자연친화적이고 생산성이 높은 폐쇄형 어류 양식 시스템에 대한소개
저자: Jacob Bregnballe
UN 국제기구 식품과 농업부
Eurofish 국제단체
제1장: 순환여과 양식기술 소개
순환여과 양식은 본질적으로 양식장에서 물을 재사용하여 물고기 또는 기타 수생 생물을 양식하는 기술입니다. 이 기술은 기계적 및 생물학적 필터의 사용을 기반으로 하며 이 방법은 원칙적으로 어류, 새우, 조개 등과 같은 양식장에서 키우는 모든 종에 사용할 수 있습니다. 그러나 순환여과양식 기술은 주로 양식장에 사용되며 이 가이드는 이 양식업 분야에서 일하는 사람들을 대상으로 합니다.
재순환은 양식업 분야의 많은 영역에서 빠르게 증가하고 있으며 시스템은 소비를 위해 연간 수 톤의 물고기를 생성하는 거대한 공장에서 멸종 위기에 처한 종을 저장하거나 보충하는 데 사용되는 작고 정교한 시스템에 이르기까지 다양한 생산 단위에 배포됩니다.
재순환 또는 재사용되는 물의 양에 따라 다른 강도로 재순환을 수행할 수 있습니다. 일부 농장은 폐쇄된 단열 건물 내부에 설치된 초집약적 농업 시스템으로 연간 생산되는 물고기 1kg당 300리터, 때로는 그보다 더 적은 양의 물을 사용합니다. 다른 시스템은 재순환 시스템으로 재건된 전통적인 야외 농장으로 연간 생산되는 물고기 1kg당 3세제곱미터의 새로운 물을 사용합니다. 송어를 위한 전통적인 플로우 스루 시스템은 연간 생산되는 물고기 1kg당 일반적으로 약 30세제곱미터를 사용합니다. 예를 들어, 연간 500톤의 물고기를 생산하는 양식장에서 주어진 예에서 새로운 물의 사용은 각각 17m3/hour(h), 171m3/h 및 1,712m3/h입니다. 이것은 큰 차이입니다.
그림 1.1 실내 순환여과 시스템.
재순환 정도를 계산하는 또 다른 방법은 다음 공식을 사용하는 것입니다.
(내부재순환 유량/(내부 재순환 유량 + 새로운 물 섭취량)) x 100
이 공식은 그림 1.2에서 순환 정도를 계산하는 데 사용되었습니다. 서로 다른 시스템 강도에서 재순환율을 측정하고 재순환율을 측정하는 다른 방법과 비교합니다.
| 시스템의 종류 |
일년 어류생산량Kg당 새로운 수분 보충 |
시간당 제곱미터별 새로운수분 섭취량 | 일일 시스템 내 수분량 중 새로운 수분 보충량 | 시스템 내에 시간당 1회 수분 재순환 정도 |
| Flow through | 30 m3 | 1 712 m3/h | 1 028 % | 0 % |
| RAS 낮은 단계 | 3 m3 | 171 m3/h | 103% | 95.9% |
| RAS 높은 단계 | 1 m3 | 57 m3/h | 34% | 98.6% |
| RAS 초고단계 | 0.3 m3 | 17 m3/h | 6% | 99.6% |
그림 1.2 재순환 속도를 측정하는 여러 다른 방법과 다른 강도에서 재순환정도 비교. 계산은 총 수량이 4,000 m 3 인 연간 500 톤 시스템의 이론적인 예를 기반으로 하며 여기서3 000 m3은 수조의 부피입니다.
환경적 관점에서 볼 때, 많은 지역에서 물이 제한된 자원이 되었기 때문에 재순환에 사용되는 제한된 양의 물은 물론 유익합니다. 또한 제한된 물사용으로 인해 기존 양식장에서 배출되는 물보다 배출되는 물의 양이 훨씬 적기 때문에 물고기에서 배출되는 영양분을 훨씬 쉽고 저렴하게 제거할 수 있습니다. 따라서 재순환 양식은 상업적으로 실행 가능한 수준에서 물고기를 생산하는 가장 환경 친화적인 방법으로 간주될 수 있습니다. 양식어류의 영양분은 농경지의 비료로 사용하거나 바이오가스 생산의 기초로 사용할 수 있습니다. “무배출”이라는 용어는 양어업과 관련하여 때때로 사용되며 양식장에서 모든 슬러지와 물의 배출을 모두 피할 수는 있지만 가장 마지막 농도의 폐수 처리를 완전히 청소하는 것은 대부분 비용이 많이 드는 일이었다. 따라서 영양소 및 물 배출 신청은 항상 계획 허가 신청의 일부여야 합니다.
그림 1.3 야외 재순환 양식장.
그러나 가장 흥미로운 사실은 제한된 물 사용이 양식장 내부의 생산에 큰 이점을 제공한다는 사실입니다. 전통적인 양식업은 강의 수온, 물의 청결도, 산소 수준 또는 잡초와 잎이 하류로 흘러 들어 유입구 스크린을 막는 등의 외부 조건에 전적으로 의존합니다. 재순환 시스템에서 재순환 정도와 플랜트 건설에 따라 완전히 또는 부분적으로 이러한 외부 요인을 제거합니다.
재순환을 통해 양식업자는 생산의 모든 매개변수를 완전히 제어할 수 있으며 재순환 시스템 자체를 작동하는 양식업자의 기술은 물고기를 돌보는 능력만큼 중요합니다.
수온, 산소 수준 또는 일광과 같은 매개 변수를 제어하면 물고기에게 안정적이고 최적의 조건을 제공하여 스트레스를 줄이고 성장을 더 잘할 수 있습니다. 이러한 안정적인 조건으로 인해 농부는 물고기가 특정 단계나 크기에 도달할 때를 정확하게 예측할 수 있는 안정적이고 예측 가능한 성장 패턴을 얻을 수 있습니다. 이 기능의 가장 큰 장점은 정확한 생산 계획을 세울 수 있고 물고기가 판매될 정확한 시간을 예측할 수 있다는 것입니다. 이는 농장의 전반적인 관리에 유리하고 경쟁력 있는 방식으로 생선을 판매할 수 있는 능력을 강화합니다.
그림 1.4 물고기의 성장과 웰빙에 영향을 미치는 매개변수 중 일부.
양식업에 재순환 기술을 사용하면 더 많은 이점이 있으며 이 가이드에서는 다음 장에서 이러한 측면을 다룰 것입니다. 그러나 당장 언급해야 할 한 가지 주요 측면은 질병의 측면입니다. 제한된 물의 사용으로 외부 환경으로부터의 침입성 질병이 최소화되어 재순환 시스템에서 병원체의 영향이 상당히 낮아집니다. 전통적인 양식업을 위한 물은 강, 호수 또는 바다에서 가져오기 때문에 자연적으로 질병에 걸릴 위험이 높아집니다. 재순환에 물의 제한된 사용으로 인해 물은 주로 질병의 위험이 최소화된 시추공, 배수 시스템 또는 샘에서 가져옵니다. 사실, 많은 재순환 시스템은 어떤 질병에도 문제가 없으며, 따라서 생산과 환경의 이익을 위한 의약품의 사용을 크게 줄입니다. 이 수준의 양식 관행에 도달하려면 양식업자가 농장에 가져오는 알이나 치어에 대해 매우 조심하는 것이 물론 매우 중요합니다. 많은 질병이 번식을 위해 감염된 알이나 물고기를 섭취함으로써 시스템으로 옮겨집니다. 이런 식으로 질병이 유입되지 않도록 하는 가장 좋은 방법은 외부에서 물고기를 들여오는 것이 아니라 질병으로부터 완전히 소독될 수 있는 달걀만 반입하는 것입니다.
양식업은 지식, 훌륭한 양식업, 끈기, 때로는 강인한 정신을 필요로 합니다. 전통적인 양식업에서 재순환으로 전환하면 많은 일이 쉬워지지만 동시에 새롭고 더 큰 기술이 필요합니다. 이 상당히 발전된 유형의 양식업에서 성공하려면 이 안내서가 작성된 목적에 맞게 훈련과 교육이 필요합니다.
2장: 재순환 시스템, 단계별
재순환 시스템에서는 물고기가 배출하는 노폐물을 제거하기 위해 물을 지속적으로 처리하고 물고기를 살아 있고 건강하게 유지하기 위해 산소를 추가해야 합니다. 재순환 시스템은 사실 매우 간단합니다. 수조의 출구에서 물은 기계식 필터로 흐르고 더 나아가 생물학적 필터를 거쳐 산소가 추가되고 이산화탄소가 제거되어 수조로 되돌아갑니다. 이것이 재순환의 기본 원리입니다.
정확한 필요 사항에 따라 순수한 산소로 산소 공급, 자외선 또는 오존 소독, 자동 pH 조절, 열교환, 탈질소 등과 같은 여러 다른 시설을 추가할 수 있습니다.
그림 2.1 재순환 시스템의 원리도. 기본적인 수처리 시스템은 기계적 여과, 생물학적 처리 및 폭기/제거로 구성됩니다. 요구 사항에 따라 산소 농축 또는 UV 소독과 같은 추가 설비를 추가할 수 있습니다.
양식장의 물고기는 하루에 여러 번 먹이를 주어야 합니다. 사료는 물고기에 의해 먹고 소화되며 성장 및 기타 생리적 과정을 위한 에너지와 영양을 공급하는 물고기의 신진대사에 사용됩니다. 산소(O2)는 아가미를 통해 들어가 에너지를 생산하고 단백질을 분해하는 데 필요하며, 이에 따라 이산화탄소(CO2)와 암모니아(NH3)가 폐기물로 생성됩니다. 소화되지 않은 사료는 부유물이라고 하는 대변으로 물에 배출됩니다. 고형물(SS) 및 유기물. 이산화탄소와 암모니아는 아가미에서 물로 배설됩니다. 따라서 물고기는 산소와 사료를 소비하고 결과적으로 시스템의 물은 대변, 이산화탄소 및 암모니아로 오염됩니다
그림 2.2 사료를 먹고 산소를 사용하면 물고기가 성장하고 이산화탄소, 암모니아 및 대변과 같은 폐기물이 배출됩니다.
재순환 시스템에서는 건식 사료만 사용할 것을 권장할 수 있습니다. 어떤 형태로든 폐사된 물고기의 사용은 시스템을 심하게 오염시키고 질병에 감염될 가능성이 매우 높기 때문에 피해야 합니다. 건사료의 사용은 안전하며 물고기의 정확한 생물학적 요구를 충족하도록 설계되었다는 장점도 있습니다. 건사료는 모든 어류 단계에 적합한 다양한 펠릿 크기로 배송되며 건어사사료의 성분을 결합하여 치어, 모하, 성장용 등을 위한 특수 사료를 개발할 수 있습니다.
재순환 시스템에서 높은 사료 활용률은 배설물의 양을 최소화하여 수처리 시스템에 대한 영향을 낮추기 때문에 유익합니다. 전문적으로 관리되는 시스템에서 추가된 모든 사료는 먹지 않은 사료의 양을 최소로 유지하면서 먹입니다. 생산하는 물고기 1킬로그램당 몇 킬로그램의 사료를 사용하는지를 나타내는 사료 전환율(FCR)이 향상되고 농부는 더 높은 생산량을 얻고 필터 시스템에 더 적은 영향을 미칩니다. 먹지 않은 사료는 비용 낭비이며 필터 시스템에 불필요한 부하를 초래합니다. 재순환 시스템에 사용하기에 특히 적합한 사료를 사용할 수 있다는 점에 유의해야 합니다. 이런 사료의 구성은 물고기의 단백질 흡수를 최대화하여 암모니아가 물로 배설되는 것을 최소화하는 것을 목표로 합니다.
그림 2.3 순환 시스템에 사용하기에 적합한 송어 사료의 성분 및 함량. 출처: BioMar.
재순환 시스템의 구성 요소 어류 수조
그림 2.4 탱크 디자인에 따라 특성과 장점이 다릅니다. 등급 1-5, 5가 최고입니다.
| 수조 사항 | 원형수조 | D자형 궤도 | 궤도 |
| 자체 정화 효과 | 5 | 4 | 3 |
| 부유물의 적은 체류 시간 | 5 | 4 | 3 |
| 산소 제어와 조절 | 5 | 5 | 4 |
| 공간 활용성 | 2 | 4 | 5 |
어류 사육 탱크의 환경은 수질과 탱크 디자인 모두에서 어류의 요구 사항을 충족해야 합니다. 크기와 모양, 수심, 자체 세척 능력 등과 같은 올바른 수조 디자인을 선택하는 것은 사육되는 종의 성능에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다.
물고기가 바닥에 서식하는 경우 탱크 표면적의 필요성이 가장 중요하며 수심과 수류의 속도를 낮출 수 있습니다(turbot, sole, 기타 바닥어종). 반면 연어와 같은 원양 생물 종은 더 큰 물의 부피로부터 혜택을 얻고 더 높은 물의 속도에서 향상된 움직임을 보여줍니다.
원형 수조 또는 모서리가 잘린 사각형 수조에서 물은 원형 패턴으로 이동하여 수조의 전체 수주가 중앙을 중심으로 움직입니다. 유기 입자는 탱크 크기에 따라 몇 분의 비교적 짧은 체류 시간을 가지며, 이는 자가 세척 효과를 제공하는 이러한 수압 패턴으로 인해 발생합니다. 수평 조정이 가능한 수직 입구는 이러한 수조의 조류를 제어하는 효율적인 방법입니다.
궤도에서 유압은 입자 제거에 긍정적인 영향을 미치지 않습니다. 반면에 어항에 물고기가 효율적으로 채워진다면 수조 설계의 자가 청소 효과는 탱크 디자인 보다 물고기의 활동에 따라 더 많이 좌우될 것이다. 수조 바닥의 기울기는 자체 청소 효과에 거의 또는 전혀 영향을 미치지 않지만 탱크를 비울 때 완전한 배수를 더 쉽게 만듭니다.
원형 탱크는 궤도에 비해 더 많은 공간을 차지하므로 건물 건설 비용이 추가됩니다. 사각형 탱크의 모서리를 잘라내면 원형 탱크보다 더 나은 공간 활용도를 제공하는 8각형 탱크 디자인이 만들어지며 동시에 원형 탱크의 긍정적인 유압 효과가 달성됩니다(그림 2.5 참조). 대형 탱크의 건설은 가장 강력한 설계방법이자 탱크를 만드는 가장 저렴한 방법이기 때문에 항상 원형 탱크를 선호한다는 점에 유의하는 것이 중요합니다.
그림2.5 재순환 시스템의 8각형 탱크 디자인은 공간을 절약하면서도 원형 탱크의 우수한 유압 효과를 달성합니다. 출처: AKVA 그룹
원형 탱크와 궤도 사이의 하이브리드 탱크 유형인 “D자형 궤도” 역시 원형 탱크의 자체 청소 효과와 레이스웨이의 효율적인 공간 활용을 결합한 것입니다. 그러나 실제로 이러한 유형의 탱크는 거의 사용되지 않습니다. 아마도 탱크를 설치하려면 관리에 추가 작업과 새로운 루틴이 필요하기 때문일 것입니다.
그림2.6 원형, D자형 궤도형, 궤도형
어류의 생활을 위한 충분한 산소 수준은 양식업에서 중요하며 일반적으로 탱크로 유입되는 물의 산소 수준을 높여서 높게 유지됩니다. 디퓨저를 사용하여 탱크에 순수한 산소를 직접 주입하는 것도 사용할 수 있지만 효율성이 낮고 비용이 많이 듭니다.
원형 탱크 또는 이와 유사한 것에서 산소 수준의 제어 및 조절은 물 기둥이 지속적으로 혼합되어 탱크의 어느 곳에서나 산소 함량을 거의 동일하게 만들기 때문에 비교적 쉽습니다. 이것은 탱크에서 원하는 산소 수준을 유지하는 것이 매우 쉽다는 것을 의미합니다. 탱크 배출구 근처에 위치한 산소 검출기는 사용 가능한 산소를 잘 나타냅니다. 검출기가 원형 탱크에 추가되는 산소의 영향을 검사하는 데 걸리는 시간은 비교적 짧습니다. 검출기는 순수한 산소가 주입되는 곳이나 산소가 풍부한 물이 공급되는 곳 가까이에 두어서는 안 됩니다.
그러나 궤도에서는 산소 함량이 항상 입구에서 더 높고 출구에서 더 낮아 각 물고기가 헤엄치는 위치에 따라 다른 환경을 제공합니다. 물의 산소 함량을 측정하기 위한 산소 검출기는 항상 가장 낮은 산소 함량 영역 즉 배출구 근처에 배치해야 합니다. 이 하류 산소 구배는 입구에서 산소량을 위아래로 조정하는 시간부터 출구에서 측정되는 시간까지 최대 1시간이 될 수 있기 때문에 산소 조절을 더 어렵게 만듭니다. 이 상황은 산소량이 선택한 수준 주위에서 변동하는 대신 항상 위아래로 변동되게 할 수 있습니다. 그러나 알고리즘과 시간 상수를 사용하는 최신 산소 제어 시스템을 설치하면 이러한 원치 않는 변동을 방지할 수 있습니다.
탱크 배출구는 폐기물 입자를 최적으로 제거할 수 있도록 구성되어야 하며 적절한 구멍 크기의 거름망이 장착되어 있어야 합니다. 또한 일상적인 작업 중에 죽은 물고기를 쉽게 모을 수 있어야 합니다.
탱크에는 농장을 완벽하게 제어하기 위해 수위, 산소 함량 및 온도에 대한 센서가 장착되는 경우가 많습니다. 또한 만일의 사태에 대비하여 각 탱크에 직접 산소를 공급할 수 있는 디퓨저를 설치하는 것도 고려하여야 한다.
