KR100360337B1 - 양액의 살균장치와 이를 이용한 양액의 재배용수 순환장치및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수경재배에 사용되는 액상비료 성분인 배양액을 재순환하여 사용하기 위한 양액의 살균에 관한 것으로, 특히 광촉매와 자외선에 의한 살균력을 이용하여 양액내의 미생물의 번식을 억제하고 나아가 병충해의 예방효과를 얻을 수 있는 양액의 살균장치와 이를 이용한 양액의 재배용수 순환장치 및 그 방법에 관한 것이다.

본 발명의 목적은, 자외선과 TiO₂광촉매를 결합하여 각종 온실에서 수경재배후 발생하는 폐수내의 미생물을 살균 또는 소독한 후 비료성분을 재조절하여 재이용하는 장치를 설계함에 있어 살균에 의한 각종 병원균의 살균속도를 실험하여 자외선의 세기와 양액의 순환속도를 결정하여 최적화를 이루는 양액의 살균장치와 이를 이용한 양액의 재배용수 순환장치 및 그 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 양액이 챔버의 내부로 유입과 유출이 가능하면서, 상기 챔버내로 유입된 양액이 내부 하나이상의 지지수단에 의해 지지되는 다수개의 석영관을 매개로 내부에 설치된 자외선램프에 의해 자외선이 조사되어 양액이 살균되도록 한 양액의 살균장치에 있어서, 상기 석영관에 티타니아 박막을 10옹스트롱에서 10 마이크로미터두께로 화학증착한 것을 특징으로 한다.

또한, 양액의 재배용수 순환장치와 그 방법은, 양액탱크의 양액이 체크밸브와 필터 및 유량계를 통해 자외선과 광촉매를 이용하는 살균장치로 공급되도록 펌프에 의해 순환되는 단계와, 상기 양액탱크에 저장된 양액을 이송펌프에 의해 재배용 배드에 주입하고 폐용액은 다시 양액탱크로 순환시키는 단계와, 상기 양액탱크의 양액성분중 칼륨, 나트륨, 나이트레이트 및 칼슘등을 선택적으로 측정할 수 있는 센서군에서 출력단자의 전압을 아나로그-디지탈 변환기를 사용하여 이온농도와 산도, 전기전도도가 제어장치의 화면에 실시간으로 표시되며 측정치는 파일에 저장고 데이타를 처리하는 단계와, 상기 제어장치에서 일정농도로 제어된 후 디지탈-아나로그 변환기에 의하여 펌프 릴레이가 작동되어 정량펌프에 의해 양액탱크로 양액이 유입되어 양액의 농도가 일정하게 유지되는 단계를 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

양액의 살균장치와 이를 이용한 양액의 재배용수 순환장치 및 그 방법{Nutrient solution disinfection and recycling system by utilizing ultraviolet light and photocatalyst effect}

본 발명은 수경재배에 사용되는 액상비료 성분인 배양액을 재순환하여 사용하기 위한 양액의 살균장치와 이를 이용한 양액의 재배용수 순환장치에 관한 것으로, 특히 광촉매와 자외선에 의한 살균력을 이용하여 양액내의 미생물의 번식을 억제하고 나아가 병충해의 예방효과를 얻을 수 있는 양액의 살균장치와 이를 이용한 양액의 재배용수 순환장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 날로 심화되는 재배용수의 부족현상을 해결하고 양액중에 포함된 비료성분의 이용을 극대화하기 위해서는 한 번 사용한 양액을 순환시켜 사용하는 재배법이 바람직하다.

이때 양액을 재순환하여 사용하기 위해서는 미생물의 과다한 번식을 억제하는 것이 우선되어야 한다.

이는 살균을 통하여 이루어지며 양액의 살균 즉, 기존의 염소살균과 같은 화학물질의 사용은 식물의 성장에 장애가 되므로 불가능하다.

이에 용액의 재순환에 필수적인 살균에는 자외선이 효과적이며 이미 자외선 살균장치는 여러분야에서 사용되고 있다.

