입하여 상기 이물질들을 여과하여 걸러내는 여과 스키머조와, 상기 여과 스키머조로부터 인출된 유체를 인입하여 살균, pH농도 조정, 수온 조정, 산소 투여, 중금속 및 유해가스 제거 작업을 실시하는 수질 조정조를 포함한다.
상기 여과 스키머조와 상기 수질 조정조는 각각 미세기포 발생장치와 연결된 것이 바람직하다.
상기 여과 스키머조는, 상기 저장조로부터 유체 및 이물질들을 인입하는 인입구를 가지고, 상기 유체로부터 분리된 이물질을 인출하는 이물질 인출구를 가지며, 상기 이물질이 분리된 유체를 인출하는 유체 인출구를 가지되, 내부에는 상기 인입구에서 상기 이물질 인출구에 이르기까지 상기 미세기포 발생장치에서 발생된 초미세기포에 의해 부유된 상기 이물질들을 이송시켜 포집하도록 하는 이송/포집수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 이송/포집수단은, 컨베이어 장치이며, 상기 컨베이어 장치는 구동모터에 의해 회동하는 복수의 롤러와, 상기 롤러들의 외부를 감싸도록 형성되는 이송벨 트와, 상기 이송벨트로부터 일정한 각도로 돌출 형성되어 상기 이물질들을 상기 이물질 인출구를 향해 끌어당기거나 밀어내는 복수의 판 부재로 구성된다.
상기 수질 조정조는, 상기 여과 스키머조로부터 여과된 유체를 인입하는 여과 유체 인입구와, 내부에서 작업 진행 후에 조건이 조정된 유체를 저장조를 향해 인출하는 조정 유체 인출구를 포함한다.
추가적으로 상기 정화장치는, 상기 여과 스키머조로부터 이물질들이 여과된 유체를 인입하여 슬러지 및 암모니아를 제거함과 동시에 용존산소량을 증가시켜 상기 수질 조정조로 제공하도록 하는 보조 스키머조와, 상기 여과 스키머조에서 제거된 이물질들을 인입하거나, 상기 여과 스키머조에서 제거된 이물질들 및 상기 보조 스키머조에서 제거된 슬러지를 동시에 인입하여 내부에 수용된 미생물에 의해 상기 이물질들만 또는 상기 이물질들 및 슬러지를 분해시키는 유기물 소멸처리조를 더 포함한다.
상기 보조 스키머조는 미세기포 발생장치와 연결된 것이 바람직하다.
상기 정화장치에서 상기 수질 조정조는, 유체를 가열하여 유체의 온도를 조정하는 히터와, 유체 내에 세균을 제거하는 제균기와, pH를 조정하는 pH조정기와, 중금속을 제거하는 중금속제거장치와, 유해 가스를 제거하는 유해가스제거장치와, 용존 산소를 조정하는 용존 산소 조절기와, 염도를 조정하는 염도조절기와 각각 연결되고, 내부에 유체의 온도를 감지하도록 하는 수온감지센서와, 유체의 pH농도를 검출하도록 하는 pH검출센서와, 유체의 중금속 함유량을 검출하도록 하는 중금속 검출센서와, 유체의 유해가스 함유량을 검출하는 유해가스 검출센서와, 유체의 용 존 산소량을 감지하는 용존 산소 검출센서와, 유체의 염도를 감지하는 염도검출센서를 더 포함한다.
상기 히터는 태양열 발전기, 풍력 발전기, 조력 발전기, 지열 발전기, 수력 발전기, 원자력 발전기, 및 화력 발전기 중 어느 하나로부터 전기를 공급받아 유체를 가열하는 것을 특징으로 한다.
상기 히터, 제균기, pH조정기, 중금속제거장치, 유해가스제거장치, 용존 산소 조절기, 및 염도조절기와, 상기 수온감지센서, pH검출센서, 중금속 검출센서, 유해가스 검출센서, 용존 산소 검출센서, 및 염도검출센서와 전기적으로 연결되는 제어부를 더 포함한다.
상기 제어부의 제어방식은, 먼저, 상기 수온감지센서로부터 온도정보를 제공받고 상기 제공된 온도정보가 기설정된 온도정보 이하이면 상기 히터를 온시키도록 제어하고 상기 제공된 온도정보가 기설정된 온도정보 이상이면 상기 히터를 오프시키도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 pH검출센서로부터 pH농도정보를 제공받고 상기 제공된 pH농도정보가 기설정된 pH농도정보의 범위 이상 또는 이하이면 상기 pH조정기를 온시키도록 제어하고 상기 제공된 pH농도정보가 기설정된 pH농도정보의 범위 내에 있으면 상기 pH조정기를 오프시키도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 중금속 검출센서로부터 유체의 중금속 함유량 정보를 제공받고 상기 제공된 중금속 함유량 정보가 기설정된 중금속 함유량 정보 이상이면 상기 중금속제거장치를 온시키도록 제어하고 상기 제공된 중금속 함유량 정보가 기설정된 중금속 함유량 정보 이하이면 상기 중금속제거장치를 오프시키도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 유해가스 검출센서로부터 유체의 유해가스 함유량 정보를 제공받고 상기 제공된 유해가스 함유량 정보가 기설정된 유해가스 함유량 정보 이상이면 상기 유해가스제거장치를 온시키도록 제어하고 상기 제공된 유해가스 함유량 정보가 기설정된 유해가스 함유량 정보 이하이면 상기 유해가스제거장치를 오프시키도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 용존 산소 검출센서로부터 유체의 용존 산소량 정보를 제공받고 상기 제공된 용존 산소량 정보가 기설정된 용존 산소량 정보 이하이면 상기 용존 산소조절기를 온시키도록 제어하고 상기 제공된 용존 산소량 정보가 기설정된 용존 산소량 정보 이상이면 상기 용존 산소조절기를 오프시키도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 염도검출센서로부터 유체의 염도 함유량 정보를 제공받고 상기 제공된 염도 함유량 정보가 기설정된 염도 함유량 정보 이하이면 염도조절기를 온시키도록 제어하고 상기 제공된 염도 함유량 정보가 기설정된 염도 함유량 정보 이상이면 염도조절기를 오프시키도록 제어한다.
상기 제어부는, 미세기포 발생장치의 펌프와 전기적으로 연결되는 것을 더 포함하며, 상기 시스템을 가동할 경우 상기 미세기포 발생장치의 펌프를 온시키고 상기 시스템을 정지할 경우 상기 미세기포 발생장치의 펌프를 오프시키는 것을 특징으로 한다.
이와 다르게, 상기 제어부는, 펌프와 전기적으로 연결되는 것을 더 포함하며, 상기 시스템을 가동할 경우 펌프를 온시키고 상기 시스템을 정지할 경우 상기 펌프를 오프시키는 것을 특징으로 한다.
상기 저장조는 수산생물의 사료를 제공받도록 사료 공급장치와 연결된 것을 특징으로 한다.
상기 사료공급장치는 제어부와 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다.
상기 제어부는, 기설정된 주기적인 시간정보에 따라 상기 사료공급장치를 온 또는 오프하는 것을 특징으로 한다.
상기 저장조의 내부에 저장된 유체를 순환시킴과 더불어 침전된 이물질들을 부유시키도록 상기 저장조와 연결되는 공기 주입장치를 더 포함한다.
상기 유체는 액체이며, 상기 액체 중에서도 민물 또는 바닷물인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 초미세기포를 이용한 양식 시스템에 관한 것으로, 미세기포 발생장치에서 발생된 초미세기포를 이용하여 저장조 및 정화장치에 수용된 유체로부터 슬러지, 중금속, 유해가스, 퇴적된 사료 찌꺼기, 및 배설물 등과 같은 이물질을 부상 분리시켜 효율적으로 제거하고, 이물질을 제거한 후에 다시 양식 어류가 서식할 수 있는 최적의 수질로 정화하여 재공급되도록 할 수 있을 뿐만 아니라, 국내 실정에 맞게 어류를 효율적으로 양식할 수 있는 우수한 효과가 있다.