그림 2.7 드럼 필터. 출처: CM Aqua
기계적 여과
수조에서 배출되는 물의 기계적 여과는 유기성 폐기물 제거를 위한 유일한 실용적인 솔루션임이 입증되었습니다. 오늘날 거의 모든 재순환 양식장은 일반적으로 40~100미크론의 여과포가 장착된 소위 미세여과기에서 탱크의 유출수를 여과합니다. 드럼 필터는 지금까지 가장 일반적으로 사용되는 미세 여과기 유형이며 설계 형식은 입자를 부드럽게 제거합니다.
드럼필터의 기능:
1. 여과할 물이 드럼에 들어갑니다.
2. 물은 드럼의 필터 요소를 통해 여과됩니다. 드럼 내부/외부의 수위 차이가 여과의 원동력입니다.
3. 고형물은 필터 요소에 갇히고 드럼의 회전에 의해 역세척 영역으로 보내어집니다.
4. 세척 노즐의 물은 필터 요소 외부에서 분사됩니다. 걸러진 유기 물질은 필터 요소에서 슬러지 트레이로 세척됩니다.
5. 슬러지는 중력에 의해 필터 밖으로 물과 함께 흘러 외부 폐수 처리를 위해 양식장을 빠져나옵니다(6장 참조).
미세 거름망 여과는 다음과 같은 장점이 있습니다.
• 바이오필터의 유기물 부하 감소.
• 물에서 유기물 입자가 제거되어 물이 더 맑아집니다.
• 바이오 필터가 막히지 않아 질산화 조건 개선.
• 생물여과 공정에 대한 안정화 효과.
생물학적 처리
기계적 필터에서 모든 유기물이 제거되는 것은 아니며 가장 미세한 입자가 인산염 및 질소와 같은 용해된 화합물과 함께 통과합니다. 인산염은 독성 효과가 없는 불활성 물질이지만 유리 암모니아(NH3) 형태의 질소는 유독하며 바이오 필터에서 무해한 질산염으로 변환해야 합니다. 유기물과 암모니아의 분해는 바이오 필터의 박테리아에 의해 수행되는 생물학적 과정입니다. 종속영양세균은 산소를 소비하고 이산화탄소, 암모니아, 슬러지를 생성하여 유기물을 산화시킨다. 질산화 박테리아는 암모니아를 아질산염으로 변환하고 최종적으로는 질산염으로 변환합니다.
생물여과의 효율성은 주로 다음에 따라 달라집니다.
• 시스템의 수온.
• 시스템의 pH 수준.
수용 가능한 질산화율에 도달하려면 수온을 10~35°C(최적은 약 30°C)로 유지하고 pH 수준을 7~8로 유지해야 합니다. 수온은 사육되는 종에 따라 가장 많이 달라지며 최적의 질산화율에 도달하도록 조정되는 것이 아니라 어류 성장을 위한 최적의 수준을 제공하도록 조정됩니다. 그러나 낮은 pH 수준은 바이오필터의 효율성을 감소시키기 때문에 바이오필터 효율성과 관련된 pH 조절은 중요합니다. 따라서 높은 박테리아 질화 속도에 도달하려면 pH를 7 이상으로 유지해야 합니다. 반면에 pH가 증가하면 유리 암모니아(NH3)의 양이 증가하여 독성 효과가 향상됩니다. 따라서 목표는 pH를 조정하는 이 두 가지 상반된 목표 사이의 균형을 찾는 것입니다. 권장되는 조정 포인트는 pH 7.0과 pH 7.5 사이입니다.
두 가지 주요 요인은 물 재순환 시스템의 pH에 영향을 미칩니다.
• 이산화탄소 물고기와 바이오 필터의 생물학적 활동으로부터 생산됩니다.
• 질산화 공정에서 생성되는 산
질산화 결과:
이산화탄소는 물의 폭기에 의해 제거되며 기체 제거과정이 필요하다. 이 프로세스는 이 장의 뒷부분에서 설명하는 여러 가지 방법으로 수행할 수 있습니다.
질화 과정은 산(H+)을 생성하고 pH 수준이 낮아지게 합니다. pH를 안정화시키기 위해서는 염기를 첨가해야 합니다. 이를 위해 석회 또는 수산화나트륨(NaOH) 또는 다른 염기를 물에 첨가해야 합니다.
물고기는 암모니아와 암모늄의 혼합물을 배설합니다(총 암모니아 질산염(TAN) = 암모늄(NH4+) + 암모니아(NH3)) 여기서 암모니아가 배설의 주요 부분을 구성합니다. 그러나 물의 암모니아 양은 pH 농도에 영향을 받는 것을 그림 2.8을 통해 볼 수 있으며 그림은 암모니아와 암모늄 사이 균형도를 보여준다.
그림2.8 섭씨 20도에서 암모니아와 암모늄 사이의 균형도 pH 7이하에서 암모니아는 전혀 없으나 pH 농도의 상승에 따라 급격히 증가한다.
그림 2.9 0.02 mg/L의 독성 암모니아 농도를 기준으로 측정된 pH와 바이오필터에서 분해할 수 있는 TAN의 양 사이의 관계
일반적으로 암모니아는 0.02 mg/L 그 이상의 수준에서 어류에게 유독합니다. 그림 2.9는 0.02 mg/L 미만의 암모니아 수준이 보장되어야 하는 경우 다양한 pH 수준에서 허용되는 TAN의 최대 농도를 보여줍니다. 낮은 pH 수준은 이독성 암모니아를 초과할 위험을 최소화합니다 한계는 0.02 mg/L이지만 양식업자는 앞서 설명한 대로 더 높은 바이오필터 효율성에 도달하기 위해 최소 pH 7 수준에 도달하는 것이 좋습니다. 불행히도 허용되는 TAN의 총 농도는 그림 2.9에서 볼 수 있듯이 크게 감소합니다. 따라서 양식인이 바이오필터를 조정할 때 고려해야 하는 두 개의 반대되는 pH 작동 벡터가 있습니다.
아질산염(NO2-)은 질산화 과정의 중간 단계에서 형성되며 2.0mg/L 이상의 수준에서 어류에게 유독합니다. 재순환 시스템의 물고기가 숨을 헐떡이면 산소 농도는 괜찮지만 높은 아질산염 농도가 원인일 수 있습니다. 높은 농도에서 아질산염은 아가미를 통해 물고기의 혈액으로 운반되어 산소 흡수를 방해합니다. 물에 소금을 첨가하여 0.3 ‰에 도달하면 아질산염의 흡수가 억제됩니다.
질산염(NO3-)은 질산화 공정의 최종 생성물이며 무해한 것으로 간주되지만 높은 수준(100mg/L 이상)은 성장 및 사료 전환에 부정적인 영향을 미치는 것으로 보입니다. 농장에서 새 물을 교환하는 주기가 느리면 질산염이 축적되어 허용할 수 없는 수준에 도달합니다. 축적을 피하는 한 가지 방법은 새로운 물의 교환 회수를 늘리는 것입니다. 그러면 높은 농도가 문제가 없는 낮은 수준으로 희석됩니다.
다른 한편으로, 재순환의 전체 아이디어는 물을 절약하는 것이며, 어떤 경우에는 물 절약이 주요 목표입니다. 이러한 상황에서 질산염 농도는 탈질소에 의해 감소될 수 있습니다. 정상적인 조건에서 사용된 사료 kg당 300리터 이상의 물 소비는 질산염 농도를 희석하기에 충분합니다. 사료 kg당 300리터 미만의 물을 사용하면 탈질소 사용을 고려할 가치가 있습니다.
가장 우세한 탈질소화 세균은 Pseudomonas입니다. 이것은 질산염을 대기 질소로 환원시키는 혐기성(산소 없음) 과정입니다. 사실, 이 과정은 물에서 대기로 질소를 제거하여 주변 환경으로의 질소 부하를 줄입니다. 이 공정은 유기 공급원(탄소), 예를 들어 탈질소 챔버에 추가될 수 있는 목재 알코올(메탄올)이 필요합니다. 탈질화 시킬 질산염1kg당 메탄올 2.5kg이 필요합니다.
대부분의 경우 탈질소 챔버에는 2-4시간의 체류 시간으로 설계된 바이오필터 미디어가 장착되어 있습니다. 출구 산소 농도를 평균1mg/L 유지하려면 흐름을 제어해야 합니다. 산소가 완전히 고갈되면 부산물인 황화수소(H2S)가 생성되어 물고기에게 극도로 유독하고 악취(썩은 계란)도 발생합니다. 결과적으로 발생하는 슬러지 생산량은 상당히 높으며 일반적으로 일주일에 한 번 장치를 역세척해야 합니다.
그림 2.10 왼쪽의 이동 베드 미디어와 오른쪽의 고정 베드 미디어.
바이오 필터는 바이오 필터의 세제곱미터 당 높은 표면적을 제공하는 플라스틱 매체를 사용하여 구성됩니다. 박테리아는 미디어에서 박막으로 성장하여 매우 큰 표면적을 차지합니다. 잘 설계된 바이오 필터의 목적은 너무 빽빽하게 포장하여 작동 중에 유기물로 막히지 않도록 가능한 한 높은 표면적을 달성하는 것입니다. 따라서 물이 통과할 수 있는 높은 비율의 여유 공간을 확보하고 충분한 역세척 절차와 함께 바이오필터를 통한 전반적인 흐름이 양호하도록 하는 것이 중요합니다. 이러한 역세척 절차는 필터의 부하에 따라 주 1회 또는 월 1회 충분한 간격으로 수행되어야 합니다. 압축 공기는 필터에 난기류를 생성하여 유기물을 제거하는 데 사용됩니다. 바이오 필터는 세척 과정이 진행되는 동안 분리되며, 바이오 필터가 시스템에 다시 연결되기 전에 필터의 더러운 물이 배수되고 배출됩니다.
재순환 시스템에 사용되는 바이오필터는 고정층 필터 또는 이동층 필터로 설계할 수 있습니다. 오늘날 재순환에 사용되는 모든 바이오 필터는 물 속에 잠긴 장치로 작동합니다. 고정 베드 필터에서 플라스틱 미디어가 고정되고 움직이지 않는다. 물은 박테리아 필름과 접촉하기 위해 층류로 매체를 통과합니다. 이동층 필터에서 플라스틱 미디어는 공기를 펌핑하여 생성된 흐름에 의해 바이오 필터 내부의 수중에서 이동합니다. 매체의 지속적인 이동으로 인해 이동층 필터는 고정층 필터보다 더 세게 포장될 수 있으므로 m3당 더 높은 회전율에 도달합니다. 그러나 바이오 필터의 m2(필터 표면적) 당 계산된 회전율에는 큰 차이가 없습니다. 두 가지 유형의 필터 중 하나에서 박테리아 필름의 효율성은 다소 동일합니다. 그러나 고정층 필터에서는 이러한 물질이 세균막에 부착되어 미세한 유기 입자도 제거됩니다. 따라서 고정층 필터는 미세한 유기물을 제거하고 물을 매우 맑은 상태로 유지하는 정밀한 기계적 여과 장치의 역할도 합니다. 이동층 필터는 물의 일정한 난류가 접착을 불가능하게 만드는 것과 동일한 효과를 갖지 않습니다.
두 필터 시스템 모두 동일한 시스템에서 사용하거나 결합할 수 있습니다. 공간을 절약하기 위해 이동 침대를 사용하고 접착 효과를 얻기 위해 고정 침대를 사용합니다. 농장 규모, 양식 종, 물고기 크기 등에 따라 바이오 필터 시스템의 최종 설계를 위한 몇 가지 솔루션이 있습니다.
그림2.11 이동형(위)과 고정형(아래) 바이오필터 받침대
탈기, 폭기 및 스트리핑
물이 어항으로 돌아가기 전에 물고기에게 해로운 축적된 가스를 제거해야 합니다. 이 탈기 공정은 물의 폭기에 의해 수행되며 이 방법을 종종 스트리핑이라고 합니다. 물에는 가장 높은 농도로 어류의 호흡과 박테리아 활동으로 생긴 이산화탄소(CO2)가 포함되어 있지만 유리 질소(N2)도 존재합니다. 이산화탄소와 질소 가스 수준의 축적은 물고기의 복지와 성장에 해로운 영향을 미칠 것입니다. 혐기성 조건에서 특히 염수 시스템에서 황화수소(H2S)가 생성될 수 있습니다. 이 가스는 낮은 농도에서도 물고기에게 극도로 유독하며 시스템에서 황화수소가 생성되면 물고기가 죽을 것입니다.
폭기는 공기를 물에 펌핑하여 공기 방울과 물 사이의 난류 접촉으로 가스를 몰아냄으로써 수행할 수 있습니다. 이 수중 폭기는 예를 들어 폭기 우물 시스템을 사용하는 경우 물을 동시에 이동할 수 있습니다(그림 2.12 참조).
그림2.12 폭기 시스템
그러나 폭기 시스템은 탈기 장치라고도 하는 살수 필터 시스템만큼 가스를 제거하는 데 효율적이지 않습니다. 살수 시스템에서 가스는 물과 기둥에 쌓인 플라스틱 매체 사이의 물리적 접촉에 의해 제거됩니다. 물은 구멍이 있는 분배판을 통해 필터 상단으로 유도되고 플라스틱 매체를 통해 아래로 흘러내려 난류와 접촉을 최대화합니다. 이른바 스트리핑 프로세스입니다.
그림 2.13 바닥에 튀는 것을 방지하기 위해 파란색 플라스틱 라이너로 싸인 살수 필터의 사진 및 그림(Billund kvakulturservice, 덴마크). 폭기/스트리핑 공정은 CO2-스트리핑이라고도 합니다. 살수 필터의 매체는 일반적으로 고정층 바이오 필터에 사용되는 것과 동일한 유형의 매체로 구성됩니다(그림 2.10 참조).
산소
탈기 또는 탈기와 동일한 물리적 과정인 물의 폭기 과정은 물 속의 산소 포화도에 따라 물 속의 기체와 공기 중의 기체 간의 간단한 교환을 통해 물에 약간의 산소를 추가합니다. 물. 물의 산소 평형은 100% 포화 상태입니다. 물이 어항을 통과하면 산소 함량이 일반적으로 70%까지 낮아지고 바이오필터에서 그 함량이 더 감소합니다. 이 물의 폭기는 일반적으로 최대 약90%의 포화도를 가져오며 일부 시스템에서는 100%에 도달할 수 있습니다. 그러나 어항에 유입되는 물의 산소 포화도가 100% 이상인 것은 높고 안정적인 어류 성장에 사용할 수 있는 충분한 산소를 확보하기 위해 선호되는 경우가 많습니다. 100% 이상의 포화 수준은 순수한 산소를 사용하는 시스템을 요구합니다.
그림2.14 고압에서 순수 산소를 용해하기 위한 산소 콘과 물의 산소 포화도를 측정하기 위한 센서(프로브). 출처: AKVA 그룹/Oxyguard International.
순수한 산소는 액체 산소의 형태로 탱크에 전달되는 경우가 많지만 농장에서 산소 발생기로 생산할 수도 있습니다. 산소 함량이 200-300%에 달하는 과포화수를 만드는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 일반적으로 고압 산소 콘시스템 또는 산소 플랫폼과 같은 낮은 헤드 산소 시스템이 사용됩니다. 원리는 동일합니다. 물과 순수한 산소는 압력 하에서 혼합되어 산소가 물 속으로 강제 주입됩니다. 산소 콘에서 압력은 일반적으로 콘에서 약 1.4bar의 고압을 생성하는 펌프로 달성됩니다. 산소 콘에 압력을 가해 물을 펌핑하는 것은 많은 전기를 소모합니다. 산소 플랫폼에서 압력은 일반적으로 약 0.1bar까지 훨씬 낮으며 물은 물과 산소가 혼합된 상자를 통해 간단히 펌핑됩니다. 두 종류의 시스템의 차이점은 산소 콘 솔루션이 순환하는 물의 일부만 산소 포화로 사용한다는 것입니다. 반면에 산소 플랫폼은 시스템의 전체 물 펌핑과 함께 주요 재순환 흐름에 자주 사용됩니다.
그림 2.15 농장 주변에 물을 펌핑하면서 저압에서 순수한 산소를 녹이기 위한 산소 플랫폼. 시스템은 일반적으로 유속 및 양식장 설계에 따라 어항에 들어갈 때 용존 산소 수준을 100% 바로 위로 증가시킵니다. 출처: FREA 양식업 솔루션
어떤 방법을 사용하든 산소 측정을 통해 공정을 제어해야 합니다. 그렇게 하는 가장 좋은 방법은 예를 들어 공급자가 제공한 측정 챔버에서와 같이 정상 대기압에서 시스템에 산소 공급 후 측정하는 산소 프로브를 사용하는 것입니다. 이렇게 하면 프로브를 수시로 깨끗이 닦고 보정해야 하기 때문에 압력을 가했을 때보다 측정이 더 쉽습니다.
자외선
UV 살균은 생물학적 유기체의 DNA를 파괴하는 파장의 빛을 가하여 작업합니다. 양식업에서는 병원성 박테리아와 단세포 유기체가 표적이 됩니다. 이 치료법은 수십 년 동안 의료 목적으로 사용되어 왔으며 물의 UV 처리가 어류 생산 지역 외부에 적용되기 때문에 어류에 영향을 미치지 않습니다. 박테리아는 유기물에서 매우 빠르게 성장하여 전통적인 양식장에서 박테리아 수를 제어하는 것은 효과가 제한적이라는 것을 이해하는 것이 중요합니다. 효과적인 기계적 여과와 철저한 생물학적 여과가 결합되어 공정 용수에서 유기물을 효과적으로 제거하여 UV 복사가 효율적으로 작동할 때 최상의 제어가 가능합니다.
