KR20220038383A - 양식 연못용 수질 관리 장치 및 방법 - Google Patents
양식 연못용 수질 관리 장치 및 방법 Download PDFInfo
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Abstract
양식 연못에 설치된 외부 센서에 의하여 적당한 시간 간격으로 측정된 수질에 관한 측정 값을 기억하는 기억부와, 상기 측정 값의 변동에 기초하여 장래의 예측 값을 산출하고, 상기 예측 값이 수질의 악화를 나타내는 기준 값을 넘는 시기를 판정하는 판정부와, 상기 기준 값을 넘는 시기를 표시하는 표시부를 구비하고, 상기 시기는 연못의 물의 교체가 필요한 시기인 양식 연못용 수질 관리 장치가 제공된다.
Description
본 발명은 양식 연못용 수질 관리 장치 및 방법에 관한 것이다.
양식 연못의 수질 관리에 관하여, 특허 문헌 1에 개시된 바와 같은 양식 연못의 수질 평가 방법이 알려져 있다. 이 수질 평가 방법은 잉어의 양식에 있어서의 수질을 평가하기 위한 지표로서 산화 환원 전위를 활용하여, 잉어의 건강을 유지하기 위한 수질 평가 방법 및 수질 검사표를 제공하는 것이다. 그러나, 이 방법은 단지 산화 환원 전위를 지표로 하여 현시점에서의 수질을 판단하는 것이며, 장래의 수질 악화 경향을 파악하여, 연못의 물 교체 시기를 사전에 고지하는 것은 아니다. 또한, 콘크리트제 양식 연못이라고 하는 특수한 예이며, 수질 조건도 다르기 때문에, 흙으로 둘러싸인 천연 양식 연못에 적용하는 것은 곤란하다.
특허 문헌 2에 개시된 바와 같은 양식 연못 수질 정화 시스템 등도 알려져 있다. 이 수질 정화 시스템은 복수의 양식 연못을 감시하여, 그 중 가장 수질이 나쁜 양식 연못을 선택하여 정화를 실시하는 것이지만, 특허 문헌 1과 마찬가지로, 장래의 수질 악화 경향을 파악하여, 연못의 물 교체 시기를 사전에 고지하는 것은 아니다.
상기한 바와 같이, 콘크리트제 양식 연못의 수질 평가 방법이나, 양식 연못 수질 정화 시스템은 알려져 있었지만, 양식 연못의 수질 악화 경향을 파악하여, 연못의 물의 교체 시기를 사전에 고지하는 시스템은 알려지지 않았다.
이 때문에, 장래적인 양식 연못의 악화 경향을 파악하는 것은 곤란하였고, 종래에는, 장래적인 양식 연못의 악화 경향의 파악은 양식 연못을 관리하는 전문가(장인)의 감과 경험에 의존하고 있었다. 또한, 환경 조건 등에 따라서는, 양식 연못의 수질이 급격하게 악화되기도 하여, 연못의 물의 교체, 양식 연못의 청소 작업을 효율적으로 실시할 수 없었다.
양식 연못 이외의 수질 관리에 관한 기술로서, 특허 문헌 3에는, 어항의 수질 감시 시스템이 개시되어 있다. 이 시스템은 일반 가정의 관상어용 수조의 수질 감시 시스템이며, 수질의 악화를 경보로 알릴 수 있다. 또한, 특허 문헌 4에는 수조용 수질 감시 시스템이 개시되어 있는데, 양식어 수조의 수질이 정상 범위를 일탈하는 경우에 경보를 발할 수 있다. 그러나, 특허 문헌 3 및 4의 수질 감시 시스템은 물의 교체 시기를 사전에 고지하는 것은 아니다. 또한, 수조와 양식 연못은 대상이 되는 물고기나, 규모, 수질 환경 등이 완전히 다르기 때문에, 이러한 수조용 감시 시스템에 있어서 물의 교체 시기를 사전에 고지할 필요는 없다고 생각된다.
이상과 같이, 양식 연못의 수질 평가를 실시하는 것, 수질 정화를 실시하는 장치 및 수조의 수질 감시 시스템은 알려져 있었지만, 양식 연못의 환경 상태를 정확하게 파악하여, 연못의 수질 악화 경향을 예측하는 것에 의하여, 연못의 물의 교체가 필요한 시기를 사전에 고지하는 기술이나 장치는 존재하지 않았다.
