KR20210007710A - 순환식 수경재배의 배액 재활용 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수경재배 후 발생하는 폐 양액을 수거하여 재사용함으로써 수경재배에 따른 비용을 절감하고, 또 재사용이 어려운 폐 양액의 경우 환경오염이 발생하지 않도록 후 처리하여 방류하도록 한 순환식 수경재배의 배액 재활용 시스템에 관한 것으로, 그 구성은, 원수와 액비를 공급받아 적정비율로 혼합하여 양액을 만드는 혼합부와, 혼합부에서 혼합된 양액을 식물재배지로 공급하는 양액공급부와, 상기 식물재배지에서 배출되는 배액을 이송하는 배액이송부와, 그 배액이송부의 배액을 재활용하기 위하여 이물질을 제거하고 살균하는 배액재활용부와, 그 배액재활용부의 배액을 재활용하거나 또는 상기 원수로 희석하여 방류하도록 하는 방류부와, 혼합부, 양액공급부, 배액이송부, 배액재활용부, 방류부를 제어하도록 마련된 제어부; 로 이루어진다.

Description

순환식 수경재배의 배액 재활용 시스템{Drainage water recycling system of recycling process water culture}
본 발명은 수경재배 후 발생하는 폐 양액을 수거하여 재사용함으로써 수경재배에 따른 비용을 절감하고, 또 재사용이 어려운 폐 양액의 경우 환경오염(수질 및 토양오염)이 발생하지 않도록 후 처리하여 방류하도록 한 순환식 수경재배의 배액 재활용 시스템에 관한 것이다.
수경재배는 흙을 사용하지 아니하고 물과 수용성 영양분을 이용하여 식물을 재배하는 방법을 말하는 것으로서, 물 재배, 양액 재배, 무토양 재배라고 한다.
따라서, 수경재배는 비료성분의 공급과 관리가 정밀하고 토양의 연작장해와 같은 염려가 없는 장점이 있어 점차 그 면적이 증가하고 있다.
하지만, 비 순환식의 수경재배에서는 사용한 배양액을 재처리하거나 정화처리하여 재사용하는 장치를 활용하지 않고 하천에 흘려보내 하천수 오염의 원인이 되고 있어 수경재배에서 배양액을 하천에 흘려보내는 것은 앞으로 규제의 대상이 예상되기 때문에 장치로부터 흘러나오는 배양액을 살균 정화하여 재이용하는 기술 및 장치 개발은 시급한 과제이다.
현재 배양액의 살균이나 정화, 유기물의 분해 등을 위한 몇 가지 장치가 있지만 비용이 많이 드는 등의 문제로 경제적이고 효율적인 장치는 아직은 찾아보기 어려운 실정이다.
특히 수경재배는 일반적인 온실 설비 이외에 배양액의 관리나 재배 베드 등의 기계설비에 고가의 설비비가 투입되는 재배방법이다. 수경재배에서 배양액의 감염은 농약살포 등 방제로서 회복하는 것은 어려우며, 수확 전에 감염되는 경우에는 초기 투입된 농자재나 종묘, 난방 유류비, 비료 등의 비용 전액이 손해로 이어진다.
또한, 순환식 수경재배에서는 배양액이 전체 베드를 순환하기 때문에 배양액 중에 피슘(Pythium)이나 푸사리움(Fusarium)속 균과 같은 유해세균이 침입하여 배양액이 오염되면 순식간에 시설 전체에 병원균이 확산되어 회복 불가능한 피해가 발생할 위험이 있기 때문에 확실한 배양액 살균 기술이 필요하다.
이에 종래에는 배양액에 존재하는 각종 병원균을 제거하기 위해, 자외선, 오존, 염소, 염소와 탈 염소, 이산화탄소, 고온 및 고압 등을 이용한 살균기술이 이용되고 있다.
1) 자외선을 이용하는 경우는, 254㎚ 파장의 저압램프 또는 200~400 ㎜ [0009] 파장의 중압램프를 이용하여 미생물을 살균하는 기술로서, 환경오염이 없고 생태계에 피해를 주지 않으며 살균력이 강하고 조절이 가능하며 운영비가 저렴하지만, 금속이온의 침전과 전기누전에 주의해야 한다.
