WO2016006952A1 - 다양한 규모와 모양의 생물여과조 디자인이 가능한 양식장 사육수의 생물여과장치 및 생물여과시스템 - Google Patents

다양한 규모와 모양의 생물여과조 디자인이 가능한 양식장 사육수의 생물여과장치 및 생물여과시스템 Download PDF

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solids
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biofiltration
breeding
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이진환
박노백
김응오
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대한민국(관리부서:국립수산과학원)
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    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Definitions

  • the present invention relates to a biological filtration system and a biological filtration system of aquaculture farm breeding water for purifying the water quality of the breeding water discharged from the aquaculture farm, which is included in the breeding water by the bead deposited microorganisms contained in the interior space of the biofiltration tank.
  • the organic and inorganic matters are removed, and the solids that cannot be decomposed and removed by the microorganisms are sucked together with the breeding water by the solids separator provided at one side of the biofiltration tank, and then the solids are naturally precipitated inside the solids separator.
  • the filtered breeding water which is taken out to the outside of the biological filtration tank and concentrated by the solid concentrator, and the solids are separated, is sucked in the opposite direction to the settling direction of the solids inside the solid separator so that it can be taken out of the biological filtration tank. It is the field about the biological filtration system of the farm raising farm which consists of;
  • aquaculture farms in aquaculture have a relatively large amount of fish at a high density based on a limited amount of space and water, which leads to the metabolism of fish as well as various organic solids such as food waste and fish waste.
  • the generated protein component, ammonia component, carbon dioxide, etc. accumulate in the breeding water very quickly and contaminate the breeding water.
  • the breeding water used in the farm is discharged to remove the relatively large solids such as feed, feed residue, cultured animal wastes or the carcass carcasses contained in the breeding water.
  • a solid filtration device for degassing carbon dioxide components, and a biological filtration device for removing protein components, ammonia components, and oxides thereof, which are organic substances included in the breeding water supplied through the solid filtration apparatus, by microorganisms Most farms where water is filtered and reused are used in farms to form a circulating treatment system.
  • Korean Registered Patent No. 10-1247990 relates to a biological filtration tank having a solids removal function, which is filed by the applicant, and has a sedimentation tank for removing solids at the bottom of an aeration reactor equipped with a bubble disperser and a microorganism filter medium.
  • a flow cover is provided to provide a feed passage for the breeding water, and a large amount of microbial filter medium is allowed to flow evenly in the aeration reactor over the breeding water surface in a rotational manner.
  • the prior art is limited to the biological filtration tank of cylindrical structure, and high technology is required for the arrangement of the biological filtration tank and the operation of a plurality of plumbing facilities, and continuous research and development to increase the size and the filtration area of the biological filtration tank is required. It is required.
  • the present invention has been made to improve the problems according to the prior art related to the biofiltration system and biofiltration system of aquaculture farms, the conventional biofiltration system and biofiltration system of aquaculture farms are included in the breeding water using microorganisms Because the focus is on the removal of organic matter, solids such as ash contained in the breeding water cannot be removed by the microorganisms, but are returned to the natural or aquaculture breeding system as contained in the breeding water filtered by the microorganisms. Problems of precipitation and deposition therein occurred;
  • the filtered breeding water containing solids such as ash is naturally discharged as it is, problems such as water pollution and destruction of coastal ecosystems may occur due to excessive solid deposits in rivers or seas where the filtered breeding water is naturally discharged, or solids are contained.
  • the problem is that the mortality increases with the occurrence of disease of the fish due to the excessive mineral solids contained in the breeding water, and the main purpose is to provide a solution.
  • the present invention is to realize the desired object as described above,
  • a biological filtration tank connected to a water collecting passage to receive breeding water and accommodate in the internal space, and accommodate a plurality of beads in which the microorganisms for removing organic matter are deposited in the internal space;
  • Aeration means provided in a lower portion of the internal space of the biological filtration tank and aeration of air supplied from the outside of the biological filtration tank to the breeding water; It is provided with one or more in the inner space of the biological filtration tank, having a diameter of a size that the beads do not penetrate and has a plurality of suction holes for sucking the breeding water from which the organic matter is removed, the solids by standing the sucked breeding water
  • a solid separator separating the breeding water and the breeding water containing no solids;
  • Presenting a biofiltration device of aquaculture farm breeding water comprising a; solids concentrator for separating and condensing the solids in the breeding water containing the solids separated from the breeding water by the solids separator;
  • the breeding water containing the solids treated in the breeding water separation step is a solid concentrate is solidified by a solids concentrator, the breeding water containing no solids present a biological filtration system of aquaculture farm breeding water is configured to be re-supply to the farm do.
  • Biofiltration apparatus and biofiltration system of the farm breeding water according to the present invention presented as described above to remove the solids such as ash contained in the breeding water by inhaling the breeding water biofiltered by the microorganisms in the solids separator. Can be obtained;
  • the filtered breeding water After separating the solids which are not easily decomposed and removed by the microorganisms in the breeding water, the filtered breeding water can be naturally discharged, so that the water pollution problem caused by the solids discharge can be obtained.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a biological filtration apparatus for farming breeding water according to a preferred embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a perspective view showing the bead of the biofiltration apparatus of the breeding farm according to a preferred embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a perspective view showing a solid separator of the biofiltration apparatus of the breeding farm according to a preferred embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a cross-sectional perspective view showing a solid separator of the biofiltration apparatus of the breeding farm according to a preferred embodiment of the present invention.
  • 5 to 8 is a block diagram showing the arrangement of the biofiltration tank and the solid separator of the biofiltration system of the breeding farm according to a preferred embodiment.
  • the present invention relates to a biofiltration apparatus and a biofiltration system of aquaculture farm breeding water for purifying the water quality of the breeding water discharged from the aquaculture farm 10.
  • the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 8 showing embodiments of the present invention.
  • the breeding water supplied to the biological filtration tank 40 may be directly supplied to the biological filtration tank 40 of the present invention to be taken out from the farm 10, but collected from the farm 10 as shown in FIG. Collected in the furnace (20 '), and passes through the solid filtration device 30 for separating the large-sized solids such as feed, feed residue, cultured animal waste or aquaculture carcasses from the breeding water first, the breeding water It may be supplied to the biological filtration tank 40 through a pipe connecting the water collecting passage 20 and the biological filtration tank 40 through the collecting passage 20 to temporarily receive.
  • the biological filtration tank 40 is connected to the water collecting passage 20 to receive the breeding water received in the interior space, and to accommodate a plurality of beads 100 deposited with microorganisms to remove the organic matter in the interior space
  • the bead 100, aeration means 43 and the solid separator 50 according to the present invention as well as the breeding water is a configuration inherent in the interior space.
  • the pipe connection portion of the biological filtration tank 40 for accommodating the breeding water may be configured in any form as long as it is configured to stably supply the breeding water supplied to the biological filtration tank 40, Figure 1 and As described above, the biological filtration tank 40 is connected to the water collecting passage 20 to supply breeding water to the internal space, and forms a length in a vertical, horizontal or radial direction of the biological filtration tank 40 and is provided at one side of the internal space. And, it is preferable that the configuration further includes a pipe-shaped water jet injector 41 having a plurality of injection holes 42 in the longitudinal direction, so that the breeding water is evenly distributed and accommodated in the inner space.
