Pilot-scale 순환여과식 양식장에서 병류 공기구동식 포말분리장치의 성능 Performance of Parallel Current Air Driven Type Foam Separator in a Pilot-Scale Recirculating Aquaculture System원문보기
본 연구는 사육조 용적 2.5$m^3$ 규모의 pilot-scale 순환석과식 양어장에 나일 틸라피아를 2, 5, $7\%$의 밀도로 사육하면서 사육조내의 수질과 포말분리기에 의해 배출된 포말농축액의 수질을 분석하여 병류 공기구동식 포말분리기의 실제 어류를 사육하는 양어장에서 나타내는 효율을 측정하고자 하였다 사육밀도가 증가함에 따라 단백질, 총 부유 고형물, 화학적 산소요구량 등 각 수질 인자의 농도가 증가하였으며 포말 농축액의 유출량도 증가하였다. 사육조의 단백질 농도는 사육밀도가 $5\%$에서 $7\%$로 높아짐에 따라 16.6 g/$m^3$에서 21.9 g/$m^3$으로 증가하였으며 일간 제거량은 0.99 g/day에서 2.5 g/day로 증가하였으나 포말의 단백질 농도는 50.6 g/$m^3$에서 36.6 g/$m^3$으로 감소하여 농축비는 3.2에서 1.9로 감소하였다. 사육밀도의 변화에 따른 총 부유 고형물과 화학적 산소 요구량의 일간 제거량, 농축비와 포말 농축액의 농도의 변화는 단백질 제거특성과 그 형태가 유사하였다 총 부유 고형물의 일간 제거량은 사육밀도 $2\%$일 경우 0.2g/d, $5\%$에서는 0.8 g/d 7%에서는 1.5 g/d로 사육밀도와 비례하여 증가하였으며 화학적 산소요구량의 일간 제거량은 사육밀도 $2\%$일 경우 1.6 g/d, $5\%$에서는 4.2 g/d, $7\%$에서는 7 g/d로 나타났다. 총 부유 고형물과 화학적 산소 요구량의 농축비와 제거량은 단배질과 비슷한 경향을 보였으며 총 부유 고형물과 화학적 산소 요구량의 농축비의 경우 $2\%$의 사육 밀도에서 각각 10.2, 8.4의 가장 높은 값을 나타내어 포말분리기가 양어장 순환수 처리에 효율적임을 알 수 있었다.
본 연구는 사육조 용적 2.5$m^3$ 규모의 pilot-scale 순환석과식 양어장에 나일 틸라피아를 2, 5, $7\%$의 밀도로 사육하면서 사육조내의 수질과 포말분리기에 의해 배출된 포말농축액의 수질을 분석하여 병류 공기구동식 포말분리기의 실제 어류를 사육하는 양어장에서 나타내는 효율을 측정하고자 하였다 사육밀도가 증가함에 따라 단백질, 총 부유 고형물, 화학적 산소요구량 등 각 수질 인자의 농도가 증가하였으며 포말 농축액의 유출량도 증가하였다. 사육조의 단백질 농도는 사육밀도가 $5\%$에서 $7\%$로 높아짐에 따라 16.6 g/$m^3$에서 21.9 g/$m^3$으로 증가하였으며 일간 제거량은 0.99 g/day에서 2.5 g/day로 증가하였으나 포말의 단백질 농도는 50.6 g/$m^3$에서 36.6 g/$m^3$으로 감소하여 농축비는 3.2에서 1.9로 감소하였다. 사육밀도의 변화에 따른 총 부유 고형물과 화학적 산소 요구량의 일간 제거량, 농축비와 포말 농축액의 농도의 변화는 단백질 제거특성과 그 형태가 유사하였다 총 부유 고형물의 일간 제거량은 사육밀도 $2\%$일 경우 0.2g/d, $5\%$에서는 0.8 g/d 7%에서는 1.5 g/d로 사육밀도와 비례하여 증가하였으며 화학적 산소요구량의 일간 제거량은 사육밀도 $2\%$일 경우 1.6 g/d, $5\%$에서는 4.2 g/d, $7\%$에서는 7 g/d로 나타났다. 총 부유 고형물과 화학적 산소 요구량의 농축비와 제거량은 단배질과 비슷한 경향을 보였으며 총 부유 고형물과 화학적 산소 요구량의 농축비의 경우 $2\%$의 사육 밀도에서 각각 10.2, 8.4의 가장 높은 값을 나타내어 포말분리기가 양어장 순환수 처리에 효율적임을 알 수 있었다.
