KR102103668B1 - An eco-friendly recirculating and filtering aquaculture system based on salinity tolerant aerobic granular sludge - Google Patents
An eco-friendly recirculating and filtering aquaculture system based on salinity tolerant aerobic granular sludge Download PDFInfo
- Publication number
- KR102103668B1 KR102103668B1 KR1020190053703A KR20190053703A KR102103668B1 KR 102103668 B1 KR102103668 B1 KR 102103668B1 KR 1020190053703 A KR1020190053703 A KR 1020190053703A KR 20190053703 A KR20190053703 A KR 20190053703A KR 102103668 B1 KR102103668 B1 KR 102103668B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- aquaculture
- tank
- granule sludge
- water
- oxygen
- Prior art date
Links
- 238000009360 aquaculture Methods 0.000 title claims abstract description 240
- 244000144974 aquaculture Species 0.000 title claims abstract description 240
- 239000010802 sludge Substances 0.000 title claims abstract description 96
- 238000001914 filtration Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 title description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 145
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 94
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 48
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 85
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 82
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 82
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 claims description 26
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 24
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 24
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 10
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 10
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 claims description 9
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 7
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 description 26
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 230000008569 process Effects 0.000 description 23
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 17
- VGPSUIRIPDYGFV-UHFFFAOYSA-N [N].O[N+]([O-])=O Chemical compound [N].O[N+]([O-])=O VGPSUIRIPDYGFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 14
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 13
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 12
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 10
- 241001495402 Nitrococcus Species 0.000 description 9
- MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] Chemical compound [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 8
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 8
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 241000206596 Halomonas Species 0.000 description 5
- 241000605122 Nitrosomonas Species 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 5
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 5
- 241000238557 Decapoda Species 0.000 description 4
- JVMRPSJZNHXORP-UHFFFAOYSA-N ON=O.ON=O.ON=O.N Chemical compound ON=O.ON=O.ON=O.N JVMRPSJZNHXORP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000009313 farming Methods 0.000 description 4
- 210000002816 gill Anatomy 0.000 description 4
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 241000143060 Americamysis bahia Species 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 3
- 238000012851 eutrophication Methods 0.000 description 3
- 239000010794 food waste Substances 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 3
- 208000011580 syndromic disease Diseases 0.000 description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 206010021143 Hypoxia Diseases 0.000 description 2
- XUMBMVFBXHLACL-UHFFFAOYSA-N Melanin Chemical compound O=C1C(=O)C(C2=CNC3=C(C(C(=O)C4=C32)=O)C)=C2C4=CNC2=C1C XUMBMVFBXHLACL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- 206010027982 Morphoea Diseases 0.000 description 2
- 241000329376 Truepera Species 0.000 description 2
- 206010047400 Vibrio infections Diseases 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 2
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 2
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 235000012054 meals Nutrition 0.000 description 2
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 2
- 238000011197 physicochemical method Methods 0.000 description 2
- 238000009372 pisciculture Methods 0.000 description 2
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 2
- -1 red tide Substances 0.000 description 2
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 2
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 108010077805 Bacterial Proteins Proteins 0.000 description 1
- 239000004129 EU approved improving agent Substances 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 241000908826 Marinospirillum Species 0.000 description 1
- 206010027146 Melanoderma Diseases 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001085596 Pelagibacterium Species 0.000 description 1
- 208000012641 Pigmentation disease Diseases 0.000 description 1
- 241001505983 Rhodohalobacter Species 0.000 description 1
- 241000519995 Stachys sylvatica Species 0.000 description 1
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 1
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 239000003139 biocide Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000004720 fertilization Effects 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 230000037406 food intake Effects 0.000 description 1
- 235000012631 food intake Nutrition 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 238000003895 groundwater pollution Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 230000002757 inflammatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000009277 landfarming Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 description 1
- 125000000896 monocarboxylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000019612 pigmentation Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/10—Packings; Fillings; Grids
- C02F3/104—Granular carriers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
- A01K61/00—Culture of aquatic animals
- A01K61/10—Culture of aquatic animals of fish
- A01K61/13—Prevention or treatment of fish diseases
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
- A01K63/00—Receptacles for live fish, e.g. aquaria; Terraria
- A01K63/04—Arrangements for treating water specially adapted to receptacles for live fish
- A01K63/042—Introducing gases into the water, e.g. aerators, air pumps
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/006—Regulation methods for biological treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/12—Activated sludge processes
- C02F3/20—Activated sludge processes using diffusers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/30—Aerobic and anaerobic processes
- C02F3/302—Nitrification and denitrification treatment
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/80—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in fisheries management
- Y02A40/81—Aquaculture, e.g. of fish
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Animal Husbandry (AREA)
- Marine Sciences & Fisheries (AREA)
- Zoology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
- Farming Of Fish And Shellfish (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 양식어장의 양식수 무배출 순환 사용을 위한 내염성 호기성 그래뉼 슬러지 기반 친환경 순환여과 양식시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내염성 호기성 그래뉼 슬러지를 양식수조 및 탈질조에 주입하여 양식과정에 발생하는 사료 찌꺼기 및 노폐물로부터 발생하는 유기물 및 암모니아성 질소를 효율적으로 처리하는 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to an eco-friendly circulating filtration aquaculture system based on a salt-resistant aerobic granule sludge for non-discharge circulation of aquaculture water from aquaculture farms, and more specifically, a feed generated during aquaculture by injecting a salt-resistant aerobic granule sludge into aquaculture and denitrification tanks. The present invention relates to a system for efficiently treating organic matter and ammonia nitrogen generated from waste and waste products.
축제식 양식어장은 대부분 양식수 환수(바다로부터 새로운 양식수를 지속적으로 공급받고, 양어장 내 양식수를 다시 바다로 배출)에 의존하여 수질을 관리하는 형태로, 양식기간이 경과함에 따라 양식어장 내 사료 찌꺼기, 적조 및 양식어가 배출하는 노폐물 등이 축척되고 이로 인해 양식수 내 유기물 및 암모니아성 질소가 발생한다. 이러한 열악한 환경에서 양식되는 양식어는 질병에 매우 취약하여 대량폐사로 이어진다. 축제식 양식어장에서는 양식어의 대량폐사를 방지하기 위해 항생제, 살생제, 수질개선제 등 약품을 과다하게 투입하여 양식어 체내에 인체에 유해한 물질이 농축될 가능성이 높다. 또한 축제식 양식어장은 환수를 하는 과정에서 양식수 내 유기물 및 암모니아성 질소가 인근 해안으로 배출되어 부영양화, 적조, 지하수 오염 등 많은 환경오염을 유발시키고 있다. Most of the festival-style fish farms rely on aquaculture water return (continuously receiving new aquaculture water from the sea and discharging the aquaculture water from the fish farm back to the sea) to manage the water quality. Food waste, red tide, and waste products emitted by farmed fish are accumulated, which causes organic matter and ammonia nitrogen in farmed water. Fish farmed in this harsh environment is very vulnerable to disease, leading to mass mortality. In the festival-style fish farm, it is highly likely that harmful substances in the human body will be concentrated in the body of the farmed fish by excessively adding drugs such as antibiotics, biocides, and water-improving agents in order to prevent the mass destruction of the farmed fish. In addition, in the process of returning to the festival, aquatic organisms and ammonia-nitrogen in the aquaculture water are discharged to the nearby coast, causing many environmental pollution such as eutrophication, red tide, and groundwater pollution.
축제식 양식어장은 지리적 여건 등에 의해 수면적 확보가 어렵고, 태풍, 적조 등의 자연재해에 취약하기 때문에 적은 면적에서 대량의 양식어를 생산할 수 있는 고밀도 육상양식법이 개발되었다. 육상 양식장은 인위적인 수온조절이 가능하고 연중 성장 및 생산이 가능하다. 하지만 축제식 양식어장과 마찬가지로 육상양식어장에서도 환수에 의존하여 수질을 관리하기 때문에 주변 바다를 황폐화시키고 있다. 또한 육상양식어장의 투자 대비 수익성을 확보하기 위해 양식어를 고밀도로 양식하면서 항생제, 수질개선제, 각종 약품 등을 사용하는데 이는 양식어류 체내에 축적되어 사람이 섭취할 때 인체에 위해성을 줄 수 있다.A high-density land farming method has been developed to produce large-scale fish farms in a small area because festival-style fish farms are difficult to secure water surface due to geographical conditions and are vulnerable to natural disasters such as typhoons and red tides. Onshore farms can artificially control water temperature and grow and produce year-round. However, like festival farms, land farms are devastating the surrounding waters because they manage water quality depending on the water. In addition, in order to secure profitability compared to the investment of aquaculture farms, fish farmed at high density while using antibiotics, water quality improvers, and various chemicals, etc., which accumulate in the body of aquaculture fish and may harm the human body when ingested.
상기 문제점으로 인해 현재까지 크게 두 가지 기술이 개발되어 알려져 있다.Due to the above problems, two technologies have been developed to date.
첫 번째, 순환여과식 양식 시스템(RAS, Recirculating Aquaculture System)으로, 양식수의 재순환을 위해 양식어장 후단에 다양한 물리화학적 수처리 공정을 적용하여 안정적인 수질환경을 유지하는 양식방법이다. 순환 여과식 양식시스템은 물리화학적인 방법(고분자 응집제를 이용한 응집, 침전 처리, 값비싼 필터 등)으로 양식수 내 사료 찌꺼기, 적조 및 양식어가 배출하는 노폐물과 같은 고형물을 제거할 수 있지만, 이를 신속하게 제거하지 못하면 암모니아성 질소가 발생한다. 암모니아성 질소는 물리화학적인 방법으로 처리하기 매우 어려우며, 암모니아성 질소의 생물독성으로 인해 양식어 생장속도 저하 및 폐사를 초래할 수 있다. 또한 순환여과식 양식시스템은 양식수조 이외에 후단 설비가 복잡하고 운영이 어려우며 설비가격이 상당히 높아서 영세한 양식어장에 적용하기 불가능하다. First, it is a recirculating aquaculture system (RAS), a method of aquaculture that maintains a stable water environment by applying various physicochemical water treatment processes to the rear end of aquaculture farms for recirculation of aquaculture water. The circulating filtration aquaculture system can remove solids such as food waste, red tide, and wastes from farmed fish in aquaculture water by physicochemical methods (agglomeration using polymer flocculant, sedimentation, and expensive filters, etc.) If it cannot be removed, ammonia nitrogen is generated. Ammonia nitrogen is very difficult to process by physicochemical methods, and biotoxicity of ammonia nitrogen can lead to a decrease in aquaculture growth rate and death. In addition, the circulating filtration aquaculture system cannot be applied to small-scale fish farms due to the complicated rear-end facilities, difficulty in operation, and high facility prices.
두 번째, 바이오플락 기술(Bio-floc technology)로, 타가영양 미생물(유기탄소와 암모니아를 에너지원으로 세균단백질을 합성하는 미생물)을 활성화해 양식어와 함께 공존시키면서 양식수 내의 오염물질을 처리하여 정화시키고, 증식된 미생물은 다시 양식어의 단백질 먹이가 되어, 양식수 교환 및 수처리 등의 여과 과정이 필요 없는 양식방법이다. 그러나 현재의 바이오플락 기술을 적용된 양식수 처리시스템에서는 타가영양 미생물에 의해 유기물 및 암모니아성 질소가 미생물 합성에 의해서 제거되기 때문에 암모니아성 질소 처리속도가 매우 느리고, 일부 부분질산화반응으로 인해 아질산성 질소가 발생한다. 아질산성 질소는 암모니아성 질소보다 더욱 높은 생물독성을 나타내어 양식어 폐사를 초래한다. Second, with bio-floc technology, tagatrophic microorganisms (microorganisms that synthesize bacterial proteins using organic carbon and ammonia as an energy source) are activated to coexist with farmed fish while treating and purifying pollutants in the cultured water. This is a method of farming that does not require filtration such as aquaculture water exchange and water treatment. However, in the aquaculture water treatment system using the current biofloc technology, ammonia nitrogen processing rate is very slow because organic matter and ammonia nitrogen are removed by microbial synthesis by tagatrophic microorganisms, and nitrite nitrogen due to partial partial nitrification reaction Occurs. Nitrite nitrogen is more biotoxic than ammonia nitrogen, resulting in aquaculture death.
