고체 입자 제거 과정 (II): 고체 입자 제거 과정

• 고체 입자의 측정 및 제어 기준

총 현탁 고체 (TSS)는 일반적으로 순환 양식 시스템에서 물 속의 고체 입자를 측정하기 위한 매개변수로 사용됩니다. 이 용어는 주로 1 마이크론보다 큰 입자 크기를 가진 단위 수량당 고체 입자의 총량을 의미합니다. 순환 수 시스템에서 TSS에는 어류 배설물, 남은 사료, 바이오플록 (사망한 박테리아와 살아있는 박테리아) 등이 포함됩니다. 이러한 현탁 입자의 크기는 마이크로미터 수준에서 센티미터 수준까지 크게 다릅니다. 현탁 입자는 어류의 건강과 성장 (특히 냉수 어류)에 직접적인 영향을 미치고 생물학적 필터의 부담을 증가시킵니다. 따라서 순환수 내 현탁 입자의 농도는 적절한 범위 내에서 유지되어야 합니다.

일부 유럽 연합 국가에서는 순환 양식 시스템에서 부유 입자의 통제가 비교적 엄격합니다. 예를 들어, 순환 양식에 사용되는 수역의 경우 부유 입자 농도(총 부유 물질 TSS로 측정)는 일반적으로 좋은 수질과 생태 환경을 유지하기 위해 15 mg/L 이하로 통제되어야 합니다.

미국 역시 양식 및 수처리 분야에서 관련된 수질 규정이 있습니다. 순환 양식 시스템에서도 흐림도와 같은 관련 지표를 통해 변환된 부유 입자 농도는 특정 제한을 받습니다. 수생 생물의 생존과 번식을 보장하기 위한 이상적인 부유 입자 농도는 일반적으로 8-12mg/L 범위입니다.

중국의 공장 규모 순환 양식 시스템 운영에서 현탁 입자 농도(SS)는 일반적으로 10 mg/L 이하로 통제해야 합니다. 수질 요구가 높은 일부 귀중한 종(예: 연어)의 사육 경우에는 5 mg/L 이하로 통제해야 할 정도입니다.

• 고체 입자 제거 공정

고체 입자의 제거는 순환 양식 시스템에서 물 처리의 중요한 부분이며, 일반적으로 물 처리의 첫 번째 단계입니다. 순환 수산양식 시스템에서 고체 입자를 제거하는 주요 방법은 물리적 여과입니다. 기계적 여과, 중력 분리 등의 방법을 통해 물 속의 현탁물질, 사료 잔여물, 어류 배설물 등 고체 물질이 차단되고 제거되어 수질이 정화됩니다. 고체 입자의 크기에 따라 고체 입자 제거 과정에는 사전 처리, 조립자 여과 및 세밀 여과의 세 가지 공정 단계가 포함됩니다.

1. 사전 처리

사전 처리는 주로 100μm 이상의 큰 입자를 제거하는 것으로, 특히 어류 배설물과 남은 사료를 시스템 내에서 분해되어 후속 공정의 부하를 증가시키지 않도록 방지합니다. 주요 처리 패키지는 침전입니다. 침전은 중력 분리의 간단한 공정 기술로, 다음 장비를 통해 이루어집니다:

1. 양식 저수지 바닥의 오수 수집기

일반적인 오수 수집기는 어류 화장실입니다. 어류 화장실은 보통 양식 저수지 바닥에 설치되며, 회전하는 수류의 작용을 통해 저수지 바닥의 배설물과 남은 사료를 배출합니다. 어류 화장실은 오수 수집 효율을 향상시키고 수작업 청소 빈도를 줄이며 양식 환경의 안정성을 개선합니다.

2. 수직 유동 침전 탱크

수직 흐름 침전 탱크는 중력의 작용 하에 물 흐름의 자연 침전 원리를 사용하여 물 속의 부유 물질과 입자를 분리합니다.

물이 수입구를 통해 분리실로 흘러들어가면, 중력과 유속의 복합 효과로 인해 부유 물질과 입자가 점차 바닥으로 가라앉으며, 정수는 상부 출구에서 배출됩니다. 수직 흐름 침전기는 가라앉은 입자 오염물의 고체 입자의 50%~70%를 제거할 수 있어 후속 장비의 부담을 크게 줄일 수 있습니다.

3. 코넬 더블 드레인 시스템

코넬 더블 드레인지는 주로 코넬 대학에서 어류 연못 설계에 사용하는 이중 배수 방식을 의미합니다. 이 방법은 특히 원형 어류 연못에 적합합니다. 그 기본 특징은 바닥 배수와 표면 오버플로우 기술을 결합하는 것입니다. 어류 연못에는 바닥 배수구와 측면 배수구가 두 개 설치되어 있으며, 이를 통해 100마이크론보다 큰 침강 가능한 입자를 시의적절하게 배출하여 미세 여과기로 들어가서 2차 분쇄되는 것을 방지합니다. 동시에 100마이크론보다 작은 현탁 입자는 표면 배수를 통해 미세 여과기에 배출되어 추가 여과가 이루어집니다. 코넬 더블 드레인 시스템에서는 10~25%의 물이 바닥 배수관을 통해 흘러나가고, 75~90%의 물은 측면 배수구를 통해 흘러나갑니다. 바닥 천천한 유속으로 중력 침전 후 약 91%의 분변과 98%의 남은 사료가 바닥 어류 변기를 통해 수직 흐름 침전기에 들어가 침전 후 배출됩니다.

2.일반 필터링

조과 여과의 목적은 전통적인 매체 여과 기술을 사용하여 30~100μm 크기의 입자 상태의 부유固형물을 제거하는 것이다. 일반적으로 사용되는 장비는 회전식 드럼 마이크로 필터이다. 마이크로 필터의 작동 원리는 미공성 필터 매체를 통해 여과된 후, 깨끗한 물이 배출 파이프에서 배출되며, 잡힌 오염물질은 필터 매체의 표면이나 내부에 수집된다. 마이크로 필터는 부유固형물 입자의 30%~50%를 제거할 수 있다.

드럼 마이크로필터

3.정밀 처리

정밀 처리는 주로 30μm 이하의 매우 작은 부유 입자와 일부 용해된 유기물을 제거하기 위해 단백질 분리기를 통한 거품 분리법을 사용한다. 거품 분리는 매우 작은 부유 입자와 용해된 유기물을 제거하는 일반적인 방법으로, 산소 증가와 이산화탄소 제거에도 일정한 기능을 한다.

단백질 스키머