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SUMMARY

표목차

그림목차

사진목차

칼라

목차

제1장 서론 40

제2장 수처리시스템의 개발 41

제1절 서론 41

제2절 문헌 연구 44

1. 어류양식과 수질환경 44

2. 순환여과식 양식 시스템의 수처리 원리 및 장치 51

제3절 인공양식수를 이용한 유기물 및 암모니아설 질소의 제거 67

1. 개요 67

2. 재료 및 방법 68

3. 결과 및 고찰 77

4. 결론 95

제4절 실험실 규모의 양어장 순환수처리 97

1. 개요 97

2. 재료 및 방법 98

3. 결과 및 고찰 106

4. 결론 113

제5절 활성탄 이상유동층 반응조를 이용한 실험실 규모의 질산성 질소 제거 115

1. 개요 115

2. 재료 및 방법 116

3. 결과 및 고찰 119

4. 결론 126

제6절 양어장 슬러지를 이용한 원예작물 공정묘와 분식물의 생산 127

1. 개요 127

2. 재료 및 방법 128

3. 결과 및 고찰 131

4. 결론 145

제7절 Pilot Plant 148

1. 개요 148

2. 재료 및 방법 149

3. 결과 및 고찰 155

4. 결론 168

제8절 미세스크린을 이용한 양식수 처리 169

1. 개요 169

2. 재료 및 방법 170

3. 결과 및 고찰 172

4. 결론 184

제9절 양식수의 오존처리 185

1. 개요 185

2. 재료 및 방법 186

3. 결과 및 고찰 189

4. 결론 198

제10절 공정관리 방안 199

1. 순환수특성 199

2. 수처리장치의 종류 및 운전방법 201

3. 주요공정의 공정관리 209

제11절 경제성 검토 212

제12절 결론 213

1. 인공양식수를 이용한 실험실 규모의 순환수 처리실험 213

2. 실험실 규모의 양어장 순환수처리 214

3. 활성탄 이상유동층 반응조를 이용한 실험실 규모의 질산성 질소 제거(재거) 215

4. 양어장 슬러지를 이용한 원예작물 공정묘와 분식물의 생산 215

5. Pilot Plant 215

6. 미세스크린을 이용한 양식수처리 216

7. 양식수의 오존처리 217

8. 공정관리 방안 217

9. 경제성 검토 218

제3장 순환여과식 양어시설의 종합설계시스템 개발 219

제1절 서론 219

제2절 기존 연구결과의 소개 221

1. 순환여과식 양식의 발전방향 3) 221

2. 각종 순환여과식 양식 시스템 222

3. 순환여과식 양식의 문제점과 전망 3) 226

제3절 사육수조의 설계 228

1. 사육수조내의 유동구조에 관한 수리실험 228

2. 사육수조내의 유동해석을 위한 수치모델의 개발 및 적용 243

3. 사육수조의 설계 268

제4절 침전수조의 설계 274

1. 침전수조의 현황과 문제점 274

2. 침전수조의 성능 및 효율에 관한 현장실험 279

3. 침전수조의 주요 설계요소 283

제5절 새로운 사육수조와 침전수조의 개발 289

1. 사육수조의 구성과 설계[내용누락;p.305~306] 289

2. 침전수조의 구성과 설계 314

3. 새로운 사육수조와 침전수조의 수리모형 실험결과 321

제6절 사육수조와 침전수조의 설계를 위한 기본지침 322

1. 사육수조의 설계지침 322

2. 침전수조의 설계지침 324

제7절 공정관리 방안 329

제8절 경제성 검토 331

1. 초기 건설비 및 연간(년간) 유지관리비의 산정 331

2. 년간 투자비용과 총 생산금액의 산정 332

제9절 결론 및 요약 333

참고문헌 334

제4장 종합관리 시스템 개발 335

제1절 서론 335

제2철 양어장 종합관리 시스템의 하드웨어 구성 336

1. 수조의 물리적 환경 측정부 336

2. 양어장 종합관리 시스템 개발의 전체적 구성 338

3. MCL-DTU 시스템 342

4. MCL-DLU 시스템 348

5. 각종 신호 처리 장치 351

6. 종합관리 시스템을 위해 개발된 회로 설계 352

7. CCD 카메라 감시 시스템 360

8. 자동 급이 시스템 361

제3절 소프트웨어 개발 376

1. 8097BH MPU측 소프트웨어 376

2. PC측 프로그램 382

제4절 연구 실적 사례 394

1. 대천 수산 고등학교 실습실 설치 (1996년 12월 설치) 394

2. 부경대학교 교내 양어장 설치(1997년 5월 설치) 397

3. 논문 및 특허 실적 399

제5절 자동화 및 모니터링 시스템의 공정 관리 방안 400

1. 운영관리체계와 작업의 분담 방법 400

2. 양어장 시설의 특성과 운전 조작 상의 유의 사항 400

3. 운전사양서에 의한 조작 400

4. 센서기능 저하시의 대응 방법 및 보수 시기 400

5. 운전 및 유지 관리 401

제6절 경제성 평가 403

제7절 결론 405

제5장 결론 407

참고문헌 414

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SUMMARY

Contents

Part 1. Introduction 40

Part 2. Water Treatment System Development 41

Chapter 1. Introduction 41

Chapter 2. Literature(Lierature) review 44

Chapter 3. Removal of the ammonia nitrogen and organic matter in synthetic aquaculture water 67

Section 1. Introduction 67

Section 2. Materials and methods 68

Section 3. Result and discussion 77

Section 4. Conclusions 95

Chapter 4. Lab Scale(Scal) treatment of aquaculture recirculation water 97

Section 1. Introduction 97

Section 2. Materials and methods 98

Section 3. Result and discussion 106

Section 4. Conclusions 113

Chapter 5. Removal of Nitrate nitrogen by 2 phase fluidized(fludized) bed of activated carbon at lab scale(scal) 115

Section 1. Introduction 115

Section 2. Materials and methods 116

Section 3. Result and discussion 119

Section 4. Conclusions 126

Chapter 6. Production of plug seedling and plants using aquafarm waste sludge 127

Section 1. Introduction 127

Section 2. Materials and methods 128