따라서, 상기 기재된 종래 기술의 문제점들을 보완하고 친환경 순환여과식 양식시스템을 활용하기 위하여 본 발명이 제안되었다.Accordingly, the present invention has been proposed to supplement the problems of the prior art described above and to utilize an eco-friendly circulating filtration aquaculture system.
본 발명은 기존 축제식 양식, 육상양식, 바이오플락 기술 및 순환여과식 양식 시스템의 문제점을 해결하기 위한 내염성 호기성 그래뉼 슬러지 기반 친환경 순환여과 양식시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an eco-friendly circulating filtration aquaculture system based on flame-resistant aerobic granule sludge for solving the problems of the existing festival aquaculture, land aquaculture, bio-flock technology and circulating filtration aquaculture system.
구체적으로 본 발명은 내염성 호기성 그래뉼 슬러지 기반 친환경 순환여과 양식시스템을 통해 양식수 내에서 사료 찌꺼기 및 양식어가 배출하는 노폐물 등으로부터 발생되는 오염물질로 인해 악화된 양식수의 수질 문제, 지속적인 양식수 환수 문제 및 후단 설비 관리의 불편함 등을 해결하기 위한 것이다. 또한, 본 발명은 양식수 무배출 순환 사용을 통해 외부환경(수온, 질병 등)의 영향을 최소화 하기 위한 것으로서, 아울러 순환 여과식 양식 시스템보다 소요부지면적 및 유지관리비용을 줄여 경제성 문제도 함께 해결하기 위한 것이다.Specifically, the present invention is a water quality problem of deteriorated aquaculture water due to contaminants generated from food waste and wastewater discharged from aquaculture water through a salt-resistant aerobic granule sludge-based environment-friendly circulating filtration aquaculture system. And it is to solve the inconvenience, such as the management of the downstream equipment. In addition, the present invention is intended to minimize the impact of the external environment (water temperature, disease, etc.) through the use of circulating non-discharged aquaculture water, and also solves economic problems by reducing the required area and maintenance cost than the circulating filtration aquaculture system. It is to do.
상기 과제의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 내염성 호기성 그래뉼 슬러지를 포함하는 양식수; 유기물 및 암모니아성 질소의 산화반응을 동시에 수행하는 양식수조; 상기 양식수조에서 처리되어 유입된 양식수의 탈질반응을 수행하는 탈질조; 및 상기 탈질조에서 처리되어 유입된 처리수에 용존산소 공급을 수행하는 산소조를 포함하고, 상기 내염성 호기성 그래뉼 슬러지가 포함된 양식수가 전체 시스템을 순환하면서 산화반응 및 탈질반응을 수행하는 친환경 순환여과 양식시스템을 제공한다.In order to achieve the object of the present invention, the present invention, aquaculture water comprising a flame-resistant aerobic granule sludge; Aquaculture water tank which simultaneously performs the oxidation reaction of organic matter and ammonia nitrogen; A denitrification tank that is processed in the aquaculture tank and performs a denitrification reaction of the introduced aquaculture water; And an oxygen tank that is treated in the denitrification tank to supply dissolved oxygen to the treated water introduced, and the aquaculture water containing the salt-resistant aerobic granule sludge cycles through the entire system to perform an oxidation reaction and a denitrification reaction. Provide aquaculture systems.
본 발명의 일 실시 태양으로, 제 1항에 있어서, 상기 산소조에서의 공기 주입을 제어하여 내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 침전량을 조절함으로써, 상기 순환여과 양식시스템 내의 내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 농도를 500 내지 1,000ppm으로 조절하는 것을 특징으로 하는 친환경 순환여과 양식시스템을 제공한다.According to an embodiment of the present invention, the concentration of the flame-retardant aerobic granule sludge in the circulating filtration culture system is adjusted to 500 to 1,000 by controlling the amount of precipitation of the flame-resistant aerobic granule sludge by controlling air injection in the oxygen tank. It provides an environment-friendly circulating filtration aquaculture system characterized by controlling in ppm.
본 발명의 다른 일 실시 태양으로, 상기 내염성 호기성 그래뉼 슬러지는 염도 10‰내지 40‰에서 생장가능한 것을 특징으로 하는 친환경 순환여과 양식시스템을 제공한다.In another embodiment of the present invention, the flame-resistant aerobic granule sludge provides an environment-friendly circulating filtration culture system characterized in that it can be grown at a salinity of 10 ‰ to 40 ‰.
본 발명의 또 다른 일 실시 태양으로, 상기 양식수조에서 상기 탈질조로 시간당 배출되는 양식수의 양을 Q1, 양식수조에 체류하는 양식수의 양을 Qf 라고 할 때, Q1 : Qf 는 1 : 8 내지 1 : 12 인 것을 특징으로 하는 친환경 순환여과 양식시스템을 제공한다.In another embodiment of the present invention, when the amount of aquaculture water discharged per hour from the aquaculture tank to the denitrification tank is Q 1 , and the amount of aquaculture water remaining in the aquaculture tank is Q f , Q 1 : Q f is It provides an environment-friendly circulating filtration aquaculture system characterized in that it is 1: 8 to 1:12.
본 발명의 또 다른 일 실시 태양으로, 상기 양식수조의 부피를 Vf, 상기 탈질조의 부피를 Vd 라 할 때, Vf : Vd 는 8 : 1 내지 12 : 1인 것을 특징으로 하는 친환경 순환여과 양식시스템을 제공한다.In another embodiment of the present invention, when the volume of the aquaculture tank is V f and the volume of the denitrification tank is V d , V f : V d is 8: 1 to 12: 1, which is an eco-friendly circulation. Provide a filtration culture system.
본 발명의 또 다른 일 실시 태양으로, 상기 탈질조의 부피를 Vd, ,상기 산소조의 부피를 VO 라 할 때, Vd : VO는 2 : 1 내지 4 : 1인 것을 특징으로 하는 친환경 순환여과 양식시스템을 제공한다.In another embodiment of the present invention, when the volume of the denitrification tank is V d, and the volume of the oxygen tank is V O , V d : V O is 2: 1 to 4: 1, which is an eco-friendly circulation. Provide a filtration culture system.
본 발명의 또 다른 일 실시 태양으로, 상기 양식수조 내부의 용존산소를 1mg/L 내지 30mg/L 로 유지하기 위하여, 상기 양식수조가 산소발생기 및 산소용해기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 순환여과 양식시스템 을 제공한다.In another embodiment of the present invention, in order to maintain the dissolved oxygen inside the aquaculture tank at 1 mg / L to 30 mg / L, the aquaculture tank further comprises an oxygen generator and an oxygen dissolver. Provide a filtration culture system.
본 발명에 따르면 내염성 호기성 그래뉼 슬러지 기반 친환경 순환여과 양식시스템은 양식수 처리과정이 생물학적으로 이루어지기 때문에, 물리화학적 처리과정에서 사용되는 화학약품이 사용되지 않는다.According to the present invention, the flame-retardant aerobic granule sludge-based environment-friendly circulating filtration aquaculture system does not use chemicals used in the physicochemical treatment because the aquaculture water treatment is biologically performed.
그리고 양식수 무배출 순환 사용을 통해 외부환경(수온, 질병 등)으로 인한 대량폐사를 막을 수 있고, 양식수조 이외에 필요한 설비가 간단하여 소요부지면적 및 유지관리비용을 줄일 수 있다.In addition, it is possible to prevent large-scale mortality due to the external environment (water temperature, disease, etc.) through the use of non-discharge circulation of aquaculture water, and it is possible to reduce the required area and maintenance cost by simply required equipment other than the aquaculture tank.
아울러 산소조를 통해 재순환된 양식수에 산소 농도를 필요한 농도로 일정하게 유지함에 따라 양식 환경을 개선하여 빠른 성정과 고밀도 양식을 유도할 수 있다.In addition, by keeping the oxygen concentration constant in the recirculated aquaculture water through the oxygen tank at the required concentration, the aquaculture environment can be improved to induce rapid fertilization and high-density aquaculture.
도 1은 전체적인 양식수 여과 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 양식수 내에 양식시간에 따른 내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 농도를 나타내는 도면이다.
도 3은 양식수 내에 양식시간에 따른 DO 및 pH를 나타내는 도면이다.
도 4는 양식수 내에 양식시간에 따른 질소 농도를 나타내는 도면이다.1 is a view showing the configuration of the overall aquaculture water filtration system.
2 is a view showing the concentration of flame-retardant aerobic granule sludge according to aquaculture time in aquaculture water.
3 is a diagram showing DO and pH according to the aquaculture time in aquaculture water.
4 is a view showing the nitrogen concentration according to the aquaculture time in aquaculture water.
본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예들에 대한 설명은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.In order to fully understand the configuration and effects of the present invention, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, and can be implemented in various forms and various changes can be made. However, the description of the embodiments is provided to make the disclosure of the present invention complete, and to fully inform the scope of the invention to those skilled in the art.
본 발명은 내염성 호기성 그래뉼 슬러지 기반 친환경 순환여과 양식시스템에 관한 발명으로서, 상기 양식시스템을 통해 양식어장에서 발생하는 유기물 및 암모니아성 질소등을 제거하여 유입된 양식수를 교환하지 않은 채 지속적으로 순환시키는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an eco-friendly circulating filtration aquaculture system based on a flame-retardant aerobic granule sludge, which continuously circulates without exchanging the introduced aquaculture water by removing organic substances and ammonia nitrogen generated from aquaculture farms through the aquaculture system. It is characterized by.
구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명 양식수 여과시스템(10)은 양식수조 내 유기물 및 암모니아성 질소의 산화반응을 동시에 수행하는 양식수조(100), 상기 양식수조(100)에서 처리되어 유입된 양식수의 탈질반응을 수행하는 탈질조(200), 상기 탈질조(200)에서 처리되어 유입된 처리수의 용존산소 공급을 수행하는 산소조(300)를 포함하도록 구성된다.Specifically, as shown in Figure 1, the cultured
또한, 상기 양식수 여과시스템(10)은 양식수 내에 내염성 호기성 그래뉼 슬러지를 충진시켜서 상기 내염성 호기성 그래뉼 슬러지가 양식수와 함께 순환되면서 산화반응 및 탈진반응을 통한 실질적인 여과반응이 진행될 수 있도록 구성된다.In addition, the aquaculture
구체적으로, 상기 양식수조(100)는 유기물 및 암모니아성 질소의 산화반응이 일어나는 장소로써, 바닷물이 유입될 수 있도록 유입구(110)가 마련되어 있다. 한편, 본 발명의 양식공정은 양식수조(100) 및 탈질조(200)를 통해 양식수에 영향을 끼칠 수 있는 오염물질들을 안정적으로 처리할 수 있는 바, 기존의 양식공정과 다르게 바닷물을 한번 채우면, 양식이 끝날 때까지 바닷물을 교환하지 않고도 양식을 진행할 수 있다. 따라서, 본 발명의 유입구(110)는 처음 바닷물이 유입될 때 개방되고, 공정이 진행되는 대부분의 시간동안 개방되지 않을 수 있다. 다만, 자연적인 양식수의 증발 등으로 전체적인 양식수의 양이 감소할 수 있는 바, 주 1회 정도 유입구(110)를 개방시켜 증발한 바닷물을 보충할 수 있다.Specifically, the
한편, 양식기간 동안 발생된 사료 찌꺼기 및 양식어가 배출하는 노폐물 등으로부터 생성된 유기물 및 암모니아성 질소는 양식어의 성장에 악영향을 줄 수 있는 바, 상기 유기물 및 암모니아성 질소를 생물독성 농도범위 아래로 유지하는 것이 중요하다.On the other hand, organic matter and ammonia-nitrogen generated from feed debris generated during aquaculture period and waste products emitted by aquaculture can adversely affect the growth of aquaculture, and the organic matter and ammonia-nitrogen are brought below the biotoxic concentration range. It is important to maintain.