그러나 재배용수와 같은 여러 물질을 함유한 물의 경우에는 자외선의 침투도가 급격히 감소하여 자외선만으로는 효과적인 살균능력을 기대하기 어렵다.

이러한 문제를 해결하기 위해서는 자외선에 의한 이차 살균효과를 가질 수 있는 광촉매효과가 요구된다.

또한 살균장치를 이용하여 재배용수를 일정한 용수로 이용할 수 있도록 하는 양액의 재배용수 순환장치도 요구된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 요구를 충족하기 위해 안출된 것으로, 자외선과 TiO₂광촉매를 결합하여 각종 온실에서 수경재배후 발생하는 폐수내의 미생물을 살균 또는 소독한 후 비료성분을 재조절하여 재이용하는 장치를 설계함에 있어 살균에 의한 각종 병원균의 살균속도를 실험하여 자외선의 세기와 양액의 순환속도를 결정하여 최적화를 이루는 양액의 살균장치와 이를 이용한 양액의 재배용수 순환장치 및 그 방법을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 따른 살균장치의 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 살균장치를 이용한 양액의 재배용수 순환장치를 나타내는 개략도,

도 3은 본 발명에 따른 살균장치와 순환장치에 의해 살균력을 실험한 결과의 그래프이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

100: 살균장치 200: 양액탱크

300: 체크밸브 350: 필터

400: 펌프 450: 유량계

500: 이송펌프 550: 재배용 베드

600: 센서군 650: 아날로그-디지탈 변환기

700: 제어장치 750: 프린터

800: 릴레이 850: 디지탈-아날로그 변환기

900,950: 정량펌프

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 양액이 챔버의 내부로 유입과 유출이 가능하면서, 상기 챔버내로 유입된 양액이 내부 하나이상의 지지수단에 의해 지지되는 다수개의 석영관을 매개로 내부에 설치된 자외선램프에 의해 자외선이 조사되어 양액이 살균되도록 한 양액의 살균장치에 있어서, 상기 석영관에 티타니아 박막을 10옹스트롱에서 10 마이크로미터두께로 화학증착한 것을 특징으로 한다.

또한, 양액의 재배용수 순환장치는, 자외선과 광촉매를 이용하는 살균장치와, 양액이 저장되는 양액탱크와, 이 양액탱크에서 살균장치로 양액이 유입되는 도입부에 설치되는 체크밸브와 양액의 불순물 유입을 막기 위한 필터와 유량계를 통해 양액이 공급되도록 펌핑하는 펌프와, 상기 살균장치에서 계속적으로 살균된 양액을 재배용 배드에 주입하고 폐용액은 다시 양액탱크로 순환시키는 이송펌프와, 상기 양액탱크의 양액성분중 칼륨, 나트륨, 나이트레이트 및 칼슘을 선택적으로 측정할 수 있는 센서군과, 이 센서군에서 출력단자의 전압을 아나로그-디지탈 변환기를 사용하여 이온농도와 산도, 전기전도도가 화면에 실시간으로 표시되며 측정치는 파일에 저장고 데이타를 처리하기 위한 제어장치와, 상기 제어장치에서 일정농도로 제어된 후 디지탈-아나로그 변환기에 의하여 펌프 릴레이가 작동되어 정량펌프에 의해 양액탱크로 양액이 유입되어 양액의 농도가 일정하게 유지되도록 한 것을 특징으로 한다.

또, 양액의 재배용수 순환방법은, 양액탱크의 양액이 체크밸브와 필터 및 유량계를 통해 자외선과 광촉매를 이용하는 살균장치로 공급되도록 펌프에 의해 순환되는 단계와, 상기 양액탱크에 저장된 양액을 이송펌프에 의해 재배용 배드에 주입하고 폐용액은 다시 양액탱크로 순환시키는 단계와, 상기 양액탱크의 양액성분중 칼륨, 나트륨, 나이트레이트 및 칼슘등을 선택적으로 측정할 수 있는 센서군에서 출력단자의 전압을 아나로그-디지탈 변환기를 사용하여 이온농도와 산도, 전기전도도가 제어장치의 화면에 실시간으로 표시되며 측정치는 파일에 저장고 데이타를 처리하는 단계와, 상기 제어장치에서 일정농도로 제어된 후 디지탈-아나로그 변환기에 의하여 펌프 릴레이가 작동되어 정량펌프에 의해 양액탱크로 양액이 유입되어 양액의 농도가 일정하게 유지되는 단계를 갖는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면에 의해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 살균장치의 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 살균장치를 이용한 양액의 재배용수 순환장치를 나타내는 개략도이며, 도 3은 본 발명에 따른 살균장치와 순환장치에 의해 살균력을 실험한 결과의 그래프이다.

