KR20100034717A

KR20100034717A - System and method for processing microorganism of ballast water on the ship

Info

Publication number: KR20100034717A
Application number: KR1020090090199A
Authority: KR
Inventors: 류한성; 서동혁; 김동은; 박재문
Original assignee: 주식회사 21세기 조선
Priority date: 2008-09-24
Filing date: 2009-09-23
Publication date: 2010-04-01

Abstract

PURPOSE: A ballast water microorganism processing system and a method thereof are provided to detect various kinds of microorganisms in ballast water without a backflow phenomenon and to reduce the time for processing the system. CONSTITUTION: A ballast water microorganism processing system includes the following: microorganism filtering and storing units(101,102,103) storing and filtering microorganism in ballast water; a transfer unit transferring ballast water without a backflow phenomenon through a syringe pump(104); a flow cell(107) injecting a reagent into the transferred ballast water; and image processing units(105,106) processing the ballast water passing through the flow cell.

Description

Vessel ballast water microbial treatment system and method thereof {SYSTEM AND METHOD FOR PROCESSING MICROORGANISM OF BALLAST WATER ON THE SHIP}

본 발명은 선박 밸러스트 워터 속의 미생물을 처리하는 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박의 밸러스트 워터(Ballast Water) 속의 각종 미생물(특히, 동ㆍ식물성 플랑크톤)을 검사할 수 있도록 하는 선박 밸러스트 워터 미생물 처리 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system for treating microorganisms in ship ballast water and a method thereof, and more particularly, to a ship ballast for inspecting various microorganisms (particularly, animal and plant plankton) in ballast water of a ship. A water microbial treatment system and method thereof are provided.

1988년도 캐나다의 오대호에 외래 해양생물종의 침입을 최초로 보고한 이후, 여러 나라에서 외래 해양생물종에 의한 피해가 발생하였다. 외래 해양생물종의 이동수단 및 유입요인으로는 주로 선박을 통해 유입된 것으로 나타나고 있으며, 특히 선박의 밸러스트 워터에 의한 유입이 갈수록 심각해지고 있는 실정이다.Since the first reports of invasion of foreign marine species on the Great Lakes of Canada in 1988, damage has been caused by foreign marine species in many countries. As a means of transport and influx of foreign marine species, it has been shown that the inflow is mainly through ships, and the inflow by ballast water of ships is becoming more and more serious.

선박의 밸러스트 워터는 선박의 흘수와 트림을 조정하기 위하여 적재하는 중량이고, 선박의 균형 유지와 안정성을 높이는 기능과 동시에 화물을 충분히 적재하지 않은 경우에 추진기와 방향타가 물속에서 효과적으로 작동되게 하는 보조 기능 도 수행한다.The ballast water of the ship is the weight to be loaded to adjust the draft and trim of the ship, and it is a function to improve the balance and stability of the ship and to assist the propeller and the rudder to operate effectively in the water when the cargo is not loaded sufficiently. Also perform.

1840년대 중반 런던(London)과 타인(Tyne) 사이를 운항한 석탄 운반선이 최초로 밸러스트 워터를 이용한 선박이라고 알려져 있다. 그 당시에는 바위, 모래, 금속과 같은 드라이 밸러스트(Dry Ballast)를 사용하였고, 적재 및 하역하는데 쓰이는 노동 비용을 절감하기 위하여 밸러스트 워터를 사용하기 시작하였다.The coal carrier, which operated between London and Tyne in the mid-1840s, was the first known ballast water vessel. At that time, dry ballasts such as rock, sand and metal were used, and ballast water was used to reduce the labor cost of loading and unloading.

오늘날에는 구하기 쉽고 상대적으로 비용 절감에 유리한 이유로 해수나 담수를 밸러스트 워터로 사용하는 것이 보편화되어 있다. 그러나 특히 해수를 넣을 때 같이 들어왔던 해양생물종이 선적항에서 배출됨으로써 다른 지역으로 유입되는데, 국제해사기구(IMO : International Maritime Organization)에 따르면 선박에 의해 연간 100억 톤의 바닷물이 옮겨지고, 7천여 종 이상의 생물이 밸러스트 워터를 따라 이동한 것으로 나타났으며, 전문가들은 이 밸러스트 워터를 통해 하루에만 3,000종 이상의 해양생물종이 이동되고 있는 것으로 추정하고 있다.Today, it is common to use seawater or fresh water as ballast water for reasons of availability and relative cost savings. However, marine species, especially those that came in when seawater was introduced, are discharged from the port of loading into other regions. According to the International Maritime Organization (IMO), 10 billion tons of seawater is carried annually by ships, and 7,000 species The above organisms have migrated along ballast water, and experts estimate that more than 3,000 species of marine species are being transported in a single day.

즉, 외국에서 온 화물선이나 유조선이 수입 광물이나 석유 등을 내려놓으면 수면 근처에 있던 배의 무게중심이 위로 올라간다. 이때, 프로펠러 일부가 수면으로 나오면 공기 중에서 헛돌게 돼 배가 앞으로 잘 나아가지 않는다. 가벼워진 탓에 전복될 위험도 커진다. 이에 출발 전 빈 배의 바닥 안쪽에 바닷물을 채워 약간 가라앉힌다. 이렇게 선박의 균형을 맞추기 위해 채워지는 물이 '밸러스트 워터'이다. 보통 20만톤급 유조선에는 5만~7만톤, 12만톤급 화물선에는 3만~4만톤 정도의 밸러스트 워터를 채운다. 이때, 탱크 안을 채우는 바닷물과 함께 해양생물도 함께 유입되어, 문제는 배가 도착지의 바다에 밸러스트 워터를 방출한다는 것이다. 밸러스트 워터에 실려 간 자국의 해양생물은 이렇게 타국으로 이동되고, 수출 화물선은 반대로 타국의 해양생물을 밸러스트 워터에 실어 자국의 바다로 가져온다.In other words, when a cargo ship or oil tanker from a foreign country puts down imported minerals or oil, the center of gravity of the ship near the surface of water rises. At this time, if a part of the propeller comes to the surface of the air will be in vain and the ship will not move forward. The lighter weight also increases the risk of overturning. Before leaving, fill the sea inside the bottom of the empty boat to sink slightly. The ballast water that is filled to balance the vessel is called 'ballast water'. Usually, 200,000 tons of oil tankers are filled with ballast water of 50,000 to 70,000 tons, and 120,000 tons of cargo tankers are 30,000 to 40,000 tons. At this time, marine life is introduced along with the sea water filling the tank, and the problem is that the ship discharges ballast water into the sea at the destination. The marine life of its own country in ballast water is thus moved to another country, and the export cargo ship, on the other hand, brings the marine life of the other country into ballast water and brings it to its sea.

따라서 밸러스트 워터를 통해 유입된 외래종들로 바다가 황폐화되어 가고 있다. As a result, the oceans are being devastated by alien species introduced through ballast water.

일예로, 외래종 '따개비'는 '고랑따개비' 같은 재래종과 사는 곳도 먹이(플랑크톤)도 같다. 그러나 외래종이 더 번식력이 강하고, 오염된 환경에서도 잘 살아남아 경쟁에 훨씬 유리하다. 따라서 국내에 정착한 외래종 따개비가 재래종을 결국 몰아낼지도 모른다. 또한, 토종 '홍합'은 지중해 '담치'에게 식탁을 내준지 오래다. 요즘 먹는 홍합은 국산이 아니라 유럽산이란 얘기다. 또한, 국내에는 없던 '유령멍게'와 '주름미더덕'도 점점 서식지를 넓혀 가고 있다. 이는 외래종이 밸러스트 워터에 실려 왔을 것으로 추측된다.For example, alien species 'barnacles' have the same habitat and food (plankton) as indigenous species such as 'furnace barnacles'. However, invasive species are more fertile and survive well in contaminated environments, making them much more competitive. Therefore, the native barnacles that have settled in Korea may eventually drive out the native species. Indigenous mussels have long since served the Mediterranean table. The mussels eaten these days are not domestic, but European. In addition, ghost ghosts and wrinkle wrinkles, which were not available in Korea, are gradually expanding their habitat. It is assumed that alien species have been carried in ballast water.

반대로, 한국 생물도 밸러스트 워터에 실려 외국으로 많이 옮겨졌다. 10여 년 전 독일과 미국으로 건너간 '참게'는 논을 마구 파헤쳐 쌀농사에 큰 피해를 줬다. 미국으로 이동한 계화도 '조개'는 급속도로 번식하면서 식물 플랑크톤을 마구 먹어 치워 다른 생물들이 굶어 죽을 지경이다.On the contrary, Korean creatures were also carried to foreign countries in ballast water. 'Crab', which went to Germany and the United States more than 10 years ago, dug up rice fields and caused great damage to rice farming. Gyehwado 'shell', which moved to the United States, is rapidly breeding, devouring phytoplankton, and other creatures starve to death.

밸러스트 워터에 실려 이동한 생물이 새로운 환경에 적응할 확률은 대략 3%로 매우 낮다. 그러나 염분이나 온도 변화에 잘 견디거나 해수와 담수에서 모두 서식하는 등 환경 변화에 덜 민감한 생물이 주로 살아남아, 살아남은 외래종이 토종 포식자에게 낯선 먹이이기 때문에 잘 잡아먹히지 않아 걷잡을 수 없이 번식한다.Creatures carried in ballast water have a very low chance of adapting to the new environment at around 3%. However, less susceptible to changes in the environment, such as being resistant to salt or temperature changes, or living in both sea and fresh water, usually survive.