본 발명에서는 상기 양식수조(100)에 내염성 호기성 그래뉼 슬러지를 충진시켜서 상기 유기물 및 암모니아성 질소의 산화를 진행할 수 있다.In the present invention, oxidation of the organic matter and ammonia nitrogen can be performed by filling the
상기 내염성 호기성 그래뉼 슬러지는 고가의 담체, 회전체 등의 생물막없이 생물학적, 물리적, 화학적 요인등에 의해서 활성 슬러지에 함유된 호기성 미생물들이 서로 자가고정화 현상을 나타내며 서로 뭉치면서 그래뉼화된 것으로, 니트로소모나스(Nitrosomonas), 니트로코커스(Nitrococcus), 할로모나스(Halomonas), 로도할로박터(rhodohalobacter), 파라로도박터(Pararhodobacter), 마리노스피릴럼(Marinospirillum), 트루에페라(Trueper), 펠라기박테리엄(Pelagibacterium), 등과 같은 호기성 또는 통성 혐기성 미생물을 이용하여 제조될 수 있고, 특히 내염성을 만족시키기 위하여 할로모나스(Halomonas), 니트로소모나스(Nitrosomonas), 니트로코커스(Nitrococcus), 니트로코커스(Nitrococcus), 트루에페라(Trueper) 로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 미생물을 포함하는 것이 바람직하며, 상기 할로모나스(Halomonas), 니트로소모나스(Nitrosomonas), 니트로코커스(Nitrococcus), 니트로코커스(Nitrococcus), 트루에페라(Trueper)를 대부분 포함하는 것이 더욱 바람직하다. The flame-resistant aerobic granule sludge is an aerobic microorganism contained in the activated sludge due to biological, physical, and chemical factors, etc., without expensive biofilms such as carriers and rotators. Nitrosomonas, Nitrococcus, Halomonas, rhodohalobacter, Parahodobacter, Marinospirillum, Truepera, Pelagibacterium ), Can be prepared using aerobic or breathable anaerobic microorganisms, etc., in particular, to satisfy flame resistance, Halomonas, Nitrosomonas, Nitrococcus, Nitrococcus, Nitrococcus, True It is preferable to include one or more microorganisms selected from the group consisting of True (Trueper), the It is more preferable to include most of Halomonas, Nitrosomonas, Nitrococcus, Nitrococcus, and Trueper.
본 발명의 일 실시예에 의하면 내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 미생물 군집 비율은 할로모나스(Halomonas)가 약 35 내지 45%, 니트로소모나스(Nitrosomonas)가 약 15 내지 25% , 니트로코커스(Nitrococcus)가 약 10 내지 20%, 트루에페라(Trueper)가 약 5 내지 15%가 되도록 조절될 수 있다. 상기와 같은 함량으로 구성될 때, 양식수의 오염물질을 제거효율 및 내염성이 가장 우수하게 나타날 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the microbial community ratio of the salt-resistant aerobic granule sludge is about 35 to 45% of Halomonas, about 15 to 25% of Nitrosomonas, and about 10 of Nitrococcus. To 20%, Trueper can be adjusted to be about 5 to 15%. When configured with the above content, it is possible to remove pollutants from the aquaculture water and exhibit the best efficiency and flame resistance.
본 발명의 내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 경우, 앞서 살펴본 바와 같이 내염성을 가지는 미생물군을 선별하고 배양조건을 조절하여 상기 미생물의 내염성을 향상시켰다. 또한, 상기 미생물들의 함량 범위를 적절히 조절하여, 내염성을 높이는 동시에 적절히 그래뉼화 되어 오염물질을 효율적으로 처리할 수 있도록 하였다. In the case of the salt-resistant aerobic granule sludge of the present invention, as described above, the microorganism group having salt resistance was selected and the culture conditions were adjusted to improve the salt resistance of the microorganism. In addition, by appropriately adjusting the content range of the microorganisms, to increase the flame resistance and at the same time to be granulated properly so that the pollutants can be efficiently processed.
상기와 같이 제조된 내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 경우, 기존 특허 KR 10-2012-0089495 등에 기재되어 있는 하폐수 처리장치에 사용되는 호기성 그래뉼 슬러지가 염도 10‰ 이상에서 유기물 및 질소 처리 효율이 크게 감소하는 것과 달리 해수의 염도 조건에서도 높은 유기물 및 질소 처리 효율을 보인다.In the case of the salt-resistant aerobic granule sludge prepared as above, the aerobic granule sludge used in the wastewater treatment apparatus described in the existing patent KR 10-2012-0089495, etc. It shows high organic and nitrogen treatment efficiency even in the salt condition of seawater.
구체적으로 기존의 호기성 그래뉼 슬러지에 비해 4.5배 내지 8배의 처리 효율을 보이는 바, 해수를 이용한 여과 순환장치에 사용하기에 적합하다.Specifically, it shows a treatment efficiency of 4.5 to 8 times that of the existing aerobic granule sludge, and is suitable for use in a filtration circulation device using seawater.
상기 내염성 호기성 그래뉼 슬러지는, 유기물산화 및 암모니아성 질소 산화반응의 경우에 유산소조건에서 최종 전자수용체로 용존산소를 이용하여 산화반응을 진행하고, 탈질반응의 경우에는 무산소 조건하에 최종 전자수용체로 질산성 질소를 이용하여 탈질반응을 진행할 수 있다.The flame-resistant aerobic granule sludge undergoes an oxidation reaction using dissolved oxygen as a final electron acceptor under aerobic conditions in the case of organic product oxidation and ammonia nitrogen oxidation, and in the case of denitrification reaction, nitrate is used as a final electron acceptor under oxygen-free conditions. Denitrification can be carried out using nitrogen.
또한, 앞서 살펴본 바와 같이 본 발명의 내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 경우, 바다물의 염분농도 조건에서 사료 찌꺼기 및 양식어가 배출하는 노폐물을 분해할 수 있도록 배양되어, 고염분 환경에서도 생존하여 여과공정을 진행할 수 있다.In addition, as described above, in the case of the salt-resistant aerobic granule sludge of the present invention, it is cultured to decompose wastes discharged from feed residues and aquaculture under the salt concentration condition of the seawater, and can survive the high-salt environment to proceed with the filtration process.
구체적으로 상기 배양조건을 통해 얻어지는 본 발명의 내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 경우, 염도 10‰내지 40‰에서 생장할 수 있는 것이 종래기술과 차별화되는 특징이다.Specifically, in the case of the salt-resistant aerobic granule sludge of the present invention obtained through the culture conditions, salinity of 10 ‰ to 40 ‰ can be grown at a characteristic different from the prior art.
만약 내염성 호기성 그래뉼 슬러지가 견딜 수 있는 염도가 10‰ 미만이라면, 유입되는 물의 염도를 10‰ 미만으로 조절해줘야 하는데 상기 범위의 염도조건에서는 상기 내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 유기물 및 질소 처리효율이 감소하므로 바람직하지 않다. 반면, 40 ‰을 초과하는 염도에서도 생존하기 위한 배양조건을 갖추는 것은 매우 까다로운 공정을 요구하므로, 경제적인 측면에서 바람직하지 않다.If the salinity that the salt-resistant aerobic granule sludge can withstand is less than 10 ‰, the salinity of the incoming water should be adjusted to less than 10 ‰. In the salinity conditions in the above range, the organic matter and nitrogen treatment efficiency of the salt-resistant aerobic granule sludge is not preferable. not. On the other hand, having a culture condition to survive even at a salinity exceeding 40% requires a very demanding process, which is not economical.
따라서, 내염성 호기성 그래뉼 슬러지를 상기 범위 내의 염도 조건을 가진 양식수 내에서 생장 가능하도록 배양하는 것이 바람직하며, 양식환경 최적화를 위해서는 20 내지 35‰의 염도 조건에서 생장가능하도록 배양하는 것이 더욱 바람직하다.Therefore, it is preferable to culture the salt-resistant aerobic granule sludge so that it can be grown in aquaculture water having salinity conditions within the above range, and it is more preferable to culture it so that it can be grown at a salinity condition of 20 to 35% o to optimize the culture environment.
상기 내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 평균직경은 0.1 ~ 0.5mm인 것이 바람직하다. 만약 내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 평균직경이 0.1mm 미만인 경우에는 후술할 산소조에서의 침전이 제대로 일어나지 않아서, 내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 농도를 조절하기가 어렵다. 반면, 평균직경이 0.5 mm를 초과하는 경우에는 내염성 호기성 그래뉼 슬러지가 양식수조에서 원활히 유동하지 못하고 양식수조 바닥에 침전되어서 유기물 및 질소 처리효율이 감소할 수 있으므로 바람직하지 않다. 양식 환경의 최적화를 위해서는 상기 내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 평균직경은 0.2 ~ 0.4mm인 입자가 전체 입자의 70%를 상회하는 것이 더욱 바람직하다. The flame resistant aerobic granule sludge preferably has an average diameter of 0.1 to 0.5 mm. If the average diameter of the flame resistant aerobic granule sludge is less than 0.1 mm, precipitation in the oxygen tank to be described later does not occur properly, so it is difficult to control the concentration of the flame resistant aerobic granule sludge. On the other hand, when the average diameter exceeds 0.5 mm, it is not preferable because the flame retardant aerobic granule sludge does not flow smoothly in the aquaculture tank and precipitates on the bottom of the aquaculture tank, which may reduce the organic and nitrogen treatment efficiency. In order to optimize the aquaculture environment, it is more preferable that the average diameter of the flame-resistant aerobic granule sludge is 0.2 to 0.4 mm, more than 70% of the total particles.
한편, 본발명에서는, 내염성 호기성 그래뉼 슬러지가 지속적으로 순환되며, 상기 순환과정을 거치면서 자연적으로 내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 농도가 증가하므로, 한번 충진시킨 이후에는 대부분의 경우, 별도로 내염성 호기성 그래뉼 슬러지를 충진시키지 않아도 된다. 다만, 간혹 양식어가 상기 내염성 호기성 그래뉼 슬러지를 다량 섭식하여 농도가 적절 범위 이하로 줄어들 수 있는 바, 양식수조에 충진되는 내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 양은 양식수조 및 탈질조의 혼합액 부유고형물(MLSS)의 농도 (내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 농도와 동일)에 따라 조절시켜 충진시킬 수 있다. 바람직하게는 부유고형물(MLSS)의 농도가 500 ~ 1,000ppm이 되도록 충진시킬 수 있다.On the other hand, in the present invention, since the salt-resistant aerobic granule sludge is continuously circulated, and the concentration of the salt-resistant aerobic granule sludge naturally increases during the circulating process, after filling, in most cases, the salt-resistant aerobic granule sludge is separately charged. You don't have to. However, in some cases, the concentration of the saltwater aerobic granule sludge filled in the aquaculture tank may be reduced by the concentration of the salt-resistant aerobic granule sludge (MLSS) in the aquaculture tank and the denitrification tank (MLSS) ( It can be filled by adjusting according to the concentration of flame-resistant aerobic granule sludge). Preferably, the concentration of suspended solids (MLSS) can be filled to be 500 ~ 1,000ppm.
