순환여과식 양식

  순환여과식 양어는 인위적으로 어류에 필요한 산소를 공급시키고 대사노폐물을 여과시킴으로서 사육수를 재사용하여 좁은 면적에서 고밀도로 양식 생물을 키울수 있도록 고안된 양식 방법이다. 산소는 주로 순환 공급되는 물을 폭기 또는 분사시켜 보충하고 있으나, 최근에는 양식 밀도가 더 높아짐에 따라 블로와, 오존장치 등과 같은 고가 장비가 이용되기도 한다.
  사료찌거기나 대사노폐물과 같은 고형물은 여러 단계의 침전지에서 분리 제거되며, 암모니아와 같은 용해성 오염물질은 여과시설내에서 어류에게 무해한 물질로 분해된다. 생물적인 여과를 위한 사육지와 여과지의 이상적인 구성비는 1 : 1이 좋은 것으로 보고되어 있으나 경제성을 고려하여 2 : 1정도로 하고 있다. 순환여과지 사육 시설은 여과 효율을 높이기 위하여 적정한 사육량을 유지하는 것이 중요하다. 그러나 일반적으로 사육 밀도는 매우 높기 때문에 정전이나 순환 펌프의 고장같은 사고가 일어나면 수온에 따라 다르지만 보통 30분 정도에 어류가 산소를 모두 소비하여 대형 폐사가 일어나기 쉽다. 그러므로 항상 이러한 사고에 대비하여 발전기를 점검하고, 액체 산소와 같은 비상 장치를 준비하여야만 한다.
  순환여과지의 기본시스템은 사육지에서 나온 사육수를 먼저 침전지에서 침전물을 제거시키고, 여과지에서 물리적, 화학적, 생물학적 처리법을 통하여 여과처리한 후, 다시 사육지로 보내어 재사용하게 하는 것이다. 일반적으로 순환여과지는 사육지, 여과지, 침전지의 3부분으로 되는 것이 보통인데, 이 가운데서 가장 중요한 부분은 여과지로 사육수에서 유입된 암모니아 등 오염물질을 정화하는 작용을 한다. 여과재료 및 여과방법은 다음과 같다.

 (1)여과 재료
  여과재료는 표면적이 넓고 청소하기가 용이한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 현재 주로 많이 사용하는 여과재료는 자갈, 모래, 패각, 플라스틱조각, 헌그물, 스티로폴 등이 있다.

   ①모래·자갈
  수족관 등의 정화에 널리 이용되며 정화기능은 기계적 작용, 흡착작용, 여과재료에 증식하는 조류, 미생물에 의한 동화작용 등이 서로 복합되어져 물리적작용과 생물학적 작용이 동시에 이루어 진다.
   ②식물
  식물의 광합성작용은 CO2 농도로 감소시키고 O2 농도를 증가시킨다. 조류는 엽상부 전체에서 수중 영양염류(질산염, 암모니아염 등)를 흡수하므로 순환지중에 축적된 탄산가스(CO2), 질소(N2) 화합물의 제거에 매우 적합하다.
   ③불석(Zeolite)
  미생물 또는 식물의 작용에 의존하는 방식은 시설규모가 커지는 결점이 있다. 따라서 이오교환수지를 이용하거나 천연산 함수알미늄규산염 등에 속하는 불석을 순환수조에 투입하는 방법 등이 있다. 불석은 어류에게 독성을 나타내는 암모니아를 제거하는 수질개량제로서 사용되고 있는 것으로 수중의 양이온의 흡착, 암모니아·황화물·아질산의 흡착제거, 저질중의 유기물 분해 촉진 등의 기능을 가지고 있다. 그러나 흡착력에 한계가 있으므로 어느정도 사용 후 흡착기능을 재생시키기 위해 진한 소금물에 세척하여야 하며 재생 작업 후에는 반드시 담수로 씻어내어야 한다.
 

 (2)여과 방법

   ①살수여상법
  살후여상법은 여과재료로서 자갈, 패각, 플라스틱조각 등을 사용하여 사유수를 미생물막(세균, 호기성미생물)으로 덮인 여과조 상부에 뿌림으로서, 사육수 중에 함유된 유기물이 미생물에 의해 흡착되어 호기적 분해가 일어나면서 제거되는 방식이다. 이 방식은 여과재료 사이로 이동하는 공기로부터 사육수를 통하여 미생물 점막에 산소가 공급되며, 점막으로부터 물질대사의 최종물질인 탄산가스와 무기물질이 방출되어 용존산소가 증가됨으로 인하여 높은 여과효율을 지니는 특성이 있다.

   ②회전생물원판법
  원판을 수평 회전축에 일정한 간격으로 배열시켜, 원판표면에 형성된 미생물 점막이 사육수 내의 용존유기물을 제거할 수 있도록 하는 방법이다. 생물원판은 여과조내에 전 표면적의 40%가 물에 잠겨 회전하면서 폭기가 일어난다. 따라서 미생물에 산소 보급이 연속적으로 일어나 미생물 증식 속도가 빠르나, 회전원판에서 탈락한 미생물막은 여과조 바닥에 침전되어 수질 악화를 유발시킬 수 있으므로 정기적으로 청소를 해 주어야 한다.

  순환여과식 사육이란 사육조로부터 배출되는 물이 침전조와 여과조를 통과한 다음 다시 사육조로 공급되는 사육방식을 말한다. 따라서 사육조의 청소나 수확시 완전배수의 경우를 제외하고는 물의 증발에 따른 약간의 보충만 해주면 된다. 침전조에서는 배설물이나 사료찌꺼기와 같이 비교적 눈으로 볼 수 있는  물질들이 가라앉게 되며, 침전조를 통과한 물 속에 녹아있는 영양염류들은 여과조에서 미생물들에 의해 분해된다.. 이때는 다량의 산소 소모가 있으므로 여과조 내에는 산소의 충분한 공급이 필요하다.
허실된 사료나 어류가 배설한 분 등으로부터 생성된 질소화합물이나 대사과정을 통해 배설된 암모니아 등은 여과조를 통과하면서 여과재 표면에 증식하고 있는 질산화 박테리아에 의해 아질산염으로 전환된다음 다시 어류에게 무해한 질산염으로 바뀌어진다.그러나 이러한 변화과정에서 충분한 산소의 공급이 이뤄지지 않을 경우 질산화 세균의 활력이 저해되어 암모니아태 질소의 산화반응이 진행되지 않게 되고 다량의 암모니아가 그대로 사육수 내로 유입되어 유해한 환경을 유발할 수가 있다. 따라서  순환여과식 사육에서는 여과조의 관리가 엄격히 행해져야한다. 한편, 여과조를 통과한 물은 용존산소량이 아주 낮기 때문에 사육조로 유입되기 전에 충분히 폭기시켜주어야한다.
순환여과식 사육법은 비교적 면적이 좁고, 사용한 물을 계속해서 재 사용하기 때문에 수온의 유지가 순조로운 이점이 있다. 또한, 비닐하우스 등을 이용하여 가온시설을 할 경우 사계절내내  사육할 수 있어 경재성이 있는 뱀장어, 메기 등의 사육에 적합하다. 그러나 물갈이 때의 여과조 기능 유지나 정전시의 대비등 관리유지면에서 상당히 숙련된 기술이 요구된다