2) 오존을 이용하는 경우는, 현장에서 오존을 발생시켜 반응조에 주입하는 기술로서, 염소부산물이 없으나, 불안정하고 완전 살균이 어려워 미생물의 재증식이 가능하며 침전물이 발생할 뿐더러 가격이 비싸다.
3) 염소를 이용하는 경우는, 염소를 주입하여 HOCl 및 OCl-의 소독을 이용하는 기술로서, 가격은 저렴하나, 온도에 영향을 미치고 자외선이나 오존법에 비해 소독력이 약하며 염소부산물의 생성으로 인해 별도의 탈염소 공정이 필요하다.
4) 염소 및 탈염소를 이용하는 경우는, 염소시설 후단에 반응조를 설치하여 이산화황(sulfur dioxide)을 첨가하여 잔류염소를 환원시켜 제거하는 기술로서, 잔류하는 염소 제거로 생태계에 미치는 영향을 최소화할 수 있으나, 염소제에 비해 탈염소제의 가격이 비싸 염소법에 비해 투자비가 2~3배 더 소요되고 과잉의 탈염소제는 용존산소를 감소시켜 이산화황이 잔류하게 된다.
5) 이산화탄소를 이용하는 경우는, 현장에서 ClO2를 발생시켜 염소와 동일한 방법으로 주입하는 기술로서, 염소보다 소독력이 강하지만, 불안정하고 독성물질인 ClO3 -, ClO2 -, 가기 생성된다.
6) 고온을 이용하는 경우는, 100~130℃에서 수 초간 처리하는 기술로서, 처리시간이 짧고 장기보존이 가능하나, 물질 성분이 변하고 영양분이 파괴된다.
7) 고압을 이용하는 경우는, 공기의 압력을 높여 살균하는 기술로서 살균효과 및 지속성은 우수하나, 시설투자비가 많이 들고 안전성이 낮다는 문제점이 있다.
상기에서 설명한 바와 같은 수경재배는 해결해야 하는 문제점이 많이 있음에도 불구하고 수경재배 면적이 최근 10년 사이에 급속하게 증가하였으나, 수경재배 방식에 있어서는 양액 배출에 대한 규제가 없고, 순환식 수경재배 시스템을 구축하기 위한 초기 투비용의 증가에 의한 경제적 부담 증가와, 작물별 순환식 수경재배용 재사용을 위한 양액 처리 및 관리기술 등 순환식 수경재배 기술의 미확립으로 인해 일부 엽채류를 제외하고는 대부분 비 순환식으로 재배되고 있는 실정이다.
따라서, 우리나라에서도 기존의 비 순환식 수경재배를 순환식 수경재배방식으로 전환할 필요가 커지고 있고, 이를 위해서 폐 양액을 재이용할 수 있도록 처리할 수 있는 시스템의 개발이 요구되고 있다.
한국공개특허번호 제10-2015-0071956 : 살균장치를 포함한 수경재배 배양액 재순환장치. 한국공개특허번호 제10-2013-0073930 : 순환식 수경재배 시스템을 이용한 순환식 수경재배 방법.