UV 선량은 여러 다른 단위로 표현될 수 있습니다. 가장 널리 사용되는 것 중 하나는 cm2(μWs/cm2)입니다. 효율성은 목표 유기체의 크기와 종, 물의 탁도에 따라 다릅니다. 물은 박테리아와 바이러스를 제거하기위해 대략 2 000 ~ 10 000 µWs/cm2 유기체의 90%를 죽이려면 균류는10,000~100,000 사이, 작은 기생충은 50,000~200,000μWs/cm2여야합니다.
양식업에 사용되는 UV 조명은 최대 효율을 제공하기 위해 수중에서 작동해야 하며, 수중 외부에 설치된 램프는 수면 반사로 인해 거의 또는 전혀 영향을 미치지 않습니다.
오존
오존(O3)의 사용은 과다 투여의 영향이 물고기에게 심각한 부상을 유발할 수 있기 때문에 비판을 받아왔습니다. 건물 내 농장에서 오존은 너무 많은 오존을 흡입할 수 있으므로 해당 지역에서 일하는 사람들에게도 해로울 수 있습니다. 따라서 적절한 환기와 함께 적재량의 정확한 투여 및 모니터링이 긍정적이고 안전한 결과에 도달하는 데 중요합니다.
오존 처리는 유기물 및 생물학적 유기체의 과도한 산화에 의해 원치 않는 유기체를 파괴하는 효율적인 방법입니다. 오존 처리 기술에서 미세 입자는 분자 구조로 분해되어 다시 결합하여 더 큰 입자를 형성합니다. 이러한 형태의 응집으로 인해 너무 작아서 포착할 수 없는 미세한 부유 고형물이 재순환 시스템의 여러 유형의 필터를 통과하는 대신 시스템에서 제거될 수 있습니다. 이 기술은 물을 더 깨끗하게 만들고 부유 물질과 이에 부착될 수 있는 박테리아를 제거하기 때문에 물 연마라고도 합니다. 이것은 특히 수중의 미세 입자와 박테리아에 민감한 작은 물고기를 키우는 부화장 및 치어 시스템에 적합합니다.
오존 처리는 재순환 시스템으로 유입되는 물을 소독해야 하는 경우에도 사용할 수 있습니다.
많은 경우에 UV 처리는 오존보다 훌륭하고 안전한 대안 이라는 점을 언급할 가치가 있습니다.
pH 조절
바이오 필터의 질화 과정은 산을 생성하며 이는 pH 단계의 하강을 일을킬 것이다.
농부는 안정적인 pH를 유지하기 위해 물에 염기를 첨가해야 합니다. 일부 시스템에서는 석회 혼합 스테이션이 설치되어 시스템에 석회수를 떨어뜨려 pH를 안정화합니다. 주입 펌프에 대한 피드백 임펄스가 있는 pH 미터로 조절되는 자동 주입 시스템은 또 다른 옵션입니다. 이 시스템에서는 취급하기 쉽고 시스템 유지 관리가 더 쉽기 때문에 수산화나트륨(NaOH)을 사용하는 것이 바람직합니다. 수산화나트륨은 눈과 피부를 심하게 태울 수 있는 강알칼리성입니다. 안전 예방 조치를 취해야 하며, 이 물질과 기타 강산 및 염기를 취급하는 동안 안경과 장갑을 착용해야 합니다
그림 2.17 NaOH의 사전 설정에 의한 pH 조절을 위한 Dosage 펌프. 펌프는 pH 레벨의 완전 자동 조절을 위해 pH 센서에 연결할 수 있습니다.
수온 조절
어류의 성장 속도는 수온과 직결되기 때문에 양식 시스템에서 최적의 수온을유지하는 것이 가장 중요합니다. 주입수를 사용하는 것은 매일의 온도를 조절하는 매우 간단한 방법입니다. 실내 재순환 시스템에서는 열 형태의 에너지가 물고기 대사와 바이오 필터의 박테리아 활동에서 방출되기 때문에 열이 물에 천천히 축적됩니다. 펌프의 마찰과 다른 설비의 사용으로 인한 열도 축적됩니다. 따라서 시스템의 고온은 집중적인 재순환 시스템에서 종종 문제가 됩니다. 시스템으로 유입되는 시원한 청정수 취수량을 조절하여 간단한 방법으로 온도를 조절할 수 있습니다.
취수에 의한 냉각이 제한된 경우 히트펌프를 사용할 수 있다. 열 펌프는 일반적으로 배출수 또는 농장을 떠나는 공기에서 손실되는 에너지의 열을 활용합니다. 그런 다음 에너지는 농장 내부의 순환하는 물을 냉각하는데 사용됩니다. 열교환기를 사용하여 에너지를 회수함으로써 냉난방 비용을 낮추는 유사한 방법을 얻을 수 있습니다. 농장에서 배출되는 물의 에너지는 차가운 유입수로 또는 그 반대로 전달됩니다. 이것은 두 흐름을 혼합하지 않고 따뜻한 출구 물이 에너지를 잃고 차가운 물을 가열하는 열교환기로 두 흐름을 통과시켜 수행됩니다. 또한 환기 시스템에 공기용 열교환기를 장착하여 나가는 공기의 에너지를 사용하고 이를 들어오는 공기로 전달할 수 있으므로 난방의 필요성을 크게 줄일 수 있습니다.
추운 기후에서는 물의 가열이 필요할 수 있습니다. 열은 오일 또는 가스 보일러와 같은 모든 소스에서 올 수 있으며 에너지 소스와 독립적으로 열교환기에 연결되어 재순환된 물을 가열합니다. 히트 펌프는 환경 친화적인 난방 솔루션이며 바다, 강, 우물 또는 공기에서 난방을 위해 에너지를 사용할 수 있습니다. 한 재순환 시스템에서 다른 재순환 시스템으로 에너지를 전달하여 한 시스템을 가열하고 다른 시스템을 냉각하는 데에도 사용할 수 있습니다. 일반적으로 티타늄 열교환기를 사용하여 바다의 에너지를 활용하고 가열을 요구하는 재순환으로 에너지를 이동하고 다른 열교환기를 통해 열을 방출합니다.
펌프
시스템에서 공정 용수를 순환시키는 데 다양한 유형의 펌프가 사용됩니다. 펌핑에는 일반적으로 상당한 양의 전기가 필요하며 낮은 리프팅 높이와 효율적이고 올바르게 설치된 펌프는 운영 비용을 최소로 유지하는 데 중요합니다.
물의 상승은 바람직하게는 시스템에서 한 번만 발생해야 하며, 이로써 물은 중력에 의해 시스템을 통해 펌프 섬프로 다시 흐릅니다. 펌프는 물 준비 과정이 여기에서 시작될 때 바이오필터 시스템과 탈기기 앞에 가장 자주 위치합니다. 어항에서 나오는 고형물이 부서지는 것을 방지하기 위해 어떤 경우에도 기계적 여과 후에 펌프를 설치해야 합니다.
펌핑을 위한 총 인양 높이 계산은 실제 인양 높이와 파이프 런, 파이프 굽힘 및 기타 피팅의 압력 손실을 합한 것입니다. 다이내믹 헤드라고도 합니다. 물이 탈기 장치를 통해 떨어지기 전에 잠긴 바이오 필터를 통해 펌핑되는 경우 바이오 필터의 반대 압력도 고려해야 합니다. 유체 역학 및 펌프에 대한 세부 정보는 이 가이드의 범위를 벗어납니다.
그림 2.18 많은 양의 물을 효율적으로 들어올리기 위한 KPL 유형의 리프팅 펌프. 리프팅 펌프는 종종 재순환 시스템의 주요 흐름을 펌핑하는 데 사용됩니다. 운전 비용을 낮추기 위해서는 올바른 펌프 선택이 중요합니다. 주파수 제어는 어류 생산에 따라 필요한 정확한 유량을 조절하는 옵션입니다. H는 들어 올리는 높이이고 Q는 들어 올린 물의 부피입니다. 출처: grundfos
그림 2.19 고압 또는 높은 인양 높이가 필요할 때 물을 펌핑하기 위한 원심 펌프 유형 NB. 원심 펌프의 범위는 넓기 때문에 이 펌프는 낮은 리프팅 높이에서 펌핑하는 데에도 효율적으로 사용됩니다. 원심 펌프는 예를 들어 UV 시스템을 통한 흐름 또는 산소 콘에서 고압에 도달하는 것과 같은 2차 흐름을 펌핑하기 위한 재순환 시스템에서 자주 사용됩니다. H는 들어 올리는 높이이고 Q는 들어 올린 물의 부피입니다. 출처: grundfos
오늘날 가장 집중적인 재순환 시스템의 총 리프팅 높이는 약 2-3미터로, 저압 펌프를 사용하여 주요 흐름을 펌핑하는 데 가장 효율적입니다. 그러나 순수한 산소를 공정 용수에 용해시키는 공정에는 원심 펌프가 필요합니다. 이러한 펌프는 원추형에 필요한 고압을 생성할 수 있기 때문입니다. 주요 흐름에 대한 양력 높이가 매우 낮은 일부 시스템에서는 펌프를 사용하지 않고 공기를 폭기 우물로 불어 넣어 물을 이동시킵니다. 이러한 시스템에서 탈기 및 물의 이동은 하나의 프로세스로 이루어지므로 낮은 리프팅 높이가 가능합니다. 그러나 탈기 및 물 이동의 효율성은 탈기 장치 위로 물을 펌핑하는 것보다 반드시 더 좋은 것은 아닙니다. 에너지 사용 및 탈기 효율성 측면에서 폭기 우물의 효율성이 리프팅 펌프를 사용하고 물을 스트리핑 또는 살수하는 것보다 낮기 때문입니다.
모니터링, 제어 및 경보
집약적인 양식업은 어류에게 항상 최적의 조건을 유지하기 위해 철저한 모니터링과 생산 관리가 필요합니다. 기술적 오류는 쉽게 상당한 손실을 초래할 수 있으며 경보는 작동을 확보하기 위한 필수 설비입니다.
많은 현대 농장에서 중앙 제어 시스템은 산소 수준, 온도, pH, 수위 및 운동 기능을 모니터링하고 제어할 수 있습니다. 매개변수 중 하나라도 사전 설정된 위험 값을 벗어나면 시작/중지 프로세스가 문제 해결을 시도합니다. 문제가 자동으로 해결되지 않으면 알람이 시작됩니다. 자동 급여는 중앙 제어 시스템의 통합된 부분일 수도 있습니다. 이를 통해 수유 중 산소 소모량이 증가함에 따라 더 많은 양의 산소와 함께 수유 타이밍을 정확하게 조정할 수 있습니다. 덜 정교한 시스템에서는 모니터링 및 제어가 완전 자동이 아니며 직원이 몇 가지 수동 조정을 수행해야 합니다.
어떤 경우이든 농장에서 일하는 직원의 감시 없이는 어떤 시스템도 작동하지 않습니다. 따라서 제어 시스템에는 경보가 장착되어야 합니다. 중대한 오류가 발생하려고 하면 직원을 호출하는 시스템입니다. 자동 백업 시스템이 설치된 상황에서도 20분 미만의 반응 시간이 권장됩니다.
그림 2.20 산소 검사기(프로브(Oxyguard))는 물의 산소 함량을 온라인으로 측정하기 위해 물 속으로 내려가기 전에 공기 중에서 보정됩니다. 감시는 많은 수의 측정 지점과 경보 제어로 컴퓨터화될 수 있습니다
비상 시스템
백업으로 순수한 산소를 사용하는 것이 가장 중요한 안전 예방책입니다. 설치는 간단하며 모든 탱크에 장착된 디퓨저가 있는 분배 시스템과 순수 산소용 저장 탱크로 구성됩니다. 전기 공급이 중단되면 마그네틱 밸브가 뒤로 당겨지고 가압된 산소가 각 탱크로 흘러들어가 물고기를 살아있게합니다. 디퓨저로 보내지는 유량은 사전에 조정되어 비상 상황에서 저장 탱크의 산소가 제때 시정되지 않을 만큼 충분히 오래 지속되도록 해야합니다.
전력 공급을 백업하려면 연료 구동식 발전기가 필요합니다. 물이 바이오 필터를 통해 순환하지 않을 때 물고기에서 배설된 암모니아가 독성 수준까지 축적되기 때문에 메인 펌프를 가능한 한 빨리 작동시키는 것이 매우 중요합니다. 따라서 1시간 이내에 물의 흐름을 정상화하는 것이 중요합니다.
그림 2.21 산소 탱크 및 비상 발전기.
취수용 물
재순환에 사용되는 물은 가급적이면 질병이 없는 수원에서 가져오거나 시스템에 들어가기 전에 멸균해야 합니다. 대부분의 경우 강, 호수 또는 바다에서 직접 오는 물을 사용하는 것보다 시추공, 우물 또는 이와 유사한 물을 사용하는 것이 좋습니다. 취수 처리 시스템을 설치해야 하는 경우 일반적으로 정밀 여과용 모래 필터와 소독용 UV 또는 오존 시스템으로 구성됩니다.
제3장: 재순환 시스템 내 어종
재순환 시스템은 구축하고 운영하는 데 비용이 많이 드는 일입니다. 수산물 시장에는 경쟁이 있으며 이윤을 남기기 위해서는 생산이 효율적이어야 합니다. 따라서 생산에 적합한 종을 선택하고 제대로 작동하는 시스템을 구축하는 것이 매우 중요합니다. 본질적으로 목표는 물고기를 높은 가격에 판매하는 동시에 생산 비용을 가능한 한 가장 낮은 수준으로 유지하는 것입니다.
물고기는 냉혈 동물이기 때문에 수온은 양식 가능성을 고려할 때 가장 중요한 매개 변수 중 하나입니다. 이것은 물고기의 체온이 주변 물의 온도와 같다는 것을 의미합니다. 물고기는 돼지, 소 또는 기타 사육 동물처럼 체온을 조절할 수 없습니다. 물고기는 물이 차가우면 잘 자라지 않습니다. 물이 따뜻할수록 더 잘 자랍니다. 종마다 수온에 따라 성장률이 다르며 물고기도 상한 및 하한 치사 온도 한계가 있습니다. 농부는 자신의 재고를 이 한도 내로 유지해야 합니다. 그렇지 않으면 물고기가 죽을 것입니다.
그림 3.1 물고기 크기에 따른 섭씨 6도와 섭씨 16도에서 무지개송어의 성장 속도
또 다른 양식장의 타당성에 영향을 미치는 문제는 양식장에서 자라는 물고기의 크기입니다. 주어진 온도에서 작은 물고기는 큰 물고기보다 성장률이 더 높습니다. 즉, 작은 물고기는 같은 기간 동안 더 많은 체중을 늘릴 수 있습니다. 그림 3.1 참조
작은 물고기도 큰 물고기보다 더 나은 비율로 물고기 사료를 전환합니다(그림 3.2 참조) 더 빨리 성장하고 사료를 더 효율적으로 활용하는 것은 생산 비용에 긍정적인 영향을 미칩니다. 그러나 작은 물고기의 생산은 전체 생산 과정에서 시장성 있는 물고기로 가는 한 단계일 뿐입니다. 당연히 양어장에서 생산되는 모든 물고기가 작은 물고기가 될 수 있는 것은 아니며 작은 물고기가 성장할 가능성이 있습니다. 따라서 h는 제한됩니다. 그럼에도 불구하고 재순환 시스템에서 어떤 종류의 물고기를 생산할 것인지 논의할 때 가장 먼저 답은 작은 물고기일 것입니다. 작은 물고기를 양식할 때 투자에서 더 많은 것을 얻을 수 있기 때문에 치어 생산에 돈을 투자하는 것이 합리적입니다.
재순환 시설에서 일년 내내 최적의 수온에 도달하고 유지하는 데 드는 비용은 효율적인 자금 사용입니다. 물고기를 최적의 사육 조건으로 유지하면 야생에서 종종 최적이 아닌 조건과 비교하여 훨씬 더 높은 성장률을 보일 것입니다. 또한 재순환 시스템의 깨끗한 물, 충분한 산소 수준 등의 모든 이점은 생존율, 물고기 건강 등에 긍정적인 영향을 미치며 결국 고품질 제품을 제공한다는 점에 유의하는 것이 중요합니다.
그림 3.2 섭씨 15도에서 18도 사이에서 무지개송어의 재생산 시스템에서 관련 어류의 중량환산율(FCR)
다른 양식 동물에 비해 어류의 종류가 많고 양식하는 어종도 다양합니다. 이에 비해 돼지, 소, 닭 등의 시장은 어류처럼 다양하지 않다. 소비자는 다른 종의 돼지, 소 또는 닭을 요구하지 않고 단지 다른 절단 또는 절단 크기를 요구합니다. 그러나 어류의 경우 종의 선택이 광범위하고 소비자는 다양한 어류 중에서 선택하는 데 익숙합니다. 이러한 상황은 모든 양식업자의 눈에 다양한 어종을 흥미롭게 만듭니다. 지난 10년 동안 수백 종의 수생 종이 양식에 도입되었으며 수생 종의 가축화 속도는 육지의 동식물의 가축화 속도보다 약 100배 더 빠릅니다.
양식어류의 세계 생산량을 보면 다종 생산량에 유리한 상황이 아닙니다. 그림 3.3에서 우리가 단지 5개의 다른 아종에 대해서만 이야기하고 있는 잉어가 단연코 가장 우세하다는 것을 알 수 있습니다. 연어와 송어가 그 뒤를 잇고 있으며 이것은 단 두 종입니다. 나머지는 약 10종에 달합니다. 따라서 배양해야 할 종은 많지만 이 중 소수만이 전 세계적으로 진정한 성공을 거둔다는 사실을 깨달아야 합니다. 그러나 이것이 양식에 도입된 모든 새로운 어종이 실패했다는 것을 의미하지는 않습니다. 새로운 종의 세계 생산량은 제한적이며 이러한 종의 성장 성공과 실패는 시장 상황에 크게 좌우된다는 것을 깨달아야 합니다. 유명한 어종을 소량 생산하는 것은 가격이 비싸기 때문에 이익이 될 수 있습니다. 그러나 유명한 어종을 위한 시장은 제한성이 있기 때문에 생산량과 그에 따른 제품 가용성이 떨어지면 가격이 곧 하락할 수 있습니다. 양식업에서 새로운 종을 시장에 출시한 최초이자 유일한 양식이 되는 것은 매우 수익성이 높을 수 있습니다. 한편, 생산과 시장 개발 모두에서 불확실성이 높은 위험한 사업이기도 합니다.