The performances of a parallel current air driven type foam separator were evaluated in the pilot-scale recirculating aquaculture system. The system was stocked with Nile tilapia (Oreochromis niloticus) at an initial rearing densities of $2\%$, $5\%$ and $7\%$ of wat...
The performances of a parallel current air driven type foam separator were evaluated in the pilot-scale recirculating aquaculture system. The system was stocked with Nile tilapia (Oreochromis niloticus) at an initial rearing densities of $2\%$, $5\%$ and $7\%$ of water volume of rearing tank and reared for 15, 30, 35 days, respectively. The condensated volume of effluent foam was increasing with increased rearing density. As increasing rearing density from $2\%$ to $7\%$, the protein concentration in rearing tank was increased from 16.6 g/$m^3$ to 21,9 g/$m^3$ and the removal amount of protein through foam separator as increased from 0.99 g/day to 2.5 g/day. But protein concentration ratio in the foam was decreased from 3.2 to 1.9. Changes of the removal amount and the concentration ratios of total suspended solid (TSS) and chemical oxygen demand (COD_cr.) were similar to proteins. The highest concentration ratios of TSS and COD_cr. were 10.2 and 8.4 at 2$2\%$ of rearing density.
The performances of a parallel current air driven type foam separator were evaluated in the pilot-scale recirculating aquaculture system. The system was stocked with Nile tilapia (Oreochromis niloticus) at an initial rearing densities of $2\%$, $5\%$ and $7\%$ of water volume of rearing tank and reared for 15, 30, 35 days, respectively. The condensated volume of effluent foam was increasing with increased rearing density. As increasing rearing density from $2\%$ to $7\%$, the protein concentration in rearing tank was increased from 16.6 g/$m^3$ to 21,9 g/$m^3$ and the removal amount of protein through foam separator as increased from 0.99 g/day to 2.5 g/day. But protein concentration ratio in the foam was decreased from 3.2 to 1.9. Changes of the removal amount and the concentration ratios of total suspended solid (TSS) and chemical oxygen demand (COD_cr.) were similar to proteins. The highest concentration ratios of TSS and COD_cr. were 10.2 and 8.4 at 2$2\%$ of rearing density.
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문제 정의
본 연구는 포말분리기의 실제 양어장에서의 양어장 순환수 처리 효율을 검토하기 위해 pilot-scale의 순환여과식 양어장에 병류 공 기구동식 포말분리기를 설치하여 실제 어류를 사육하는 양어장에 서의 단백질, 부유 고형물 및 화학적 산소 요구량의 농도 변화와 농축비 등에 대해 연구하였다.
제안 방법
1차 실험은 사육조에 대해 2%의 사육밀도로 15일간 수행하였 으며 2차 실험은 5%의 사육밀도로 30일간, 3차 실험은 7%의 사육 밀도로 35일간 수행하였다.
7. Changes of C0DCr concentration of rearing tank (CT) and foam (CF), concentrated ratio (CF/CT) and removal amount on three different rearing densities, 2%, 5% and 1% of water volume of rearing tank.
본 연구는 사육조 용적 2.5 n? 규모의 pilot-scale 순환여과식 양 어장에 나일 틸라피아를 2, 5, 7%의 밀도로 사육하면서 사육조 내의 수질과 포말분리기에 의해 배출된 포말농축액의 수질을 분석하여 병류 공기구동식 포말분리기의 실제 어류를 사육하는 양 어장에서 나타내는 효율을 측정하고자 하였다.