  • the water injector 41 is connected to the end of the pipe portion connected to the water collecting passage 20 is supplied to the breeding water in the pipe, the breeding water flows through the hollow formed in the longitudinal direction, The breeding water is injected into the inner space of the biological filtration tank 40 through the injection hole 42 provided through the hollow and the outside and having a predetermined interval.
  • the injection hole 42 has a different diameter, the number of the injection holes 42, or the configuration spaced apart from each other, depending on the position of the pipe connected to the water jet (41), the breeding water It can be adjusted to be evenly sprayed into the inner space.
  • the plurality of injection holes 42 are configured to have different diameters, so that the breeding water is evenly sprayed into the inner space of the biological filtration tank 40 irrespective of the connection position of the pipe to the water jet 41 It is desirable to be configured to be.
  • the bead 100, the microorganisms are deposited is accommodated in the interior space of the biological filtration tank 40, a structure for removing by removing the organic matter contained in the breeding water contained in the interior space by using the microorganism.
  • the bead 100 has an effect of ensuring a wide contact area of the microorganisms to the breeding water, and has a size that is not sucked into the solid separator 50, the organic matter is removed the breeding water
  • the whole microorganism with the breeding water has an effect that is not carried out to the outside of the biological filtration tank (40).
  • the upper portion of the biological filtration tank 40 may be configured to have an open state so that the gas generated through the breath of microorganisms can be easily discharged into the atmosphere, having a closed state of a height such that the breeding water is not discharged It may be configured to include a vent (not shown) in a portion.
  • the bottom surface of the inner space of the biological filtration tank 40 may be configured to have a flat state, as shown in FIG. 1, the pipe or the water injector 41 connected to the water collecting passage 20 than the height of the portion configured
  • the water jet 41 may be configured to be inclined so that the height of the portion in the direction away from the unconstituted portion is lower.
  • the present invention inhales the solids contained in the breeding water by using the following solids separator 50 accommodated in the inner space, the effect of minimizing the amount of solids deposited on the bottom of the inner space of the biological filtration tank 40 is improved.
  • the bottom slope of the interior space of the biological filtration tank 40 can be configured to be 16 ⁇ 0 ° less than the slope of the bottom surface of the conventional space of the biological filtration tank 40.
  • one side (lower height portion) of the inclined bottom surface of the interior space of the biological filtration tank 40 is discharged to the outside of the biological filtration tank 40 to the bottom surface of the solid effluent is lowered
  • One or more drain holes 45 for draining the water from the biofiltration tank 40 may be provided.
  • the aeration means 43 is provided in the lower portion of the inner space of the biological filtration tank 40, the aeration of the air supplied from the outside of the biological filtration tank 40 to the breeding water, breathing of microorganisms (aerobic microorganisms) It provides the effect of supplying oxygen used for breeding water and the bead flow, and also prevents the solids contained in the breeding water from settling to the bottom of the inner space.
  • the aeration means 43 is configured in the form of a pipe having a predetermined length, one side is connected to the air pump configured on the outside of the biological filtration tank 40 is supplied with air, has a predetermined interval hollow and pipe It is preferable to be configured to supply air to the internal space in the form of bubbles through a plurality of vent holes 44 formed through the outside of the.
  • the aeration means 43 in the form of a pipe has a shape corresponding to the bottom surface of the inner space of the linear form, radial form or the biological filtration tank 40, it is preferable to be configured to evenly aerated air in the interior space.
  • At least one solid separator 50 is provided in the inner space of the biological filtration tank 40 and has a diameter of a size that the bead 100 does not penetrate, and a plurality of inhaling breeding water in which organic matter is removed. It is provided with a suction hole 51, and is configured to separate the breeding water containing solids and the breeding water containing no solids by standing the sucked breeding water, the total breeding water by condensing the solids contained in the breeding water by natural precipitation Is to separate the breeding water without the solids in.
  • the suction hole 51 has a diameter such that the beads 100 on which microorganisms are deposited cannot penetrate, thereby preventing the beads 100 from being introduced into the solid separator 50.
  • the suction pressure of the breeding water to the solid separator 50 may be formed by the inlet pressure of the breeding water supplied to the biological filtration tank 40, discharge of the breeding water containing no solids connected to the solid separator 50
  • the pump may be installed in the pipe for use, and may be formed by the operation of the installed pump.
  • the configuration of the solids separator 50 to separate the breeding water sucked into the solids separator 50 into the breeding water containing the solids and the breeding water not containing the solids is to settle the solids to the lower solids separator ( 50)
  • the lower part of the inside is configured to precipitate a relatively high concentration of solids
  • the solid separator is configured to allow the breeding water containing no concentration or solids at the top of the inside of the separator 50, each of the solids embedded in different locations If the included breeding water and the solid water does not contain the breeding water to be discharged through different discharge pipes may be any configuration.
  • the solid separator 50 of the present invention is closed at the top and the entrance and exit of the breeding water is blocked, the lower part has an open state, a plurality of suction holes 51 in which the breeding water containing the solid is sucked in the side portion
  • a hollow upper body 52a provided to penetrate the inside and the outside, and a lower body configured to be in the form of an inverted horn form to be discharged to the outside of the biological filtration tank 40 while being solidified at the same time as being fastened to the lower part of the body pipe
  • a hollow outer pipe 52 including 52b) Consists of a hollow horn or pipe form, the suction pipe is formed to form a length in a direction perpendicular to the hollow of the upper body 52a, the suction pipe sucked into the outer pipe 52 in the upper direction ( 53) and; It is more preferably configured to include; the inner pipe (54) for carrying out the breeding water sucked into the upper portion of the suction pipe (53) to the outside of the biological filtration tank (40).
  • the outer pipe 52 is composed of a connection of the upper body 52a and the lower body 52b as shown in FIG.
  • the upper body (52a) is composed of a hollow columnar shape having a horizontal cross section, such as a circular or polygonal, the upper portion may have a sealed type having a pipe or air discharge pipe of a length higher than the water surface
  • the biofiltration tank ( 40) the lower body having a top portion corresponding to the lower portion of the outer pipe 52 is configured to prevent the breeding water is drawn directly into the outer pipe 52 in the breeding water surface of the inner space (open) ( 52b).
  • the plurality of suction holes 51 provided to penetrate the inside and the outside of the upper body 52a on the side of the upper body 52a are configured to suck breeding water (breeding water from which organic matter is removed) including solids. to be.
  • the discharge pipe is equipped with a manual or automatic valve that can control the opening and closing of the pipe, it can be configured to control the discharge of the precipitated solid according to the user's intention.
  • the suction pipe 53 is configured in the form of a hollow horn or a pipe as shown in Figure 4, is formed with a length in a direction perpendicular to the hollow of the upper body 52a, is sucked into the outer pipe 52 It is a configuration to suck the breeding water in the upper direction.
  • the solid sucked together with the breeding water in the hollow of the outer pipe 52 is precipitated by its own weight and settled to the lower portion of the lower body 52b of the outer pipe 52, but the solids are separated to include a small amount of solids or solids. Breeding water that does not include is sucked in the upper direction as opposed to the solid precipitated in the lower direction by the suction force of the suction pipe 53 (or the pressing force of the pump installed in the pipe of the water collecting passage 20).
  • the inner pipe 54 is configured such that one side is fastened to a predetermined portion of the upper portion of the suction pipe 53, and the other side is fastened to the distal end of the discharge pipe, and biofiltration of the breeding water sucked into the suction pipe 53. It is the structure which carries out to the exterior of the water tank 40. At this time, the inner pipe 54 may be replaced by a discharge pipe.