그림 3.3 2013년 전 세계 양식 해산물 생산량 분포. 출처: FAO
양식에 새로운 종을 도입할 때 양식에서 포획 및 테스트되는 야생 종이라는 점도 기억해야 합니다. 가축화는 대부분 길고 번거로운 작업입니다. 성장률의 높은 유전적 변이, 사료 대화율, 생존율, 조기 성숙 및 질병 감수성 문제와 같은 성장 성능에 영향을 미칠 많은 영향이 있습니다. 따라서 야생 물고기의 성능이 양식업자의 기대와 일치하지 않을 가능성이 매우 높습니다. 또한 야생 동물의 바이러스가 유입될 수 있으며 그 중 일부는 번식한 지 몇 년이 지난 후에야 나타나기 때문에 사기가 저하되는 경험을 하게 됩니다.
재순환 시스템에서 배양할 종에 대한 일반적인 권장 사항을 제공하는 것은 쉬운 일이 아닙니다. 많은 요인들이 양식업의 성공에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 지역 건축 비용, 전기 공급의 비용 및 안정성, 숙련된 인력의 가용성 등이 있습니다. 다른 것을 논의하기 전에 두 가지 중요한 질문을 해야 합니다. 첫번째로 고려 중인 어종이 재순환 시설에서 잘 수행할 수 있는 능력이 있는지, 두번째로 이 종의 시장이 있어 프로젝트를 수익성 있게 만들 수 있을 만큼 충분히 높은 가격과 대량 생산이 가능한지 여부입니다.
첫 번째 질문은 비교적 간단한 방식으로 대답할 수 있습니다. 생물학적 관점에서 볼 때 전통적인 양식업에서 성공적으로 사육된 모든 유형의 물고기는 재순환 방식으로 쉽게 사육될 수 있습니다. 언급한 바와 같이, 순환되는 양식장 내부의 환경은 사육되는 종의 정확한 요구에 맞게 조정할 수 있습니다. 재순환 기술 자체는 도입되는 새로운 종에 장애가 되지 않습니다. 물고기는 재순환 장치에서 잘 자랄 것이며 종종 더 잘 자랄 것입니다. 경제적인 측면에서 좋은 성과를 낼 것인지 여부는 시장 상황, 투자 및 생산 비용, 종의 급속한 성장 능력에 달려 있기 때문에 더욱 불확실합니다. 극한의 냉수종과 같이 일반적으로 성장률이 낮은 물고기를 사육하면 시설 투자를 정당화할 수 있는 연간 생산량을 생산하기 어렵습니다.
재순환 시스템에서 사육되는 특정 종에 대해 시장 조건이 유리한지 여부는 다른 생산자와의 경쟁에 크게 좌우됩니다. 이것은 지역 생산자에게만 국한되지 않습니다. 생선 거래는 글로벌 비즈니스이며 경쟁도 글로벌합니다. 폴란드에서 양식된 송어는 베트남의 메기나 노르웨이의 연어와 경쟁해야 합니다. 물고기는 저렴한 비용으로 전 세계에 쉽게 유통되기 때문입니다.
높은 판매 가격은 더 높은 생산 비용의 여지를 남기기 때문에 값 비싼 물고기를 생산하기 위해 재순환 시스템을 사용하는 것이 항상 권장되었습니다. 좋은 예가 높은 판매 가격으로 인해 상대적으로 높은 생산 비용을 허용하는 장어 양식 사업입니다. 반면에 송어나 연어와 같은 저가 어종에 대해서도 재순환 시스템을 사용하는 경향이 강하다.
덴마크의 재순환 송어 양식장 개념은 재순환 시스템이 1인분 크기의 송어와 같이 비교적 저렴한 가격대에 진입한 좋은 예입니다. 그러나 경쟁력을 갖추기 위해서는 이러한 생산 시스템이 1,000톤 이상으로 운영되는 거대해야 합니다. 미래에는 환경적인 이유로 인해 일부 지역에서 대형 연어를 양식하는 바다 케이지 양식에서 육상 재순환 시설로 이동할 것입니다. 틸라피아와 같은 매우 저렴한 어류 제품도 물과 공간에 대한 싸움이 치열해짐에 따라 일종의 재순환 시스템에서 자라면 수익성이 높아집니다.
재순환에서 특정 어종 사육의 적합성은 수익성, 환경 문제, 생물학적 적합성과 같은 다양한 요인에 따라 달라집니다. 아래 표에서 물고기 종은 재순환 시스템에서 키울 수 있는 상업적 가능성에 따라 다른 범주로 분류되었습니다.
작은 물고기의 경우 재순환을 사용하는 것이 항상 권장된다는 점을 언급해야 합니다. 작은 물고기는 더 빨리 자라며 따라서 성장을 위한 크기에 도달할 때까지 통제된 환경에 특히 적합하기 때문입니다.
우수한 생물학적 성능과 수용 가능한 시장 조건은 다음과 같은 어류를 재순환 양식에서 시장 규모로 생산하는 데 흥미를 갖게 합니다.
| 어종 | 현상황 | 시장상황 |
| Arctic char (Salvelinus alpinus) 14 °C | 송어는 오랫동안 냉수 양식에서 잘 성장한 기록을 가지고 있습니다. | 공정한 좋은 가격.으로 특정 시장에서 판매 |
| Atlantic salmon, smolt (Salmo salar) 14 °C | 작은 연어를 스몰트라고 합니다. 그들은 성장을 위한 염수로 옮기기 전에 담수에서 자랍니다. 재순환 시스템에서 큰 성공을 거두었습니다. | 연어 스모트 시장은 일반적으로 매우 좋습니다. 수요는 지속적으로 증가하고 있습니다. |
| Eel (Anguilla anguilla) 24 °C | 재순환에서 입증된 성공적인 종. 감금 상태에서 번식할 수 없습니다. 야생 치어(elvers)의 생포가 필요합니다. 생존이 위협받는 종. | 다양한 가격의 제한된 시장 수준. 일부 구매자는 생존위협수준 때문에 구매 거부합니다 |
| Grouper (Epinephelus spp.) 28 °C | 주로 아시아에서 자라는 바닷물고기. 많은 다른 그루퍼 종. 산란 및 애벌레 사육에 대한 지식필요. 성장은 비교적 상승세. | 주로 현지 시장에서 좋은 가격으로 판매 많은 작은 생산자들이 생기고 있다. |
| Rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) 16 °C | 쉽게 배양. 담수 재순환 치어에서 성어까지 널리 사용 재순환에서 더 큰 송어도 자랄 수 있습니다. 담수거나 염수여도 | 상대적으로 치열한 경쟁. 제품 다양성 필요 |
| Seabass/ Seabream (Dicentrarchus labrax / Sparus aurata) 24 °C | 고도의 기술의 케이지 해수 양식어 치어 사육에 좋은 기술이 필요. 재순환에서 성장이 입증됨 | 일반적 힘든 시장 조건, 하지만 일부 지역 신선한 생선 좋은 가격 취급 |
| Sturgeon (Acipenser spp.) 22 °C | 많은 비슷한 종의 민물고기 그룹 비교적 배양하기 쉽습니다. 생물학적 단계에 따른 기술이 필요 재순환 시스템 수요 증가 | 많은 종의 민물고기 그룹 비교적 배양하기 쉽습니다. 필요한 기술 다른 생물학적 단계에서. 농업 재순환 시스템이 증가하고 있습니다. |
| Turbot (Scophthalmus maximus) 17 °C | 모하 및 부화장 관리에 필요한 우수한 기술. 재순환에서 아주 잘 자랍니다. | 일반적으로 어려운 국제 시장 상황. 현지 시장 가격이 더 높을 수 있습니다. |
| Whiteleg shrimp (Penaeus vannamei) 30 °C | 양식업에서 가장 흔한 새우 종. 재순환 시스템의 Grow-out은 성공적인 것으로 입증되었습니다. 생산 방식이 발전하고 있습니다. | 새우 가격은 일반적으로 생선 가격에 비해 좋고 높습니다. |
| Yellowtail amberjack (Seriola lalandi) 22 °C | Yellowtail amberjack 또는 물총새는 새장과 육지 기반 시스템에서 잘 수행되는 것으로 입증된 바닷물 종입니다. | 시장 가격이 좋습니다. 특정 시장에서 판매됩니다. |
낮은 시장 가격으로 인해 다음 물고기는 재순환 양식에서 이익을 내고 생산하기가 어려우며 우수한 마케팅 및 판매 노력이 중요합니다.
| 어종 | 현상황 | 시장상황 |
| African catfish (Clarias gariepinus) 28 °C | 민물고기 양식이 매우 쉽습니다. 재순환에 잘 수행하는 강력하고 빠르게 성장하는 물고기. 생산은 매우 비용 효율적이어야 합니다. | 저렴한 가격. 대부분의 물고기는 현지 시장에서 산 채로 판매됩니다. 강력한 마케팅 노력이 필요합니다. |
| Barramundi (Lates calcarifer) 28 °C | 아시아 농어라고도 합니다. 민물과 바닷물 모두에서 산다. 애벌레 사육에 대한 지식이 필요합니다. 성장에 있어 비교적 직선적임 | 주로 현지 시장에서 공정한 가격으로 판매됩니다. 글로벌 마케팅이 성장함에 따라 국제 시장도 성장할 것으로 예상됩니다. |
| Carps (Cyprinus carpio) 26 °C | 모든 잉어 종은 순환 양식 시스템에서 매우 잘 자랄 것입니다. 생산 비용을 최소화하는 것이 주요 문제입니다. | 잉어는 대부분의 시장에서 저렴한 종으로 간주되지만 일부 시장에서는 더 높은 가격을 받을 수 있습니다. |
| Pangasius (Pangasius bocourti) 28 °C | 이 메기는 주로 베트남의 큰 흙 연못에서 자랍니다. 최적이 아닌 조건에서 생존하고 성장하는 놀라운 능력. | 세계 수산물 시장의 저가 제품은 생산 비용의 여지를 남기지 않습니다. |
| Perch (Perca fluviatilis) 17 °C | 민물고기는 널리 사용되지는 않지만 재순환에서 잘 자라는 것으로 입증되었다 | 가격 변동이 있는 제한된 시장입니다. |
| Tilapia (Oreochromis niloticus) 28 °C | 튼튼하고 빠르게 성장하는 가장 우세한 양식 어류 중 하나입니다. 경쟁력을 갖추려면 생산 비용을 최소화해야 합니다. | 낮은 가격에서 중간 가격으로 세계 시장에서 판매됩니다. 현지에서 더 높은 가격을 가져올 수 있습니다. |
| Whitefish (Coregonus lavaretus) 15 °C | Coregonus는 양식 및 재순환 시스템에서 자랄 수 있는 민물고기 그룹입니다. | 야생에서 잡은 종과의 경쟁이 치열하기 때문에 가격이 비교적 저렴합니다. |
생물학적으로 관리하기 어렵거나 어려운 시장 조건 때문에 순환 양식 또는 일반적으로 양식업에서 상업적으로 실행 가능한 규모로 이러한 물고기를 키우는 것은 매우 어렵습니다.
| 어종 | 현상황 | 시장상황 |
| Atlantic cod (Gadus morhua) 12 °C | 재순환에 성공한 것으로 입증된 치어 사육. 더 큰 대구의 성장은 추가 개발이 필요하므로 재순환에 적합하지 않습니다. | 시장이 자연산 어획량의 영향을 크게 받아 가격이 변동하고 있습니다. |
| Atlantic salmon, Large (Salmo salar) 14 °C | 더 큰 연어는 4-5kg의 시장 규모에 도달하기 위해 바다 새장에서 자랍니다. 재순환을 사용하는 육상 기반 시스템의 성장이 개발 중입니다. | 노르웨이 마케팅이 지배하는 글로벌 시장. 인증된 제품을 향한 경향. |
| Bluefin tuna (Thunnus thynnus) 24 °C | 야생에서 잡은 물고기를 살찌게 하는 것만이 수익성 있는 유일한 농업 기술입니다. 양식업의 상업적 수준에서 전체 주기를 제어하는 것은 아직 개발 중입니다. | 격동의 세계 참치 시장에서 매우 높은 가격을 얻을 수 있습니다. |
| Cobia (Rachycentron canadum) 28 °C | 양질의 고기질을 가진 비교적 새로운 해수 양식어. 케이지 문화에서 성장. 번식에 많은 장애물이 있지만 생산량은 증가하는 것 같습니다. | 시장이 잘 발달되지 않았고 물고기는 대부분의 시장에서 알려지지 않았습니다. |
| Lemon sole (Microstomus kitt) 17 °C | 먹이 등의 생물학적 장애로 인해 양식 분야에서 아직 완전히 개발되지 않은 새로운 종. | 안정적이고 높은 가격을 얻을 수 있는 고급 제품. |
| Pike-perch (Sander lucioperca) 20 °C | 양식이 어려운 민물고기. 치어 단계가 번거롭고, 성장이 조금 더 쉬워 보입니다. pike-perch를 위한 성공적인 재순환 시스템은 소수에 불과합니다 | . 좋고 공정한 가격. 야생 자원이 감소하고 소비가 증가함에 따라 수요가 증가할 것으로 예상됩니다. |
4장: 프로젝트 계획 및 구현
재순환 양식장을 건설한다는 아이디어는 종종 무엇이 중요하고 흥미로운지에 대한 매우 다른 견해에 기반을 두고 있습니다. 사람들은 이미 알고 있는 것 또는 가장 흥미롭게 생각하는 것에 집중하는 경향이 있으며 그 과정에서 프로젝트의 다른 측면은 잊어버립니다.
프로젝트를 시작하기 전에 다섯 가지 주요 문제를 해결해야 합니다.
• 해당 어류의 판매 가격 및 시장
• 당국의 라이센스를 포함한 사이트 선택
• 시스템 설계 및 생산 기술
• 헌신적인 관리자를 포함한 인력
• 운영 중인 비즈니스에 이르기까지 전체 프로젝트에 대한 자금 조달.
판매 가격 및 시장
가장 먼저 해야 할 일은 물고기가 수용 가능한 가격에 충분한 양으로 판매될 수 있는지 확인하는 것입니다. 따라서 추가 조치를 취하기 전에 적절한 시장 조사를 수행하는 것이 중요합니다. 상점의 생선 가격은 농장에서 받는 가격과 매우 다릅니다. 농장에서 생선을 가져와 슈퍼마켓에 진열하는 것은 도살, 내장, 포장 및 운송 절차를 포함하는 긴 과정입니다. 관련된 비용은 상당할 수 있으며 비용은 전체 계산에 포함되어야 합니다. 슈퍼마켓과 소위 중개인이 이익의 일부를 가져갈 것이며 생선을 내장으로 인한 체중 감소는 물론 귀하가 지불하는 생선의 최종 중량에 상당한 차이를 만들 것입니다.
부지 선정 및 자격 획득
좋은 부지를 선택하는 것은 매우 중요합니다. 재순환 기술은 물을 절약한다고 주장하지만 양식업에서 물의 필요성은 분명합니다. 지하수는 순도와 상대적으로 낮은 온도로 인해 가장 선호되는 수원입니다. 강, 호수 또는 바다에서 직접 가져온 물은 권장하지 않습니다. 해수를 사용하는 경우 모래 배수구를 건설하거나 시추공 수를 사용하는 것이 좋습니다. 장소 선택은 양식장 건설을 위해 지방, 지역 또는 국가 당국의 승인을 구할 때 작업 부하와 직접 연결됩니다. 양식장에서 방류 허가를 받는 것이 얼마나 오래 그리고 얼마나 어려운지 과소평가되는 경우가 너무 많습니다. 배출수를 철저히 처리하고 모든 입자를 제거했지만 영양가 있는 배출수는 항상 당국의 관심사입니다. 건설, 용수 사용, 방류 등에 대한 허가를 받기 위해 적절한 시기에 관계 당국에 접근할 수 있도록 사전 프로젝트를 만드는 것이 좋습니다.
시스템 설계 및 기술
많은 양식업자들은 시스템이나 솔루션을 직접 설계하고 구축하는 경향이 있습니다. 비용을 절감하고 자신의 아이디어를 통합하기를 원하기 때문에 언뜻 이해하기 쉽습니다. 그러나 최선의 해결책은 전문 시스템 공급업체에 연락하여 염두에 두고 있는 기술에 대한 아이디어를 논의하고 농장 건설을 위한 최적의 솔루션을 함께 찾는 것입니다. 양식업자는 상세한 기술 솔루션 및 설계 작업에 참여하는 대신 양식장 운영 및 최적화에 시간을 투자해야 합니다. 시스템 공급업체는 기본 설계에서 건설 및 농장의 최종 가동에 이르기까지 프로젝트를 진행하는 매우 체계적인 방식으로 작업하는 경우가 가장 많습니다. 일부 시스템 공급업체는 적절한 인계와 장기적인 성공을 보장하기 위해 일상적인 농장 관리 및 운영 절차를 지원하기도 합니다.
노동력
숙련된 직원을 찾는 것이 중요하므로 농장 관리가 잘 이루어집니다. 주주만큼 성공하고자 하는, 일에 완전히 전념하는 전체 운영 농장 관리자를 찾는 것이 가장 중요합니다. 물고기는 살아있는 생물이며 건강하고 건전한 환경에서 자라기 위해서는 매일 세심한 관리가 필요합니다. 실수나 잘못된 관리는 즉시 생산과 어류 복지에 큰 영향을 미칩니다. 양식 산업이 성장하고 전문화됨에 따라 교육을 잘 받은 직원에 대한 필요성이 분명해지고 있습니다. 훈련과 교육은 현대 양식업에서 점점 더 중요한 부분이 되고 있습니다.
