WO2015190855A1 - 팩키지형 생물여과기를 구비하는 양식장 사육수의 복합 수처리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미생물 배양용 여과재가 내부에 삽입된 다수 개의 팩키지형 생물여과기를 여과양수조에 착탈 가능하게 설치하고, 상기 여과양수조의 이전 위치에는 사육수의 살균 및 고형물의 1차 침전과, 와류 및 승하강 수류에 의한 고형물의 2,3차 침전을 수행하는 살균 및 와류침전조를 배치하며, 여과양수조를 거친 최종 처리수의 배출저수조에서도 고형물의 추가적인 침전이 수행되도록 함으로서, 양식장의 양식수조로부터 배출된 사육수의 효율적인 복합식 고도처리 및 여과 과정을 거쳐 수거된 유용한 고형 성분의 경제적인 재활용이 가능토록 한 팩키지형 생물여과기를 구비하는 양식장 사육수의 복합 수처리 시스템에 관한 것이다.

Description

팩키지형 생물여과기를 구비하는 양식장 사육수의 복합 수처리 시스템

본 발명은 미생물 배양용 여과재가 내부에 삽입된 다수 개의 팩키지형 생물여과기를 여과양수조에 착탈 가능하게 설치하고, 상기 여과양수조의 이전 위치에는 사육수의 살균 및 고형물의 1차 침전과, 와류 및 승하강 수류에 의한 고형물의 2,3차 침전을 수행하는 살균 및 와류침전조를 배치하며, 여과양수조를 거친 최종 처리수의 배출저수조에서도 고형물의 추가적인 침전이 수행되도록 함으로서, 양식장의 양식수조로부터 배출된 사육수의 효율적인 복합식 고도처리 및 여과 과정을 거쳐 수거된 유용한 고형 성분의 경제적인 재활용이 가능토록 한 팩키지형 생물여과기를 구비하는 양식장 사육수의 복합 수처리 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 육상의 양식장에서는 한정된 공간 및 수량(水量)을 기준으로 비교적 많은 량의 어류를 고밀도로 양식하게 되며, 이로 인하여 사료의 찌꺼기나 어류의 배설물과 같은 각종 고형물 뿐만 아니라, 어류의 대사과정에서 발생한 유기물로서의 단백질과 지방 성분 및 회분 등이 매우 빠른 시간내에 사육수에 축적되어 사육수가 오염된다.

따라서, 사육수의 여과처리를 통하여 사육수의 수질을 일정한 수준으로 유지시키는 한편, 양식장으로부터 배출되는 사육수로 인한 인근 하천이나 연안해역의 수질오염을 방지하는 것이 필요하며, 이를 위하여 사육수에 포함된 고형물을 제거하는 고형물 여과조와, 사육수에 포함된 암모니아와 질소 성분 등을 미생물에 의하여 제거시키는 생물여과조가 포함된 수처리 시스템이 육상의 양식장에 설비되어 사용되고 있다.

상기와 같이 육상의 양식장에서 사용되는 통상의 수처리 시스템은, 사육수의 여과를 위한 여과재(부직포나 스폰지 또는 모래 등)나 펠렛필터(Pellet filter: 입자형 필터) 등을 여과조의 바닥측에 적층식으로 투입시키는 것이 일반적이고, 미생물이 배양된 여과매질 또한 플라스틱 입자의 형태로 하여 생물여과조의 수중에 분산 투입시키는 것이 일반적이다.

이로 인하여, 일정 기간 동안 여과재를 사용하여 양식장 사육수(배출수)의 여과처리를 수행한 다음, 해당 여과재의 재사용을 위하여 여과재의 청소작업을 하거나 또는 해당 여과재를 새것으로 교체할 경우, 여과조에 저장된 사육수의 대부분을 배출시키는 비경제적인 조건하에서 매우 까다로운 여과재의 분리 및 처리과정이 수반됨은 물론이고, 이 과정에서 여과재에 포함된 유용한 미생물 성분까지 제거되어 여과효율의 저하를 초래하는 문제점이 있었다.

특히, 육상의 양식장에서 사용되는 통상의 수처리 시스템은 사육수에 포함된 고형물의 물리적 여과처리와 사육수의 생물학적 여과처리만을 수행토록 한 것으로서, 해당 여과조에서 여과처리를 통하여 수분과 함께 슬러지(Sludge) 형태로 수거되는 성분을 다른 용도로 재활용하는 측면에서는 실효성을 거두지 못하고 있다.

다시 말해서, 국내의 경우 육상 양식장에서 연간 사용되는 10만톤 수준의 배합사료 중 30~40%에 해당하는 량이 양식장 배출수에 고형물 형태로 포함된다고 추정할 때, 육상 양식장 배출수를 통해 수거될 수 있는 슬러지의 전체량이 연간 3~4만톤 수준에 이르지만, 배출수에 포함된 사료찌꺼기와 어류의 배설물 등은 고형물 여과조에서 수거 및 폐기되는 한편, 어류의 대사과정에서 발생한 암모니아와 다른 질소화합물 등은 미세고형물과 함께 중력침전 방식이나 거품부상분리 등의 처리를 거쳐 생물여과조에서 수집 및 폐기된다는 것이다.

그러나, 상기와 같은 사료찌꺼기 등의 고형물과 사육수중의 각종 유기물은 사육수의 생물학적 여과처리에 필요한 유용한 미생물이나 박테리아의 배양원이 됨은 물론이고, 어류 이외의 새우나 해삼 또는 바닷가재 등과 같은 다른 이종(異種) 수산생물의 먹이로 충분히 활용할 수 있으며, 슬러지 형태를 가지는 수거물의 탈염처리를 통하여 우수한 유기질 비료로 재활용이 가능함에도 불구하고, 연간 3~4만톤에 달하는 양식장 배출수 중의 수거성분이 재활용되지 못하고 대부분 하천이나 바다로 방류됨에 따라 2차적인 환경오염을 유발시키는 문제점이 있었다.

