KR20090120374A - 해양 심층수를 이용하여 가축의 음용수를 처리하는 방법 - Google Patents

해양 심층수를 이용하여 가축의 음용수를 처리하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 해양 심층수를 이용하여 가축의 음용수를 처리하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해수면에서 수심 200m보다 깊은 해저심층의 해양 심층수를 가축 음용수에 이용하여 가축의 음용수를 처리하는 방법에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은, 해양 심층수를 가축 음용수에 이용에 있어서, 해수면에서 수심 200m보다 깊은 해저심층의 해양 심층수와 지하수 또는 하천수를 정수한 물을 참숯 또는 죽탄(竹炭)이 충전된 충전탑(充塡塔)이 내장된 가축 음용수 저장조에 주입하고, 공기를 충전탑 하부로 공기를 공급하면서 폭기(曝氣)하여 처리한 음용수를 가축에 급여하는 것으로 이루어진 것에 특징이 있다.
해양 심층수, 지하수, 하천수를 정수한 물, 가축 음용수, 참숯, 죽탄(竹炭), 충전탑

Description

해양 심층수를 이용하여 가축의 음용수를 처리하는 방법{A method to treat the water to drink of the domestic animal using deep-ocean water}
본 발명은 해양 심층수(海洋深層水)를 가축 음용수에 이용하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해수면에서 수심 200m보다 깊은 해저심층의 해양 심층수와 지하수 또는 하천수를 정수한 물을 참숯 또는 죽탄(竹炭)이 충전된 충전탑이 내장된 가축 음용수 저장조에 주입하고, 공기를 충전탑 하부로 공기를 공급하면서 폭기(曝氣)하여 가축의 음용수를 처리하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 가축의 음용수는 지하수 또는 하천수를 정수한 물을 가축에 급여하였으나, 지하수 또는 하천수를 정수한 물 중에는 가축의 성장에 필요한 충분한 미네랄성분이 존재하지 않아 성장속도가 느리면서 육질이 좋지 않은 문제점이 있다.
본 발명은 해수면에서 수심 200m보다 깊은 해저심층(海底深層)의 해양 심층수(海洋深層水)를 가축 음용수에 이용하여 가축의 생육(生育)에 유용한 미네랄성분(Mineral components)이 함유된 가축 음용수를 가축에 급여(給與)하여 성장속도(成長速度)와 육질(肉質)이 향상될 수 있는 가축의 음용수에 해양 심층수를 이용하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은, 해양 심층수(海洋深層水)를 가축 음용수(家畜飮用水)에 이용에 있어서, 해수면에서 수심 200m보다 깊은 해저심층(海底深層)의 해양 심층수와 지하수(地下水) 또는 하천수(河川水)를 정수(淨水)한 물을 참숯 또는 죽탄(竹炭)이 충전된 충전탑(充塡塔)이 내장된 가축 음용수 저장조에 주입하고, 공기를 충전탑 하부로 공기를 공급하면서 폭기(曝氣)하여 처리한 음용수를 가축에 급여하는 것으로 이루어진 것에 특징이 있다.
본 발명은 위생적(衛生的)으로 안전(安全)하면서 가축(家畜)의 생장(生長)에 유용한 미네랄성분이 함유된 해양 심층수를 혼합한 가축 음용수를 가축에 급여(給與)하였을 때는 가축의 성장속도(成長速度)와 육질(肉質)이 향상되는 효과가 있기 때문에 가축 음용수처리에 널리 이용될 것으로 기대된다.
먼저, 해양 심층수(海洋深層水)의 특성을 검토하면, 해양 심층수는 통상 해수면(海水面)에서 수심 200m보다 깊은 해저심층(海底深層)의 해수(海水)를 해양 심층수라고 부르며, 표층해수(表層海水)와는 달리 햇빛이 닿지 않아 플랑크톤(Plankton) 및 생명체(生命體)가 증식(增殖)하지 못하기 때문에 영양염류(營養鹽類)의 농도가 높으면서 수온에 따른 밀도차이(密度差異)로 표층해수와 혼합되지 않아 표층해수에 존재하는 오염물질(汚染物質)이 없으며, 표층해수와 비교하였을 때 저온안정성(低溫安定性), 오염물질, 유해세균이나 유기물이 매우 적은 청정성(淸淨性), 식물의 성장(成長)에 매우 중요한 무기영양염류(無機營養鹽類)가 풍부한 부영양성(富營養性)과 다양한 미네랄성분(Mineral components)이 균형 있게 존재하는 미네랄밸런스(Mineral balance)특성과 고압 저온상태에서 긴 세월동안 물 분자의 집단(Cluster)이 소집단화(小集團化)되어 표면장력(表面張力)이 적어 침투성(浸透性)이 좋은 물로 숙성된 숙성성(熟成性) 등의 특성이 있다.