이와 같이, 밸러스트 워터를 통해 유입된 외래종들의 침입으로 서서히 황폐 화되어가는 바다를 지키기 위한 대책이 절실하다. 최근 건조된 선박은 갈수록 대형화/고속화되는 추세에 따라 더 많은 생물체가 밸러스트 워터를 통해 빠른 시간 안에 다른 해양 환경으로 배출된다. 이에 따라 2004년 제정된 IMO 국제협약에 따라 2012년 이후에는 모든 선박에 밸러스트 워터 처리 장치를 설치해야 하고, 밸러스트 워터 관리 시스템 승인을 위한 지침서(G8)에 따라 밸러스트 워터 관리 시스템을 감시하는 제어 장치를 갖추어야 한다.As such, there is an urgent need for measures to protect the ocean that is gradually devastated by the invasion of alien species introduced through ballast water. Recently built vessels are becoming larger and faster, and more organisms are released through ballast water into other marine environments in less time. Accordingly, in accordance with the IMO International Convention 2004, ballast water treatment systems should be installed on all vessels after 2012, and control devices for monitoring the ballast water management system in accordance with the Guidelines for Approval of the Ballast Water Management System (G8). Must have

밸러스트 워터 내에 포함된 미생물의 검사 방법으로는 육상의 실험실에서 미생물을 배양하여 농축 챔버 위에 두고 현미경으로 관찰하는 방법이 있다. 하지만, 이러한 방식은 많은 검사시간이 많이 소요될 뿐만 아니라 선박 탑재용 미생물 처리 장치의 이동 상황을 고려하지 못한 것이라 할 수 있다. 또한, 현재까지 개발된 장비는 밸러스트 워터 이송 시 백플로우(Back Flow) 현상의 발생과 플랑크톤의 명확한 개체수 판별 및 사멸 정도를 파악하는데 어려움이 있다. 즉 종래의 밸러스터 워터 미생물 검사 장치는, 육상의 실험실 검사 장비 위주로 이동 중인 선박에서 사용할 수 없고, 실시간으로 미세한 동ㆍ식물성 플랑크톤의 분석이 불가능하고, 이송 시 백플로우 현상이 발생되는 문제점이 있다.As a test method of microorganisms contained in ballast water, there is a method of culturing microorganisms in a laboratory on land and placing them on a concentration chamber and observing them under a microscope. However, this method not only takes a lot of inspection time, but also can not be considered the movement state of the onboard microbial treatment apparatus. In addition, the equipment developed to date has a difficulty in identifying the occurrence of backflow phenomenon and the determination of the clear population count and killing of plankton during ballast water transfer. That is, the conventional ballast water microbial inspection apparatus cannot be used in ships moving mainly on laboratory laboratory equipment on land, it is impossible to analyze minute animal and plant plankton in real time, and a backflow phenomenon occurs during transportation.

따라서 본 발명은 선박에서 밸러스트 워터 속의 각종 미생물(특히, 동ㆍ식물성 플랑크톤)을 백플로우 현상 없이 실시간으로 검사할 수 있도록 하는 선박 밸러스트 워터 미생물 처리 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a marine ballast water microbial treatment system and a method for inspecting various microorganisms (particularly, animal and plant plankton) in real time without a backflow phenomenon in a vessel.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention which are not mentioned can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. Also, it will be readily appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시스템은, 선박 밸러스트 워터 속의 미생물을 처리하는 시스템에 있어서, 유입되는 밸러스트 워터에서 미생물을 필터링하고 저장하기 위한 미생물 여과 및 저장 수단; 상기 미생물을 포함하는 밸러스트 워터를 주사기 펌프를 통해 백플로우 현상 없이 이동시키기 위한 이송수단; 상기 이송수단에 의해 이동된 밸러스트 워터에 시약을 주입하여 통과시키기 위한 플로우 셀; 및 상기 플로우 셀을 통과하는 상기 미생물이 시약 처리된 밸러스트 워터(시료)를 영상 처리하기 위한 영상처리수단을 포함한다.A system of the present invention for achieving the above object, the system for treating microorganisms in the ballast water, microorganism filtration and storage means for filtering and storing the microorganisms in the incoming ballast water; Transfer means for moving the ballast water containing the microorganism without a backflow phenomenon through a syringe pump; A flow cell for injecting reagent through the ballast water moved by the transfer means; And image processing means for image-processing the ballast water (sample) in which the microorganism passing through the flow cell is reagent-treated.

한편, 본 발명의 방법은, 선박 밸러스트 워터 속의 미생물을 처리하는 방법 에 있어서, 유입되는 밸러스트 워터에서 미생물을 필터링하고 저장하는 단계; 상기 미생물을 포함하는 밸러스트 워터를 주사기 펌프를 통해 백플로우 현상 없이 이동시키는 단계; 상기 이동된 밸러스트 워터에 시약을 주입하여 플로우 셀을 통과시키는 단계; 및 상기 플로우 셀을 통과하는 상기 미생물이 시약 처리된 밸러스트 워터(시료)를 카메라를 통해 촬영하여 상기 촬영된 이미지를 영상 처리하는 단계를 포함한다.On the other hand, the method of the present invention, the method for treating microorganisms in the ballast water, the step of filtering and storing the microorganisms in the incoming ballast water; Moving the ballast water containing the microorganism without a backflow phenomenon through a syringe pump; Injecting reagent into the transferred ballast water and passing the flow cell through the flow cell; And imaging the ballast water (sample) in which the microorganism passing through the flow cell is reagent-processed through a camera to image the photographed image.

상기와 같은 본 발명은, 기존의 장치들이 동ㆍ식물성 플랑크톤의 개체수 판별을 위해서 장시간 소요되는 것에 비해, 시료의 부분별 샘플링이 가능하게 하고, 펌프의 교체로 백플로우 현상을 방지함으로써 시간절감의 효과가 있다.The present invention as described above, compared to the existing devices are required for a long time to determine the population of animal and phytoplankton, it is possible to sample by the part of the sample, the effect of time saving by preventing the backflow phenomenon by replacing the pump There is.

또한, 본 발명은 플로우 셀에 동ㆍ식물성 플랑크톤을 각각 이동시킴에 따라 특성에 맞는 시약 물질을 투여하여 개체수 및 사멸 정도를 판별하기에 도움을 줄 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has an effect that can help to determine the number of individuals and the degree of death by administering the reagent material according to the characteristics by moving each of the animal and plant plankton to the flow cell.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대 한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, It can be easily carried out. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따라 선박 밸러스트 워터 미생물 처리 시스템의 전체 구성을 도시한 도면이다.1 is a view showing the overall configuration of the marine ballast water microbial treatment system according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 선박 밸러스트 워터 미생물 처리 시스템은, 밸러스트 워터 처리 장치(미도시됨)에서 처리된(멸균 처리된 밸러스트 워터) 또는 밸러스트 워터 처리 장치에서 멸균 처리하기 이전 밸러스트 워터를 검사하기 위한 것으로, 예컨대 밸러스트 워터의 pH, 수온, 염도, 탁도, 용존산소량, 총 부유물질을 센서를 통해 측정하고, 동물성 플랑크톤과 식물성 플랑크톤에 대해 영상 처리를 통해 개체수와 크기 등을 검사한다.The ship ballast water microbial treatment system according to the present invention is for inspecting ballast water prior to sterilization in a ballast water treatment apparatus (not sterilized) or in a ballast water treatment apparatus, for example. The pH, water temperature, salinity, turbidity, dissolved oxygen, and total suspended solids of the ballast water are measured by sensors, and the number and size of animal plankton and phytoplankton are examined through image processing.

일실시예에 있어서, 밸러스트 워터 처리 장치는 아주 짧은 시간에 많은 에너지를 방출하여 순간적으로 높은 파워에 도달할 수 있는 펄스 파워를 이용하여 자외선, 충격파, 열 등과 같은 물리적 인자와 오존, 과산화수소, OH-활성기 등에 의한 화학적 인자를 동시에 수행함으로써 밸러스트 워터 속의 각종 미생물을 제거한다.In one embodiment, the ballast water treatment device utilizes pulse power that can release a lot of energy in a very short time to reach a high power instantaneously, and physical factors such as ultraviolet light, shock wave, heat, etc., and ozone, hydrogen peroxide, OH- By simultaneously carrying out chemical factors by the active group, various microorganisms in the ballast water are removed.

밸러스트 워터 처리 장치를 통해 멸균 처리된 밸러스트 워터를 검사함에 있어서, 본 발명의 선박 밸러스트 워터 미생물 처리 시스템은 멸균 처리된 밸러스트 워터에 대해서 적어도 한 번의 검사를 수행한다. 즉 최초 멸균 처리된 밸러스트 워터 또는 재멸균 처리된 밸러스트 워터를 검사하여, 검사 결과에 따라 적합 시에 이후 유입되는 밸러스트 워터(즉 밸러스트 워터 처리 장치에 의해 멸균 처리된 밸러 스트 워터)에 대해서는 검사하지 않는다. 즉, 밸러스트 워터 속의 미생물에 대한 멸균이 제대로 이루어지고 있다고 판단되어, 굳이 다량으로 방출되어야 할 모든 밸러스트 워터에 대해서 일일이 검사를 수행하지는 않는다. 이는 밸러스트 워터의 빠른 배출을 수행하기 위함이다. 그러나 검사결과 부적합 시에는 밸러스트 워터 처리 장치에서 멸균의 강도(예컨대, 플라즈마 멸균 처리 시 방전 팁의 개수를 늘리는 등)를 높이도록 한다. 밸러스트 워터의 멸균 처리 과정은 수 회 실시될 수 있다.In inspecting the ballast water sterilized by the ballast water treatment apparatus, the ship ballast water microbial treatment system of the present invention performs at least one inspection on the sterilized ballast water. In other words, the first sterilized ballast water or the resterilized ballast water is examined, and accordingly, the ballast water which is subsequently introduced when appropriate according to the test result (that is, the ballast water sterilized by the ballast water treatment device) is not examined. . In other words, it is determined that the sterilization of the microorganisms in the ballast water is properly performed, and thus, all the ballast water that is to be released in large quantities is not individually inspected. This is to perform a quick discharge of ballast water. However, when the inspection results are inadequate, the ballast water treatment device may increase the strength of sterilization (eg, increase the number of discharge tips during plasma sterilization). Sterilization of the ballast water can be carried out several times.

