KR20190051907A

KR20190051907A - 리싸이클링 해수 정수시스템

Info

Publication number: KR20190051907A
Application number: KR1020190016280A
Authority: KR
Inventors: 전은열
Original assignee: 전은열
Priority date: 2019-02-12
Filing date: 2019-02-12
Publication date: 2019-05-15

Abstract

본 발명의 활어수족관의 사용수인 해수에 대한 여과장치로 구현되는 리싸이클링 해수 정수시스템은, 기본적으로 사용수인 해수의 교환 비율을 월 10% 이하로 적용시키는 유수식 활어수족관인 판매수족관과, 상기 판매수족관에서 흘러넘친 해수인 사용수가 유입되어 사용수에 포함된 활어의 비늘 및 이물질이 여과처리되는 집수정과, 상기 집수정으로부터의 사용수를 수용하여 안정시키는 사용수탱크와, 상기 사용수탱크에 저장된 사용수가 재처리순환펌프에 의해 가압 이송되면서 점액질의 세포막이 투과되면서 DNA가 손상 또는 파괴되어 점액질이 제거되는 자외선살균기와, 상기 자외선살균기를 통과한 사용수에 대해 재차 점액질의 추가 제거 및 필요 원소를 보충시키게 되는 모래여과기와, 상기 모래여과기를 거친 사용수에 대해 유기물과 찌꺼기가 미세한 기포 표면에 흡착되어 상부로 부상하여 퇴출되면서 용존산소는 증가시키는 라이프가드와, 상기 라이프가드로부터의 사용수에 대해 유기질 박테리아의 배양과 pH를 컨트롤하는 코렐여과조와, 상기 코렐여과조를 통과한 사용수(해수)가 수용되고 부스터펌프의 가압에 의한 일정 수압으로 해수를 상기 판매수족관으로 공급시키는 처리수탱크를 포함하여 1단계 물리적 여과시스템이 완성된다. 또한 상기 처리수탱크로부터의 사용가 이송되어 호기성 박테리아를 배양하게 되는 박테리아배양조가 포함되어 2단계 생물학적 여과시스템이 완성되어 구성된다.

Description

리싸이클링 해수 정수시스템 {Recycling Seawater Purification System}

본 발명은 활어수족관의 활어 용수로 사용되는 해수인 사용수를 물리적 여과방식 및 생물학적 여과방식으로 함께 순환 정수처리할 수 있는 리싸이클링 해수 정수시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주로 횟집 등에서 널리 사용되는 활어수족관의 사용수에 대한 정수 시설로 설치하여 수족관 내의 사용수인 해수를 물리적 여과방식 및 생물학적 여과방식으로 함께 순환 정수시켜 비브리오나 콜레라 등의 병원균을 확실하게 살균시킬 수 있고, 활어수족관의 생태환경을 항상 깨끗하고 쾌적하게 유지하여 활어의 선도 유지는 물론 활어의 수명 연장과 활어수족관을 저렴하면서도 위생적으로 운영할 수 있도록 하는 등의 여러 잇점을 도모할 수 있게 한 리싸이클링 해수 정수시스템에 관한 것이다.

일반적으로 횟집 등에서는 살아있는 생선을 현장에서 직접 수요자에게 공급할 수 있도록 활어수족관을 설치하여 사용하고 있으며, 이러한 활어수족관에는 수족관 내의 사용수인 해수를 깨끗하게 유지시켜 활어의 생존과 선도 유지 등을 위한 정수 시설(장치)이 일부 사용되고 있다.

기존에 소개된 대부분의 활어수족관용 정수 장치는 수족관의 용수인 사용수 내 각종 불순물 등을 정화시키는 기능은 어느 정도 수행되었으나 사용수를 활성화시키는 기능이 부족하였으며, 고기(활어)의 비늘이나 분비물 등과 같이 입자가 큰 불순오물 등은 효과적으로 걸러주지 못하는 등의 여러 문제점을 가지고 있었다.