  • the solid concentrator 60 is configured to separate the solids and the breeding water by receiving the breeding water in which the solid precipitated in the hollow bottom of the solid separator 50 is concentrated at a high concentration from the solids separator 50.
  • General constitutions such as a filter, a hydrocyclone using centrifugal force, or a precipitation tank using natural sedimentation may be appropriately selected and used.
  • the biological filtration step (S100) is supplied to the biological filtration tank 40 in which the microorganisms are accommodated through the water collecting passage 20, by using the microorganisms to decompose the organic matter of the breeding water to organic matter in the breeding water
  • the breeding water is sprayed and supplied by the water injector 41 mounted at the end (inner space side) of the pipe connected to the water collecting passage 20 so that the breeding water can be evenly distributed and supplied in the inner space of the biological filtration tank. desirable.
  • the environment in the biofiltration tank 40 during the biofiltration step (S100) maintains an appropriate temperature or pH depending on the type of microorganisms deposited on the beads 100 accommodated in the inner space of the biofiltration tank 40, It is desirable to be configured to activate the feeding activity of.
  • the lower portion of the inner space of the biological filtration tank 40 is provided with aeration means 43 to supply oxygen necessary for breathing aerobic microorganisms, and to prevent the solids from settling to the bottom surface of the interior of the biological filtration tank 40. can do.
  • the breeding water which is left in the solid separator 50 may be finely flowed by the flow force generated by the suction force by the suction pipe 53 inside the solid separator 50.
  • the biological filtration step (S100) and the breeding water separation step (S200) of the biological filtration system of aquaculture farm breeding water according to the present invention is disposed as shown in Figs.
  • the effect of maximizing the biofiltration capacity and the solids removal capacity by the biofiltration system Can be realized.
  • the plurality of biological filtration tanks 40 each having a plurality of solids separators 50 are continuously disposed, and then discharged from the first biological filtration tank 40.
  • the biological filtration tank 40 and the solid separator 50 may be supplied to the second biological filtration tank 40 to supply the breeding water containing no solids so that the organic matter and solids may be left in the breeding water again. Can be arranged.
  • the portion of the pipe connected to the collecting passage 20 in the form of the biological filtration tank 40 is configured to be wide, a plurality of solids separator 50 in a position corresponding to the opposite direction of the pipe It is provided in a predetermined portion of the internal space, the solids density of the breeding water accommodated in the inner space side where the solid separator 50 is located, higher than the breeding water of the pipe position is located, the high concentration of the initially sucked into the solid separator 50 Biofiltration tank (40) to increase the rate of biological filtration by allowing the breeding water containing solids and the breeding water containing a low concentration of solids sucked in the late stage to be treated in different conditions for breeding water (S200). ) And the solid separator 50 may be disposed.
  • the biological filtration tank 40 is produced in a waveform having a predetermined length, or the diaphragm having a predetermined length is installed in the internal space of the biological filtration tank 40, and the concave and convex portions of the waveform are formed.
  • the biofiltration tank is provided with a solid separator 50 at each of the corresponding portions, so that the amount of solids sucked into the solid separator 50 provided in the concave and convex portions where the solids precipitate is encouraged rather than the convex and convex portions of the corrugation. 40 and the solid separator 50 may be disposed.
  • the arrangement of the biofiltration tank 40 and the solid separator 50 applied to the biofiltration system of the farm breeding water according to the present invention is not limited to the above-described arrangement, Arrangement is also possible.

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Abstract

본 발명은 육상의 양식장에서 배출된 사육수의 수질을 정화하기 위한 양식장 사육수의 생물여과장치 및 생물여과시스템에 관한 것으로서, 생물여과수조의 내부공간에 수용된 미생물이 증착된 비드에 의하여 사육수에 포함된 유기물이 제거되고, 미생물에 의하여 제거되지 못하는 고형물은 생물여과수조의 일측에 구비된 고형물 분리기로 사육수와 함께 흡입된 이후, 고형물 분리기의 내부에서 고형물은 자연침전되어 소량의 사육수와 함께 생물여과수조의 외부로 반출되어 고형물 농축기에 의하여 농축되고, 고형물이 분리된 여과된 사육수는 고형물 분리기의 내부에서 고형물의 침전방향과는 반대방향으로 흡입되어 생물여과수조의 외부로 반출될 수 있도록 구성되는 양식장 사육수의 생물여과장치 및 생물여과시스템에 관한 것이다. 또한 본 발명은 미생물에 의하여 생물여과된 사육수를 고형물 분리기에 흡입시켜 사육수에 포함된 회분과 같은 고형물을 제거할 수 있는 효과를 얻을 수 있고; 고형물 방류로 인한 수질 오염문제를 해결하는 효과를 얻을 수 있으며; 고형물이 제거된 여과 사육수를 양식장이 재사용하는 경우에도, 무기질 고형물이 재사용 여과 사육수에 거의 포함되지 않기 때문에, 과도한 무기질 고형물의 조성에 의한 양식어 발병 및 폐사를 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

다양한 규모와 모양의 생물여과조 디자인이 가능한 양식장 사육수의 생물여과장치 및 생물여과시스템
본 발명은 육상의 양식장에서 배출된 사육수의 수질을 정화하기 위한 양식장 사육수의 생물여과장치 및 생물여과시스템에 관한 것으로서, 생물여과수조의 내부공간에 수용된 미생물이 증착된 비드에 의하여 사육수에 포함된 유ㆍ무기물이 제거되고, 미생물에 의하여 분해 및 제거되지 못하는 고형물은 생물여과수조의 일측에 구비된 고형물 분리기로 사육수와 함께 흡입된 이후, 고형물 분리기의 내부에서 고형물은 자연침전되어 소량의 사육수와 함께 생물여과수조의 외부로 반출되어 고형물 농축기에 의하여 농축되고, 고형물이 분리된 여과된 사육수는 고형물 분리기의 내부에서 고형물의 침전방향과는 반대방향으로 흡입되어 생물여과수조의 외부로 반출될 수 있도록 구성되는 양식장 사육수의 생물여과장치에 관한 분야이고;
미생물을 이용하여 사육수에서 유기물을 제거하는 생물여과단계와 유기물이 제거된 사육수에서 고형물이 포함된 소량의 사육수와 고형물이 미포함된 사육수로 분리하는 사육수 분리단계를 포함하여 구성되는 양식장 사육수의 생물여과시스템에 관한 분야이다.
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 유기질 고형물뿐만 아니라, 어류의 대사과정에서 발생한 단백질 성분이나 암모니아 성분 및 이산화탄소 등이 매우 빠른 시간 내에 사육수에 축적되어 사육수가 오염된다.
따라서, 사육수의 수질을 일정한 수준으로 유지시킬 수 있도록, 양식장에서 사용된 사육수를 배출시켜 사육수에 포함된 사료, 사료찌꺼기, 양식생물 배설물 또는 양식어 사체 등과 같은 크기가 비교적 큰 고형물을 제거하는 한편, 이산화탄소 성분을 탈기시키는 고형물여과장치와, 상기 고형물여과장치를 거쳐 공급된 사육수에 포함된 유기질 물질인 단백질 성분과 암모니아 성분 및 이들의 산화물질을 미생물에 의하여 제거시키는 생물학적 여과장치가 사육수를 여과하여 재사용하는 대부분의 양식장에 순환식 처리시스템을 이루도록 양식장에 설비되어 사용된다.