상기와 같은 상황이 유발되는 가장 근본적인 원인은, 사육수의 여과처리 과정에서 사육수에 포함된 유용한 성분을 효과적으로 수거하여 손쉽게 재활용할 수 있는 방안이 마련되지 못하였기 때문이며, 여과조로부터 수거된 해수슬러지를 비료 등으로 재활용코자 할 경우에는, 염분 함량이 매우 높은 해수슬러지의 까다로운 탈염처리가 수반되어야 함으로서, 해수슬러지의 재활용에 따른 잇점보다 해수슬러지의 탈염처리에 따른 비용부담이 더 크게 되는 비경제적인 요인으로 말미암아 해수슬러지의 실질적인 재활용 또한 매우 어려운 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 미생물 배양용 여과재가 내부에 삽입된 다수 개의 팩키지형 생물여과기를 여과양수조에 착탈 가능하게 설치하고, 상기 여과양수조의 이전 위치에는 사육수의 살균 및 고형물의 1차 침전과, 와류 및 승하강 수류에 의한 고형물의 2,3차 침전을 수행하는 살균 및 와류침전조를 배치하며, 여과양수조를 거친 최종 처리수의 배출저수조에서도 고형물의 추가적인 침전이 수행되도록 함으로서, 양식장의 양식수조로부터 배출된 사육수의 효율적인 복합식 고도처리가 가능토록 하는 동시에, 각각의 생물여과기를 손쉽게 분리하여 여과재의 세척 작업이나 교체 작업 또한 매우 신속하고 용이하게 수행할 수 있도록 하며, 필요시 생물여과기로부터 분리된 여과재를 다른 수산생물의 양식수조에 투입시킴으로서 여과재에 부착된 각종 유기물과 배양미생물을 먹이로 활용토록 하고, 이 과정에서 여과재의 재장착을 위한 청소가 이루어지도록 하며, 여과재에 부착된 유기물을 비료 등으로 재활용할 경우에도 여과재를 담수에 침지시켜 탈염처리를 보다 간편하게 수행할 수 있도록 하는 등, 여과성능의 향상과 더불어 여과 과정에서 수거된 유용한 성분의 경제적인 재활용이 가능한 팩키지형 생물여과기를 구비하는 양식장 사육수의 복합 수처리 시스템을 제공하는 것을 그 기술적인 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명에 따른 수처리 시스템은, 사육수공급관을 통하여 오존가스가 혼입된 상태의 사육수가 공급되는 살균침전조와, 유입관에 의하여 상기 살균침전조와 연결되는 와류침전기가 내부 바닥판에 설치된 와류침전조와, 낙차유도관에 의하여 상기 와류침전조와 연결되고 내부 바닥판에는 다수 개의 팩키지형 생물여과기가 일정한 간격을 두고 수직 방향으로 장착된 여과양수조와, 다공판칸막이를 사이에 두고 상기 여과양수조의 측면부에 설치되는 배출저수조와, 밸브기구를 구비하는 상태로 상기 배출저수조와 연결 설치되는 처리수배출관을 포함하여서 이루어지며, 상기 살균침전조와 와류침전조 및 여과양수조와 배출저수조의 하부에는 깔때기 형상의 침전포트가 각각 설치되는 한편, 상기 각각의 침전포트 하단에는 밸브기구를 구비하는 드레인배관이 연결 설치되고, 상기 낙차유도관은 와류침전조로부터 하방으로 연장되어 여과양수조의 침전포트와 연결 설치되며, 상기 와류침전기는, 유입관에 의하여 살균침전조와 연결되고 바닥면이 개구된 상태로 하부측 침전포트와 연통되는 원통 형상의 와류챔버와, 상기 와류챔버의 상부면 중앙측을 관통하여 설치되는 스탠드파이프와, 상기 스탠드파이프를 에워싸는 형태로 와류챔버의 상부면에 설치되는 한편, 스탠드파이프보다 높은 위치까지 연장되는 침전유도파이프로 이루어지고, 상기 침전유도파이프의 하단부에는 배출공이 형성되며, 상기 팩키지형 생물여과기는, 유출공이 형성된 파이프 형상의 여과기케이싱과, 상기 여과기케이싱의 개구된 상단부에 조립 설치되는 여과기덮개와, 상기 여과기케이싱의 내부에 삽입 설치되는 미생물 배양용 여과재와, 상기 여과기케이싱의 바닥부에 제공되는 사육수의 유입통로를 포함하여서 이루어지며, 상기 여과양수조의 바닥판에는 각각의 생물여과기를 하부측 침전포트와 연통시키기 위한 바닥구멍이 형성되고, 상기 각각의 바닥구멍 상부측에는 여과기케이싱의 하단부가 착탈 가능하게 조립되는 파이프 형상의 여과기장착대가 바닥판상에 고정 설치되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 팩키지형 생물여과기는, 여과기케이싱의 내측 중심부를 따라 수직 방향으로 설치되는 센터파이프를 추가로 포함하여서 이루어지며, 상기 여과기케이싱과 센터파이프의 전면에 걸쳐 유출공이 관통 형성되고, 상기 미생물 배양용 여과재는 여과기케이싱과 센터파이프의 사이에 삽입 설치되는 여과시트가 되며, 상기 센터파이프의 상단부는 여과기덮개의 내측 중앙에 돌출된 조립부와 조립 설치되는 한편, 센터파이프의 하단부는 여과기케이싱의 바닥면을 관통하도록 설치되고, 상기 센터파이프의 하단측 유입구가 사육수 유입통로를 제공함을 특징으로 하며, 상기 여과시트는 여과기케이싱의 높이에 해당하는 폭과 소정의 길이를 가지는 섬유 소재의 그물망 시트를 센터파이프를 중심으로 말아 놓은 형태로 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 팩키지형 생물여과기의 다른 실시예로서, 여과기케이싱의 내부공간에 미생물 배양용 여과재로서 펠렛필터가 충진되는 한편, 상기 유출공은 여과기케이싱의 상단부에 걸쳐 관통 형성되고, 상기 사육수 유입통로는 여과기케이싱의 바닥면에 제공된 유입공이 되는 것을 특징으로 하며, 상기 펠렛필터는 골재 또는 패각이나 다공성 플라스틱 입자 등을 가공하여 여과재로 사용할 수 있음을 특징으로 한다.

이와 더불어, 본 발명에 따른 수처리 시스템의 자동화를 위하여, 상기 처리수배출관에는 배수펌프가 설치되고, 상기 배출저수조에는 배수펌프의 제어를 위한 수위레벨센서가 설치되며, 최종 배출수의 추가적인 침전유도를 위하여 상기 배출저수조의 중앙에는 침전유도파이프가 수직 방향으로 설치되는 한편, 상기 처리수배출관은 배출저수조의 벽체를 관통하여 침전유도파이프의 하단개구부로 삽입 설치되고, 상기 처리수배출관의 입구측은 소정의 길이만큼 상부 방향으로 연장되어 침전유도파이프와 이중관 형태로 배치되는 것을 특징으로 하며, 추가적인 사항으로서 상기 살균침전조의 내부에는 사육수공급관의 출구와 마주보는 위치에 침전조절판이 설치되고, 상기 침전조절판은 살균침전조의 벽체 내측에 설치된 가이드프레임을 따라 상,하 방향의 위치조정이 가능하도록 이루어지는 것을 특징으로 하며, 상기 살균침전조와 배출저수조의 상단부에는 수조덮개가 설치되고, 상기 수조덮개의 하측에는 자외선램프가 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 사육수의 살균 및 고형물의 1차 침전과, 와류 및 승하강 수류에 의한 고형물의 2,3차 침전과, 여과재를 통한 물리적 여과 및 생물학적 여과와, 최종 처리수의 추가적인 침전과정을 통하여 양식장의 양식수조로부터 배출된 사육수의 효율적인 복합식 고도처리가 가능한 효과를 제공하는 동시에, 각각의 생물여과기를 손쉽게 분리하여 여과재의 세척 작업이나 교체 작업 또한 매우 신속하고 용이하게 수행할 수 있는 효과를 제공한다.

이와 더불어, 배출저수조의 수위레벨센서와 연계된 처리수배출관의 배수펌프를 이용하여 사육수의 유입으로부터 처리수의 배출에 이르기까지의 처리과정이 자동적으로 수행되도록 하는 한편, 여과양수조의 주기적인 수위변동에 따른 여과재의 공기노출 주기조절을 통하여 여과재 내부의 산소공급과 이산화탄소(CO₂) 제거를 용이하게 하고, 사육수의 유입경로에 침전조절판을 설치하여 고형물의 1차 침전량 및 이에 따른 여과재의 여과부하를 조정시킬 수 있도록 함으로서, 보다 더 실용적인 방식의 수처리 시스템을 제공하는 효과가 있으며, 살균침전조와 배출저수조에 자외선램프를 추가로 설치하여 사육수의 살균 및 정화기능을 보다 더 극대화시키는 효과가 있다.