또한, 선박 밸러스트 워터 미생물 처리 시스템은 밸러스트 워터 처리 장치에 의해 멸균 처리되지 않은 밸러스트 워터를 먼저 검사하여, 적합 시에는 이를 밸러스트 워터 처리 장치로 통보하여 밸러스트 워터 처리 장치에서 멸균 과정을 수행하지 않도록 할 수도 있다. 이는 밸러스트 워터의 빠른 배출을 수행하기 위함이다.In addition, the vessel ballast water microbial treatment system may first inspect the ballast water that has not been sterilized by the ballast water treatment apparatus, and if appropriate, notify the ballast water treatment apparatus so that the ballast water treatment apparatus does not perform the sterilization process. have. This is to perform a quick discharge of ballast water.

도 1을 참조하여 선박 밸러스트 워터 미생물 처리 시스템의 구성을 살펴보면, 유입되는 밸러스트 워터에서 미생물(동물성 플랑크톤, 식물성 플랑크톤 중 적어도 하나임)을 필터링하고 저장하기 위한 미생물 여과 및 저장 수단(101~103)과, 미생물을 포함하는 밸러스트 워터를 샘플링하여 샘플링된 밸러스트 워터를 주사기 펌프(104)를 통해 백플로우 현상 없이 이동시키기 위한 이송수단(도 3 참조)과, 이송수단에 의해 이동된 밸러스트 워터에 시약을 주입하여 통과시키는 플로우 셀(107)과, 플로우 셀(107)을 통과하는 미생물이 시약 처리된 밸러스트 워터(시료)를 영상 처리하는 영상처리수단(105,106)을 포함한다. 또한, 영상처리된 미생물을 자동으로 검사하는 검사장치(미도시됨)를 더 포함한다.Referring to the configuration of the marine ballast water microbial treatment system with reference to Figure 1, microbial filtration and storage means (101 ~ 103) for filtering and storing microorganisms (at least one of the zooplankton, phytoplankton) in the incoming ballast water, Ballast water containing microorganisms is sampled to transfer the sampled ballast water through the syringe pump 104 without backflow phenomenon (see FIG. 3), and to inject a reagent into the ballast water moved by the conveying means. And a flow cell 107 for passing therethrough, and image processing means 105 and 106 for image processing the ballast water (sample) in which the microorganisms passing through the flow cell 107 are reagent-treated. The apparatus may further include an inspection device (not shown) for automatically inspecting the processed microorganisms.

상기 미생물 여과 및 저장 수단은, 유입되는 밸러스트 워터에서 동물성 플랑 크톤을 여과(필터링)하고 저장하기 위한 동물성 플랑크톤 처리수단(동물성 플랑크톤 여과장치(101), 농축 챔버(102))와, 동물성 플랑크톤을 여과(필터링)하고 남은 밸러스트 워터에서 식물성 플랑크톤을 여과(필터링)하기 위한 식물성 플랑크톤 처리수단(식물성 플랑크톤 여과장치(103))을 구비한다.The microorganism filtration and storage means, the phytoplankton processing means (animal plankton filtration device 101, concentration chamber 102) for filtering (filtering) and storing the zooplankton in the incoming ballast water, and filtration of the zooplankton And phytoplankton processing means (phytoplankton filtration device 103) for filtering (filtering) the phytoplankton from the remaining ballast water (filtering).

동물성 플랑크톤 여과장치(101)는 시료수 탱크에 저장된 밸러스트 워터가 출구관을 통해 배출되면, 동물성 플랑크톤을 여과(필터링)시킨다.The zooplankton filtration device 101 filters (filters) the zooplankton when the ballast water stored in the sample water tank is discharged through the outlet pipe.

농축 챔버(102)는 동물성 플랑크톤 여과장치(101)와 연결되며, 동물성 플랑크톤 여과장치(101)에 의해 여과(필터링)된 동물성 플랑크톤을 포함하는 밸러스트 워터를 저장한다. 이 농축 챔버(102)에 저장된 동물성 플랑크톤을 포함하는 밸러스트 워터 중 특정 부분(상, 중, 하)을 샘플링할 수 있는데, 샘플링 장치에 대한 자세한 설명은 도 2에서 후술하기로 한다.The concentration chamber 102 is connected to the zooplankton filtration device 101 and stores ballast water including the zooplankton filtered (filtered) by the zooplankton filtration device 101. A specific portion (upper, middle, lower) of the ballast water including the zooplankton stored in the concentration chamber 102 may be sampled, which will be described in detail later with reference to FIG. 2.

식물성 플랑크톤 여과장치(103)는 동물성 플랑크톤이 여과되고 남은 밸러스트 워터를 저장하여 식물성 플랑크톤을 여과(필터링)시킨다.The phytoplankton filtration apparatus 103 filters (filters) the phytoplankton by storing ballast water remaining after the zooplankton is filtered.

상기 이송수단은 여과 및 저장된 동물성 플랑크톤 또는 식물성 플랑크톤을 주사기 펌프(104)를 이용하여 백플로우 현상 없이 플로우 셀(107)로 이동시킨다. 주사기 펌프(104)는 동물성 플랑크톤 이송용 주사기 펌프(도 3 참조)와 식물성 플랑크톤 이송용 주사기 펌프 2가지로 구성된다. 도 3에서는 동물성 플랑크톤을 포함하는 밸러스트 워터를 이동시키기 위한 주사기 펌프에 대해 상세히 설명한다.The transfer means transfers the filtered and stored zooplankton or phytoplankton to the flow cell 107 without backflow using the syringe pump 104. The syringe pump 104 is composed of two types of zooplankton transfer syringe pump (see FIG. 3) and phytoplankton transfer syringe pump. 3 illustrates a syringe pump for moving ballast water containing zooplankton in detail.

플로우 셀(107)은 이송수단에 의해 이동된 동·식물성 플랑크톤을 투명한 관을 통해 흘려 영상처리수단(105,106)에서 분석할 수 있도록 한다. 프로우 셀(107) 은 동물성 플랑크톤을 포함하는 밸러스트 워터를 흘리는 이송부와, 식물성 플랑크톤을 포함하는 밸러스트 워터를 흘리는 이송부를 포함하는데, 하나의 플로우 셀(107)에 동물성 플랑크톤용 이송부와 식물성 플랑크톤용 이송부를 함께 구비할 수도 있고(도 4 참조), 별도의 플로우 셀로 구성할 수도 있다. 도 4에서는 동·식물성 플랑크톤을 포함하는 밸러스트 워터를 흘리는 각각의 이송부를 함께 도시한 플로우 셀에 대해 상세히 설명한다.The flow cell 107 flows the animal and plant plankton moved by the conveying means through the transparent tube to be analyzed by the image processing means 105 and 106. The prow cell 107 includes a conveying part for flowing ballast water containing phytoplankton, and a conveying part for flowing ballast water containing phytoplankton, and the conveying part for phytoplankton and the phytoplankton conveying part in one flow cell 107. May be provided together (see FIG. 4), or may be configured as a separate flow cell. In FIG. 4, the flow cell which shows each conveyance part which flows the ballast water containing a flora and fauna plankton is demonstrated in detail.

상기 영상처리수단은 플로우 셀(107)을 통해 흐르는 동·식물성 플랑크톤을 촬영하기 위한 고해상도 카메라(105)와, 촬영된 동·식물성 플랑크톤을 영상으로 나타내는 영상처리 장치(106)를 구비한다.The image processing means includes a high resolution camera 105 for photographing animal and plant plankton flowing through the flow cell 107, and an image processing apparatus 106 for displaying the photographed animal and plant plankton as an image.

카메라(105)는 동물성 플랑크톤 촬영용 카메라와 식물성 플랑크톤 촬영용 카메라가 별도로 구비될 수도 있지만, 하나의 카메라로 배율을 달리하여 동물성 플랑크톤 또는 식물성 플랑크톤의 영상을 촬영할 수 있다. 영상처리 장치(106)는 카메라(105)를 통해 촬영된 동·식물성 플랑크톤을 영상처리한다. 플랑크톤의 영상처리 과정에 대해서는 후술하기로 한다.The camera 105 may be separately provided with a camera for taking zooplankton and a camera for taking phytoplankton, but may capture an image of zooplankton or phytoplankton by varying the magnification with one camera. The image processing device 106 performs image processing on the animal and plant plankton photographed by the camera 105. The image processing process of plankton will be described later.

영상처리 장치(106)에 의해 영상처리된 동·식물성 플랑크톤 영상을 검사장치(미도시됨)에서 자동으로 검사할 수 있고, 영상처리된 플랑크톤 영상을 사용자가 육안으로 검사할 수도 있다. 본 발명은 이와 같이 검사장치 또는 사용자가 검사할 수 있도록 동·식물성 플랑크톤을 영상처리하는데 의의가 있다.The animal and plant plankton image processed by the image processing apparatus 106 may be automatically inspected by an inspection apparatus (not shown), and the user may visually inspect the processed plankton image. The present invention is meaningful in that the imaging device or plant plankton to image processing so that the inspection device or the user can inspect.

선박 밸러스트 워터 미생물 처리 시스템의 동작에 대하여 좀 더 자세히 설명하면 다음과 같다.The operation of the ship ballast water microbial treatment system will be described in more detail as follows.