다음은 양식장 사육수의 생물여과장치에 관한 대표적인 종래기술이다.
국내등록특허 제10-1247990호는 본 출원인이 선출원한 고형물 제거기능이 겸비된 생물여과조에 관한 것으로서, 기포분산기와 미생물 여과매질이 구비된 폭기반응조의 하부에 고형물의 제거를 위한 침전조를 배치시키고, 폭기반응조와 침전조를 구획하는 격판에 사육수의 상승통로를 제공하는 유동덮개를 설치하는 한편, 다량의 미생물 여과매질이 폭기반응조의 내부에서 사육수의 수면을 넘어 선회식으로 골고루 유동될 수 있도록 함으로서, 고형물의 1차 여과와 미생물에 의한 2차 여과가 서로 간섭을 일으키지 않고 효율적으로 분리 수행되도록 하는 동시에, 미생물 여과매질을 사육수 및 공기와 접촉시켜 생물학적 여과성능이 극대화되도록 하며, 폭기반응조에 저장된 사육수와 미생물 여과매질의 배출을 차단시킨 상태에서 침전조의 용이한 세척작업이 가능토록 함은 물론, 사육수의 공급과 처리수의 배출이 이중배관에 의하여 보다 효과적으로 유도되도록 하고, 침전조로 공급되는 사육수를 수리학적 낙차 방식에 의한 선회식 다회류 흐름으로 유도하여 고형물의 침전 및 여과기능 또한 극대화시키며, 에어주입관과 기포분산기를 유동덮개와 함께 폭기반응조의 중심부에 배치하는 한편, 거품배출관을 포함하는 나머지 배관구조는 폭기반응조의 내측 가장자리에 배치하여 한층 더 콤펙트한 여과장치를 제공할 수 있도록 한 고형물 제거기능이 겸비된 생물여과조를 제시하였다.
하지만 상기 종래기술은 원통형 구조의 생물여과조에 국한되어 적용되며, 생물여과조의 배치와 다수의 배관 설비 및 장비 운영에 고도의 기술이 요구되며, 생물여과조의 크기와 여과면적 증대를 위한 지속적인 연구개발이 요구되는 실정이다.
본 발명은 양식장 사육수의 생물여과장치 및 생물여과시스템에 관한 종래기술에 따른 문제점들을 개선하고자 안출된 기술로서, 종래 양식장 사육수의 생물여과장치 및 생물여과시스템은 미생물을 이용하여 사육수에 포함된 유기물의 제거에 주안점을 두기 때문에, 사육수에 포함된 회분과 같은 고형물은 미생물에 의하여 제거되지 못하고, 미생물에 의하여 여과된 사육수에 포함된 상태로 자연방류 또는 양식 사육수에 회류되거나 양식시스템 내부에 침전 및 퇴적되는 문제가 발생하였고;
회분과 같은 고형물이 포함된 여과 사육수를 그대로 자연방류하면, 여과 사육수가 자연방류된 하천 또는 바다에 과도한 고형물 퇴적으로 인하여 수질 오염은 물론 연안생태계 파괴 등의 문제가 이 발생하거나, 고형물이 포함된 여과 사육수를 그대로 양식장에서 재사용하면, 사육수에 포함된 과도한 무기질 고형물의 조성에 의하여 양식어의 질병 발생과 함께 폐사율이 높아지는 문제가 발생하여, 이에 대한 해결점을 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자,
집수로와 연결되어 사육수를 공급받아 내부공간에 수용하고, 유기물을 제거하는 미생물이 증착된 다수 개의 비드를 내부공간에 수용하는 생물여과수조와; 상기 생물여과수조의 내부공간 하부에 구비되고, 생물여과수조의 외부에서 공급되는 공기를 사육수에 폭기시키는 폭기수단과; 상기 생물여과수조의 내부공간에 하나 이상 구비되고, 상기 비드가 관통하지 못하는 크기의 직경을 가지고 유기물이 제거된 사육수를 내부로 흡입하는 다수 개의 흡입홀을 구비하며, 흡입된 사육수를 정치시켜 고형물이 포함된 사육수와 고형물이 미포함된 사육수로 분리하는 고형물 분리기와; 상기 고형물 분리기에 의하여 사육수에서 분리된 고형물이 포함된 사육수에서 고형물을 분리하여 농축시키는 고형물 농축기;를 포함하여 구성되는 양식장 사육수의 생물여과장치를 제시하고,
집수로를 통하여 미생물이 수용된 생물여과수조에 사육수를 공급받고, 미생물을 이용하여 사육수의 유기물을 분해하여 사육수에서 유기물을 제거하는 생물여과단계와; 상기 생물여과단계 처리된 사육수를 다공성 필터가 구비된 고형물 분리기로 흡입하여, 고형물이 포함된 사육수와 고형물이 미포함된 사육수를 분리하는 사육수 분리단계와; 상기 사육수 분리단계 처리된 고형물을 포함하는 사육수는 고형물 농축기에 의하여 고형물이 농축처리되고, 고형물이 미포함된 사육수는 자연방출 또는 양식장으로 재공급되도록 구성되는 양식장 사육수의 생물여과시스템을 제시한다.
상기와 같이 제시된 본 발명에 의한 양식장 사육수의 생물여과장치 및 생물여과시스템은 미생물에 의하여 생물여과된 사육수를 고형물 분리기에 흡입시켜 사육수에 포함된 회분과 같은 고형물을 제거할 수 있는 효과를 얻을 수 있고;
미생물에 의하여 쉽게 분해되어 제거되지 못하는 고형물을 사육수에서 분리한 후, 여과된 사육수를 자연방류 가능하기 때문에, 고형물 방류로 인한 수질 오염문제를 해결하는 효과를 얻을 수 있으며;
고형물이 제거된 여과 사육수를 양식장에서 재사용하는 경우에도, 무기질 고형물이 재사용 여과 사육수로부터 지속적으로 제거되기 때문에, 과도한 무기질 고형물의 농축으로 인한 양식어의 폐사를 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 양식장 사육수의 생물여과장치의 구성을 나타내는 블럭도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 양식장 사육수의 생물여과장치의 비드를 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 양식장 사육수의 생물여과장치의 고형물 분리기를 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 양식장 사육수의 생물여과장치의 고형물 분리기를 나타내는 단면 사시도.
도 5 내지 8은 바람직한 실시예에 의한 양식장 사육수의 생물여과시스템의 생물여과수조와 고형물 분리기의 배치를 나타내는 블럭도.
본 발명은 육상의 양식장(10)에서 배출된 사육수의 수질을 정화하기 위한 양식장 사육수의 생물여과장치 및 생물여과시스템에 관한 것이다. 이하 본 발명의 실시예를 도시한 도면 1 내지 8을 참고하여 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
우선 본 발명에 의한 생물여과장치 및 생물여과시스템의 생물여과수조(40)에 공급되는 사육수는 양식장(10)에서 양식어를 양식한 후 반출되는 물이고, 사육수에는 양식어의 배설물, 양식어의 먹이로 주어진 사료에 포함된 유기물 및 사료에 포함된 회분과 같은 고형물이 섞여 있는 상태이다. 이때, 상기 고형물은 사료에 포함된 동물성 재료인 미세한 동물의 뼈가루 또는 생선의 뼈가루 같은 회분이 주류를 이루고, 본 발명은 이들 회분을 포함하는 유기물을 사육수에서 제거하는 주된 목적을 가진다.