특히, 사육수의 여과처리에 사용된 여과재로서 그물망 형태의 여과시트 또는 펠렛필터를 여과기케이싱으로부터 꺼내어 새우나 해삼 또는 바닷가재 등과 같은 수산생물의 양식수조에 그대로 투입시킴으로서, 여과시트 또는 펠렛필터에 부착된 미세고형물과 유기물 및 배양미생물을 다른 수산생물의 먹이로 활용할 수 있는 효과를 제공한다.

이로 인하여, 새우나 해삼 또는 바닷가재 등의 양식을 위한 먹이 비용을 크게 절감시키는 효과가 있고, 해당 수산생물의 먹이활동 과정에서 여과시트 또는 펠렛필터의 청소가 자연스럽게 이루어지므로, 여과재의 청소작업을 별도로 수행할 필요가 없이 먹이 용도로 활용이 끝난 여과재를 해당 수조로부터 꺼낸 다음 여과기케이싱에 다시 투입시켜 사용이 가능한 효과가 있다.

다른 한편으로, 그물망 형태의 여과시트에 대량으로 부착된 미세고형물과 유기물 성분을 양질의 유기비료로 재활용코자 할 경우에도, 상기 여과시트를 담수가 저장된 수조에 담궈 놓기만 하면, 해수슬러지의 비료화 작업에 요구되는 탈염처리 역시 손쉽고 간편하게 수행할 수 있기 때문에, 여과시트로 수거한 미세고형물과 유기물 성분을 매우 저렴한 비용으로 비료화시킬 수 있는 효과를 제공한다.

이와 더불어, 각각의 침전포트로 침전된 고형물 또한 최소한의 수분 함량을 가지는 슬러지 형태로 회수하여 양식어류의 성장상태나 질병 유무 등을 파악하는 시료의 용도 또는 그 이외의 다른 용도로 재활용이 가능토록 하는 등, 연간 3~4만톤에 달하는 양식장 배출수를 고형물과 함께 방류 또는 폐기시킴에 따른 경제적인 손실과 2차적인 환경오염을 방지하고, 양식장 배출수의 처리에 필요한 새로운 패러다임을 제시할 수 있는 매우 유용한 효과를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 팩키지형 생물여과기를 구비하는 양식장 사육수의 복합 수처리 시스템을 나타내는 평면도.

도 2는 도 1의 측단면도.

도 3은 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 측단면도.

도 4의 (가) 및 (나)는 본 발명에 사용되는 팩키지형 생물여과기의 요부 발췌 측단면도.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 팩키지형 생물여과기를 구비하는 양식장 사육수의 복합 수처리 시스템은 도 1 및 도 2에 각각 도시된 바와 같이, 사육수공급관(7)이 연결되는 살균침전조(1)로부터 와류침전기(3)를 구비하는 와류침전조(2)와, 다수 개의 팩키지형 생물여과기(5)를 구비하는 여과양수조(4)와, 처리수배출관(8)이 연결되는 배출저수조(6)가 사육수의 공급 방향을 따라 순차적으로 배치되어서 이루어진다.

이와 더불어, 상기 살균침전조(1)와 와류침전조(2) 및 여과양수조(4)와 배출저수조(6)의 하부에는 깔때기 형상의 침전포트(11)가 각각 설치되는 한편, 상기 각각의 침전포트(11) 하단에는 밸브기구(V)를 구비하는 드레인배관(12)이 연결 설치되며, 상기 각각의 드레인배관(12)은 후단부 출구측(도 1에서 좌측단)에 밸브기구(V)가 구비된 연결관(13)을 이용하여 단일라인으로 구축하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 각각의 드레인배관(12)을 연결관(13)에 의하여 단일라인으로 구축하게 되면, 각각의 침전포트(11)로부터 슬러지 형태로 배출되는 고형물 성분을 개별적으로 수거할 수도 있고, 각각의 침전포트(11)로부터 슬러지 형태의 고형물 성분을 일괄적으로 통합 배출 및 수거하는 것도 가능하게 되는 잇점을 제공한다.

도면상 살균침전조(1) 및 와류침전조(2)가 하나의 벽체를 사이에 두고 동일 수조상에 배치되는 한편, 여과양수조(4) 및 배출저수조(6) 또한 다공판칸막이(18)를 사이에 두고 동일 수조상에 배치되며, 이러한 2개의 수조구조물이 낙차유도관(3a)에 의하여 연결되어 있는 바, 이와는 달리 살균침전조(1)와 와류침전조(2) 및 여과양수조(4)와 배출저수조(6)를 각각 단일수조 형태로 설치하여 배관으로 연결시키는 것도 가능함은 물론이다.

상기 사육수공급관(7)은 양식장의 양식수조로부터 배출되는 사육수를 낙차수압 또는 펌핑 방식을 통하여 본 발명에 따른 수처리 시스템(10)으로 공급시키는 배관라인이 되고, 상기 사육수공급관(7)에 미도시된 오존발생기가 연결 설치됨으로서, 사육수공급관(7)을 통하여 오존가스가 혼입된 상태의 사육수가 살균침전조(1)로 공급되는 것이다.

상기와 같이 사육수공급관(7)을 통하여 오존가스가 혼입된 상태의 사육수를 살균침전조(1)로 공급시킬 수도 있고, 오존발생기를 살균침전조(1)와 직접 연결시키는 방식도 가능하며, 별도의 오존발생기를 설치하지 않은 상태에서 사육수만이 살균침전조(1)로 공급되도록 할 수도 있다.

다시 말해서, 사육수에 오존가스를 혼입시키는 것은 본 발명의 필수사항이 아닌 하나의 선택사항에 해당하는 것으로 보면 무방하며, 오존가스에 의한 살균처리와 동시에 또는 이와는 별도로 자외선에 의한 살균처리 방식을 적용시킬 수도 있음을 밝혀두는 바이다.

상기 살균침전조(1)는 유입관(15a)에 의하여 와류침전조(2)의 내부에 구비된 와류침전기(3)와 연결 설치되며, 상기 와류침전기(3)는 사육수의 선회식 소용돌이 흐름을 통한 고형물의 2차 침전을 유도하는 원통 형상의 와류챔버(15)와, 상기 와류챔버(15)를 거친 사육수의 승하강 흐름을 통한 고형물의 3차 침전을 유도하는 스탠드파이프(16) 및 침전유도파이프(17)로 이루어진다.

상기 와류챔버(15)는 바닥면이 개구된 상태로 하부측의 침전포트(11)와 연통되도록 와류침전조(2)의 바닥판(2a)상에 설치되고, 상기 스탠드파이프(16)는 그 하단부가 와류챔버(15)의 상부면 중앙측을 관통하도록 수직 방향으로 설치되며, 상기 침전유도파이프(17)는 스탠드파이프(16)를 에워싸는 형태로 와류챔버(15)의 상부면에 설치되는 한편, 스탠드파이프(16)보다 약 10cm 정도 높은 위치까지 연장되도록 이루어진다.

상기 유입관(15a)은 살균침전조(1)로부터 와류챔버(15)로 유입된 사육수가 와류챔버(15)의 내부에서 보다 원활한 선회식 소용돌이 흐름을 유발시킬 수 있도록 원통 형상의 와류챔버(15)와 접선 방향으로 연결시키는 것이 바람직하며, 상기 침전유도파이프(17)의 하단부에는 다수 개의 배출공(17a)이 일정한 간격을 두고 형성된다.