본 발명은 양식 연못의 수질 관리에 관한 것으로, 각 수질 변동 값에 기초하여 연못의 환경 상태를 정확하게 파악하고, 연못의 수질 악화 경향에 대한 예측을 하여, 악화되는 것을 사전에 고지하는 장치 또는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 관한 양식 연못용 수질 관리 장치는 양식 연못에 설치된 외부 센서에 의하여 적당한 시간 간격으로 측정된 수질에 관한 측정 값을 기억하는 기억부와, 상기 측정 값의 변동에 기초하여 장래의 예측 값을 산출하고, 상기 예측 값이 수질의 악화를 나타내는 기준 값을 넘는 시기를 판정하는 판정부와, 상기 기준 값을 넘는 시기를 표시하는 표시부를 구비하며, 상기 시기는 연못의 물의 교체가 필요한 시기이다.
본 발명에 관한 양식 연못용 수질 관리 장치에 의하여, 양식 연못의 수질에 관한 변동 값에 기초하여 연못의 환경 상태를 정확하게 파악하고, 연못의 수질 악화 경향을 예측하여, 악화되는 것을 사전에 고지할 수 있다.
본 발명에 있어서, 외부 센서에 의한 측정은 1일 1회 정시에 실시하여도 좋다.
측정을 매일 정시에, 예를 들면, 1일 1회의 급이 전, 또는, 1일 여러 차례의 급이 중 1회의 급이 전에 실시함으로써, 1일 24 시간의 변동의 영향, 특히, 급이 전과 급이 후의 변동의 영향을 받는 일 없이, 정확한 측정이 가능해진다.
본 발명에 있어서, 판정부는 통계적 수법에 따라 예측 값을 산출하고, 연못의 물의 교체가 필요한 시기를 판정하여도 좋다.
공지의 통계적 수법을 이용하고 분석을 실시하는 것에 의하여, 판정부는 측정 값에 기초하여 정확한 예측이 가능해진다.
본 발명에 있어서, 판정부는 측정 값에 기초하여 산출된 예측 값의 시간 축에 대한 기울기가 소정 값 이상 또는 소정 값 이하가 되는 시점을 예측하고, 기준 값을 넘는 시기를 판정하여도 좋다.
판정부는 측정 값에 기초하여 산출된 예측 값의 시간 축에 대한 기울기가 소정 값 이상 또는 소정 값 이하가 되는 시점을 예측함으로써, 정확한 예측이 가능해진다.
본 발명에 있어서, 외부 센서는 암모니아 센서이며, 측정 값은 암모니아 농도이어도 좋다.
외부 센서로서 암모니아 센서를 사용함으로써, 암모니아 농도에 기초하여 연못의 물의 교체가 필요한 시기를 판정할 수 있다.
본 발명에 있어서, 외부 센서는 pH 센서이며, 측정 값이 수소 이온 농도(pH)이어도 좋다.
외부 센서로서 pH 센서를 사용함으로써, 수소 이온 농도(pH)에 기초하여 연못의 물의 교체가 필요한 시기를 판정할 수 있다.
본 발명에 있어서, 외부 센서는 산화 환원 전위계이며, 측정 값은 산화 환원 전위(ORP)이어도 좋다.
외부 센서로서 산화 환원 전위계를 이용함으로써, 산화 환원 전위(ORP)에 기초하여 연못의 물의 교체가 필요한 시기를 판정할 수 있다.
본 발명에 있어서, 외부 센서는 도전율계이며, 측정 값은 도전율(EC)이어도 좋다.
외부 센서로서 도전율계를 이용함으로써, 도전율(EC)에 기초하여 연못의 물의 교체가 필요한 시기를 판정할 수 있다.
본 발명에 있어서, 외부 센서는 산소 농도 센서이며, 측정 값은 산소 농도(DO)이어도 좋다.
외부 센서로서 산소 농도 센서를 사용함으로써, 산소 농도(DO)에 기초하여 연못의 물의 교체가 필요한 시기를 판정할 수 있다.
본 발명에 관한 양식 연못용 수질 관리 장치는, 외부 센서로서 암모니아 센서, pH 센서, 산화 환원 전위계, 도전율계, 산소 농도 센서 중 2개 이상을 사용하고, 측정 값으로서 받은, 암모니아 농도, 수소 이온 농도(pH), 산화 환원 전위(ORP), 도전율(EC), 산소 농도(DO) 중 2개 이상의 측정 값에 기초하여, 수질 악화를 나타내는 기준 값을 넘는 시기를 판정하여도 좋다. 2개 이상의 측정 값을 사용함으로써, 판정부는 측정 값에 기초하여 더 정확한 판정을 실시할 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 양식 연못용 수질 관리 방법은 양식 연못에 설치된 외부 센서에 의하여 적당한 시간 간격으로 측정된 수질에 관한 측정 값을 기억부에 기억하는 단계와, 상기 측정 값의 변동에 기초하여 판정부에 의하여 장래의 예측 값을 산출하고, 상기 예측 값이 수질의 악화를 나타내는 기준 값을 넘는 시기를 판정하는 단계와, 상기 기준 값을 넘는 시기를 표시부에 표시하는 단계를 포함하고, 상기 시기는 연못의 물의 교체가 필요한 시기이다.
