KR20190106235A - 지능형 다층구조 스마트 육상 실내 양식시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 순환여과 방식의 지능형 다층구조 스마트 육상 실내 양식시스템에 관한 것으로, 별도의 해수 추가 유입없이 순환 여과 방식으로 해수를 수처리하여 수산물을 양식할 수 있는 지능형 다층구조 스마트 육상 실내 양식시스템을 제공할 수 있다.

Description

지능형 다층구조 스마트 육상 실내 양식시스템 {Land based indoor Smart Recirculation Aquaculture System with multi-level Raceway grow out tanks}

본 발명은 양식시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 순환여과 방식의 지능형 다층구조 스마트 육상 실내 양식시스템에 관한 것이다.

일반적으로 육상수조식이나 노지 등으로 조성된 양식장은 지속적으로 새로운 물을 공급하고 배출하는 방식으로 사육과정에서 발생하는 사육수는 시간이 경과함에 따라 사료 및 생물이 배출하는 노폐물 및 주변의 환경으로부터 영양염인 질산염이나 인산염 등이 유입되어 발생되는 부영양화로 인해 수질이 악화된다. 이를 처리하기 위해서는 많은 비용이 수반되며, 실제적으로 사육폐수의 처리시설을 정상적으로 갖추지 못하고 그대로 하천 및 지하로 배출되어 환경오염을 야기시키고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, ‘국내특허공보 제10-07222260호’에는 기포가 혼합된 사육수를 사육수조 수중에 분사하는 인젝터를 포함하여, 사육수조 내부의 유기물을 부유시키고 산소를 공급하여 사육수를 교환하지 않아도 수질이 악화되는 것을 방지하고 사육수조 바닥에 노페물이 침착되지 않는 육상수조식 육성시스템에 관한 구성이 개시되어 있다.

또한, '대한민국 공개특허공보 제10-2010-0087684호'는 빌딩형 양식장에 관한 것으로서, 다층으로 된 구조물과, 구조물의 각 층마다 형성되며 어류를 양식할 수 있는 어류체류공간을 구비한 다수개의 양식수조와, 양식수조들에 물을 공급하는 급수부와, 양식수조들에 양식되는 어류의 배설물 또는 사료찌꺼기를 수집하여 배출하는 배설물배출부와, 배설물배출부에 연결되어 어류의 배설물 또는 사료찌꺼기를 공급받아 지렁이 사육을 통한 분토를 생산하는 분토생산부와, 양식수조에 설치되어 양식수조 내의 물을 순환 여과시키는 순환여과부와, 구조물의 각 층마다 설치되어 각 층에 양식되는 어류에 적합한 음악이나 음파, 진동을 발생시켜 어류 성장을 촉진시키는 성장촉진부와, 급수부와 배설물배출부, 분토생산부, 순환여과부, 성장촉진부에 전원을 공급할 수 있게 재생에너지를 통해 전력을 생산하는 전원공급부를 구비한 구성을 개시하고 있다.

또한, '대한민국 등록특허공보 제10-0999299호'는 육상어류양식과 작물재배를 융합시켜 복합영농을 영위하기 위한 육상어류양식과 작물재배를 융합한 복합영농장치 및 방법에 관한 것으로서, 양식과정에서 발생하는 고형유기물은 지렁이 사육에 이용하여 분변토를 얻고, 양식수에 용해된 폐양식수는 작물재배에 이용하며, 이때 분변토도 같이 이용하여 영농비용을 절감시키면서 폐자원 재활용과 환경보호에 기여하는 육상어류양식과 작물재배를 융합하는 복합영농장치와 방법을 개시하고 있다.

하지만, 상기 종래의 구성들은 양식장 내 수조에서 양식되는 어류나 어패류의 배설물 또는 사료찌꺼기를 여과시키거나 어류나 어패류에 적합한 음악이나 음파, 진동을 발생시켜 어류나 어패류의 성장을 촉진시키거나 양식과정에서 발생하는 고형유기물을 재활용하는 등에 관한 것일 뿐, 양식장 내 수조에 들어 있는 물의 수온, 수위, 용존산소를 나타내는 Dissolved oxygen(이하, 'DO'라 합니다.), 및 수소이온농도를 나타내는 hydrogen exponent(이하, 'pH'라 합니다.) 등 어류나 어패류의 생육조건을 개선하지는 못하는 단점이 있다.