그리고, 상기 와류침전조(2)는 낙차유도관(3a)에 의하여 여과양수조(4) 하부측의 침전포트(11)와 연결 설치되며, 상기 낙차유도관(3a)이 여과양수조(4)의 침전포트(11)와 연결되는 위치 역시 침전포트(11)의 가장자리측이 되도록 함으로서, 와류침전조(2)로부터 낙차수압에 의하여 여과양수조(4)의 침전포트(11)로 유입된 사육수가 해당 침전포트(11)의 내부에서 선회식 소용돌이 흐름으로 조성되도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 여과양수조(4)의 내부에 설치되는 다수 개의 팩키지형 생물여과기(5)는, 유출공이 형성된 파이프 형상의 여과기케이싱(21)과, 상기 여과기케이싱(21)의 개구된 상단부에 조립 설치되는 여과기덮개(22)와, 상기 여과기케이싱(21)의 내부에 삽입 설치되는 미생물 배양용 여과재와, 상기 여과기케이싱(21)의 바닥부에 제공되는 사육수의 유입통로를 주된 구성요소로 포함하여서 이루어지며, 여과양수조(4)의 바닥판(4a)에는 생물여과기(5)의 전체 하중을 보다 안정적으로 지지할 수 있도록 보강살 형태의 바닥보강대(4b)가 제공되어 있다.

상기 각각의 생물여과기(5)는 그 바닥부에 제공된 사육수 유입통로에 의하여 여과양수조(4)의 바닥판(4a)을 거쳐 하부측 침전포트(11)와 연통되며, 이로 인하여 해당 침전포트(11)로 유입된 사육수가 여과기케이싱(21)의 내부공간을 따라 상승된 다음, 여과기케이싱(21)의 여과재 및 유출공을 거쳐 외부로 배출되는 것인 바, 팩키지형 생물여과기(5)의 세부적인 구성은 도 4를 참조로 하여 이후에 상세하게 설명될 것이다.

상기와 같이 팩키지형 생물여과기(5)가 설치된 여과양수조(4)의 후방측(도면상 좌측)에는 다공판칸막이(18)를 사이에 두고 배출저수조(6)가 배치됨으로서, 각각의 생물여과기(5)를 거친 사육수, 즉 최종 처리수가 다공판칸막이(18)의 수류분산공(18a)을 통하여 배출저수조(6)로 유입되도록 이루어지며, 상기 배출저수조(6)에 밸브기구(V)를 구비하는 처리수배출관(8)이 연결 설치된다.

상기와 같이 처리수배출관(8)에 설치된 밸브기구(V)를 개방시켜 사육수가 유입되는 량만큼 처리수가 배출되도록 하는 방식으로 수처리 시스템(10)을 가동시킬 수도 있으나, 수처리 시스템(10)의 가동을 보다 합리적인 방식으로 자동화시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이를 위하여, 상기 처리수배출관(8)에는 밸브기구(V)를 지난 위치에 플랜지이음(9a) 방식으로 배수펌프(9)가 연결 설치되고, 상기 배출저수조(6)의 상단 모서리측 센서브라켓(6a)에는 배수펌프(9)의 제어를 위한 수위레벨센서(20)가 설치되며, 상기 배수펌프(9)는 별도의 펌프받침대(9b)상에 설치하여 물기가 많은 양식장의 바닥에 놓이지 않도록 하는 한편, 미도시된 제어케이블 또는 제어판넬을 거쳐 수위레벨센서(20)와 접속시키게 된다.

추가적인 사항으로서, 상기 배출저수조(6)의 중앙에는 침전유도파이프(19)가 수직 방향으로 설치되고, 상기 처리수배출관(8)은 배출저수조(6)의 벽체를 관통하여 침전유도파이프(19)의 하단개구부(19a)로 삽입 설치되며, 상기 처리수배출관(8)의 입구측은 소정의 길이만큼 상부 방향으로 연장되어 침전유도파이프(19)와 이중관 형태로 배치되어 있다.

이러한 방식으로 처리수배출관(8)에 침전유도파이프(19)를 적용하게 되면, 배출저수조(6)의 내부에서도 승하강 수류에 의한 고형물의 추가적인 침전을 유도할 수 있으며, 도면상 침전유도파이프(19)가 하부측 침전포트(11)에 의하여 지지되는 것으로 도시되어 있으나, 배출저수조(6)의 내부에 침전유도파이프(19)의 지지수단을 별도로 제공하는 것도 가능하다.

한편, 상기 살균침전조(1)의 내부에는 사육수공급관(7)의 출구와 마주보는 위치에 침전조절판(14)이 설치되는 바, 도면상 상기 사육수공급관(7)이 살균침전조(1)의 좌,우 측단부에 각각 연결되므로, 상기 침전조절판(14) 역시 살균침전조(1)의 좌,우 내측에 각각 1개씩 총 2개가 설치되며, 각각의 침전조절판(14)은 살균침전조(1)의 벽체 내측에 설치된 가이드프레임(14a)을 따라 상,하 방향의 위치조정이 가능하도록 이루어진다.

상기 침전조절판(14)은 사육수공급관(7)으로부터 살균침전조(1)로 유입되는 사육수의 흐름을 하부 방향으로 유도하는 기능을 수행하므로, 침전조절판(14)을 아래로 내리게 되면, 하부 방향의 흐름을 강하게 하여 고형물의 1차 침전량을 증가시킬 수 있고, 침전조절판(14)을 위로 올리게 되면, 하부 방향의 흐름을 약하게 하여 고형물의 1차 침전량을 줄일 수 있으며, 이러한 방식으로 생물여과기(5)의 여과재에 의한 고형물의 여과부하를 손쉽게 조정할 수 있는 것이다.

또 다른 한편으로, 도면상 상기 와류침전기(3)는 와류침전조(2)의 내부 좌,우측에 각각 1개씩 총 2개가 설치되어 있는 바, 이와 같이 2개의 와류침전기(3)를 배치하게 되면, 와류챔버(15)에 의한 고형물의 2차 침전부하를 1/2로 줄일 수 있으며, 해당 구조에 입각하여 상기 배출저수조(6)의 경우도 중앙측 다공판칸막이(18)에 의하여 좌,우측에 각각 1개씩 총 2개의 저수공간으로 구획되어 있다.

따라서, 배수펌프(9)가 구비된 처리수배출관(8)과 침전유도파이프(19) 역시 마찬가지로 각각의 저수공간마다 개별적으로 적용되어 있는 바, 각각의 저수공간이 중앙측 다공판칸막이(18)를 사이에 두고 서로 연통된 상태에서 2대의 배수펌프(9)가 병렬식으로 연결되기 때문에, 하나의 배수펌프(9)가 고장이나 오작동을 일으키더라도 나머지 배수펌프(9)로 처리수의 배출작업이 가능하게 되는 것이며, 배출저수조(6)용 침전포트(11) 및 수위레벨센서(20)의 경우도 각각의 저수공간에 개별적으로 적용시키는 것이 유리하다.

도 3에 도시된 것은 본 발명에 따른 수처리 시스템(10)의 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 살균침전조(1)와 배출저수조(6)의 상단부에 수조덮개(10a)를 설치하는 한편, 상기 수조덮개(10a)의 하측에 방수기능을 가진 자외선램프(10b)를 추가로 설치한 것이다.