본 발명에 관한 양식 연못용 수질 관리 방법에 있어서, 외부 센서는 암모니아 센서, pH 센서, 산화 환원 전위계, 도전율계, 산소 농도 센서 중 적어도 하나이며, 상기 측정 값은 암모니아 농도, 수소 이온 농도(pH), 산화 환원 전위(ORP), 도전율(EC), 산소 농도(DO) 중 적어도 하나이다.
본 발명에 의하면, 양식 연못의 악화 경향을 사전에 고지함으로써, 양식 연못의 유지 관리를 불필요한 낭비 없이 실시할 수 있다.
본 발명에 의하면, 일상적으로 사육에 적정한 수질을 확보함으로써, 양식어의 폐사를 방지하는 것 이외에, 효과적이고 경제적으로 양식어의 사육을 할 수 있다. 또한, 지금까지 작업자의 감과 경험에 의존하던 관리 방법을 수질의 변동에 기초하여, 양식어에 있어서의 노하우인 「최적의 사육 방법」을 데이터로 축적할 수도 있다.
양식 연못의 청소는 여과 조에 퇴적된 먹이 잔여물이나 배설물 등을 없애는 작업이다. 물 교체는 항상 실시하고 있지만, 청소를 실시하면 여과조의 물을 거의 빼게 되어, 물을 대량으로 소실하게 된다. 본 발명에 의하면, 이 작업에 의하여 수질이 대폭 악화되는 것을 막기 때문에, 물의 대량 교체에 의한 에너지 손실과 경제 손실을 줄일 수 있다.
[도 1] 본 발명에 관한 수질 관리 장치 및 양식 연못의 설비를 포함한 전체 구성을 나타내는 개략도이다.
[도 2] 본 발명의 전제가 되는, 양식 연못에 있어서의 수질 변화의 요인과 그 상호의 관계성을 나타내는 모식도이다.
[도 3] 급이 후의 pH 및 DO(산소 농도)의 변동을 나타낸 그래프이다.
[도 4] 본 발명의 실시예 1 및 2와 관련하여, 다른 사육법에 있어서의, pH의 변동 및 암모니아 농도의 변동을 나타낸 그래프이다.
[도 5] 본 발명의 실시예 3과 관련하여, pH의 변동 및 ORP(산화 환원 전위)의 변동을 나타낸 그래프이다.
[도 6] 본 발명의 실시예 4와 관련하여, EC(도전율)의 변동 경향과 물의 교체 시기를 나타낸 그래프이다.
[도 7] 본 발명의 실시예 5와 관련하여, 양식어 사육의 일상 관리에 있어서의 산소 농도 제어를 나타낸 그래프이다.
[도 2] 본 발명의 전제가 되는, 양식 연못에 있어서의 수질 변화의 요인과 그 상호의 관계성을 나타내는 모식도이다.
[도 3] 급이 후의 pH 및 DO(산소 농도)의 변동을 나타낸 그래프이다.
[도 4] 본 발명의 실시예 1 및 2와 관련하여, 다른 사육법에 있어서의, pH의 변동 및 암모니아 농도의 변동을 나타낸 그래프이다.
[도 5] 본 발명의 실시예 3과 관련하여, pH의 변동 및 ORP(산화 환원 전위)의 변동을 나타낸 그래프이다.
[도 6] 본 발명의 실시예 4와 관련하여, EC(도전율)의 변동 경향과 물의 교체 시기를 나타낸 그래프이다.
[도 7] 본 발명의 실시예 5와 관련하여, 양식어 사육의 일상 관리에 있어서의 산소 농도 제어를 나타낸 그래프이다.
도 1은 본 발명에 따른 양식 연못용 수질 관리 장치 및 양식 연못의 설비를 포함한 전체 구성을 나타내는 개략도이다. 수질 관리 장치(1)는, 기억부(2)와 판정부(3)와 표시부(4)를 구비하고 있다. 양식 연못에는, 외부 센서(11 내지 15)로서 암모니아 농도 센서(11)와 pH 센서(12)와 산화 환원 전위계(ORP계)(13)와 도전율계(EC계)(14)와 산소 농도 센서(DO계, 용존 산소 센서)(15)가 설치되어 있다. 또한, 도 1에는, 5개의 외부 센서(11 내지 15)가 기재되어 있지만, 이하의 실시예에서 설명하는 바와 같이, 양식 연못에 모든 외부 센서를 설치할 필요는 없고, 적어도 1개의 외부 센서가 설치되어 있으면 된다.