그림 4.1 프로젝트 아이디어에서 최종 제품까지의 흐름
자금 조달
전체 프로젝트의 자금 조달 요구 사항은 종종 심각하게 과소 평가됩니다. 새로운 양식장을 건설하고 시작할 때 자본 비용이 매우 높으며, 투자자들은 시장 규모로 물고기를 키우는 데 인내가 필요하다는 사실을 잊고 있는 것 같습니다. 건설을 시작하고 판매된 물고기에서 첫 번째 수익을 얻는 데 걸리는 시간은 일반적으로 1년에서 2년입니다. 따라서 초기에는 현금 흐름이 느리므로 시작 단계에서 시스템에 더 많은 물고기를 비축하고 생산 물류가 계획된 일일 일정에 도달할 때까지 첫 해에 이 초과 수의 물고기를 더 작은 크기로 판매하는 것이 좋습니다. 볼륨 및 크기의 출력. 또 다른 중요한 문제는 투자 및 운전 자본의 총 필요를 추정할 때 모든 비용을 포함하고 예기치 않은 오작동 또는 요구에 사용할 수 있는 비상 풀을 갖는 것입니다. 재순환 시스템에서 기술과 생물학적 기능은 상호 의존적입니다. 이는 기술 솔루션이 설치되지 않았거나 크기가 작거나 작동하지 않는 경우 재순환 원리가 심각하게 손상될 수 있음을 의미합니다. 결국 이것은 물고기 복지와 성장 성능에 영향을 미치고 결과적으로 물고기 품질이 좋지 않고 계획보다 생산량이 감소합니다.
전체 프로젝트에 대한 체계적인 개요를 얻으려면 사업 계획이 정교해야 합니다. 사업 계획을 작성하는 방법이나 해당 문제에 대한 시장 조사를 수행하는 방법에 대한 세부 정보로 들어가는 것은 이 가이드의 범위를 벗어납니다. 그러한 주제에 대한 자세한 정보는 다른 곳에서 찾아야 합니다. 그러나 사업 계획 초안과 예산 및 재정 계산의 예는 독자를 안내하고 양식 프로젝트를 설정할 때의 어려움을 인식하도록 하기 위해 제공됩니다.
1. 실행 요약: 목적, 목표, 성공의 핵심
2. 회사 개요: 회사 소유권, 파트너
3. 제품: 생산물 분석
4. 시장 분석 요약: 시장의 세분화는 어떻습니까?
목표 시장은 어떻게 될까요?
시장은 무엇을 필요로 하는가?
경쟁자?
5. 전략 및 실행 요약: 경쟁력
판매 전략
판매 예측
6. 경영요약: 인사 계획 및 회사
조직
7. 재정 계획: 중요한 예측
손익분기점 분석
예상 손익
현금 흐름 및 대차 대조표
그림 4.2 사업 계획의 주요 항목(Palo Alto Software Ltd.에서 수정).
사업 시작에 대한 소개와 사업 계획 샘플은 다음 리소스에서 구할 수 있습니다.
www.bplans.com
www.bplans.co.uk
물고기의 생산을 자세히 계획하고 예산에 대해 신중하게 계획하는 것도 중요합니다. 생산 계획은 생산 결과물의 성공 또는 실패에 관한 기본 작업 문서입니다.
양식어류는 이론상 계획된 것보다 실제로는 더 좋거나 더 나쁠 때가 가장 많기 때문에 생산 계획을 정기적으로 수정해야 합니다. 생산 계획을 수립하는 것은 기본적으로 일반적으로 한 달에서 다음 달까지의 어류 증가량을 계산하는 문제입니다. 생산 계산 및 계획을 위해 여러 소프트웨어 프로그램을 사용할 수 있습니다. 그러나 그것들은 모두 해당 물고기의 일일 성장률을 사용하여 이자 계산을 기반으로 합니다. 성장 속도는 물고기의 종, 물고기의 크기 및 수온에 따라 다릅니다. 어종에 따라 자연 서식지에 따라 최적의 사육 온도가 다르며, 작은 어류는 큰 어류보다 성장률이 높습니다.
사료 섭취량과 사료의 사료 전환율(FCR)은 물론 이러한 계산의 통합된 부분입니다. 생산 계획에 접근하는 쉬운 방법은 해당 물고기의 먹이를 구하는 것입니다. 이러한 표는 사료 제조업체에서 구할 수 있으며 표는 어종, 어류 크기 및 수온을 고려합니다(그림 4.3 참조).
사료 공급 속도를 FCR로 나누면 물고기의 성장률을 알 수 있습니다. 하루에서 다른 날까지의 체중 증가는 다음과 같이 표현되는 관심 계산을 사용하여 이후에 계산할 수 있습니다.
여기서 “n”은 일 수, “K0″은 0일째의 어류 중량, “Kn”은 “n”일의 어류 중량, “r”은 성장률입니다. 하루에 1.2%씩 성장하는 100g의 물고기는 28일 동안 다음과 같은 무게를 가집니다.
물고기의 크기나 수에 관계없이 이 방정식은 물고기 재고의 성장을 계산하고 정확한 생산 계획을 세우고 물고기를 등급을 매기고 더 많은 수조로 나눌 시기를 통합하는 데 사용할 수 있습니다. 또한 생산 계획을 세울 때 인구 손실을 빼는 것도 기억해야 합니다. 월 단위로 계산하고 경험에 따라 월 1% 정도의 사망률을 사용하는 것이 좋습니다. 일반적으로 한 달에는 관리 절차로 인해 물고기를 먹이지 않는 날이 있으므로 한 달을 30일로 계산해서는 안 됩니다. 따라서 위의 예에서는 28일이 사용됩니다.
그림 4.3 다양한 수온에서 물고기 무게의 백분율로 표시된 철갑상어의 다양한 크기에 대한 권장 급이율의 예. 사료는 사료 유형의 선택과 마찬가지로 생산 전략 및 사육 조건에 맞게 조정되어야 합니다. 권장 수준에 따른 사료 공급은 최상의 FCR을 제공하여 사료 비용을 절감하고 배설을 줄입니다. 급이 속도를 더 높은 수준으로 높이면 FCR이 높아지면서 성장이 향상됩니다. 출처: BioMar.
사업 계획에 필요한 예산을 요약하면 다음과 같습니다.
• 투자예산(CAPEX) (자본 지출, 총 자본 비용)
• 운영 비용 예산(OPEX) (운영비, 사업 운영)
• 현금예산 (유동성, 사업 운영)
그림 4.4 예상 수치가 백분율로 표시된 완전 재순환 내부 시스템에 대한 투자 예산의 예. 유통 비용은 시스템 유형, 어종 및 위치에 따라 다릅니다.
모든 비용을 설명하기 위해 철저한 예산을 세우기 위해 항상 전문 회계사와 상담하는 것이 좋습니다. 투자자를 설득하고 은행 대출을 받고 자금 조달 기관에 접근하려면 잘 문서화된 예산도 필요합니다.
투자 예산은 재순환 플랜트 건설에 크게 의존하며, 이는 다시 건설 지역의 국가 및 지역 조건에 따라 다릅니다. 예상 수치가 백분율로 표시된 투자 예산의 예는 그림 4.4에 나와 있습니다. 토지 매입은 포함되지 않습니다.
건설 비용은 지역 건축 비용만이 아니라 어종과 양식장 규모에 따라 달라집니다. 비용은 또한 양식 시스템이 모든 어류 단계를 번식할지 아니면 성장 단계만 번식할지, 시스템을 건물 내부에 설치할지 여부에 따라 크게 달라집니다. 이러한 결정은 기후, 어종, 생산 목적 등에 따라 결정됩니다. 재순환율이 높을수록 건물 내부에 시스템을 설치할 필요성이 높아지는 경향이 있습니다.
일반적으로 포함된 총 투자 비용은 부화장, 갓태어난 새끼, 치어 및 성어와 같은 모든 시설을 갖춘 연간 100톤의 내부 생산 시스템에서 생산된 kg당 최대 12-14 EUR에 이를 것입니다. 양식된 물고기의 수확 크기가 클수록 투자 비용이 더 높아집니다. 더 큰 물고기를 키우면 작은 물고기와 비교할 때 동일한 톤수를 생산하기 위해 더 많은 시스템과 탱크 공간이 필요하기 때문입니다. 따라서 4-5kg의 시장 크기 연어와 같은 대형 물고기를 생산하는 시스템도 연간 생산되는 kg당 12-14유로에 도달할 것입니다. 저울의 다른 쪽 끝에서 일부 송어와 같이 작은 크기의 물고기의 최종 성장에만 사용되는 덜 발전된 실외 재순환 시스템은 1000톤 이상으로 설계될 때 연간 생산 kg당 약 4-5 EUR의 비용이 듭니다.
토지 구매와 관련하여 재순환 플랜트의 발자국은 어종과 생산 강도에 따라 달라집니다. 일반적으로 재순환 시설의 발자국은 어류 100톤당 약 1,000m2입니다. 탱크가 더 크고 더 깊게 건설할 수 있기 때문에 총 생산량이 클수록 생산된 100톤당 필요한 면적이 작아집니다. 따라서 1,000톤의 대규모 양식장은 7,000m2만 필요합니다. 취수, 배수 처리, 물고기 적재, 도로 등과 같은 주변 작업을 위해 더 많은 토지가 필요할 수 있습니다.
그림 4.5에서 에너지 소비가 비용의 7%에 불과하다는 사실이 흥미롭습니다. 전력 소비에 초점을 맞추는 것은 물론 중요하지만, 결코 지배적인 비용은 아닙니다. 사실 이것은 패들 힐, 리턴 펌프, 산소 콘 및 기타 설비의 사용이 상당한 양의 에너지를 사용하는 많은 전통적인 농장과 동일합니다.
사료 비용은 단연코 가장 지배적인 비용이며, 이는 또한 좋은 관리가 가장 중요한 요소임을 의미합니다. FCR을 개선하면 생산 효율성에 상당한 영향을 미칩니다.
다른 식품 생산 부문과 마찬가지로 생산 단위가 클수록 생산 단위당 생산 비용이 낮아집니다. 어업도 마찬가지입니다. 그러나 연간 2,000톤보다 훨씬 더 큰 생산 시스템을 만드는 것은 투자 비용을 크게 감소시키지 않는 것으로 보입니다. 연간 수백 톤에서 수천 톤으로 증가하면 투자 및 운영 비용 측면에서 상당한 비용 절감 효과를 얻을 수 있습니다. 농장 규모를 늘리는 것의 이점은 어떤 종을 사육하느냐에 따라 크게 달라지며, 생산량을 늘리는 방법을 신중하게 고려해야 합니다.
부록에는 재순환 시스템의 구현에 영향을 미칠 수 있는 생물학적 및 기술적 문제에 대한 체크리스트가 있습니다. 이 체크리스트는 프로젝트가 실현될 때 세부 사항과 가능한 장애물을 식별하는 데 가장 적합합니다.
그림 4.5 치어를 받아 300-500그램으로 키우는 1인분 크기의 송어(2,000톤/년)를 위한 대규모 양식장의 비용 분배 예. 생산된 활어 킬로그램당 총 생산 비용은 킬로그램당 2유로 미만입니다. 이러한 완전 재순환 내부 시스템의 총 투자 비용은 생산 kg당 약 4유로(총 8백만 유로)입니다.
5장: 재순환 시스템 실행
전통적인 양식업에서 재순환으로 이동하면 양식장 관리에 필요한 일상과 기술이 크게 바뀝니다. 물고기 농부는 이제 물고기와 물의 관리자가 되었습니다. 물을 관리하고 수질을 유지하는 일은 물고기를 돌보는 일보다 중요하지는 않지만 중요해졌습니다. 전통적인 플로우 스루 팜에서 일상적인 작업을 수행하는 전통적인 패턴은 하루 24시간 지속적으로 작동하는 기계를 미세 조정하는 것으로 바뀌었습니다. 전체 시스템의 자동 감시는 농부가 농장에 대한 정보에 항상 액세스할 수 있도록 하며 비상 상황이 발생하면 경보 시스템이 호출됩니다.
그림 5.1 필터와 어항의 수질과 흐름은 육안으로 자주 검사해야 합니다. 물은 기존 살수 필터(탈기 장치)의 상단 플레이트에 분배되고 플레이트 구멍을 통해 필터 매체를 통해 아래로 고르게 분배됩니다.
루틴 및 절차
가장 중요한 루틴과 작업 절차는 다음과 같습니다. 더 많은 세부 사항이 실제로 발생하지만 전체적인 패턴은 명확해야 합니다. 매일 점검해야 할 모든 루틴과 더 긴 간격으로 점검하는 목록을 작성하는 것이 필수적입니다.
매일 또는 매주:
• 물고기의 행동을 시각적으로 검사합니다.
• 육안으로 수질 검사(투명도/탁도)
• 탱크의 유체 역학(흐름) 확인
• 급여기에서 공급되는 사료 확인
• 죽은 물고기 제거 및 등록
• 스탠드 파이프가 장착된 경우 탱크에서 배출구를 세척하십시오.
• 산소 프로브의 막을 닦아냅니다.
• 탱크의 실제 산소 농도 등록
• 펌프 섬프의 수위 확인
• 기계식 필터에 분사되는 노즐을 확인하십시오.
• 온도 등록
• 암모니아, 아질산염, 질산염, pH 테스트
• 신규 용수 사용량 등록
• 산소 콘의 압력 확인
• pH 조절을 위해 NaOH 또는 석회 확인
• UV 조명이 작동하는지 제어
• 사용 전력(kWh) 등록
• 게시판에서 동료가 전달하는 정보 읽기
• 농장을 떠나기 전에 경보 시스템이 켜져 있는지 확인하십시오.
매주 또는 매월:
• 설명서에 따라 바이오 필터를 청소하십시오.
• 압축기에서 응축수 배출
• 버퍼 탱크의 수위 확인
• 산소 탱크에서 산소(O2) 잔량 확인
• pH 미터 교정
• 급여기 교정
• 어항 및 시스템의 O2 프로브(산소검지기) 보정
• 알람 확인 – 알람 테스트
• 모든 탱크에서 비상 산소가 작동하는지 확인하십시오.
• 모든 펌프와 모터에 고장이나 불일치 점이 있는지 확인하십시오.
• 발전기 확인 및 테스트 시작
• 살수 필터용 인공 호흡기가 작동하는지 확인하십시오.
• 기계식 필터의 베어링에 그리스를 바르십시오.
• 기계식 필터의 스프레이바 노즐을 헹굽니다.
• 시스템에서 “죽은 물(폐수)”를 찾아내고 예방 조치를 취하십시오.
• 필터 섬프 확인 – 슬러지가 관찰되지 않아야 합니다.
그림 5.2 산소 발생기. 특수 설비의 제어 및 서비스에 주의를 기울여야 합니다.
6-12개월:
• UV 살균기 청소, 매년 램프 교체
• 압축기의 오일 및 오일 필터 및 에어 필터 교체
• 냉각탑 내부가 깨끗한지 확인
• 탈기체 기계가 더러운지 확인하고 필요한 경우 깨끗한지 확인하십시오.
• 필요한 경우 바이오 필터를 철저히 청소하십시오.
• 산소 검지기 서비스
• 기계식 필터의 스프레이바 노즐 교체
• 기계식 필터의 필터 플레이트 교체
수질
재순환 시스템을 관리하려면 양식 어류가 완벽한 환경에 도달할 수 있도록 지속적인 등록과 조정이 필요합니다. 관련된 각 매개변수에 대해 생물학적으로 허용되는 범위에 대한 특정 한계가 있습니다. 생산 주기 전반에 걸쳐 양식장의 각 구역은 가능하면 폐쇄되었다가 새로운 물고기 배치를 위해 다시 가동되어야 합니다. 생산의 변화는 시스템 전체에 영향을 주지만 특히 바이오필터는 건조나 기타 변경에 민감합니다. 그림 5.3에서 새로 시작한 바이오 필터를 떠나는 질소 화합물의 농도에 대한 영향을 관찰할 수 있습니다. 변동은 그림 5.4에서 볼 수 있는 가장 중요한 다른 많은 매개변수에 대해 발생합니다. 어떤 상황에서는 매개변수가 물고기에게 불리하거나 심지어 유독한 수준으로 올라갈 수 있습니다. 그러나 독성은 어종, 온도 및 pH와 같은 다양한 요소에 따라 달라지므로 이러한 수준에 대한 정확한 데이터를 제공하는 것은 불가능합니다. 물고기는 시스템의 환경 조건에 가장 자주 적응하므로 이산화탄소, 질산염 또는 아질산염과 같은 특정 매개변수의 높은 수준을 견뎌냅니다. 가장 중요한 것은 물의 물리적 및 화학적 매개변수의 급격한 변화를 피하는 것입니다.
그림 5.3 생물여과기 시작 시 다양한 질소 화합물 농도의 변동
아질산염 피크의 독성은 시스템에 염을 추가하여 제거할 수 있습니다. 0.3 o/oo(ppm)의 수중 염 농도는 아질산염의 독성을 억제하기에 충분합니다. 재순환 시스템의 다양한 물리적 및 화학적 수질 매개변수에 대한 권장 수준은 그림 5.4에 나와 있습니다.
그림 5.4 재순환 시스템에서 다양한 물리적 및 화학적 수질 매개변수에 대한 바람직한 수준.
바이오 필터 유지 보수
바이오 필터는 시스템에서 높고 안정적인 수질을 확보하기 위해 항상 최적의 조건에서 작동해야 합니다. 다음은 바이오 필터의 유지 관리 절차의 예입니다.