즉, 수족관에서 사용한 용수인 해수를 펌핑하여 필터에 의해 오염물질들을 제거한 다음 다시 강제로 순환시키는 단순한 환수구조를 취하고 있어, 미세한 불순물이나 수족관 내에서 사육되는 어패류의 배뇨물 등을 제대로 여과시켜 주지 못해 수족관을 청결하게 유지하기 어려웠다. 또한 에어펌프와 연결된 기포발생기에서 산소를 공급하면서 사용수인 해수를 강제 순환시키고 필터를 통과시킴으로써 사용수인 용수 속에 포함된 각종 오물을 걸러내거나, 일정한 주기로 활어수족관의 물을 전부 교환하는 방식을 적용하고 있는 경우에 있어서는, 구조적 기능적으로 정수기능이 저조할 뿐만 아니라 운영비도 적지 않게 소요될 수밖에 없었다.

참고로 활어수족관 정수시스템의 일예로 예시한 도 1의 구성원리를 살펴보면, 활어수족관(1)과 이송배관(P1)으로 연결된 순환펌프(2)을 통해 상기 활어수족관(1)에서 배출되는 폐수에 혼합된 어패류의 배설물 등이 여과기(3)에서 걸러지게 되고, 보통의 여과 기능을 걸쳐서 이송배관(P3)으로 연결된 UV살균기(4)를 통해서는 배출수에 포함된 세균을 살균시키게 된다.

계속해서 UV살균기(4)에 의해 유기물질의 세포를 파괴시킨 다음, 이송배관(P4)을 거쳐 박테리아배양조(5)로 1차 살균 처리된 용수인 해수가 통과되는데, 상기 박테리아배양조(5)는 그 하부와 상부에 격판을 배치하고 거기에 스트레이너(Strainer)를 설치되어 그 공간에 메디아(미생물 배지)를 충진하여 상향류로 흐름이 이루어진 구조를 형성하는데, 상기 박테리아배양조(5) 안의 메디아는 부상시켜 여과 박테리아를 배양하여 생물학적 여과를 시켜 이송배관(P8)으로 다음 단계로 연결된다.

특히 프로틴스키머(Protein Skimmer)(6)는 단백질(유기물질)을 버블펌프(7)로 상기 프로틴스키머(6) 하부에서 해수를 흡입하여 인젝터(8)를 통과하며, 공기유도관(P7)으로 공기를 빨아들여 상기 인젝터(8)에서 해수와 공기를 섞어 미세한 버블(Bubble)을 발생시킨다, 결국 이 버블이 부상하면서 여러가지 미세입자를 상부로 올려 외부로 배출시킴으로서 해수의 탁도가 좋아진다. 다음으로 이송배관(P6)을 통하여 활어수족관(1)으로 다시 보내져 순환 동작되는 정수사이클이 완성된다.

이와 같은 구성원리의 기존 정수시스템은 활어수족관의 해수에 대한 정수처리는 탁월하나, 정확한 pH 컨트롤이 되지 않아 박테리아 배양에 문제가 발생하여 물교환 비율은 1∼2개월에 전체 물갈이가 필요하다는 불편이 있다.

한편, 국내 등록실용신안 제20-0355750호(활어수족관의 정수장치) 및 등록실용신안 제20-0328811호(활어수족관의 정수장치), 등록실용신안 제20-0244200호(활어수족관의 정화장치), 등록특허 제10-1187278호(수족관의 정수장치), 등록특허 제10-1068556호(수족관용 정수장치 및 이를 이용한 수족관), 등록특허 제10-1289909호(수족관용 해수살균정수장치) 등 상당히 많은 활어수족관용 정수시스템을 보더라도, 지금까지 소개된 활어수족관 정수시스템의 구조적 작동원리 수준으로는 수질 컨트롤을 제대로 할 수가 없을 뿐만 아니라, 어류들이 쉽게 집단 폐사되어 바다고기(활어)를 취급시 정수처리데 발생되는 구조적인 한계를 제대로 해결하기에는 상당히 부족하였다.