내염성 호기성 그래뉼 슬러지가 충진된 양식수조의 혼합액 부유고형물(MLSS)의 농도가 500ppm 미만인 경우에는 유기물제거 및 질산화가 이루어지지 않는 문제가 발생하고, 혼합액 부유고형물(MLSS)의 농도가 1,000ppm을 초과하는 경우에는 양식어의 아가미에 현탁물이 쌓여 호흡에 악영향을 미치게 되고, 투명도가 저하되어 먹이 섭취가 곤란할 수 있다. ` .When the concentration of the mixed liquid suspended solids (MLSS) in the aquaculture tank filled with salt-resistant aerobic granule sludge is less than 500 ppm, a problem that organic matter removal and nitrification does not occur occurs, and the concentration of the mixed liquid suspended solids (MLSS) exceeds 1,000 ppm. In some cases, suspensions accumulate on the gills of farmed fish, adversely affecting breathing, and transparency can be reduced, making feeding difficult. `.
한편, 내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 농도가 지나치게 높아지는 것은 후술할 산소조(300)에서의 침전반응을 통하여 조절할 수 있다.On the other hand, the concentration of the salt-resistant aerobic granule sludge is too high can be adjusted through the precipitation reaction in the
본 발명에서는 내염성 호기성 그래뉼 슬러지를 이미 그래뉼화된 상태로 양식수조(100)에주입함에 따라 전체적인 순환여과 양식시스템 내에서 고농도의 호기성 미생물을 유지할 수 있어서 유기물충격부하에도 강한 저항성을 유지할 수 있다.In the present invention, as the salt-resistant aerobic granule sludge is injected into the
따라서, 부유슬러지 관리가 용이할 뿐만 아니라, 원활한 고액분리가 가능하여 후술할 산소조에서의 내염성 호기성 그래뉼 슬러지 농도 조절이 빠르게 이루어질 수 있다.Therefore, it is not only easy to manage the floating sludge, but also enables smooth solid-liquid separation, so that the salt-resistant aerobic granule sludge concentration control in the oxygen tank to be described later can be quickly performed.
또한, 내염성 호기성 그래뉼 슬러지는 양식수조 및 탈질조에서 부유한 상태로 활성화시키므로 내염성 호기성 미생물의 균질성을 증가시켜 잔류하는 유기물을 빠르게 제거하는 동시에 질산화반응 및 탈질반응의 효율을 높일 수 있다.In addition, since the salt-resistant aerobic granule sludge is activated in a suspended state in aquaculture and denitrification tanks, the homogeneity of the salt-resistant aerobic microorganisms can be increased to rapidly remove residual organic substances, while simultaneously increasing the efficiency of nitrification and denitrification.
상기 내염성 호기성 그래뉼 슬러지를 이용한 유기물 산화 반응 메커니즘은 하기의 반응식과 같이 일어난다.The mechanism of oxidation reaction of organic matter using the flame-resistant aerobic granule sludge occurs as shown in the following reaction formula.
C6H14O2N + 3.358O2 → 0.878C5H7O2N + 1.608CO2 + 0.122NH4 + + 3.622H2O + 0.122OH- C 6 H 14 O 2 N + 3.358
또한, 상기 내염성 호기성 그래뉼 슬러지를 이용한 암모니아성 질소의 완전 질산화 반응메커니즘은 하기의 반응식과 같이 일어난다.In addition, the complete nitrification reaction mechanism of ammonia nitrogen using the flame-resistant aerobic granule sludge occurs as shown in the following reaction formula.
22NH4 + + 37O2 + 4CO2 + HCO3 -→ C5H7O2N + 21NO3 - + 20H2O + 42H+ 22NH 4 + + 37O 2 + 4CO 2 + HCO 3 - → C 5 H 7 O 2 N + 21NO 3 - + 20H 2 O + 42H +
상기와 같은 반응을 통해 본 발명의 양식수조 내의 양식수의 오염물질 농도를 생물 독성 농도 아래로 조절할 수 있다. 구체적으로, 상기 양식수의 유기물 농도는 50 내지 300ppm, 더욱 바람직하게는 100 ~ 200ppm, 암모니아성 질소의 농도를 0 ~ 1.0 ppm, 더욱 바람직하게는 0~0.6ppm 으로 조절될 수 있다.Through the reaction as described above, the concentration of pollutants in the aquaculture water in the aquaculture tank of the present invention can be adjusted below the biotoxic concentration. Specifically, the concentration of the organic matter in the cultured water may be adjusted to 50 to 300 ppm, more preferably 100 to 200 ppm, and the concentration of ammonia nitrogen to 0 to 1.0 ppm, more preferably 0 to 0.6 ppm.
상기 유기물의 농도가 300ppm을 초과할 경우, 양식수의 부영양화, 적조 현상 등이 발생할 수 있고, 오염도가 증가하여 양식어의 질병 발생가능성이 급증하게 된다.When the concentration of the organic matter exceeds 300ppm, eutrophication of the aquaculture water, red tide phenomenon, and the like may occur, and the degree of contamination increases, and the likelihood of disease occurrence of aquaculture fish increases rapidly.
또한, 상기 암모니아성 질소의 농도가 1.0ppm을 초과할 경우, 양식수의 부영양화, 적조 현상 등이 발생할 수 있고, pH와 수온에 따라 비이온화된 암모니아(NH3)의 농도가 증가하고, 비이온화된 암모니아(NH3)의 생물독성으로 인해 양식어의 성장이 저조해지고 양식어의 폐사율이 급증하게 된다.In addition, when the concentration of the ammonia nitrogen exceeds 1.0ppm, eutrophication, red tide phenomenon, etc. of aquaculture water may occur, and the concentration of non-ionized ammonia (NH 3 ) increases depending on pH and water temperature, and non-ionization Due to the biotoxicity of the ammonia (NH 3 ), the growth of farmed fish is low and the mortality rate of farmed fish is rapidly increasing.
따라서, 유기물의 농도 및 암모니아성 질소의 농도를 각각 200 ppm, 0.6ppm 이하로 조절하는 것이 최적화를 위해서는 바람직하다.Therefore, it is preferable to optimize the concentration of the organic matter and the concentration of ammonia nitrogen to 200 ppm and 0.6 ppm or less, respectively.
한편, 유기물의 농도를 50ppm 미만으로 유지시키기 위해서는, 여과공정을 더욱 활발하게 진행시켜야 하는데, 상기와 같이 유기물의 농도를 50ppm 미만으로 조절한다고 하여도, 양식어의 폐사율이 크게 변하지 않는 바, 경제적인 측면에서 상기 양식수의 유기물 농도는 100 ~ 200 ppm으로 조절하는 것이 가장 바람직하다.On the other hand, in order to maintain the concentration of the organic matter less than 50ppm, the filtration process should be more actively performed. Even if the concentration of the organic matter is adjusted to less than 50ppm, the mortality rate of aquaculture fish does not change significantly. In terms of aspect, it is most preferable to adjust the concentration of the organic matter in the cultured water to 100 to 200 ppm.
또한, 상기와 같은 내염성 호기성 그래뉼 슬러지를 통한 유기물 및 암모니아성 질소의 산화반응은 유산소 조건에서 활발히 일어나므로, 상기와 같은 반응이 일어나기 위해서는 양식수조(100)의 용존 산소농도가 1 내지 30mg/L, 더욱 바람직하게는 5 내지 20mg/L로 유지되는 것이 바람직하다.In addition, since the oxidation reaction of the organic matter and ammonia nitrogen through the flame-resistant aerobic granule sludge as described above is actively performed under aerobic conditions, the dissolved oxygen concentration of the
상기와 같은 용존 산소농도를 유지하기 위하여, 상기 양식수조(100)에는 산소발생장치가 구비될 수 있다.In order to maintain the dissolved oxygen concentration as described above, the
상기 산소발생장치는 산소발생기(141), 산소용해기(142), 용해기 필터(143)로 구성될 수 있다. 상기 산소발생기(141)를 통해 생산된 산소는 산소용해기(142)로 이동된다. 한편, 산소용해기 필터(143)를 통해 양식수가 산소용해기(142)로 이동되고, 상기 산소발생기(141)로부터 생산된 상소가 산소용해기(142)내 고압조건하에 양식수에 녹아들게 된다. 상기 산소가 녹아든 양식수는 산소용해기(142)에서 양식수조(100)로 이동하여 양식수조 내 용존산소농도를 1mg/L 내지 30mg/L 로 유지시킬 수 있다.The oxygen generator may be composed of an
만약, 양식수조 내 용존산소농도가 1mg/L 미만일 경우, 내염성 호기성 그래뉼 슬러지가 산화작용을 원활히 진행할 수 없을 뿐더러, 양식어들의 산소결핍으로 인한 먹이 섭취량 감소 및 양식어 폐사가 발생할 수 있으므로 바람직하지 않다.If the dissolved oxygen concentration in the aquaculture tank is less than 1 mg / L, the salt-resistant aerobic granule sludge is not able to proceed smoothly in oxidation, and it is not preferable because it can reduce food intake due to oxygen deficiency in farmed fish and cause fish death. .
반면, 양식수조 내 용존산소농도가 30mg/L 를 초과할 경우, 양식어의 폐사율이 크게 변하지 않는 바, 경제적인 측면에서 상기 양식수조 내 용존산소농도는 1mg/L 내지 30mg/L 으로 조절하는 것이 가장 바람직하다.On the other hand, when the dissolved oxygen concentration in the aquaculture tank exceeds 30 mg / L, the mortality rate of the cultured fish does not change significantly, and from an economical point of view, the dissolved oxygen concentration in the aquaculture tank is adjusted to 1 mg / L to 30 mg / L. Most preferred.
한편, 양식수에 산소용해기(142)에서 발생한 산소를 원활하게 공급시키고, 양식수조내에 내염성 호기성 그래뉼 슬러지를 균등하게 분포시키기 위해 양식수조 내부에 제1에어로튜브(132) 및 상기 제1에어로튜브(132)를 가동시키기 위한 제1브로워(131)을 구비할 수 있다.On the other hand, the
상기 제1브로워(131)는 공기의 유동을 일으킬 수 있으며, 상기 제1에어로튜브(132)를 통해 공기를 용해기 필터(143) 주변에 집중적으로 공급하여, 용해기 필터(143)에 찌꺼기가 쌓이는 것을 방지할 수 있다.The
상기와 같은 작용으로 용해기 필터(143) 내부로 양식수가 원활하게 공급될 수 있어서, 양식수에 산소가 충분히 공급될 수 있다.With the above-described action, the cultured water can be smoothly supplied into the
또한, 상기 제1브로워(131)에서 발생시킨 공기의 유동을 통해 상기 제1에어로튜브(132)에서 공기를 전체적으로 순환시켜서, 내염성 호기성 그래뉼 슬러지를 양식수조 내에 균등하게 분포시킬 수 있다. 상기와 같이 내염성 호기성 그래뉼 슬러지가 양식수조 내에 균등하게 분포되어야 양식수조 내에서 유기물 및 암모니아성 질소 산화가 효과적으로 일어날 수 있다.In addition, through the flow of air generated in the
본 발명에서는 상기와 같이 양식수조 내에 고루 분포되는 내염성 호기성 그래뉼 슬러지를 이용하여 양식 수 내의 유기물 및 암모니아성 질소를 빠른 속도로 완전 산화반응 시킬 수 있다.In the present invention, the organic and ammonia nitrogen in the aquaculture water can be completely oxidized at high speed by using the flame-resistant aerobic granule sludge evenly distributed in the aquaculture water tank as described above.
따라서, 일반적인 타가 영양미생물을 이용하는 경우에는 처리속도가 저하되므로 부분 질산화반응이 일어나게 되어 높은 생물독성을 가지는 아질산성 질소가 생기는 부반응이 발생하게 되지만, 본 발명에서는 내염성 호기성 그래뉼 슬러지를 이용하여 그러한 부반응을 방지할 수 있다.Therefore, in the case of using a common other nutrient microbial, the processing speed is lowered, so that a partial nitrification reaction occurs, resulting in a side reaction in which nitrite nitrogen having high biotoxicity occurs, but in the present invention, the side reaction is performed using a flame-resistant aerobic granule sludge. Can be prevented.