상기 살균침전조(1)에서 오존가스에 의한 살균처리가 수행될 경우, 살균침전조(1)의 수조덮개(10a)에는 오프가스(Off-gas: 수중에 용해되지 아니하고 방출되는 가스)에 의한 내압상승 방지를 위하여 에어벤트관(26)을 설치하는 것이 바람직하고, 자외선램프(10b)의 작동을 위한 스위치 및/또는 자외선램프(10b)의 작동여부를 외부로 표시하는 지시등과 같은 수단은 수조덮개(10a)의 상부측에 배치시키는 것이 유리하다.

상기와 같은 수조덮개(10a)의 적용에 따라 살균침전조(1)에 침전조절판(14)을 설치하는 대신, 사육수공급관(7)의 출구측이 살균침전조(1)의 하부측 벽체를 관통하여 소정의 길이만큼 상부 방향으로 연장되도록 함으로서, 사육수의 상승 수류를 통한 고형물의 1차 침전이 유도되도록 하였고, 여과양수조(4)에 구비되는 팩키지형 생물여과기(5) 또한 도 1 및 도 2에 도시된 것과는 다른 종류가 장착되었으며, 그 이외의 나머지 구성은 도 1 및 도 2를 기초로 하여 설명되어진 내용과 동일하게 이루어진다.

도 4의 (가) 및 (나)에서는 본 발명에 사용될 수 있는 팩키지형 생물여과기(5)의 대표적인 구조 및 설치상태를 나타내었는 바, 도 4의 (가)에 도시된 생물여과기(5)는 도 2의 수처리 시스템(10)에 적용되었고, 도 4의 (나)에 도시된 생물여과기(5)는 도 3의 수처리 시스템(10)에 적용되었으나, 각각의 생물여과기(5)는 수처리 시스템(10)의 종류에 상관없이 서로 교환하여 사용이 가능함을 밝혀두는 바이다.

먼저, 도 4의 (가)에 도시된 팩키지형 생물여과기(5)는, 파이프 형상의 여과기케이싱(21)과, 상기 여과기케이싱(21)의 개구된 상단부에 조립 설치되는 여과기덮개(22)와, 상기 여과기케이싱(21)의 내측 중심부를 따라 수직 방향으로 설치되는 센터파이프(23)와, 상기 여과기케이싱(21) 및 센터파이프(23)의 사이에 삽입 설치되는 여과시트(filtering sheet)(24)를 포함하여서 이루어지며, 여과기케이싱(21)과 여과기덮개(22)의 조립방식은 끼움 방식이나 나사체결 방식이 적용될 수 있다.

이와 더불어, 상기 여과시트(24)를 거쳐 사육수가 유동할 수 있도록, 여과기케이싱(21)과 센터파이프(23)의 전면(全面)에 걸쳐 사육수의 유출공(21a)(23a)이 관통 형성되고, 상기 센터파이프(23)의 상단부는 여과기덮개(22)의 내측 중앙에 돌출된 조립부(22a)와 조립 설치되는 한편, 센터파이프(23)의 하단부는 여과기케이싱(21)의 바닥면에 형성된 조립구멍(21b)을 관통하도록 설치되며, 여과기덮개(22)와 센터파이프(23)의 조립방식 역시 마찬가지로 체결부(23b)에 의한 나사체결 방식이나 끼움 방식이 적용될 수 있다.

따라서, 상기 센터파이프(23)의 하단측 유입구(23c)가 사육수의 유입통로를 제공하게 되는 것이며, 도 2 및 도 4의 (가)에서와 같이 여과양수조(4)의 바닥판(4a)에는 각각의 생물여과기(5)를 하부측 침전포트(11)와 연통시키기 위한 바닥구멍(4d)이 형성되고, 상기 각각의 바닥구멍(4d) 상부측에는 여과기케이싱(21)의 하단부가 착탈 가능하게 조립되는 파이프 형상의 여과기장착대(4c)가 바닥판(4a)상에 고정 설치된다.

도 4의 (가)에 도시된 생물여과기(5)용 여과시트(24)는 사육수에 포함된 미세고형물과 유기물 성분의 부착 및 미생물의 배양을 달성할 수 있는 소재라면 어떠한 소재를 적용하더라도 무방하지만, 여과기케이싱(21)의 높이에 해당하는 폭과 소정의 길이를 가지는 섬유 소재의 그물망 시트를 센터파이프(23)를 중심으로 말아 놓은 형태로 설치하는 것이 여과재의 손쉬운 장착과 분리 및 여과재의 효과적인 재활용 측면에서 가장 바람직하다.

상기 그물망 시트의 제작에 사용되는 그물실은 해수에 대한 내부식성이 우수한 합성섬유, 예를 들어 나일론 섬유나 폴리에스테르 섬유 또는 아크릴 섬유 등을 사용하는 것이 유리하지만, 필요에 따라서는 천연섬유를 사용할 수도 있으며, 미세고형물과 유기물 성분의 부착성능 및 미생물의 배양성능을 보다 더 확실하게 보장할 수 있도록, 여러 가닥의 얇은 섬유사(纖維絲)를 꼬아서 합사(合絲)시킨 그물실을 사용하는 것이 유리하고, 그물실의 표면에 무수히 많은 기모(起毛)를 제공할 수 있는 섬유 제품이라면 최적이라고 볼 수 있다.

도 4의 (나)에 도시된 팩키지형 생물여과기(5)는, 파이프 형상의 여과기케이싱(21)과, 상기 여과기케이싱(21)의 개구된 상단부에 조립 설치되는 여과기덮개(22)를 기본 구성요소로서 포함하는 한편, 여과기케이싱(21)의 내부공간에 미생물 배양용 여과재로서 펠렛필터(Pellet filter: 입자형 필터)(25)가 충진된 구성으로 이루어진다.

이와 더불어, 상기 유출공(21a)은 여과기케이싱(21)의 상단부에 걸쳐 관통 형성시키고, 상기 사육수 유입통로는 여과기케이싱(21)의 바닥면에 제공된 유입공(21c)이 되도록 함으로서, 여과기케이싱(21)의 바닥부를 통하여 유입된 사육수가 펠렛필터(25)에 의한 전체 여과경로를 거친 후 여과기케이싱(21)의 상단부로 배출되도록 하였으며, 생물여과기(5)의 장착을 위하여 여과양수조(4)의 바닥판(4a)에 제공되는 바닥구멍(4d) 및 여과기장착대(4c)는 도 4의 (가)에서 설명되어진 것과 동일하게 이루어진다.

상기 펠렛필터(25)는 자갈 등의 골재 또는 패각(貝殼: 조개껍데기)이나 다공성 플라스틱 입자 중에서 택일한 것을 사용할 수도 있고, 상기 소재를 2종 또는 그 이상으로 혼합시켜 사용할 수도 있으며, 이외에도 사육수에 포함된 미세고형물과 유기물 성분의 부착 및 미생물의 배양을 달성할 수 있는 다공질의 고체입자라면 어떠한 종류의 것을 사용하더라도 무방하다.

본 발명의 수처리 시스템(10)을 구성하는 주요 부품의 대표적인 설계 치수를 아래의 표 1에 나타내었으나, 본 발명에 따른 수처리 시스템(10)이 아래의 표 1에 기재된 치수범위로 한정되는 것을 의미하지는 아니하며, 사육수의 처리용랑에 맞추어 이보다 큰 치수 또는 작은 치수로 얼마든지 변경하여 적용시킬 수 있음은 물론이다.