이에 본 발명은 지금까지 소개된 활어수족관 정수시스템으로는 활어수족관 내의 사용수(해수) 수질을 제대로 컨트롤을 할 수가 없고 어류들이 집단 폐사가 되어, 바다고기(활어)의 취급시 정수하는데 구조적으로 상당한 문제점이 해소되지 못하는 제반 불편을 근본적으로 해결하고자 개발된 것으로, 활어수족관 내의 용수(주로 해수)를 물리적 여과방식 및 생물학적 여과방식으로 함께 순환 정수처리할 수 있는 리싸이클링 방식으로 확실하게 정수시켜, 활어수족관의 생태환경을 항상 깨끗하고 쾌적하게 유지하여 활어의 선도 유지는 물론 활어의 수명 연장과 활어수족관을 위생적이면서도 저렴하게 운영할 수 있도록 하는 등의 여러 효과가 발휘되는 새로운 작동원리의 리싸이클링 해수 정수시스템을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 실현할 수 있는 본 발명의 리싸이클링 해수 정수시스템은, 기본적으로 사용수인 해수의 교환 비율을 월 10% 이하로 적용시키는 유수식 활어수족관인 판매수족관과, 상기 판매수족관에서 흘러넘친 해수인 사용수가 유입되어 사용수에 포함된 활어의 비늘 및 이물질이 여과처리되는 집수정과, 상기 집수정으로부터의 사용수를 수용하여 안정시키는 사용수탱크와, 상기 사용수탱크에 저장된 사용수가 재처리순환펌프에 의해 가압 이송되면서 점액질의 세포막이 투과되면서 DNA가 손상 또는 파괴되어 점액질이 제거되는 자외선살균기와, 상기 자외선살균기를 통과한 사용수에 대해 재차 점액질의 추가 제거 및 필요 원소를 보충시키게 되는 모래여과기와, 상기 모래여과기를 거친 사용수에 대해 유기물과 찌꺼기가 미세한 기포 표면에 흡착되어 상부로 부상하여 퇴출되면서 용존산소는 증가시키는 라이프가드와, 상기 라이프가드로부터의 사용수에 대해 유기질 박테리아의 배양과 pH를 컨트롤하는 코렐여과조와, 상기 코렐여과조를 통과한 사용수인 해수가 수용되고 부스터펌프의 가압에 의한 일정 수압으로 해수를 상기 판매수족관으로 공급시키는 처리수탱크를 기본적으로 포함하여 1단계 물리적 여과시스템이 구성된다.

아울러 처리수탱크로부터의 사용수가 이송되어 호기성 박테리아를 배양하게 되는 박테리아배양조가 포함되어 2단계 생물학적 여과시스템이 구성되며, 또한 상기 처리수탱크의 사용수가 냉각기순환펌프에 의해 이송되어 해수를 지정된 일정한 온도로 유지 작동시키는 냉각기가 포함되는 구성원리로서 활어수족관의 용수로 사용되는 본 발명의 전체적인 리싸이클링 해수 정수시스템이 구현될 수 있다.

따라서 물리적 여과시스템 및 생물학적 여과시스템의 작동원리가 함께 구현 적용되는 본 발명의 리싸이클링 해수 정수시스템은 활어수족관의 용수로 사용되는 해수의 재활용으로 해수 비용이 절약될 수 있으며, 활어의 최적화된 온도로 중앙 공급이 이루어질 수 있을 뿐만 아니라 활어 폐사의 주요인 암모니아의 원인을 보다 확실하게 제거시킬 수 있다.

특히, 용존산소의 상승으로 활어의 움직임이 활성화되고 활어의 스트레스를 낮춰 회의 식감이 향상되면서 수족관의 탁도도 좋아지며, 회의 해금내와 잡냄새를 확실하게 잡아주게 되고 콜레라 및 비브리오 등의 병원균을 99.95%까지 절대적으로 확실하게 살균할 수 있을 뿐만 아니라 활어의 집단 폐사를 막을 수 있어, 활어판매업을 하시는 분들에게 경제적 이득을 높혀주는 최상의 해수 정수시스템으로 그 효과가 발휘될 수 있을 것으로 기대된다.

기존의 해수 정수시스템은 탁도가 비교적 맑으나 육안으로 미확인되는 세균 잔존이 많았는데, 본 발명은 멸균된 청정한 해수를 제공할 수 있어 이를 해결할 수 있으며, 또한 기존의 해수 정수시스템은 냉각기 가동시 세균은 살균되지 않고 잠복하다 상온으로 복귀시 다시 활동하게 되고, 일반 유통용 활어의 단기간 보존용으로만 적용 범위가 한정되었으나, 본 발명의 리싸이클링 해수 정수시스템에서는 UV를 통해 비브리오균과 대장균을 포함한 40여가지 병원균을 확실하게 살균할 수 있고, 일반 유통용 활어는 물론 관상어 및 패류나 갑각류의 생존기간이 길어지며 폐사율도 낮아지고 스트레스를 덜받아 육질이 뛰어나게 좋아진다는 효과도 제공된다.