외부 센서(11 내지 15) 각각은 전기통신 수단에 의하여 수질 관리 장치(1)에 대하여 접속되어 있는지, 또는, 수동 등에 의하여 수질 관리 장치(1)에 대하여 측정 값을 입력함으로써, 외부 센서(11 내지 15)의 각각의 측정 결과인 각종 수질에 관한 측정 값(암모니아 농도, 수소 이온 농도(pH), 산화 환원 전위(ORP), 도전율(EC) 및 산소 농도(DO))이 기억부(2)에 기억된다. 판정부(3)는 기억부(2)에 기억된 측정 값의 변동에 기초하여, 장래의 예측 값을 산출하고, 상기 예측 값이 수질의 악화를 나타내는 기준 값을 넘는 시기를 판정한다. 표시부(4)는 판정부(3)의 판정 결과에 기초하여, 기준 값을 넘는 시기, 즉, 연못의 물의 교체가 필요한 시기를 표시한다.
양식 연못의 주변에는, 각종 양식 연못용 관리 설비(21 내지 25)가 설치되어 있다. 양식 연못용 관리 설비(21 내지 25)는, 연못에 급수하는 물의 pH를 측정하기 위한 pH 센서(21)와 연못에 급수하기 위한 급수 밸브(22)와 연못의 산소 농도를 증가시키기 위한 산소 용해기(23)와 연못의 상태에 기초하여 지시나 경보를 실시하는, 지시/경보 장치(24)와 공기를 불어넣기 위한 폭기 수차(25)를 포함한다. 이 관리 설비들 각각은 예시이며, 각 양식 연못에 있어서, 적당한 설비를 부가하는 것이 가능하고, 설비를 생략하는 것도 가능하다. 이러한 양식 연못용 관리 설비(21 내지 25)의 각각은 수질 관리 장치(1)에 의하여 일원적으로 관리 제어할 수도 있고, 표시부(4)의 표시 등에 기초하여 수동으로 조작할 수도 있다. 또한, 이하의 실시 형태의 설명에서는, 양식어로서 뱀장어를 예로 들었지만, 본 발명은 뱀장어에 한정되는 것은 아니다.
실시 형태를 상세하게 설명하기 전에, 우선, 양식 연못의 수질 관리에 대하고 설명한다.
도 2는, 양식 연못에 있어서의 수질 변화의 요인, 상호의 관계성을 나타낸 모식도이다. 이는 본 출원의 발명자가 지금까지의 양식어의 사육 경험을 토대로 하여 집계한 것이다. 도 2에 있어서, pH는 수소 이온 농도, DO는 산소 용해도(산소 농도), Temp는 수온, ORP는 산화 환원 전위, EC는 도전율이다. 이하, 도 2에 기초하여 설명한다.
양식 연못에 있어서는, 물고기의 배설물 등이 미생물에 의하여 분해되어 암모니아가 발생한다. 암모니아(NH3)는 여과 박테리아(질화균)의 질화 반응에 의하여 산화되어, 독성이 낮은 아질산(NO2)으로 변화하고, 나아가 아질산(NO2)으로부터 독성이 더 낮은 질산(NO3)으로 변화한다. 그러나, 양식어의 장기 사육을 실시하고 있으면, 연못에 오염물이 섞인 진흙이 축적되어, 질화 반응이 저하한다. 암모니아의 산화 분해에 의하여 pH는 저하하고, 생성물인 질산이 발생하면 도전율의 상승이 일어난다. 이 암모니아의 산화 분해에는 산소가 필요하고, 온도도 높은 편이 질화균의 활성이 올라간다. 한편, 오염물이 섞인 진흙의 축적에 의해 환원 반응이 산화 반응보다 강해지면, 질산의 환원 반응이 일어나서, pH는 높아지고, 도전율은 저하한다. 이 때, 양식 연못의 물은 산화 환원 전위(ORP)가 내려간다. 이러한 지식을 가지고, 오염물이 섞인 진흙의 청소 등, 연못 상태 회복을 목적으로 한 연못의 관리 업무에 있어서, 산화 환원 전위(ORP)와 pH에 기초하여 연못 상태를 파악할 수 있다. 다만, 산소가 충분히 존재하고, 반응장, 암모니아도 있는 상태에서 pH가 저하(5.5 이하) 되어 있는 경우에는, 질화균의 활성이 저하하기 때문에 산화 환원 전위(ORP)가 극단적으로 높아진다.
