순환여과양식시스템(RAS:Recirculating Aquaculture System)
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순환여과양식시스템(RAS:Recirculating Aquaculture System)

중앙내수면연구소 이전 건립공사
(주)토펙엔지니어링 CM단 이상수 전무

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1. 서론

 

어류양식 설비에서 가장 핵심이 되는 부분이 바로 수처리라고 할 수 있다. 지속적인 투입 사료 잉여량과 어류의 배설물에 의한 수질 악화 및 용존 산소량의 감소를 개선하기 위해 적절한 모니터링을 통해 충분한 양의 신선한 물을 공급함을 물론, 적절한 여과와 살균을 병행한 수처리를 통해 적정 수준의 수질을 유지하고, 용존산소량 유지를 위해 수중에 공기 또는 산소를 공급해야 한다. 자칫 이를 소홀히 할 경우 어류의 집단 폐사로 이어질 수도 있으므로 잠시도 소홀히 할 수 없는 일이다. 

 

그러나 양식 설비의 설치 위치 등에 따라서는 폐수의 배수량이 제한되거나 금지되는 경우도 있고, 또한 내륙 양식장의 경우는 더욱 제한사항이 추가될 수 있기 때문에 국내외적으로 소량의 보충수로도 운영이 가능한 순환여과 시스템에 대한 연구가 지속적으로 활발하게 진행되고 있다. 

 

순환여과식 양식은 최소한의 용수 보충을 통해 어류를 고밀도로 사육할 수 있어 생산력의 증대는 물론 배출수에 의한 수질오염 문제로 야기되는 각종 환경적 규제를 해소할 수 있을 뿐 아니라 소비자에 근접하여 입지를 선정할 수 있으므로 부가가치를 높일 수 있는 양식 시스템이다.(Rijn, 1996; Chin et al, 1993)

 

순환여과 양식 시스템은 앞에서 언급된 장점에 반하여 미섭취 잉여사료와 어류의 배설물 등에 의하여 발생되는 고형물, 고형물의 분해와 어류의 대사작용에 의해 발생하는 암모니아성 질소, 암모니아성 질소의 생물학적 분해 과정에서 발생하는 아질산성질소와 같은 물질을 일정 수준 이하로 제거하지 못할 경우 수질이 악화되어 어류에 각종 질병을 유발하며, 심한 경우 어류의 대량 폐사가 발생하여 막대한 경제적 손실을 초래한다. 따라서 순환수 처리장치의 효율적인 설계와 운전이 양식 시스템의 성패와 직결된다고 할 수 있다.(Rosordo et al.,1993)

 

그러므로 순환여과시스템의 성패는 시스템의 신뢰성에 달려 있고, 시스템의 신뢰성은 각종 센서 및 밸브류의 내구성 및 정밀도, 각종 장비의 기능 및 용량 선정의 적정성 등 설계의 최적화에 달려있다. 

 

본고에서는 현재 충남 금산읍 부리면에 건설 중인 중앙내수면연구소 이전 건립공사설계에 적용된 『순환여과시스템 RAS(recirculating aquaculture system)』을 중심으로 순환여과시스템에 대해 간단히 소개하기로 한다.


2. 시스템 개요

 

가. 설계 개요

주요 처리 공정은 순환 여과수 처리 방식을 기본으로 하고 배출수의 최소화 달성 및 별도의 배출수 공정은 AOP(고급산화공법)와 활성탄 여과를 적용하여 배출수를 BOD는 0.482mg/L, T-P는 0.035mg/L 이하의 농도로 처리하고자 적용하였다. 

수처리 설계의 주안점은 다음과 같다.

⑴ 사업 대상 부지가 수변구역으로 지정되어 있어서 환경영향평가에 따른 배출수 오염물질  저감율을 달성하기 위한 수처리 시스템을 적용하였다.

⑵ 사육 시스템은 순환여과 시스템을 적용하였으며 AOP, Ozone, UV, 활성탄여과를 주요    공정으로 하였다. 

⑶ 여과 시스템은 암모니아성 질소 및 고형물 동시 제거용 여과 시스템 구축하였다. 

⑷ 하천수 사용량(보충수량)을 최소화하고자 순환율을 98~99%로 극대화하였다. 

⑸ 배출수 처리는 고급산화공법(AOP : Advanced Oxidation Process)을 적용하였고, 고형물 원심분리를 통해 cake의 함수율은 80%로 하였다.

⑹ 보충되는 하천수 및 재사용수는 여과 및 살균처리 후 사육 실험동으로 이송된다.

⑺ 동절기 가온시스템은 보일러 및 열교환기를 이용한 간접 시스템을 적용하였다.

⑻ 출입구는 방역 시스템을 적용하였다. 

⑼ 원격 감시와 제어 시스템을 적용하였다.

 

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<RAS 개념도>

 

 

 

 

2020년 6월호 월간 설비기술 '기획특집' 일부 발췌...

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