또한 기존의 해수 정수시스템은 연안의 인(P) 성분 및 각종 유해 성분이 잔존하며 암모니아 아질산 등으로 인해 활어 폐사의 원인이 되었으나, 본 발명의 리싸이클링 해수 정수시스템을 통해 해수 원인인 인, 암모니아 및 아질산 등 유해 요소를 모두 확실하게 분해 및 제거할 수 있어, pH 농도를 안정적으로 조절하여 청정 급수의 수질로 정수하면서 뻘 냄새나 해금내까지 잡아주는 등의 차별화된 확실한 효과를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

도 1은 종래의 활어수족관에 적용시킨 해수 정수시스템에 대한 일예의 작동원리를 보인 시스템 구성도.
도 2는 본 발명의 활어수족관에 적용시킨 리싸이클링 해수 정수시스템에 대한작동원리를 보인 시스템 구성도.

이하, 본 발명의 리싸이클링 해수 정수시스템이 구현될 수 있는 구체적인 구성관계 및 그 작동원리에 대해 첨부한 바람직한 실시예의 도면을 참조하여 좀더 상세히 설명한다.

참고로, 수족관 담수량 1톤에 활어를 100∼150㎏을 수용할 경우, 축양 후 약 7일이 경과되면 암모니아 5∼7ppm, 아질산 7∼10ppm이 발생하게 되며, 이때 활어의 생존 가능한 기준치는 암모니아는 0.25∼0.5ppm, 아질산은 0.25∼0.4ppm 이하에서 살아갈 수 있다.

본 발명에 따른 활어수족관의 용수로서 사용수인 해수를 정수처리하는 적용되는 리싸이클링 해수 정수시스템은, 이와 같은 활어에 치명적인 암모니아와 아질산을 구조적으로 확실하게 제거하고, 항상 암모니아와 아질산을 0.02∼0.25ppm 사이로 유지시키는 것이 정수시스템의 원칙을 기본으로 하며, 이에 월 8∼10%의 해수를 교환하도록 함이 중요하다.

즉, 전세계적으로 월 10% 교환하는 것이 현재까지 알려진 기술 수준의 한계인데, 물 교환 10% 수준으로 하는 것은 활어 축양에는 큰 문제가 없으나, 무척추 어류인 낙지, 개불, 오징어 등 때문에 10% 이하의 해수 교환수준이 요구되는바, 물리적 여과방식 및 생물학적 여과방식으로 함께 순환 정수처리할 수 있는 본 발명의 리싸이클링 해수 정수시스템은 10% 이하의 교환 비율을 가져올 수 있도록 하며, 결국 활어수족관의 사용수로 사용될 해수에 대해 5∼8% 까지의 교환방식을 구현함에 있어 연구하는 것은 질산염을 어떻게 막는 것이 해결해야 할 과제이다.

참고로 우리나라처럼 수족관에 많은 어류를 축양하는 나라는 없다. 선진국이나 일본 같은 나라에서는 좁은 수족관 공간에 위에서 기술한 것과 같이 많은 양의 고기를 축양하지 않는다. 결국 수족관을 내륙에 설치하면 물값이 크게 작용하므로 이에 본 발명자는 이와 같은 사정을 감안하여 본 발명의 활어수족관 정수시스템을 개발하게 된 것이며, 나아가 연안 같은 지역에 물 걱정이 없어 사용하고 있고 또 현재는 마구 버려 주변 환경을 오염시켜 연안지역의 문제가 되고 있는바, 본 발명은 이와 같은 문제점도 상당히 해결할 수 있을 것으로 기대된다.

활어수족관 해수 정수시스템 운영에서 가장 중요한 점검사항은 암모니아, 아질산, 질산염, pH, 비중, 온도, 염도 등이다. 본 발명에 따른 리싸이클링 해수 정수시스템은 바닷물의 교환 비율은 월 10% 이하로 교환하는 방식이며, 당연히 100% 물 교환은 없다. 지금까지 나와 있는 해수 정수시스템은 pH, 비중을 컨트롤할 수 없어, 길게는 1∼2개월, 짧게는 10일 주기로 전체 물갈이를 해야 한다.