상기 양식 수조에는 보일러(150)가 설치될 수도 있다. 양식어가 살아가기 위해서는 늘 적정 수준의 온도를 유지해줘야 하는 바, 상기와 같은 보일러(150)를 통해 온도를 일정하게 유지함으로써, 양식어가 겨울철에도 수온의 영향을 받지 않고 살아갈 수 있다.A
한편, 본 발명의 경우 지속적으로 해수의 공급이 일어나지 않고, 한번 들어온 해수를 순환시켜서 계속 사용하는 바, 외부 환경 변화(해수의 수온 변화 등)에 큰 영향을 받지 않는다. 따라서, 보일러(150)를 통해 초기에 유입된 양식수를 적정한 온도가 되도록 조절해주면 후에는 크게 에너지를 소비하지 않고도 양식수의 온도를 적절한 온도범위로 유지할 수 있다.On the other hand, in the case of the present invention, the supply of seawater does not continuously occur, and the seawater that has been once circulated is continuously used, so that it is not greatly affected by external environmental changes (such as changes in seawater temperature). Accordingly, if the aquaculture water initially introduced through the
앞서 살펴본 바와 같이, 상기 유기물 및 암모니아성 질소의 경우, 상기 반응식에 나타난 것과 같이, 상기 양식수조를 통하여 완전산화를 시켜서 생물독성 농도범위 아래로 유지할 수 있다. 그러나, 상기와 같이 완전산화 과정만이 일어나고 후속으로 질산성 질소를 처리하는 과정이 수반되지 않을 경우, 질산성 질소가 존재하게 되어 양식수 내의 질소비율이 높게 유지되며 앞선 산화과정에 따라 pH가 감소함에 따라, 양식어들이 생존하기에 부적합한 환경이 조성되는 문제가 발생할 수 있다.As described above, in the case of the organic material and ammonia nitrogen, as shown in the reaction formula, it can be completely oxidized through the aquaculture tank to maintain the concentration below the biotoxic concentration range. However, if only the complete oxidation process occurs as described above, and the subsequent treatment of nitric acid nitrogen is not involved, nitric acid nitrogen is present, thereby maintaining a high nitrogen ratio in the aquaculture water and decreasing the pH according to the previous oxidation process. As a result, a problem may arise in which an environment unsuitable for aquaculture fish to survive is created.
따라서, 상기 질산성 질소를 질소가스로 환원시켜서 외부로 배출시킴으로써, 양식수의 내의 질소비율을 조절하고, 알칼리도를 회복시켜 pH를 조절하기 위하여 탈질반응이 진행되어야 한다. 본 발명에서는 상기 산화과정을 거친 양식수가 양식수조(100)로부터 탈질조(200)로 연결되는 제1순환관(410)을 통하여 실질적인 탈질반응이 일어나는 탈질조(200)로 이동한다.Therefore, by reducing the nitric nitrogen to nitrogen gas and discharging it to the outside, the denitrification reaction must be carried out to adjust the nitrogen ratio in the aquaculture water and restore the alkalinity to adjust the pH. In the present invention, the aquaculture water that has undergone the oxidation process moves from the
상기 탈질조(200)에는 제1순환관을 통해 양식수조에서 산화과정을 거친 양식수 및 내염성 호기성 그래뉼 슬러지가 유입된다.In the
한편, 탈질공정은 무산소 조건에서 일어나는 바, 상기 탈질조(200)은 무산소 조건으로 유지되어야 한다. 상기 무산소 조건을 위해서 탈질조(200)에는 양식수조를 거쳐 유입된 산소를 배출하기 위한 산소배출장치가 설치될 수 있다.On the other hand, since the denitrification process takes place under anoxic conditions, the
앞서 살펴본 바와 같이 본 발명의 내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 경우 할로모나스(Halomonas), 니트로소모나스(Nitrosomonas), 니트로코커스(Nitrococcus), 니트로코커스(Nitrococcus), 트루에페라(Trueper) 를 포함하는 복합 미생물 제제로 이루어져 있어서 무산소조건에서 최종 전자수용체를 질산성질소로 삼아 탈질반응을 진행할 수 있다. 탈질조(200)에서 내염성 호기성 그래뉼 슬러지를 이용하여 탈질공정이 일어나는 메커니즘은 하기와 같다.As described above, in the case of the salt-resistant aerobic granule sludge of the present invention, a complex microbial formulation containing Halomonas, Nitrosomonas, Nitrococcus, Nitrococcus, and Truepera It consists of a final electron acceptor under oxygen-free conditions, and can be denitrified by using nitric acid. The mechanism in which the denitrification process occurs using the flame-resistant aerobic granule sludge in the
5CH3COOH + 8NO3 -→ 4N2 + 10CO2 + 6H2O + 8OH- 5CH 3 COOH + 8NO 3 - →
상기와 같은 반응을 통해 본 발명의 양식수의 질산성 질소의 농도를 생물 독성 농도 범위 아래인 10 ~ 100 ppm, 더욱 바람직하게는 20 내지 70ppm 으로 조절할 수 있다.Through the reaction as described above, the concentration of nitric acid nitrogen in the aquaculture water of the present invention can be adjusted to 10 to 100 ppm, more preferably 20 to 70 ppm, which is below the biotoxic concentration range.
만약, 질산성 질소의 농도가 100 ppm을 초과할 경우, 질산성 질소로 인한 독성으로 인해 양식어들의 폐사율이 급증하게 된다.If the concentration of nitrate nitrogen exceeds 100 ppm, the mortality rate of farmed fish will increase rapidly due to the toxicity caused by nitrate nitrogen.
또한, 질산성 질소를 질소가스로 환원시켜서 외부로 배출시키지 못해 질산성 질소의 농도가 100 ppm 을 초과할 경우, 양식수 내 알칼리도가 부족하여 양식수조의 pH가 낮아져서 양식어들이 살기에 부적합하다. In addition, when nitrate nitrogen is reduced to nitrogen gas and cannot be discharged to the outside, the concentration of nitrate nitrogen exceeds 100 ppm, the alkalinity in the aquaculture water is insufficient, and the pH of the aquaculture tank is lowered, making it unsuitable for aquaculture.
한편, 양식수의 질산성 질소 농도를 10ppm 미만으로 조절하려면, 탈질조의 크기를 늘리거나, 구동빈도를 늘려서 한번에 더 많은 양식수를 탈질 시켜야 한다. 그러나, 양식수의 질산성 질소 농도를 10ppm 미만으로 낮춘다고 해도, 양식어의 폐사율에 큰 변화가 나타나지 않으므로, 경제적인 측면을 고려할 때, 질산성 질소의 농도를 10 ~ 100 ppm 정도로 조절하는 것이 바람직하며, 20 내지 70ppm 으로 조절하는 것이 가장 바람직하다.On the other hand, in order to control the nitric acid nitrogen concentration in the aquaculture water to less than 10 ppm, the size of the denitrification tank should be increased, or the operating frequency may be increased to denitrify more aquaculture water at a time. However, even if the nitric acid nitrogen concentration of the aquaculture water is lowered to less than 10 ppm, since there is no significant change in the mortality rate of the farmed fish, it is preferable to adjust the concentration of the nitric acid nitrogen to about 10 to 100 ppm in consideration of economic aspects. And is most preferably adjusted to 20 to 70 ppm.
한편, 상기 반응식을 통해 알 수 있듯이, 상기 탈질공정을 위해서는 적정 수의 탄소원이 필요하다. 그러나, 앞서 양식수조(100)에서 내염성 호기성 그래뉼 슬러지를 이용하여 유기물 및 암모니아성 질소를 동시에 산화시키기 때문에 탈질조(200)의 유입수에는 질산성 질소가 고농도로 존재하게 되고 유기물의 농도가 상대적으로 낮아지게 된다. 따라서, 본 발명의 탈질조(200)에는 별도의 외부탄소원을 공급할 수 있는 장치가 필요하다.On the other hand, as can be seen from the above reaction formula, an appropriate number of carbon sources is required for the denitrification process. However, the nitrate nitrogen is present in the influent of the
본 발명의 탈질조(200)에는 외부탄소원 주입펌프(212)가 연결되고,상기 외부탄소원 주입펌프는 외부탄소원 탱크(211)과 연결될 수 있다. 상기 외부탄소원 탱크(211)에서 발생한 탄소원은 상기 주입펌프를 통해 탈질조(200)로 주입되게 된다.An external carbon
한편, 상기 외부탄소원은 특정 종류로 제한되지 않으며, 메탄올, 포도당, 아세테이트 및 당밀 등 일반적으로 사용되는 외부탄소원 중 하나이상을 투입하여 사용할 수 있다.Meanwhile, the external carbon source is not limited to a specific type, and may be used by inputting one or more of commonly used external carbon sources such as methanol, glucose, acetate, and molasses.
본 발명에서 탈질조(200)에 유입되는 상기 외부탄소원 : NO3 -N 은 2 : 1 내지 3 : 1인 것이 바람직하고, 2.3 : 1 내지 2.7 : 1인 것이 가장 바람직하다.The external carbon source is introduced into the
만약, 외부탄소원이 NO3 -N 대비 2배 미만으로 투입된다면, 탈질조(200)에 유입된 질산성 질소를 충분히 제거할 수 없으며, 반대로 외부탄소원이 NO3 -N 대비 3배가 넘게 투입된다면, 상기 외부탄소원으로 인한 유기물 축적이 발생하여 오염이 발생할 수 있으므로 바람직하지 않다.If an external carbon source is NO 3 -, if added more than N times than 3, - if N compared to In is less than 2 times, it is not possible to sufficiently remove the nitrate nitrogen flowing into the
한편, 상기 탈질반응 중에 생성되는 수산화기(OH-)는 탄산(H2CO3)과 반응하여 탄산수소염(HCO3-)을 생성하고 질산성질소 1g당 탄산수소염(HCO3-)으로 구성된 알칼리도가 3.57g 생성된다. 따라서, 상기 탈질반응을 통하여 앞서 양식수조의 산화과정에서 형성된 산도를 회복시킬 수 있으며, 결론적으로 탈질조(200) 내의 pH 를 적절하게 조절할 수 있다.On the other hand, the hydroxyl group (OH-) generated during the denitrification reaction reacts with carbonic acid (H2CO3) to produce hydrogen carbonate (HCO3-) and 3.57 g of alkalinity consisting of hydrogen carbonate (HCO3-) per 1 g of nitric acid nitrogen. Accordingly, the acidity formed in the oxidation process of the aquaculture water tank may be restored through the denitrification reaction, and consequently, the pH in the
이 때, 양식수의 pH가 4.5 미만이거나 10.7을 초과하는 경우, 양식어들이 폐사될 수 있으므로 양식어가 폐사하지 않기 위해서는 양식수의 pH 범위가 4.5 내지 10.7 로 조절되어야 하고, 양식어의 성장 등을 고려했을 때, 6.8 내지 8.5로 조절되는 것이 더욱 바람직하다.At this time, if the pH of the aquaculture water is less than 4.5 or exceeds 10.7, the aquaculture fish may be dead, so the pH range of the aquaculture water should be adjusted to 4.5 to 10.7 to prevent the aquaculture fish from dying. When considered, it is more preferably adjusted to 6.8 to 8.5.
양식수의 pH가 6.8 미만이거나, 8.5 를 초과하는 경우 양식어의 성장 및 양식어장 내의 사료효율이 저하될 수 있고, 내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 유기물 및 질소의 산화반응이 저하되어 양식어장 내에 독성물질이 농축될 수 있으므로 바람직하지 않다.If the pH of the aquaculture water is less than 6.8 or exceeds 8.5, the growth of aquaculture fish and feed efficiency in the aquaculture farm may decrease, and the oxidation reaction of organic matter and nitrogen in a salt-resistant aerobic granule sludge decreases, causing toxic substances in the aquaculture farm. It can be concentrated and is not preferred.