본 발명은 상기의 종래 문제점을 해소하고자 발명한 것으로 그 목적은,
첫째, 수경재배지에서 재배하고 발생하는 폐 양액을 수거하여 재사용함으로써 수경재배에 따른 비용을 절감하고,
둘째, 재사용이 어려운 폐 양액을 경우에는 수질 및 토양오염이 발생하지 않도록 후처리하고 방류하며,
셋째, 수경재배의 성공 여부를 결정하는 배양액의 세균 감염으로 인한 회복 불가능한 피해 발생을 해소할 수 있도록 한 순환식 수경재배의 배액 재활용 시스템을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 과제 해결 수단 구성은,
원수공급라인(L2)을 통하여 원수탱크(110)의 원수가 공급되고 액비공급라인(L3)을 통하여 액비탱크(120)의 액비를 공급받아 혼합수단(130)에서 상기 원수와 액비를 혼합하여 양액을 만드는 혼합부(100);
상기 혼합부(100)에서 혼합된 양액을 양액공급라인(L4)을 통하여 양액제어수단(210)으로 공급하고 그 양액을 공급받은 양액제어수단에서는 식물재배지(220)로 양액을 제어 공급하도록 마련된 양액공급부(200);
상기 식물재배지(220)에서 배출되는 배액을 배액집수라인(L5)을 통해 집수조(310)로 공급되고 그 집수조의 배액은 배액배출라인(L6)을 통하여 배액저장탱크(320) 또는 희석탱크(510) 중 어느 하나로 공급하도록 마련된 배액이송부(300);
상기 배액저장탱크(320)에 저장된 배액의 이물질제거 및 살균을 배액공급라인(L7)에 설치된 이물질제거수단(410) 및 살균수단(420)에서 이루어져 배액회수라인(L8)을 통하여 상기 액비탱크(120)로 공급하도록 마련된 배액재활용부(400);
상기 배액저장탱크의 배액과 상기 이물질제거수단에 의해 이물질이 제거된 배액 및 상기 원수탱크의 원수를 각각의 라인을 통하여 상기 희석탱크(510)에서 공급받아 상기 원수로 희석하여 방류하도록 마련된 방류부(500);
혼합부, 양액공급부, 배액이송부, 배액재활용부, 방류부를 제어하도록 마련된 제어부(600); 로 이루어진다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 순환식 수경재배의 배액 재활용 시스템은, 상기 목적에서 설명한 바와 같이 수경재배지에서 재배하고 발생하는 폐 양액을 수거하여 재사용함으로써 수경재배에 따른 비용을 절감하고, 또 재사용이 어려운 폐 양액을 경우에는 수질 및 토양오염이 발생하지 않도록 후처리하고 방류함으로 인한 환경오염을 방지함은 물론, 수경재배의 성공 여부를 결정하는 배양액의 세균 감염으로 인한 회복 불가능한 피해 발생을 해소할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 순환식 수경재배의 배액 재활용 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명의 순환식 수경재배의 배액 재활용 시스템에서 혼합부 발췌 구성도,
도 3은 본 발명의 순환식 수경재배의 배액 재활용 시스템에서 양액공급부 발췌 구성도,
도 4는 본 발명의 순환식 수경재배의 배액 재활용 시스템에서 배액이송부 발췌 구성도,
도 5는 본 발명의 순환식 수경재배의 배액 재활용 시스템에서 배액재활용부 발췌 구성도,
도 6은 본 발명의 순환식 수경재배의 배액 재활용 시스템에서 방류부 발췌 구성도,
도 7은 본 발명의 순환식 수경재배의 배액 재활용 시스템에서 제어부를 개략적으로 나타낸 블록도.
본 발명은 수경재배 후 발생하는 폐 양액을 수거하여 재사용함으로써 수경재배에 따른 비용을 절감하고, 또 재사용이 어려운 폐 양액의 경우 환경오염(수질 및 토양오염)이 발생하지 않도록 후처리하고 방류하도록 한 순환식 수경재배의 배액 재활용 시스템에 관한 것으로, 이를 첨부도면을 참조하여 실시 예를 설명하면 아래와 같다.
- 아 래 -
본 발명에 따른 순환식 수경재배의 배액 재활용 시스템은, 도 1에 나타낸 바와 같이 원수와 액비를 공급받아 적정비율로 혼합하여 양액을 만드는 혼합부(100)와, 상기 혼합부에서 혼합된 양액을 식물재배지(220)로 공급하는 양액공급부(200)와, 상기 식물재배지(220)에서 배출되는 배액을 회수하여 이송하는 배액이송부(300)와, 상기 배액이송부의 배액을 재활용하기 위하여 이물질을 제거하고 살균하는 배액재활용부(400)와, 그 배액재활용부의 배액을 재활용하거나 또는 상기 원수로 희석하여 방류하도록 하는 방류부(500)와, 상기 혼합부, 양액공급부, 배액이송부, 배액재활용부, 방류부를 제어하도록 마련된 제어부(600); 로 이루어진다.