도 2의 시스템 구성원리도에서 보는 바와 같이, 기본적으로 활어수족관의 용수로 사용되는 본 발명의 리싸이클링 해수 정수시스템은 먼저, 유수식 활어수족관인 판매수족관(1)에서 흘러넘친 해수가 이송배관(P1)을 통하여 집수정(2)으로 유입되어 해수인 사용수에 포함된 어류의 비늘 및 이물질을 간이 필터링을 거치게 되는 집수정(2)으로 유입된다. 특히 본 발명의 리싸이클링 해수 정수시스템에서는 상기 판매수족관(1)으로 유입되는 사용수인 해수의 교환 비율을 월 10% 이하로 적용시킴을 기본으로 한다.

그리고 집수정(2)에 의해 해수에 포함된 어류의 비늘 및 이물질이 간이 필터링을 거친 후 해당 이송배관(P2)을 통해 사용수탱크(3)에 수용되어 안정되며, 저장된 사용수인 해수에 대한 정수처리를 위하여 재처리순환펌프(4)로 가압하여 재처리배관인 해당 이송배관(P3)을 통해 자외선살균기(5)로 이송된다. 통상 자외선살균기(5)는 세균을 살균하기 위해 사용하나, 본 발명의 리싸이클링 해수 정수시스템에서 적용되는 자외선살균기(5)는 자외선 광선이 점액질의 세포막을 투과하여 DNA를 손상시키거나 파괴시켜 점액질 제거하게 된다. 그 이유는 모래여과기(6)가 밀폐된 공간이기에 점액질과 여재가 만나면 응고되는 것을 방지하여 통수성을 양호하게 하며, 형기성 박테리아가 발생하여 수족관 공급수로 사용할 수 없고, 활어에서 흙내가 나 횟감으로 사용이 불가하므로 이를 제거하기 위함이다.

특히, 자외선살균기의 본연의 용도는 각종 세균을 살균시키는 목적이지만, 본 발명에서 적용시킨 해수 정수시스템에서의 주임무는 점액질의 제거하는 역할을 하게 되며, 판매수족관(1)의 어류에서 나오는 점액질의 양이 매우 많기에 모래여과기(6)에 쌓이면 혐기성 박테리아가 생겨 악취로 인해 횟감으로 사용이 불가하다.

그리고 자외선살균기(5)로부터의 해수가 이송배관(P4)을 거쳐 모래여과기(6)로 유입되는데, 상기 모래여과기(6)는 해수에 포함된 점액질의 추가 제거 및 필요 원소의 보충시키게 된다. 참고로 이 단계에서의 해수는 일반적으로 지하수나 폐수의 탁도 개선을 위해 사용할 수 있으나 활어에 직접적으로 사용은 불가하다. 모래여과기의 원래의 용도는 탁도를 잡아 주는 것이나, 본 발명에서 적용시킨 상기 모래여과기(6)는 자갈, 왕사, 세사 층으로 형성되어 바닷물이 어류들에 의해 소진된 미량의 원소를 보충해 주는 기능을 제공한다.

계속된 순환 축양으로 부족하기 쉬운 바닷물(해수)의 원소를 보충키 위하여 모래와 자갈을 사용한다. 자외선살균기(5)로 점액질을 제거하나 100% 제거는 불가능하며, 모래여과기(6)의 역순환 세척 시에 오존 사용하여 자외선살균기(5)의 잔존물을 처리에 사용한다. 단, 오존은 장시간 사용을 할 수 없는데, 그 이유는 오존을 사용하면 브롬이 생성되어 활어의 집단폐사 원인이 된다.

그리고 계속해서 해당 이송배관(P5) 통하여 모래여과기(6)로부터의 해수가 유입되는 라이프가드(7)는 유기물과 찌꺼기가 미세한 기포 표면에 흡착되어 상부로 부상하여 퇴출시키고 용존산소를 증가시키게 된다. 이는 호기성 박테리아를 배양하기 위해 필수조건으로, 지금까지의 처리단계에서 처리하지 못한 암모니아와 아질산을 잡기 위해 일정량의 산소를 공급해야 하기 때문이다.