본 발명에 따른 광촉매는, 살균력을 증가시키기 위해 살균력면에서나 기계적 강도, 유체의 마찰에 의한 손실등이 작게 나타나는 화학증착에 의하여 박막을 형성시킨 광촉매를 사용하였다.

즉, 전기빔(5㎸) 발생기를 이용하여 1800 ~ 2200℃의 증발 온도이상으로 높여 TiO₂를 증발시키며 로내 온도는 310℃, 증착율은 2.5~4.0Å/sec를 유지한 상태로 내부압력을 2.0 ×10토르(torr)의 진공하에서 증착용 석영관(내경 30㎜, 길이 1200㎜)을 1000rpm으로 회전시키면서 7000Å의 두께로 증착시켰다.

이를 자외선과 결합하여 살균장치(100)를 제작하였다.

이때 광촉매와 자외선을 이용한 살균장치(100)는, 티타니아 고체 지지체 필름 석영관 박막을 이용하여 광촉매 장치의 조합설계를 거쳐 광촉매에 의한 살균장치를 제작한다.

여기서 유리하우스 10톤/min 용량을 처리하기 위해 도 1에 도시된 것과 같이, 자외선과 광촉매를 이용한 살균장치가 제작되었으며, 이때 외부를 감싸는 챔버(110)는 스테인레스 스틸로 가공하였다.

또 내부에는 티타니아 7000Å이 진공증착된 석영관(120:직경 30㎜, 두께 1.5㎜) 4개를 지지수단(130)에 의해 고정하였으며, 양액이 새어나오지 않도록 밀봉에 최대한 신경을 썼으며 각각의 석영관(120)에 39와트 저압 자외선 램프(도시 않됨) 1개씩을 삽입하였다.

상기 챔버(110)의 상부에는 양액이 챔버(110)의 내부로 유입되는 유입부 (111)와 양액이 배출되는 유출구(112)가 구비되고, 하부에는 살균장치(110)의 세척시 양액을 배출하기 위한 배출구(113)가 구비되며, 상기 챔버(110)의 좌우측에는 밀폐부(114)가 설치되고, 상기 챔버(110)의 하부에는 살균장치(100)의 상황을 파악하기 위한 계전판(115)과 전장부(116)가 설치되어 있다.

미설명부호 114a는 세척기밀대이고, 114b는 와이퍼잠금장치이다.

또한 이러한 살균장치(100)를 이용한 양액성분의 순환장치는 2에 도시된 것과 같이, 자외선과 광촉매를 이용한 살균장치(100)에는 양액탱크(200)에서 도입부에 양액을 체크밸브(300)와 불순물 유입을 막기 위한 필터(350)를 통해 연결된 펌프(400)로 펌핑하여 유량계(450)를 통해 양액이 공급됨으로써 계속적인 살균이 이루어 진다.

상기 살균장치(100)에서 살균된 양액은 이송펌프(500)에 의하여 재배용 베드(550; 여기서는 오이재배용 베드를 도시한 것임)에 주입되고 폐용액은 다시 양액 탱크에 모아진다.

이 양액을 계속 재사용하기 위해서는 살균과 더불어 양액의 농도를 일정하게 유지하여야 하므로 양액의 pH, 전기전도도, 이온의 개별적 이온농도를 측정하고 이를 토대로 하여 양액의 개별성분을 보충하여야 한다.