먼저, 시료수 탱크에 저장된 밸러스트 워터가 출구관을 통해 동물성 플랑크톤 여과장치(101)로 이송되고, 동물성 플랑크톤 여과장치(101)를 통해 동물성 플랑크톤이 여과(필터링)된다. 이때 여과된 동물성 플랑크톤은 농축 챔버(102) 안에 모이게 되는데, 상·중·하로 나누어 각 부분에 설치된 튜브를 통하여 부분별 샘플링이 가능하다. 동물성 플랑크톤 여과장치(101)에 연결되어 있는 식물성 플랑크톤 여과장치(103)는 동물성 플랑크톤이 여과된 밸러스트 워터를 저장하고 동시에 밸러스트 워터 속에 포함된 식물성 플랑크톤을 여과(필터링)한다.First, the ballast water stored in the sample water tank is transferred to the zooplankton filtration device 101 through the outlet pipe, and the zooplankton is filtered (filtered) through the zooplankton filtration device 101. At this time, the filtered zooplankton is collected in the concentration chamber 102, and divided into upper, middle, and lower portions, and sampling by portions is possible through tubes installed in each portion. The phytoplankton filtration device 103 connected to the phytoplankton filtration device 101 stores the ballast water in which the zooplankton is filtered and simultaneously filters (filters) the phytoplankton contained in the ballast water.

동·식물성 플랑크톤 여과장치(101,103)에 의해 여과된 동·식물성 플랑크톤을 포함하는 밸러스트 워터는 최소의 유량제어가 가능하고 정밀도가 높은 두 대의 이송용 주사기 펌프(104)를 통해 각각 플로우 셀(107)로 이동되고, 주사기 펌프(104)를 통해 플로우 셀(107)로 흘러간 동물성 또는 식물성 플랑크톤은 각각의 또는 배율을 달리한 고해상(5메가 픽셀 이상의 사양) 카메라(105)를 통해 촬영되고, 영상처리 장치(106)를 통해 영상으로 나타내어진다. 영상처리 장치(106)에 의해 영상처리된 동·식물성 플랑크톤은 검사장치 또는 사용자의 육안으로 검사된다. The ballast water containing the plant and plant plankton filtered by the plant and plant plankton filtration device (101,103) is capable of controlling the minimum flow rate and flows through the two highly precise syringe pumps (104). Animal or phytoplankton flowed into the flow cell 107 through the syringe pump 104 is photographed through a high resolution (5 mega pixel or larger) camera 105, each or at different magnifications, and the image processing apparatus. The image is represented through 106. The animal and plant plankton image processed by the image processing apparatus 106 is visually inspected by the inspection apparatus or the user.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 동물성 플랑크톤을 샘플링하기 위한 샘플링 장치의 상세 구성을 도시한 도면으로, 동물성 플랑크톤을 상ㆍ중ㆍ하로 나누어 샘플링하는 과정을 보여준다.2 is a diagram illustrating a detailed configuration of a sampling apparatus for sampling zooplankton according to an embodiment of the present invention, and shows a process of dividing the zooplankton into upper, middle, and lower portions.

샘플링장치는 농축 챔버(102)에 저장된 동물성 플랑크톤을 포함하는 밸러스트 워터를 샘플링할 수 있는데, 이 샘플링 장치는 농축 챔버(102) 상부의 밸러스트 워터를 샘플링하기 위한 제1 튜브(201)와, 제1 튜브(201)를 통해 흘러나온 밸러스 트 워터를 개폐 가능하고 유출량을 조절하기 위한 제1 밸브(204)와, 농축 챔버(102) 중간 부분의 밸러스트 워터를 샘플링하기 위한 제2 튜브(202)와, 제2 튜브(202)를 통해 흘러나온 밸러스트 워터를 개폐 가능하고 유출량을 조절하기 위한 제2 밸브(205)와, 농축 챔버(102) 하부의 밸러스트 워터를 샘플링하고 개폐 가능하며 유출량을 조절하기 위한 제3 밸브(203)를 포함한다.The sampling device may sample ballast water comprising zooplankton stored in the concentration chamber 102, the sampling device comprising a first tube 201 for sampling ballast water above the concentration chamber 102, and a first tube 201. A first valve 204 for opening and closing the ballast water flowing through the tube 201 and adjusting the outflow amount, a second tube 202 for sampling the ballast water in the middle of the concentration chamber 102, A second valve 205 for opening and closing the ballast water flowing through the second tube 202 and adjusting the outflow amount, and a sample for opening and closing the ballast water under the concentration chamber 102 and adjusting the outflow amount. Three valve 203.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 이송 장치의 상세 구성을 도시한 도면으로, 백플로우 현상 없이 샘플링된 시료를 이송시키기 위한 것이다.3 is a view showing a detailed configuration of a transfer device according to an embodiment of the present invention, for transferring a sample sample without a backflow phenomenon.

농축 챔버(102)에서 저장된 동물성 플랑크톤을 포함하는 밸러스트 워터는 샘플링 장치에 의해 원하는 부분(상ㆍ중ㆍ하)이 샘플링되어 이송 장치에 의해 플로우 셀(107)로 이동된다.The ballast water containing the zooplankton stored in the concentration chamber 102 is sampled by a sampling device (upper, middle and lower) and is moved to the flow cell 107 by the transfer device.

예를 들어, 농축 챔버(102)의 상부에 흐르는 시료를 샘플링하기 위해서는, 상부 튜브(도 2의 제1 튜브)(201)와 연결된 제1 밸브(204)를 열어 주면 농축 챔버(102)의 상부에 존재하는 동물성 플랑크톤을 포함하는 밸러스트 워터(시료)만 최소 유량제어가 가능하고 정밀도가 높은 주사기 펌프(104)로 흘러가게 된다. 이때 사용되는 주파기 펌프(104)는 동물성 플랑크톤을 포함하는 밸러스트 워터를 이동시키기 위한 주사기 펌프(이를 '동물성 플랑크톤용 주사기 펌프'라 칭한다)이다. 동물성 플랑크톤용 주사기 펌프로 유입된 밸러스트 워터가 펌프의 흡입관(301)으로 유입되어 가득 차게 되면, 펌프의 토출관(302)을 통하여 플로우 셀(107)의 동물성 플랑크톤 유입관(도 4의 401)으로 주입된다.For example, in order to sample the sample flowing in the upper part of the concentration chamber 102, the first valve 204 connected to the upper tube (first tube in FIG. 2) 201 is opened to open the upper part of the concentration chamber 102. Only the ballast water (sample) containing the zooplankton present in the flow to the syringe pump 104 with a minimum flow control and high precision. The frequency pump 104 used at this time is a syringe pump for moving ballast water containing animal plankton (referred to as "a syringe pump for animal plankton"). When the ballast water introduced into the zooplankton syringe pump flows into the suction pipe 301 of the pump and becomes full, through the discharge pipe 302 of the pump, the zooplankton inlet pipe (401 in FIG. 4) of the flow cell 107 is filled. Is injected.

동일한 방법으로, 농축 챔버(102)의 중간 부분에 흐르는 시료를 샘플링하기 위해서는, 중간 튜브(도 2의 제2 튜브)(202)와 연결된 제2 밸브(205)를 열어 주면 농축 챔버(102)의 중간 부분에 존재하는 동물성 플랑크톤을 포함하는 밸러스트 워터(시료)가 최소 유량제어가 가능하고 정밀도가 높은 주사기 펌프(104)로 흘러가게 된다. 동물성 플랑크톤용 주사기 펌프로 유입된 밸러스트 워터가 펌프의 흡입관(301)으로 유입되어 가득 차게 되면, 펌프의 토출관(302)을 통하여 플로우 셀(107)의 동물성 플랑크톤 유입관(도 4의 401)으로 주입된다.In the same manner, in order to sample the sample flowing in the middle portion of the concentration chamber 102, the second valve 205 connected to the intermediate tube (second tube of FIG. 2) 202 is opened to open the concentration chamber 102. The ballast water (sample) containing the zooplankton present in the middle portion flows to the syringe pump 104 with the minimum flow rate control and high precision. When the ballast water introduced into the zooplankton syringe pump flows into the suction pipe 301 of the pump and becomes full, through the discharge pipe 302 of the pump, the zooplankton inlet pipe (401 in FIG. 4) of the flow cell 107 is filled. Is injected.

동일한 방법으로, 농축 챔버(102)의 하부에 흐르는 시료를 샘플링할 수 있다. 이 경우 농축 챔버(102)의 하부에 존재하는 동물성 플랑크톤을 포함하는 밸러스트 워터(시료)의 개폐 및 유량 조절은 하부 밸브(도 2의 제3 밸브)(203)를 통해 이루어진다.In the same manner, a sample flowing under the concentration chamber 102 can be sampled. In this case, opening and closing of the ballast water (sample) including the zooplankton existing in the lower portion of the concentration chamber 102 is performed through the lower valve (third valve of FIG. 2) 203.

식물성 플랑크톤용 주사기 펌프 역시 식물성 플랑크톤 여과장치(103)에 의해 샘플링되고 저장된 밸러스트 워터를 상기 동물성 플랑크톤용 주사기 펌프와 동일한 방식으로 처리하여 백플로우 현상 없이 플로우 셀(107)의 식물성 플랑크톤 유입관(도 4의 402)으로 이동시킬 수 있다.The syringe pump for phytoplankton is also treated with the ballast water sampled and stored by the phytoplankton filter 103 in the same manner as the syringe pump for phytoplankton, so that the phytoplankton inlet pipe of the flow cell 107 without backflow phenomenon (FIG. 4). 402).

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 플로우 셀의 상세 구성을 도시한 도면으로, 시약 물질을 투입시킨 후 촬영하기 위한 플로우 셀의 구성을 보여준다.4 is a view showing a detailed configuration of the flow cell according to an embodiment of the present invention, showing the configuration of the flow cell for taking the image after adding the reagent material.

