KR101249733B1 - 어류양식용 해수공급장치 및 해수공급방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 어류양식용 해수공급장치 및 해수공급방법에 관한 것으로서, 소정의 유량으로 해수를 공급하기 위한 해수공급부와; 상기 해수공급부에 의해 공급되는 해수를 전기분해하여 전해수를 발생시키는 전기분해부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 해수의 살균 및 살충 효과를 높임과 동시에 어류의 생존에 미치는 영향을 최소화할 수 있도록 처리된 해수를 공급할 수 있다.

어류양식용 해수공급, 살균처리, 전기분해

Description

어류양식용 해수공급장치 및 해수공급방법{SEA WATER SUPPLYING APPRATUS FOR FISHERY FARMING AND SEA WATER SUPPLYING METHOD}

도 1은 종래의 어류양식용 해수공급장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록구성도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 어류양식용 해수공급장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록구성도,

도 3a 내지 도 3c는 도 2의 어류양식용 해수공급장치를 작동시킬 때 공급되는 해수 내의 전해수 농도를 도시한 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 해수공급장치 110: 해수공급부

120: 여과부 130: 전기분해부

140: 중계저장부 200: 양식수조

본 발명은 어류양식용 해수공급장치 및 해수공급방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기분해를 통해 공급되는 해수에 전해수를 포함시켜 공급하는 어류양 식용 해수공급장치 및 해수공급방법에 관한 것이다.

자연 해수에는 다양한 유해생물인 병원균 및 병원충들이 존재할 수 있으며, 이러한 유해 생물들은 특히 양식되는 어류에 치명적인 영향을 미칠 수 있으며, 이는 어패류를 날 것으로 먹는 우리의 식습관에 의할 때 심각한 사회적 문제를 일으킬 수 있다.

일반적으로 육상의 양식장 등에서는, 해수를 취입할 경우에 먼저 이물질 제거를 위해서 다양한 여과방법을 사용하고 있으며, 또한 자연 해수 속에 포함된 유해 생물들을 제거를 위해서 UV 혹은 오존 처리를 하고 있다.

도 1은 이러한 여과처리를 행하는 과정을 예시적으로 도식화한 도면이다. 육상 양식장에서 해수의 취수는 먼저 해수를 육상으로 끌어들이기 위한 펌핑 설비와 같은 해수공급부(10)가 있으며, 이러한 해수공급부(10)를 통해 바다의 해수가 제공된다. 제공된 해수는 이물질이나 기타 여러가지 부유물을 여과하는 여과부(20)를 거치고, 이어서 해수 속에 포함된 유해 생물들을 살충 및 살균하는 UV처리부 혹은 오존처리부(30)에서 최종 처리된 후 해수 어류가 생육되는 양식수조(40)에 공급된다.

그러나, 이러한 방법들은 자연 해수 속의 유해생물들인 병원균 및 병원충을 완벽하게 제거하지 못한다. 특히 UV 혹은 오존처리법들은 그 경제성이 문제시되며, 특히 UV처리의 경우에는 해수 특수성으로 인하여 자외선 투과가 약하면 살균, 살충 효과가 떨어지기 때문에 자외선의 투과를 위해서 일정 기간이 지난 후에 UV 전등을 보호하고 있는 유리관을 청소하여야 하는 작업을 수행하여야 한다. 또한 어류에 직 접적으로 자외선이 영향을 미치지 않아 어류에 직접적으로 살균 효과를 볼 수 없다.

그리고, 오존의 경우에는 잔류 독성이 문제시되며 어류의 생존에 영향을 미치는 단점이 있다.

또한, 현실적인 면에서 상기 처리방법들은 경제성이 문제시되지만 아직까지 대안이 없는 상황에서 계속적으로 이용되고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명의 목적은, 해수의 살균 및 살충 효과를 높임과 동시에 어류의 생존에 미치는 영향을 최소화할 수 있도록 처리된 해수를 공급하기 위한 어류양식용 해수공급장치 및 해수공급방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 어류양식용 해수를 공급하기 위한 해수공급장치에 있어서, 소정의 유량으로 해수를 공급하기 위한 해수공급부와; 상기 해수공급부에 의해 공급되는 해수를 전기분해하여 전해수를 발생시키는 전기분해부를 포함하는 것을 특징으로 하는 해수공급장치를 제공한다.

여기서, 상기 전기분해부는 소정의 설정된 시간간격으로 작동 및 정지를 자동으로 순차반복하도록 구성될 수도 있다.