아울러 생물여과수조(40)에 공급되는 사육수는 양식장(10)에서 반출되는 것을 직접 본 발명의 생물여과수조(40)로 공급될 수도 있으나, 도 1과 같이 양식장(10)에서 반출되는 것을 집수로(20')에서 수집하여, 사료, 사료찌꺼기, 양식생물 배설물 또는 양식어 사체 등과 같은 크기가 비교적 큰 고형물을 우선적으로 사육수에서 분리하는 고형물여과장치(30)를 통과한 후, 사육수를 임시적으로 수용하는 집수로(20)를 거쳐 집수로(20)와 생물여과수조(40)를 연결하는 배관을 통하여 생물여과수조(40)로 공급될 수 있다.
우선 본 발명에 의한 양식장 사육수의 생물여과장치를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 집수로(20)와 연결되어 사육수를 공급받아 내부공간에 수용하고, 유기물을 제거하는 미생물이 증착된 다수 개의 비드(100)를 내부공간에 수용하는 생물여과수조(40)와; 상기 생물여과수조(40)의 내부공간 하부에 구비되고, 생물여과수조(40)의 외부에서 공급되는 공기를 사육수에 폭기시키는 폭기수단(43)과; 상기 생물여과수조(40)의 내부공간에 하나 이상 구비되고, 상기 비드(100)가 관통하지 못하는 크기의 직경을 가지고 유기물이 제거된 사육수를 내부로 흡입하는 다수 개의 흡입홀(51)을 구비하며, 흡입된 사육수를 정치시켜 고형물이 포함된 사육수와 고형물이 미포함된 사육수로 분리하는 고형물 분리기(50)와; 상기 고형물 분리기(50)에 의하여 사육수에서 분리된 고형물이 포함된 사육수에서 고형물을 분리하여 농축시키는 고형물 농축기(60);를 포함하여 구성된다.
구체적으로, 생물여과수조(40)는 집수로(20)와 연결되어 사육수를 공급받아 내부공간에 수용하고, 유기물을 제거하는 미생물이 증착된 다수 개의 비드(100)를 내부공간에 수용하는 구성으로서, 사육수 뿐만 아니라 본 발명에 의한 비드(100), 폭기수단(43) 및 고형물 분리기(50)를 내부공간에 내재하는 구성이다.
구체적으로, 내부공간은 도 1과 같이 일정량의 사육수를 수용할 수 있을 정도의 크기를 가지고, 집수로(20)로부터 사육수를 공급하는 배관의 일측은 내부공간의 측벽 상부, 중단부 또는 하부 중 어떠한 부분에 연결되어도 무방하다.
아울러 사육수를 수용하는 생물여과수조(40)의 배관연결부분은 생물여과수조(40)에 공급되는 사육수를 내부공간에 안정되게 공급할 수 있도록 구성되면 어떠한 형태로 구성되어도 무방하나, 도 1과 같이 생물여과수조(40)는 집수로(20)와 배관으로 연결되어 내부공간에 사육수를 공급하되, 생물여과수조(40)의 수직, 수평 또는 방사형으로 길이를 형성하며 내부공간의 일측에 구비되고, 길이방향으로 다수 개의 분사공(42)을 구비하는 파이프 형태의 수류분사기(41)를 더 포함하는 구성을 하여, 내부공간에 사육수가 고르게 분산되며 수용될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 수류분사기(41)는 일정 부분이 집수로(20)와 연결된 배관의 말단과 연결되어 배관에서 사육수를 공급받고, 길이방향으로 형성된 중공을 통하여 사육수를 유동시키며, 수류분사기(41)의 중공과 외부를 관통하며 소정의 간격을 가지며 구비된 분사공(42)을 통하여 사육수를 생물여과수조(40)의 내부공간으로 분사한다.
이때, 분사공(42)은 수류분사기(41)와 연결된 배관의 위치에 따라 서로 다른 직경을 가지거나, 분사공(42)의 개수를 달리하거나, 이격된 간격을 달리하는 구성을 하여, 사육수가 내부공간에 고르게 분사될 수 있도록 조절할 수 있다.
상기와 연관하여, 다수 개의 분사공(42)은 서로 다른 직경을 가지도록 구성되어, 수류분사기(41)에 대한 배관의 연결 위치와 무관하게 사육수가 생물여과수조(40)의 내부공간으로 고르게 분사될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한 미생물이 증착된 비드(100)는 생물여과수조(40)의 내부공간에 다수 개 수용되어, 내부공간에 수용된 사육수에 포함된 유기물을 미생물을 이용하여 분해시킴으로써 제거하기 위한 구성이다. 이때, 비드(100)는 사육수에 대한 미생물의 접촉면적을 넓게 확보할 수 있도록 하는 효과를 발휘하고, 고형물 분리기(50)의 내부로 흡입되지 않을 정도의 크기를 가져 유기물이 제거된 사육수를 하기 고형물 분리기(50)를 통과한 후 생물여과수조(40)의 외부로 반출할 때, 미생물 전체가 사육수와 함께 생물여과수조(40)의 외부로 반출되지 않도록 하는 효과를 발휘한다.
아울러 비드(100)는 미생물이 안정적으로 증착되고 사육수와의 접촉면적을 넓게 확보할 수 있는 형태로 구성되면 어떠한 형태로 구성되어도 무방하나, 도 2와 같이 내부 또는(및) 외부에 다수의 돌출부를 가지는 블럭형태로 구성되는 것이 바람직하다.
또한 생물여과수조(40)의 상부는 열린 상태를 가져 미생물의 호흡을 통하여 발생되는 가스를 대기중에 용이하게 배출할 수 있도록 구성될 수 있고, 닫힌 상태를 가지되 사육수가 배출되지 않을 정도의 높이의 일정 부분에 환기구(미도시)를 구비하는 구성을 할 수도 있다.
아울러 생물여과수조(40) 내부공간의 바닥면은 평평한 상태를 가지도록 구성될 수도 있고, 도 1과 같이, 집수로(20)와 연결된 배관 또는 수류분사기(41)가 구성된 부분의 높이보다 배관 또는 수류분사기(41)가 미구성된 부분에서 멀어지는 방향의 부분의 높이가 더 낮도록 경사지게 구성될 수도 있다.
이때, 본 발명은 내부공간에 수용된 하기 고형물 분리기(50)를 이용하여 사육수에 포함된 고형물을 흡입하기 때문에 생물여과수조(40) 내부공간 바닥에 침전되는 고형물의 양을 최소화할 수 있는 효과를 발휘하여, 생물여과수조(40) 내부공간의 바닥면 경사도를 종래 생물여과수조(40) 내부공간의 바닥면 경사도보다 작은 16~0°로 구성할 수 있는 효과를 발휘한다.
상기와 연관하여, 생물여과수조(40) 내부공간의 경사진 바닥면의 일측(높이가 낮은 부분)에는 바닥면에 첨전되어 낮은 높이로 흘러내린 고형물을 생물여과수조(40)의 외부로 배출하거나 생물여과수조(40)의 물을 배수할 수 있도록 하는 배수구(45)를 하나 이상 구비할 수 있다.