상기와 같은 순환식 수경재배의 배액 재활용 시스템에서 혼합부(100)는, 도 2에 나타낸 바와 같이 원수공급라인(L2)을 통하여 원수탱크(110)의 원수가 공급되고 액비공급라인(L3)을 통하여 액비탱크(120)의 액비를 공급받아 혼합수단(130)에서 상기 원수와 액비를 혼합하여 양액을 만들도록 구성된다.
상기와 같은 혼합부(100)의 구성에서 혼합수단(130)의 일실시 예는, 상기 원수공급라인(L2)과 액비공급라인(L3)의 각 끝단 부분에 각각의 3방향밸브(3W)가 설치되고, 그 각 3방향 밸브(3W) 간에는 열결링크(J1)가 연결 설치되어 상기 원수와 액비를 목적하는 비율로 혼합한 후 양액공급라인(L4)으로 공급되도록 하되, 상기 양액공급라인(L4)에는 도 3에 나타낸 바와 같이 EC센서(230) 펌프(240)가 설치된다.
상기 양액공급라인(L4)에 EC센서(230)를 설치하는 이유는, 양액공급라인(L4)으로 진행하는 양액의 농도를 EC센서(230)에서 측정하여 양액의 농도가 목적하는 농도를 유지하면 그 양액을 양액공급라인(L4)으로 진행시키고 양액의 농도가 목적하는 농도에 미치지 못하면 상기 각 3방향 밸브(3W)를 조절하여 목적하는 농도가 되도록 조절하기 하기 위함이다.
이때 상기 각 3방향 밸브(3W) 간에 열결링크(J1)를 설치한 이유는, 도 2에 나타낸 바와 같이 각 3방향 밸브(3W)의 개폐량을 조절하기 위함으로써 일 측의 3방향 밸브(3W)가 많이 열리면 타 측의 3방향 밸브(3W)는 적게 열리고, 반대로 일 측의 3방향 밸브(3W)가 적게 열리면 타 측의 3방향 밸브(3W)는 많이 열림으로 그 원리를 이용하여 양액의 목적하는 농도를 조절하는 것이다.
그리고 상기 열결링크(J1)에는 그 열결링크를 작동시키는 작동수단(도면미도시)이 설치되고 그 작동수단은 EC센서(230)와 제어부(600)를 통하여 연결 설치됨으로 EC센서(230)에서 양액의 농도가 측정되면 그 측정된 양액의 농도에 따라 작동수단을 구동시켜 열결링크(J1)를 작동시킴으로로 그에 따른 상기 각 3방향 밸브(3W)의 개폐량이 조절된다.
한편, 양액공급라인(L4)에 설치된 펌프(240)는 혼합수단(130)에서 혼합된 양액을 양액제어수단(210)으로 펌핑 공급하는 역활을 한다.
또한, 상기 액비탱크(120)의 내부에는 액비탱크의 수위를 측정하는 수위측정센서(S2)를 설치되어 액비탱크(120) 내부의 액비 양을 측정하여 액비의 보충여부를 결정한다.
본 발명의 순환식 수경재배의 배액 재활용 시스템에서 양액공급부(200)는, 도 3에 나타낸 바와 같이 상기 혼합부(100)에서 혼합된 양액을 양액공급라인(L4)을 통하여 양액제어수단(210)으로 공급하고 그 양액을 공급받은 양액제어수단(210)에서는 식물재배지(220)로 양액을 제어 공급하도록 구성된다.
한편, 상기 양액제어수단(210)의 일실시 예는, 상기 양액제어수단(210)의 인접 위치에 각기 다른 종류의 액비를 양액제어수단(210)에 공급하도록 하는 액비보충탱크(270)가 복수 개 마련되어 상기 양액공급라인(L4)으로 공급되는 양액의 액비 성분이 충분치 못할 경우 그 충분치 못한 액비를 액비보충탱크(270)의 선택된 곳에서 필요한 액비를 보충받아 목적하는 양액을 조성하도록 하였다.