동물성 플랑크톤의 촬영을 위한 플로우 셀(107)은, 이송 장치(도 3 참조)에 의해 이동되는 동물성 플랑크톤을 포함하는 밸러스트 워터가 유입되는 연결부(동물성 플랑크톤 유입관)(401)와, 유입된 동물성 플랑크톤을 포함하는 밸러스트 워터에 염색 시약(예컨대, 로즈 뱅갈, 메틸린 블루 등)을 주입하는 시약 주입부(403)와, 염색 시약이 투입된 밸러스트 워터를 흐르도록 하는 투명하고 긴 관 형태의 이송부(405)와, 이송부(405)를 통해 흐르는 동물성 플랑크톤을 포함하는 밸러스트 워터를 배출하는 배출부(407)를 포함한다. 특히, 이송부(405)는 동물성 플랑크톤 흐름의 촬영을 위해 투명한 재질(일실시예에 있어서 투명하고 부드러운 고무 튜브)로 구성되며, 이송부(405)를 통해 흐르는 동물성 플랑크톤을 포함하는 밸러스트 워터를 카메라(동물성 플랑크톤 촬영용 카메라)(105)를 통해 촬영한다. 이때 사용되는 카메라는 자동 포커스 기능이 포함된 40 배율 이상의 카메라이다.The flow cell 107 for photographing the zooplankton includes a connection portion (animal plankton inlet pipe) 401 into which ballast water including an animal plankton moved by a transport device (see FIG. 3) is introduced, and the introduced zooplankton A reagent injector 403 for injecting a dyeing reagent (for example, Rose Bangal, Methyl Blue, etc.) into the ballast water including a, and a transparent and long tube-shaped transfer part 405 for flowing the ballast water into which the dyeing reagent is added. And a discharge part 407 for discharging the ballast water including the zooplankton flowing through the transfer part 405. In particular, the transfer unit 405 is composed of a transparent material (transparent and soft rubber tube in one embodiment) for the imaging of the zooplankton flow, the ballast water containing the animal plankton flowing through the transfer unit 405 (animal Plankton photographing camera) (105). At this time, the camera used is a camera of 40 magnification or more with an auto focus function.

식물성 플랑크톤의 촬영을 위한 플로우 셀(107)은, 이송 장치에 의해 이동되는 식물성 플랑크톤을 포함하는 밸러스트 워터가 유입되는 연결부(식물성 플랑크톤 유입관)(402)와, 유입된 식물성 플랑크톤을 포함하는 밸러스트 워터에 형광 시약(예컨대, 광학 반응을 일으키는 물질 등)을 주입하는 시약 주입부(404)와, 형광 시약이 투입된 밸러스트 워터를 흐르도록 하는 투명하고 긴 관 형태의 이송부(406)와, 이송부(406)를 통해 흐르는 식물성 플랑크톤을 포함하는 밸러스트 워터를 배출하는 배출부(408)를 포함한다. 특히, 이송부(406)는 식물성 플랑크톤 흐름의 촬영을 위해 투명한 재질(일실시예에 있어서 투명하고 부드러운 고무 튜브)로 구성되며, 이송부(406)를 통해 흐르는 식물성 플랑크톤을 포함하는 밸러스트 워터를 카메라(식물성 플랑크톤 촬영용 카메라)(105)를 통해 촬영한다. 이때 사용되는 카메라는 자동 포커스 기능이 포함된 200 배율 이상의 카메라이다.Flow cell 107 for the imaging of phytoplankton, the connection portion (plant phytoplankton inlet pipe) 402 into which the ballast water containing the phytoplankton moved by the conveying device, and the ballast water including the phytoplankton introduced A reagent injecting unit 404 for injecting a fluorescent reagent (for example, a substance causing an optical reaction) into the liquid, a transparent and long tube-shaped transfer unit 406 for flowing the ballast water into which the fluorescent reagent is introduced, and a transfer unit 406. A discharge portion 408 for discharging the ballast water containing phytoplankton flowing through. In particular, the transfer unit 406 is composed of a transparent material (transparent and soft rubber tube in one embodiment) for the imaging of phytoplankton flow, the ballast water containing the phytoplankton flowing through the transfer unit 406 (vegetation Plankton photographing camera) (105). At this time, the camera used is a camera having a magnification of 200 or more with an auto focus function.

전술한 바와 같이, 카메라 촬영을 위해 동물성 플랑크톤을 포함하는 밸러스트 워터를 흘리는 플로우 셀과 동물성 플랑크톤을 포함하는 밸러스트 워터를 흘리 는 플로우 셀은 하나의 셀 또는 별도로 구성 가능하고, 동물성 플랑크톤 촬영용 카메라와 식물성 플랑크톤 촬영용 카메라가 별도로 구비될 수도 있지만, 하나의 카메라로 배율을 달리하여 동물성 플랑크톤 또는 식물성 플랑크톤을 촬영할 수도 있다.As described above, the flow cell flowing the ballast water containing the zooplankton and the flow cell flowing the ballast water containing the zooplankton can be configured as one cell or separately, and the camera for the zooplankton shooting and the phytoplankton Although a camera for photographing may be separately provided, it is also possible to photograph zooplankton or phytoplankton by varying the magnification with one camera.

카메라(105)로 시료를 촬영하는 과정에서 카메라 배율 조절 및 자동 초점(Auto-Focusing) 기능을 수행하게 되는데, 카메라(105)의 배율 조절 기능은 줌 렌즈와 포커스 렌즈의 이동에 의한 초점 값 변화량이 선형적이지 않기 때문에 알고리즘을 구현하는데 많은 어려움이 있다. 줌 트랙킹은 줌 곡선(Zoom Curve)을 따라 줌 모터와 포커스 모터를 이동시키면서 카메라(105)의 초점이 흐려지는 것을 방지하기 위한 기능을 한다. 여기서, 줌 곡선이란 피사체와 카메라(105)의 거리가 고정된 상태에서 줌 렌즈의 배율을 증가시키면서 각 배율에서 가장 선명한 영상이 나타나는 포커스 렌즈 위치를 정의한 데이터이다. 따라서 줌 트랙킹 곡선을 선형 구간과 비선형 구간으로 분할하여 줌 트랙킹 곡선의 저장 용량을 감소시키는 방법과 줌 기능 동작 중에 초점이 흐려지는 것을 방지하기 위해 줌 트랙킹 수행 도중 현재 피사체와의 초점 거리를 가장 잘 반영한 줌 트랙킹 곡선을 산출하는 방법으로 가장 선명한 영상을 획득한다.In the process of photographing the sample with the camera 105, the camera scale and auto-focusing functions are performed. The scaling function of the camera 105 changes the amount of change in the focus value due to the movement of the zoom lens and the focus lens. Since it is not linear, there are many difficulties in implementing the algorithm. Zoom tracking functions to prevent the focal point of the camera 105 from being blurred while moving the zoom motor and the focus motor along the zoom curve. Here, the zoom curve is data defining a focus lens position where the sharpest image appears at each magnification while increasing the magnification of the zoom lens while the distance between the subject and the camera 105 is fixed. Therefore, the zoom tracking curve is divided into a linear section and a non-linear section to reduce the storage capacity of the zoom tracking curve, and the zoom that best reflects the focal length with the current subject during zoom tracking to prevent the focus from being blurred while the zoom function is performed. The sharpest image is obtained by calculating the tracking curve.

이와 같이 플로우 셀(107)의 이송부(405,406)를 흐르는 시료(동ㆍ식물성 플랑크톤을 포함하는 밸러스트 워터)를 카메라(105)로 촬영하여, 영상처리 장치(106)에서 동물성 플랑크톤과 식물성 플랑크톤의 크기 및 개체수를 영상처리를 이용하여 획득한다.As described above, the sample 105 (ballast water containing animal and plant plankton) flowing through the transfer units 405 and 406 of the flow cell 107 is photographed with the camera 105, and the size of the animal plankton and the phytoplankton are determined by the image processing apparatus 106. The number of individuals is obtained using image processing.

영상처리 장치(106)는 카메라(105)에 의해 촬영된 동물성 플랑크톤과 식물성 플랑크톤을 최적으로 영상처리하고, 검사장치는 동물성 플랑크톤과 식물성 플랑크톤의 개체수 및 크기와 미생물의 사멸 유무를 자동으로 검사 및 분석한다. 물론 전술한 바와 같이 영상처리 장치(106)를 통해 최적의 동물성 플랑크톤과 식물성 플랑크톤의 이미지를 획득하고, 사용자가 획득된 이미지를 통해 동물성 플랑크톤과 식물성 플랑크톤의 개체수를 확인하도록 할 수도 있다.The image processing device 106 optimally processes the zooplankton and phytoplankton taken by the camera 105, and the inspection device automatically inspects and analyzes the number and size of the zooplankton and the phytoplankton and the presence of microorganisms. do. Of course, as described above, an image of the optimal zooplankton and phytoplankton may be obtained through the image processing device 106, and the user may be able to identify the population of the zooplankton and the phytoplankton through the acquired image.

이하에서는 획득된 영상으로부터 자동으로 검사 및 분석하는 과정에 대해서 살펴보기로 한다.Hereinafter, a process of automatically inspecting and analyzing the acquired image will be described.

동물성 플랑크톤 및 식물성 플랑크톤을 검사 및 분석함에 있어서, 필터링(Filtering), 윤곽선 검출(Edge Detection), 블랍 분석(Blob Analysis), 히스토그램 방법(Histogram Intensity Method), 임계치 방법(Thresholding), 사이즈 필터링(Size Filtering), 이미지 분할(Image Segmentation), 오브젝트 추출(Object Extraction), 오브젝트 측정(Object Measurement), 패턴 매칭(Pattern Matching), 패턴 인식(Pattern Recognition), 데이터 추출(Data Extraction) 과정을 수행한다.In screening and analyzing zooplankton and phytoplankton, filtering, edge detection, blob analysis, histogram intensity methods, thresholding, size filtering ), Image Segmentation, Object Extraction, Object Measurement, Pattern Matching, Pattern Recognition, Data Extraction.