또한 폭기수단(43)은 상기 생물여과수조(40)의 내부공간 하부에 구비되고, 생물여과수조(40)의 외부에서 공급되는 공기를 사육수에 폭기시키는 구성으로서, 미생물(호기성 미생물)의 호흡에 이용되는 산소를 사육수에 공급하는 효과와 비드의 유동을 돕고 아울러 사육수에 포함된 고형물이 내부공간 바닥으로 침전되는 것을 방지하는 효과를 발휘한다.
즉, 상기 폭기수단(43)은 일정의 길이를 가지는 파이프 형태로 구성되어, 일측은 생물여과수조(40)의 외부에 구성된 에어펌프와 연결되어 공기를 공급받고, 소정의 간격을 가지며 중공과 파이프의 외부를 관통하며 형성된 다수 개의 통기홀(44)을 통하여 공기를 내부공간에 기포형태로 공급할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
이때, 파이프 형태의 폭기수단(43)은 직선형태, 방사형태 또는 생물여과수조(40) 내부공간 바닥면과 대응되는 형태를 가져, 내부공간에 공기를 고르게 폭기시킬 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
아울러 고형물 분리기(50)는 상기 생물여과수조(40)의 내부공간에 하나 이상 구비되고, 상기 비드(100)가 관통하지 못하는 크기의 직경을 가지고 유기물이 제거된 사육수를 내부로 흡입하는 다수 개의 흡입홀(51)을 구비하며, 흡입된 사육수를 정치시켜 고형물이 포함된 사육수와 고형물이 미포함된 사육수로 분리하는 구성으로서, 사육수에 포함된 고형물을 자연침전시켜 농축시킴으로써 전체 사육수에서 고형물이 미포함된 사육수를 분리시키는 구성이다.
즉, 고형물 분리기(50)는 생물여과수조(40)의 내부공간 일정부분에 구비되되, 중공의 관 또는 박스형태로 구성되어 생물여과수조(40)의 내부공간과는 분리된 공간을 형성하고, 내부공간과 접하는 면에는 다수 개의 흡입홀(51)을 구비하여 내부공간에 수용된 사육수를 흡입하도록 구성된다. 이때, 흡입된 사육수는 고형물 분리기(50)의 내부에서 고형물이 포함된 사육수와 고형물이 미포함된 사육수로 분리된 후, 배출용 배관을 통하여 고형물 분리기(50) 및 생물여과수조(40)를 외부로 반출된다.
이때, 흡입홀(51)은 미생물이 증착된 비드(100)가 관통하지 못할 정도의 직경을 가져 비드(100)가 고형물 분리기(50) 내부로 인입되는 것을 방지한다.
또한 고형물 분리기(50)에 대한 사육수의 흡입압은 생물여과수조(40)로 공급되는 사육수의 인입압에 의하여 형성될 수도 있고, 고형물 분리기(50)와 연결된 고형물이 미포함된 사육수의 배출용 배관에 펌프를 설치되고, 설치된 펌프의 작동에 의하여 형성될 수도 있다.
또한 고형물 분리기(50)의 내부로 흡입된 사육수를 정치시켜 고형물이 포함된 사육수와 고형물이 미포함된 사육수로 분리하는 고형물 분리기(50)의 구성은 고형물을 하부로 자연침전시켜 고형물 분리기(50) 내부의 하부에는 비교적 고농도의 고형물이 침전될 수 있도록 구성되고, 고형물 분리기(50) 내부의 상부에는 저농도 또는 고형물이 미포함된 사육수가 위치될 수 있도록 구성되며, 각각 다른 위치에 내재된 고형물이 포함된 사육수와 고형물이 미포함된 사육수를 서로 다른 배출용 배관을 통하여 배출할 수 있도록 구성되면 어떠한 구성을 하여도 무방하다.
보다 상술하면, 본 발명의 고형물 분리기(50)는 상부는 닫혀 사육수의 입ㆍ출입이 차단되고 하부는 열린 상태를 가지고, 고형물이 포함된 사육수가 흡입되는 다수 개의 흡입홀(51)이 측부의 내부와 외부를 관통하도록 구비되는 중공의 상부몸체(52a)와, 역상의 뿔대 형태로 구성되어 몸체 파이프의 하부에 체결됨과 동시에 침전되는 고형물을 생물여과수조(40)의 외부로 반출하는 하부몸체(52b)를 포함하여 구성되는 중공의 외부파이프(52)와; 중공의 뿔대 또는 파이프 형태로 구성되되, 상기 상부몸체(52a)의 중공에 수직한 방향으로 길이를 형성하며 위치되어, 외부파이프(52) 내부로 흡입된 사육수를 상부 방향으로 흡입하는 흡입파이프(53) 및; 상기 흡입파이프(53)의 상부부분에 체결되어 흡입된 사육수를 생물여과수조(40)의 외부로 반출하는 내부파이프(54);를 포함하여 구성되는 것이 더욱 바람직하다.
구체적으로, 상기 외부파이프(52)는 도 4와 같이 상부몸체(52a)와 하부몸체(52b)의 연결로 구성된다. 이때, 상부몸체(52a)는 원형 또는 다각형 등과 같은 수평 단면을 가지는 중공의 기둥형태로 구성되되, 상부는 수면보다 높은 길이의 파이프 또는 공기배출 파이프를 가지는 밀폐형 형태를 가질 수 있으며, 생물여과수조(40) 내부공간의 사육수 표면에서 사육수가 직접 외부파이프(52) 내부로 인입되는 것을 방지하도록 구성되고, 하부는 열린 상태로 구성되어 외부파이프(52)의 하부와 대응되는 상부를 가지는 하부몸체(52b)와 대응체결되는 것이 바람직하다.
아울러 상부몸체(52a)의 측부에 상부몸체(52a)의 내부와 외부를 관통하도록 구비되는 다수 개의 흡입홀(51)은 고형물이 포함된 사육수(유기물이 제거된 사육수)를 흡입하기 위한 구성이다.
또한 하부몸체(52b)는 도 4와 같이 상부몸체(52a)의 중공과 관통되는 역상의 뿔대(원추형 뿔대 또는 다각형 뿔대) 형태로 구성되어, 하부몸체(52b)의 상부는 하부몸체(52b)의 하부와 체결되고, 상부에 비하여 폭이 좁은 하부몸체(52b)의 하부에는 배출용 배관이 체결되어 하부몸체(52b)의 중공 내부에 침전된 고형물이 고형물 분리기(50)에서 소정량의 사육수와 함께 배출될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
이때, 배출용 배관에는 배관의 개폐를 조절할 수 있는 수동 또는 자동밸브가 장착되어, 사용자의 의도에 따라 침전된 고형물의 배출을 조절할 수 있도록 구성될 수 있다.
아울러 흡입파이프(53)는 도 4와 같이 중공의 뿔대 또는 파이프 형태로 구성되되, 상기 상부몸체(52a)의 중공에 수직한 방향으로 길이를 형성하며 위치되어, 외부파이프(52) 내부로 흡입된 사육수를 상부 방향으로 흡입하는 구성이다.
즉, 외부파이프(52)의 중공으로 사육수와 함께 흡입된 고형물은 자중에 의하여 침전되어 외부파이프(52) 하부몸체(52b)의 하부로 침전되나, 고형물이 분리되어 소량의 고형물을 포함하거나 고형물을 미포함하는 사육수는 흡입파이프(53)의 흡입력(또는 집수로(20)의 배관에 설치된 펌프의 가압력)에 의하여 하부 방향으로 침전되는 고형물과 반대로 상부 방향으로 흡입된다.