표 1

부품명	치수조건
살균침전조(1)	폭: 800mm, 길이: 200mm, 높이: 520mm
와류침전조(2)	폭: 800mm, 길이: 350mm, 높이: 520mm
여과양수조(4)	폭: 800mm, 길이: 600mm, 높이: 520mm
배출저수조(6)	폭: 800mm, 길이: 300mm, 높이: 520mm
침전포트(11)	폭,길이: 상부측 수조 치수와 동일, 높이: 200mm
와류챔버(15)	직경: 300mm, 높이: 200mm
스탠드파이프(16)	직경: 70mm, 높이: 200mm
침전유도파이프(17)	직경: 250mm, 높이: 300mm
다공판칸막이(18)	(여과양수조측) 폭: 800mm, 높이: 520mm,수류분산공: 5~10mm
	(배출저수조측) 폭: 300mm, 높이: 400mm,수류분산공: 5~10mm
침전유도파이프(19)	직경: 200mm, 높이: 400mm
여과기케이싱(21)	직경: 70mm, 높이: 500mm, 유출공: 3~5mm
센터파이프(23)	직경: 16mm, 높이: 520mm, 유출공: 3~5mm
배관라인(직경)	사육수공급관,처리수배출관,낙차유도관:125mm유입관: 30mm, 드레인배관 및 연결관: 50mm

또한, 와류침전조(2)의 내부에 2개의 와류침전기(3)가 설치되고, 여과양수조(4)의 내부에는 폭 방향으로 8개, 길이 방향으로 6개로 하여 총 48개의 팩키지형 생물여과기(5)가 설치된 것으로 도시되어 있으나, 사육수의 처리용량과 수조의 크기 등에 맞추어 이들의 배치형태나 적용갯수는 임의대로 조정이 가능함을 밝혀두는 바이다.

그리고, 배수펌프(9)를 제외한 각 부품의 재질은 PVC와 같은 내식성 플라스틱 소재를 사용하는 것이 바람직하고, 상기 밸브기구(V)는 동일 소재를 이용한 수동 개폐식 볼밸브가 바람직하며, 각각의 수조에 저장된 사육수 또는 처리수의 오버플로우를 미연에 방지할 수 있도록, 스탠드파이프(17)(19)와 생물여과기(5)의 최상단측 높이, 즉 사육수 및 처리수의 저장수위는 수조높이보다 2~5cm 정도 아래에 위치토록 하는 것이 유리하다.

이하, 상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 수처리 시스템(10)를 이용하여 사육수를 처리하는 일련의 과정을 도 2 및 도 3을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 양식장의 양식수조로부터 배출되는 사육수가 사육수공급관(7)을 따라 살균침전조(1)로 유입되기 이전에 미도시된 오존발생기를 이용하여 사육수중에 오존가스가 혼입되도록 하며, 이와 같이 오존가스가 혼입된 상태로 살균침전조(1)로 유입된 사육수는 오존가스에 의한 살균처리가 수행되는 한편, 사육수에 포함된 비교적 큰 입자의 고형물은 살균침전조(1)의 내부에서 침전포트(11)를 향하여 1차적으로 침전 처리된다.

앞에서 언급된 바와 같이, 살균침전조(1)에서의 고형물 침전량은 침전조절판(14)의 위치를 상,하 방향으로 조정시키는 것에 의하여 가감시킬 수 있고, 사육수에 오존가스를 혼입시키는 방식과 더불어, 또는 이러한 방식 대신에 살균침전조(1)에 자외선램프(10b)를 설치하여 자외선에 의한 살균처리를 수행하는 것도 가능하며, 살균침전조(1)에서 살균처리를 수행하지 않고 단순히 고형물의 침전처리만을 수행하는 것도 가능하다.

상기와 같이 살균침전조(1)의 내부에서 살균 및 1차 고형물 처리가 이루어진 사육수는 유입관(15a)을 거쳐 와류침전기(3)의 와류챔버(15)로 공급되는 한편, 접선 방향의 유입경로에 의하여 원통 형상의 와류챔버(15) 내부에서 사육수가 선회식의 소용돌이 흐름으로 조성됨에 따라, 와류챔버(15)의 내부에서 침전포트(11)를 향한 고형물의 2차 침전이 이루어진다.

상기와 같이 와류챔버(15)의 내부에서 고형물의 2차 침전이 이루어진 사육수는 와류침전기(3)의 스탠드파이프(16)를 따라 상승한 다음, 침전유도파이프(17)의 내부 공간을 따라 다시 하강하여 침전유도파이프(17) 하단의 배출공(17a)으로 빠져 나가게 되며, 이러한 사육수의 승하강 흐름에 따라 와류챔버(15)의 상부면을 통한 고형물의 3차 침전이 이루어지게 된다.

상기와 같이 침전유도파이프(17)의 배출공(17a)을 빠져 나와 와류침전조(2)의 내부에 저장되는 사육수는 낙차유도관(3a)을 거쳐 여과양수조(4) 하부측의 침전포트(11)로 유입되는 한편, 접선 방향의 유입경로에 의하여 해당 침전포트(11)의 내부에서 사육수가 선회식의 소용돌이 흐름으로 조성됨에 따라, 침전포트(11)의 내부에서 고형물의 추가적인 침전작용이 이루어지게 된다.

상기와 같은 과정을 거친 사육수는 여과양수조(4)의 바닥판(4a)에 설치된 각각의 생물여과기(5) 내부로 유입된 다음, 생물여과기(5) 내부의 여과재, 즉 여과시트(24) 또는 펠렛필터(25)를 거쳐 생물여과기(5)의 외부로 빠져 나오게 되며, 이와 같이 생물여과기(5)를 거친 최종 처리수는 다공판칸막이(18)를 거쳐 배출저수조(6)의 내부에 저장된다.

상기와 같이 배출저수조(6)의 내부에 저장된 최종 처리수는 수위레벨센서(20)에 의한 배수펌프(9)의 작동에 따라 처리수배출관(8)을 거쳐 양식장의 외부로 배출되거나, 양식장에 구비된 최종 여과장치, 예를 들어 폭기방식의 미생물여과기 등으로 공급되며, 배수펌프(9)가 설치되지 아니한 경우는 처리수배출관(8)에 설치된 밸브기구(V)를 이용하여 해당 작업을 수행할 수 있다.

특히, 수위레벨센서(20)에 의한 배수펌프(9)의 제어방식을 적용하게 되면, 도 2 및 도 3에서와 같이 펌프가동 수위로부터 펌프정지 수위에 이르기까지 여과양수조(4)의 주기적인 수위변동조절이 가능하게 되며, 이로 인하여 여과양수조(4)에 장착된 각 생물여과기(5) 내부의 여과재, 즉 여과시트(24) 또는 펠렛필터(25)가 공기중에 노출되는 주기를 적절하게 조절시킴으로서, 해당 여과재를 통한 산소공급과 이산화탄소(CO₂) 제거를 용이하게 수행할 수 있는 유용한 잇점을 제공할 수 있다.

한편, 최종 처리수의 배출시 침전유도파이프(19)의 하단부를 거쳐 처리수배출관(8)의 입구측으로 최종 처리수가 유입되는 과정에서도 처리수의 승하강 흐름이 조성되는 바, 이로 인하여 배출저수조(6)의 내부에서도 해당 침전포트(11)를 향한 고형물의 추가적인 침전처리가 이루어지는 것이며, 각각의 침전포트(11)에 슬러지 형태로 저장된 고형물 성분은 드레인배관(12) 및 연결관(13)에 설치된 밸브기구(V)를 사용하여 요구하는 시점에 요구하는 량만큼 배출시킬 수 있는 것이다.