도 3(A)(B)는 급이 후의 pH 및 DO (산소 농도, 용존 산소)의 변동을 나타낸 그래프이다. 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 급이 t0로부터의 시간 t의 경과와 함께 pH 및 DO가 변동한다. 그래프의 파선의 안쪽은 변동이 허용되는 범위 A이지만, 그 범위를 넘는 시기(t＞t1)가 존재한다. 이 때문에, 1일에 있어서의 수질 변동도 양식 연못을 관리하는데 있어서 중요한 요소이다. 급이량이 적절하지 않은 경우, pH가 너무 내려가거나, DO가 너무 내려가거나 하므로, 양식어에 대한 부하가 발생하여, 발병 위험이 높아진다. 그 때문에 며칠간의 연못의 급이 후 상태 변동을 확인해나감으로써 최적의 급이량의 기준을 파악할 수 있고, 또한 DO 저하시의 산소 용해기(23)의 출력 상승, pH 조정제에 의한 사전 대응도 가능해진다. 이와 같이, 급이량과 수질에 관한 데이터를 수집하여 분석함으로써, 종래 작업자의 감과 경험에 의해 행해지던 노하우를 데이터화하는 것이 가능하게 된다.
뱀장어의 양식에서는, 「아질산 사육법」및 「암모니아 사육법」이 알려져 있다. 이러한 사육법은, 양식 연못의 설비(침전조의 크기, 자갈의 유무), 사육 기간 (40 내지 50 일간 또는 90 내지 120 일간) 및, 급이 방법(1일의 급이 회수) 등이 다르고, 또한, 수질의 특징(아질산 농도 또는 암모니아 농도의 허용 범위)도 다르다. 따라서, 이러한 기존에 알려져 있는 사육법들은 각각 각종 외부 센서에 의한 측정 값의 변동 경향이 다르다. 또한, 각각의 사육법에 따라 예측되는 변동 경향과 수질의 악화를 나타내는 기준 값 등도 다르다.
도 4는 실제의 사육 결과에 기초하여, pH의 변동 및 암모니아 농도의 변동을 나타낸 그래프이며, (A)는 아질산 사육법, (B)는 암모니아 사육법에 따른 그래프이다. 그래프의 원점인 t0은 사육의 개시 시점이며, 시기 txx는 수질 악화 상태이기 때문에 물 교체 시기이다. 연못의 청소를 끝낸 후에는, t1로부터 사육을 개시하게 된다(t0＜t1＜tx, t1은 도시하지 않음). 이 그래프에서는, 예를 들면, 센서에 의한 측정을 급이 전 1일 1회로 하는 등에 의하여, 1일에 있어서의 변동을 제외하였다. 또한, 센서에 의한 측정은 1일 1회로 하는 것 외에 여러 차례를 정시에 측정하여 평균 값을 채용하는 등, 적당한 측정 방법을 채용할 수 있다.
상기한 바와 같이, 아질산 사육법과 암모니아 사육법은 수질 관리의 수법이 다르다. 예를 들면, 아질산 사육법에서는, 후술하는 바와 같이, 탄산칼슘을 투입함으로써 pH의 조정을 하지만 (도 4(A) C점 참조.), 암모니아 사육법에서는 pH의 조정은 실시하지 않는다. 그러나, 두 가지 사육법 모두에서 시간의 경과와 함께 pH가 상승하고, 물의 교체 시기 txx에 있어서, 암모니아 농도가 수질의 악화를 나타내는 기준 값 XX에 이르고 있으며, 시기 txx에 이르기 전부터 급이량이 감소하는 것을 도 4의 그래프(A)(B)로부터 알 수 있다. 이와 같이, 두 가지 사육법 모두 에서, 예를 들면, 축적한 과거의 데이터와의 비교 등에 기초하여, pH의 변동 경향, 또는 암모니아 농도의 변동 경향으로부터 장래의 수질을 예측하고, 연못의 물의 교체 시기를 예측하는 것이 가능하다. pH 또는 암모니아 농도의 변동 경향에 기초한 실시예에 대하여는, 이하의 실시예 1 및 실시예 2에서 설명한다.
장래의 수질 변동의 예측에 대하여는, 예를 들면, 스프레드쉬트 소프트웨어의 함수 기능을 이용하여 그래프의 근사 곡선이나 회귀 직선에 기초한 예측을 실시하는 등, 통계적 수법을 포함한 공지의 분석 수단을 채용할 수 있다. 또한, 과거의 사육 결과를 데이터로서 축적하고, 데이터를 참조하여 판정을 하는 것이 가능하며, 또한, 데이터에 기초하여 수질 악화 경향을 판정하기 위한 기준이 되는 기준 값을 설정할 수도 있다. 또한, 수질 변동의 예측에 대하여는, 예측 값이 기준 값에 이르는 시기를 예측하는 것에 추가하여, 예측 값의 변동 경향의 시간 축에 대한 기울기, 즉, 예측 값의 단위 시간의 변동율이 소정 값 이상, 또는 소정 값 이하가 되는 시기를 예측하여, 연못의 물의 교체가 필요한 시기로서 판정할 수도 있다.