해양 심층수란 햇빛이 닿지 않고, 또한, 표층의 해수와 섞이지 않는 깊이에 있는 해수로, 통상 해수면에서 수심 200m보다 깊은 해저심층의 해수를 해양 심층수라고 부르고 있으며, 해양 심층수는 표층해수에 비해서 오염물질 및 유해세균이 전혀 함유되어 있지 않으면서 표1의 "해양 심층수와 표층해수의 성분 분석치"에서 보는 바와 같이 가축(家畜)의 생육(生育)에 필요한 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 철(Fe), 아연(Zn), 나트륨(Na) 등 주요원소(主要元素)가 70종류를 넘는 다종다양(多種多樣)한 미네랄성분이 포함되어 있으면서 영양염류(營養鹽類), 생균수(生菌數), 수온(水溫)은 상당한 차이가 있는 특성이 있다.
표1 해양 심층수와 표층해수의 성분 분석치
구분 울릉도 현포 일본 고지현 무로도(高知縣 室戶)
650m 해양 심층수 표층해수 374m 해양 심층수 표층해수
일 반 항 목 수온（℃） 0.5 23 11.5 20.3
pH 7.98 8.15
DO 용존산소 (㎎/ℓ) 6 8 7.80 8.91
TOC 유기 탄소 (㎎/ℓ) - - 0.962 1.780
CODMn(㎎/ℓ) 0.2 0.6 - -
용해성 증발잔류물(㎎/ℓ) 47,750 37,590
M-알칼리도 (㎎/ℓ) 114.7 110.5
주 요 원 소 Cl 염화물이온(wt%) NaCl로 3.41 NaCl로 3.45 2.237 2.192
Na 나트륨 (wt%) 1.080 1.030
Mg 마그네슘(㎎/ℓ) 1,320 1,280 1,300 1,310
Ca 칼슘 (㎎/ℓ) 393 403 456 441
K 칼륨 (㎎/ℓ) 380 414 399
Br 취소 (㎎/ℓ) 68.8 68.1
Sr 스트론튬 (㎎/ℓ) 7.77 7.61
B 붕소 (㎎/ℓ) 4.44 4.48
Ba 바륨(㎎/ℓ) 0.044 0.025
F 불소 (㎎/ℓ) 0.53 0.56
SO4 2 -(㎎/ℓ) 2,833 2,627
영 양 염 류 NH4 +암모니아태질소(㎎/ℓ) 0.05 0.03
NO3 -질산태질소 (㎎/ℓ) 0.28 0.040 1.158 0.081
PO4 3 -인산태인 (㎎/ℓ) 0.06 0.012 0.177 0.028
Si 규소 (㎎/ℓ) 2.80 0.440 1.890 0.320
미 량 원 소 Pb 납 (㎍/ℓ) 0.11 0.102 0.087
Cd 카드뮴 (㎍/ℓ) 0.05 0.028 0.008
Cu 구리 (㎍/ℓ) 0.26 0.153 0.272
Fe 철 (㎍/ℓ) 0.22 0.217 0.355
Mn 망간 (㎍/ℓ) 0.27 0.265 0.313
Ni 니켈 (㎍/ℓ) 0.36 0.387 0.496
Zn 아연 (㎍/ℓ) 0.45 0.624 0.452
As 비소 (㎍/ℓ) 0.04 1.051 0.440
Mo 몰리브덴(㎍/ℓ) - 5.095 5.565
Cr 크롬(㎍/ℓ) 0.02
균 수 생균수(개/㎖) 0 520 0 540
대장균수(개/㎖) 음성 음성 음성 음성
해양 심층수 이용의 역사는 짧고, 지금까지 수산분야를 시작으로 식품이나 의료, 건강산업, 음료수, 화장품 등의 비수산분야에 있어도, 다양한 연구를 하고 있으며, 해양 심층수는 다음과 같은 특성이 있다.