또 상기 양액제어수단(210)의 인접 위치에는 태양광 즉 일사량을 측정하는 일사센서(280)가 설치되는데, 그 일사센서(280)를 설치하는 이유는, 재배식물의 일사량을 측정하여 그 일사량에 따른 양액의 공급량을 조절하기 위함이다.
그리고 상기 양액제어수단(210)에도 EC센서가 설치됨으로 그 양액제어수단(210)에 설치된 EC센서에 의해 양액제어수단(210)으로 공급된 양액 중 필요한 액비를 더 보충하거나 또는 혼합수단(130)에서 혼합된 양액의 농도가 불충분할 경우에는 상기 액비보충탱크(270) 중 어느 하나 또는 복수 개의 해당 액비를 양액제어수단(210)에 공급하여 양액의 농도를 목표치에 도달하도록 보충한다.
또한, 상기 양액제어수단(210)과 식물재배지(220)의 사이에 위치하는 양액공급라인(L4)에는, 제2여과기(250)와 유량계(260)가 설치되는데, 그 이유는, 상기 양액제어수단(210)에서 공급되는 양액 중의 이물질을 제2여과기(250)에서 제거함과 동시에 식물재배지(220)로 공급되는 양액의 유량을 유량계(260)를 통하여 정상적으로 공급되는지 여부를 체크하기 위함이다.
상기 식물재배지(220)로 공급되는 양액의 유량이 목적하는 양보다 적으면 식물재배지(220)에서 재배되는 식물의 양액 공급이 정상적으로 이루어지지 못하는 것이고, 양액의 유량이 목적하는 양보다 많으면 식물재배지(220)에서 재배되는 식물의 양액 공급이 과잉이 되므로 이 또는 식물에 악영향을 미침은 물론, 양액 낭비임으로 수경재배에 있어서 비용상승의 원인이 되기 때문에 유량계(260)가 필요하다.
본 발명의 순환식 수경재배의 배액 재활용 시스템에서 배액이송부(300)는, 도 4에 나타낸 바와 같이 상기 식물재배지(220)에서 배출되는 배액을 배액집수라인(L5)을 통해 집수조(310)로 공급하고 상기 집수조(310)의 배액은 배액배출라인(L6)을 통하여 배액저장탱크(320) 또는 희석탱크(510) 중 어느 한 곳으로 이송시키는 것이다.
상기의 구성에서 배액배출라인(L6)에는, 도 4에 나타낸 바와 같이 펌프(340), 여과기(350), 유량계(360), EC센서(370), pH센서(380), Na센서(390)가 상기 제어부(600)와 연결설치되고, 상기 저수조(310)에는 그 저수조를 측정하는 수위측정센서(S3)가 설치된다.
상기와 같이 배액배출라인(L6)에 펌프(340), 여과기(350), 유량계(360), EC센서(370), pH센서(380), Na센서(390)를 설치되는데 그중 Na센서(390)를 설치하는 이유는, 저수조(310)의 배액을 재활용할 것인지 아니면 희석탱크(510)로 보내 원수탱크(110)의 원수를 받아 희석시켜 방류할 것인지를 결정하기 위함이다.
특히 양액 중의 Na 농도가 너무 높으면 그를 먹고 자란 식물도 Na 농도가 높아짐으로 그 재배식물을 사람이 섭취하였을 때 인체에 유해함을 주게 된다. 따라서 상기 양액의 Na 농도는 액비탱크(120)로 보내 재활용할 수 있는 것인지 아니면 폐기해야 하는 것인지를 판단함이 매우 중요하다.
또 상기 배액배출라인(L6)에 pH센서(380)를 설치하는 이유는, 재배지에서 재배되는 식물에 pH가 적정한지 아니면 조정해야 하는지를 결정하기 위함이고, EC센서(370)를 설치하는 이유는, 배액배출라인(L6)을 진행하는 배액 중의 양액 농도를 측정하여 목적치에 준하는 양액을 재 조성하기 위함이며,
또한, 상기 배액배출라인(L6)에 펌프(340), 여과기(350), 유량계(360)를 설치한 이유는, 배액배출라인(L6)으로 진행하는 배액 중의 이물질을 제거함과 동시에 상기 배액집수라인(L5)으로 배액되는 양만큼의 배액을 펌핑하고, 배액배출라인(L6)으로 배출되는 유량을 측정하기 위함이다.