이때, 흡입파이프(53)에서 작용하는 흡입력은 고형물의 자연침전을 방해하지 않을 정도의 압력을 가지도록 구성되는 것이 자명할 것이다.
아울러 흡입파이프(53)의 입구는 다수 개의 흡입홀(51) 중, 고형물 분리기(50)의 최하단에 구비된 흡입홀(51)보다 낮은 위치에 구성되어, 흡입홀(51)로 흡입된 고형물이 자연침전없이 흡입파이프(53)로 직접 흡입되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
또한 내부파이프(54)는 일측이 상기 흡입파이프(53)의 상부 일정부분에 체결되고, 타측은 배출용 배관의 말단과 체결되는 구성으로서, 흡입파이프(53) 내부로 흡입된 사육수를 생물여과수조(40)의 외부로 반출하는 구성이다. 이때, 내부파이프(54)는 배출용 배관이 대신할 수도 있다.
아울러 고형물 농축기(60)는 상기 고형물 분리기(50)에 의하여 사육수에서 분리된 고형물이 포함된 사육수에서 고형물을 분리하여 농축시키는 구성으로서, 상기 고형물 분리기(50)에서 반출되는 고형물이 포함된 사육수를 공급받아 사육수에서 고형물만을 제거하는 구성이다.
즉, 고형물 농축기(60)는 고형물 분리기(50)의 중공 하부로 침전된 고형물이 고농도로 농축된 사육수를 고형물 분리기(50)로부터 공급받아 고형물과 사육수를 분리하는 구성으로서, 필터를 이용한 막여과기, 원심력을 이용한 하이드로사이클론 또는 자연침전을 이용한 침전조 등과 같은 일반적인 구성의 것을 적절하게 선택하여 이용가능하다.
또한 본 발명에 의한 양식장 사육수의 생물여과시스템은 다음과 같다.
즉, 본 발명에 의한 양식장 사육수의 생물여과시스템은 집수로(20)를 통하여 미생물이 수용된 생물여과수조(40)에 사육수를 공급받고, 미생물을 이용하여 사육수의 유기물을 분해하여 사육수에서 유기물을 제거하는 생물여과단계(S100)와; 상기 생물여과단계(S100) 처리된 사육수를 다공성 필터가 구비된 고형물 분리기(50)로 흡입하여, 고형물이 포함된 사육수와 고형물이 미포함된 사육수를 분리하는 사육수 분리단계(S200)와; 상기 사육수 분리단계(S200) 처리된 고형물을 포함하는 사육수는 고형물 농축기(60)에 의하여 고형물이 농축처리되고, 고형물이 미포함된 사육수는 자연방출 또는 양식장(10)으로 재공급되도록 구성된다.
구체적으로, 상기 생물여과단계(S100)는 집수로(20)를 통하여 미생물이 수용된 생물여과수조(40)에 사육수를 공급받고, 미생물을 이용하여 사육수의 유기물을 분해하여 사육수에서 유기물을 제거하는 공정으로서, 사육수는 생물여과수조의 내부공간에 고르게 분산되며 공급될 수 있도록 집수로(20)와 연결된 배관의 말단(내부공간 쪽)에 장착된 수류분사기(41)에 의하여 분사 공급되는 것이 바람직하다.
또한 생물여과단계(S100) 시의 생물여과수조(40) 내의 환경은 생물여과수조(40)의 내부공간에 수용된 비드(100)에 증착된 미생물의 종류에 따라서 적적한 온도 또는 pH를 유지하여, 미생물의 먹이활동을 활성화시켜 줄 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
아울러 생물여과수조(40) 내부공간의 하부에는 폭기수단(43)을 구비시켜, 호기성 미생물의 호흡에 필요한 산소를 공급하고, 고형물이 생물여과수조(40) 내부공간의 바닥면으로 침전되는 것을 방지할 수 있다.
더불어 생물여과단계(S100)의 처리시간은 비드(100)에 증착되는 미생물의 종류, 사육수에 포함된 유기물의 양, 사육수의 온도 또는 폭기량 등에 따라 작업자가 적절하게 조절가능하고, 생물여과수조(40)의 내부공간에 사육수가 수용된 이후 생물여과단계(S100)가 처리되는 동안에는 생물여과수조(40)에 대한 사육수의 입ㆍ출입을 차단하는 것이 바람직하다.
아울러 사육수 분리단계(S200)는 상기 생물여과단계(S100) 처리된 사육수를 다공성 필터가 구비된 고형물 분리기(50)로 흡입하여, 고형물이 포함된 사육수와 고형물이 미포함된 사육수를 분리하는 공정으로서, 생물여과단계(S100) 처리가 완료된 생물여과수조(40)의 내부공간에서 비드(100)를 제외한 사육수를 고형물 분리기(50)로 흡입(약 1~5cm/s의 속도로 사육수가 흡입되도록 함.)한 후, 흡입된 사육수를 정치시켜(약 1~5cm/s의 속도로 유동가능) 고형물을 사육수에서 분리시키며, 분리된 고형물이 포함된 사육수와 고형물이 미포함된 사육수를 각각 고형물 분리기(50)(또는 생물여과수조(40))의 외부로 배출하는 공정이다.
이때, 고형물 분리기(50) 내에서 정치되는 사육수는 고형물 분리기(50) 내부의 흡입파이프(53)에 의한 흡입력으로 발생되는 유동력에 의하여 미세하게 유동될 수 있다.
또한 상기 사육수 분리단계(S200) 처리되어 고형물 분리기(50)와 생물여과수조(40)의 외부로 배출된 고형물을 포함하는 사육수는 별도의 고형물 농축기(60)에 의하여 고형물을 더욱 농축시킬 수 있고, 고형물이 미포함된 사육수는 임시저장조 또는 펌프장에 일시적으로 저장된 이후, 자연방출 또는 양식장(10)으로 재공급되도록 구성된다.
이때, 상기 사육수 분리단계(S200) 처리된 고형물이 미포함된 사육수는 상기 생물여과단계(S100)의 생물여과수조(40)와 공간적으로 분리된 다른 생물여과수조(40)에 공급되어 상기 생물여과단계(S100) 및 상기 사육수 분리단계(S200)와 동일한 처리가 재차 순차적으로 수행되도록 구성되고, 사육수 분리단계(S200) 처리된 고형물을 포함하는 사육수는 고형물 농축기(60)에 의하여 고형물이 농축처리되도록 구성되고, 고형물이 미포함된 사육수는 자연방출 또는 양식장(10)으로 재공급되도록 구성될 수 있다.
즉, 본 발명에 의하여 처리되는 양식장(10) 사육수는 본 발명에 의한 생물여과단계(S100)와 사육수 분리단계(S200)를 순차적으로 복수 번 처리되어, 사육수 분리단계(S200) 처리된 고형물이 미포함된 사육수에 포함될 수 있을 수 있는 고형물을 완벽하게 제거할 수 있고, 생물여과단계(S100) 시에 미생물에 의하여 미분해된 유기물을 재차 분해하여 제거할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한 본 발명에 의한 양식장 사육수의 생물여과시스템의 생물여과단계(S100)와 사육수 분리단계(S200) 처리를 위한 생물여과수조(40)와 고형물 분리기(50)는 도 5 내지 8과 같이 배치되어, 본 발명의 장치가 적용된 토지의 형태 또는 양식장(10)에 양식되는 양식어의 종류에 따른 사육수의 조성에 따라, 생물여과시스템에 의한 생물여과능력과 고형물 제거능력을 최대화할 수 있는 효과를 실현할 수 있다.