1. 저온 안전성(低溫 安全性)
표층해수의 수온은 계절에 의해서 큰 폭으로 변동하는데 비해서, 해양 심층수는 계절에 따라서 수온의 변화가 없으면서 저온으로 안정되어 있다.
특히 한국 동해의 해양 심층수는 오호츠크해(Sea of Okhotsk)의 유빙(流氷)이 녹은 찬 해수가 밀도차로 침강(沈降)하여 사할린섬(Ostrov Sakhalin)과 홋카이도(北海道) 사이의 블라디보스토크(Vladivostok) 앞바다로 유입된 심층수로 일본열도가 가로 막혀 흐름이 느려 해수면에서 수심 300m보다 깊은 해저심층에서는 연간을 통해서 수온이 1∼2℃로 하와이나 일본 태평양 연안의 코우치현(高知縣)의 무로토(室戶) 앞바다의 해양 심층수 등에 비해서 8∼11℃ 정도 낮은 특성이 있다.
2. 청정성(淸淨性)
심층에 있으므로 육상의 하천수, 대기로부터의 오염을 받기 어렵고, 화학물질, 오염물질과 세균수가 적다.
① 물리적 청정성
물리적 청정성은 부유물질(浮遊物質), 현탁물질(懸濁物質)이 적다고 하는 것으로 해양 심층수는 표층해수에 비해서 부유고형물질의 함량이 적다.
② 생물학적 청정성
해수의 취수에서 제일문제가 되는 것은 부착생물의 번식인데, 일반적으로, 표층해수의 취수장치에서는 취수 관 내에 부착생물이 번식하는 것으로, 관의 저항이 늘어나 취수불능이 되는 것이 많은데, 해양 심층수는 플랑크톤, (병원성) 미생물, 클로렐라 등의 총생균수는 표층수의 10분의 1에서 100분의 1로 적은 특성이 있다.
③ 화학적 청정성
해양 심층수는 오염된 표층해수와 혼합이 일어나지 않기 때문에 다이옥신이나 PCB, 유기 염소화합물, 유기주석 등 이른바 환경오염물질에 오염되어 있지 않은 특성이 있다.
3. 부영양성(富營養性)
해양 심층수는 표층해수에 비해서 바다생물의 근원이 되는 식물플랑크톤(주로, 엽록소를 가지는 미소의 단세포 식물인 규조)의 영양원이 되는 질소, 인, 규산 등이 표층해수의 약 5∼10배의 무기영양염류가 풍부하게 포함되어 있는 특성이 있다.
해수면에서 수심 150m보다 깊은 해저심층에서 광량은 1% 이하로, 더 이상의 깊이에서는 식물성 플랑크톤은 광합성을 할 수 없기 때문에, 영양소는 식물성 플랑크톤에 의해서 소비되지 않고 아래의 깊은 층으로 가라앉아 축적되어 무기영양염의 농도가 높다.
4. 미네랄의 특성
해수는 70종류를 넘는 원소를 포함하고 있으며, 해양 심층수도 이와 같이 다종 다양한 원소를 포함하고 있는 특성이 있다.
동·식물의 생육에 필요한 주요원소가 많으면서 필요하기는 하지만 다량으로 섭취하면 해가 되는 필수 미량원소인 동, 아연과 같이 사람의 건강에 깊은 관계가 있는 것은 극히 소량 포함되어 있다고 하는 특성이 있다.
5. 숙성성(熟成性)
해양 심층수는 표층해수에 비해 pH가 낮으며(pH 7.8 전후), 유기물 함량이 적으면서, 해양 심층수는 표층해수로부터 분리되어 저온 고압 하에서 긴 세월동안 물 분자의 집단(Cluster)이 적은 소집단화(小集團化)된 소집단수(小集團水, Micro-clustered water)로 수질이 안정되어 있다.
이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다,
참숯 또는 죽탄(竹炭)의 충전물(3)이 충전된 충전탑(2)이 내장된 음용수 저장조(1)에 지하수 또는 하천수를 정수한 물을 공급하고, 해수면에서 수심 200m보다 깊은 해저심층에서 취수된 해양 심층수를 혼합한 다음, 충전탑(2) 하부로 공기를 공급하면서 폭기(曝氣)하여 처리한 음용수는 음용수 이송펌프(4)로 축사의 가축에 급여한다.
그리고 음용수처리 효율은 다소 떨어지더라도, 해양 심층수 대신 표층해수를 사용할 수도 있다.