보다 구체적으로, 우선 카메라(105)로 촬영된 이미지를 획득하여 획득된 이미지에서 노이즈를 제거하기 위해 필터링하고, 물체의 위치, 모양, 크기, 표면 무늬 등의 정보를 획득하기 위해 이미지 윤곽선 검출(Edge Detection)을 수행한다. 그리고 이미지 윤곽선 검출(Edge Detection) 후, 블랍(Blob) 분석을 통해 미생물의 크기를 획득한다. 다음으로, 물체와 배경 부분에 속한 화소의 명암값 분포를 결정하여 패턴의 기능을 만족하도록 하기 위한 히스토그램 방법(Histogram Intensity Method)을 적용하고, 임계치(Thresholding)를 결정한다. 이어서, 잡음에 의해 생기 는 화소를 제거하기 위해 사이즈 필터링(Size Filtering)을 수행하고, 획득된 영상에서 오브젝트(Object)와 배경(Background)을 분리하기 위해 이미지 분할(Image Segmentation)을 실행한다. 이어서, 이미지 분할 과정에서 분리된 오브젝트와 배경에서 오브젝트만 추출하기 위해 오브젝트 추출(Object Extraction) 과정을 수행하고, 추출된 오브젝트에서 크기, 위치, 방향 등의 특징을 측정(Object Measurement)한다. 그리고 추출한 오브젝트와 데이터베이스에 저장된 동물성/식물성 플랑크톤에 대한 자료와 매칭 작업을 통해 기본적인 판단을 하는 패턴 매칭(Pattern Matching)작업을 수행하고, 정확한 구별을 하기 위해 패턴 인식(Pattern Recognition) 과정을 거친 후, 처리된 영상을 바탕으로 필요한 데이터를 추출하는 데이터 추출(Data Extraction) 과정을 수행한다.More specifically, first, an image captured by the camera 105 is acquired and filtered to remove noise from the obtained image, and image contour detection (Edge) is performed to obtain information such as an object's position, shape, size, and surface pattern. Detection is performed. After image edge detection, the size of the microorganism is obtained through blob analysis. Next, a histogram intensity method is applied to determine the distribution of the intensity values of the pixels belonging to the object and the background part to satisfy the function of the pattern, and the threshold value is determined. Subsequently, size filtering is performed to remove pixels caused by noise, and image segmentation is performed to separate an object and a background from the obtained image. Subsequently, an object extraction process is performed to extract only the object separated from the background and the object separated in the image segmentation process, and characteristics of the size, position, direction, etc. are measured in the extracted object. After performing pattern matching to make basic judgment through data and matching on extracted objects and animal / phytoplankton stored in the database, pattern recognition process is performed to make an accurate distinction. A data extraction process of extracting necessary data based on the processed image is performed.

이미지 획득과 이미지 필터링 과정을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 영상 획득(Image Acquisition) 과정은 카메라(105)를 이용해서 영상처리에 이용할 수 있는 영상 데이터를 만드는 부분이고, 이때 영상 데이터는 비트맵과 같이 디지털 형태로 저장하게 된다. 영상은 물리적 장치에서 얻어진 그대로 사용할 수도 있지만 일반적인 경우 각종 필터나 히스토그램 기법(Histogram Intensity) 등의 방법을 이용하여 노이즈를 제거하거나 인식에 더 유용한 영상으로 만드는 필터링 과정을 추가하게 된다.Looking at the process of image acquisition and image filtering in detail. The image acquisition process is a part of making image data that can be used for image processing by using the camera 105. In this case, the image data is stored in a digital form like a bitmap. The image can be used as it is obtained from a physical device, but in general, various filtering or histogram techniques are used to remove a noise or add a filtering process to make the image more useful for recognition.

이미지 윤곽선 검출 과정은 다음과 같다. 일반적인 영상처리에서의 윤곽선(Edge) 개념은 영상 안에서 영역의 경계를 나타내는 특징으로서 픽셀(Pixel) 밝기의 불연속점을 나타낸다. 그리고 윤곽선은 영상 안에 있는 물체의 윤곽에 대응되 며, 물체의 위치, 모양, 크기, 표면의 무늬 등에 대한 정보를 제공하게 된다. 윤곽선을 검출하는 방법은 영상의 편미분 연산자 계산에 근거하여 산출하게 되는데, 윤곽선을 검출하는 방법으로 미분연산자의 역할을 해주는 여러 가지 마스크들이 있으며 이러한 마스크는 수학적인 조건을 만족하며 동일한 효과를 가지게 된다. 여기서, 마스크란 영상 안에서 일정 부분에 위치시키기 위한 일종의 행렬 모양의 구조체로 3×3, 5×5, 16×16 등과 같은 정방 행렬을 많이 사용하게 된다. 대표적인 윤곽선 검출 방법으로 소벨 마스크(Sobel Mask), 프레윗 마스크(Prewitt Mask), 로버트 마스크(Robert Mask), 라플라시안 마스크(Laplacian Mask), 케니 윤곽선 검출(Canny Edge Detection) 방법 등을 이용한다.The image contour detection process is as follows. In general image processing, the concept of edge represents a boundary of an area in an image and represents a discontinuity point of pixel brightness. The contour corresponds to the contour of the object in the image and provides information about the position, shape, size, and surface pattern of the object. The method of detecting the contour is calculated based on the calculation of the partial differential operator of the image. There are various masks that act as differential operators as the method of detecting the contour, and these masks satisfy the mathematical conditions and have the same effect. Here, the mask is a kind of matrix-like structure for positioning at a certain portion in the image and uses a lot of square matrices such as 3 × 3, 5 × 5, 16 × 16, and the like. Representative contour detection methods include Sobel Mask, Prewitt Mask, Robert Mask, Laplacian Mask, Kenny Edge Detection, and the like.

블랍 분석(Blob Analysis)은 영상 내에서 원하는 물체를 세어 주어진 영역 내의 물체의 개수를 얻어내고, 각각의 길이나 영역의 크기, 평균, 분산 같은 통계값을 자동으로 얻어낼 수 있는 분석기술이고, 이를 통해 미생물의 크기를 확인할 수 있다.Blob analysis is an analysis technique that counts the desired objects in the image to obtain the number of objects in a given area, and automatically obtains statistical values such as the length, size, average, and variance of each length. You can check the size of the microorganism through.

임계치(Thresholding) 방법은 윤곽선 검출을 통하여 획득한 이미지 데이터의 특징을 추출해내는 기법 중 하나로 이진 데이터의 그레이의 영상을 경계값(Threshold)으로 이용하여 흑과 백의 두 가지로 데이터를 취급하는 것이다. 경계값 처리라는 것은 입력 영상의 각 화소에 대해서 명도가 있는 일정값 이상의 경우에 대응하는 출력 영상의 화소값을 1로서, 그 외의 경우는 0으로 하게 된다.The thresholding method is one of techniques for extracting features of image data obtained through edge detection, and treats data as black and white using a gray image of binary data as a threshold. In the boundary value processing, the pixel value of the output image corresponding to the case where the pixel value of the input image is higher than or equal to a certain value with brightness is 1, and otherwise, 0.

히스토그램 방법은 영상 처리의 전처리 과정에서 물체를 인식하는데 많이 쓰이는 중요한 방법으로서, 영상에서 물체 안의 화소는 유사한 분포를 가지기 때문에 히스토그램의 마루와 골을 분석한다면 물체 부분과 배경 부분에 속한 화소의 명암값 분포를 결정할 수 있다. 이진화 블록 기법을 사용하여 마스크를 생성할 경우 추출되는 패턴이 산발적이고 그 수가 적어 패턴으로서의 기능을 제대로 수행하지 못하는 문제점이 발생하게 되는데 이를 극복하기 위해 히스토그램 기법(Histogram Intensity Method)을 사용하게 된다.The histogram method is an important method that is frequently used to recognize objects in the preprocessing of image processing. Since the pixels in an object have similar distributions in the image, if the floor and valley of the histogram are analyzed, the intensity distribution of the pixels in the object part and the background part is distributed. Can be determined. When the mask is generated using the binarization block technique, a problem arises that the extracted pattern is sporadic and the number of extracts is small so that the function as a pattern cannot be properly performed.

사이즈 필터링(Size Filtering)은 카메라(105)의 해상도나 조명의 불균일성 등에 의해 2진 영상의 잡음이 있을 수 있는데, 이러한 잡음은 보통 불규칙적으로 발생하므로 잡음에 해당하는 연결성분들의 화소의 수는 적은 값을 가진다. 따라서 사이즈 필터링(Size Filtering)이란 이미지상의 연결 성분들에 대해서 일정한 픽셀(Pixel) 수 미만인 연결성분들을 제거하는 것으로 잡음에 의해 생기는 화소들을 제거하기 위한 단순하면서도 효율적인 방법이다.In size filtering, there may be noise of a binary image due to the resolution of the camera 105 or unevenness of illumination. Since such noise is usually irregular, the number of pixels of the connected components corresponding to the noise is small. Has Therefore, size filtering is a simple and efficient method for removing pixels caused by noise by removing connection components that are less than a certain number of pixels for connection components on an image.

이미지 분할(Image Segmentation)은 이미지에서 오브젝트(Object)와 배경(Background)을 분리하는 과정이다.Image segmentation is a process of separating an object and a background from an image.

오브젝트 추출과 측정 과정(Object Extraction & Measurement)은 분리된 오브젝트(Object)와 배경(Background)에서 오브젝트(Object)만 추출하는 것이다.The object extraction and measurement process is to extract only the object from the separated object and the background.