(실시예 1)
실시예 1은 암모니아 농도의 변화를 일정 시간(일 단위) 감시하고, 그 농도가 지금까지의 추이로부터 소정의 수치가 되는 것을 예측하여, 물의 교체(연못의 한계 수명)를 사전에 고지하는 것이다. 예를 들면, 분석 수단을 사용함으로써, 사전에 고지를 하는 시기 tx에 있어서의 암모니아 농도의 상승률에 기초하여, 암모니아 농도가 수질의 악화를 나타내는 기준 값 XX에 이르는 시기 txx를 예측할 수 있다.
구체적으로 설명하면, 도 4의 암모니아 농도의 변동으로부터 알 수 있는 바와 같이, 사육 기간의 개시부터 암모니아 농도는 낮은 수치에서 추이하고 있어, 이 기간은 물의 교체 시기의 예측은 할 수 없다. 그러나, 암모니아 농도가 올라가기 시작하면, 그 상승 경향으로부터 시기 tx에 있어서, 암모니아 농도가 수질의 악화를 나타내는 기준 값 XX에 이르는 시기 txx를 예측할 수 있다. 암모니아 농도의 상승이 시작된 단계에서는 그다지 정확한 예측은 할 수 없기 때문에, 사전에 고지를 실시하는 시기 tx는, 예를 들면 암모니아 농도가 XX/3(기준 값 XX의 3분의 1)을 넘은 시기 이후로 할 수도 있다. 시기 tx로부터 시기 txx 사이의 암모니아의 상승은 산화 반응의 저하 (pH 5.5 이하, 온도 저하, 산소 부족, 탄산 이온 부족) 및 환원 반응의 증가(오염물이 섞인 진흙 축적, 염기성 상태)에 기인한다. 수질 관리 장치(1)는, 암모니아 농도가 상승하여 기준 값 XX를 넘는 시기 txx를 사전에 고지하므로, 작업자는 산화 반응의 저하 및 환원 반응의 증가를 개선시킬 필요가 있다고 판단할 수 있다. 사전에 고지를 실시하는 시기 tx가 시기 txx에 가까워짐에 따라 더 정확한 예고가 되므로, 작업자는 연못의 환경을 개선하는 작업에 추가하여, 시기 txx에 이르기 전에, 물의 교체를 개시할 수 있다. 또한, 암모니아 농도는 급이량의 증가에 따라서도 상승이 일어나기 때문에, 급이량에 의한 보정을 실시할 필요가 있어, 현시점에서의 암모니아 농도가 기준 값에 해당하는지 아닌지를 판단하여야 한다. 수질 관리 장치(1)는, 급이량에 관한 데이터를 기억시키는 것에 의하여, 급이량에 의한 보정을 실시하는 것도 가능하다.
(실시예 2)
실시예 2는 pH의 변화를 일 단위로 감시하고, 그 수치가 소정 값이 되는 것을 예측하여 물의 교체 시기 txx를 사전에 고지하는 것이다. 실시예 1에 있어서의, 암모니아 농도가 수질의 악화를 나타내는 기준 값 XX와 마찬가지로, pH가 기준 값에 이르는 시기 txx를 예측하여 사전에 고지할 수 있다. 양식 연못의 수질이 악화되기 전의 사육 기간에 있어서, pH의 예측 값이 저하하는 경향에 있는 경우에는, 수질 관리 장치(1)는 pH 조정제(탄산칼슘, 중조 등)를 첨가시키는 지시를 표시하고, 증가 경향에 있는 경우에는 물의 교체, 퇴적물의 제거를 실시하도록 지시를 표시할 수 있다. 상기한 바와 같이, 아질산 사육법에서는, 도 4(A)의 pH의 변동의 C점에 있어서 탄산칼슘을 연못에 투입하여 pH의 조정을 실시하고 있다. 이와 같이 pH 조정에 의하여 pH가 변동하여 산과 골이 있는 시기에 있어서는 물의 교체 시기를 예측할 수 없다. 따라서, 수질 관리 장치(1)는, 산과 골이 있는 시기에 있어서 수질이 악화되는 시기의 예측을 실시하지 않게 설정할 수 있다.
(실시예 3)
실시예 3은 ORP의 변화를 일정 시간(일 단위) 감시하고, 수치의 감소를 계속하여 검지하면 연못의 산화 능력이 저하되고 있는, 즉 물의 교체(연못의 한계 수명) 시기가 가까워지고 있는 것을 고지하는 것이다. ORP가 300 mV를 넘는 경우에는 pH가 5.5 이하가 되어 산화 반응이 일어나기 어려운 상태일 가능성이 높기 때문에 pH 조정제를 첨가한다.