아울러, 본 발명은 초미세기포에 의해 무항생제 양식으로 인체에 무해한 양식어류를 소비자들에게 제공하고, 저장조에 저장된 물의 대부분을 정화하여 사용할 수 있으므로 운영비를 현저히 절감시키고, 기존 방식에 비해 상당히 저가이고 단순한 구성으로 이루어지는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 단위면적당 고밀도 양식 및 생존율이 크게 개선하고 발병율을 낮추며, 특히 새우를 양식하는데 있어서 최적의 조건을 확보할 수 있으며, 폐수 및 슬러지 등의 폐기물의 배출을 최소화함과 더불어 인위적으로 어류양식조건의 조정이 가능하므로 내륙, 사막, 및 도시의 빌딩에서도 양식이 가능하며, 1년에 2회 이상 사육이 가능하도록 하는 연작 사육 또한 가능하며, 에너지 효율도 높은 우수한 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 초미세기포를 이용한 양식 시스템에 관한 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
(제1 실시예 )
1. 구성
도 2는 본 발명에 따른 초미세기포를 이용한 양식 시스템의 제1 실시예를 도시한 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 초미세기포를 이용한 양식 시스템의 제1 실시예에서 제어부와 전기적으로 연결된 구성들과의 연결관계를 도시한 블록도이 다.
참고로, 본 실시예는 과제 해결 수단에서 언급하였던 제1 형태 및, 제4 형태를 구체화한 것이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 초미세기포를 이용한 양식 시스템은, 저장조(200), 미세기포 발생장치(1'), 및 정화장치를 포함한다.
상기 저장조(200), 미세기포 발생장치(1'), 및 정화장치는 상호 배관으로 연결되는 것이 바람직하다.
아울러, 본 발명은 상기 미세기포 발생장치(1')의 가동으로 인해 유체가 배관을 따라 일방향으로 흐르게 되고, 상기 저장조(200), 미세기포 발생장치(1'), 및 정화장치는 유체의 순환 싸이클을 이루는 것이 바람직하다.
그리고 상기 유체는 액체이며, 액체 중에서도 민물 또는 바닷물인 것이 바람직하다.
먼저, 상기 저장조(200)는 유체를 기저장하여 수산생물을 수용함과 더불어 양육하며, 적어도 하나 이상 구비된다.
실시예에서, 저장조(200)는 수산생물을 양식하는 것으로, 원형이나 사각형태의 외형을 가지며, 전체 폭은 6~8m인 것이 바람직하다.
그리고 저장조(200)의 재질은 고분자합성수지, 즉 폴리프로필렌(P.P) 또는 피브이씨(PVC) 판 등인 것이 바람직하다.
아울러, 도면에 별도로 도시되지 않았지만, 저장조(200)는 빌딩 등과 같은 좁은 공간에도 설치 가능하도록 다단으로 적층형성될 수도 있다. 즉, 저장조(200) 가 복수의 층으로 이루어진 형태를 말한다.
상기 저장조(200)의 내부에는 저장된 유체를 순환시킴과 더불어 침전된 이물질들을 부유시키도록 저장조(200)와 연결되는 공기 주입장치(160)를 더 포함할 수 있다.
이 공기 주입장치(160)는 저장조(200)와 호스 또는 배관으로 연결될 수 있으며, 바람직한 실시예로, 공기 주입장치(160)와 연결된 다수 가닥의 호스를 저장조(200)의 상부를 통해 내부로 주입한 후, 공기 주입장치(160)를 가동하여 지속적으로 저장조(200)에 저장된 유체에 공기를 주입하는 방식이 바람직하다.
이 공기 주입장치(160)는 하기한 미세기포 발생장치(1')의 기능을 일부 조력하는 역할을 하게 된다.
상기 공기 주입장치(160)는 하기한 제어부(300)와 전기적으로 연결된다.
상기 미세기포 발생장치(1')는 적어도 하나 이상 구비되며, 이는 저장조(200) 내부로 초미세기포를 유입시켜 유체에 포함된 이물질들을 부상시킴과 더불어 상기 유체 및 이물질들을 오버 플로우(over flow)시키도록 저장조(200)와 배관이나 호스를 통해 연결된다.
이 미세기포 발생장치(1')에서 발생된 초미세기포는 구체적으로, 슬러지, 중금속, 유해가스, 퇴적된 사료 찌꺼기, 및 배설물을 부상시키는 역할을 한다.
도 4는 미세기포 발생장치의 개념적인 구성을 도시한 것으로, 미세기포 발생장치(1′)는 기체와 액체를 흡인하여 혼합시키는 펌프(2′)와, 상기 펌프(2′)에서 혼합된 기체와 상기 액체의 혼합물을 흡인하여 기체와 액체를 재혼합하는 혼합 챔 버(3′)를 기본 구성으로 하여 이루어진다.
혼합챔버(3′)의 입구와 출구에는 각각 배관(4)(5)이 연장되어 있으며, 혼합챔버(3′)의 입구측 배관(4)에는 상기 펌프(2′)가 연결된다. 또한, 펌프(2′)의 입구측은 2개의 배관(6)(7)이 분기되어 있으며, 펌프(2′) 가동시 이들 중 하나의 배관(6)을 통해서는 액체가 유입되고, 또 다른 배관(7)을 통해서는 기체가 유입된다. 상기 기체가 유입되는 배관(7)상에는 펌프(2')로 공급될 기체의 양을 조절하기 위해 흡기밸브(7a)가 설치된다. 또한, 혼합챔버(3′)의 출구측에는 상기 재혼합된 기체와 액체의 혼합물을 토출시키는 노즐(8)이 구비된다.
이와 같은 구성으로부터 상기 혼합챔버(3′)에서는 펌프(2′)에 의한 가압력과 상기 노즐(8)의 조절, 그리고 선택적으로 상기 혼합챔버(3')의 내부 구조의 변형을 통해 챔버 내부의 압력을 조절하게 되고, 그와 함께 상기 혼합챔버(3′)의 내부에서는 다량의 미세기포가 발생되어 혼합챔버(3′)의 출구측 배관(5)을 통해서 배출이 이루어진다. 도 4의 미설명 부호 3'a는 압력계이고, 3'b는 배출구이다.
다음에서는 미세기포 발생장치(1')의 가장 바람직한 실시 형태를 설명한다.
아래의 실시예에서는 전술한 기체의 경우 일반 공기나 산소 또는 오존으로부터 선택하여 사용할 수 있다. 또한, 전술한 액체의 경우 물을 사용할 수 있다.
① 미세기포 발생장치의 실시예 1
도 5는 미세기포 발생장치의 개략적인 구성을 보인 것으로, 도면에 도시하는 바와 같이 미세기포 발생장치는 펌프(10)와, 상술한 도 4의 혼합챔버(3')와 대응하는 가압탱크(20)를 기본 구성으로 한다.
펌프(10)의 출구측은 배관(수배관;11)에 의해 가압탱크(20)의 입구측과 연결되고, 펌프(10)의 입구측과 가압탱크(20)의 출구측에는 배관(수배관; 12,13)이 각각 인출되어 저저장조(15) 안으로 연장되어 있다.
이 미세기포 발생장치는 저저장조(15)로부터 유입되는 물의 공급을 조절하기 위해 수배관(12)의 입수부(12a)와 펌프(10) 사이에 유량조절밸브(14)와 첵크밸브(16)를 구비할 수 있다. 또한, 상기 수배관(12)의 입수부(12a)와 펌프(10) 사이에는 대기중의 공기 등을 유입하기 위한 흡기배관(17)이 연결된다. 흡기배관(17)의 연결지점은 도 4에 도시하는 유량조절밸브(14)와 첵크밸브(16)의 사이가 바람직할 수 있다.
흡기배관(17)은 저저장조(15)의 외부에 연장된 상태로 이 흡기배관(17) 상에 유량계(18)와 3방밸브(19)가 구비된다. 3방밸브(19)의 일측으로는 제1 가지관(17a)이 연장하여 대기중의 공기가 유입되도록 제공되고, 3방밸브(19)의 타측으로는 제2 가지관(17b)이 연장하여 산소발생기(또는 오존발생기; 30, 이하 '산소/오존발생기'라 함)에 연결된다. 제1 가지관(17a)과 제2 가지관(17b)은 3방 밸브(19)의 개폐방향에 따라 흡기배관(17)과 연통할 수 있으며, 따라서 대기중의 공기와 산소/오존발생기(30)에 의한 산소 또는 오존의 공급은 3방 밸브(19)의 개폐방향에 따라 선택적으로 이루어지게 된다.
도 5에 도시된 바에 따르면, 상기 제2 가지관(17b) 상에는 흡기밸브(19a)가 설치된다. 이 흡기밸브(19a)는 펌프(16)로 공급되는 산소 또는 오존의 양을 조절하기 위한 것으로, 별도 도시하지는 않았지만 대기 중에서 제1 가지관(17a)을 통해 공급되는 공기의 양도 함께 조절할 수 있도록 하기 위해 흡기배관(17) 상에 설치될 수도 있음은 물론이다. 또한, 가압탱크(20)로부터 연장된 상기 수배관(13)의 단부, 즉 출수부에는 미세기포를 포함한 상기 기체 및 액체의 혼합물을 토출하고 이를 제어하기 위한 노즐(13a)이 설치된다. 이를 위해, 상기 노즐(13a)은 다공 형태이고 개폐가능한 구조로 이루어짐이 바람직하다.