한편, 상기와 같은 pH조절을 위해서 탈질조 내의 내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 양은 유입되는 질산성 질소 대비 10배 내지 15배로 조절되는 것이 바람직하다.On the other hand, in order to adjust the pH as described above, it is preferable that the amount of the salt-resistant aerobic granule sludge in the denitrification tank is adjusted to 10 to 15 times compared to the nitrogen nitrate introduced.
만약, 내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 양이 유입되는 질산성 질소 대비 10배 미만일 경우, 유입되는 모든 질산성 질소를 탈질시킬 수 없으므로, 전체적인 양식수내의 질산성 질조 농도를 생물독성 범위 아래로 유지할 수가 없다.If the amount of flame-resistant aerobic granule sludge is less than 10 times that of the incoming nitric acid nitrogen, it is impossible to denitrify all the incoming nitric acid nitrogen, and thus the nitric acid bath concentration in the whole aquaculture water cannot be maintained below the biotoxic range.
반면, 내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 양이 유입되는 질산성 질소 대비 15배를 초과하는 경우 내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 양이 과다함에 따라 양식수조 내에 균등하게 분포되지 않아서 탈질조 바닥에 내염성 호기성 그래뉼 슬러지가 쌓여 부패현상이 발생하여 암모니아성 질소가 생성될 수 있다.On the other hand, when the amount of the salt-resistant aerobic granule sludge exceeds 15 times compared to the inflow of nitric acid nitrogen, the amount of the salt-resistant aerobic granule sludge is not evenly distributed in the aquaculture tank due to the excessive amount of the salt-resistant aerobic granule sludge accumulated on the bottom of the denitrification tank. A phenomenon may occur and ammonia nitrogen may be generated.
상기 탈질조(200) 내부에는 교반기(220)가 설치될 수 있다. 앞서 양식수조에서는 유산소 조건으로 진행되므로, 공기 주입을 통해서 양식수 내 내염성 호기성 그래뉼 슬러지를 균등하게 분배 시킬 수 있었다. 그러나, 탈질조(200) 내부는 무산소 조건으로 운영되므로, 물리적인 교반이 없을 경우, 내염성 호기성 그래뉼 슬러지가 침전될 수 있다. 따라서, 상기 교반기를 통해 탈질조(200) 내 양식수를 균등하게 분배되도록 운행하여, 탈질조(200)내의 탈질공정이 효율적으로 일어날 수 있도록 한다.A stirrer 220 may be installed inside the
상기와 같이 산화공정 및 탈질공정을 거칠 경우, 양식수 내의 오염물질이 대다수 제거 되기 때문에, 일반적인 양식어장에서 주로 발견되는 비브리오병(Vibriosis), 아가미흑화병(Black gill disease), 타우라증후군(Taura syndrome), 흰반점병(White spot Disease)등이 발견되지 않는 것을 확인할 수 있었다.When the oxidation and denitrification processes are performed as described above, since most of the pollutants in the aquaculture water are removed, Vibriosis, Black gill disease, and Taura syndrome, which are mainly found in general fish farms, syndrome, white spot disease, etc. were confirmed not to be found.
상기 탈질조(200)에서 탈질공정을 거친 양식수는 제2순환관(420)을 통해 산소조(300)으로 유입된다.Aquaculture water that has undergone a denitrification process in the
상기 산소조(300)는 양식수내에 산소를 주입하여 양식어가 생존하기에 가장 적합한 DO조건으로 산소농도를 조절할 수 있도록 한다. 상기 양식수조(100)에도 별도의 산소 공급기가 존재하지만, 탈질조(200)를 거쳐서 무산소 조건으로 변한 양식수가 그대로 양식수조(100)로 공급될 경우,순간적인 산소 부족현상으로 양식어들이 폐사할 수 있으므로, 별도의 산소조(300)를 통해서 충분히 산소농도를 조절해준 후에 양식수조(100)로 유입시키는 것이 바람직하다.The
산소조(300)는 상기와 같이 DO 농도를 조절하는 것 이외에도, 탈기공정을 진행하며, 내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 양을 조절하는 역할도 수행한다.The
구체적으로, 탈질조(200)에서 산소조(300)로 양식수가 유입될 때, 별도의 고액분리 과정없이 그대로 유입되는 바, 산소조(300)에는 탈질공정을 통해 생성된 질소가스 및 내염성 호기성 그래뉼 슬러지가 그대로 유입된다.Specifically, when aquaculture water flows from the
상기 내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 농도가 적정할 경우에는 산소조에 공기를 주입하여 용존산소를 증가시키고, 질소가스 탈기과정을 마친 후, 다시 양식수조로 순환시킨다.When the concentration of the flameproof aerobic granule sludge is appropriate, the oxygen is injected into the oxygen tank to increase the dissolved oxygen, and after the nitrogen gas degassing process is completed, it is circulated back to the culture tank.
반면, 상기 내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 농도가 높은 경우에는 산소조에 공기 주입을 중단하고 내염성 호기성 그래뉼 슬러지를 침전시켜 고액분리를 유도한다. 상기 고액분리 과정을 마친 후, 상등수는 양식수조로 이송시키고, 침전된 내염성 호기성 그래뉼 슬러지는 폐기시켜서 순환여과 양식시스템 내의 미생물 농도를 적정수준인 500 내지 1,000ppm 으로 유지시킬 수 있다.On the other hand, when the concentration of the flame resistant aerobic granule sludge is high, air injection into the oxygen tank is stopped and the flame resistant aerobic granule sludge is precipitated to induce solid-liquid separation. After completing the solid-liquid separation process, the supernatant water is transferred to a culture tank, and the precipitated salt-resistant aerobic granule sludge is discarded to maintain the concentration of microorganisms in the circulating filtration culture system at an appropriate level of 500 to 1,000 ppm.
즉, 본 발명의 순화여과 양식시스템에 의하면 상기 산소조의 공기 주입을 제어하여 내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 침전량을 조절함으로써, 상기 양식수의 순환에 따라 증가하는 상기 내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 농도를 조절할 수 있다.That is, according to the purified filtration aquaculture system of the present invention, the concentration of the flame-retardant aerobic granule sludge increased according to the circulation of the aquaculture water can be controlled by controlling the air injection of the oxygen tank to control the precipitation amount of the flame-resistant aerobic granule sludge.
한편, 실질적으로 양식어가 육성되는 장소는 양식수조 이므로, 상기 양식수조는 탈질조 및 산소조에 비해 크게 제조되어야 한다.On the other hand, since the place where the farmed fish is actually raised is a cultured water tank, the cultured water tank should be made larger than a denitrification tank and an oxygen tank.
또한, 양식어가 생활하는 양식수의 환경이 급변하면 안되기 때문에, 산소조(300)를 거쳐서 유입되는 양식수로 인해서 양식수조(100)에 들어있는 양식수의 성질이 급변해서는 안된다. 따라서, 산소조(300)를 통해서 양식수조(100)에 시간당 유입되는 양식수의 양 : 양식수조(100) 에 체류하는 양식수의 양은 1 : 8 내지 1 : 12 가 되도록 운행되는 것이 바람직하며, 1 : 10 으로 운행되는 것이 가장 바람직하다.In addition, since the environment of aquaculture water in which aquaculture fish live should not change rapidly, the nature of the aquaculture water in the
아울러, 산소조(300)에서 양식수조(100)로 유입되는 양식수의 양만큼 양식수조(100)에서 탈질조(200)로 배출되어야 하므로, 양식수조에서 탈질조로 시간당 배출되는 양식수의 양을 Q1, 양식수조에 체류하는 양식수의 양을 Qf 라고 할 때, Q1 : Qf 는 1 : 8 내지 1 : 12 이 되도록 운행되는 것이 바람직하며, 1 : 10 으로 운행되는 것이 가장 바람직하다.In addition, since the amount of aquaculture water flowing from the
만약, 상기 Q1 : Qf 가 1 : 8 미만일 경우, 양식수조(100) 내의 환경이 급변하여, 양식어들이 생존하는데 악영향을 미칠 수 있다. 아울러, 탈질조(200) 내부로 한번에 지나치게 많은 양식수가 유입됨에 따라 탈질조(200)가 한번에 처리할 수 있는 용량을 초과할 경우, 유입된 모든 양식수가 탈질처리 되지 못하고, 다시 양식수조(100)로 유입될 수 있다. 위와 같은 경우, 탈질조(200)의 탈질 효율이 감소하게 되고, 양식수 내의 질산성 질소의 농도가 높아질 수 있으므로, 바람직하지 않다.If the Q 1 : Q f is less than 1: 8, the environment in the
반면, 상기 Q1 : Qf 가 1 : 12 를 초과할 경우, 양식수조(100) 내에 탈질조(200)로 이동하지 못하는 양식수의 양이 증가함에 따라, 양 식수 내에 탈질 처리 되지 못한 질산성 질소의 농도가 높아져서, 양식어들의 생장을 저해할 수 있다.On the other hand, when the Q 1 : Q f exceeds 1: 12, as the amount of aquaculture water that cannot move to the
한편, 순환여과 양식 시스템을 구성하는 장치의 전체적인 크기가 커짐에 따라, 상기 장치의 설치 비용 및 유지 비용이 증가하게 되므로, 양식수조와 탈질조 및 산소조의 크기를 필요에 따라 적절하게 조절할 필요가 있다.On the other hand, as the overall size of the devices constituting the circulating filtration aquaculture system increases, the installation cost and maintenance cost of the device increase, so it is necessary to appropriately adjust the size of the aquaculture tank, denitrification tank, and oxygen tank as necessary. .
앞서, 살펴본 바와 같이 실질적으로 양식어들이 생장하는 장소는 양식수조(100) 이므로,양식수조(100)는 충분한 부피를 갖게끔 구성되어야 한다.As described above, since the place where the farmed fish actually grow is the
반면, 탈질조(200)의 경우, 앞서 살펴본 바와 같이 한번에 들어오는 양식수의 양이 양식수조(100) 내에 존재하는 양식수 대비 약 10% 정도에 불과하고, 내염성 호기성 그래뉼 슬러지를 이용하여 양식수조(100)에서 산화반응이 일어나는데 소요되는 시간과 탈질조(200)에서 탈질반응이 일어나는데 소요되는 시간이 비슷하므로, 전체적인 장치의 크기 또한 상기 양식수조의 부피를 Vf, 상기 탈질조의 부피를 Vd 라 할 때, Vf : Vd 는 8 : 1 내지 12 : 1로 조절되는 것이 바람직하다.On the other hand, in the case of the
만약, Vf : Vd 가 8 : 1 미만일 경우, 탈질조의 부피를 크게 함에 따라 얻을 수 있는 추가적인 효과가 없는 반면, 탈질조의 부피를 키우기 위해 소비되는 비용이 증가하는 바, 경제적으로 바람직하지 않다.If V f : V d is less than 8: 1, there is no additional effect that can be obtained by increasing the volume of the denitrification tank, whereas the cost consumed to increase the volume of the denitrification tank increases, which is not economically desirable.
반면, Vf : Vd 가 12 : 1 을 초과할 경우, 탈질조에 충진 될 수 있는 내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 양 및, 탈질조로 시간당 유입될 수 있는 양식수의 양이 감소함에 따라, 양식수조내에 발생하는 질산성 질소가 효율적으로 제거될 수 없다.On the other hand, when V f : V d exceeds 12: 1, the amount of salt-resistant aerobic granule sludge that can be filled in the denitrification tank and the amount of aquaculture water that can be introduced into the denitrification tank per hour decrease, and thus occurs in the aquaculture tank. The nitric acid nitrogen cannot be removed efficiently.