실시예 3과 관련하여, 도 5는 pH의 변동과 ORP(산화 환원 전위)의 변동을 나타낸 그래프이다. 도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, ORP는 정과 부 사이에서 변동을 반복하지만, 그 후, ORP가 부인 채로 양식이 계속되는 기간 T의 후, pH가 상승하는 경향을 볼 수 있다. 이 상태는 양식 연못의 수명의 한계에 가까워진 것을 나타내고 있으므로, ORP를 감시하여, ORP의 부 상태가 계속되는 기간 T를 검출하는 것에 의하여 연못의 물의 교체 시기를 예측할 수 있다. 또한, 축적된 과거의 데이터 등에 기초하여 ORP의 측정 값만으로, 연못의 물의 교체 시기를 예측할 수 있지만, 전술한 바와 같이, 다른 측정 값을 조합하여 더 정확한 예측을 실시하는 것도 가능하다.
(실시예 4)
실시예 4는, EC(도전율)의 변화를 일정 시간 감시하고, 그 수치가 감소 경향에 있을 때 감소 변화량으로부터 소정의 수치가 되는 것을 예측하여, 물의 교체(연못의 한계 수명)를 사전에 고지하는 것이다. 실시예 4와 관련하여, 도 6은 EC(도전율)의 변동 경향과, 물의 교체 시기를 나타낸 그래프이다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 일반적인 암모니아 사육법의 경우, 질산 농도가 내려가면, 그 후 암모니아 농도가 상승하여, 연못 상태는 나빠지는 것이 알려져 있다. 이와 같이, 질산 농도와 EC는 상관관계가 있으므로, 암모니아 농도가 XX에 이르는 시기 txx를 예측하는 것에 대신하여, EC의 변화를 감시하고, EC의 감소율, 즉, 경과시간에 대한 EC의 변화의 기울기(부의 기울기)가 소정 값 이하(절대 값으로 소정 값 이상)가 되는 시기 txx를 예측함으로써, 물의 교체 시기를 사전에 고지할 수 있다. 또한, 수질 관리 장치(1)는, 축적한 과거의 데이터에 기초하여 분석을 실시하는 것 외에, 급이량 등 다른 요소도 추가함으로써, 더 정확한 예측을 실시하는 것이 가능하다.
실시예 5에 대한 설명을 하기 전에, 뱀장어를 양식하는 경우에 기초하여, 양식어 사육의 일상 관리에 대하여 설명한다. 양식어 사육의 일상 관리로서 예를 들면 이하의 사항을 들 수 있다.
· 산소 용해기(23)를 구동하여도 산소 농도가 소정 값이 되지 않는 경우에는 폭기 수차 25를 구동한다.
· pH가 급격하게 저하하였을 때에는 급수 밸브 22를 조작하여 급수한다.
· pH가 급격하게 저하하였을 때에는 탄산칼슘의 투입을 지시한다.
· pH는 5.5를 하회하면 암모니아의 분해 능력이 저하하므로 5.5를 상회하도록 관리한다.
상기한 바와 같이, 사육의 일상 관리에 있어서, 산소 농도는 중요한 지표가 되고 있다.
도 7은 양식어 사육의 일상 관리에 있어서의 산소 농도 제어를 나타낸 그래프이다.
우선, 일상 관리로서, 산소 농도(DO)가 급격하게 저하하였을 경우에는, 먹이가 활발한 경우가 많은데, 이 경우에는 산소 공급량을 늘릴 필요가 있다. 산소 농도의 급격한 저하는 다량의 양식어의 폐사를 초래할 우려가 있으므로, 산소 농도의 저하를 방지할 필요가 있다. 도 7에 도시하는 바와 같이, 산소의 급격한 저하 시에는, ΔT 시간, 산소 용해기(23)를 구동하여, 산소 농도를 상승시키는 제어를 실시한다. 산소 용해기(23)를 구동하여도 산소 농도가 소정 값이 되지 않는 경우에는 폭기 수차 25를 구동한다.
(실시예 5)
실시예 5는 산소 농도(DO)의 변화를 일정 시간 감시하여, DO의 감소율이 소정 값보다 저하하였을 때, 예를 들면 Δ1ppm/hr 이상이 되었을 경우에 고지하는 것이다. 수질 관리 장치(1)는 DO가 소정 값보다 저하하였을 때뿐만 아니라, 소정 값에 가까워졌을 때, DO가 30분 이상 저하한 상태인 경우에도 고지하도록 설정할 수 있다.