도 5의 미설명 부호‘20a’는 정압계이고,‘20b’는 부압계이며,‘20c’는 안전밸브를 나타낸다.
도 6은 도 5에 따른 가압탱크의 일 실시형태를 도시한 것으로서, 가압탱크의 내부 구조에 대한 개략적인 형태를 보여주고 있다.
도시된 바에 따르면, 가압탱크(20)는 펌프(10)로부터 압송되는 물과, 공기 또는 산소(또는 오존)의 혼합물을 도입하기 위한 유입구(21)와, 상기 가압탱크(20) 내부에서 발생된 기포를 토출하기 위한 유출구(22)를 가진다.
가압탱크(20)는 일정 크기의 내부 공간을 가지는 것으로, 유입측에서 유출측에 이르는 내부 공간을 가로지르며 내벽면을 연결하는 하나 이상의 플레이트층(23,24,25,26)을 구비한다. 이러한 플레이트층(23,24,25,26)은 도면에 도시하는 바와 같이 일정 간격으로 복수개가 구비됨이 바람직한데, 각각의 플레이트층(23,24,25,26)에는 상기 물과, 공기 또는 산소(또는 오존)의 혼합물이 통과하도록 오리피스(orifice)와 같은 홀(23a,23b,24a,25a,25b,26a)들이 형성될 수 있다. 또한, 각각의 플레이트층(23,24,25,26)에 형성하는 홀(23a,23b,24a,25a,25b,26a)의 직경과 개수는 이를 통과하는 혼합물의 요구 압력에 따라 선택적일 수 있다.
한편, 도 6에서 미설명된 부호 '13a'는 노즐(도 5참조)을 나타낸다.
이상과 같은 구성으로부터 상기 물과, 공기 또는 산소(또는 오존)의 가압된 혼합물은 가압탱크(20) 내로 흘러들어 가압탱크(20)를 빠져나오기까지, 각 플레이트층(23,24,25,26)에 형성된 홀(23a,23b,24a,25a,25b,26a)들을 빠르게 통과한다.
특히, 상기 가압된 혼합물은 유출구(22) 측에 가까워질수록 더 빠른 관통 유속을 가지게 된다. 또한, 유출구(22) 측에 가까워질수록 유체의 관통 유속이 빨라지는 것과 상반되게 각각의 플레이트층에서의 유체의 압력은 빠르게 감소된다. 이와 같이 짧은 시간 동안에 압력의 아주 빠른 감소는, DAF에서 발생된 한계 rpm 크기의 기포들보다 더 작은 기포들의 발생을 일으키게 되며, 더 많은 수의 미세기포들을 발생시킨다.
이상 설명된 미세기포 발생장치의 구성으로부터 펌프를 통해 압송된 기체와 액체의 혼합물이 가압탱크를 통과하면서 변화하는 과정을 설명하면 다음과 같다:
가압탱크(20)에 대한 물과 공기(산소 또는 오존)의 공급은 펌프(10)의 가동에 의해 이루어진다. 펌프(10)의 가동과 함께 물은 제2 수배관(12)을 따라 펌프 내부로 운반되는데, 그와 동시에 흡기배관(17)을 통해서는 대기중의 공기 또는 산소/오존발생기(30)에 생성된 산소(또는 오존)가 운반되어 펌프(10)에서 혼합된다. 즉, 공기와 산소(또는 오존)의 공급은 3방 밸브(19)의 개폐방향에 따라 선택적으로 이루어지는 바, 3방 밸브(19)에 의한 제2 가지관(17b)의 폐쇄시에는 대기중의 공기가 공급되고, 3방 밸브(19)에 의한 제1 가지관(17a)의 폐쇄시에는 산소/오존발생기(30)에서 생성된 산소(또는 오존)가 공급된다.
물과 함께 펌프(10)로 운반된 공기(산소 또는 오존)는 펌프(10) 내부의 임펠러(미도시)의 회전에 의해 1차로 잘게 부서져서 물 속에 용존된 상태로 기포를 발생시키며, 제1 수배관(11)을 통해서 가압탱크(20)의 내부로 압송된다. 유입구(21)를 통해 가압탱크(20)의 내부로 투입된 상기 물과 공기(산소 또는 오존)의 혼합물은 각각의 플레이트층(23,24,25,26)에 형성된 홀(23a,23b,24a,25a,25b,26a)을 통과하게 되고, 그와 더불어 각각의 홀(23a,23b,24a,25a,25b,26a)의 뒤쪽에서는 높은 난류 혼합영역이 발생된다.
이 영역의 난류는 심한 압력변동을 일으키며, 제트스트림(jet stream)의 압력이 낮기 때문에 부의 압력영역들이 생긴다. 이들 조건하에서는 갑작스런 압력 강하가 일어날 때마다 기포가 발생되며, 특히 도 6에 도시하는 바와 같이 다수의 플레이트층을 통과할수록 더 많은, 그리고 더 작은 기포들이 발생하게 된다.
② 미세기포 발생장치의 실시예 2
도 7은 상기 도 5에 따른 가압탱크의 변형례를 도시한 사시도이고, 도 8은 도 7에 따른 가압탱크의 내부 구조를 도시한 단면도이다.
도시된 바에 따르면, 가압탱크(20')는 내부 챔버(27)와 외부 챔버(28)의 이중챔버 구조로 이루어져 있다. 외부 챔버(28)는 상부가 밀폐된 형태로 제공되며, 내부 챔버(27)는 외부 챔버(28)의 내벽으로부터 이격된 상태로 상부가 개방된 형태 를 이루고 있다. 외부 챔버(28)의 표면에는 각각의 수배관(11,13; 도 5 참조)과 연결되는 유입구(21')와 유출구(22')가 구비되며, 이들 유입구(21') 및 유출구(22')에는 가압탱크(20')의 내측방향으로 각각 배관(20'a)(20'b)이 연장되어 있다.
바람직하게는, 유입구(21')로부터 연장하는 유입배관(20'a)은 내부 챔버(27) 안으로 바닥 부근까지 연장되고, 유출구(22')로부터 연장하는 유출배관(20'b)은 내부 챔버(27)와 외부 챔버(28) 사이의 이격된 공간을 통해 상기 외부 챔버(28)의 바닥 부근까지 연장된다.
이상 설명된 가압탱크의 변형례로부터 펌프에 의해 압송된 기체와 액체의 혼합물이 가압탱크를 통과하면서 변화하는 과정을 설명하면 다음과 같다:
도 5의 구성으로부터 물과 함께 펌프(10)로 운반된 공기(산소 또는 오존)는 펌프(10) 내부의 임펠러(미도시)의 회전에 의해 1차로 잘게 부서져서 물 속에 용존된 상태로 기포를 발생시키며, 제1 수배관(11)을 통해서 가압탱크(20')의 내부로 운반된다.
가압탱크(20')의 유입구(21')를 통해 투입된 물과 공기(산소 또는 오존)의 혼합물은 유입배관(20'a)을 통해 내부 챔버(27) 안으로 공급되며, 내부 챔버(27)로부터 흘러넘친 상기 혼합물(W)은 외부 챔버(28)의 내부, 즉 상기 외부 챔버(28)와 내부 챔버(27) 사이의 공간에 채워진다.
이때, 완전히 용해되지 않은 공기(A)는 물 밖으로 분리되어 가압탱크(20')의 내측 상부의 공간에 채워지고, 상기 유입배관(20'a)을 통해서는 계속해서 혼합물이 외부 챔버(28) 내에 채워진다. 이 과정에서 가압탱크(20')의 내부에는 혼합물에 대 하여 큰 압력이 작용하고, 물 속의 용존 공기는 고압의 압축상태를 유지하게 된다.
한편, 상기 가압된 혼합물은 유출배관(20'b)을 따라서 점점 빠른 속도로 상승하여, 가압탱크(20')의 외부로 연장된 제3 수배관(13)를 따라서 배출되며, 제3 수배관(13)의 말단부에 위치된 노즐(13a; 도 5 참조)에 가까워질수록 유속이 점점 빨라져서 상기 노즐(13a)을 통과하는 순간에 최대의 관통 유속을 가지게 된다.