Section 3. Result and discussion 131

Section 4. Conclusions 145

Chapter 7. Pilot plant 148

Section 1. Introduction 148

Section 2. Materials and methods 149

Section 3. Result and discussion 155

Section 4. Conclusions 168

Chapter 8. Treatment of Aquaculture rearing water by using microfilter 169

Section 1. Introduction 169

Section 2. Materials and methods 170

Section 3. Result and discussion 172

Section 4. Conclusions 184

Chapter 9. The Effect of Water Treatment(Tratment) on the Aquaculture Rearing Water by Ozone Oxidation 185

Section 1. Introduction 185

Section 2. Materials and methods 186

Section 3. Result and discussion 189

Section 4. Conclusions 198

Chapter 10. Process Management Plan of Water Treatment System 199

Section 1. Characteristic(Charcteristic) of aquaculture recirculation water 199

Section 2. Method of process operating and type of water treatment equipment 201

Section 3. Checking plant and method of deal with decrees(decres) function 209

Chapter 11. Economic Estimation 212

Chapter 12. Conclusions 213

Part 3. Comprehensive Design System Development for the Closed Aquaculture System 219

Chapter 1. Introduction 219

Chapter 2. State of the arts of the design system 221

Chapter 3. Design of the rearing basins 228

Section 1. Hydraulic experiments on the flow structure in the rearing basins 228

Section 2. Numerical model experiment on the analysis of the flow structure in the rearing basins 243

Section 3. Design of the rearing basins 268

Chapter 4. Design of the settling basins 274

Section 1. State of the arts of the settling basins 274

Section 2. A field experiment on the utility of the various settling basins 279

Section 3. Design factors of the settling basins 283

Chapter 5. Development of the rearing basins and the settling basins 289

Section 1. Composition and design of the rearing basins 289

Section 2. Composition and design of the settling basins 314

Section 3. Hydraulic model experiment on the applicability of the rearing basins and the settling basins 321

Chapter 6. Fundamental guide lines for the design of the rearing basins and the settling basins 322

Section 1. Design guide lines of the rearing basins 322

Section 2. Design guide lines of the settling basins 324

Chapter 7. Process Management Plan of Water Treatment System 329

Chapter 8. Discussions on the economical efficiency 331

Chapter 9. Conclusions and Summary 333

Part 4. Development of Computer Integrated Aquaculture System 335

Chapter 1. Introduction 335

Chapter 2. Hardware Composition of CIA System 336

Section 1. Parts Measuring of Physical Environmental Parameters in Aquarium 336

Section 2. Overall Configuration of CIA System 338

Section 3. MCL-DTU System 342

Section 4. MCL-DLU System 348

Section 5. Signal Process Modules 351

Section 6. Design of Circuits Developed CIA System 352

Section 7. CCD Camera Based Monitoring System 360

Section 8. Automatic Feeding System 361

Chapter 3. Development of Software 376

Section 1. Software of 8097BH MPU 376

Section 2. Software of PC 382

Chapter 4. Examples of Research Result 394

Section 1. Dei-Chean Fisheries High School 394

Section 2. Aquarium in Pukyong National University 397

Section 3. The Papers and Journal Research Results 399

Chapter 5. Process Management Plan of Automation and Monitoring System 400

Section 1. Management Structure and Division Method of Works 400

Section 2. Characteristics of Aquarium Facilities and Remarks to be cared to Operation 400