이때, 상기 전기분해부는, 작동되는 시간과 정지되는 시간 간의 비율이 1:2 내지 1:5 범위로 조절되도록 할 수도 있다. 또한, 상기 전기분해부를 통과한 해수가 외부에 공급되기 전에 일시적으로 저장되는 중계저장부를 더 포함할 수도 있다. 또한, 상기 전기분해부는, 상기 중계저장부로부터 외부로 배출되는 해수에 상기 전해수가 불포함된 경우가 존재할 수 있도록 작동 제어되는 것으로 할 수도 있다.

그리고, 상기 해수공급장치는, 상기 전기분해부를 통과한 해수가 외부에 공급되기 전에 일시적으로 저장되는 중계저장부를 더 포함할 수도 있다.

또한, 상기 해수가 공급되는 배관을 더 포함하고, 상기 전기분해부는 상기 배관에 체결되는 전극이 구비되도록 할 수도 있다. 이때, 상기 전극은 백금계 도금 전극을 포함할 수도 있다.

또한, 상기 전해수가 상기 해수 내에 소정의 농도로 포함되도록 상기 전기분해부의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함할 수도 있다.

또한, 상기 해수공급부와 상기 전기분해부 사이에 개재하여, 상기 해수공급부로부터 공급되는 해수를 여과하는 여과부를 더 포함할 수도 있다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 어류양식용 해수를 공급하는 방법에 있어서, 해수를 제공하는 단계와; 제공되는 해수의 일부를 전기분해하여 상기 해수에 전해수를 소정 농도로 포함시키는 단계; 및 상기 전해수가 포함된 해수를 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 해수공급방법을 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 있어 전기분해에 의해서 발생되는 전해수는 그 농도가 높으면 살균, 살충 효과는 탁월할 수 있으나, 최종적으로 어류에 미치는 영향은 상당할 수 밖에 없어 문제시될 수 있다. 해수 전기분해로 발생된 전해수의 살충 살균의 주 성분은 발생된 차아염소산나트륨에 의한 전리 성분들이다.

전해수의 발생은 기본적으로 인가되는 전력과 함께 투입되는 해수의 양에 결정되며 이러한 발생된 전해수는 자동적으로 잔류염소 측정장치에 의하여 그 농도가 표시되며, 자동적으로 피드백을 거쳐 필요시 전해수 발생 농도를 조절할 수도 있다. 이러한 제어 개념이 포함된 어류양식용 해수공급장치 및 방법은 안전하면서도 경제성을 확보할 수 있으며, 특히 양식 어류의 어병을 방지할 수 있는 장점을 가지고 있다.

본 발명은 이전의 전해수 생성으로 병원균 및 충을 제거한 후 다시 전해수를 자연 해수로 복원하는 자외선 시스템 등의 복잡한 장치를 사용치 않고, 해수를 직접 전기 분해하는 장치와 이를 시간적으로 일정 간격으로 나누어 공급함으로써 일정 농도 이상의 전해수가 양식어류에 직접 노출되는 것을 방지할 수도 있다.

본 발명의 실시예에 따른 해수공급장치(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 소정의 유량으로 해수를 공급하기 위한 해수공급부(110), 공급되는 해수를 여과하는 여과부(120), 여과된 해수를 전기분해하여 전해수를 발생시키는 전기분해부(130) 및 전기분해부(130)를 통과한 해수가 외부의 양식수조(200)에 공급되기 전에 일시 저장되는 중계저장부(140)를 포함한다.

전기분해부(130)의 작동을 위해서는, 먼저 해수 전기분해부를 제작하여 투입되는 전기와 해수량에 따른 적정 전해수 발생 농도를 설정할 필요가 있다.

일반적으로, 전해수 농도에 대한 해수 내 미생물의 치사 농도가 0.3ppm 이상이면 충분하게 해수 내의 유해생물들인 병원충 및 균을 제거한다고 알려져 있으며, 이를 이용하여 해수를 전기분해할 경우 약 0.3ppm 범위에서 전해수를 생성하고 나 머지는 자연해수가 전기분해부(130)를 그대로 통과하도록 한다.

이를 위해, 전기분해부(130)는 타이머를 구비하고 이에 설정치에 따라 자동으로 전해수 발생을 위한 작동 및 정지가 반복되도록 제어됨으로써, 항상 일정한 전해수 농도를 가지는 해수가 양식수조(200)로 공급된다.

전기분해부(130)의 작동으로 인해 해수가 전기분해되는 시간은, 전기분해되지 않는 시간과의 비율이 1:2 내지 1:5로 조절되도록 한다. 예를 들면, 전기분해의 작동은 시간당 10~20분으로 하고, 나머지 50~40분은 전기분해부(130)의 작동이 자동으로 차단하여 전기분해부(130)를 통해 자연 해수가 그대로 공급되도록 한다. 전해수의 공급 시에는, 상기 전해수가 사이클 형으로 기존의 해수에 포함되도록 하는 것이 바람직하다.