또한, 상기 노즐(13a)에 가까워질수록 가압된 혼합물의 관통 유속이 빨라지는 것과 상반되게 상기 혼합물의 압력은 빠르게 감소되어 노즐(13a)을 통과하는 순간에 최저 압력을 갖게 되는데, 이 과정에서 상기 혼합물 속의 용존 공기로부터 미세기포들이 발생된다.
이와 같이 짧은 시간 동안에 발생되는 압력의 빠른 감소로 인해 물과, 공기(또는 산소나 오존)의 혼합물은 DAF에서 발생된 한계 rpm 크기의 기포들보다 더 작은 기포들을 발생시키고, 아울러 더 많은 수의 미세기포들을 발생시키케 된다.
상기와 같은 구성 및 동작을 가진 미세기포 발생장치의 효과입증을 위한 구체적인 실험 데이타는 본 출원인이 2007년 05월 29일에 출원한 출원번호 제10-2007-0052288호(발명의 명칭 : 미세기포 발생장치 및 미세기포 발생방법)에 상세하게 설명되어 있으므로, 이를 참조하기 바란다.
한편, 정화장치는 상기 미세기포 발생장치(1')에서 생성된 초미세기포로 인해 저장조(200)에서 부상된 이물질을 제거함과 동시에 저장조(200)로부터 오버플로우(overflow)되면서 유출되는 유체를 정화시키도록 상기 미세기포 발생장치(1')와 연결된다.
한편 본 실시예에서, 정화장치는 여과 스키머(skimmer)조(30) 및 수질조정조(50)를 포함한다.
먼저, 여과 스키머조(30)는 저장조(200)로부터 유체 및 이물질들을 인입하여 이물질을 여과하여 걸러내는 것이다.
상기 여과 스키머조(30)의 일 예는 하기와 같다.
도 9에 도시된 바와 같이, 여과 스키머조(30)는 저장조(200)로부터 유체 및 이물질들을 인입하는 인입구(31)를 가지고 유체로부터 분리된 이물질들을 인출하는 이물질 인출구(32)를 가지며, 이물질이 분리된 유체를 인출하는 유체 인출구(33)를 가진다.
그리고 여과 스키머조(30)는 미세기포 발생장치(1')와 배관 또는 호스를 통해 연결된다.
이 여과 스키머조(30)는 인입구(31)에서 이물질 인출구(32)에 이르기까지 미세기포 발생장치(1')에서 발생된 초미세기포에 의해 부유된 이물질들을 이송시켜 포집하도록 하는 이송/포집수단을 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 이송/포집수단은 컨베이어 장치(34)인 것이 바람직하다.
이 컨베이어 장치(34)의 바람직한 구성은, 구동모터(35)에 의해 회동하는 복수의 롤러(36)와, 롤러(36)들의 외부를 감싸도록 형성되는 이송벨트(37)와, 이송벨트(37)로부터 일정한 각도로 돌출 형성되어 이물질들을 이물질 인출구(32)를 향해 끌어당기거나 밀어내는 복수의 판 부재(38)로 구성된다.
도 9에서는, 상기 판 부재(38)들의 배치각도가 이송벨트(37)로부터 90°각도로 형성되어져 있으나, 이는 필요에 따라 적절한 각도로 배치가 가능하다.
이 여과 스키머조(30)의 다른 예로는, 질산화여과조, 생물막여과조, 및 침적형 고정상 생물막 여과조 중 어느 하나의 방식을 사용할 수도 있다. 이 질산화여과조, 생물막여과조, 및 침적형 고정상 생물막 여과조는 이미 널리 공지된 기술이므로, 여기서 구체적인 구성 및 동작 설명은 생략하겠다.
한편, 수질조정조(50)는 여과 스키머조(30)로부터 인출된 유체를 인입하여 살균, pH농도 조정, 수온 조정, 산소 투여, 중금속 및 유해가스 제거 작업을 실시하는 것이다.
이 수질조정조(50)는 여과 스키머조(30)로부터 여과된 유체를 인입하는 여과 유체 인입구(미도시)와, 내부에서 작업 진행 후 조건이 조정된 유체를 저장조(200)를 향해 인출하는 조정 유체 인출구(미도시)를 포함한다.
그리고 수질조정조(50)는 미세기포 발생장치(1')와 배관 또는 호스를 통해 연결되는 것이 바람직하다.
이 수질조정조(50)는 상기한 작업을 실시하기 위해, 유체를 가열하여 유체의 온도를 조정하는 히터(100)와, 유체 내에 세균을 제거하는 제균기(60)와, pH를 조정하는 pH조정기(70)와, 중금속을 제거하는 중금속제거장치(80)와, 유해 가스를 제거하는 유해가스제거장치(90)와, 용존 산소를 조정하는 용존 산소(Dissolves Oxygen) 조절기(120)와, 염도를 조정하는 염도조절기(130)와 각각 연결되는 것이 바람직하다.
특히, 히터(100)는 도면에 별도로 도시되지 않았지만 태양열 발전기, 풍력 발전기, 조력 발전기, 지열 발전기, 수력 발전기, 원자력 발전기, 및 화력 발전기 중 어느 하나로부터 전기를 공급받아 유체를 가열하는 것이 바람직하며, 가장 바람직하게는 히터(100)는 태양열 발전기를 이용한 보일러 형태인 것이 바람직하다.
아울러, 수질조정조(50)의 내부에는 유체의 온도를 감지하도록 하는 수온감지센서(54)와, 유체의 pH농도를 검출하도록 하는 pH검출센서(51)와, 유체의 중금속 함유량을 검출하도록 하는 중금속 검출센서(52)와, 유체의 유해가스 함유량을 검출하는 유해가스 검출센서(53)와, 유체의 용존 산소량을 감지하는 용존 산소 검출센서(56)와, 유체의 염도를 감지하는 염도검출센서(57)를 더 포함한다.
상기 히터(100), 제균기(60), pH조정기(70), 중금속제거장치(80), 유해가스제거장치(90), 용존 산소 조절기(120), 및 염도조절기(130)는 자동으로 조작되는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기한 히터(100), 제균기(60), pH조정기(70), 중금속제거장치(80), 유해가스제거장치(90), 용존 산소 조절기(120), 및 염도조절기(130)와, 상기 수온감지센서(54), pH검출센서(51), 중금속 검출센서(52), 유해가스 검출센서(53), 용존 산소 검출센서(56), 및 염도검출센서(57)는 제어부(300)와 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다.
이 제어부(300)의 제어에 의한 상기한 구성들의 동작방식에 대한 설명은 하기에 언급하겠다.
하지만, 필요에 따라 상기 제어부(300)를 제거한 상태에서, 상기 수온감지센 서(54), pH검출센서(51), 중금속 검출센서(52), 유해가스 검출센서(53), 용존 산소 검출센서(56), 및 염도검출센서(57)에서 검출된 수치를 별도의 모니터(미도시)를 통해 사용자가 확인하는 것이 충분히 가능하며, 이 검출된 수치들에 따라 상기한 히터(100), 제균기(60), pH조정기(70), 중금속제거장치(80), 유해가스제거장치(90), 용존 산소 조절기(120), 및 염도조절기(130)는 사용자가 수동으로 조작하는 것도 가능하다.
한편 본 실시예에서, 정화장치는 여과 스키머조(30) 및 수질조정조(50)에 추가하여 보조 스키머(skimmer)조(40), 및 유기물 소멸처리조(140)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 보조 스키머조(40)는 상기 여과 스키머조(30)로부터 이물질들이 여과된 유체를 인입하여 슬러지 및 암모니아를 제거함과 동시에 용존산소량을 증가시켜 상기한 수질 조정조(50)로 제공하는 것이다.
이 보조 스키머조(40)는 미세기포 발생장치(1')와 배관 및 호스로 연결되는 것이 바람직하다.
이러한 보조 스키머조(40)는 일반적인 스키머(skimmer)와 마찬가지로 생물학적 여과방식과 달리 유체의 유기물들이 암모니아나 아질산으로 생물학적으로 분해되기 전에 유기물 자체를 직접 빼내는 방식의 여과 수단이며, 이 보조 스키머조(40)에 대한 기술은 당업자들에게는 이미 널리 공지된 스키머와 동일한 기술이므로, 여기서 구체적인 구성 및 동작 설명은 생략하겠다.
그리고 상기 유기물 소멸처리조(140)는 상기 보조 스키머조(40)가 별도로 설 치되지 않았을 경우 여과 스키머조(30)에서 제거된 이물질들만을 인입하거나, 상기 보조 스키머조(40)가 설치되었을 경우 여과 스키머조(30)에서 제거된 이물질들과 보조 스키머조(40)에서 제거된 슬러지를 동시에 인입하여 내부에 수용된 미생물에 의해 상기 이물질들만 또는 이물질들 및 슬러지를 분해시키는 것이다.