한국등록특허 제10-1831962호(블록형 조립식 양식장의 순환여과시스템 및 순환여과방법) 한국등록특허 제10-1803993호(수조내의 어류에 백점병을 예방하는 순환여과장치)

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사항을 고려하여 제안된 것으로, 본 발명은 별도의 해수 추가 유입없이 유입된 해수를 순환 여과 방식으로 수처리하여 수산물을 양식할 수 있는 지능형 다층구조 스마트 육상 실내 양식시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예들에 따른 지능형 다층구조 스마트 육상 실내 양식시스템은 바이오길(Bio-Gill)을 포함하는 제 1수처리 모듈, 미생물 처리조를 포함하는 제 2수처리 모듈, 상기 제 1 및 제 2 수처리 모듈로부터 처리수를 공급받으며, 어류가 서식하는 다층 구조의 수조를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 지능형 다층구조 스마트 육상 실내 양식시스템은 별도의 해수 추가 유입없이 유입된 해수를 순환 여과 방식으로 수처리하여 수산물을 양식할 수 있는 지능형 다층구조 스마트 육상 실내 양식시스템을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지능형 다층구조 스마트 육상 실내 양식시스템의 구성요소들을 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지능형 다층구조 스마트 육상 실내 양식시스템의 순환여과 방식을 나타낸 참조도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 지능형 다층구조 스마트 육상 실내 양식시스템의 전체 구성을 나타낸 구성도이다.

본 발명에 따른 실시예에 대하여 구체적으로 설명하기 전에, 본 발명은 이하의 상세한 설명 또는 첨부 도면에 도시된 구성에 한정되지 않으며 다양한 방식으로 사용되거나 수행될 수 있다.

또한, 본 명세서에 사용되는 표현이나 용어는, 단지 설명을 위한 것이며, 한정을 위한 것으로 간주되어서는 안 된다는 것을 알아야 한다.

즉, 본 명세서에 사용되는, "장착된", "설치된", "접속된", "연결된", "지지된", "결합된" 등의 표현은, 다른 것을 나타내는 것으로 지시하거나 한정하고 있는 않는 한, 직접적인 그리고 간접적인 장착, 설치, 접속, 연결, 지지, 및 결합을 모두 포함하는 광범위한 표현으로 사용되고 있다. "접속된", "연결된", "결합된"이라고 하는 표현은, 물리적인 또는 기계적인 접속, 연결 또는 결합에 한정되지 않는다.

그리고 본 명세서에서, 상부, 하부, 하향, 상향, 후방, 바닥, 전방, 후부 등과 같이 방향을 나타내는 용어는 도면을 설명하기 위해 사용되고 있지만, 이러한 용어는, 편의를 위해 도면에 대해 상대적인 방향(정상적으로 봤을 때)을 나타내는 것이다. 이러한 방향을 나타내는 용어는, 어떠한 형태로든 본 발명을 그 문자대로 한정하거나 제한하는 것으로 받아들여져서는 안 된다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 "제1", "제2", "제3" 등의 용어는, 단지 설명을 위한 것이며, 상대적인 중요도를 의미하는 것으로 고려되어서는 안 된다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조로 하여 자세히 설명하기로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지능형 다층구조 스마트 육상 실내 양식시스템은 수처리 모듈과 다층구조의 수조를 포함한다.

상기 수처리 모듈은 도 2에 도시된 바와 같이 드럼필터, 바이오 길, 미생물 처리조, 안정조 및 수집조등을 포함한다.

본 발명의 배수부는 판형태의 프레임으로 이루어진 물받이, 연결판, 배수부 선반이 순차적으로 연결되어 상광하협의 구조를 이루고, 배수부의 전체적 프레임은 전면에서 바라보았을 경우에는 계단구조로 중심을 에워싼 형태를, 상면에서는 중앙이 빈공간을 갖는 직사각형 구조를 갖는다.

물받이는 판 형태의 수직프레임과 수평프레임으로 이루어지고 수평프레임이 여과조 하부와 연결되어 일반적으로 측단면으로 바라보았을 때는 물받이 프레임이 "ㄴ" 자 형태로 여과조를 중심으로 좌, 우에 설치되어 있는 구조를 갖는다.

물받이의 수직 프레임과 여과조는 평행으로 설치되고 그 사이를 물받이 수평프레임이 연결되어 상부가 개구되고 하부가 오목한 공간을 형성하여 유리수조로부터 배수된 사육수를 수집, 배수할 수 있다.

물받이의 수평 프레임에는 수집된 사육수를 외부 또는 여과조로 이동시킬 수 있는 일정 직경을 갖는 통공으로 배수구가 형성될 수 있다.

한편, 물받이의 상,하프레임이 대응하는 모서리 부분에 수집된 사육수가 배출되지 않고 장시간 지나게 되면 사육수에 포함된 영양염에의해 악취가 발생하는 문제점이 생기기 때문에 배수구의 위치나 개수를 수조의 크기에 따라서 자유롭게 조절하고 물받이 프레임 또한 사육수가 배수구로 원활하게 배출될 수 있는 구조로 변형하여 설치할 수 있다. 본 발명의 기본 실시예로서 배수구에 가까워짐에 따라 1°- 5°의 경사를 갖는 구배가 형성된 구조로 설계하여 나타내었다.

본 발명의 실시예에 따른 수조는 Type A~C 세가지 형태로 구성될 수 있다.