지하수 또는 하천수를 정수한 물을 공급하고, 해수면에서 수심 200m보다 깊은 해저심층에서 취수된 해양 심층수를 혼합하는 양(量)은 닭, 오리, 타조와 같은 조류의 경우는 염분농도가 0.1∼0.3wt%범위로 혼합하고, 돼지의 경우는 염분농도가 0.2∼0.5wt%범위로 혼합하며, 소, 염소, 사슴과 같은 초식동물의 경우는 0.5∼1.0wt%범위로 공급한다.
충전탑(2) 하부로 공기를 공급하여 폭기를 하면 공기와 함께 물이 에어 리프팅(Air lifting) 되면서 참숯 또는 죽탄(竹炭)의 충전물의 층(層)을 통과하면서 물 분자의 집단(集團)이 소집단화되어 소집단수(Microclustered water)로 처리된다.
충전탑(2)에 충전하는 충전물(3)은 음용수 저장조(1) 10㎥당 참숯 또는 죽탄(竹炭) 중에서 한 종류를 10∼20㎏을 충전하고, 충전탑(2)의 용량은 충전물(2) 용량의 1.5∼2배의 용량으로 한다.
충전탑(2) 하부로 공급하는 공기의 량은, 폭기강도(Intensity of aeration)
1∼4㎥(공기량)/㎥(음용수 저장조 용적)·시간으로 하고, 공급하는 공기의 압력은 유량에 따른 마찰 손실두, 수족관의 깊이에 따른 수두 등을 고려하여 결정한다.
그리고 음용수 저장조(1), 충전탑(2)과 배관 등의 재질은 염수에서 내식성 재질을 사용한다.
[실시 예1]
비육돈 4,000 두를 25㎏에서 110㎏까지 사육하는 양돈농가에서, 비육돈 2,000 두에는, 25℃에서 참숯 30㎏을 충전한 충전탑(2)이 내장된 30㎥ 용량의 음용수 저장조(1)에 지하수를 27㎥/일과 수심 650m에서 취수한 해양 심층수 3㎥/일을 혼합·공급하고, 충전탑 하부로, 공기를 6.2㎥/시간으로 공급하면서 처리한 음용수를 비육돈에 급여하여 사육한 결과는 표2의 내용과 같았다.
[비교 예1]
30㎥ 용량의 음용수 저장조에 실시 예1과 동일한 지하수 30㎥/일로 주입하고, 이 지하수를 평균 25㎏에서 110㎏까지 사육하는 비육돈 2,000 두에 급여하였을 때 결과는 표 2의 내용과 같았다.
실시 예1과 비교 예1의 실험은, 동일 농장에서 사료의 종류와 모든 사육환경 은 동일한 조건에서 사육하였다.
표2 비육돈 사육결과
구분 지하수에 해양 심층수를 혼합한 음용수를 급여하여 사육한 실시 예1의 사육결과 지하수를 음료수로 급여하여 사육한 비교 예1의 사육결과
사육일수(일) 79 104
도 체 등 급 (%) A 70 23
B 28 42
C 2 28
D _ 7
상기의 표2의 비육돈의 사육결과에서 보는 바와 같이 지하수에 해양 심층수를 혼합하여 사육한 실시 예1의 경우는 1일 증체(增體)가 1.076㎏인데, 지하수만을 음용수로 급여한 비교 예1의 경우는 1일 증체가 0.817㎏로 성장속도가 향상되었으며, 또한, 도축결과 도체등급에서 보는 바와 같이 육질도 향상되는 효과가 있었다.
제1도는 해양 심층수를 가축 음용수에 이용하는 개념도
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1: 음용수 저장조 2: 충전탑
3: 충전물 4: 음용수 공급펌프

Claims (2)

  1. 참숯 또는 죽탄(竹炭) 중에 한 종류의 충전물(3)이 충전된 충전탑(2)이 내장된 음용수 저장조(1)에 지하수 또는 하천수를 정수한 물을 공급하고, 해수면에서 수심 200m보다 깊은 해저심층의 해양 심층수를 혼합한 다음, 충전탑(2) 하부로 공기를 공급하면서 폭기(曝氣)하여 가축의 음용수를 처리하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기의 해양 심층수 대신 표층해수를 사용하여 가축의 음용수를 처리하는 방법.
KR1020080046376A 2008-05-19 2008-05-19 해양 심층수를 이용하여 가축의 음용수를 처리하는 방법 KR20090120374A (ko)

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