그리고 상기 배액저장탱크(320)와 이물질제거수단(410)의 사이 및 살균수단(420)과 액비탱크(120)의 사이에 위치한 배액공급라인(L7)에는 도 5에 나타낸 바와 같이 각각의 펌프(430,440)가 설치되고, 상기 이물질제거수단(410)과, 살균수단(420)의 사이에는 전자밸브가 설치된 배액공급라인(L7)이 연결 설치된다.
상기 배액저장탱크(320)와 이물질제거수단(410)의 사이 및 살균수단(420)과 액비탱크(120)의 사이에 위치한 배액공급라인(L7)에 각각의 펌프(430,440)를 설치한 이유는, 배액저장탱크(320)와 이물질제거수단(410) 및 살균수단(420)의 배액을 일정 압으로 액비탱크(120)에 공급하기 위함이다.
상기 이물질제거수단(410)은 모래를 충입하여 그 모래를 배액이 통과하면서 배액 중의 이물질을 제거하도록 함이 바람직하나, 그 외에도 이물질을 걸러주는 필터를 사용할 수 있고, 상기 살균수단(420)은 전기분해살균기를 이용하여 살균함이 바람직하나 그 외에도 UV램프를 이용한 살균 또는 광 촉매를 이용한 살균을 사용할 수 있다.
상기에서 설명한 전기분해살균기, UV램프를 이용한 살균, 광 촉매를 이용한 살균 등은 이미 잘 알려진 것으로 그에 대한 구체적인 설명은 생략 한다.
한편, 상기 원수탱크(110)의 상부 일 측에는 외부의 물을 공급받는 원수보충라인(L1)이 설치되고, 그 원수보충라인에는 급수펌프(140)와 외부의 물을 여과하는 제1여과기(150)가 설치되며, 상기 원수탱크의 내부에는 원수탱크(110)의 수위를 측정하는 수위측정센서(S1)가 설치되고, 그 수위측정센서는 상기 제어부(600)를 통하여 급수펌프(140)와 상호 연결 설치되어 원수탱크의 물 수위에 따라 급수펌프(140)를 작동시시켜 원수탱크(110)의 물을 보충하는 것이다.
그리고 상기 원수탱크(110)에 설치된 수위측정센서(S1)와, 액비탱크(120)에 설치된 수위측정센서(S2)와, 저수조(310)에 설치된 수위측정센서(S3)는, 그 각 탱크의 최고 및 최저 수위를 측정하여 각 펌프(140, 240, 340)의 작동 유무를 제어부(600)에서 제어하였다.
또한, 상기 회석탱크(510)에는, 도 6에 나타낸 바와 같이 상기 배액배출라인(L6)에서 배출되는 배액을 제1회수라인(L12)을 통하여 회수하고, 또 배액저장탱크(320)에서 오버플로우 되는 배액을 제2회수라인(L13)을 통하여 회수하며, 상기 이물질제거수단(410)에서 오버플로우 되는 배액을 제3회수라인(L14)을 통하여 회수하고, 상기 원수탱크(110)에서 공급되는 원수를 공급받아 상기 제1 및 제3회수라인을 통하여 회수된 상기 회수탱크(510)의 배액을 회석시켜 방류한다.
상기와 같이하여 방류되는 방류액은 수지 또는 토양오염과 무관한 방류액임으로 환경(수질 또는 토양)오염에 지장을 주지 않는다.
그리고 상기 각각의 라인(L1 내지 L14)에는 전자밸브가 설치되고 그 각 전자밸브는 제어부(600)와 연결 설치되어 제어부(600)의 신호에 따라 상기 각각의 전자밸브가 온/오프 되면서 배액의 진행을 제어하게 되는 것이다.