라벨링(Labeling)에 의해 추출된 오브젝트(Object)의 크기, 위치, 방향 등의 특징을 계산한다. 여기서, 라벨링(Labeling)이란 한 연결성분에 같은 라벨(정수값)을 붙이고, 다른 연결 성분에는 다른 라벨을 붙이는 처리를 말한다. 라벨링(Labeling)된 화상으로부터 얻어진 연결성분들 각각은 어떤 물체를 나타낼 수 있는 가능성이 있으며, 각각의 연결성분에 대해 크기, 위치, 방향 등의 특징을 계산 하게 된다.The characteristics of the size, position, direction, etc. of the object extracted by labeling are calculated. Here, labeling refers to a process of attaching the same label (an integer value) to one connection component and a different label to another connection component. Each of the connected components obtained from the labeled image is capable of representing an object, and the characteristics of size, position, and orientation are calculated for each connected component.

한편, 화상에 있는 모든 연결성분들을 찾고, 같은 연결성분에 존재하는 모든 화소들에 하나의 고유한 라벨을 붙여주는 알고리즘을 성분 라벨링 알고리즘(Component Labeling Algorithm)이라고 하며, 회귀(Recursive)와 순차(Sequential) 알고리즘이 있다. 여기서, 회귀 알고리즘은 직렬 컴퓨팅에서는 그 계산 시간이 오래 걸리므로, 병렬 컴퓨터에서 많이 사용되고, 순차 알고리즘은 회귀 알고리즘에 비해 계산시간이 짧고 메모리가 적게 들며, 주어진 화상에 대해 2번의 전체 조사(Scanning)만으로 계산이 끝나게 되는 특징이 있다.On the other hand, an algorithm that finds all connected components in an image and attaches one unique label to all pixels present in the same connected component is called a Component Labeling Algorithm, and is recursive and sequential. ) Algorithm. Here, the regression algorithm takes a long time in serial computing, so it is frequently used in a parallel computer, and the sequential algorithm is shorter in computation time and requires less memory than the regression algorithm, and requires only two full scans of a given image. There is a characteristic that calculation is finished.

패턴 매칭(Pattern Matching) 과정은 추출한 오브젝트(Object)와 데이터베이스(Database)에 저장된 데이터를 비교하는 과정으로서, 데이터베이스(Database)에 저장되어 있는 동물성 플랑크톤과 식물성 플랑크톤에 대한 자료와 추출한 오브젝트(Object)를 매칭(Matching) 작업을 통해 오브젝트(Object)의 기본적인 정보를 판단하는 것이다.Pattern matching process is a process of comparing the extracted object and data stored in the database. The pattern matching process compares the data and extracted objects about zooplankton and phytoplankton stored in the database. Matching works to determine basic information of an object.

패턴 인식(Pattern Recognition) 과정은 이진화 처리나 히스토그램 평활 기법으로 이미지 처리를 했다고 하더라도 정확한 종의 구별이나 개체수의 판별, 그리고 생사판별과 같은 결과를 얻기에는 확률이 떨어지므로 이러한 부분을 개선하기 위한 하나의 방법으로 패턴인식(Pattern Recognition)을 사용하게 되는데, 신경망 알고리즘을 적용하여 패턴 인식(Pattern Recognition)의 인식율을 개선할 수 있다.The Pattern Recognition process is one of the ways to improve this part, even if the image is processed by binarization or histogram smoothing. Pattern Recognition is used as a method, and the recognition rate of Pattern Recognition can be improved by applying a neural network algorithm.

신경망 알고리즘은 학습의 기능을 갖는 사람의 두뇌가 다수의 뉴런이 서로 연결된 신경망으로 구성되어 있다는 것에서 착안된 것으로, 신경망은 생물학적 뉴 런을 모델링한 유닛(Unit)들과 그 유닛 사이의 가중치 연결(Weighted-Connection)들로 이루어지며, 각 신경망 모델에 따라 다양한 구조와 각각 독특한 학습 규칙을 가지게 된다.The neural network algorithm is conceived from the fact that the human brain, which has the function of learning, is composed of a neural network in which many neurons are connected to each other, and the neural network is composed of units modeling biological neurons and weighted connections between them. Connections), and each neural network model has various structures and unique learning rules.

각 NN(Neural Network)은 계층별로 그룹화된 뉴런들의 집합으로 구성되어 있으며, 입력(Input), 중간(Hidden Layer), 출력(Output)의 세 계층으로 이루어져 있고 입력과 출력계층 사이에는 여러 개의 계층이 존재하도록 할 수 있다. 생물학적 뉴런들 간의 정보 전달에 있어서 시냅스가 중요한 역할을 담당하듯이, 처리 요소들 간의 연결강도(Weight)를 반영하기 위해 신경회로망에서는 연결 가중치를 사용하는데, 각 처리 요소들은 전달받은 입력값과 연결 가중치를 사용하여 입력값을 계산한 후 이를 이용하여 출력값을 결정한다.Each NN (Neural Network) consists of a set of neurons grouped by layers, and consists of three layers: Input, Middle Layer, and Output. Multiple layers are defined between the input and output layers. Can exist. Just as synapses play an important role in the transfer of information between biological neurons, the neural network uses link weights to reflect the weight of the linkages between the processing elements. Calculate the input value using and determine the output value using it.

신경망은 다음과 같은 장점을 가진다.Neural networks have the following advantages:

결함 내구성(Fault Tolerance) : 처리 노드가 많기 때문에 몇 개의 노드나 연결이 가진 결함이 비교적 시스템 전체의 결함을 초래하지는 않음.Fault Tolerance: Due to the large number of processing nodes, a fault with a few nodes or connections does not cause a relatively system-wide fault.

일반화(Generalization) : 불완전하거나 사전에 알 수 없던 입력을 표현하는 경우에, 신경망은 합리적인 반응을 생성하는 것이 가능함.Generalization: In the case of representing an incomplete or unknown input, the neural network can generate a reasonable response.

적용성(Adaptability) : 신경망은 새로운 환경에서 학습. 새로운 경우는 즉각적으로 프로그램을 갱신하고 유지하는데 사용함.Adaptability: Neural networks learn in new environments. New cases are used to update and maintain the program immediately.

상기한 바와 같은 특징과 장점 등을 패턴 인식(Pattern Recognition)의 인식률 개선에 이용하게 된다.Features and advantages as described above are used to improve the recognition rate of pattern recognition.

데이터 추출(Data Extraction) 과정은 앞서 처리한 이미지를 바탕으로 필요 한 데이터(크기, 개수 등)를 추출하여 데이터베이스에 저장하는 것이다.Data Extraction process is to extract the necessary data (size, number, etc.) based on the processed image and store it in the database.

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 선박 밸러스트 미생물 처리 방법을 도시한 도면이다.5 is a view showing a marine ballast microbial treatment method according to an embodiment of the present invention.

먼저, 시료수 탱크에 저장된 밸러스트 워터가 출구관을 통해 동물성 플랑크톤 여과장치(101)로 이송되고, 동물성 플랑크톤 여과장치(101)를 통해 동물성 플랑크톤이 여과(필터링)된다(501). 이때 여과된 동물성 플랑크톤은 농축 챔버(102) 안에 모이게 되며, 농축 챔버(102)에 있는 동물성 플랑크톤을 포함하는 밸러스트 워터는 상·중·하로 나누어 각 부분에 설치된 튜브를 통하여 부분별 샘플링이 가능하다.First, the ballast water stored in the sample water tank is transferred to the zooplankton filtration device 101 through the outlet pipe, and the zooplankton is filtered (filtered) through the zooplankton filtration device 101 (501). At this time, the filtered zooplankton is collected in the enrichment chamber 102, and ballast water containing the zooplankton in the enrichment chamber 102 is divided into upper, middle, and lower portions, and sampling is possible through a tube installed in each portion.

또한, 동물성 플랑크톤 여과장치(101)에 연결되어 있는 식물성 플랑크톤 여과장치(103)는 동물성 플랑크톤이 여과된 밸러스트 워터를 저장하고 동시에 밸러스트 워터 속에 포함된 식물성 플랑크톤을 여과(필터링)한다(502).In addition, the phytoplankton filtration device 103 connected to the phytoplankton filtration device 101 stores the ballast water from which the zooplankton is filtered and simultaneously filters (filters) the phytoplankton contained in the ballast water (502).

이후, 농축 챔버(102)에서 저장된 동물성 플랑크톤을 포함하는 밸러스트 워터는 원하는 부분(상ㆍ중ㆍ하)이 샘플링되어(농축 챔버에 연결된 튜브와 밸브를 통해 원하는 부분을 샘플링함) 이송 장치(동물성 플랑크톤용 주사기 펌프(104))에 의해 이동되어 플로우 셀(107)의 동물성 플랑크톤 유입관(도 4의 401)으로 유입된다(503,504). 이때, 주파기 펌프(104)로 유입된 밸러스트 워터가 펌프의 흡입관(301)으로 유입되어 가득 차게 되면, 펌프의 토출관(302)을 통하여 플로우 셀(107)로 전달되어, 백플로우 현상 없이 동물성 플랑크톤을 포함하는 밸러스트 워터를 이동시킬 수 있다.Thereafter, the ballast water containing the zooplankton stored in the concentration chamber 102 is sampled with a desired portion (upper, middle and lower) (samples the desired portion through a tube and a valve connected to the concentration chamber). For injection into the zooplankton inlet tube (401 of FIG. 4) of the flow cell 107. At this time, when the ballast water introduced into the main pump pump 104 is introduced into the suction pipe 301 of the pump and becomes full, the ballast water is transferred to the flow cell 107 through the discharge pipe 302 of the pump, and without animal backflow phenomenon Ballast water containing plankton may be moved.