Section 3. Operation According to Specification 400

Section 4. Treatment Method in Case of Trouble Sensor and Repair Time 400

Section 5. Operation and Management 401

Chapter 6. Economic Estimation 403

Chapter 7. Conclusion 405

Part 5. Conclusion 407

(표 2-2-1) 양식시스템의 구분 및 특성 45

(표 2-2-2) 탈질소화에 필요한 유기탄소원의 비탈질율 60

(표 2-3-1) 간접포기식 생물막 반응조에 사용된 메디아의 특징 68

(표 2-3-2) 간접포기식 고정생물막 반응조에 사용된 인공양식수의 성상 70

(표 2-3-3) 활성탄 삼상 유동층 반응기에 적용된 인공 양식수 조성 72

(표 2-3-4) 활성탄 삼상 유동층에 이용된 활성탄의 특성 73

(표 2-3-5) 수처리 시스템의 운전조건 75

(표 2-3-6) 간접포기식 고정생물막 반응조의 운전결과 요약 79

(표 2-3-7) 사란을 이용한 직접포기식 생물막 반응조의 COD제거효율 86

(표 2-3-8) 직접포기식 생물막 반응조의 운전조건 86

(표 2-3-9) 활성탄 삼상유동층반응기를 이용한 유기물질 제거실험에 따른 운전조건 및 결과 91

(표 2-4-1) 실험에 사용된 메디의 특성 및 충진조건 98

(표 2-4-2) Air-Lift식 생물막 반응조에 충진된 메디아 특성 및 충진율 100

(표 2-4-3) 페타이어 메디아의 물성치 102

(표 2-4-4) 운전조건에 따른 암모니아 처리특성 111

(표 2-5-1) 코코낫 재질의 활성탄소 특성 116

(표 2-5-2) 인공양식수의 조성 117

(표 2-5-3) 분석항목 및 방법 118

(표 2-5-4) 이상유동층 반응조의 운전조건에 따른 유기물제거 특성 119

(표 2-5-5) 이상유동층 반응조의 운전조건에 따른 탈질 특성 121

(표 2-5-6) 이상 유동층 반응조에서 유입수의 COD／NO₃-－N(이미지참조)비에 따른 탈질효율. 125

(표 2-6-1) 배지내 첨가된 슬러지 농도 129

(표 2-6-2) 페튜니아 분화제배를 위한 배지에 첨가된 슬러지 농도 130

(표 2-6-3) 배지내 첨가된 슬러지 농도가 고추공정묘의 발아율에 미치는 영향 131

(표 2-6-4) 배지내 슬러지 농도가 파종 20일후의 고추 공정묘의 생체중, 건물중, 건물율, 엽수, 엽면적, 초장, 근장 및 총엽록소 농도에 미치는 영향 132

(표 2-6-5) 배지내 슬러지 농도가 파종 20일후 고추 공정묘배지의 pH와 EC에 미치는 영향 133

(표 2-6-6) 배지내 슬러지 농도가 파종 40일후 고추 공정묘의 생체중, 건물중, 건물율, 엽수, 엽면적, 초장, 근장 및 총엽록소 농도에 미치는 영향 134

(표 2-6-7) 배지내 슬러지 농도가 파종 40일후 고추 공정묘배지의 pH와 EC에 미치는 영향 135

(표 2-6-8) 배지내 첨가된 슬러지 농도가 토마토 공정묘의 발아율에 미치는 영향 135

(표 2-6-9) 배지내 슬러지 농도가 파종 20일후의 토마토 공정묘의 생체중(생채중), 건물중, 건물율, 엽수, 엽면적, 초장, 근장 및 총엽록소 농도에 미치는 영향 136

(표 2-6-10) 배지내 슬러지 농도가 파종 20일후 토마토 공정묘 배지의 pH와 EC에 미치는 영향 137

(표 2-6-11) 배지내 슬러지 농도가 파종 40일후의 토마토 공정묘의 생체중, 건물중, 건물율, 엽수, 엽면적, 초장, 근장 및 엽록소 농도에 미치는 영향. 138

(표 2-6-12) 배지내 슬러지 농도가 파종 40일후 토마토 공정묘배지의 pH와 EC에 미치는 영향 139

(표 2-6-13) 배지내 슬러지 농도가 페튜니아 공정묘배지의 pH와 EC에 미치는 영향 140

(표 2-6-14) 배지내 슬러지 농도가 페튜니아 공정묘의 생체중, 건물중, 건물율, 엽수, 엽면적, 초장, 근장 및 총엽록소 농도에 미치는 영향 140