그림 5.5 폴리에틸렌(PE) 플라스틱으로 만든 바이오 필터의 원리도. 일반적으로 PE 바이오 필터는 플러싱 및 청소가 용이하도록 슬러지 배출 밸브가 장착된 지면 위에 배치됩니다. 슬러지는 양식 재순환 시스템 외부의 폐수 처리 시스템으로 이어집니다. 오른쪽 사진은 대형 PE 바이오필터의 크기를 나타냅니다. 출처: AKVA 그룹.
바이오 필터 유지 관리에는 다음이 포함됩니다.
• 박테리아와 조류가 발생하여 천공된 상판의 구멍이 막히지 않도록 2주에 한 번씩 상판을 닦습니다.
• 2주마다 마지막 바이오 필터 챔버에서 마이크로 입자 필터까지 공정 용수 파이프의 미세 기포 디퓨저를 솔질하고 청소합니다.
• 정기적인 모니터링 및 청소 일정
그림 5.6 표시된 다중 챔버 PE 바이오 필터의 흐름 패턴은 각 챔버에서 왼쪽에서 오른쪽으로 상류로 이동합니다. 대부분의 유기 물질은 첫 번째 챔버에서 종속 영양 박테리아에 의해 제거됩니다. 결과적으로 후자의 챔버에서 낮은 유기물 로드는 암모니아를 질산염으로 전환하기 위한 얇은 질화 생물막을 확보합니다. 마지막 챔버는 마이크로 입자 필터라고 하며 기계적 필터로 제거되지 않은 매우 미세한 입자를 제거하도록 설계되었습니다. 출처: AKVA 그룹.
다음 매개변수를 정기적으로 확인해야 합니다.
• 각 바이오 필터 챔버에 걸쳐 기포 분포를 확인합니다. 시간이 지남에 따라 바이오 필터는 유기 물질을 축적하여 기포 분포에 영향을 미치고 기포 크기를 증가시킵니다.
• 바이오 필터의 수면 높이와 PE 실린더 벽 상단 가장자리 사이의 높이를 확인하여 바이오 필터와 미세 입자 필터를 통한 흐름 변화를 식별합니다.
• 바이오 필터와 가장 관련이 있는 수질 매개변수를 정기적으로 측정합니다.
• 투여에 사용된 염기 또는 산의 잔여 부피를 면밀히 모니터링합니다.
바이오 필터의 슬러지 제거를 위한 세척 및 플러싱
미생물에 의해 분해되기 어려운 무기물, 제거된 바이오필름 및 기타 유기물의 혼합물이 바이오필터 아래에 축적될 수 있습니다. 이것은 챔버에 배치된 슬러지 제거 시스템에 의해 제거되어야 합니다.
슬러지 제거 세척을 위해 아래 프로토콜을 따르십시오.
• 청소할 PE 바이오필터를 우회합니다.
• 몇 초 동안 배출구 배출 밸브를 엽니다(약 10초).
• 슬러지 펌프가 설치된 경우: PE 바이오필터에서 슬러지를 펌핑하여 물에 갈색이 나타나는지 확인합니다.
• 모든 바이오필터 및 마이크로입자 필터에 대해 이 절차를 계속합니다(완료되면 슬러지를 끕니다). 슬러지 펌프를 통해 바이오 필터 챔버에서 사이펀이 없는지 확인하십시오. 이런 식으로 물을 잃을 가능성이 있는 경우 모든 배출구 배출 밸브를 잠그십시오.
공기를 이용한 바이오 필터의 간단한 청소
일주일에 두 번 간단한 청소 프로토콜을 적용하는 것이 좋습니다. 이 절차에서 PE 바이오필터는 공기로 청소됩니다.
간단한 바이오 필터 청소의 경우 아래 프로토콜을 따르십시오.
• 바이오 필터로의 흐름을 변경하지 마십시오.
• 첫 번째 PE 바이오 필터의 공기 정화 밸브를 엽니다.
• 청소 송풍기가 작동할 준비가 되었는지 확인하십시오. 이 송풍기를 켜십시오
• 모든 청소 공기를 10-15분 동안 바이오필터 1로 향하게 합니다. 바이오 필터를 통한 공정 물 흐름은 느슨한 유기 물질을 다음 챔버로 이송합니다.
• 모든 청소 공기를 10-15분 동안 다음 PE 바이오필터로 보내십시오. 마지막 바이오 필터까지 절차를 계속하십시오. 미립자 필터 제외
• 느슨해진 모든 유기 물질은 미세 입자 필터로 이동합니다.
미립자 필터 청소
미세 입자 필터 청소의 규칙성은 시스템의 부하에 따라 다릅니다. 지침으로 매주 미세 입자 필터를 청소하는 것이 좋습니다.
간단한 미세 입자 필터 청소의 경우 아래 프로토콜을 따르십시오.
• PE 바이오 필터를 통한 흐름 중지
• 슬러지 배출 밸브를 사용하여 미세 입자 필터의 상판 아래 100mm까지 수위를 낮춥니다(가능한 경우 슬러지 펌프 사용).
• 모든 PE 바이오필터 챔버의 공기 정화 밸브를 잠급니다. 미세 입자 필터 챔버 공기 청소 밸브 열기
• 청소 송풍기가 작동할 준비가 되었는지 엔지니어에게 확인하십시오. 이 송풍기 끄기
• 모든 청소 공기를 미세 입자 필터로 30분 동안 보내십시오. 이 양의 공기는 출구 상자 근처까지 수위를 높입니다. 오염된 물이 배출구 상자에서 나오지 않도록 해야 합니다.
• 세척 배출 후 슬러지 제거 세척에 대해 설명된 프로토콜을 사용하여 전체 미세 입자 필터 볼륨.
바이오 필터의 딥 클리닝
바이오 필터 및/또는 미세 입자 필터 챔버 사이의 수두 차이가 증가하고 일반 세척으로 정상적인 수두 차이를 회복할 수 없는 경우 바이오 필터 딥 클린 절차가 필요합니다. 수위의 상단과 PE 실린더 상단 가장자리 사이의 각 바이오 필터 챔버에서 정기적인 측정을 사용하여 바이오 필터와 미세 입자 필터를 통한 흐름 문제를 식별합니다.
깊은 헹굼을 완료하기 전에 세척을 완료하기 전에 주어진 챔버에서 2시간 동안 통기를 차단하십시오. 그러면 주어진 챔버가 이 짧은 기간 동안 미세 입자 필터처럼 작동하여 청소 과정에서 배출될 추가 폐기물을 수집합니다. 지침에 따라 바이오 필터의 모든 영역을 매월 정밀 세척하는 것이 좋습니다.
심층 바이오 필터 필터 청소의 경우 아래 프로토콜을 따르십시오.
• PE 바이오 필터를 통한 흐름 중지
• 청소할 필터에 30분 동안 강한 통기를 사용합니다. 그런 다음 슬러지 제거 세척에 대해 설명된 프로토콜을 사용하여 주어진 필터를 완전히 비웁니다.
수산화나트륨(NaOH) 세척
바이오 필터 시스템의 심각한 차단이 확인되면 수산화나트륨 세척을 완료하십시오. 심각한 차단은 챔버 사이의 헤드 차이, 챔버 상단에 걸친 고르지 않은 통기의 징후 및/또는 감소된 바이오필터 성능에 대한 지속적인 문제로 식별될 수 있습니다.
수산화나트륨 세척의 경우 아래 프로토콜을 따르십시오.
• 필터 섹션 비우기
• 담수와 수산화나트륨 용액(NaOH, pH 12로 조정)으로 리필
• 이를 통기 작업으로 한 시간 동안 그대로 둔 다음 슬러지 제거 세척에 대해 설명된 프로토콜을 사용하여 필터를 다시 비웁니다.
이 처리는 바이오필터가 정기적으로 유지보수를 받지 않은 경우에만 필요합니다. 세척된 수산화나트륨 챔버가 최대 용량으로 돌아올 때까지 며칠(약 10-15일)이 걸립니다.
바이오 필터 문제 해결:
| 문제요소 | 원인 | 해결법 |
| 탁도 증가 | 폭기 너무 많음 | 폭기 감소 |
| 바이오 필터로의 감소된 유량 | 탈기기와 바이오 필터 사이의 밸브를 열고, 흐름을 증가시키다 | |
| TAN 수준 증가 | 너무 많은 통기, 생물막 손상으로 인한 질산화 성능 저하 | 폭기 저하 |
| 아질산염 및 TAN 수준 증가 | 너무 높은 유기물 로딩 | 급지가 시스템 사양을 초과하지 않는지 확인하십시오. 기계적 필터 기능을 확인하십시오. |
| 질산염 감소 | 혐기성 활동 | 폭기 증가, 바이오 필터 청소 |
| 황화수소(H2S) 생산 (청소시 썩은 계란 냄새) | 혐기성 활동 | 폭기 증가, 바이오 필터 청소 |
| 알칼리도 증가 | 혐기성 활동 | 폭기 증가, 바이오 필터 청소 |
| 바이오필터로의 유량 감소 | 부분적으로 닫힌 입구 밸브 | 탈기기와 바이오 필터 사이의 밸브를 열고, 흐름을 증가 |
| 바이오 필터 막힘, 바이오 필터 청소 부족 | 일정 및 생산시 특정 요구 사항에 따라 바이오 필터 청소 | |
| 폭기 감소 또는 없음 | 송풍기 고장 | 송풍기, 흡기 필터, 퓨즈 및 전원 점검 |
그림 5.7 이유와 가능한 해결책이 있는 문제요소 표
지침
통기 상태의 물은 일반 물보다 밀도가 낮아 수영이 불가능합니다!
작업자는 안전 장치를 착용한 상태에서 바이오필터 상단 플레이트 위를 걸어야 합니다! 올바른 신발을 착용해야 하며 매우 미끄러운 표면에 주의해야 합니다!
도구, 화학 물질, 기계 또는 기타의 사용에 대한 안전 절차와 관련된 모든 지침을 따르십시오!
산소 조절
용존 산소(DO)는 양식업에서 가장 중요한 매개변수 중 하나이며 % 포화도와 mg/l 간의 관계를 이해하는 것이 중요합니다. 물이 공기로 포화되면 DO는 100% 포화됩니다. 농장의 산소 수준을 올바르게 모니터링하는 것은 물고기의 전반적인 성능에 매우 중요합니다.
물 1리터당 산소 함량(밀리그램 산소)은 온도와 기압에 따라 달라집니다. 1013mbar의 기압에서 100% 포화는 0°C에서 14.6mg/l이지만 40°C에서는 6.4mg/l에 불과합니다. 이것은 차가운 물에서 물고기가 따뜻한 물에서 보다 훨씬 더 많은 산소를 소비할 수 있음을 의미합니다. 따라서 따뜻한 물에서 양식하는 물고기는 찬물에서 양식하는 것보다 훨씬 더 강력한 산소 모니터링과 통제가 필요합니다.
그림 5.8: 담수 내 용존 산소(DO)의 100% 포화 상태에서 mg/l 단위의 농도. 농도는 따뜻한 물보다 찬 물에서 더 높습니다.
민물과 바닷물의 용존 산소 가용성에도 차이가 있습니다. 민물에서 산소의 이용 가능성은 바닷물에서 보다 높습니다(그림 5.9 및 5.10 참조).
그림 5.9 100% 산소 포화도에서 담수 내 용존 산소(mg/l)
그림 5.10 100% 산소 포화도에서 바닷물의 용존 산소(mg/l)
최신 장비에는 항상 정확한 값을 제공하기 위해 온도 및 기압 센서가 있습니다. 염수에서 산소를 측정하는 경우 산소 측정기 메뉴에 염도 수준을 입력하기만 하면 측정기가 그에 따라 자동으로 조정됩니다.
이것은 예를 들어 휴대용 산소 측정기의 교정이 매우 간단하다는 것을 의미합니다.
폴라리스를 켭니다. 100.5%를 보여야 합니다. 이것과 약간의 차이는 습도 또는 공기의 실제 산소 농도의 변화로 인한 것일 수 있습니다. 보정이 필요하고 멤브레인을 닦아도 “Calibrate”를 선택하고 “OK”를 누르는 데 도움이 되지 않는 경우
시작한다. 진행 상황이 디스플레이에 표시됩니다. “Calibration done”이 표시되면 “OK”를 누릅니다. 보정이 차단되고 오류 메시지가 표시되면 “필드” 보정 정밀도를 선택하거나 “Calibrate – Please wait”가 표시될 때 “OK”를 길게 눌러 보정을 강제 실행할 수 있습니다. 결과가 반드시 정확하지는 않습니다. 측정할 때 디스플레이에서 “Calibrate”가 깜박입니다. 가능하면 보다 안정적인 조건에서 다시 보정하십시오.
화살표 버튼 “OK” 및 “Esc”를 사용하여 염도를 설정하여 염도를 측정한 물의 염도로 설정합니다. 그러면 mg/l 및 % sat 측정이 모두 정확합니다.
측정하려면 Polaris를 켜고 프로브를 물에 담그십시오. 고요한 물에서 프로브를 움직이면 5-10cm/sec이면 충분합니다. 사용 후에는 깨끗한 물로 프로브를 헹구고 미터가 젖어 있으면 닦으십시오. 오류가 발생하면 디스플레이에서 “Error”, “Warning” 또는 “Calibrate”가 깜박입니다. 자세한 정보는 상태 목록에 표시됩니다. “상태 목록”을 참조하십시오.
조건이 적합하지 않으면 Polaris가 보정을 차단합니다. 오류 메시지가 표시됩니다. 예를 들어, 변화하거나 낮은 온도로 인해 실외에서 보정하기 어려울 수 있습니다. 자동 검사의 감도를 변경할 수 있습니다. “정밀도 보정”을 참조하십시오.
정확한 측정을 위해서는 정확한 교정이 필요하며, 이에 따라 안정적인 조건이 필요합니다. Polaris는 조건이 안정적인 경우에만 교정을 확인하고 허용합니다.
이 검사의 감도는 변경될 수 있습니다. “보정 정밀도”를 참조하십시오.
사용하지 않을 때는 파우치에 넣어 온도가 적당하고 안정된 곳에 보관하십시오. 그러면 보정을 쉽게 확인할 수 있으며 필요한 경우 Polaris를 사용하기 전에 같은 위치에 있는 파우치에 프로브를 넣어 다시 보정합니다.
디스플레이에 “Renovate Probe”가 깜박이면 프로브를 개조해야 합니다.
그림 5.11 물의 산소 함량(mg/l 및 % 포화도)을 측정하기 위한 간편한 Polaris 산소 측정기. 출처: Oxyguard International.
교육과 훈련
양식장 관리는 올바른 기술을 설치하는 것만큼이나 중요합니다. 제대로 교육을 받고 훈련된 사람들이 없다면 농장의 효율성은 결코 만족스럽지 않을 것입니다. 일반적으로 양식업은 모하 및 부화장 관리, 어류 유생의 이유 및 양육, 치어 및 치어 생산에서부터 시장 규모의 물고기로 성장하는 데 이르기까지 광범위한 역량을 필요로 합니다.
훈련과 교육은 실습 과정부터 대학에서의 학업에 이르기까지 다양한 형태로 제공됩니다. 이론과 실제의 조합은 순환 양식 시스템을 운영하는 방법에 대한 전면적인 이해를 얻기 위한 최상의 조합입니다.
다음은 교육 프로그램을 구축할 때 고려해야 할 영역의 목록입니다.
기본 물 화학
암모늄, 암모니아, 아질산염, 질산염, pH, 알칼리도, 인, 철, 산소, 이산화탄소 및 염도와 같이 농장 운영에 중요한 기본적인 화학적 및 물리적 물 매개변수를 이해합니다.
시스템 기술 및 관리 전반
다양한 시스템 설계, 1차 및 2차 물 흐름 이해. 생산 계획, 사료 공급 방식, 사료 전환율, 특정 성장률 관계, 등록 및 물고기 크기, 수 및 바이오매스 계산. 비상 설비 및 비상 절차에 대한 지식.
소모품
어류 사료 구성, 사료 계산 및 분포, 물 소비량 수준 및 공급원, 전기 및 산소 소비량, 수산화나트륨 및 석회를 사용하여 pH 조정 이해.
매개변수 판독 및 교정
산소, 이산화탄소, pH, 온도, 염도, 압력 등의 센서 판독값 이해 암모니아, 아질산염, 질산염, TAN의 수준을 테스트 및 계산하고 질소 순환을 이해하는 능력. 산소, pH, 온도, 이산화탄소, 염도, 수류 등을 측정하기 위한 장치 교정 알람, 비상 수준 등을 위한 PLC 및 PC 설정
기계 및 기술 설비
기계식 필터, 고정층 및 이동층을 포함한 바이오 필터 시스템, 탈기 장치, 살수 필터 및 탈질 필터와 같은 시스템에 필요한 역학 및 유지 관리를 이해합니다. UV 시스템, 펌프, 압축기, 온도 제어, 가열, 냉각, 환기, 산소 주입 시스템, 비상 산소 시스템, 산소 발생기 및 산소 백업 시스템, pH 조절 시스템, 펌프 주파수 변환기 시스템, 발전기 시스템, PLC에 대한 운영 지식 및 PC 시스템, 자동 공급 시스템.
운영 지식
모하, 알, 어류 유충, 치어 및 핑거링, 시장을 위한 더 큰 물고기의 성장을 포함하여 양식장에서 일하는 실제 지식. 어류 취급, 등급 매기기, 백신 접종, 계수 및 무게 측정, 폐사 처리, 생산 계획 및 기타 농장 수준의 일상 업무에 대한 실무 경험. 생물 보안 예방 조치, 위생, 물고기 복지, 물고기 질병 및 올바른 치료의 중요성 이해
경영지원
재순환 시스템을 시작할 때 주의해야 할 사항이 많고 올바른 항목에 우선 순위를 지정하고 집중하기 어려울 수 있습니다. 시스템을 가동하여 최적의 수준과 완전한 생산 상태로 실행하는 것은 매우 어려운 일입니다.