현재 양액의 농도는 선택적 이온전극과 제어장치와 아날로그-디지털 컨버터, 디지털-아날로그 컨버터에 의한 농도제어 시스템 전기전도도에 의하여 조절되고 있다.

여기서 양액의 성분중 성장에 중요하고 이온형태로 가장 많이 존재하는 칼륨, 나트륨, 나이트레이트 및 칼슘을 선택적으로 측정할 수 있는 이온전극과 전기전도도 센서, pH전극을 묶어 하나의 센서군(600)을 형성하고 이들 측정기에서 출력단자의 +5V ~ -5V 전압을 아나로그-디지탈 변환기(650:A/D conveter)를 사용하여 데이타 로거(data logger)로서 제어장치(700)와 이를 출력하기 위한 프린터(750)를 이용한다.

이렇게 측정된 각 물리량과 화학종에 농도를 종합적으로 판단하여 일정농도 이하가 되면 정량펌프를 구동하여 양액을 양액탱크로 부터 양액저장조로 보충하는 것이 기본 로직(logic)이다.

이와 같은 물리량은 도시된 회로도에 기초한 아날로그-디지탈 컨버터(A/D CONVERTER)를 사용하는데 기판을 제어장치에 장착하여 사용한다.

여기서 아날로그-디지탈 컨버터는 12비트(bit)의 분해력을 갖춤으로 충분한 량의 데이터를 수집하여 평균함으로써 정확한 데이타를 수집하며 데이타의 량은 재배농가에서 20년 이상의 데이타를 연속적으로 수집할 수 있어 농민이 재배한 양액과 농작물의 생산과의 관계를 파악할 수 있는 자료로도 활용할 수 있을 것이다.

양액상태를 실시간으로 모니터링하고 그 상태에 따라 양액의 농도를 최적상태로 유지하기 위한 제어시스템은 재배의 최적화를 위해 필요하다.

양액의 물리화학적 인자는 산도, 전기전도도, 그리고 각 무기염류의 양이온과 음이온 값이다.

산도와 전기전도도는 통상적으로 전극에 의하여 측정기 값으로 출력전압에의하여 기록할 수 있으나 이온의 농도는 그 측정이 선택적 이온전극에 의하여 이온의 각 값을 측정하여야 하는데 어려움이 있다.

본 발명에 따른 양액의 순환장치에서는 이온의 종류를 양이온은 나트륨, 칼륨, 칼슘을 측정하고 음이온은 NO₃를 측정하여 양액의 주 이온성분을 선택적 이온전극으로 연속 측정한다.

이에 따라 측정기 또한 4세트가 필요하다.

본 발명의 순환장치는 1대의 측정기가 2개의 이온전극을 측정할 수 있도록 제작하였으며 이온 선택적전극은 농도에 따른 mV값을 주 농도 범위에서 미리 보정하여 보정곡선을 얻어 출력값으로 농도를 계산할 수 있다.

이와 같은 측정기를 출력이 0 ~ 10V 이내로 제작되고 각각의 출력값은 아나로그-디지털 컨버터(650:이하 A/D로 칭함)에 의하여 제어장치로 데이터 로징(data logging) 된다.

이렇게 측정된 전압을 A/D로 읽은 후 프로그램에 의하여 자료값이 이온농도와 산도, 전기전도도가 화면에 실시간으로 표시되며 측정치는 파일에 저장된다.

또한 읽어들인 자료값은 프로그램상에서 제어프로그램으로 일정농도로 제어된 후 D/A(850)에 의하여 펌프 릴레이(800:pump relay)가 작동되어 정량펌프 (900,950)에 의해 양액탱크(200)로 양액이 유입되어 양액의 농도가 일정하게 유지된다.

이러한 조절장치를 아나로그변환 장치를 사용하여 양액의 물리화학적 특성을 제어장치에서 로징되고 프로그램상에서 최적상태의 제어가 가능하여 재배되는 농작물에 따라 프로그램상의 간단한 인자변환으로 적용영역을 늘릴 수 있어 매우 경쟁력 있는 장치로 볼 수 있다.