전기분해부(130)는 해수공급부(110)로부터 공급되는 해수가 통과하는 배관(도면 미도시)의 내측에 체결되는 한쌍의 전극이 구비되도록 함으로써 공급되는 해수에 직접적으로 영향을 미치게 할 수도 있다. 이때, 상기 전극은 해수에 대한 전기분해 효율이 높은 백금계 도금 전극으로 형성할 수도 있다.

중계저장부(140)는 전기분해부(130)의 작동으로 생성된 전해수가 양식수조(200) 안으로 직접 공급되는 것을 방지하고, 해수 내의 유해생물 제거를 위한 시간을 충분히 확보하기 위하여 존재한다.

한편, 전기분해부(130)는 타이머에 의해 작동 및 정지가 순차 반복되는 대신에, 별도로 구비된 제어부(도면 미도시)에 의해 해수 내의 전해수 농도가 일정하게 유지되도록 제어될 수도 있다. 이때, 상기 제어부는 전해수의 농도 측정을 위한 센 서(도면 미도시)를 구비할 수 있다.

도 3a 내지 도 3c는 전기분해부(130)의 작동으로 인해 발생하는 전해수의 농도가 각각 0.3ppm, 0.5ppm, 그리고 1.0ppm이 되도록 할 때, 중계저장부(140)를 지나 양식수조(200)에 투입되기 직전의 해수의 농도를 관찰한 것을 나타낸다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 전기분해부(130)의 작동으로 0.3ppm의 전해수가 얻어진 경우에 대한 투입 해수 농도는, 전기분해부(130)의 동작 시 최대 0.08ppm까지 증가하다가 더 이상은 증가하지 않는 것을 알 수 있다. 이러한 수치는 중계저장부(140)의 용량과 이를 통과하는 해수의 양에 따라 달라진다. 한편, 도 3b에 도시된 바와 같이, 전기분해부(130)의 작동으로 0.5ppm의 전해수가 얻어진 경우에 대한 투입 해수 농도는, 최대 0.4ppm까지 증가함을 알 수 있다. 그리고, 전기분해부(130)의 작동으로 1.0ppm의 전해수가 얻어진 경우에 대한 투입 해수 농도는, 최대 0.8ppm까지 증가하는 것을 알 수 있다.

그러나, 전해수가 주기성을 갖고 투입이 될 때에 일정시간 동안에는 0.0ppm의 전해수 농도를 가지는 해수가 양식수조(200) 안으로 공급되는 것이 바람직하다. 이는 양식수조(200)의 양식어류는 적어도 일정 주기 동안에는 전해수가 전혀 없는 양식수조(200)의 해수에 노출되어야 전해수에 의한 악 영향을 덜 받기 때문이다. 그렇기 때문에 0.3ppm~0.5ppm의 전해수 농도에서, 타이머에 의해 전기분해부(130)가 동작하지 않는 경우에는 일정시간 동안에 0.0ppm으로 전해수 농도가 유지되는 것을 알 수 있다(도 3a 및 도 3b 참조).

도 3c에서와 같이, 전기분해부(130)의 작동으로 1.0ppm의 전해수가 얻어진 경우에는, 0.00ppm으로 떨어지는 부분이 나타나지 않음을 알 수 있다. 따라서, 전기분해부(130)의 작동시 1.0ppm 이상의 농도를 가지는 전해수를 생성하는 것은 어류양식에 바람직하지 않음을 알 수 있다.

아래의 표 1.은 넙치의 사육을 위해, 전기분해한 전해수를 공급한 양식수조(200)와 일반 해수를 공급한 양식수조에 있어서, 양식수조에 유입되는 해수와 양식수조로부터 배출되는 해수에 포함된 비브리오균를 검사한 결과이다.

처리수 별	배출수(units/ml)	유입수(units/ml)
일반 해수 양식수조	80	60
전기분해 양식수조	40	작동시 0
		비작동시 40

상기 표 1.에서 알 수 있듯이, 일반 해수가 공급되는 양식수조의 경우에는, 비브리오균의 유입수는 60개이고, 배출수는 80개이다. 유입수보다 배출수에서 비브리오균 개체수가 많은 것은 양식되는 넙치에 의해서 비브리오 균이 활성화되기 때문이다.