한편, 산소조(300)에서 산소가 공급되는 속도는 앞선 장치에서 산화반응 및 탈질반응이 일어나는 속도 보다 훨씬 빠르게 진행될 수 있다. 따라서, 양식수는 산소조(300)에서 상대적으로 짧은 시간 동안 머물고 양식수조(100)으로 순환될 수 있는 바, 산소조(300)의 크기는 탈질조(100)에 비해서도 더욱 작게 설계될 수 있다.On the other hand, the rate at which oxygen is supplied from the
구체적으로 상기 탈질조의 부피를 Vd, , 상기 산소조의 부피를 VO 라 할 때, Vd : VO는 2 : 1 내지 4 : 1인 것이 바람직하다.Specifically, when the volume of the denitrification tank is V d and the volume of the oxygen tank is V O , V d : V O is preferably 2: 1 to 4: 1.
만약, Vd : VO가 2 : 1 미만일 경우, 산소조의 부피를 크게 함에 따라 얻을 수 있는 추가적인 효과가 없는 반면, 산소조의 부피를 키우기 위해 소비되는 비용이 증가하는 바, 경제적으로 바람직하지 않다.If V d : V O is less than 2: 1, there is no additional effect that can be obtained by increasing the volume of the oxygen tank, whereas the cost consumed to increase the volume of the oxygen tank increases, which is not economically desirable.
반면, Vd : VO가 4 : 1 을 초과할 경우, 산소조의 부피가 지나치게 작아짐에 따라, 유입된 만큼의 양식수를 배출하기 위해서는 산소조에서 양식수가 머무는 시간이 매우 짧아져야 한다. 상기와 같이 머무는 시간이 짧아질 경우, 산소조에서 내염성 호기성 그래뉼 슬러지를 침전시켜서 농도를 조절하는 공정이 충분히 일어나지 않아서, 전체적인 내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 농도가 적정량 보다 많아질 수 있어서 바람직하지 않다.On the other hand, when V d : V O exceeds 4: 1, as the volume of the oxygen tank becomes too small, in order to discharge the amount of aquaculture water introduced, the residence time of the aquaculture water in the oxygen tank must be very short. When the residence time is short, as described above, the process of adjusting the concentration by precipitating the flame-resistant aerobic granule sludge in the oxygen tank does not occur sufficiently, so the concentration of the overall flame-resistant aerobic granule sludge may be higher than the appropriate amount, which is not preferable.
한편, 양식어의 종류 및 밀식율에 따라 운영시간이 달라질 수 있으나, 일반적으로 양식기간이 점차 지남에 따라 질산성 질소의 발생량이 증가하므로 초기에는 특정 시간 동안만 순환공정을 진행시키고, 질산성 질소의 발생량이 증가함에 따라, 순환공정의 빈도를 증가시키는 것이 바람직하다.On the other hand, the operating time may vary depending on the type of fish farming and the wheat meal rate, but in general, as the amount of nitric acid nitrogen increases as the farming period gradually increases, the circulating process is performed only for a certain time initially, and the nitric acid nitrogen It is desirable to increase the frequency of the circulating process, as the amount of is generated increases.
따라서, 본 발명의 양식 장치의 경우, 첫 1개월 가량은 하루에 4시간 정도 순환공정을 진행시키고, 향후 1개월 정도는 하루에 8시간, 이후에는 하루에 24시간 내내 순환공정을 진행시키는 것이 바람직하다.Therefore, in the case of the aquaculture device of the present invention, it is preferable to carry out the circulating process for about 4 hours a day for the first 1 month, and the circulating process for 8 hours a day for the next 1 month, and then 24 hours a day for the next month. Do.
상기와 같이 순환 여과 양식시스템을 가동시킬 경우, 양식수 내의 DO 농도를 9~12 ppm, pH를 7.5~8, 내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 농도를 500~1,000ppm, 양식수조 내 질산성 질소의 농도를 70ppm 이하로 유지시킬 수 있다.When the circulating filtration aquaculture system is operated as above, the DO concentration in the aquaculture water is 9 to 12 ppm, the pH is 7.5 to 8, the salt-resistant aerobic granule sludge concentration is 500 to 1,000 ppm, and the nitric acid nitrogen concentration in the aquaculture water tank is adjusted. It can be maintained below 70ppm.
한편, 상기와 같이 DO 농도를 9~12 ppm, pH를 7.5~8, 양식수조 내 질산성 질소의 농도를 70ppm 이하로 유지할 경우, 양식어들이 별다른 질병 없이 생장할 수 있으며, 특히 내염성 호기성 그래뉼 슬러지를 이용하여 상기 여과작용을 진행할 경우, 양식어들이 영양분이 풍부한 상기 내염성 호기성 그래뉼 슬러지를 섭식하여 더욱 건강하게 생장할 수 있다.On the other hand, if the DO concentration is 9 to 12 ppm, the pH is 7.5 to 8, and the nitric acid nitrogen concentration in the aquaculture water tank is maintained at 70 ppm or less, the farmed fish can grow without any particular disease. In particular, salt-resistant aerobic granule sludge When using the filtration to proceed, the farmed fish can grow healthier by feeding the salt-resistant aerobic granule sludge rich in nutrients.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 구체적인 실험예를 제시한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위해서 제공되는 것일 뿐, 실험예에 의하여 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, specific experimental examples are presented to help understanding of the present invention. However, the following examples are only provided to more easily understand the present invention, and the contents of the present invention are not limited by the experimental examples.
<실시예 1><Example 1>
양식수조는 높이가 1.5 m이고, 수표면적이 26.5m2인 원형 pp-수조를 사용하였다. 새우의 종은 흰다리 새우를 양식하였고 새우 입식양은 약 12,000미로 1제곱미터당 460미가 입식 되었다. 새우양식은 동절기에 이루어졌으며, 양식수조에 바닷물을 한번 채운 후 양식기간인 4개월 동안 바닷물 환수를 하지 않았다.A circular pp-water tank with a height of 1.5 m and a water surface area of 26.5 m 2 was used. The species of shrimp was white-legged shrimp, and the amount of shrimp stocked was about 12,000, and 460 meals per square meter were planted. Shrimp farming was carried out during the winter season, and once the seawater tank was filled with seawater, the seawater was not returned for 4 months during the farming period.
양식수조에 치하를 입식할 때, 내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 농도가 50 mg/L이 되도록 양식수조에 주입하였고, 양식기간 동안 발생된 유기물 및 암모니아성 질소를 처리하면서, 내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 농도가 700~800 mg/L까지 증가하였다. 산소조에서의 침전반응을 통해 내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 농도를 700~800 mg/L로 일정하게 유지하였다. (도 2 - 시간에 따른 내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 농도)When larvae were placed in aquaculture tanks, the concentration of flame-retardant aerobic granule sludge was 700 while injecting into aquaculture tanks so that the concentration of flame-resistant aerobic granule sludge was 50 mg / L and treating organic matter and ammonia nitrogen generated during the culture period. It increased to ~ 800 mg / L. Through the precipitation reaction in the oxygen tank, the concentration of the flame-resistant aerobic granule sludge was kept constant at 700-800 mg / L. (FIG. 2-Concentration of flame-resistant aerobic granule sludge over time)
양식수의 pH는 양식수조 내에서 질산화에 의해 알칼리도가 소모되면서 낮아지고, 탈질조 순환에 의해 알칼리도가 회복되면서 높아지는데, 첫 1개월동안은 하루 4시간 동안 탈질조 순환을 진행했고, 다음 1개월동안은 하루에 8시간, 다음 2개월 동안은 하루 24시간 내내 탈질조 순환을 진행시켜서pH 7.5~8을 유지하였다.The pH of the aquaculture water decreases as the alkalinity is consumed by nitrification in the aquaculture water tank, and increases as the alkalinity is recovered by the denitrification tank circulation. During the first month, the denitrification tank was cycled for 4 hours a day, and the next 1 month The denitrification cycle was maintained for 8 hours a day for 24 hours and 24 hours a day for the next 2 months to maintain pH 7.5 to 8.
양식수조 내 DO 농도는 설치된 산소발생기 및 산소용해기를 이용해 9~12 mg/L을 유지하였다. 양식수조의 수온은 보일러를 이용해 27~30 ℃를 유지하였다.The DO concentration in the aquaculture tank was maintained at 9-12 mg / L using the installed oxygen generator and oxygen dissolver. The water temperature of the aquaculture tank was maintained at 27 ~ 30 ℃ using a boiler.
양식수 내 암모니아성 질소 및 아질산성 질소 농도는 양식수조내 내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 생물학적 산화 반응으로 인해 양식기간 동안 각각 0~0.5 mg/L 및 0 mg/L 로 유지되었다.The ammonia nitrogen and nitrite nitrogen concentrations in the aquaculture water were maintained at 0 to 0.5 mg / L and 0 mg / L during the aquaculture period, respectively, due to the biological oxidation reaction of the salt-resistant aerobic granule sludge in the aquaculture water tank.
양식수 내 질산성 질소 농도는 탈질조 순환 및 적정량의 외부탄소원 주입을 통해 평균 70 mg/L 이하를 유지하였다.The nitric acid nitrogen concentration in the aquaculture water maintained an average of 70 mg / L or less through circulation of the denitrification tank and injection of an appropriate amount of external carbon source.
상기 실시예를 통한 수질분석 결과는 도 3 및 4를 통해 그래프로 나타내었다. 양식수의 수질을 안정적으로 유지시켜 주었을 때, 치하 (1마리 당 무게: 약 0.05 g) 에서 성어 (1마리 당 무게: 약 20 g) 까지 키우는데 약 4개월이 소요되었고, 새우 폐사량은 약 10% 내외로 낮게 나왔고, 출하량은 총 210 kg로 제곱미터당 8kg이었다.The results of water quality analysis through the above examples are shown graphically through FIGS. 3 and 4. When the quality of aquaculture water was maintained stably, it took about 4 months to grow from larvae (weight per animal: about 0.05 g) to adult fish (weight per animal: about 20 g), and shrimp mortality was about 10 It came out as low as around%, and shipments totaled 210 kg, 8 kg per square meter.
출하된 새우들은 양식수 무배출 순환 및 내염성 호기성 그래뉼 슬러지를 통한 양식수 정화로 인해, 질병(비브리오병(Vibriosis), 아가미흑화병(Black gill disease), 타우라증후군(Taura syndrome), 흰반점병(White spot Disease) 등) 감염의 흔적들(멜라닌색소의 침착, 갈색 및 흑색 반점 형성, 아가미 변색, 옅은 불은색의 체색, 외골격의 흰 점 등)이 전혀 발견되지 않았다. 그리고 새우들의 크기 및 무게 편차는 적었고, 몸은 투명하고, 통통하며, 껍질은 단단하고 상처가 없으며, 활기찬 것으로 관찰되었다.Shrimp shipped are due to disease (Vibriosis, Black gill disease, Taura syndrome, white spot disease) No signs of infection (e.g. melanin pigmentation, brown and black spot formation, gill discoloration, pale silvery body color, exoskeleton white spots, etc.) were not found at all. In addition, the size and weight of the shrimps were small, and the body was transparent, plump, and the shell was hard and unscathed, and was observed to be energetic.
상기 실시예를 통해 알 수 있듯이, 본 발명의 순환여과 양식시스템을 사용할 경우, 한번 유입된 해수를 양식기간 동안 배출하지 않음으로써, 일반적인 축제식 양식어장에 비해 환경오염을 감소시킬 수 있다.As can be seen from the above examples, when the circulating filtration aquaculture system of the present invention is used, it is possible to reduce environmental pollution compared to a general festival-style fish farm by not discharging the seawater once introduced during the aquaculture period.