또 상기 이물질제거수단(410)과, 살균수단(420)의 사이에 설치된 배액공급라인(L7)과 상기 원수탱크(110)와 회수탱크(510) 사이에 설치되는 라인(L11) 간에는 열결라인(J2)이 설치되어 상기 이물질제거수단(410)에서 살균수단(420)으로 진행하고자 하는 배액을 상기 열결라인(J2) 및 라인(L11)을 통하여 회수탱크(510)로 배수되도록 할 수도 있고, 다른 실시 예로는 원수탱크(110)의 원수를 라인(L11)과 연결라인(J2)을 통하여 배액공급라인(L7) 및 이물질제거수단(410)과 라인(L14)로 역 진행시켜 회수탱크(51)로 공급되게 할 수도 있다.
상기와 같은 다른 실시 예의 장점은 원수탱크(110)의 원수를 이물질제거수단(410)의 하부에서 상부로 역 통과시킴으로써 이물질제거수단(410)에 누적된 이물질을 제거하며 청소할 수 있는 것이다.
단 상기 열결라인(J2)으로 원수를 역 진행시키기 위해서는 도 1에 나타낸 바와 같은 회수탱크(510)의 인접 위치에 위치한 라인(L11)의 전자밸브와, 이물질제거수단(410)과 살균수단(420) 사이의 위치한 배액공급라인(L7)의 전자밸브와 이물질제거수단(410)과 배액저장탱크(320)의 사이에 위치한 전자밸브를 잠그고 열결라인(J2)에 설치된 전지밸브와 라인(L14)에 설치된 전자밸브를 열어 준다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 순환식 수경재배의 배액 재활용 시스템은, 상기 효과에서 설명한 바와 같이 수경재배지에서 재배하고 발생하는 폐 양액을 수거하여 재사용함으로써 수경재배에 따른 비용을 절감하고, 또 재사용이 어려운 폐 양액을 경우에는 수질 및 토양오염이 발생하지 않도록 후처리하고 방류함으로 인한 환경오염을 방지함은 물론, 수경재배의 성공 여부를 결정하는 배양액의 세균 감염으로 인한 회복 불가능한 피해 발생을 해소할 수 있는 장점이 있다.
100 : 혼합부 110 : 원수탱크
120 : 액비탱크 130 : 혼합수단
140 : 급수펌프 150 : 제1여과기
200 : 양액공급부 210 : 양액제어수단
220 : 식물재배지 230 : EC센서
240 : 펌프 250 : 제2여과기
260 : 유량계 270 : 액비보충탱크
300 : 배액이송부 310 : 집수조
320 : 배액저장탱크 340 : 펌프
350 : 여과기 360 : 유량계
370 : EC센서 380 : pH센서
390 : Na센서 400 : 배액재활용부
410 : 이물질제거수단 420 : 살균수단
430,440 : 펌프 500 : 방류부
510 : 희석탱크 600 : 제어부
S1, S2, S3 : 수위측정센서

Claims (9)

  1. 원수공급라인(L2)을 통하여 원수탱크(110)의 원수가 공급되고 액비공급라인(L3)을 통하여 액비탱크(120)의 액비를 공급받아 혼합수단(130)에서 상기 원수와 액비를 혼합하여 양액을 만드는 혼합부(100);
    상기 혼합부(100)에서 혼합된 양액을 양액공급라인(L4)을 통하여 양액제어수단(210)으로 공급하고 그 양액을 공급받은 양액제어수단에서는 식물재배지(220)로 양액을 제어 공급하도록 마련된 양액공급부(200);
    상기 식물재배지(220)에서 배출되는 배액을 배액집수라인(L5)을 통해 집수조(310)로 공급되고 그 집수조의 배액은 배액배출라인(L6)을 통하여 배액저장탱크(320) 또는 희석탱크(510) 중 어느 하나로 공급하도록 마련된 배액이송부(300);
    상기 배액저장탱크(320)에 저장된 배액의 이물질제거 및 살균을 배액공급라인(L7)에 설치된 이물질제거수단(410) 및 살균수단(420)에서 이루어져 배액회수라인(L8)을 통하여 상기 액비탱크(120)로 공급하도록 마련된 배액재활용부(400);
    상기 배액저장탱크의 배액과 상기 이물질제거수단에 의해 이물질이 제거된 배액 및 상기 원수탱크의 원수를 각각의 라인을 통하여 상기 희석탱크(510)에서 공급받아 상기 원수로 희석하여 방류하도록 마련된 방류부(500);