한편, 전기분해 양식수조의 경우에는 전기분해부(130)가 작동되지 않을 때에는 비브리오균의 유입수는 40개체수로 관찰되었고, 배출수는 40개체수로 유입수와 동일한 수로 관찰되었다. 그러나, 전기분해부(130)가 작동될 경우에는, 유입수에서는 비브리오 균이 모두 살균되어 발견되지 않았고 배출수에서는 그대로 40 개체수가 유지되었다. 이에 따라, 전기분해 양식수조에서는 어류의 유무에 상관없이 비브리오균이 활성이 되지 못함을 알 수 있고, 특히 전기분해부(130)가 작동될 때 전해수의 농도가 0.3ppm으로 유지되어도 충분하게 해수 속의 유해 생물들을 제거함과 동시에 양식어류에는 악영향이 없음을 알 수 있다.

표 2.는 일반 해수 투입 양식수조와 전기분해 양식수조에 넙치를 사육하면서 증체율 및 일간 성장률을 조사한 결과를 나타낸 것이다.

	사료구
	일반 해수 양식수조	전기분해 양식수조
최초무게(g)	73.9	72.12
최종무게(g)	103.2	112.1
증체율(%)	40.0	55.5
사료 효율(%)	94.8	114.6
일간 성장률(%)	1.40	1.84
단백질 전환효율(%)	1.98	2.39
생존률(%)	77.5	87.5

상기 표 2.에서 알 수 있듯이, 일반 해수 양식수조의 경우에 비해 전기분해 양식수조의 경우에 더 높은 증체율을 보였다. 어류의 육안적인 유영 상태(움직임)에 있어서는 전기분해 양식수조에서 넙치의 활력도가 더 높았다. 또한, 사료 효율에서는 실험기간 동안의 사료 급이는 전기분해 양식수조가 더 높았고, 단백질 전환 효율에서도 전기분해 양식수조의 넙치에서 더 높은 결과를 나타내었다. 생존율에서도 전기분해 양식수조의 넙치가 약 10% 높은 값을 나타내었다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 어류양식용 해수공급장치 및 해수공급방법에 의하면, 육상 양식수조에서 양식 어류를 위해서 사용되는 해수를 안정적으로 공급하기 위해서 깨끗한 청정 해수를 제조하여 공급하는데 있어, 기존의 처리 방법에 비해 보다 안전한 해수의 처리를 가능하게 하며 완벽한 유해생물 제어가 가능하고, 환경오염 및 생태계 파괴를 최소화할 수 있으며, 적용 시의 가격 경쟁력을 충분히 확보하고 있어 육상 양식장에서의 청정수 제조 및 아류 양식의 경쟁력 확보가 가능하다.

Claims (11)

1. 어류양식용 해수를 공급하기 위한 해수공급장치에 있어서,

   소정의 유량으로 해수를 공급하기 위한 해수공급부와;

   상기 해수공급부에 의해 공급되는 해수를 전기분해하여 전해수를 발생시키는 전기분해부와;

   상기 전기분해부를 통과한 해수가 외부에 공급되기 전에 일시적으로 저장되는 중계저장부;를 포함하고,

   상기 전기분해부는 소정의 설정된 시간간격으로 작동 및 정지를 자동으로 순차반복하도록 구성되어, 작동되는 시간과 정지되는 시간 간의 비율이 1:2 내지 1:5 범위로 조절되며,

   상기 전기분해부는 0.3ppm∼0.5ppm의 전해수 농도를 유지하여, 상기 중계저장부로부터 외부로 배출되는 해수에 상기 전해수가 불포함된 경우가 존재할 수 있도록 작동 제어되는 것을 특징으로 하는 해수공급장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,

   상기 해수가 공급되는 배관을 더 포함하고,

   상기 전기분해부는 상기 배관에 체결되는 전극이 구비된 것을 특징으로 하는 해수공급장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 전극은 백금계 도금 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 해수공급장치.
9. 제1항에 있어서,

   상기 전해수가 상기 해수 내에 소정의 농도로 포함되도록 상기 전기분해부의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해수공급장치.
10. 제1항에 있어서,

    상기 해수공급부와 상기 전기분해부 사이에 개재하여, 상기 해수공급부로부터 공급되는 해수를 여과하는 여과부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해수공급장치.
11. 제1항에 기재된 해수공급장치를 이용하여 어류양식용 해수를 공급하는 방법으로서,

    해수를 제공하는 단계와;

    제공되는 해수의 일부를 전기분해하여 상기 해수에 0.3ppm∼0.5ppm의 전해수를 포함시키는 단계; 및

    상기 전해수가 포함된 해수를 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 해수공급방법.

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