특히 박테리아를 생존시키기 위해 용존산소가 10ppm 이상이어야 한다. 또한 유기질 물질을 처리해야 박테리아의 폐사를 막고 혐기성 박테리아가 생길 수 있는 공간을 차단하기 위해 필수조건이다. 그러나 산소가 충분히 공급치 않을 시에는 질산염 → 아질산염 → 암모니아로 환원반응이 진행되어 활어 축양에 피해를 주게 된다.

참고로 본 발명에서 적용시킨 라이프가드(7)는 원래의 명칭은 프로틴스키머 (Protein Skimmer)이다. 기본적인 스키머에 다양한 기능이 가능하게 설계를 변형된 것이다. 주 기능은 유기물 제거와 가스 배출, 용존산소의 증가(15ppm)가 주기능이다. 단백질이 과다하게 많이 들어오면 박테리아가 전멸할 수가 있어 단백질을 공기방울의 부상하는 힘에 공기방울 하부에 미세입자들이 붙어 외부로 방출된다. 또한 박테리아는 산소를 많이 필요로 하는데 최적의 조건을 만들어 준다. 바다의 용존산소는 25℃일 때 6.8ppm 이며, 상기 라이프가드(7)를 통과하면 8.2ppm이 되어 획기적인 기구이다.

계속해서 라이프가드(7)를 통과한 해수는 해당 이송배관(P6)을 통해 자연압으로 통과하여 코렐여과조(8)로 유입되어 상기 코렐여과조(8)에 의해 유기질 박테리아의 배양과 pH가 컨트롤된다. 특히, 코렐여과조(8)에 적용되는 여재는 석회질 성분을 가진 소재로 다공질로 미세한 구멍이 많아 표면적이 넓으면 많은 량의 박테리아가 살 수 있고, 산소 공급이 원활하며 정체되는 곳이 없어야 한다. 정체되는 곳이 있으면 혐기성 박테리아가 발생하여 활어에서 흙내가 나 횟감으로 사용할 수 없다. 활어들의 고향인 바닷물은 알카리성이기에 pH 8.0 이하가 되면 활어의 생존에 문제가 되며, 활어의 살이 빠져 횟의 식감이 저하된다.

또한 코렐여과조(8)의 해수는 다시 해당 이송배관(P7) 통과하여 처리수탱크(9)에 일단 수용되는데, 상기 처리수탱크(9)에서는 배양조순환펌프(10)와 냉각기순환펌프(12) 그리고 원수보충펌프(16) 공급용 부스터펌프(14)에 각각 연결되어, 생물학적 여과과정과 해수의 온도를 조절과정 그리고 자연 소모와 교체되는 해수를 공급하는 과정, 또 각각의 판매수족관(1)에 공급을 위한 가압과정이 연결될 수 있으며, 상기 부스터펌프(14)로 가압하여 이송배관(P8) 통해 매장의 판매수족관(1)에 일정한 수압으로 해수를 공급하게 되며, 이로서 본 발명의 리싸이클링 해수 정수시스템이 구현되는 1단계 물리적 여과시스템 단계가 완성된다.

상술한 1단계의 물리적 여과시스템 단계에서 적용시킨 코렐여과조(8)에 대해 좀더 상세히 설명하면, 오픈형 기구이며, 박테리아 종류별 기능이 다르기 때문에 밝은 곳에서 박테리아를 배양시키면 박테리아배양조(11)의 보조 역할을 하며, 특히 pH 컨트롤 역할을 한다.

수족관 어류들에 의하여 수질이 악화되어 pH가 7.4까지 내려가게 되면 어류들이 살아갈 수가 없다. 다시 pH가 8.0까지 올라가야 어류들이 살아갈 수 있는데, 이 문제를 해결하는 소재는 산호사이다. 산호사는 다공질이며, 탄산칼슘(CaCo³)이 주성분이다. 크기는 산호사 자체가 수용성으로 녹아서 적어지는 것과 통수량을 생각하여 길이 15㎜가 합리적이다. 산호사는 물속에서 용해가 되어 알카리성으로 변화하여 pH가 어류에 생태에 맞게 올라간다.

참고로 바다 어류(활어)에 적합한 pH는 7.8∼8.4 이기에, 특히 수족관 최적의 pH는 8.0을 유지하는 것이 최상의 조건이다. 이외의 소재를 사용하여서는 pH의 조절은 할 수 없다. 바다동물들은 pH가 7.8 이하가 되면 모든 어류가 차츰 죽는다.