상기에서는, 뱀장어를 예로 들어 실시예 1 내지 5를 설명하였다. 각 실시예에서도 설명한 바와 같이, 하나의 외부 센서에 의한 측정 값에 따라 연못의 물의 교체가 필요한 시기를 판정할 수 있지만, 2개 이상의 센서에 의한 측정 값에 기초하여 더 정확한 판정을 실시하는 것도 가능하다. 또한, 급이량 등, 사육에 관한 데이터를 추가하여 판정을 실시하는 것도 가능하다.
또한, 본 발명의 기술 범위는 전술한 실시 형태에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 전술한 실시 형태에 다양한 변경을 한 것을 포함한다. 즉, 실시 형태에서 든 구체적 구성은 일례에 지나지 않고, 적절한 변경이 가능하다.
본 발명에 관한 양식 연못의 수질 관리 장치는 뱀장어에 한정되는 것이 아니며, 무지개송어, 잉어 등, 다양한 양식어나 새우, 조개 등의 어패류 등에 적용하는 것이 가능하다.
1
수질 관리 장치
2 기억부
3 판정부
4 표시부
11 내지 15 외부 센서
21 내지 25 양식 연못용 관리 설비
2 기억부
3 판정부
4 표시부
11 내지 15 외부 센서
21 내지 25 양식 연못용 관리 설비
Claims (12)
- 양식 연못에 설치된 외부 센서에 의하여 적당한 시간 간격으로 측정된 수질에 관한 측정 값을 기억하는 기억부와,
상기 측정 값의 변동에 기초하여 장래의 예측 값을 산출하고, 상기 예측 값이 수질의 악화를 나타내는 기준 값을 넘는 시기를 판정하는 판정부와,
상기 기준 값을 넘는 시기를 표시하는 표시부를 구비하고, 상기 시기는 연못의 물의 교체가 필요한 시기인 양식 연못용 수질 관리 장치. - 제1항에 있어서,
상기 외부 센서에 의한 측정은 1일 1회 정시에 행해지는 양식 연못용 수질 관리 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 판정부는 통계적 수법에 의하여 상기 예측 값을 산출하고, 상기 시기를 판정하는 양식 연못용 수질 관리 장치. - 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 판정부는 상기 측정 값에 기초하여 산출된 상기 예측 값의 시간 축에 대한 기울기가 소정 값 이상 또는 소정 값 이하가 되는 시점을 예측하고, 상기 기준 값을 넘는 시기를 판정하는 양식 연못용 수질 관리 장치. - 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 외부 센서가 암모니아 센서이고, 상기 측정 값이 암모니아 농도인 양식 연못용 수질 관리 장치. - 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 외부 센서가 pH 센서이며, 상기 측정 값이 수소 이온 농도(pH)인 양식 연못용 수질 관리 장치. - 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 외부 센서가 산화 환원 전위계이며, 상기 측정 값이 산화 환원 전위(ORP)인 양식 연못용 수질 관리 장치. - 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 외부 센서가 도전율계이고, 상기 측정 값이 도전율(EC)인 양식 연못용 수질 관리 장치. - 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 외부 센서가 산소 농도 센서이고, 상기 측정 값이 산소 농도(DO)인 양식 연못용 수질 관리 장치. - 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 외부 센서로서 암모니아 센서, pH 센서, 산화 환원 전위계, 도전율계, 산소 농도 센서 중 2개 이상을 이용하여 상기 측정 값으로서 받은, 암모니아 농도, 수소 이온 농도(pH), 산화 환원 전위(ORP), 도전율(EC), 산소 농도(DO) 중 2개 이상의 측정 값에 기초하여, 수질 악화를 나타내는 기준 값을 넘는 시기를 판정하는 양식 연못용 수질 관리 장치. - 양식 연못에 설치된 외부 센서에 의하여 적당한 시간 간격으로 측정된 수질에 관한 측정 값을 기억부에 기억하는 단계와,
상기 측정 값의 변동에 기초하여, 판정부에 의하여 장래의 예측 값을 산출하고, 상기 예측 값이 수질의 악화를 나타내는 기준 값을 넘는 시기를 판정하는 단계와,
상기 기준 값을 넘는 시기를 표시부에 표시하는 단계를 포함하고, 상기 시기는 연못의 물의 교체가 필요한 시기인, 양식 연못용 수질 관리 방법. - 제11항에 있어서,
외부 센서는 암모니아 센서, pH 센서, 산화 환원 전위계, 도전율계, 산소 농도 센서 중 적어도 하나이며, 상기 측정 값은 암모니아 농도, 수소 이온 농도(pH), 산화 환원 전위(ORP), 도전율(EC), 산소 농도(DO) 중 적어도 하나인 양식 연못용 수질 관리 방법.
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