    혼합부, 양액공급부, 배액이송부, 배액재활용부, 방류부를 제어하도록 마련된 제어부(600); 로 구성된 것을 특징으로 하는 순환식 수경재배의 배액 재활용 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 원수탱크(110)의 상부 일 측에는 외부의 물을 공급받는 원수보충라인(L1)이 설치되고, 그 원수보충라인에는 급수펌프(140)와 외부의 물을 여과하는 제1여과기(150)가 설치되며, 상기 원수탱크의 내부에는 원수탱크의 수위를 측정하는 수위측정센서(S1)가 설치되고, 그 수위측정센서는 상기 제어부(600)를 통하여 급수펌프와 상호 연결 설치되어 급수펌프의 작동 여부를 결정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 순환식 수경재배의 배액 재활용 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 혼합수단(130)은, 상기 원수공급라인(L2)과 액비공급라인(L3)에 각각의 3방향밸브(3W)가 설치되고, 그 3방향밸브 간에는 열결링크(J1)가 연결 설치되어 상기 3방향밸브의 개폐 정도에 따른 원수와 액비의 혼합량이 결정되어 양액공급라인(L4)으로 공급되게 하되, 상기 양액공급라인에는 EC센서(230)와 펌프(240)가 설치되고, 상기 액비탱크(120)의 내부에는 액비탱크의 수위를 측정하는 수위측정센서(S2)를 설치하여 된 것을 특징으로 하는 순환식 수경재배의 배액 재활용 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 양액제어수단(210)과 식물재배지(220)의 사이에 설치된 양액공급라인(L4)에는, 제2여과기(250)와 유량계(260)를 설치하여 된 것을 특징으로 하는 순환식 수경재배의 배액 재활용 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 양액제어수단(210)의 인접 위치에는, 태양광의 일사량을 측정하는 일사센서(280)와 각기 다른 종류의 액비를 양액제어수단에 공급하도록 하는 액비보충탱크(270)가 복수 개 마련된 것을 특징으로 하는 순환식 수경재배의 배액 재활용 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 배액배출라인(L6)에는, 펌프(340), 여과기(350), 유량계(360), EC센서(370), pH센서(380), Na센서(390)가 상기 제어부(600)와 연결 설치되고, 상기 저수조(310)에는 그 저수조를 측정하는 수위측정센서(S3)가 설치된 것을 특징으로 하는 순환식 수경재배의 배액 재활용 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 배액저장탱크(320)와 이물질제거수단(410)의 사이 및 살균수단(420)과 액비탱크(120)의 사이에 설치된 배액공급라인(L7)에는, 각각의 펌프(430,440)가 설치되고, 상기 이물질제거수단(410)과, 살균수단(420)의 사이에 설치된 배액공급라인(L7)에는, 전자밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 순환식 수경재배의 배액 재활용 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 이물질제거수단(410)과, 살균수단(420)의 사이에 설치된 배액공급라인(L7)과, 원수탱크(110)와 회수탱크(510) 사이에 설치된 라인(L11) 간에는 전자밸브가 설치된 열결라인(J2)을 연결 설치하여 상기 원수탱크(110)의 원수를 라인(L11)과 연결라인(J2) 및 이물질제거수단(410)과 라인(L14)으로 역 진행시켜 회수탱크(510)로 공급되게 구성시켜 된 것을 특징으로 하는 순환식 수경재배의 배액 재활용 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 회수탱크(510)에는, 배액배출라인(L6)에서 배출되는 배액을 제1회수라인(L12)을 통하여 회수하고, 배액저장탱크(320)에서 오버플로우 되는 배액을 제2회수라인(L13)을 통하여 회수하며, 이물질제거수단(410)에서 오버플로우 되는 배액을 제3회수라인(L14)을 통하여 회수하여 상기 원수탱크(110)에서 공급되는 원수를 라인(L11)을 통하여 공급받아 회석시켜 방류하도록 구성된 것을 특징으로 하는 순환식 수경재배의 배액 재활용 시스템.
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