상기와 같이 사육수의 살균 및 고형물의 1차 침전과, 와류 및 승하강 수류에 의한 고형물의 2,3차 침전과, 팩키지형 생물여과기(5)의 여과재를 통한 여과작용 및 최종 처리수의 추가적인 침전과정을 통하여 양식수조로부터 배출된 사육수의 효율적인 복합식 고도처리가 가능하게 됨은 물론이고, 사육수를 배출시키지 아니하는 조건하에서 각각의 팩키지형 생물여과기(5)를 손쉽게 분리하여 여과재의 세척 작업이나 교체 작업 또한 매우 신속하고 용이하게 수행할 수 있다.

그리고, 각각의 생물여과기(5)에 적용된 여과재로서 여과시트(24) 또는 펠렛필터(25)에 부착 및 누적되는 미세고형물과 유기물 성분은 여과층의 두께에 따라 사육수의 생물학적 여과처리에 유용한 미생물이나 박테리아, 예를 들어 니트로소모나스(Nitrosomonas)와 니트로박터(Nitrobacter) 등이 배양될 수 있는 최적의 기질을 제공하므로, 수처리 시스템(10)의 가동 후 일정한 기간이 경과하면, 각 생물여과기(5)의 여과재에 유용한 미생물이나 박테리아가 고농도로 대량 배양되어 사육수의 물리적 여과 뿐만 아니라 생물학적 여과처리 또한 가능하게 된다.

물론, 수처리 시스템(10)의 가동과 동시에 미생물에 의한 사육수의 여과처리가 수행될 수 있도록, 여과시트(24) 또는 펠렛필터(25)를 생물여과기(5)의 여과기케이싱(21)으로 투입시키기 이전에 해당 여과재에 미생물을 미리 접종 및 배양시켜 놓을 수도 있으며, 이러한 방식으로 각각의 생물여과기(5)에서 고형물의 물리적 여과와 미생물 여과를 동시에 수행하여 우수한 여과성능을 제공할 수 있는 한편, 여과시트(24) 또는 펠렛필터(25)에 부착된 미세고형물과 유기물 성분을 매우 손쉽고 효과적으로 재활용할 수 있다.

상기 재활용 방안의 대표적인 예로서는, 본 발명의 수처리 시스템(10)을 이용하여 사육수의 여과처리를 수행하는 과정에서, 각 생물여과기(5)의 여과재에 미세고형물과 유기물 성분이 대량으로 부착될 경우, 해당 여과재를 생물여과기(5)의 여과기케이싱(21)으로부터 분리한 다음, 이를 새우나 해삼 또는 바닷가재와 같은 다른 수산생물의 양식수조에 그대로 투입시키는 것이며, 여과재를 빼낸 여과기케이싱(21)의 내부에는 새로운 여과재를 다시 장착시키거나, 이종(異種) 수산생물에 의해 청소가 이루어진 여과재를 재장착시켜 사용할 수 있다.

즉, 여과시트(24) 또는 펠렛필터(25)에 부착된 미세고형물과 유기물 및 배양미생물은 새우나 해삼 또는 바닷가재와 같은 수산생물에게 있어 양질의 먹이가 되므로, 여과시트(24) 또는 펠렛필터(25)를 해당 수산생물의 양식수조에 그대로 투입시킬 경우, 여과시트(24) 또는 펠렛필터(25)측으로 새우나 해삼 또는 바닷가재 등이 모여 들어 여과시트(24) 또는 펠렛필터(25)에 부착된 미세고형물과 유기물 및 배양미생물을 먹이로 섭취한다는 것이다.

이로 인하여, 새우나 해삼 또는 바닷가재 등의 양식을 위하여 투입되는 먹이 비용을 크게 절감시킬 수 있음은 물론이고, 해당 수산생물의 먹이활동 과정에서 여과시트(24) 또는 펠렛필터(25)의 청소가 자연스럽게 이루어지므로, 여과시트(24) 또는 펠렛필터(25)의 청소작업을 별도로 수행할 필요가 없이 먹이용도로 활용이 끝난 여과시트(24) 또는 펠렛필터(25)를 해당 수조로부터 꺼낸 다음, 생물여과기(5)의 여과기케이싱(21)에 즉시 재장착시켜 다시 사용할 수 있다.

다른 한편으로, 그물망 형태의 여과시트(24)에 대량으로 부착된 미세고형물과 유기물 성분을 양질의 유기비료로 재활용코자 할 경우에도, 상기 여과시트(24)를 담수가 저장된 수조에 담궈 놓기만 하면, 해수슬러지의 비료화 작업에 요구되는 탈염처리 역시 손쉽고 간편하게 수행할 수 있기 때문에, 여과시트(24)로 수거한 미세고형물과 유기물 성분을 매우 저렴한 비용으로 비료화시킬 수 있다.

이와 더불어, 각각의 침전포트(11)로 침전된 고형물 또한 최소한의 수분 함량을 가지는 슬러지 형태로 회수하여 양식어류의 성장상태나 질병 유무 등을 파악하는 시료의 용도 또는 그 이외의 다른 용도로 재활용이 가능토록 하는 등, 연간 3~4만톤에 달하는 양식장 배출수를 고형물과 함께 방류 또는 폐기시킴에 따른 경제적인 손실과 2차적인 환경오염을 방지하고, 양식장 배출수의 처리에 필요한 새로운 패러다임을 제시할 수 있는 것이다.

추가적인 사항으로서, 배출저수조(6)의 수위레벨센서(20)와 연계된 처리수배출관(8)의 배수펌프(9)를 이용하여 사육수의 유입으로부터 처리수의 배출에 이르기까지의 처리과정이 자동적으로 수행되도록 하는 한편, 사육수의 유입경로에 침전조절판(14)을 설치하여 고형물의 1차 침전량 및 이에 따른 여과재의 여과부하를 조정시킬 수 있도록 함에 따라, 보다 더 실용적인 방식의 수처리 시스템(10)을 제공할 수 있으며, 살균침전조(1)와 배출저수조(6)에 자외선램프(10b)를 추가로 설치하여 사육수의 살균 및 정화기능을 보다 더 극대화시킬 수 있다.

첨부된 도면을 기초로 하여 앞에서 설명되어진 전체적인 내용은 본 발명에 대한 이해의 편의를 돕기 위하여 최적 실시예만이 상세하게 설명되어진 것에 불과하며, 본 발명이 추구하고자 하는 기술적 사상의 범주를 벗어남이 없이 예시된 구조를 기초로 하여 다양한 변형 및 변경이 가능함은 당업자에게 명백한 사항임을 밝혀두는 바이다.

본 발명은 양식장의 양식수조로부터 배출된 사육수의 효율적인 복합식 고도처리 및 여과 과정을 거쳐 수거된 유용한 고형 성분의 경제적인 재활용이 가능토록 한 팩키지형 생물여과기를 구비하는 양식장 사육수의 복합 수처리 시스템에 관한 것으로서 산업상 이용가능한 발명이다.