산호사의 이온화 과정은 아래와 같다.

산호사는 탄산칼슘(CaCo³)으로 이루어졌으며, 이온화 과정이 시작되면 탄산칼슘(CaCo³) → 탄산이온(CO³--) + 칼슘이온(Ca++) 으로 반응한다.

칼슘이온은 인간들이 섭취하는 칼슘제가 되며, 동물들이 섭취하여 뼈대 구성에 좋은 역할을 한다. 남은 탄산이온(CO³--)은 수소이온(H+)와 만나 탄산이온(CO³--) + 수소이온(H+) → 중탄산염(HCO³+)으로 변화하고, 중탄산염(HCO³+) + 수소이온(H+) → 탄산(H²CO³) 산성으로 변할 물을 탄산으로 잡아준다. 이 과정은 수소이온(H+)을 감소시켜 알칼리성으로 변화시킨다.

한편, 본 발명의 활어수족관 정수시스템은 상술한 1단계의 물리적 여과시스템 과정을 거친 후에는, 처리수탱크(9)로부터의 해수가 이송되어 호기성 박테리아를 배양하게 되는 박테리아배양조(11)가 포함되어 2단계 생물학적 여과시스템 과정이 구현된다.

즉, 배양조순환펌프(10)에 의해 처리수탱크(9)로부터의 처리된 해수가 해당 이송배관(P10)을 통해 박테리아배양조(11)로 이송 유입되는데, 상기 박테리아배양조(11)는 호기성 박테리아를 배양하는 곳으로, 무기질 박테리아는 암모니아와 아질산을 제거하기 위해 박테리아를 집중 배양하기 위해 다공질이며, 석회질 성분을 가진 소재를 사용한다. 암모니아는 해당 판매수족관(1)의 활어에 의해 발생하며, 발생의 원인은 호흡, 오줌이나 똥, 점액질 등이다. 따라서 판매수족관(1)의 정수시설로 적용된 본 발명의 리싸이클링 해수 정수시스템의 모든 시스템 구성은 박테리아 보호장치이며, 박테리아를 관리를 못하면 수족관의 활어는 전부 폐사의 원인이 된다.

특히 바다고기(활어)는 수질에 아주 민감하며, 암모니아나 아질산 같은 독성가스에 치명적이다. 박테리아의 보호 관리에 산소 공급이 어떻게 이루어지느냐에 따라 좌우되며, 모든 정수시스템은 그 기본 위에서 출발하면 산소의 공급을 증대시키는 시스템으로 구현하게 되며, 따라서 냉각기(13)와 연결된 해당 이송배관(P12)을 거쳐서 처리수탱크(9)로 계속 순환시키게 되는바, 이를 통해 2단계의 생물학적 여과시스템이 완성될 수 있으며, 상술한 1단계의 물리적 여과시스템과 함께 2단계의 생물학적 여과시스템이 전체적으로 함께 순환작동되는 구현원리로서 본 발명의 리싸이클링 해수 정수시스템이 기본적으로 완성된다.

참고로 본 발명의 정수시스템을 구성하는 상술한 생물학적 여과시스템 단계에서 적용되는 박테리아배양조(11)는 pH 컨트롤 기능과 박테리아 증식 및 암모니아와 아질산의 냄새를 확실하게 제거하는 기능이 발휘되며, 혐기성 박테리아는 생존을 못하게 한다.

계속해서 본 발명에 따른 리싸이클링 해수 정수시스템은, 처리수탱크(9)의 해수가 냉각기순환펌프(12)에 의해 이송되어 해수를 지정된 일정한 온도로 유지 작동시키게 되는 냉각기(13)를 포함하여 최종적으로 작동 구현하게 된다. 즉, 처리수탱크(9)에서 냉각기순환펌프(12)로 가압하여 이송배관(P11)을 통해서 2단계 생물학적 여과시스템 과정을 통한 해수가 보내지게 되며, 냉각기(13)와 연결된 처리수탱크(9) 안에 담수되는 해수가 일정한 온도를 유지하게 상기 냉각기(13)가 작동함으로서, 해당 이송배관(P13)을 거쳐서 처리수탱크(9)로 계속적으로 순환하여 지정한 온도를 유지하게 된다.