숙련된 전문 양식가가 수행하는 당일 생산의 감독 또는 관리 지원은 시작 단계를 극복하고 잘못된 관리를 방지하는 방법이 될 수 있습니다. 또한 농장 직원의 현장에서 지속적인 교육과 훈련이 지원의 일부가 될 수 있습니다.
양식업자는 숙련된 인력으로 구성된 팀을 구성하여 주 7일 하루 24시간 양식장을 운영해야 합니다. 팀원들은 대부분 야간 근무를 하기 위해 교대 근무를 하고 주말과 공휴일에 근무합니다.
팀의 직원은 다음으로 구성되어야 합니다.
• 양식장의 일상적인 관리를 총괄하는 관리자 1명
• 어시스턴트는 물고기 양식에 특히 중점을 두고 농장에서 실질적인 업무를 담당하는 관리자를 지칭합니다.
• 기술 설비의 유지 보수 및 수리를 담당하는 한 명 이상의 기술자
• 기타 작업을 위해 다른 근로자를 고용해야 하는 경우가 가장 많습니다.
팀이 기술을 최적화하기 위해 현장에서 교육을 받을 수 있는 시간이 실제로 있는지 확인하는 것이 중요합니다. 일상적인 일이 우선순위가 높고 학습할 시간이 전혀 없는 것처럼 보이기 때문에 훈련을 소홀히 하는 경우가 많습니다. 그러나 이것은 새로운 비즈니스를 구축하는 올바른 방법이 아닙니다. 지식을 늘리고 보다 효율적이고 전문적인 방식으로 작업할 수 있는 기회가 가장 우선시되어야 합니다.
서비스 및 수리
모든 부품이 항상 작동하도록 재순환 시스템에 대한 서비스 및 유지보수 프로그램을 만들어야 합니다. 이 장의 시작 부분에 루틴이 나열되어 있으며 오작동을 해결하는 방법에 주의해야 합니다. 정기적으로 전문적인 서비스를 받을 수 있도록 다양한 장비 공급업체와 서비스 계약을 체결하는 것이 좋습니다. 서비스 체제와 함께 효율적인 예비 부품 배송을 확보하는 것도 중요합니다. 워터 펌프 및 송풍기와 같은 이중화 기계와 함께 가장 중요한 품목에 대한 완전한 예비 부품 패키지는 즉시 사용할 수 있도록 농장에 보관해야 합니다.
6장: 폐수 처리
물이 지속적으로 재사용되는 재순환 시스템에서 양식 물고기는 물고기 생산에서 나오는 폐기물을 사라지게 만들지 않습니다. 물고기의 흙이나 배설물은 여전히 어딘가에서 끝나야 합니다.
그림 6.1 양식어류의 질소(N)와 인(P)의 배설. 용해된 물질로 배설되는 N의 양을 기록하십시오. 출처: Biomar 및 덴마크 환경 보호국
RAS 내의 생물학적 과정은 시스템 내에서 단순한 생물학적 분해 또는 광물화 때문에 유기 화합물의 양을 더 작은 규모로 감소시킬 것입니다. 그러나 RAS에서 발생하는 상당한 양의 유기 슬러지는 여전히 처리해야 합니다.
그림 6.2 재순환 양식 시스템으로 들어오고 나가는 흐름의 스케치.
대부분의 RAS는 시스템으로 들어오고 나가는 물의 균형을 맞추기 위해 공정 물이 넘칠 것입니다. 이 물은 물고기가 헤엄치는 물과 같은 물이며, 넘침으로 인한 물의 배출량이 과도하거나 이 지점을 통한 연간 배출이 증가하지 않는 한 오염물질이 아닙니다. 재순환 속도가 높을수록 오버플로를 통해 배출되는 물이 줄어듭니다.
재순환 과정에서 나오는 폐수는 일반적으로 기계식 필터에서 나옵니다. 여기서 대변과 기타 유기물은 필터의 슬러지 배출구로 분리됩니다. 바이오필터 세척 및 세척은 또한 재순환 주기의 총 폐수량을 증가시킵니다.
RAS에서 나오는 폐수를 처리하는 것은 여러 가지 방법으로 수행할 수 있습니다. 슬러지가 배출수에서 분리되는 슬러지 처리 시스템 이전에 완충 탱크가 설치되는 경우가 많습니다. 슬러지는 퇴적 또는 추가 기계적 탈수를 위해 축적 시설로 이동한 후, 일반적으로 농업 농장의 비료 및 토양 개선으로 토지에 퍼지기 전에 또는 열 또는 전기를 생성하기 위한 바이오가스 생산에 사용될 수 있습니다. 기계적 탈수는 또한 슬러지를 처리하기 쉽게 만들고 부피를 최소화하여 폐기 또는 가능한 비용이 더 저렴해집니다.
그림 6.3 재순환 시스템 내부와 외부의 슬러지와 물의 경로. 재순환율이 높을수록 시스템에서 방출되는 물의 양이 적고(점선) 처리할 폐수의 양이 더 적습니다. 출처: Hydrotech
그림 6.4 슬러지 탈수를 위한 2차 수처리로 사용되는 Hydrotech 벨트 필터
그림 6.5 덴마크의 재순환 송어 양식장 뒤에 놓인 식물 석호 – 과도하게 자라기 전과 후 출처: Per Bovbjerg, DTU Aqua.
슬러지 처리에서 정화된 폐수는 일반적으로 질소 농도가 높은 반면 인은 슬러지 처리 과정에서 거의 완전히 제거될 수 있습니다. 이 방류수를 리젝트수(Reject water)라고 하며 RAS에서 넘친 물과 함께 주변, 강, 바다로 가장 많이 방류된다. rejecct water와 over flow water에 있는 영양소의 함량은 식물 석호, 뿌리 영역 또는 침투 시스템으로 보내어 제거할 수 있습니다.
대안으로, 리젝트수는 아쿠아포닉스 시스템에서 비료로 사용될 수 있습니다. 아쿠아포닉스는 물고기의 폐기물이 일반적으로 온실 내부에서 야채, 식물 또는 허브를 재배하는 데 사용되는 시스템입니다. 더 큰 양어장 시스템의 경우 슬러지를 농경지와 바이오가스에 사용하는 것이 권장되는 반면, 리젝트수는 온실의 양식과 관련하여 처리하고 조정하는 것이 더 간단하기 때문에 아쿠아포닉스에 사용됩니다.
배출수의 질소 함량은 또한 탈질화에 의해 제거될 수 있습니다. 2장에서 설명한 것처럼 메탄올은 이 혐기성 공정의 탄소원으로 가장 일반적으로 사용되며, 이 공정은 질산염을 대기 중으로 자유 질소로 변환하여 거부된 물에서 질산염을 제거합니다. 탈질소화는 질산염 농도를 낮추기 위해 재순환 시스템 내부에서 RAS 공정수의 질산염 양을 줄이는 데 사용할 수도 있습니다. 따라서 시스템에서 새로운 물의 필요성을 최소화합니다. 질소가 환경으로 배출되는 것을 줄이기 위해 재순환 시스템 외부에서 탈질소를 사용합니다. 메탄올 사용의 대안으로 슬러지 처리 시스템에서 나오는 폐수를 탄소원으로 사용할 수 있습니다. 불량수를 탄소원으로 사용하려면 탈질소 챔버의 철저한 관리가 필요하며 챔버 역세척 및 청소가 더 어려워질 수 있습니다. 어쨌든 효율적인 탈질 시스템은 폐수에서 질소 함량을 크게 줄일 수 있습니다.
물고기는 돼지나 소와 같은 다른 동물과 다른 방식으로 배설물을 배설한다는 점에 유의해야 합니다. 질소는 주로 아가미를 통해 소변으로 배설되고 더 적은 부분은 항문에서 대변으로 배설됩니다. 인은 대변으로만 배설됩니다. 따라서 질소의 주요 부분은 물에 완전히 용해되어 기계적 필터에서 제거할 수 없습니다. 기계식 필터에서 배설물을 제거하면 배설물에 고정된 질소의 더 작은 부분과 더 많은 양의 인을 잡을 수 있습니다. 물에 남아 있는 용해된 질소는 바이오 필터에서 주로 질산염으로 전환됩니다. 이 형태의 질소는 식물에 쉽게 흡수되어 농업에서 비료로 사용하거나 식물 석호 또는 뿌리 영역 시스템에서 간단히 제거할 수 있습니다.
그림 6.6 EcoFutura 프로젝트는 나일 틸라피아(Oreochromis niloticus) 재배와 함께 토마토 재배 가능성을 탐구했습니다. 
출처: Priva(네덜란드)
그림 6.7 기계적 필터에서. 질소(N), 인(P) 및 부유물질(SS) 제거 출처: 독일 Baden-Württemberg의 수산 연구소,
수조의 배설물은 도중에 부서지지 않고 즉시 기계식 필터로 흘러야 합니다. 대변이 온전하고 단단할수록 제거된 고형물 및 기타 화합물의 수준이 높아집니다. 그림 6.7은 50미크론의 기계적 필터에서 질소, 인 및 부유 고형물(유기 물질)의 제거를 보여줍니다.
재순환 속도가 높을수록 더 적은 새 물이 사용되며 더 적은 수의 방류수가 처리되어야 합니다. 어떤 경우에는 주변 환경으로 물이 전혀 반환되지 않습니다. 그러나 이러한 종류의 “무배출” 양식은 건설 비용이 많이 들고 폐기물 처리를 위한 운영 비용이 상당합니다. 또한 폐기물 처리의 일상적인 운영은 효율적으로 작동하기 위해 상당한 주의가 필요합니다. 무배출 어류 양식의 경우 시스템에 금속과 인 화합물이 축적되는 것을 방지하기 위해 일정량의 물 교환이 항상 필요하다는 것도 알고 있어야 합니다. 결론은 당국과 양식업자가 경제적으로 실행 가능한 양식 사업을 하면서 환경을 보호할 수 있는 배출 허가에 동의해야 한다는 것입니다.
그림 6.8 다양한 재순환 강도에서 질소 배출 비교. 계산은 총 물의 양이 4,000m3인 연간 500톤 시스템의 이론적인 예를 기반으로 합니다. 여기서 3,000m3는 수조 부피입니다. 질소 배출을 줄이는 것은 재순환 정도 자체가 아니라 폐수처리 기술의 적용이다. 그러나 더 집중적인 재순환 속도는 부피가 감소함에 따라 폐수를 처리하기가 점점 더 쉬워집니다.
재순환 방식이든 전통 방식이든 집약적인 양식업과 전통적인 잉어 양식과 같은 광범위한 양식 시스템을 결합하면 생물학적 폐기물을 쉽게 처리할 수 있습니다. 집약 시스템의 영양분은 집약 양식장의 과잉 물이 잉어 연못 지역으로 흘러갈 때 광활한 연못의 비료로 사용됩니다. 광대한 연못 지역의 물은 집약 농장에서 공정수로 재사용될 수 있습니다. 광대한 연못에서 자라는 해조류와 수초는 초식 잉어에게 먹힐 것이며, 이 잉어는 결국 수확되어 소비에 사용됩니다. 집약적 시스템에서 효율적인 사육 조건을 얻을 수 있으며 광대한 연못 면적과 함께 환경적 영향이 고려되었습니다.
그림 6.9 헝가리의 집약적이고 광범위한 어류 양식 시스템. 기회의 수는 무한한 것 같습니다. 출처: Laszlo Varadi, 수산 양식 및 관개 연구소(HAKI), Szarvas, 헝가리.
7장: 질병
혁신적인 기업가에게는 이러한 종류의 재활용 양식업에 몇 가지 기회가 있습니다. 다른 농업 시스템을 결합한 예는 잉어를 위한 스포츠 낚시 또는 송어를 위한 put and take 스타일 낚시 방법이 호텔, 생선 레스토랑 및 기타 시설을 포함한 더 큰 관광 명소의 일부가 될 수 있는 레크리에이션 사업으로 더 발전할 수 있습니다.
질병 문제없이 작동하는 재순환 시스템의 많은 예가 있습니다. 사실, 재순환 양식장을 원치 않는 물고기 병원체로부터 완전히 격리하는 것이 가능합니다. 가장 중요한 것은 시설에 보관된 알이나 생선이 절대적으로 질병이 없는지, 그리고 가급적이면 질병이 없는 것으로 인증된 균주인지 확인하는 것입니다. 사용된 물이 시스템에 들어가기 전에 질병이 없거나 멸균되었는지 확인하십시오. 바다, 강 또는 호수에서 직접 오는 물을 사용하는 것보다 시추공, 우물 또는 이와 유사한 수원에서 물을 사용하는 것이 훨씬 낫습니다. 또한 방문객이든 직원이든 농장에 들어오는 사람이 질병을 옮기지 않도록 하십시오.
가능하면 시스템을 철저히 소독해야 합니다. 여기에는 최초 가동을 위해 준비된 모든 새로운 시설과 물고기가 비워지고 새로운 생산 주기를 위해 준비된 기존 시스템이 포함됩니다. 재순환 시스템의 한 탱크에 있는 질병은 시스템의 다른 모든 탱크에 가장 확실하게 퍼질 것이라는 점을 기억해야 합니다. 이것이 예방 조치가 중요한 이유입니다.
그림 7.1 질병의 확산을 방지하기 위한 2% 요오드 용액이 있는 족욕.
예를 들어 재입고를 목적으로 야생 어류의 알을 사용하는 재순환 시스템에서는 질병이 없는 것으로 인증된 균주에서 알을 얻는 것이 불가능합니다. 이러한 경우 IPN(전염성 췌장 괴사), BKD(세균성 신장 질환) 및 헤르페스 바이러스와 같은 난자 내부에 서식하는 질병이 유입될 위험이 항상 있으며 이는 난자를 소독하여 제거할 수 없습니다. 예방 계획의 예는 그림 7.2에 나와 있습니다.
| 기억해야할 점 | 어떻게 실행하는가 |
| 새로운 물의 깨끗한 원천 | 가급적이면 지하수를 사용하십시오. UV를 사용하여 소독합니다. 어떤 경우에는 모래 여과기와 오존을 사용하십시오 |
| 시스템의 소독 | 시스템을 물로 채우고 수산화나트륨 NaOH를 사용하여 pH를 11-12로 만듭니다. 완충 용량에 따라 m3 물 부피당 약 1kg. |
| 장비와 표면의 소독 | 지침에 따라 1.5%의 요오드 용액에 담그거나 분무하십시오. 깨끗한 물로 씻기 전에 20분 동안 그대로 두십시오. |
| 알의 소독 | 알 뭉치(눈무지개 송어 계란)를 물 50리터당 요오드 3dl 용액에 10분 동안 둡니다. 소독된 알 50kg마다 용액을 교체하십시오. |
| 근무자 | 시설에 들어갈 때 옷과 신발을 갈아입습니다. 손을 씻거나 소독하십시오. |
| 방문자 | 신발을 갈아신거나 신발을 담그기 위해 족욕을 사용하십시오(2% 요오드 용액). 손을 씻거나 소독하십시오. 시설 내 방문객에 대한 “만지지 마십시오” 정책. |
그림 7.2 예방 계획의 예.
시스템 내에서 병원체로 인한 오염을 방지하는 좋은 방법은 생산의 여러 단계를 물리적으로 분리하는 것입니다. 따라서 부화장은 치어 장치와 성장 장치와 마찬가지로 격리된 폐쇄 시스템으로 작동해야 합니다. 모하가 유지되는 경우, 이것도 자체 단위로 격리해야 합니다. 이런 식으로 질병을 없애는 것이 실제로 수행하기가 더 쉬워집니다.
일부 농장은 “올 인 올 아웃(all in all out)” 원칙에 따라 건설되었습니다. 즉, 새 계란이나 물고기가 비축되기 전에 각 시설을 완전히 비우고 소독합니다. 더 짧은 기간 동안 자란 알과 작은 물고기의 경우 이것은 확실히 좋은 관리이며 항상 실제로 수행되어야 합니다. 더 큰 물고기의 경우에도 이것은 좋은 습관이지만 이러한 종류의 관리는 쉽게 비효율적입니다. 새로운 배치를 비축하기 전에 성장 장치에서 모든 물고기를 꺼내는 것은 많은 양의 물고기를 다룰 때 물류적으로 어렵습니다. 시스템 용량의 비효율적인 활용으로 인해 쉽게 비경제적이 됩니다.
재순환 시스템에서 어류 질병을 치료하는 것은 전통적인 양식장에서 치료하는 것과 다릅니다. 전통적인 양식장에서 물은 양식장을 떠나기 전에 한 번만 사용됩니다. 재순환 시스템에서 바이오 필터를 사용하고 물을 지속적으로 재활용하려면 다른 접근 방식이 필요합니다. 약물을 붓는 것은 어류와 바이오 필터를 포함한 전체 시스템에 영향을 미치므로 치료를 수행할 때 세심한 주의가 필요합니다. 약물의 효과는 물의 경도, 유기물 함량, 수온 및 유속과 같은 다양한 매개 변수에 따라 달라지기 때문에 재순환 시스템에서 질병을 치료하는 데 필요한 용량에 대해 정확한 처방을 내리는 것은 매우 어렵습니다. 따라서 많은 실제 경험이 앞으로 나아갈 수 있는 유일한 방법입니다. 물고기나 생물여과기를 죽이지 않도록 각 처리에서 다음 처리로 농도를 조심스럽게 증가시켜야 합니다. “미안한 것보다 안전한 것이 낫다”라는 말을 항상 기억하십시오. 질병 발생의 경우 지역 수의사 또는 어류 병리학자는 약물을 처방하고 사용 방법을 설명합니다. 또한 일부 약물은 부적절하게 사용하면 심각한 부상을 입을 수 있으므로 안전 지침을 주의 깊게 읽어야 합니다.