이때 사용한 보충수는 부경 대학교 부속 양어장의 순환수를 이용하였다. 사료공급은 어류 입 식시 측정한 어체의 체중에 대하여 약 1%에 해당하는 사료를 1일 4~5시간 간격으로 3~4회에 걸쳐 공급하였다. 순환수의 온도는 25t로 일정하게 유지하였다.
사육조는 수면으로부터 30 cm 하부에서 채취하여 충분히 혼합 후 이용하였으며 포말 농축액은 전일부터 24시간 동안 배출된 포 말 농축액을 별도의 용기에 모아 충분히 혼합 후 채취하여 1일간 배출된 포말의 평균 시료로서 분석에 이용하였다.
2와 같다. 순환 수의 유입과 유출은 별도의 액송펌프를 사용하지 않도록 포말분 리기 하부의 공기분산기에서 공급되는 공기에 의해 포말분리기 하부의 순환수가 유입되어 상부의 출구로 배출되는 형태인 상향 병류식으로 제작하였다.
포말분리기의 실제 어류를 사육하는 양어장에서 나타내는 효율 을 측정하기 위하여 pilot-scale의 순환여과식 양어장에서 어류를 2, 5, 7%의 밀도로 사육하면서 사육조 내의 수질과 포말분리기에 의해 배출된 포말농축액의 수질을 분석하였다.
포말분리장치의 수처리 효율을 측정하기 위해 단백질, 총 부유 고형물 (TSS), 화학적 산소 요구량 (CODc)등에 대한 수질분석을 수행하였다. 수질 분석을 위한 시료채취는 첫사료 투입후 1시간 이후인 오전 10시에 헁하였다.
대상 데이터
이러한 시스템 점검을 마친 후 약 1시간 경과 후 수질 분석에 필요한 시료를 채취하였다. 보충수는 사육조의 약 10%에 해당하는 0.25 in, 의 물을 사용하였다. 이때 사용한 보충수는 부경 대학교 부속 양어장의 순환수를 이용하였다.
본 연구에 사용한 포말분리기는 직경 15 cm, 높이 90 cm의 플 라스틱 원통관으로 제작되었으며 그 형태는 Fig. 2와 같다. 순환 수의 유입과 유출은 별도의 액송펌프를 사용하지 않도록 포말분 리기 하부의 공기분산기에서 공급되는 공기에 의해 포말분리기 하부의 순환수가 유입되어 상부의 출구로 배출되는 형태인 상향 병류식으로 제작하였다.
포말분리장치의 수처리 효율을 측정하기 위해 단백질, 총 부유 고형물 (TSS), 화학적 산소 요구량 (CODc)등에 대한 수질분석을 수행하였다. 수질 분석을 위한 시료채취는 첫사료 투입후 1시간 이후인 오전 10시에 헁하였다.
1과 같다. 시스템은 2.5 ton 규모의 사육조와 0.5 ton 규모의 침 전조, 0.5 ton 규모의 저류조, 침전조에서 제거되지 못한 고형물 제거를 위한 0.05ton 규모의 floating bead filter와 질산화 반응기 인 수용적 0.45 ton 규모의 회전원판 반응기 로 구성되었으며 전체 시스템의 총 수량은 4.5ton 이었다.
지시켰다. 이러한 시스템 점검을 마친 후 약 1시간 경과 후 수질 분석에 필요한 시료를 채취하였다. 보충수는 사육조의 약 10%에 해당하는 0.
이론/모형
1. Schematic diagram of a pilot scale recirculating aquaculture system used for this study.
단백질의 분석은 Lowry's method (Lowry et al., 1951)를 이용하 였으며 화학적 산소 요구량과 총 부유 고형물의 분석은 standard method (APHA, 1992)에 의해 분석하였다.