이는 기존의 활어수족관 해수 정수시스템에서는 pH 컨트롤 기능이 없어 1∼2개월에 수조(활어수족관) 전체를 물갈이해야 하는 번거롭고 비경제적인 과정을 구조적으로 해소시킬 수 있으며, 결국 본 발명에 따른 리싸이클링 해수 정수시스템은 해수 정수장의 정수시스템 뿐만 아니라, 양식장의 양어시스템 그리고 활어도매상의 축양시스템으로의 적용도 폭넓게 적용 가능함은 물론이다.

구체적인 설명을 생략한 본 발명의 리싸이클링 해수 정수시스템에 적용시킨 모래여과기(6)에서 오존발생기가 필요한 것은, 압력식 모래여과기의 수명과 여재를 보호하는 장치이며, 오존발생기의 주 용도는 어류의 점액질, 바닷물 정수 시에는 뻘의 끈적끈적한 점액질 제거를 하기 위해 사용한다. 역세시 사용하면 뻘과 점액질이 제거되므로 여과사가 고형화되는 것과 여과사 세척에 도움을 주어 수명이 길어진다. 참고로 모래여과기(6) 위쪽에 설치되는 상기 오존발생기(도면에선 오존으로 표기)를 사용하면 여과사를 2∼3년 이상 더 사용할 수도 있다. 참고로 오존발생기를 운영치 않을시 에는 6개월에서 1년에 한 번씩 교체해야 한다.

1 : 판매수족관 2 : 집수정
3 : 사용수탱크 4 : 재처리순환펌프
5 : 자외선살균기 6 : 모래여과기
7 : 라이프가드 8 : 코렐여과조
9 : 처리수탱크 10 : 배양조순환펌프
11 : 박테리아배양조 12 : 냉각기순환펌프
13 : 냉각기 14 : 부스터펌프
15 : 원수탱크 16 : 원수보충펌프
P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7,P8,P9,P10,P11,P12,P13 : 이송배관

Claims

사용수인 해수의 교환 비율을 월 10% 이하로 적용시키는 유수식 활어수족관인 판매수족관(1)과,
상기 판매수족관(1)에서 흘러넘친 사용수인 해수가 유입되어 해수에 포함된 활어의 비늘 및 이물질이 여과처리되는 집수정(2)과
상기 집수정(2)으로부터의 사용수를 수용하여 안정시키는 사용수탱크(3)와,
상기 사용수탱크(3)에 저장된 사용수가 재처리순환펌프(4)에 의해 가압 이송되면서 점액질의 세포막이 투과되면서 DNA가 손상 또는 파괴되어 점액질이 제거되는 자외선살균기(5)와,
상기 자외선살균기(5)를 통과한 사용수에 대해 재차 점액질의 추가 제거 및 필요 원소를 보충시키게 되는 모래여과기(6)와,
상기 모래여과기(6)를 거친 사용수에 대해 유기물과 찌꺼기가 미세한 기포 표면에 흡착되어 상부로 부상하여 퇴출되면서 용존산소는 증가시키는 라이프가드(7)와,
상기 라이프가드(7)로부터의 사용수에 대해 유기질 박테리아의 배양과 pH를 컨트롤하는 코렐여과조(8)와,
상기 코렐여과조(8)를 통과한 사용수가 수용되고 부스터펌프(14)의 가압에 의한 일정 수압으로 사용수를 상기 판매수족관(1)으로 공급시키는 처리수탱크(9)를 기본적으로 포함하여 1단계 물리적 여과시스템이 구성되고,
상기 처리수탱크(9)로부터의 사용수가 이송되어 호기성 박테리아를 배양하게 되는 박테리아배양조(10)가 포함되어 2단계 생물학적 여과시스템이 구성되며,
상기 처리수탱크(9)의 해수가 냉각기순환펌프(12)에 의해 이송되어 해수를 지정된 일정한 온도로 유지 작동시키는 냉각기(13)를 포함하여 구성되어 활어수족관의 활어 용수로 사용되는 해수인 사용수를 이들 물리적 여과방식 및 생물학적 여과방식으로 함께 순환 정수처리할 수 있도록 작동 구현되는 것을 특징으로 하는 리싸이클링 해수 정수시스템.