이 유기물 소멸처리조(140)는, 내부에 공기나 산소를 투입시켜 호기성 세균이나 원생동물 등이 주로 유기물을 산화시켜 흡수 분해하도록 미생물 집단(활성오니)의 작용을 이용하는 방법을 이용한 것으로, 즉 오니 중에 들어있는 박테리아를 활성화 되도록 조건을 만들어준 후에 유기물 소멸처리조(140)에 넣어 줌으로써 유기물 등을 잘 분해되도록 하는 방법을 응용한 것이다.
이 유기물 소멸처리조(140) 또한 이 분야의 당업자들에게는 널리 공지된 기술이므로, 여기서 구체적인 구성 및 동작 설명은 생략하겠다.
본 발명은 유기물 소멸처리조(140)를 설치하므로, 여과 스키머조(30) 및 보조 스키머조(40)에서 발생된 이물질들 및 슬러지를 하수도로 직접 방류하지 않고 본 시스템 자체에서 처리가 충분히 가능하기 때문에, 환경오염을 효율적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 실시예는 상기한 구성들 외에 사료공급장치(150)를 더 포함한다.
즉, 상기 사료공급장치(150)는 상기 저장조(200)에 수산생물의 사료를 제공하도록 상기 저장조(200)와 연결되는 것이다.
이 사료공급장치(150)의 경우에도 자동으로 조작되는 것이 바람직하며, 이에 따라 사료공급장치(150)는 상기 제어부(300)와 전기적으로 연결되는 것이 바람직하 다.
하지만, 사료공급장치(150)는 제어부(300)와 전기적으로 연결되지 않을 경우, 자체적으로 가동을 하여도 무방하며, 사료공급장치(150)를 제거하고 사용자가 직접 저장조(200)에 사료를 주입하여도 무방하다.
아울러, 제어부(300)는 미세기포 발생장치(1')의 펌프(10)와도 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다.
상기 제어부(300)에 의한 사료공급장치(150) 및 미세기포 발생장치(1')의 펌프(10)의 제어방식은 하기에서 상세히 언급될 것이다.
2. 동작방식
본 발명에 따른 초미세기포를 이용한 양식 시스템의 동작은 하기와 같다.
도 2에 도시된 바와 같이, 먼저 미세기포 발생장치(1')가 가동(펌프(10)의 가동)을 하게 되면, 미세기포 발생장치(1')로부터 초미세기포가 저장조(200)로 유입되고, 저장조(200)로 유입된 초미세기포는 저장조(200) 내의 슬러지, 중금속, 유해가스, 퇴적된 사료 등과 같은 이물질들을 부유시킨다.
상기 부유된 이물질들은 저장조(200)로부터 오버플로우되면서 인출되는 유체와 함께 여과 스키머조(30)로 인입되어 1차 여과과정을 거치게 되고, 여과 스키머조(30)에서 1차 여과된 유체는 다시 보조 스키머조(40)로 유입되어 2차 여과과정을 거치게 된다. 이후 유체는 다시 3차 여과과정 즉, 수질조정조(50)로 유입되어 살균, pH농도조정, 수온조정, 중금속 및 유해가스 제거, 용존 산소 조절 및 염도조절 작업을 거치게 되며, 이후 다시 유체는 미세기포 발생장치(1')로 유입되어 상기와 같은 순환과정을 반복하게 된다.
한편, 여과 스키머조(30)에서 제거된 이물질, 보조 스키머조(40)에서 제거된 슬러지는 각각 유기물 소멸처리조(140)로 인입되어 미생물에 의해 분해되게 된다.
3. 제어방법
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 초미세기포를 이용한 양식 시스템에서 제어부(300)에 의해 상기 제어부(300)와 전기적으로 연결된 구성들의 제어 방법은 하기와 같다.
① 히터
제어부(300)는 수온감지센서(54)로부터 온도정보를 제공받고 이 제공된 온도정보가 기설정된 온도정보 이하이면 히터(100)를 온시키도록 제어한다.
반면, 제어부(300)는 상기 제공된 온도정보가 기설정된 온도정보 이상이면 히터(100)를 오프시키도록 제어한다.
pH 조정기
제어부(300)는 pH검출센서(51)로부터 pH농도정보를 제공받고 상기 제공된 pH농도정보가 기설정된 pH농도정보의 범위 이상 또는 이하이면 pH조정기(70)를 온시키도록 제어한다.
하지만, 제어부(300)는 상기 제공된 pH농도정보가 기설정된 pH농도정보의 범위 내에 있으면 pH조정기(70)를 오프시키도록 제어한다.
③ 중금속제거장치
제어부(300)는 상기 중금속 검출센서(52)로부터 유체의 중금속 함유량 정보를 제공받고 이 제공된 중금속 함유량 정보가 기설정된 중금속 함유량 정보 이상이면 중금속제거장치(80)를 온시키도록 제어한다.
반면, 제어부(300)는 상기 제공된 중금속 함유량 정보가 기설정된 중금속 함유량 정보 이하이면 중금속제거장치(80)를 오프시키도록 제어한다.
④ 유해가스제거장치
제어부(300)는 유해가스 검출센서(53)로부터 유체의 유해가스 함유량 정보를 제공받고 상기 제공된 유해가스 함유량 정보가 기설정된 유해가스 함유량 정보 이상이면 유해가스제거장치(90)를 온시키도록 제어한다.
반면, 제어부(300)는 상기 제공된 유해가스 함유량 정보가 기설정된 유해가스 함유량 정보 이하이면 유해가스제거장치(90)를 오프시키도록 제어한다.
용존 산소조절기(또는 산소발생기)
제어부(300)는 용존 산소 검출센서(56)로부터 유체의 용존 산소량 정보를 제공받고 이 제공된 용존 산소량 정보가 기설정된 용존 산소량 정보 이하이면 용존 산소조절기(120)를 온시키도록 제어한다.
반면, 제어부(300)는 상기 제공된 용존 산소량 정보가 기설정된 용존 산소량 정보 이상이면 용존 산소조절기(120)를 오프시키도록 제어한다.
⑥ 염도조절기
제어부(300)는 염도검출센서(57)로부터 유체의 염도 함유량 정보를 제공받고 상기 제공된 염도 함유량 정보가 기설정된 염도 함유량 정보 이하이면 염도조절기(130)를 온시키도록 제어한다.
하지만, 제어부(300)는 상기 제공된 염도 함유량 정보가 기설정된 염도 함유량 정보 이상이면 염도조절기(130)를 오프시키도록 제어한다.
⑦ 미세기포 발생장치의 펌프
제어부(300)는 본 시스템을 가동할 경우, 미세기포 발생장치(1')의 펌프(10)를 온시키도록 제어하고 본 시스템을 정지할 경우, 상기 미세기포 발생장치(1')의 펌프(10)를 오프시키도록 제어한다.
⑧ 사료공급장치
제어부(300)는 기설정된 주기적인 시간정보에 따라 상기 사료공급장치(150)를 온 또는 오프하도록 제어한다.
예를 들면, 제어부(300)는 T1분 동안 사료공급장치(150)를 온시키고 T2시간 동안은 오프시키는 방식일 수 있다.
상기한 제어방법들에서, 수질조정조(50)에서 pH검출센서(51), 중금속 및 유해가스 검출센서(52,53), 수온감지센서(54), 용존 산소 검출센서(56), 염도검출센서(57)는 지속적으로 수질조정조(50) 내의 유체에서 pH농도, 중금속농도 및 유해가스농도, 수온, 산소농도, 용존 산소, 염도를 감지하여 제어부(300)에 제공하게 된다.
이에 따라, 제어부(300)는 상기한 조건들에 만족할 때까지, 수질조정조(50) 에서 제균기(60), pH조정기(70), 중금속 및 유해가스제거장치(80,90), 히터(100), 용존 산소 조절기(120), 및 염도조절기(130)를 순환하는 과정을 거치는 것이 바람직하다.
부가적으로, 제어부(300)는 시스템이 가동될 경우 공기 주입장치(160)가 온되도록 제어하고 시스템이 정지될 경우 공기 주입장치(160)가 오프되도록 제어한다.