Claims (10)

1. 양식장에서 사용된 사육수의 여과 처리를 위한 수처리 시스템에 있어서,

   상기 수처리 시스템(10)은, 사육수공급관(7)을 통하여 오존가스가 혼입된 상태의 사육수가 공급되는 살균침전조(1)와, 유입관(15a)에 의하여 상기 살균침전조(1)와 연결되는 와류침전기(3)가 내부 바닥판(2a)에 설치된 와류침전조(2)와, 낙차유도관(3a)에 의하여 상기 와류침전조(2)와 연결되고 내부 바닥판(4a)에는 다수 개의 팩키지형 생물여과기(5)가 일정한 간격을 두고 수직 방향으로 장착된 여과양수조(4)와, 다공판칸막이(18)를 사이에 두고 상기 여과양수조(4)의 측면부에 설치되는 배출저수조(6)와, 밸브기구(V)를 구비하는 상태로 상기 배출저수조(6)와 연결 설치되는 처리수배출관(8)을 포함하여서 이루어지며,

   상기 살균침전조(1)와 와류침전조(2) 및 여과양수조(4)와 배출저수조(6)의 하부에는 깔때기 형상의 침전포트(11)가 각각 설치되는 한편, 상기 각각의 침전포트(11) 하단에는 밸브기구(V)를 구비하는 드레인배관(12)이 연결 설치되고, 상기 낙차유도관(3a)은 와류침전조(2)로부터 하방으로 연장되어 여과양수조(4)의 침전포트(11)와 연결 설치되며,

   상기 와류침전기(3)는, 유입관(15a)에 의하여 살균침전조(1)와 연결되고 바닥면이 개구된 상태로 하부측 침전포트(11)와 연통되는 원통 형상의 와류챔버(15)와, 상기 와류챔버(15)의 상부면 중앙측을 관통하여 설치되는 스탠드파이프(16)와, 상기 스탠드파이프(16)를 에워싸는 형태로 와류챔버(15)의 상부면에 설치되는 한편, 스탠드파이프(16)보다 높은 위치까지 연장되는 침전유도파이프(17)로 이루어지고, 상기 침전유도파이프(17)의 하단부에는 배출공(17a)이 형성되며,

   상기 팩키지형 생물여과기(5)는, 유출공(21a)이 형성된 파이프 형상의 여과기케이싱(21)과, 상기 여과기케이싱(21)의 개구된 상단부에 조립 설치되는 여과기덮개(22)와, 상기 여과기케이싱(21)의 내부에 삽입 설치되는 미생물 배양용 여과재와, 상기 여과기케이싱(21)의 바닥부에 제공되는 사육수의 유입통로를 포함하여서 이루어지며,

   상기 여과양수조(4)의 바닥판(4a)에는 각각의 생물여과기(5)를 하부측 침전포트(11)와 연통시키기 위한 바닥구멍(4d)이 형성되고, 상기 각각의 바닥구멍(4d) 상부측에는 여과기케이싱(21)의 하단부가 착탈 가능하게 조립되는 파이프 형상의 여과기장착대(4c)가 바닥판(4a)상에 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 팩키지형 생물여과기를 구비하는 양식장 사육수의 복합 수처리 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 팩키지형 생물여과기(5)는, 여과기케이싱(21)의 내측 중심부를 따라 수직 방향으로 설치되는 센터파이프(23)를 추가로 포함하여서 이루어지며,

   상기 여과기케이싱(21)과 센터파이프(23)의 전면(全面)에 걸쳐 유출공(21a) (23a)이 관통 형성되고, 상기 미생물 배양용 여과재는 여과기케이싱(21)과 센터파이프(23)의 사이에 삽입 설치되는 여과시트(filtering sheet)(24)가 되며,

   상기 센터파이프(23)의 상단부는 여과기덮개(22)의 내측 중앙에 돌출된 조립부(22a)와 조립 설치되는 한편, 센터파이프(23)의 하단부는 여과기케이싱(21)의 바닥면을 관통하도록 설치되고, 상기 센터파이프(23)의 하단측 유입구(23c)가 사육수 유입통로를 제공함을 특징으로 하는 팩키지형 생물여과기를 구비하는 양식장 사육수의 복합 수처리 시스템.
3. 제 2항에 있어서, 상기 여과시트(24)는 여과기케이싱(21)의 높이에 해당하는 폭과 소정의 길이를 가지는 섬유 소재의 그물망 시트를 센터파이프(23)를 중심으로 말아 놓은 형태로 설치되는 것을 특징으로 하는 팩키지형 생물여과기를 구비하는 양식장 사육수의 복합 수처리 시스템.
4. 제 1항에 있어서, 상기 팩키지형 생물여과기(5)에 사용되는 미생물 배양용 여과재는 여과기케이싱(21)의 내부공간에 충진되는 펠렛필터(Pellet filter)(25)가 되며,

   상기 유출공(21a)은 여과기케이싱(21)의 상단부에 걸쳐 관통 형성되고, 상기 사육수 유입통로는 여과기케이싱(21)의 바닥면에 제공된 유입공(21c)이 되는 것을 특징으로 하는 팩키지형 생물여과기를 구비하는 양식장 사육수의 복합 수처리 시스템.
5. 제 4항에 있어서, 상기 펠렛필터(25)는 골재, 패각, 다공성 플라스틱 입자 중에서 택일한 것이나 이들을 혼합시켜 사용한 것임을 특징으로 하는 팩키지형 생물여과기를 구비하는 양식장 사육수의 복합 수처리 시스템.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리수배출관(8)에는 배수펌프(9)가 설치되고, 상기 배출저수조(6)에는 배수펌프(9)의 제어를 위한 수위레벨센서(20)가 설치되는 것을 특징으로 하는 팩키지형 생물여과기를 구비하는 양식장 사육수의 복합 수처리 시스템.
7. 제 6항에 있어서, 상기 배출저수조(6)의 중앙에는 침전유도파이프(19)가 수직 방향으로 설치되고, 상기 처리수배출관(8)은 배출저수조(6)의 벽체를 관통하여 침전유도파이프(19)의 하단개구부(19a)로 삽입 설치되며,

   상기 처리수배출관(8)의 입구측은 소정의 길이만큼 상부 방향으로 연장되어 침전유도파이프(19)와 이중관 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 팩키지형 생물여과기를 구비하는 양식장 사육수의 복합 수처리 시스템.
8. 제 7항에 있어서, 상기 와류침전기(3)는 와류침전조(2)의 내부 좌,우측에 각각 1개씩 총 2개가 설치되는 한편, 상기 배출저수조(6)는 중앙측 다공판칸막이(18)에 의하여 좌,우측에 각각 1개씩 총 2개의 저수공간으로 구획되며,

   상기 배출저수조(6)용 침전포트(11)는 각각의 저수공간 하부측에 개별적으로 적용되고, 배수펌프(9)가 구비된 상기 처리수배출관(8)과 침전유도파이프(19)도 각각의 저수공간마다 개별적으로 적용되는 것을 특징으로 하는 팩키지형 생물여과기를 구비하는 양식장 사육수의 복합 수처리 시스템.
9. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 살균침전조(1)의 내부에는 사육수공급관(7)의 출구와 마주보는 위치에 침전조절판(14)이 설치되며,

   상기 침전조절판(14)은 살균침전조(1)의 벽체 내측에 설치된 가이드프레임(14a)을 따라 상,하 방향의 위치조정이 가능하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 팩키지형 생물여과기를 구비하는 양식장 사육수의 복합 수처리 시스템.
10. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 살균침전조(1)와 배출저수조(6)의 상단부에는 수조덮개(10a)가 설치되고, 상기 수조덮개(10a)의 하측에는 자외선램프(10b)가 설치되는 것을 특징으로 하는 팩키지형 생물여과기를 구비하는 양식장 사육수의 복합 수처리 시스템.

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