성능/효과
5로서 30g/m3의 농도를 가지는 사육조 내 순환수를255g/m3의 농도로 농축시켜 제거할 수 있어 그 효율이 뛰어남을 알 수 있었다. 7%의 사육밀도에서 포말 배출량이 증가하여 농축 비가 감소하였으나 농축비가 3.5 이상으로 비교적 잘 농축할 수 있는 것으로 나타났다.
전체 실험기간에서 사육조의 각 수질인자의 농도는 사육기간, 사육밀도, 수처리 장치의 효율, 사료 투입 량 등에 따라 변화를 보였다. 사육기간이 길어짐에 따라 각 수질인자가 순환수에 농축되어 사육조의 각 수질인자의 농도는 증가하는 경향을 보였고 포말 농축액의 유출량도 증가하였으며 어류 입식 직후에는 사육조 내의 단백질 농도가 낮아 포말이 형성되지 않았다. Fig.
사육밀도가 증가함에 따라 단백질, 총 부유 고형물, 화학적 산 소요구량 등 각 수질 인자의 농도가 증가하였으며 포말 농축액의 유출량도 증가하였다.
순환수는 한 대의 펌프를 이용하여 순환시켰으며 포말분리기와 bead filter에 필요한 공기는 blower를 이용하여 공급하였다. 시스 템에 수용한 어류는 열대성 담수어종인 틸라피아 중 국내 내수면 의 주요 양식 대상 종인 나일 틸라피아 (Oreochromis niloticus) 였다.
전체 실험기간에서 사육조의 각 수질인자의 농도는 사육기간, 사육밀도, 수처리 장치의 효율, 사료 투입 량 등에 따라 변화를 보였다. 사육기간이 길어짐에 따라 각 수질인자가 순환수에 농축되어 사육조의 각 수질인자의 농도는 증가하는 경향을 보였고 포말 농축액의 유출량도 증가하였으며 어류 입식 직후에는 사육조 내의 단백질 농도가 낮아 포말이 형성되지 않았다.
총 부유 고형물과 화학적 산소 요구량의 농축비와 제거량은 단 배질과 비슷한 경향을 보였으며 총 부유 고형물과 화학적 산소 요구량의 농축비의 경우 2%의 사육 밀도에서 각각 10.2, 8.4의 가장 높은 값을 나타내어 포말분리기가 양어장 순환수 처리에 효율 적임을 알 수 있었다.
사육밀도의 변화에 따른 총 부유 고형물과 화학적 산소 요구량의 일간 제거량, 농축비와 포말 농축액의 농도의 변화는 단백질 제거특 성과 그 형태가 유사하였다. 총 부유 고형물의 일간 제거량은 사육 밀도 2%일 경우 0.2g/d, 5%에서는 0.8g/d, 7%에서는 1.5g/d로 사육밀도와 비례하여 증가하였으며 화학적 산소요구량의 일간 제 거량은 사육밀도 2%일 경우 1.6g/d, 5%에서는 4.2g/d, 7%에서는 7g/d로 나타났다.
총 부유 고형물의 일간 제거량은 사육밀도 2%일 경우 0.2g/d, 5%에서는 0.8g/d, 7%에서는 1.5g/d로 사육밀도와 비례하여 증가 하였으며 농축비는 2%의 사육 밀도에서 10.2의 매우 높은 값을 나타내어 부유 고형물의 제거에 포말분리기가 효율적임을 알 수 있었다.
화학적 산소 요구량의 포말분리기에 의한 농축비는 2%의 사육 밀도에서 8.5로서 30g/m3의 농도를 가지는 사육조 내 순환수를255g/m3의 농도로 농축시켜 제거할 수 있어 그 효율이 뛰어남을 알 수 있었다. 7%의 사육밀도에서 포말 배출량이 증가하여 농축 비가 감소하였으나 농축비가 3.
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