본 발명은 상기와 같은 구성, 동작방식, 및 제어방법을 가지므로, 초미세기포를 이용하여 슬러지, 중금속, 유해가스, 퇴적된 사료 찌꺼기, 및 배설물 등과 같은 이물질들을 부상 분리시켜 효율적으로 제거하고, 이물질들을 제거한 후에 다시 양식 어류가 서식할 수 있는 최적의 수질로 정화하여 재공급되도록 할 수 있을 뿐만 아니라, 국내 실정에 맞게 어류를 효율적으로 양식할 수 있다.
아울러, 본 발명은 초미세기포에 의해 무항생제 양식으로 인체에 무해한 양식어류를 소비자들에게 제공하고, 저장조에 저장된 물의 대부분을 정화하여 사용할 수 있으므로 운영비를 현저히 절감시키고, 기존 방식에 비해 상당히 저가이고 단순한 구성으로 이루어지는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 단위면적당 고밀도 양식 및 생존율이 크게 개선하고 발병율을 낮추며, 특히 새우를 양식하는데 있어서 최적의 조건을 확보할 수 있으며, 폐수 및 슬러지 등의 폐기물의 배출을 최소화함과 더불어 인위적으로 어류양식조건의 조정이 가능하므로 내륙, 사막, 및 도시의 빌딩에서도 양식이 가능하며, 1년에 2회 이상 사육이 가능하도록 하는 연작 사육 또한 가능하며, 에너지 효율도 높은 우수한 효과가 있다.
(제2 실시예 )
본 실시예는 상기한 제1 실시예를 개량한 형태로서, 하기에서는 제1 실시예와 차이가 있는 구성 및 동작들을 위주로 설명될 것이다.
참고로, 상기 제1 실시예와 동일한 구성은 하기에 동일한 도면부호를 사용하였다. 이와 더불어, 본 실시예는 과제 해결 수단에서 언급하였던 제2 형태 및, 제5 형태를 구체화한 것이다.
도 10은 본 발명에 따른 초미세기포를 이용한 양식 시스템의 제2 실시예를 도시한 구성도이고, 도 11은 본 발명에 따른 초미세기포를 이용한 양식 시스템의 제2 실시예에서 제어부와 전기적으로 연결된 구성들과의 연결관계를 도시한 블록도이다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 상기한 제1 실시예의 구성에서 펌프(400)를 더 포함함과 동시에 미세기포 발생장치(1')를 유체의 순환 싸이클에서 제외하고 미세기포 발생장치(1')가 필요한 구성들에 각각으로 설치한다.
즉, 도 10에서 펌프(400)가 저장조(200) 및 수질조정조(50)와 각각 배관 또는 호스로 연결되어 설치되며, 상기 펌프(400)의 가동으로 인해 유체는 일방향으로 흐르게 된다.
상기 저장조(200), 펌프(400), 정화장치는 유체의 순환이 가능하도록 순환싸 이클을 이룬다. 그리고 미세기포 발생장치(1')는 각각의 저장조(200)에 연결되고, 정화장치에서 여과 스키머조(30), 보조 스키머조(40), 및 수질조정조(50)와도 연결된다.
그리고 제1 실시예와는 다르게 제어부(300)는 펌프(400)와도 전기적으로 연결되며, 제어부(300)는 시스템을 기동할 경우 펌프(400)를 온시키도록 제어하고 시스템을 정지할 경우에 펌프를 오프시키도록 제어한다.
즉, 본 실시예에서는 시스템의 메인 구동원이 미세기포 발생장치(1')의 펌프(10)가 아닌 별도로 구비된 펌프(400)임을 알 수 있다.
(제3 실시예 )
본 실시예는 상기한 제1 실시예 및 제2 실시예를 조합하여 개량한 형태로서, 하기에서는 제1 실시예 및 제2 실시예와 차이가 있는 구성 및 동작들을 위주로 설명될 것이다.
참고로, 상기 제1 실시예 및 제2 실시예와 동일한 구성은 하기에 동일한 도면부호를 사용하였다. 이와 더불어, 본 실시예는 과제 해결 수단에서 언급하였던 제3 형태를 구체화한 것이다.
도 12는 본 발명에 따른 초미세기포를 이용한 양식 시스템의 제3 실시예를 도시한 구성도이다. 아울러, 본 실시예에서 제어부와 전기적으로 연결된 구성들과의 연결관계는 도 11을 참조하기 바란다.
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 저장조(200), 미세기포 발 생장치(1'), 정화장치를 포함한다.
여기서, 저장조(200)는 기저장된 유체에 수산생물을 수용함과 더불어 양육하는 것이고, 미세기포 발생장치(1')는 초미세기포를 발생시키는 것이다.
한편, 정화장치는 저장조(200)로부터 유체를 유입함과 동시에 미세기포 발생장치(1')로부터 초미세기포를 유입하여 유체에 포함된 이물질들을 부상시킴과 더불어 유체를 정화시키고 부상된 이물질들을 외부로 배출시키도록 저장조(200) 및 미세기포 발생장치(1')와 연결된다.
즉, 본 실시예는 제1 및 제2 실시예와 같이 저장조(200) 내부로 초미세기포를 유입시켜 유체에 포함된 이물질들을 부상시킴과 더불어 유체 및 이물질들을 오버 플로우시키는 방식이 아니라, 저장조(200)로부터 이물질이 포함된 유체를 제공받은 상태에서 상기 이물질이 포함된 유체를 정화장치를 구성하는 여과 스키머조(30), 보조 스키머조(40), 및 수질조정조(50)를 차례로 통과시키면서 여과 및 정화하는 방식이다.
본 실시예에서는 상기한 제1 및 제2 실시예와 달리, 저장조(200)의 바닥에 슬러지, 중금속, 유해가스, 퇴적된 사료 찌꺼기, 및 배설물 등과 같은 이물질들이 존재하게 되는데, 이는 별도로 이물질 흡입장치(예를 들면, 저장조 바닥으로부터 이물질들을 흡입하여 외부로 배출하는 펌프장치)를 사용하거나 사용자가 직접 도구를 이용하여 수작업으로 제거할 수 있다.
필요에 따라서는 저장조(200)의 이물질들을 완전 제거하기 위해 주기적으로 저장된 유체를 저장조(200) 외부로 배출해 버릴 수도 있다.
이 때, 배출한 유체는 가급적 버리지 않고 이물질들만 제거하며 이 이물질들이 제거된 유체는 다른 탱크에 저장한 후 다시 저장조(200)로 옮겨 담는 것이 바람직하다.
그리고 본 실시예는 제2 실시예와 동일하게 제어부(300)가 펌프(400)와도 전기적으로 연결되며, 제어부(300)는 시스템을 기동할 경우 펌프(400)를 온시키도록 제어하고 시스템을 정지할 경우에 펌프를 오프시키도록 제어한다.
즉, 본 실시예는 제2 실시예와 마찬가지로 시스템의 메인 구동원이 미세기포 발생장치(1')의 펌프(10)가 아닌 별도로 구비된 펌프(400)이다.
도 1은 종래기술에 따른 순환여과 양식 시스템의 설치상태를 보여주는 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 초미세기포를 이용한 양식 시스템의 제1 실시예를 도시한 구성도이고,
도 3은 본 발명에 따른 초미세기포를 이용한 양식 시스템의 제1 실시예에서 제어부와 전기적으로 연결된 구성들과의 연결관계를 도시한 블록도이고,
도 4는 본 발명에 따른 미세기포 발생장치의 개념도이고,
도 5는 도 4에 따른 미세기포 발생장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이고,
도 6은 도 5에 따른 가압탱크의 바람직한 실시형태를 도시한 간략도이고,
도 7은 도 5에 따른 가압탱크의 변형례를 도시한 사시도이고,
도 8은 도 7에 따른 가압탱크의 내부 구조를 도시한 단면도이고,
도 9는 본 발명에 따른 초미세기포를 이용한 양식 시스템에서 여과 스키머조의 실시예를 도시한 구성도이고,
도 10은 본 발명에 따른 초미세기포를 이용한 양식 시스템의 제2 실시예를 도시한 구성도이고,
도 11은 본 발명에 따른 초미세기포를 이용한 양식 시스템의 제2 실시예 및 제3 실시예에서 제어부와 전기적으로 연결된 구성들과의 연결관계를 도시한 블록도이며,
도 12는 본 발명에 따른 초미세기포를 이용한 양식 시스템의 제3 실시예를 도시한 구성도이다.