그림 7.3 부풀린 부레로 고통받는 무지개송어의 해부. 수중 가스의 과포화로 인한 증상일 수 있습니다.
어류의 바깥쪽 피부와 아가미에 기생하는 기생충인 체외 기생충에 대한 치료는 물에 화학 물질을 첨가하여 수행할 수 있습니다. 모든 곰팡이 감염은 외부 기생충 감염과 같은 방식으로 치료해야 합니다. 민물 시스템에서 일반 소금(NaCl)의 사용은 세균성 아가미병을 포함한 대부분의 기생충을 죽이는 효율적인 방법입니다. 소금으로 치료해도 효과가 없으면 포르말린(HCHO)이나 과산화수소(H2O2)를 사용하면 남아 있는 기생충 감염을 치료할 수 있습니다. praziquantel과 flubendazol 용액으로 물고기를 목욕시키는 것도 외부 기생충에 대해 매우 효과적인 것으로 입증되었습니다.
기계적 여과는 또한 외부 기생충의 확산에 대해 매우 효율적인 것으로 입증되었습니다. 70미크론의 필터 천을 사용하면 자이로닥틸러스의 특정 단계를 제거할 수 있고 40미크론 천을 사용하면 다양한 종류의 기생충 알을 제거할 수 있습니다.
치료를 수행하는 가장 안전한 방법은 물고기를 화학 용액이 담긴 욕조에 담그는 것입니다. 그러나 실제로는 처리해야 하는 물고기의 양이 너무 많기 때문에 실행 가능한 방법이 아닙니다. 대신 유입수가 차단되어 물고기를 탱크에 보관하고 탱크의 산소 공급 또는 통기를 디퓨저를 사용하여 수행합니다. 화학 물질 용액이 탱크에 추가되고 물고기가 일정 기간 동안 혼합물에서 수영할 수 있습니다. 나중에 입구 물을 열고 탱크의 물을 교환하면서 혼합물을 천천히 희석합니다. 탱크에서 흘러나온 물은 나머지 재순환 시스템에 의해 희석되어 바이오 필터의 농도가 처리된 탱크보다 현저히 낮아집니다. 이러한 방식으로 기생충을 죽이는 목적으로 개별 탱크에서 비교적 높은 농도의 화학 물질을 얻을 수 있지만 바이오 필터 시스템에 대한 화학 물질의 영향을 낮출 수 있습니다. 어류와 생물여과기 모두 소금, 포르말린, 과산화수소 처리에 따라 농도를 천천히 증가시키면서 적응할 수 있습니다. 물고기로 가득 찬 탱크가 처리되면 이 물은 시스템에서 재순환되는 대신 분해를 위해 시스템에서 별도의 구획으로 펌핑될 수도 있습니다.
용액에 알을 담그는 기술을 사용하는 것은 예를 들어 요오드로 송어 알을 소독할 때 수백만개의 개별 알들을 단기간에 치료할 수 있는 쉬운 방법입니다(그림 7.2). 이 방법은 또한 단순히 계란을 소금(7 ‰) 용액에 20분 동안 담그는 것만으로 곰팡이(Saprolegnia)에 감염된 계란을 처리하는 데 사용할 수 있습니다.
그림 7.4 무지개송어의 알. 질병을 예방하기 위해 물고기 알을 재순환 시스템으로 가져오기 전에 소독하는 것이 좋습니다. 출처: Torben Nielsen, AquaSearch Ova
부화장에서는 물고기가 먹일 준비가 되자마자 제거됩니다. 알과 치어에서 배설되는 암모니아 수준이 매우 적기 때문에 바이오필터의 효율성은 덜 중요합니다. 따라서 치료는 알과 물고기의 생존에만 집중하면 되므로 수행하기가 더 쉽습니다. 또한 부화장의 전체 물의 양이 적고 새로운 물과의 완전한 물 교환이 신속하게 수행 될 수 있다는 점에 주목할 가치가 있습니다. 따라서 한 번에 전체 시스템을 처리하여 부화장에서 성공적으로 처리할 수 있습니다.
대규모 재순환 시설에서 전체 시스템을 처리하는 것은 보다 민감한 작업입니다. 기본 원칙은 농도를 낮게 유지하고 장기간에 걸쳐 치료를 수행하는 것입니다. 이것은 주의와 경험이 필요합니다. 농도는 각 처리에서 다음 처리로 천천히 증가해야 하며 어류 폐사, 행동 및 수질에 대한 영향을 주의 깊게 모니터링하기 위해 처리하지 않고 며칠을 두십시오. 일반적으로 어류와 생물 여과기 모두에 적응이 이루어지므로 부작용 없이 농도를 높일 수 있고 기생충을 죽일 확률이 높아집니다. 소금은 장기간의 치료에 탁월하지만 포르말린도 4-6시간 간격으로 성공적으로 사용되었습니다. 바이오 필터는 단순히 포르말린에 적응하고 시스템의 유기 화합물에서 나오는 다른 탄소와 마찬가지로 물질을 소화합니다.
이전에 지적했듯이, 재순환 시스템에서 화학물질 사용에 대한 정확한 농도와 권장 사항을 제공하는 것은 불가능합니다. 어종, 어류의 크기, 수온, 물의 경도, 유기물의 양, 물의 환율, 적응 등을 모두 고려해야 합니다. 따라서 아래 지침은 매우 대략적인 것입니다.
소금(NaCl): 소금은 사용하기에 비교적 안전하며 Ich(Ichthyophthirius multifilis 또는 white spot disease) 및 일반적인 곰팡이 saprolegnia를 치료하기 위해 담수에서 사용할 수 있습니다. 원양기의 Ich는 10 ‰에서 죽을 수 있으며 새로운 결과는 15 ‰에서 가장 낮은 단계의 균체를 죽이는 것을 가능하다고 말합니다. 물고기는 체액에 약 8‰의 염분을 함유하고 있으며 대부분의 민물고기는 몇 주 동안 이 수준 부근의 염분을 견딜 수 있습니다. 부화장에서 3-5 ‰의 농도는 곰팡이 감염을 예방합니다.
포르말린(HCHO): 장기간(4-6시간) 동안 낮은 농도의 포르말린(15mg/L)은 Ichthyobodo necator(Costia), Trichodina sp., Gyrodactylus sp., sessile ciliates 및 Ich. 의 치료에 좋은 결과를 보여주었습니다. 포르말린은 15°C에서 약 8 mg/h/m2 바이오필터 면적에서 바이오필터에서 비교적 빠르게 분해됩니다. 그러나 포르말린은 바이오필터에서 박테리아 질소 전환율을 감소시킬 수 있습니다.
과산화수소(H2O2): 널리 사용되지는 않지만 실험에서는 4-6시간 동안 8-15mg/L 농도에서 포르말린을 대체할 수 있는 유망한 결과를 보여주었습니다. 바이오 필터 성능은 치료 후 최소 24시간 동안 억제될 수 있지만 효율성은 며칠 이내에 정상으로 돌아옵니다.
황산구리 또는 클로라민-t와 같은 다른 화학물질의 사용은 권장되지 않습니다. 이것들은 예를 들어 세균성 아가미 질환의 치료에 매우 효과적이지만 바이오 필터는 아마도 심각하게 문제를 겪을 것이고 전체 재순환 과정과 생산이 심각하게 손상될 수 있습니다.
furunculosis, vibriosis 또는 BKD와 같은 박테리아 감염에 대한 치료의 경우 항생제를 사용하는 것이 물고기를 치료할 수 있는 유일한 방법입니다. 어떤 경우에는 물고기가 물고기 내부에 사는 기생충에 감염될 수 있으며, 이를 제거하는 방법도 항생제를 사용합니다. 항생제는 물고기 사료에 혼합되어 매일 여러 번, 예를 들어 7일 또는 10일 동안 물고기에게 먹입니다. 항생제의 농도는 세균을 죽이기에 충분해야 하며, 치료 중에 물고기가 죽지 않는다 하더라도 처방된 약물의 농도와 치료 기간을 주의 깊게 따라야 합니다. 처방된 치료 기간 전에 치료를 중단하면 감염이 다시 시작될 위험이 높습니다.
재순환 시스템에서 항생제 치료는 바이오 필터의 박테리아에 작은 영향을 미칩니다. 그러나 수중 항생제 농도는 약용 사료로 처리되는 물고기 내부에 비해 상대적으로 낮고 바이오 필터 내 박테리아에 대한 영향은 훨씬 낮습니다. 어떤 경우든 생물 필터에 영향을 줄 수 있으므로 변경 사항에 대해 수질 매개변수를 주의 깊게 모니터링해야 합니다. 급이의 조정, 더 많은 새 물의 사용 또는 시스템의 물 흐름 변경이 필요할 수 있습니다.
지역 수의사의 처방에 따라 설파디아진, 트리메토프림 또는 옥솔린산과 같은 여러 항생제를 사용할 수 있습니다.
IPN, VHS(바이러스성 출혈성 패혈증) 또는 기타 바이러스에 대한 치료는 불가능합니다. 바이러스를 제거하는 유일한 방법은 양식장 전체를 비우고 시스템을 소독하고 처음부터 다시 시작하는 것입니다.
8장: 현장 사례 예시들
칠레 연어 연어 생산
90년대 칠레 연어 생산량이 증가하면서 바다에서 키울 수 있도록 새장에 담수에서 나온 연어를 더 많이 공급해야 했습니다. Smolts는 강물이나 호수에서 생산되었습니다. 물이 너무 차갑고 환경이 열악했습니다. 재순환 방식을 도입함으로써 스몰트 농부들은 환경 친화적인 방식으로 훨씬 저렴한 비용으로 방대한 양을 생산할 수 있었습니다. 또한 최적의 사육조건으로 인해 생육이 빨라 기존의 1년에 1배치 생산이 아닌 1년에 4번의 스몰트 배치를 생산할 수 있게 되었습니다. 이러한 변화로 인해 대형 연어가 시장에 준비된 적절한 크기로 일정한 속도로 수확되는 우리로 스몰트가 지속적으로 유입되어 전체 생산 사슬이 훨씬 더 원활해졌습니다.
그림 8.1 칠레의 순환 연어 양식장. 출처: Bent Højgaard
중국의 터벗 양식
바닷물 재순환은 그루퍼, 바라문디, 물총새, 넙치, 넙치 등과 같은 많은 종을 생산하는 성장하는 사업입니다. Turbot는 중국 생산자들도 채택한 재순환 기술에 매우 적합한 종입니다. 이러한 설계물의 생산 결과에 따르면 Turbot은 완전히 통제된 환경에서 매우 잘 자라납니다. 덤불 사육을 위한 최적의 온도는 크기에 따라 다르며 일반적으로 생활 조건의 변화에 민감합니다. 이러한 변화를 없애면 2kg의 터봇를 정상적인 양육 조건에서 4년에 비해 빠른 2년이면 생산할 수 있기 때문에 덤불 양식에서 분명히 보상을 받을 수 있습니다.
그림 8.2 중국의 터봇 농장. 출처: AKVA 그룹.
덴마크의 모델 송어 양식장
덴마크는 의심할 여지 없이 환경적으로 안전한 송어 양식의 선두주자입니다. 엄격한 환경 규제로 인해 송어 양식업자들은 양식장에서 배출되는 양을 최소화하기 위해 새로운 기술을 도입해야 했습니다. 재순환은 생산을 늘리는 동시에 환경에 미치는 영향을 줄이기 위해 소위 모델 양식장을 개발하여 도입되었습니다. 막대한 양의 강물을 사용하는 대신 상층에서 제한된 양의 지하수를 농장으로 펌핑하여 재순환시킵니다. 그 효과는 중요합니다. 일년 내내 더 일정한 수온과 현대적인 시설은 투자 비용을 포함하여 감소된 비용으로 더 높은 성장률과 더 효율적인 생산을 초래합니다. 환경영향의 긍정적인 효과는 6장에서 볼 수 있다.
그림 8.3 덴마크 모델 농장. 출처: Kaare Michelsen, 덴마크 양식업
재순환 및 재입고
깨끗한 강과 호수, 자연 야생 자원은 많은 국가에서 중요한 환경 목표가 되었습니다. 자연 서식지를 복원하고 멸종 위기에 처한 어종 또는 계통을 다시 채워서 자연을 보전하는 것은 많은 원천방법 중 하나입니다.
바다 송어는 거의 모든 강에 고유한 변형이 있는 덴마크의 많은 강을 차지하는 인기 있는 스포츠 물고기입니다. 과학자들이 수행한 유전적 매핑은 다른 균주를 구별하는 것을 가능하게 했습니다. 송어가 다 자라면 산란을 위해 바다에서 고향 강으로 다시 이동합니다. 덴마크의 푸넨(Funen) 지역에서는 재순환 양식을 포함하는 재입식 프로그램을 통해 강이 복원되었고 나머지 야생 균주가 저장되었습니다. 성숙한 물고기는 전기 낚시로 잡히고 알은 벗겨져 순환 시설에서 사육됩니다. 약 1년 후, 새끼들은 부모가 잡힌 곳과 같은 강으로 다시 채워집니다.
다른 변종들이 저장되었으며 때가 되면 송어가 이 서식지에서 스스로 생존할 수 있기를 바랍니다. 가장 중요한 것은 이 프로그램을 통해 스포츠 낚시꾼이 덴마크 해안에서 낚시를 할 때 바다 송어를 잡을 수 있는 기회가 훨씬 더 많아졌다는 것입니다. 따라서 낚시 관광은 호텔, 캠핑장, 레스토랑 등과 같은 지역 비즈니스에 좋은 수입이 되었습니다. 대체로 자연과 지역 상업적 이익 모두에 윈-윈 상황입니다.
아쿠아포닉스
식물과 물고기를 함께 키우는 것은 고대 중국에서 이미 천 년 전에 성취되었습니다. 식물은 어류에서 배출되는 영양분을 이용하여 자라며 어류와 식물 모두 수확하여 섭취할 수 있습니다. 현대 양식에서 재순환 시스템에서 물고기를 키우고 토양이 없는 영양수를 사용하여 수경법으로 온실 식물을 키우는 조합을 “아쿠아포닉스”라고 합니다. 이 기술은 아직 산업화되지 않았지만 전 세계적으로 소규모로 널리 사용됩니다.
그림 8.4 덴마크 코펜하겐 근처에 있는 Institute of Global Food & Farming의 아쿠아포닉스 연구 사진. 이 시스템은 기존 온실 시설에 구축되었으며 두 개의 독립적인 물 루프가 있는 재순환 물 시스템과 함께 물고기 사육 탱크 및 샐러드 테이블을 포함합니다. 루프 중 하나는 정수 시스템을 통과하며 식물 테이블이나 어항으로 다시 라우팅될 수 있습니다. 다른 루프는 양상추나 세이지, 바질, 타임과 같은 허브를 재배하기 위한 식물 테이블에 직접 물을 공급합니다. 출처: Paul Rye Kledal, 글로벌 식품 및 농업 연구소
메가 농장
양식장의 규모는 지속적으로 증가하고 있으며 세계 양식업 생산량은 증가하고 있습니다. 오늘날 노르웨이 바다에 있는 평균 바다 케이지 양식장은 한 곳에서 연간 약 5,000톤의 연어를 생산하고 있습니다. 이 크기의 육지 기반 시스템은 아직 발견되지 않았지만 연어와 이러한 양의 송어를 위한 새로운 재순환 프로젝트가 부상하고 있습니다. 토지 기반 농장을 케이지 농업과 결합하는 것은 매우 효율적인 생산 방식이며 아마도 가장 경쟁력 있는 설정일 것입니다. 작은 물고기는 효율적이고 통제된 시스템에서 육지에서 생산되어 성장을 위해 큰 바다 새장으로 방출됩니다. 일부 지역에서는 케이지 양식이 인기가 없으며 재순환 식물 형태의 육지 기반 농장이 양식어류를 생산하는 미래 방식으로 간주됩니다. 발자국이 낮고 물 소비량도 적습니다. 생산 비용은 여전히 케이지보다 높지만 시스템은 높은 식품 안전성과 완벽한 제어를 갖추고 있으며 생산량은 일정하고 예측 가능합니다.
그림 8.5 2013년 건설 단계에 있는 덴마크 Hirtshals의 2,000톤 연어 양식장. 이 시스템은 재순환 기술을 기반으로 하며 온도를 제어하고 높은 생물학적 보안을 갖기 위해 완공 예정인 건물. 연어는 각각 거의 1,000m3에 달하는 대형 수조에서 2년 동안 알에서 4kg 크기로 자랍니다. 전경에 있는 흰색 빅백은 바이오필터 챔버에 설치할 준비가 된 바이오미디어로 가득 차 있습니다. 출처: Axel Søgaard/AKVA 그룹.
재순환의 미래
재순환 시스템에서 물고기를 더 큰 크기에 도달하도록 사전 성장시킨 후 바다 새장에 놓는 것은 수익성을 높이는 방법입니다. 노르웨이 연어 양식 산업은 더 큰 크기의 연어를 생산하기 위해 대규모 재순환 시설에 투자하고 있습니다. Smolts는 케이지에서 방출될 때 오늘날 일반적으로 100g입니다. 입식 전에 300g으로 늘리면 일반적으로 4-5kg의 시장 규모로 수확할 때까지의 농업 기간 동안 건강과 성장률이 크게 향상됩니다.
그림 8.6 재순환 시스템은 증가하는 생산량을 수용하기 위해 더 큰 탱크와 함께 점점 더 커지고 있습니다. 노르웨이의 스모트 크기를 100g에서 300g으로 변경하면 육상 기반 생산량이 3배 증가하므로 현재 연간 약 35,000톤의 육지에서 생산되는 노르웨이의 스모트 생산량은 약 100,000톤으로 증가할 것입니다.
출간
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