Type A는 1개의 배수구를 가지고 물받이 바닥프레임은 여과조를 중심으로 사육수가 한바퀴를 이동하면서 배수될 수 있도록 배수구에 가까워짐에 따라 상,하,좌,우 한 방향으로 경사를 갖는 구배가 형성된 구조로 이루어질 수 있다.

Type B는 2개의 배수구를 가지고 있는 구조로서 여과조를 중심으로 배수구 일측면으로 칸막이가 형성되어 물받이 내부는 상,하 또는 좌,우로 구획이 나누어질 수 있다. 각 구획에는 칸막이가 형성된 방향과 동일한 방향으로 경사를 가지는 구조로 이루어지고 경사가 시작되는 물받이 바닥에는 배수구가 형성되어 사육수는 중력의 힘에의해 배수가 원활하게 될 수 있다. Type B의 경사는 Type A에 비해 경사 각도가 크기 때문에 수집되는 사육수양이 많거나 배수가 단시간에 이루어져야하는 수조에 설치하는 것이 적절하다.

Type C는 물받이 바닥의 경사 프레임은 Type A와 동일한 구조로 물받이 바닥의 상,하,좌,우 각각의 방향에는 배수구가 형성되어 총 4개의 배수구를 가지고 있는 구조로 Type A와 Type B에서 물받이에 수집되는 사육수의 양보다 배수구를 통해 배수되는 사육수의 양이 적을시에 물받이 외부로 사육수가 넘치는 문제점을 해결할 수 있다.

연결판은 판형태의 수직프레임과 수평프레임으로 이루어질 수 있고 연결판의 수평프레임은 물받이와, 수직프레임은 배수선반과 연결되어 두 구성요소를 연결시켜주는 매개체 역할을 한다.

배수부 선반은 연결판의 수직프레임과 수평방향으로 연결되고 배수부 선반의 상측 면에는 다수개의 유리수조가 설치될 수 있는 공간이 마련되며, 하측 면에는 각각의 수조로 광원을 공급할 수 있는 LED조명이 설치될 수 있다.

배수부 선반의 상측 면 4면의 모서리 가장자리에는 상측 면보다 높은 높이로 방지턱을 형성하여 방지턱을 경계로 유리수조가 배수부 선반 밖으로 빠져나가지 않도록 방지할 수 있다.

다층구조의 Raceway수조 양식은 기존보다 수심이 낮고, 단열이 잘 된 폐쇄순환계를 유지함으로써 최적수온의 항온과 실내대기의 강제 열회수순환이 가능하다. 최초 30-40kg/m³ 범위의 입식밀도로 9.04g, 9.07cm인 큰입 배스 치어를 사육했을 때, 60일 이후 약 30g 크기까지 성장이 가능하다는 사실을 알 수 있다.

실험 결과에 따르면, 30g 크기의 큰입 배스 치어는 100-125kg/m³ 수준의 입식밀도에서도 semi-순환여과시스템에서 사육이 가능한 것으로 추정할 수 있다. 실험 2의 결과에 따르면, 최초 18-36kg/m³ 범위의 입식밀도로 36.7±2.9g, 14.4±0.5cm인 큰입 배스 치어를 사육했을 때, 60일 이후 약 68g 크기까지 성장이 가능하다는 사실을 알 수 있었다. 이 때, 70kg/m³의 입식 밀도를 초과하지 않으면 최적의 성장률을 얻으면서 어류 크기 변이성을 최소화 할 수 있다.

수조는 투명한 아크릴 또는 유리를 재질로 형성되어 있어 옆에 설치된 수조에 수용된 어류가 서로를 인식할 수 있다. 따라서, 사육된 어종간의 학습효과를 가질 수 있으며 어종에 따라서는 암, 수 어류의 교배 시에 마주보는 수조에 수용된 어류가 교배를 목적으로 하나의 수조에 함께 수용된 암, 수보다 우성일 경우에는 교배를 방해시킬 수 있다. 그러나 격리측벽을 설치시킴으로서 마주보는 수조를 인식하지 못하도록 차단시킬 수 있기 때문에 개별수조로서 필요로 하는 효과를 높일 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

Claims (2)

1. 바이오길(Bio-Gill)을 포함하는 제 1수처리 모듈;
   미생물 처리조를 포함하는 제 2수처리 모듈;
   상기 제 1 및 제 2 수처리 모듈로부터 처리수를 공급받으며, 어류가 서식하는 다층 구조의 수조;를 포함하는 지능형 다층구조 스마트 육상 실내 양식시스템.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 지능형 다층구조 스마트 육상 실내 양식시스템은,
   상기 제 1 및 제 2 수처리 모듈의 수처리 상태를 측정할 수 있는 DO, PH, 온도 및 염도 센서 중 어느 하나를 더 포함하는 지능형 다층구조 스마트 육상 실내 양식시스템.

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