-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-
1' : 미세기포 발생장치
10 : 펌프 11,12,13 : 수배관
12a : 입수부 14 : 유량조절밸브
15 : 저수조 16 : 첵크밸브
17 : 흡기배관 17a,7b : 가지관
18 : 유량계 19 : 3방밸브
20,20' : 가압탱크 30 : 산소/오존 발생기
20'a : 유입배관 20'b : 유출배관
21,21' : 유입구 22,22' : 유출구
27 : 내부 챔버 28 : 외부 챔버
23,24,25,26 : 플레이트층 23a,23b,24a,25a,25b,26a : 홀
30 : 여과 스키머조 31: 인입구
32: 이물질 인출구 33: 유체 인출구
34: 컨베이어 장치 35: 구동모터
36: 롤러 37: 이송벨트
38: 판부재 40 : 보조 스키머조
50 : 수질조정조 51 : pH검출센서
52 : 중금속 검출센서 53 : 유해가스 검출센서
54 : 수온감지센서 56 : 용존 산소 검출센서
57 : 염도검출센서 60 : 제균기
70 : pH조정기 80 : 중금속제거장치
90 : 유해가스제거장치 100 : 히터
120 : 용존 산소 조절기 130 : 염도조절기
140 : 유기물 소멸처리조 150: 사료공급장치
160: 공기주입장치 200 : 저장조
300: 제어부 400: 펌프

Claims (36)

  1. 기저장된 유체에 수산생물을 수용함과 더불어 양육하는 적어도 하나의 저장조; 및
    상기 저장조 내부로 초미세기포를 유입시켜 상기 유체에 포함된 이물질들을 부상시킴과 더불어 상기 유체 및 상기 이물질들을 오버 플로우시키도록 상기 저장조와 연결되는 적어도 하나의 미세기포 발생장치를 포함하는 초미세기포를 이용한 양식 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 저장조로부터 오버 플로우된 상기 유체 및 상기 이물질들을 유입함과 동시에 상기 유체를 정화시키고 상기 이물질들을 외부로 배출시키는 정화장치를 더 포함하는 초미세기포를 이용한 양식 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    미세기포 발생장치의 가동으로 인해 상기 유체는 일방향으로 흐르게 되고, 상기 저장조, 상기 미세기포 발생장치, 및 상기 정화장치는 상기 유체의 순환이 가능하도록 순환 싸이클을 이루는 것을 특징으로 하는 초미세기포를 이용한 양식 시 스템.
  4. 제 2항에 있어서,
    펌프를 더 포함하며, 상기 펌프의 가동으로 인해 상기 유체는 일방향으로 흐르게 되고, 상기 저장조, 상기 펌프, 및 상기 정화장치는 상기 유체의 순환이 가능하도록 순환 싸이클을 이루는 것을 특징으로 하는 초미세기포를 이용한 양식 시스템.
  5. 기저장된 유체에 수산생물을 수용함과 더불어 양육하는 적어도 하나의 저장조;
    초미세기포를 발생시키는 미세기포 발생장치; 및
    상기 저장조로부터 유체를 유입함과 동시에 상기 미세기포 발생장치로부터 초미세기포를 유입하여 상기 유체에 포함된 이물질들을 부상시킴과 더불어 상기 유체를 정화시키고 상기 부상된 이물질들을 외부로 배출시키도록 상기 저장조 및 상기 미세기포 발생장치와 연결되는 정화장치를 포함하는 초미세기포를 이용한 양식 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    펌프를 더 포함하며, 상기 펌프의 가동으로 인해 상기 유체는 일방향으로 흐르게 되고, 상기 저장조, 상기 펌프, 및 상기 정화장치는 상기 유체의 순환이 가능하도록 순환 싸이클을 이루는 것을 특징으로 하는 초미세기포를 이용한 양식 시스템.
  7. 기저장된 유체에 수산생물을 수용함과 더불어 양육하는 적어도 하나의 저장조;
    상기 저장조 내부로 초미세기포를 유입시켜 상기 유체에 포함된 이물질들을 부상시킴과 더불어 상기 유체 및 상기 이물질들을 오버 플로우시키도록 상기 저장조와 연결되는 적어도 하나의 미세기포 발생장치; 및
    상기 저장조로부터 오버 플로우된 상기 유체 및 상기 이물질들을 유입함과 동시에 상기 미세기포 발생장치로부터 초미세기포를 유입하여 상기 이물질들을 부상시키고, 이와 더불어 상기 유체를 정화시키며 상기 부상된 이물질들을 외부로 배출시키도록 상기 저장조 및 상기 미세기포 발생장치와 연결되는 정화장치를 포함하는 초미세기포를 이용한 양식 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 미세기포 발생장치의 가동으로 인해 상기 유체는 일방향으로 흐르게 되고, 상기 저장조, 상기 미세기포 발생장치, 및 상기 정화장치는 상기 유체의 순환이 가능하도록 순환 싸이클을 이루는 것을 특징으로 하는 초미세기포를 이용한 양식 시스템.
  9. 제 7항에 있어서,
    펌프를 더 포함하며, 상기 펌프의 가동으로 인해 상기 유체는 일방향으로 흐르게 되고, 상기 저장조, 상기 펌프, 및 상기 정화장치는 상기 유체의 순환이 가능하도록 순환 싸이클을 이루는 것을 특징으로 하는 초미세기포를 이용한 양식 시스템.
  10. 제 1항, 제 5항, 및 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 미세기포 발생장치는,
    기체와 액체를 흡인하여 혼합시키는 펌프와, 상기 펌프로부터 압송된 상기 기체와 상기 액체의 혼합물을 수용한 상태로 상기 기체와 상기 액체를 재혼합하는 혼합챔버와, 상기 혼합챔버에서 재혼합된 상기 기체와 상기 액체의 혼합물을 토출시키는 노즐을 포함하며, 상기 기체의 양과 상기 혼합챔버의 압력을 조절하여 미세기포를 발생시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 초미세기포를 이용한 양식 시스 템.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 혼합챔버에는 상기 기체와 상기 액체의 혼합물이 통과하는 홀이 형성된 플레이트가 적어도 하나 이상의 층으로 배열되며, 상기 혼합챔버는 상부가 밀폐된 외부챔버와 상기 외부챔버의 벽으로부터 이격되고 상부가 개방된 내부챔버의 이중 챔버구조로 이루어지며, 상기 혼합챔버의 입구부와 연결되는 유입배관은 내부 챔버 안으로 바닥 부근까지 연장되고, 상기 혼합챔버의 출구부와 연결되는 유출배관은 상기 내부챔버와 상기 외부챔버 사이의 이격된 공간을 따라 상기 외부 챔버의 바닥 부근까지 연장되며, 상기 펌프의 전방에는 상기 펌프로 흘러드는 상기 기체의 양을 조절하는 흡기밸브가 설치되는 초미세기포를 이용한 양식 시스템.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 펌프의 출구측은 제1 수배관에 의해 혼합챔버의 입구측과 연결되고, 상기 펌프의 입구측과 흡입챔버의 출구측에는 제2 및 제3 수배관이 각각 연장하여 저저장조 안으로 투입되고, 상기 제1 및 제3 수배관은 혼합챔버의 유입구와 유출구에 각각 연결되고, 상기 제2 수배관에는 대기중의 공기를 유입하기 위한 흡기배관이 연결되고, 상기 흡기배관 상에는 3방밸브가 구비되어 상기 3방밸브의 일측에 대기 와 소통하는 제1 가지관이 연결되고, 상기 3방밸브의 타측은 제2 가지관을 매개로 산소발생기 또는 오존발생기와 연결되되, 상기 제1 및 제2 가지관은 상기 3방 밸브의 개폐방향에 따라 흡기배관과 선택적으로 연통하며, 상기 제2 수배관의 입수부와 상기 펌프 사이에는 저저장조로부터 유입되는 물의 공급을 제어하기 위해 유량조절밸브와 첵크밸브가 구비되고, 상기 흡기배관은 상기 유량조절밸브와 상기 첵크밸브의 사이에서 상기 제2 수배관과 연결되는 것을 특징으로 하는 초미세기포를 이용한 양식 시스템.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 기체는 공기, 산소 또는 오존이며, 상기 액체는 물인 것을 특징으로 하는 초미세기포를 이용한 양식 시스템.