한편, 양액의 재배용수 순환방법은, 양액탱크(200)의 양액이 체크밸브(300)와 필터(350) 및 유량계(450)를 통해 자외선과 광촉매를 이용하는 살균장치(100)로 공급되도록 펌프(400)에 의해 순환되는 단계를 갖는다.

이후 상기 양액탱크(200)에 저장된 양액을 이송펌프(500)에 의해 재배용 배드(550)에 주입하고 폐용액은 다시 양액탱크(200)로 순환시키는 단계를 갖는다.

다음 상기 양액탱크(200)의 양액성분중 칼륨, 나트륨, 나이트레이트 및 칼슘등을 선택적으로 측정할 수 있는 센서군(600)에서 출력단자의 전압을 아나로그-디지탈 변환기(650)를 사용하여 이온농도와 산도, 전기전도도가 제어장치(700)의 화면에 실시간으로 표시되며 측정치는 파일에 저장고 데이타를 처리하는 단계를 갖는다.

또한 상기 제어장치(700)에서 일정농도로 제어된 후 디지탈-아나로그 변환기(850)에 의하여 펌프 릴레이(800)가 작동되어 정량펌프(900,950)에 의해 양액탱크(200)로 양액이 유입되어 양액의 농도가 일정하게 유지되는 단계를 갖는다.

다음에는 자외선과 광촉매의 살균력 비교에 대해 설명하면, 본 발명의 순환장치에서 사용된 균주는 세균으로 대장균 DH5-α이고, 곰팡이로 아스페루길루스 (KCTC 6095)이었다.

세균의 배양은 영양액체배지(pH 7.0)에서 24시간 동안 30℃로 진탕 배양하였다.

세포농도는 50mM의 칼륨, 인산염, 완충제(pH7.0)를 사용하여 연속희석방법으로 결정하였다.

자외선과 광촉매의 반응후 살아남은 균체는 적당히 희석하여 영양한천배지에 100㎕씩 도말하고 24시간 배양한 후 계수하였다.

오리제(oryzae)는 감자 포도당에 한천(1.5%)을 넣은 사면배지에 접종한 후 4일간 30℃에서 배양하였고, 균주로부터 코니디아(conidia)가 생성되었을 때 트윈(tween)80(0.02%)을 3㎖넣고 선회하여 코니디아(conidia)를 떼어내었으며, 코니디아의 농도는 헤메시토메터를 이용하여코니디아/㎖임을 확인하고 실험에 적용하였다.

자외선과 광촉매의 반응으로 얻은 분획들은 연속희석하여 곰팡이의 성장을 조절할 수 있는 0.1% 황소의 담즙을 넣은 피디에이(PDA) 고체배지에 100㎕씩 각각 도말하여 반응중에 살아남은 균체수를 확인하였다.

본 발명에서 사용된 자외선원으로는 254㎚에서 최대 14와트의 자외선 방출량을 내는 램프를 사용하였다.

수용액의 흐름은 순환펌프를 이용하여 3000㎖/분 의 유속으로 일정하게 유지 하였고, 아래쪽에서 위쪽방향으로 순환하는 형식을 취하였다.

기포주입을 이용한 실험에서는 유리관 안쪽의 바닥에 기포발생기를 설치하여 공기를 주입하였다.

모든 실험은 전체용량을 2000㎖로 하여 수행하였다.

자외선과 광촉매에 의한 살균효과는 TiO₂로 박막증착된 석영관을 이용하였다.

살균효과에 대한 확인은 위와 동일하게 수행하였다.

도 3에 도시된 것과 같이, 석영관에 TiO₂를 박막증착시킨 광촉매 반응기에 곰팡이(선도 A)를 살균시켰을 때 5분 동안에 1.7 ×코니디아/㎖에서 2.50 ×코니디아/㎖로 85.3%이상의 살균효과가 관찰되었고, 30분 후에는 곰팡이의 생존율이 1.8 ×10²코니디아/㎖로 0.1%를 나타내었다(선도 A').