(표 2-6-15) 직경 7cm 비닐 포트 재배시 슬러지 농도가 페튜니아의 초장, 근장, 엽면적, 엽수, 총엽록소 농도, 생체중 및 건물중에 미치는 영향 142

(표 2-6-16) 직경 7cm 비닐 포트 재배시 슬러지 농도가 페튜니아 배지의 pH, EC 및 화학적 조성에 미치는 영향 142

(표 2-7-1) Pilot Plant의 구성제원 및 운전조건표. 151

(표 2-7-2) 시판 부상사료의 구성성분표 152

(표 2-7-3) 실험기간동안 Pilot Plant에서 사육한 틸라피아의 성장 특성 156

(표 2-7-4) Pilot Plant 운전결과 164

(표 2-8-1) 수질분석 항목 및 방법 171

(표 2-8-2) SS농도별 미세스크린의 SS제거율 및 유출수 농도 172

(표 2-8-3) 각 양식장의 수질특성 175

(표 2-9-1) 양식수의 수질특성 188

(표 2-9-2) 분석 방법 및 기기 188

(표 2-9-3) 오존접촉시간에 따른 수질변화 191

(표 2-10-1) 어류 양식에 필요한 수질인자별 권고농도 200

(표 2-10-2) 알칼리도 유발 물질 및 특성 203

(표 2-11-1) 현장 수처리시스템의 설계조건표 212

(표 2-11-2)／(표 2-9-2) 현장설치 비용 212

(표 3-3-1) 수조내의 3차원 유동구조에 관한 실험조건 229

(표 3-3-2) 유동모델의 계산조건과 물리적 파라미터 250

(표 3-5-1) 사육수조내의 유동구조에 관한 수리실험조건 291

(표 3-5-2) CASE R1-a 의 유속측정결과 (Q＝3.0ℓ／min, U0＝2.17cm／s, h＝40cm, h0＝30cm)(이미지참조) 294

(표 3-5-3) CASE R1-b의 유속측정결과 (Q＝3.0ℓ／min, U0＝2.37cm／s, h＝40cm, h0＝15cm)(이미지참조) 295

(표 3-5-4) CASE R1-c의 유속측정결과 (Q＝3.0ℓ／min, U0＝2.54cm／s, h＝40cm, h0＝2cm)(이미지참조) 296

(표 3-5-5) CASE R2-a의 유속측정결과 (Q＝4.6ℓ／min, U0＝5.10cm／s, h＝40cm, h0＝30cm)(이미지참조) 297

(표 3-5-6) CASE R2-b의 유속측정결과 (Q＝4.6ℓ／min, U0＝5.03cm／s, h＝40cm, h0＝15cm)(이미지참조) 298

(표 3-5-7) CASE R2-c의 유속측정결과 (Q＝4.6ℓ／min, U0＝5.10cm／s, h＝40cm, h0＝2cm)(이미지참조) 299

(표 3-5-8) CASE R3-a의 유속측정결과 (Q＝6.0ℓ／min, U0＝6.85cm／s, h＝40cm, h0＝30cm)(이미지참조) 300

(표 3-5-9) CASE R3-b의 유속측정결과 (Q＝6.0ℓ／min, U0＝5.54cm／s, h＝40cm, h0＝15cm)(이미지참조) 301

(표 3-5-10) CASE R3-c의 유속측정결과 (Q＝6.0ℓ／min, U0＝5.59cm／s, h＝40cm, h0＝2cm)(이미지참조) 302

(표 3-5-11) 침전수조내의 단면유속분포에 관한 수리실험조건 314

(표 3-6-1) 사육수조의 설계에 관한 기본사항 322

(표 3-8-1) 사육수조와 침전수조 및 주변 부속장치의 초기 건설비 331

(표 3-8-2) 년간 유지관리비 332

(표 4-2-1) 각 센서의 사양 338

(표 4-2-2) 8097BH의 하드웨어 내부구성 및 기능 344

(표 4-2-3) 8051H의 하드웨어적인 내부구성 및 기능 346

(표 4-2-4) MCL-DTU의 사양 349

(표 4-2-5) 건식 및 습식 사료의 상대적 이점과 단점에 대한 요약 363

(표 4-2-6) 사료 형태에 따른 저장 기간 364

(표 4-2-7) 급이 테이블의 예 368

(표 4-2-8) 자동 급이를 위한 관리 데이터의 예 369

(표 4-2-9) 먹이 공급 방법에 따른 장·단점 370

(표 4-4-1) 대천수고 실습장용 시스템과 실험용 시스템과의 차이 394