  14. 제 2항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정화장치는,
    상기 저장조로부터 유체 및 상기 이물질들을 인입하여 상기 이물질들을 여과하여 걸러내는 여과 스키머조와,
    상기 여과 스키머조로부터 인출된 유체를 인입하여 살균, pH농도 조정, 수온 조정, 산소 투여, 중금속 및 유해가스 제거 작업을 실시하는 수질 조정조를 포함하 는 것을 특징으로 하는 초미세기포를 이용한 양식 시스템.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 여과 스키머조와 상기 수질 조정조는 각각 미세기포 발생장치와 연결된 것을 특징으로 하는 초미세기포를 이용한 양식 시스템.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 여과 스키머조는,
    상기 저장조로부터 유체 및 이물질들을 인입하는 인입구를 가지고, 상기 유체로부터 분리된 이물질을 인출하는 이물질 인출구를 가지며, 상기 이물질이 분리된 유체를 인출하는 유체 인출구를 가지되,
    내부에는 상기 인입구에서 상기 이물질 인출구에 이르기까지 상기 미세기포 발생장치에서 발생된 초미세기포에 의해 부유된 상기 이물질들을 이송시켜 포집하도록 하는 이송/포집수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 초미세기포를 이용한 양식 시스템.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 이송/포집수단은,
    컨베이어 장치이며, 상기 컨베이어 장치는 구동모터에 의해 회동하는 복수의 롤러와, 상기 롤러들의 외부를 감싸도록 형성되는 이송벨트와, 상기 이송벨트로부터 일정한 각도로 돌출 형성되어 상기 이물질들을 상기 이물질 인출구를 향해 끌어당기거나 밀어내는 복수의 판 부재로 구성된 것을 특징으로 하는 초미세기포를 이용한 양식 시스템.
  18. 제 15항에 있어서,
    상기 수질 조정조는,
    상기 여과 스키머조로부터 여과된 유체를 인입하는 여과 유체 인입구와, 내부에서 작업 진행 후에 조건이 조정된 유체를 저장조를 향해 인출하는 조정 유체 인출구를 포함하는 초미세기포를 이용한 양식 시스템.
  19. 제 14항에 있어서,
    상기 정화장치는,
    상기 여과 스키머조로부터 이물질들이 여과된 유체를 인입하여 슬러지 및 암모니아를 제거함과 동시에 용존산소량을 증가시켜 상기 수질 조정조로 제공하도록 하는 보조 스키머조와,
    상기 여과 스키머조에서 제거된 이물질들을 인입하거나, 상기 여과 스키머조에서 제거된 이물질들 및 상기 보조 스키머조에서 제거된 슬러지를 동시에 인입하여 내부에 수용된 미생물에 의해 상기 이물질들만 또는 상기 이물질들 및 슬러지를 분해시키는 유기물 소멸처리조를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초미세기포를 이용한 양식 시스템.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 보조 스키머조는 미세기포 발생장치와 연결된 것을 특징으로 하는 초미세기포를 이용한 양식 시스템.
  21. 제 14항에 있어서,
    상기 정화장치에서 상기 수질 조정조는,
    유체를 가열하여 유체의 온도를 조정하는 히터와, 유체 내에 세균을 제거하는 제균기와, pH를 조정하는 pH조정기와, 중금속을 제거하는 중금속제거장치와, 유해 가스를 제거하는 유해가스제거장치와, 용존 산소를 조정하는 용존 산소 조절기와, 염도를 조정하는 염도조절기와 각각 연결되고,
    내부에 유체의 온도를 감지하도록 하는 수온감지센서와, 유체의 pH농도를 검출하도록 하는 pH검출센서와, 유체의 중금속 함유량을 검출하도록 하는 중금속 검 출센서와, 유체의 유해가스 함유량을 검출하는 유해가스 검출센서와, 유체의 용존 산소량을 감지하는 용존 산소 검출센서와, 유체의 염도를 감지하는 염도검출센서를 더 포함하는 초미세기포를 이용한 양식 시스템.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 히터는 태양열 발전기, 풍력 발전기, 조력 발전기, 지열 발전기, 수력 발전기, 원자력 발전기, 및 화력 발전기 중 어느 하나로부터 전기를 공급받아 유체를 가열하는 것을 특징으로 하는 초미세기포를 이용한 양식 시스템.
  23. 제 21항에 있어서,
    상기 히터, 제균기, pH조정기, 중금속제거장치, 유해가스제거장치, 용존 산소 조절기, 및 염도조절기와, 상기 수온감지센서, pH검출센서, 중금속 검출센서, 유해가스 검출센서, 용존 산소 검출센서, 및 염도검출센서와 전기적으로 연결되는 제어부를 더 포함하는 초미세기포를 이용한 양식 시스템.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 수온감지센서로부터 온도정보를 제공받고 상기 제공된 온도정보가 기설정된 온도정보 이하이면 상기 히터를 온시키도록 제어하고 상기 제공된 온도정보가 기설정된 온도정보 이상이면 상기 히터를 오프시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 초미세기포를 이용한 양식 시스템.
  25. 제 23항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 pH검출센서로부터 pH농도정보를 제공받고 상기 제공된 pH농도정보가 기설정된 pH농도정보의 범위 이상 또는 이하이면 상기 pH조정기를 온시키도록 제어하고 상기 제공된 pH농도정보가 기설정된 pH농도정보의 범위 내에 있으면 상기 pH조정기를 오프시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 초미세기포를 이용한 양식 시스템.
  26. 제 23항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 중금속 검출센서로부터 유체의 중금속 함유량 정보를 제공받고 상기 제공된 중금속 함유량 정보가 기설정된 중금속 함유량 정보 이상이면 상기 중금속제거장치를 온시키도록 제어하고 상기 제공된 중금속 함유량 정보가 기설정된 중금속 함유량 정보 이하이면 상기 중금속제거장치를 오프시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 초미세기포를 이용한 양식 시스템.
  27. 제 23항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 유해가스 검출센서로부터 유체의 유해가스 함유량 정보를 제공받고 상기 제공된 유해가스 함유량 정보가 기설정된 유해가스 함유량 정보 이상이면 상기 유해가스제거장치를 온시키도록 제어하고 상기 제공된 유해가스 함유량 정보가 기설정된 유해가스 함유량 정보 이하이면 상기 유해가스제거장치를 오프시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 초미세기포를 이용한 양식 시스템.
  28. 제 23항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 용존 산소 검출센서로부터 유체의 용존 산소량 정보를 제공받고 상기 제공된 용존 산소량 정보가 기설정된 용존 산소량 정보 이하이면 상기 용존 산소조절기를 온시키도록 제어하고 상기 제공된 용존 산소량 정보가 기설정된 용존 산소량 정보 이상이면 상기 용존 산소조절기를 오프시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 초미세기포를 이용한 양식 시스템.
  29. 제 23항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 염도검출센서로부터 유체의 염도 함유량 정보를 제공받고 상기 제공된 염도 함유량 정보가 기설정된 염도 함유량 정보 이하이면 염도조절기를 온시키도록 제어하고 상기 제공된 염도 함유량 정보가 기설정된 염도 함유량 정보 이상이면 염도조절기를 오프시키도록 제어하는 초미세기포를 이용한 양식 시스템.
  30. 제 23항에 있어서,
    상기 제어부는,
    미세기포 발생장치의 펌프와 전기적으로 연결되는 것을 더 포함하며,
    상기 시스템을 가동할 경우 상기 미세기포 발생장치의 펌프를 온시키고 상기 시스템을 정지할 경우 상기 미세기포 발생장치의 펌프를 오프시키는 것을 특징으로 하는 초미세기포를 이용한 양식 시스템.
  31. 제 23항에 있어서,
    상기 제어부는,
    펌프와 전기적으로 연결되는 것을 더 포함하며,
    상기 시스템을 가동할 경우 펌프를 온시키고 상기 시스템을 정지할 경우 상기 펌프를 오프시키는 것을 특징으로 하는 초미세기포를 이용한 양식 시스템.
  32. 제 1항, 제 5항, 및 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 저장조는 수산생물의 사료를 제공받도록 사료 공급장치와 연결된 것을 특징으로 하는 초미세기포를 이용한 양식 시스템.
  33. 제 32항에 있어서,
    상기 사료공급장치는 제어부와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 초미세기포를 이용한 양식 시스템.
  34. 제 33항에 있어서,
    상기 제어부는,
    기설정된 주기적인 시간정보에 따라 상기 사료공급장치를 온 또는 오프하는 것을 특징으로 하는 초미세기포를 이용한 양식 시스템.
  35. 제 1항, 제 5항, 및 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 저장조의 내부에 저장된 유체를 순환시킴과 더불어 침전된 이물질들을 부유시키도록 상기 저장조와 연결되는 공기 주입장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초미세기포를 이용한 양식 시스템.
  36. 제 1항, 제 5항, 및 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유체는 액체이며, 상기 액체 중에서도 민물 또는 바닷물인 것을 특징으로 하는 초미세기포를 이용한 양식 시스템.
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