또 박테리아(선도 E)의 경우 TiO₂를 석영관에 박막증착하여 실험하였을 경우 1분 동안에 1.7 ×셀/㎖에서 5.8 ×셀/㎖로 66.3%의 살균효과를 나타내었고 11분 동안에 1.7 ×셀/㎖에서 1.2 ×10³셀/㎖로 99.3%의 살균효과를 나타내었다(선도 E').

이하 순환장치 및 그 방법의 최적화 과정을 설명한다.

자외선과 광촉매의 살균작용을 대장균 및 곰팡이균 등을 이용하여 정량화하여 램프 한개가 단위시간당 처리할 수 있는 양액의 양을 산출하고 이를 기초로 하여 1000평 규모의 유리하우스용 양액의 살균장치를 제작하였다.

이 자외선 살균장치의 설계방정식을 도출하기 위하여 살균장치에 의하여 세균이 살균되는 속도식을 다음과 같이 모델화 하였다.

세균의 감소속도가 1차식으로 나타난 것에 기초하였으며 세균의 살균속도는 자외선의 조사시간에 따른 총 자외선에너지의 함수로 볼 수 있다.

따라서 양액내에 존재하는 세균의 식은 다음과 자외선에 의한 세균의 살균속도 상수와 자외선 조사세기에 따르는 1차식으로 표현된다.

N=No exp(-k.D)

N : UV에 노출된 후 세균의 수

No : 초기 세균농도

k : 자외선에 의한 세균의 살균속도

D : 자외선 조사세기

이때 D(mW. SEC/㎠) 값은 자외선의 평균조사세기와 시간(t.sec)의 곱이다. 즉 D = I ×t로 나타낼 수 있다.

이때 I값은 자외선 측정기로 반응기안에 거리에 따라 측정하고 양액이 흐르는 경우 양액의 흡수도를 측정하여 베어 램버트(Beer Lambert)법칙에 의하여 구할 수 있다.

대장균을 기준으로 할 때 양액의 살균율을 99%로 산정하면 양액내의 평균 세균수는 10MPN/100㎖이하가 되며 이때의 자외선 요구량은 자외선강도와 조사시간의 곱으로 계산하여 140㎿.sec/㎠ 를 얻는다.

또한 자외선램프의 방출세기가 30%감소하고 자외선램프를 둘러싼 석영관의 스케일에 의하여 30%의 감소가 있다고 보았을 때 자외선요구량은 다음식으로 계산되며 140 mW.sec/㎠/ (0.7 ×0.7) = 286mW.sec/㎠ 된다.

자외선 조사시간은 자외선요구량을 자외선조사시간으로 나누어 40.4sec가 된다.

1000평 규모의 유리하우스에 필요양액은 15ton/day 이며 한번 양액을 공급하는 양은 일사량에 따라 다소 차이가 있으나 가장 공급량이 많을 때를 기준하여 설계한다.

이때 양액의 주입량은 400 L/min이며 6.6L/sec이다.

따라서 총살균기의 용적은 (40.4sec) ×6.6L/sec = 24.2 리터가 된다.

필요한 램프의 수를 계산하면, 램프의 지름이 23㎜이고, 길이가 1,470㎜일때 램프 한 개당 처리 가능한 양액의 부피는 7.66리터이다.

따라서 요구되는 램프의 수는 24.2/7.66 = 3.16으로 약 4개로 계산된다.

따라서 반응기의 총부피는 25리터이고 원형으로 제작하여 길이 150cm, 지름이 5cm인 관형을 하나의 모듈로 산출하였다.

반응기의 재질은 스테인레스로 제작하였으며 4개의 모듈이 1개의 양액살균기를 형성한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 자외선과 TiO₂광촉매의 결합은 양액과 같은 탁한 용액에서도 우수한 살균을 가능하게 하며 박테리아는 물론 곰팡이와 바이러스의 살균에도 효과적이므로, 용수내에 포함되어 있는 식물에 각종 질병을 일으키는 세균, 곰팡이, 바이러스, 원생동물 등을 살균하고 용수를 재이용하므로써 용수부족 현상을 해결할 수 있다.