또한, 식물성 플랑크톤 여과장치(103)에 의해 샘플링되고 저장된 밸러스트 워터는 이송 장치(식물성 플랑크톤용 주사기 펌프(104))를 통해 동물성 플랑크톤용 주사기 펌프와 동일한 방식으로 처리하여 백플로우 현상 없이 플로우 셀(107)의 식물성 플랑크톤 유입관(도 4의 402)으로 이동시킬 수 있다.In addition, the ballast water sampled and stored by the phytoplankton filtration device 103 is treated in the same manner as the syringe pump for zooplankton through a transfer device (the syringe pump 104 for the phytoplankton) to flow the cell without a backflow phenomenon. Phytoplankton inlet tube (402 in FIG. 4).

이어서, 이송 장치(동ㆍ식물성 플랑크톤용 주사기 펌프(104))에 의해 이동된 동ㆍ식물성 플랑크톤은 각각 촬영을 위해 투명한 재질의 플로우 셀(107)의 각각의 이송부(405,406)를 통해 흐르게 된다.Subsequently, the animal and plant plankton moved by the transfer device (the syringe pump 104 for the animal and plant plankton) flows through the respective transfer sections 405 and 406 of the flow cell 107 of transparent material for imaging.

만약, 동물성 플랑크톤을 촬영하고자 하는 경우에는, 유입된 동물성 플랑크톤을 포함하는 밸러스트 워터에 염색 시약(예컨대, 로즈 뱅갈, 메틸린 블루 등)을 주입하여(506) 염색 시약이 투입된 밸러스트 워터를 흐르도록 하는 투명하고 긴 관 형태의 이송부(405)를 통해 흐르는 동물성 플랑크톤을 포함하는 밸러스트 워터를 카메라(동물성 플랑크톤 촬영용 카메라)(105)를 통해 촬영한다(508).If the zooplankton is to be photographed, a dyeing reagent (eg, Rose Bangal, Methylene Blue, etc.) is injected into the ballast water containing the introduced zooplankton (506) to flow the ballast water into which the dyeing reagent is added. The ballast water including the zooplankton flowing through the transparent and long tube-shaped transfer unit 405 is photographed through the camera (camera for zooplankton photographing) 105 (508).

또한, 식물성 플랑크톤을 촬영하고자 하는 경우에는, 유입된 식물성 플랑크톤을 포함하는 밸러스트 워터에 형광 시약(예컨대, 광학 반응을 일으키는 물질 등)을 주입하여(505), 형광 시약이 투입된 밸러스트 워터를 흐르도록 하는 투명하고 긴 관 형태의 이송부(406)를 통해 흐르는 식물성 플랑크톤을 포함하는 밸러스트 워터를 카메라(식물성 플랑크톤 촬영용 카메라)(105)를 통해 촬영한다(507).When phytoplankton is to be photographed, a fluorescent reagent (for example, a material causing an optical reaction) is injected into the ballast water including the introduced phytoplankton (505) to flow the ballast water into which the fluorescent reagent is introduced. The ballast water including phytoplankton flowing through the transparent and long tubular conveying part 406 is photographed through a camera (phytoplankton photographing camera) 105 (507).

한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램 은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.On the other hand, the method of the present invention as described above can be written in a computer program. And the code and code segments constituting the program can be easily inferred by a computer programmer in the art. In addition, the written program is stored in a computer-readable recording medium (information storage medium), and read and executed by a computer to implement the method of the present invention. The recording medium may include any type of computer readable recording medium.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by the drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따라 선박 밸러스트 워터 미생물 처리 시스템의 전체 구성을 도시한 도면,1 is a view showing the overall configuration of a marine ballast water microbial treatment system according to an embodiment of the present invention,

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 동물성 플랑크톤을 샘플링하기 위한 샘플링 장치의 상세 구성을 도시한 도면,2 is a diagram showing a detailed configuration of a sampling apparatus for sampling zooplankton according to an embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 이송 장치의 상세 구성을 도시한 도면,3 is a view showing a detailed configuration of a transfer apparatus according to an embodiment of the present invention,

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 플로우 셀의 상세 구성을 도시한 도면,4 is a view showing a detailed configuration of a flow cell according to an embodiment of the present invention,

도 5는 본 발명에 따른 선박 밸러스트 워터 미생물 처리 방법을 도시한 도면이다.5 is a view showing a marine ballast water microbial treatment method according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

101 : 동물성 플랑크톤 여과장치 102 : 동물성 플랑크톤 농축 챔버101: zooplankton filtration device 102: zooplankton concentration chamber

103 : 식물성 플랑크톤 여과장치 104 : 주사기 펌프103: phytoplankton filtration device 104: syringe pump

105 : 카메라 106 : 영상처리 장치105: camera 106: image processing device

107 : 플로우 셀 107: flow cell

Claims

In the system for processing microorganisms in ship ballast water,

Microbial filtration and storage means for filtering and storing microorganisms in the incoming ballast water;

Transfer means for moving the ballast water containing the microorganism without a backflow phenomenon through a syringe pump;

A flow cell for injecting reagent through the ballast water moved by the transfer means; And

Image processing means for image processing the ballast water (sample) the reagent is processed by the microorganism passing through the flow cell

Vessel ballast water microbial treatment system comprising a.

The method of claim 1,

Inspection means for inspecting the microorganisms imaged by the image processing means

Vessel ballast water microbial treatment system further comprising.

The method according to claim 1 or 2,

The microorganism,

Vessel ballast water microbial treatment system comprising at least one of zooplankton and phytoplankton.

The method of claim 3, wherein

The microorganism filtration and storage means,

Zooplankton processing means for filtering and storing zooplankton in the incoming ballast water; And

Phytoplankton treatment means for filtering and storing the phytoplankton in the remaining ballast water after filtering the zooplankton

Vessel ballast water microbial treatment system comprising a.

The method of claim 4, wherein

The zooplankton treatment means,

An animal plankton filtration device for filtering (filtering) the zooplankton from the incoming ballast water; And

A concentration chamber for storing ballast water comprising animal plankton filtered by said zooplankton filtration device,

The phytoplankton treatment means,

Phytoplankton filtration device for filtering and storing the phytoplankton in the remaining ballast water after filtering the zooplankton

Vessel ballast water microbial treatment system comprising a.

The method of claim 5,

Sampling means for sampling the ballast water containing the zooplankton stored in the concentration chamber,

The sampling means,

A first tube for sampling ballast water above the concentration chamber;

A first valve for opening and closing the ballast water flowing out through the first tube and adjusting the outflow amount;

A second tube for sampling ballast water in the middle portion of the concentration chamber;

A second valve for opening and closing the ballast water flowing through the second tube and adjusting the amount of outflow; And

A third valve for sampling, opening and closing ballast water at the bottom of the concentration chamber and adjusting the outflow amount

Vessel ballast water microbial treatment system comprising a.

The method of claim 6,

The transfer means,

When the sample (ballast water including animal plankton) sampled by the sampling means is introduced into the suction pipe of the syringe pump for zooplankton and is filled, the sample is discharged through the discharge tube of the syringe pump for zooplankton and the zooplankton flows into the flow cell. Ship ballast water microbial treatment system, characterized in that the movement to the pipe.

The method of claim 7, wherein

The flow cell,

The zooplankton inflow pipe into which ballast water including the zooplankton moved by the transfer means is introduced;

A reagent injecting unit for injecting a reagent into ballast water containing the introduced zooplankton;

A transfer unit for flowing the ballast water into which the reagent is injected;

Including a discharge for discharging the ballast water containing animal plankton flowing through the transfer,

The transfer unit is a vessel ballast water microbial treatment system, characterized in that made of a transparent material in order to be able to photograph the flow of zooplankton.

The method of claim 8,

The reagent is a marine ballast water microbial treatment system, characterized in that the dyeing agent, Rose Bangal or Methyl Blue.

The method of claim 5,

The transfer means,

When the sample (ballast water containing phytoplankton) filtered by the phytoplankton filtration device is introduced into the suction tube of the phytoplankton syringe pump and is filled, it is discharged through the discharge tube of the phytoplankton syringe pump and the vegetable of the flow cell Ship ballast water microbial treatment system, characterized in that the transfer to the plankton inlet pipe.

The method of claim 10,

The flow cell,

The phytoplankton inflow pipe into which ballast water containing phytoplankton moved by the transfer means is introduced;

A reagent injecting unit for injecting a reagent into ballast water containing the introduced phytoplankton;

Including a discharge for discharging the ballast water containing phytoplankton flowing through the transfer,

The transfer unit is a vessel ballast water microbial treatment system, characterized in that made of a transparent material in order to be able to photograph the flow of phytoplankton.

The method of claim 11,

The reagent is a fluorescent reagent, a vessel ballast water microorganism treatment, characterized in that the substance causing the optical reaction system.

In the method of treating microorganisms in ship ballast water,

a) filtering and storing microorganisms in the incoming ballast water;

b) moving the ballast water containing the microorganisms without backflow through a syringe pump;

c) injecting reagent into the moved ballast water and passing the flow cell; And

d) image-processing the photographed image by photographing a ballast water (sample) treated with the microorganism passing through the flow cell through a camera;

Vessel ballast water microbial treatment method comprising a.

The method of claim 13,

e) inspecting the microorganisms imaged in step d)

Vessel ballast water microbial treatment method further comprising.

The method according to claim 13 or 14,

The microorganism,

A method for treating marine ballast water microorganisms comprising at least one of zooplankton and phytoplankton.

The method of claim 15,

Step a) is

a1) filtering and storing zooplankton in the incoming ballast water; And

a2) filtering the zooplankton and filtering and storing the phytoplankton in the remaining ballast water

Vessel ballast water microbial treatment method comprising a.

The method of claim 16,

f) sampling the ballast water comprising the zooplankton stored in step a1)

Vessel ballast water microbial treatment method further comprising.

The method of claim 17,

In the step b), when the sample of ballast water containing the animal or phytoplankton flows into the suction pipe of the syringe pump and is full, the ballast water is discharged through the discharge pipe of the syringe pump to move to the inlet pipe of the flow cell. Vessel ballast water microorganism treatment method