즉, 도 5의 (a)와 (b) 같이, 다수 개의 고형물 분리기(50)가 각각 구비된 복수 개의 생물여과수조(40)를 연속하여 배치한 후, 제1생물여과수조(40)에서 배출된 고형물이 미포함된 사육수를 제2생물여과수조(40)에 다시 공급하여 사육수에서 혹시 남아 있을 수 있는 유기물과 고형물을 재차 제거할 수 있도록 생물여과수조(40)와 고형물 분리기(50)가 배치될 수 있다.
또한 도 6과 같이, 생물여과수조(40)의 형태를 집수로(20)와 연결된 배관이 연결된 부분은 폭이 넓도록 구성하고, 다수 개의 고형물 분리기(50)를 배관의 반대방향에 해당하는 위치의 내부공간 일정부분에 구비시켜, 고형물 분리기(50)가 위치된 내부공간 쪽에 수용된 사육수의 고형물 밀도를 배관이 위치된 부분의 사육수보다 높여, 고형물 분리기(50)에 초기에 흡입되는 고농도의 고형물이 포함된 사육수와 후기에 흡입되는 저농도의 고형물이 포함된 사육수를 각각 다른 조건에서 사육수 분리단계(S200) 처리할 수 있도록 하여, 생물여과처리속도를 높일 수 있도록 생물여과수조(40)와 고형물 분리기(50)가 배치될 수 있다.
아울러 도 7과 같이, 복수 개의 생물여과수조(40)를 서로 인접되게 배치한 후, 각각의 생물여과수조(40) 내부공간에 구비되는 고형물 분리기(50)들을 인접된 생물여과수조(40)의 인접부분에 위치시킨 후, 각각의 고형물 분리기(50)에서 배출되는 고형물을 포함하는 사육수를 일괄적으로 포집하여 고형물 농축기(60)로 이송하거나, 고형물이 미포함된 사육수를 일괄적으로 포집하여 자연방출 또는 양식장(10)으로 재공급할 수 있도록 생물여과수조(40)와 고형물 분리기(50)가 배치될 수 있다.
또한 도 8과 같이, 생물여과수조(40)를 일정의 길이를 가지는 파형으로 제작하거나, 생물여과수조(40)의 내부공간에 일정의 길이를 가지는 파형의 격판을 설치하고, 파형의 오목한 요철부에 해당하는 부분에 고형물 분리기(50)를 각각 구비시켜, 파형의 볼록한 요철부보다 고형물의 침전이 조장되는 오목한 요철부에 구비된 고형물 분리기(50)로 흡입되는 고형물 양을 늘릴 수 있도록 생물여과수조(40)와 고형물 분리기(50)가 배치될 수 있다.
상기와 연관하여, 본 발명에 의한 양식장 사육수의 생물여과시스템에 적용되는 생물여과수조(40)와 고형물 분리기(50)의 배치는 상기에서 제시한 배치에 한정되지 아니하고, 상기 구성의 조합에 의한 배치도 가능하다.
상기는 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.

Claims (6)

  1. 집수로(20)와 연결되어 사육수를 공급받아 내부공간에 수용하고, 유기물을 제거하는 미생물이 증착된 다수 개의 비드(100)를 내부공간에 수용하는 생물여과수조(40)와;
    상기 생물여과수조(40)의 내부공간 하부에 구비되고, 생물여과수조(40)의 외부에서 공급되는 공기를 사육수에 폭기시키는 폭기수단(43)과;
    상기 생물여과수조(40)의 내부공간에 하나 이상 구비되고, 상기 비드(100)가 관통하지 못하는 크기의 직경을 가지고 유기물이 제거된 사육수를 내부로 흡입하는 다수 개의 흡입홀(51)을 구비하며, 흡입된 사육수를 정치시켜 고형물이 포함된 사육수와 고형물이 미포함된 사육수로 분리하는 고형물 분리기(50)와;
    상기 고형물 분리기(50)에 의하여 사육수에서 분리된 고형물이 포함된 사육수에서 고형물을 분리하여 농축시키는 고형물 농축기(60);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 양식장 사육수의 생물여과장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 생물여과수조(40)는,
    집수로(20)와 배관으로 연결되어 내부공간에 사육수를 공급하되, 생물여과수조(40)의 수직, 수평 또는 방사형으로 길이를 형성하며 내부공간의 일측에 구비되고, 길이방향으로 다수 개의 분사공(42)을 구비하는 파이프 형태의 수류분사기(41)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 양식장 사육수의 생물여과장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 다수 개의 분사공(42)은,
    서로 다른 직경을 가지도록 구성되어, 수류분사기(41)에 대한 배관의 연결 위치와 무관하게 생물여과수조(40)의 내부로 동등한 양의 사육수가 다수 개의 분사공(42)에서 각각 배출될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 양식장 사육수의 생물여과장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 고형물 분리기(50)는,
    상부는 닫혀 사육수의 입ㆍ출입이 차단되고 하부는 열린 상태를 가지고, 고형물이 포함된 사육수가 흡입되는 다수 개의 흡입홀(51)이 측부의 내부와 외부를 관통하도록 구비되는 중공의 상부몸체(52a)와, 역상의 뿔대 형태로 구성되어 몸체 파이프의 하부에 체결됨과 동시에 침전되는 고형물을 생물여과수조(40)의 외부로 반출하는 하부몸체(52b)를 포함하여 구성되는 중공의 외부파이프(52)와;
    중공의 뿔대 또는 파이프 형태로 구성되되, 상기 상부몸체(52a)의 중공에 수직한 방향으로 길이를 형성하며 위치되어, 외부파이프(52) 내부로 흡입된 사육수를 상부 방향으로 흡입하는 흡입파이프(53) 및;
    상기 흡입파이프(53)의 상부부분에 체결되어 흡입된 사육수를 생물여과수조(40)의 외부로 반출하는 내부파이프(54);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 양식장 사육수의 생물여과장치.
  5. 집수로(20)를 통하여 미생물이 수용된 생물여과수조(40)에 사육수를 공급받고, 미생물을 이용하여 사육수의 유기물을 분해하여 사육수에서 유기물을 제거하는 생물여과단계(S100)와;
    상기 생물여과단계(S100) 처리된 사육수를 다공성 필터가 구비된 고형물 분리기(50)로 흡입하여, 고형물이 포함된 사육수와 고형물이 미포함된 사육수를 분리하는 사육수 분리단계(S200)와;
    상기 사육수 분리단계(S200) 처리된 고형물을 포함하는 사육수는 고형물 농축기(60)에 의하여 고형물이 농축처리되고, 고형물이 미포함된 사육수는 자연방출 또는 양식장(10)으로 재공급되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 양식장 사육수의 생물여과시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 사육수 분리단계(S200) 처리된 고형물이 미포함된 사육수는,
    다른 생물여과수조(40)에 공급되어 상기 생물여과단계(S100) 및 상기 사육수 분리단계(S200)와 동일한 처리가 재차 순차적으로 수행되도록 구성되고,
    사육수 분리단계(S200) 처리된 고형물을 포함하는 사육수는 고형물 농축기(60)에 의하여 고형물이 농축처리되도록 구성되고, 고형물이 미포함된 사육수는 자연방출 또는 양식장(10)으로 재공급되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 양식장 사육수의 생물여과시스템.
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