본 발명에 의하여 재배용수내에는 식물에 의해 이용되지 않은 비료성분이나 유기질, 무기질등이 잔류하고 있어, 만일 재배용수를 재이용 할 수 있다면 새로이 첨가하는 각종 성분의 양을 현저히 줄일 수 있기 때문에 경제적으로 많은 이익을이익을 얻을 수 있다.

본 발명은 폐쇄된 비닐하우스나 유리하우스에 공급하는 재배용수를 각종 질병을 유발시키는 미생물을 살균하여 처리한다면 농약사용을 현저히 감소시키고 위생적으로도 아주 좋은 채소나 야채를 소비자에게 제공할 수 있다.

본 발명은 결과적으로 양액의 재사용으로 인한 하천호수의 부영양화를 방지하고 재배용수 부족현상을 해소하며 무농약 재배에 의한 무공해 농산물의 섭취를 통한 국민건강의 향상에 기여하며 병충해 예방과 양액비용의 절감에 의한 농민 소득증대에 기여하는 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 구체적인 일 실시예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 이 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (4)

1. 양액이 챔버의 내부로 유입과 유출이 가능하면서, 상기 챔버내로 유입된 양액이 내부 하나이상의 지지수단에 의해 지지되는 다수개의 석영관을 매개로 내부에 설치된 자외선램프에 의해 자외선이 조사되어 양액이 살균되도록 한 양액의 살균장치에 있어서,

   상기 석영관에 티타니아 박막을 10옹스트롱(meter)에서 10 마이크로미터 (meter) 두께로 화학증착한 것을 특징으로 하는 양액의 살균장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 자외선은 200 ~ 500 나노미터(meter)의 사이 파장으로 제곱 센티당 0.001 ~ 0.1 와트를 1초당 조사하도록 된 것을 특징으로 하는 양액의 살균장치.
3. 자외선과 광촉매를 이용하는 살균장치와, 양액이 저장되는 양액탱크와, 이 양액탱크에서 살균장치로 양액이 유입되는 도입부에 설치되는 체크밸브와 양액의 불순물 유입을 막기 위한 필터와 유량계를 통해 양액이 공급되도록 펌핑하는 펌프와, 상기 살균장치에서 계속적으로 살균된 양액을 재배용 배드에 주입하고 폐용액은 다시 양액탱크로 순환시키는 이송펌프와, 상기 양액탱크의 양액성분중 칼륨, 나트륨, 나이트레이트 및 칼슘을 선택적으로 측정할 수 있는 센서군과, 이 센서군에서 출력단자의 전압을 아나로그-디지탈 변환기를 사용하여 이온농도와 산도, 전기전도도가 화면에 실시간으로 표시되며 측정치는 파일에 저장고 데이타를 처리하기 위한 제어장치와, 상기 제어장치에서 일정농도로 제어된 후 디지탈-아나로그 변환기에 의하여 펌프 릴레이가 작동되어 정량펌프에 의해 양액탱크로 양액이 유입되어 양액의 농도가 일정하게 유지되도록 한 양액의 재배용수 순환장치.
4. 양액탱크의 양액이 체크밸브와 필터 및 유량계를 통해 자외선과 광촉매를 이용하는 살균장치로 공급되도록 펌프에 의해 순환되는 단계와, 상기 양액탱크에 저장된 양액을 이송펌프에 의해 재배용 배드에 주입하고 폐용액은 다시 양액탱크로 순환시키는 단계와, 상기 양액탱크의 양액성분중 칼륨, 나트륨, 나이트레이트 및 칼슘등을 선택적으로 측정할 수 있는 센서군에서 출력단자의 전압을 아나로그-디지탈 변환기를 사용하여 이온농도와 산도, 전기전도도가 제어장치의 화면에 실시간으로 표시되며 측정치는 파일에 저장고 데이타를 처리하는 단계와, 상기 제어장치에서 일정농도로 제어된 후 디지탈-아나로그 변환기에 의하여 펌프 릴레이가 작동되어 정량펌프에 의해 양액탱크로 양액이 유입되어 양액의 농도가 일정하게 유지되는 단계를 갖는 양액의 재배용수 순환방법.