특히, 양식기간이 끝난 후, 최종적으로 바다로 배출되는 양식수의 암모니아성 질소의 농도가 0 내지 0.6 ppm, 질산성 질소의 농도가 20 내지 70 ppm으로 조절되므로, 외부의 환경을 오염시키는 문제가 발생하지 않는다.In particular, after the end of the aquaculture period, since the concentration of ammonia nitrogen in the aquaculture water finally discharged to the sea is adjusted to 0 to 0.6 ppm and the concentration of nitrate nitrogen to 20 to 70 ppm, there is a problem that pollutes the external environment. Does not occur.
또한, 상기와 같은 양식수 순환여과 양식시스템을 가동시켜서 양식수를 관리할 경우, 양식수의 독성물질의 양이 생물독성 농도범위 미만으로 유지되고, 양식수 내의 DO 및 pH가 적절하게 유지될 수 있으며, 양식어들이 고단백질원인 내염성 호기성 그래뉼 슬러지를 섭식하여 건강하게 생장할 수 있는 바, 양식어의 폐사율이 10% 이하로 크게 감소할 수 있다.In addition, when the aquaculture water circulation filtration aquaculture system is operated to manage the aquaculture water, the amount of toxic substances in the aquaculture water is maintained below the biotoxic concentration range, and the DO and pH in the aquaculture water can be properly maintained. In addition, because fish farming can feed healthy, high-protein sources of salt-resistant aerobic granule sludge, the mortality rate of farmed fish can be greatly reduced to less than 10%.
10 : 순환여과 양식시스템
100 : 양식수조 110 : 유입구 120 : 배출구
131 : 제1브로워 132 : 제1에어로튜브
141 : 산소발생기 142 : 산소용해기 143 : 용해기 필터
200 : 탈질조 211 : 외부탄소원 탱크 212 : 외부탄소원 주입펌프
220 : 교반기 300 : 산소조
311 : 제2브로워 312 : 제2에어로튜브
410 : 제1순환관 420 : 제2순환관 430 : 제3순환관10: Circulation filtration aquaculture system
100: culture tank 110: inlet 120: outlet
131: First blower 132: First aero tube
141: Oxygen generator 142: Oxygen dissolver 143: Dissolver filter
200: denitrification tank 211: external carbon source tank 212: external carbon source injection pump
220: stirrer 300: oxygen tank
311: Second blower 312: Second aero tube
410: first circulation pipe 420: second circulation pipe 430: third circulation pipe
Claims (7)
유기물 및 암모니아성 질소의 산화반응을 동시에 수행하는 양식수조;
상기 양식수조에서 처리되어 유입된 양식수의 탈질반응을 수행하는 탈질조; 및
상기 탈질조에서 처리되어 유입된 처리수에 용존산소 공급을 수행하는 산소조를 포함하며,
상기 내염성 호기성 그래뉼 슬러지가 포함된 양식수가 전체 시스템을 순환하면서 산화반응 및 탈질반응을 수행하고,
상기 산소조에서의 공기 주입을 제어하여 상기 내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 침전량을 제어하여 상기 순환여과 양식시스템 내의 내염성 호기성 그래뉼 슬러지의 농도를 적절 범위내로 조절하되, 상기 내염성 호기성 그래뉼 슬러지 농도의 적절 범위는 500 내지 1,000ppm인, 친환경 순환여과 양식시스템.
Aquaculture water containing flame-resistant aerobic granule sludge;
Aquaculture water tank which simultaneously performs the oxidation reaction of organic matter and ammonia nitrogen;
A denitrification tank that is processed in the aquaculture tank and performs a denitrification reaction of the introduced aquaculture water; And
It includes an oxygen tank that is treated in the denitrification tank to supply dissolved oxygen to the treated water introduced,
The aquatic granule sludge containing salt-resistant aerobic granules oxidizes and denitrates while circulating the entire system,
The concentration of the flame-retardant aerobic granule sludge in the circulation filtration culture system is controlled within an appropriate range by controlling the amount of precipitation of the flame-retardant aerobic granule sludge by controlling the air injection in the oxygen tank, but the appropriate range of the flame-resistant aerobic granule sludge concentration is 500 Eco-friendly circulating filtration aquaculture system, which is 1,000 ppm.
상기 내염성 호기성 그래뉼 슬러지는 염도 10‰ 내지 40‰ 에서 생장가능한 것을 특징으로 하는 친환경 순환여과 양식시스템
According to claim 1,
The salt-resistant aerobic granule sludge is an eco-friendly circulating filtration culture system characterized in that it can be grown at a salinity of 10 to 40%.
상기 양식수조에서 상기 탈질조로 시간당 배출되는 양식수의 양을 Q1, 양식수조에 체류하는 양식수의 양을 Qf 라고 할 때, Q1 : Qf 는 1 : 8 내지 1 : 12 인 것을 특징으로 하는 친환경 순환여과 양식시스템.
According to claim 1,
When the amount of aquaculture water discharged per hour from the aquaculture tank to the denitrification tank is Q 1 , and the amount of aquaculture water remaining in the aquaculture tank is Q f , Q 1 : Q f is 1: 8 to 1: 12. Eco-friendly circular filtration aquaculture system.
상기 양식수조의 부피를 Vf, 상기 탈질조의 부피를 Vd 라 할 때, Vf : Vd 는 8 : 1 내지 12 : 1인 것을 특징으로 하는 친환경 순환여과 양식시스템.
According to claim 1,
When the volume of the aquaculture tank is V f and the volume of the denitrification tank is V d , V f : V d is 8: 1 to 12: 1.
상기 탈질조의 부피를 Vd, , 상기 산소조의 부피를 VO 라 할 때, Vd : VO는 2 : 1 내지 4 : 1인 것을 특징으로 하는 친환경 순환여과 양식시스템.
According to claim 1,
When the volume of the denitrification tank is V d and when the volume of the oxygen tank is V O , V d : V O is 2: 1 to 4: 1, which is an eco-friendly circulating filtration culture system.
상기 양식수조 내부의 용존산소를 5mg/L 내지 20mg/L 로 유지하기 위하여,
상기 양식수조가 산소발생기 및 산소용해기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 순환여과 양식시스템.According to claim 1,
In order to maintain the dissolved oxygen in the culture tank 5mg / L to 20mg / L,
Eco-friendly circulation filtration aquaculture system, characterized in that the aquaculture tank further includes an oxygen generator and an oxygen dissolver.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190053703A KR102103668B1 (en) | 2019-05-08 | 2019-05-08 | An eco-friendly recirculating and filtering aquaculture system based on salinity tolerant aerobic granular sludge |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190053703A KR102103668B1 (en) | 2019-05-08 | 2019-05-08 | An eco-friendly recirculating and filtering aquaculture system based on salinity tolerant aerobic granular sludge |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102103668B1 true KR102103668B1 (en) | 2020-05-06 |
Family
ID=70737623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020190053703A KR102103668B1 (en) | 2019-05-08 | 2019-05-08 | An eco-friendly recirculating and filtering aquaculture system based on salinity tolerant aerobic granular sludge |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102103668B1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114772732A (en) * | 2022-04-25 | 2022-07-22 | 澳门大学 | Device and method for removing antibiotics in mariculture wastewater |
| CN115226665A (en) * | 2022-07-25 | 2022-10-25 | 中国水产科学研究院黄海水产研究所 | Fish hypoxia stress closed type recirculating aquaculture experiment system and use method |
| KR102580886B1 (en) | 2023-05-16 | 2023-09-19 | 주식회사 태영건설 | Operation method and cultivation reactor for promoting granulation of Aerobic Granular Sludge |
| KR102620291B1 (en) | 2023-05-16 | 2023-12-29 | 주식회사 태영건설 | A method for promoting granulation of Aerobic Granular Sludge using N-acyl-homoserine lactone |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990028620A (en) * | 1996-07-30 | 1999-04-15 | 신지 모리무라 | Fish farming equipment |
| KR100586535B1 (en) * | 2006-02-28 | 2006-06-08 | 주식회사 에코비젼 | Advanced wastewater treatment system and method using nitrifying microorganisms granule reactor |
| KR20070036407A (en) * | 2005-09-29 | 2007-04-03 | 대한민국(관리부서:국립수산과학원) | Recirculating culture system and filtering method of recirculating |
-
2019
- 2019-05-08 KR KR1020190053703A patent/KR102103668B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990028620A (en) * | 1996-07-30 | 1999-04-15 | 신지 모리무라 | Fish farming equipment |
| KR20070036407A (en) * | 2005-09-29 | 2007-04-03 | 대한민국(관리부서:국립수산과학원) | Recirculating culture system and filtering method of recirculating |
| KR100586535B1 (en) * | 2006-02-28 | 2006-06-08 | 주식회사 에코비젼 | Advanced wastewater treatment system and method using nitrifying microorganisms granule reactor |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114772732A (en) * | 2022-04-25 | 2022-07-22 | 澳门大学 | Device and method for removing antibiotics in mariculture wastewater |
| CN114772732B (en) * | 2022-04-25 | 2024-04-02 | 澳门大学 | Device and method for removing antibiotics in marine product culture wastewater |
| CN115226665A (en) * | 2022-07-25 | 2022-10-25 | 中国水产科学研究院黄海水产研究所 | Fish hypoxia stress closed type recirculating aquaculture experiment system and use method |
| KR102580886B1 (en) | 2023-05-16 | 2023-09-19 | 주식회사 태영건설 | Operation method and cultivation reactor for promoting granulation of Aerobic Granular Sludge |
| KR102620291B1 (en) | 2023-05-16 | 2023-12-29 | 주식회사 태영건설 | A method for promoting granulation of Aerobic Granular Sludge using N-acyl-homoserine lactone |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102103668B1 (en) | An eco-friendly recirculating and filtering aquaculture system based on salinity tolerant aerobic granular sludge | |
| Espinal et al. | Recirculating aquaculture technologies | |
| KR102051259B1 (en) | An eco-friendly denitration device based on salinity tolerant aerobic granular sludge | |
| Swann | A fish farmer's guide to understanding water quality | |
| US6447681B1 (en) | Aquaculture wastewater treatment system and method of making same | |
| JP2665789B2 (en) | Biological purification method of water containing organic substances and derivatives thereof using action and diffusion of aerobic and anaerobic microorganisms, and apparatus for using the same | |
| US5670046A (en) | Treatment of nutrient-rich water | |
| US9637402B2 (en) | Methods for the conversion of fish waste from aquaculture systems to methane via a modified UASB reactor | |
| Li et al. | Hazardous substances and their removal in recirculating aquaculture systems: A review | |
| HRP20040813A2 (en) | Integrated closed loop system for industrial waterpurification | |
| CN110950436A (en) | Seawater pond culture tail water treatment system and method | |
| Arantes et al. | Nutrient discharge, sludge quantity and characteristics in biofloc shrimp culture using two methods of carbohydrate fertilization | |
| WO2020009073A1 (en) | Method for modifying aquaculture tank, and aquaculture method | |
| US5076209A (en) | Breeding apparatus | |
| CN103553224A (en) | Aquatic water micro-electrolysis treatment system | |
| JP2008200637A (en) | Water treatment plant, water treatment facility, and water treating method | |
| CN114600825B (en) | Dual cycle aquaculture system | |
| CN111204932A (en) | Sewage purification treatment method | |
| JP3887256B2 (en) | Closed circulation aquaculture system | |
| Ling et al. | Wastewater management in freshwater pond aquaculture in China | |
| CN103553185B (en) | A kind of micro-electrolysis treatment method that water body is carried out in-situ treatment | |
| KR20230101555A (en) | An eco-friendly recirculating and filtering integrated aquaculture system based on salinity tolerant aerobic granular sludge and microalgae | |
| JP3362168B2 (en) | Eutrophication prevention method | |
| KR102654357B1 (en) | Recirculating aquaculture system with low power automatic water purification and aquaculture tank included in it | |
| CN208362134U (en) | New Type of Sewage Treatment System |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |