KR20220102228A - A electrolysis sterilization method and device of the baby abalone land based seafarm filter - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 여과기 살균방법 및 살균장치에 관한 것으로서 보다 상세하게는 대량의 물을 지속적으로 여과해야하는 전복치패 육상양식장에서 여과된 일부의 해수를 전기분해하여 살균수로 준비한 후 이를 일정 간격으로 여과기에 주입하여 여과기를 살균하는 살균방법 및 살균장치에 관한 것이다.The present invention relates to a filter sterilization method and sterilization device, and more particularly, to prepare sterilized water by electrolyzing some filtered seawater in an abalone land farm, which requires continuous filtering of a large amount of water, and then injecting it into the filter at regular intervals. It relates to a sterilization method and a sterilization device for sterilizing a filter.
해수육상양식은 해상가두리양식과 비교할 때 태풍 등의 자연재해로부터 안전하기 때문에 초기투자비용과 유지비용이 많이 소요됨에도 불구하고 점차 증가하고 있다.Compared to offshore cage aquaculture, seawater aquaculture is safer from natural disasters such as typhoons.
이러한 해수육상양식장 중에서 광어, 우럭과 같은 어류 양식장은 유입해수를 처리하기 위한 별도의 여과기를 사용하지 않는다. 그러나 전복치패 육상양식장의 경우에는 어린 치패의 먹이생물인 규조류를 광합성을 통해 배양해야 하므로 갯뻘과 같은 고운 입자를 제거하기 위한 모래여과기를 사용하게 된다.Among these seawater aquaculture farms, fish farms such as flatfish and flounder do not use a separate filter to treat the incoming seawater. However, in the case of abalone larvae on land, a sand filter is used to remove fine particles such as mud mud because diatoms, which are food organisms for young chives, must be cultivated through photosynthesis.
조금 더 부연 설명하면, 전복치패양식장에서는 광합성을 위해 햇빛을 많이 받을 수 있도록 투명한 플라스틱 재질이며 두께가 0.3mm 내지 0.5mm이고, 가로, 세로의 크기가 각각 30cm, 50cm 크기의 규조류 배양판(파판)을 10mm 내지 15mm 간격으로 겹겹이 체결하여 양식수조 바닥에 설치된 쉘타(야행성인 전복이 낮에는 쉘타의 아랫면에 부착하여 잠을 잔다) 위에 수직으로 배치한다.To explain a little more, in the abalone shellfish farm, it is a transparent plastic material to receive a lot of sunlight for photosynthesis, and the thickness is 0.3mm to 0.5mm, and the width and length are 30cm and 50cm respectively. are fastened layer by layer at intervals of 10 mm to 15 mm and placed vertically on the shelter installed on the bottom of the aquarium (nocturnal abalone sleeps by attaching to the bottom of the shell during the day).
그러면 낮에는 파판 표면에 규조류가 광합성을 통해 배양되고, 야간에는 전복이 쉘타에서 빠져나와서 파판 사이를 기어다니며 그 규조류를 섭취하게 된다.Then, during the day, diatoms are cultivated on the surface of the wave plate through photosynthesis, and at night, the abalone escapes from the shelter and crawls between the waves to eat the diatom.
그런데 만일 유입되는 해수에 다량의 갯뻘 성분이 있으면 투명한 파판을 오염시키게 되고, 이것이 광합성을 방해하여 규조류 성장을 방해하게 되는데, 그러면 전복치패의 먹이가 부족하여 전복치패가 잘 자라지 않게 된다. However, if there is a large amount of muddy components in the incoming seawater, it contaminates the transparent wave plate, which interferes with photosynthesis and hinders the growth of diatoms.
따라서 전복치패양식장에서는 해수에 포함된 갯뻘 성분을 제거하기 위하여 대부분이 성능이 좋은 모래여과기를 사용하고 있다.Therefore, most of the abalone shellfish farms use high-performance sand filters to remove muddy components contained in seawater.
한편, 봄철과 가을철 어패류의 산란기가 되면 다량의 어패류 알과 정충이 어패류가 많이 서식하는 해안가 바닷물로 방사하게 되고, 이것들은 해수와 함께 전복치패양식장의 여과기로 유입하게 되는데, 이것들은 입자크기가 매우 작고, 끈적거리는 점도가 있기 때문에 여과기를 역세척해도 잘 제거되지 않게 되고, 이것이 유해세균의 영양분이 되어서 세균의 대량번식에 원인이 되며, 이 세균들은 입자크기가 작아서 여과기에설 걸러지지 않으므로 여과기를 통과하여 전복치패가 자라는 양식수조 내부로 유입되어 전복치패의 성장을 방해하거나, 폐사를 발생시키게 된다.On the other hand, during the spawning season of fish and shellfish in spring and autumn, a large amount of fish and shellfish eggs and spermatozoa are released into seawater along the coast where fish and shellfish live, and they flow into the filter of the abalone farm with seawater, which have very large particle sizes. Because it has a small and sticky viscosity, it is difficult to remove even when backwashing the filter, and this becomes a nutrient for harmful bacteria and causes the mass reproduction of bacteria. It passes through and flows into the aquaculture tank where abalone chives grow, preventing the growth of abalone chives or causing death.
본 발명은 이러한 전복치패 육상양식장용 여과기 내부의 유해세균 대량번식문제를 해결하기 위해 도출된 것인데, 이와 동일한 종래의 기술이 외국의 등록특허에 없는 이유는 전복육상양식은 전세계에서 우리나라에서만 있는 것이고, 특히 최근들어 전복치패양식이 개발된 배경에는 어린 치패들의 먹이인 규조류를 파판을 통해 배양하는 기술이 개발되어 가능해졌기 때문인 것으로 추측된다. 즉, 외국의 경우와 지금까지 우리나라에서 실시해왔던 여과기가 없는 해수육상양식장에서는 본 발명이 필요하지 않으므로 이 발명과 동일한 종래의 기술이 없는 것으로 추정된다.The present invention was derived to solve the problem of mass propagation of harmful bacteria inside the filter for abalone terrestrial farms. In particular, it is speculated that the background of the recent development of abalone chive culture is because the technology for culturing diatoms, which is the food of young chives, has been developed and made possible. That is, since the present invention is not required in the case of foreign countries and in seawater aquaculture without a filter that has been implemented in Korea so far, it is estimated that there is no prior art identical to this invention.
그러나 본 발명과 동일하지는 않지만 유사한 기술로서 해수 육상양식장에서 사용되는 용수를 살균하는 방법은 다수 제안되어있다.However, although not identical to the present invention, a number of methods for sterilizing water used in seawater onshore farms have been proposed as similar techniques.
가장 보편적으로 사용되고 있는 종래의 기술은 자외선 조사에 의한 살균방법이다. 이 방법은 용수에 포함되어있는 유해세균을 살균하면서, 동시에 살균된 용수에는 잔류물질이 없으므로 양식하는 어류, 패류에 어떠한 해로운 영향을 끼치지 않는다는 장점이 있다.The most commonly used conventional technique is a sterilization method by UV irradiation. This method has the advantage of sterilizing harmful bacteria contained in the water and at the same time not having any harmful effect on the farmed fish and shellfish because there is no residue in the sterilized water.
또 다른 종래의 기술은 전기분해를 통해 살균수를 제조하여 용수를 살균하는 방법이다.Another conventional technique is a method of sterilizing water by preparing sterilized water through electrolysis.
이 전기분해를 통한 종래의 기술은 해수를 전기분해하여 생성된 살균수(차아염소산나트륨 함유 해수)을 용수에 혼합하여 양식수조에 공급하거나, 유입되는 용수를 직접 전기분해하여 낮은 농도의 살균수를 생성하는 방법이 제안되어있고, 한편으로는 양식수조 별로 처리용량이 작은 전기분해장치를 설치하여 각각의 양식수조의 유량에 맞는 유효염소를 발생시키는 방법도 제안되어있다.In the conventional technique through this electrolysis, sterilization water (seawater containing sodium hypochlorite) generated by electrolysis of seawater is mixed with water and supplied to the aquaculture tank, or low-concentration sterilized water is produced by directly electrolyzing the incoming water. A method for generating effective chlorine has been proposed, and on the other hand, a method of generating effective chlorine suitable for the flow rate of each aquaculture tank by installing an electrolysis device with a small processing capacity for each tank is also proposed.
그리고 대량의 물을 연속적으로 처리해야하는 양식장과는 차이가 있지만 사람이 마시는 음용수의 여과기 분야에서도 전기분해방법을 응용한 살균방법이 다수 제안되어있다.And although it is different from aquaculture where a large amount of water must be continuously treated, a number of sterilization methods using electrolysis have been proposed in the field of drinking water for human consumption.
자외선 조사에 의한 종래의 살균방법은 자외선이 여과기 내부(모래로 구성된 여과층)로 침투하지 못하므로 살균효과가 여과기 표면에만 작동한다는 단점이 있다.The conventional sterilization method by ultraviolet irradiation has a disadvantage that the sterilization effect works only on the surface of the filter because ultraviolet rays do not penetrate into the inside of the filter (filter layer made of sand).
한편 또 다른 종래의 기술인 전기분해를 통해 살균수를 제조하여 용수에 투입하는 방법은 용수내에 포함된 유해세균을 살균하거나 양식수조를 살균할 수 있다는 장점은 있으나, 유익한 세균과 전복치패의 먹이생물인 규조류를 함께 사멸시킨다는 단점이 있다. 본 발명의 기술적 사상과 동일한 방식을 이용하여 전기분해로 생성된 살균수(차아염소산나트륨 함유 해수)를 여과기에 주입하여 여과기 내부를 살균한 후, 여과기를 통과하고 나온 해수에는 잔류염소농도를 매우 낮게 만들어 양식수조에서 배양하는 규조류의 성장을 방해하지 않게 하는 종래의 기술은 아직 제안되지 않은 것으로 판단된다.On the other hand, another conventional technique, the method of producing sterilized water through electrolysis and putting it into water has the advantage of sterilizing harmful bacteria contained in the water or sterilizing the aquaculture tank, but it is a food organism for beneficial bacteria and abalone. The disadvantage is that it also kills diatoms. Using the same method as the technical idea of the present invention, sterilizing water (seawater containing sodium hypochlorite) generated by electrolysis is injected into the filter to sterilize the inside of the filter, and then the residual chlorine concentration is very low in the seawater that has passed through the filter. It is judged that the conventional technology for making and not impeding the growth of diatoms cultured in aquaculture tanks has not yet been proposed.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해 도출된 것으로서, 본 발명에 따르면 전복치패 육상양식장용 여과기를 효과적으로 살균하여 양식수조 내부로 유입되는 용수에는 유해세균이 감소하고, 동시에 양식수조에 배양하는 규조류는 성장이 잘된다는 효과가 있다. The present invention was derived to solve this problem, and according to the present invention, harmful bacteria are reduced in the water flowing into the aquaculture tank by effectively sterilizing the filter for the abalone land farm, and at the same time, the diatoms cultured in the aquaculture tank grow This works well.
본 발명에 의한 전기분해를 이용한 전복치패 육상양식장용 여과기 살균방법 및 살균장치는 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 다음과 같은 특징을 포함할 수 있다.The filter sterilization method and sterilization apparatus for an abalone scallop onshore farm using electrolysis according to the present invention may include the following features in order to solve the conventional problems.
본 발명은 기본적으로 전기분해로 제조된 살균수를 여과기에 주입하여 여과기 내부를 살균하고, 살균 후에는 양식수조로 유입되는 살균성분의 잔류물질의 양을 최소로 하거나 또는 양식수조로 유입되는 시간이 최소로 하는 것을 기초로 한다.The present invention basically sterilizes the inside of the filter by injecting sterilizing water prepared by electrolysis into the filter, and after sterilization, the amount of residual substances of the sterilizing component flowing into the aquaculture tank is minimized or the time flowing into the aquaculture tank is reduced based on the minimum.
그러므로 양식수조에 유입되는 용수를 살균하거나, 양식수조를 살균하는 종래의 살균방법과는 기초부터 차이가 있다.Therefore, it is different from the basic sterilization method of sterilizing the water flowing into the aquaculture tank or sterilizing the aquaculture tank.
따라서 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 여과된 용수의 일부를 저장탱크에 준비하는 준비단계; 상기 준비단계 후 용수를 전기분해하여 살균수를 제조하는 전기분해단계; 상기 전기분해단계 후 살균수를 여과기로 주입하는 주입단계;을 포함하여 구성되며, 전기분해단계에서는 전기도금의 원리에 의해 해수에 포함된 칼슘, 마그네슘 등의 금속이온들이 전극표면에 스케일로 코팅되는 것을 방지하기 위하여 전극에 인가하는 양의 전원과 음의 전원을 서로 바꿔가면서 전기분해하는 것을 포함할 수 있다.Therefore, in order to achieve the above object, the present invention provides a preparation step of preparing a portion of filtered water in a storage tank; an electrolysis step of producing sterilized water by electrolyzing water after the preparation step; After the electrolysis step, an injection step of injecting sterilizing water into a filter; in the electrolysis step, metal ions such as calcium and magnesium contained in seawater are coated with scale on the electrode surface by the principle of electroplating. In order to prevent this, it may include electrolyzing while switching between positive and negative power applied to the electrode.
또한 상기 전기분해단계에서는 전극표면에 스케일이 도금되었을 때에 염산, 구연산 등의 화학약품을 이용하는 화학적 세정을 더 포함할 수 있다.In addition, the electrolysis step may further include chemical cleaning using chemicals such as hydrochloric acid and citric acid when the scale is plated on the electrode surface.
또한 상기 주입단계에서는 살균수 내의 유효염소능도가 20mg/L 내지 20,000mg/L 인 것을 특징으로 하는 것을 더 포함할 수 있다.In addition, in the injection step, the effective chlorine capacity in the sterilizing water may be further included, characterized in that 20 mg / L to 20,000 mg / L.
또한 상기 주입단계에서는 준비된 살균수를 1분 내지 5분 이내의 짧은 시간동안 한꺼번에 주입하는 것이 특징인 것을 더 포함할 수 있다.In addition, the injection step may further include injecting the prepared sterilizing water at once for a short period of time within 1 minute to 5 minutes.
또한 상기 주입단계에서는 준비된 살균수를 30분 이상 긴 시간동안 적은 양으로 나누어서 주입하는 것이 특징인 것을 더 포함할 수 있다.In addition, the injection step may further include the feature of injecting the prepared sterilization water by dividing it into small amounts for a long time of 30 minutes or more.
이상에서와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 여과기를 살균하면서 양식수조에는 최소한의 영향을 미치기 때문에 양식하는 전복치패의 폐사를 방지하고, 규조류가 잘 자라 전복치패의 성장을 더욱 촉진시킨다는 효과가 있다..As described above, according to the embodiment of the present invention, since the filter is sterilized and has a minimal effect on the aquaculture tank, the death of the cultured abalone is prevented, and the diatoms grow well and further promote the growth of the abalone. ..
도1은 본 발명의 실시예에 의한 전복치패양식장에서 살균과정을 설명하기 위한 전개도이다.
도2는 본 발명의 실시예에 의한 전기분해단계에서 내부구성방식 전해조의 구성도이다.
도3은 본 발명의 실시예에 의한 전기분해단계에서 외부구성방식 전해조의 구성도이다.
도4는 본 발명의 실시예에 의한 살균방법을 설명하기 위한 단계도이다.1 is a development view for explaining the sterilization process in the abalone shellfish farm according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a configuration diagram of the internal configuration method electrolytic cell in the electrolysis step according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of an externally configured electrolyzer in the electrolysis step according to an embodiment of the present invention.
4 is a step diagram for explaining a sterilization method according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예를 자세히 설명하도록 하겠다.Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도1을 참고하면, 전복치패 육상양식장에서 해수의 흐름은 먼저, 육상에 설치된 양식장에서 바다로 1km 내지 3km의 길이로 설치된 해수유입관(500)을 통해 유입펌프(510)가 해수를 펌핑하여 여과기(520)로 공급하는 것으로 시작된다.Referring to Figure 1, the flow of seawater in the abalone aquaculture farm is first, the inflow pump 510 pumps the seawater through the seawater inlet pipe 500 installed with a length of 1km to 3km from the farm installed on land to the sea and filters it. It starts with feeding to 520 .
이 때 여과기(520)는 상면이 개방되어 여과기 내부에 압력이 없이 해수가 모래여과재를 통과하는 방식의 무압력식 여과기와 상면이 폐쇄되어 펌프의 압력에 의해 모래여과재를 통과하는 방식의 압력식 여과기가 있다.At this time, the
여과기를 통과한 해수는 양식수조(530)를 통과하여 해수배출관(540)을 통해 다시 바다로 내보내지게 되는데, 전복치패 육상양식장의 양식수조는 폭이 80cm 내지 160cm이고, 길이가 600cm 내지 1000cm이고, 높이가 70cm 내지 100cm로서 직육면체 형상으로 형성되며, 일측에 해수가 유입되는 배관이 설치되어있고, 타측 바닥에 해수가 배출되는 배출구가 타공되어있는데, 평소에는 배출구에 배출구와 외경의 크기가 같고 길이가 70cm 내지 100cm인 PVC 파이프를 꽂아놓아 해수가 이 파이프 상단을 넘쳐서 배출구로 흘러들어가도록 하는데, 이렇게 하면 파이프 높이만큼 양식수조의 물높이를 조절할 수 있게 된다.The seawater that has passed through the filter passes through the
한편 양식수조 바닥에는 전복의 집 역활을 하는 쉘타가 설치되는데, 이 쉘타는 플라스틱 재질로서 두께가 1mm내지 3mm이고, 양식수조의 폭보다 10cm 내지 20cm 적은 폭에 길이는 50cm 내지 100cm이며, 길이 방향으로 굴곡을 형성하여 전복이 부착할 수 있는 면적적 넓게 만든 것이 특징이다. 또한 이 쉘타는 전복이 아랫면과 윗면을 쉽게 기어다닐 수 있도록 다수의 구멍이 타공되어있는 것이 특징이다.On the other hand, at the bottom of the aquaculture tank, a shelter that plays the role of a house for abalone is installed, which is made of plastic and has a thickness of 1 mm to 3 mm, a width of 10 cm to 20 cm less than the width of the aquaculture tank, and a length of 50 cm to 100 cm. It is characterized by making a wide area that can be attached to the abalone by forming a curve. This Shelter also features a number of perforated holes that allow the abalone to easily crawl on the underside and on the top.
이 쉘타는 양식수조 바닥면에 나란히 수 개가 설치되는데, 만일 양식수조의 길이가 1000cm이고 쉘타의 길이가 100cm인 것을 사용한다면 한 양식수조에 설치되는 쉘타의 수량은 9개가 된다. (일측의 해수유입관 방향과 타측의 해수배출구 방향에 약 50cm씩 여유공간을 두고 전체 양식수조 바닥에 쉘타를 설치하는 것임)Several of these shelters are installed side by side on the bottom of the aquaculture tank. If the length of the tank is 1000cm and the length of the Shelter is 100cm, the number of Shelters installed in one tank is 9 pieces. (It is to install a shell on the bottom of the entire aquaculture tank, leaving about 50 cm of free space in the direction of the seawater inlet pipe on one side and the seawater outlet on the other side)
한편, 쉘타가 양식수조 바닥면에 설치되면, 그 위로 전복치패의 먹이생물인 규조류를 배양하기 위하여 파판이 설치되는데, 이 파판은 두께가 0.3mm 내지 0.5mm의 투명한 플라스틱 재질이고, 크기가 가로는 30cm 내지 40cm이고, 세로는 50cm 내지 60cm로 형성되며, 각 모서리와 중앙에 직경 10mm 정도의 구멍을 타공하여 직경 8mm 크기의 파이프를 이용하여 이 파판을 80개 내지 150개를 10mm 간격으로 겹겹이 체결하여 사용한다.On the other hand, when the Shelter is installed on the bottom surface of the aquaculture tank, a wave plate is installed on it to cultivate diatoms, which are food creatures of abalone clams. This wave plate is a transparent plastic material with a thickness of 0.3 mm to 0.5 mm, It is 30cm to 40cm, and is formed to be 50cm to 60cm in length, and by perforating a hole with a diameter of about 10mm in each corner and the center, using a pipe with a diameter of 8mm, 80 to 150 of these corrugated plates are fastened at intervals of 10mm. use.
최근에 전복치패의 육상양식이 가능해진 것은 바로 이 규조류를 배양할 수 있는 기술의 개발 때문이다. 야행성 생물인 전복이 낮에는 쉘타의 아랫면에 부착하여 잠을 자고, 밤에는 낮동안 햇볕을 받아 광합성으로 증식된 규조류를 섭취하게 된다.It is because of the development of technology that can cultivate these diatoms that terrestrial aquaculture of abalone has recently become possible. Abalone, a nocturnal creature, attaches to the underside of the Shelter during the day to sleep, and at night consumes diatoms grown through photosynthesis by receiving sunlight during the day.
광어, 우럭 등의 어류 양식장과 달리 전복치패 육상양식장에서는 양식수조 내의 규조류 배양이 매우 중요하며, 만일 전기분해를 통해 생성된 차아염소산나트륨이 함유된 살균수가 양식수조로 유입된다면 규조류가 사멸하거나 성장에 큰 방해를 받기 때문에 광어, 우럭 등의 어류 양식장에서 사용되는 전기분해를 이용한 살균방법을 전복치패 육상양식장에서 사용한다면 큰 문제가 된다.Unlike fish farms such as flatfish and eel, it is very important to cultivate diatoms in aquaculture tanks in abalone land farms. It is a big problem if the sterilization method using electrolysis, which is used in fish farms such as flatfish and flounder, is used in land farms for abalone, because it causes a lot of interference.
본 발명에 의한 전복치패 육상양식장용 여과기 살균방법 및 살균장치는 이러한 전복치패 육상양식장의 제한조건에서 여과기를 효과적으로 살균하여 양식수조에 유입되는 해수에 유해세균의 개체수를 최소화하고, 양식수조의 규조류 배양에는 방해가 되지 않도록 하는데 그 목적이 있다.The filter sterilization method and sterilization device for abalone land farm according to the present invention effectively sterilize the filter under the restrictive conditions of the abalone larval farm, minimize the number of harmful bacteria in the seawater flowing into the aquaculture tank, and cultivate diatoms in the aquaculture tank Its purpose is to avoid interfering with
이하, 도1을 참조하여 본 발명을 더 자세히 설명하면, 준비단계(S100)는 전복치패 육상양식장에서 해수유입관(500)을 통해 유입된 해수가 여과기(520)를 통과하여 깨끗한 해수로 바뀌게 되고, 대부분이 양식수조(530)로 이동하게 되는데, 이것의 일부를 양식수조유입관연결구(602)로부터 연결하여 용수유입수단유입관(700)을 통해 용수유입수단(200)을 이용하여 용수저장수단(100)에 저장하게 된다. 이 때 용수유입수단(200)은 양식수조유입관연결구(602)의 배관내 압력이 충분하여 별도의 펌프 없이 해수를 이송할 수 있을 때에는 자동밸브만으로 구성되고, 압력이 부족할 경우에는 펌프와 자동밸브를 함께 사용하여 구성하게 된다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 1, in the preparation step (S100), the seawater introduced through the seawater inlet pipe 500 in the abalone land farm passes through the
한편, 또 다른 실시예에서는 도1에는 표시하지 않았으나 준비단계(S100)에서 사용되는 해수를 양식수조유입관연결구(602)가 아니라 양식수조(530)를 통과한 것을 해수배출관연결구(603)를 통해 준비할 수 있다.On the other hand, in another embodiment, although not shown in Figure 1, the seawater used in the preparation step (S100) passed through the
상기한 준비단계에서 해수를 저장하는 용수저장수단(100)은 플라스틱 재질의 원형, 사각형, 육각형, 원뿔 중 어느 한가지 형태의 탱크를 사용하거나 또는 콘크리트 구조물 형태의 탱크를 사용할 수 있다.As the water storage means 100 for storing seawater in the above preparation step, a tank of any one shape of a plastic material, round, square, hexagonal, or cone, or a tank of a concrete structure may be used.
이렇게 플라스틱재질 또는 콘크리트 재질을 사용하는 이유는 전기분해수단(300)을 이용하여 전기분해하여 살균수공급수단(400)을 통해 여과기에 공급할 때의 살균수는 그 유효염소농도가 20mg/L 내지 20,000mg/L의 고농도 차아염소산나트륨 함유 해수로서 티타늄, 하스텔로이 등 특수합금을 제외한 대부분의 금속재질을 산화시키기 때문이다. The reason for using such a plastic material or concrete material is that the effective chlorine concentration is 20 mg/L to 20,000 when the sterilizing water is electrolyzed using the electrolysis means 300 and supplied to the filter through the sterilizing water supply means 400. This is because it oxidizes most metal materials except for special alloys such as titanium and hastelloy as seawater containing high concentration of sodium hypochlorite in mg/L.
본 실시예에서 티타늄, 하스텔로이 등의 특수합금을 예시하지 않은 이유는 이들의 가격이 매우 고가이기 때문이다. 따라서 콘크리트, 플라스틱 재질 등을 사용하는 것이 본 발명을 실시하기 위해서 더 바람직하다.The reason that special alloys such as titanium and hastelloy are not illustrated in this embodiment is because their prices are very high. Therefore, it is more preferable to practice the present invention to use concrete, plastic material, or the like.
그리고 용수저장수단(100)에는 최소한 2개 이상의 수위검출센서가 설치될 수 있다. 이 수위검출센서는 준비단계(S100)에서 용수저장수단(100)에 해수를 채우는 과정과 전기분해 후 사용하는 주입단계(S120)에서 이 단계를 전기장치를 이용한 자동화에 사용될 수 있다.In addition, at least two water level detection sensors may be installed in the water storage means 100 . This water level detection sensor can be used to automate this step using an electric device in the process of filling the water storage means 100 with seawater in the preparation step (S100) and the injection step (S120) used after electrolysis.
즉, 본 발명에 의한 전기분해를 이용한 전복치패 육상양식장용 여과기 살균방법 및 살균장치는 사람이 직접 눈으로 관찰하면서 실시하거나 상기한 수위검출센서를 이용한 자동장치를 구성하여 실시할 수 있다.That is, the sterilization method and sterilization device for a filter for an abalone aquaculture farm using electrolysis according to the present invention can be carried out while directly observing the human eye or can be implemented by configuring an automatic device using the above-described water level detection sensor.
한편, 용수저장수단(100)에 저장된 해수는 그 다음단계인 전기분해단계(S110)를 통해 전기분해하여 해수에 포함된 소금(NaCl)의 염화이온이 전기분해수단(300)을 구성하는 전해조의 양의 전극 표면에서 염소가스(Cl2)로 전환되고, 이후 해수에 용해되면서 차아염소산나트륨(NaOCl)으로 바뀌게 된다.On the other hand, the seawater stored in the water storage means 100 is electrolyzed through the electrolysis step (S110), which is the next step, so that chloride ions of salt (NaCl) contained in the seawater are electrolyzed in the electrolysis means 300. It is converted to chlorine gas (Cl2) on the surface of the positive electrode, and then dissolved in seawater and converted to sodium hypochlorite (NaOCl).
한편, 상기한 전기분해수단(300)은 도2, 도3과 같이 전해조와 전원공급장치로 구성될 수 있다.On the other hand, the electrolysis means 300 described above may be composed of an electrolytic cell and a power supply device as shown in FIGS. 2 and 3 .
본 발명은 도2와 같이 내부구성방식 전해조(301)를 이용하여 구상할 수 있다. 이 방식은 용수저장수단내부(101)에 양극과 음극의 최소한의 한 쌍 이상의 전극으로 구성된 전해조를 설치하여 전기분해를 실시하는 것으로서 외부구성방식 전해조(304)과 비교하면 용수이동수단(306)이 필요없어 장치가 간단하고, 비용이 저렴하다는 특징이 있다.The present invention can be conceived using an internally structured electrolytic cell 301 as shown in FIG. In this method, electrolysis is performed by installing an electrolyzer composed of at least one pair of electrodes of an anode and a cathode in the inner 101 of the water storage means. There is no need, the device is simple and the cost is low.
즉, 외부구성방식 전해조(304)로 구성한다면 전해조(304)와 용수저장수단내부(103)를 해수가 순환될 수 있도록 펌프, 파이프, 밸브 등의 장치가 추가로 필요하게 되지만 내부구성방식 전해조(301)로 구성하게 되면 이러한 장치가 필요없게That is, if the external
된다.do.
한편, 상기한 준비단계(S100)에서 준비한 해수 속에는 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg) 등과 같은 금속성 이온들이 다량 포함되어있으므로 전기분해를 실시하면 음극 표면에 전기도금의 원리에 의해 금속성 이온들이 스케일로 형성하게 되는데, 이 스케일이 전극표면에 두껍게 형성되면 전기흐름을 방해하여 전기분해의 실시를 어렵게 하므로 본 발명에 의한 살균방법 및 살균장치는 전기분해단계(S110)에서 사용되는 전기분해수단(300)은 전극에 인가하는 양의 전원과 음의 전원을 서로 바꿔가면서 전기분해를 실시하는 것을 더 포함할 수 있다.On the other hand, since the seawater prepared in the above preparation step (S100) contains a large amount of metallic ions such as calcium (Ca), magnesium (Mg), etc. When this scale is thickly formed on the electrode surface, it obstructs the flow of electricity and makes it difficult to conduct electrolysis. Therefore, the sterilization method and sterilization apparatus according to the present invention are electrolysis means 300 used in the electrolysis step (S110). The method may further include performing electrolysis while exchanging positive and negative power applied to the silver electrode.
즉, 전기분해를 실시하면 음극의 표면에 금속성 이온들이 도금되므로, 이것이 단단하게 스케일로 형성되기 이전에 양의 전원과 음의 전원을 바꿔 공급하므로서 음극 표면의 금속성 이온들이 다시 반대쪽 양극의 표면으로 이동하게 하는 것이다.In other words, when electrolysis is performed, metallic ions are plated on the surface of the anode, so before it is firmly formed in scale, positive and negative power are exchanged and supplied, so that metallic ions on the surface of the cathode move back to the surface of the opposite anode will make it
본 발명의 실시예를 설명하기 위해 양극과 음극으로 표현하였지만 이것이 고정적으로 한쪽의 전극이 계속하여 양극 또는 음극인 것이 아니라 전원공급장치(302, 305)를 이용하여 양의 전원을 공급할 때에는 양극이 되고, 음의 전원을 공급할 때에는 음극이 되는 것이다.In order to explain the embodiment of the present invention, it is expressed as an anode and a cathode, but it is not fixed that one electrode is continuously an anode or a cathode, but becomes an anode when a positive power is supplied using the
상기한 양의 전원과 음의 전원을 바꿔 공급되는 간격은 1분 이내의 시간일 수도 있고, 30분 이내의 시간일 수도 있는데, 이는 해수 속에 포함되어있는 금속성 이온의 농도에 따라 다르게 적용하게 된다.The interval at which the positive and negative power are exchanged and supplied may be within 1 minute or within 30 minutes, which is applied differently depending on the concentration of metallic ions contained in seawater.
즉, 금속성 이온의 농도가 높을 경우에는 전기도금이 빨리 진행되므로 이 시간을 짧게 구성해야하고, 낮을 경우에는 길게 구성해야 한다.That is, when the concentration of metallic ions is high, since electroplating proceeds quickly, this time should be shortened, and when the concentration of metallic ions is low, it should be long.
한편 본 발명의 실시예에 따른 전기분해수단(300)은 양의 전원과 음의 전원을 바꿔서 공급하기 위해 무접점릴레이를 이용하여 구성할 수 있다. 일반적으로 양의 전원과 음의 전원을 고정하여 공급하는 방법과 비교할 때 이것을 계속하여 변경하여 공급하는 것은 구성된 장치의 접점마모를 발생시키므로 장치의 수명이 저하될 수 있는데 이러한 문제를 해결하기 위해 무접점릴레이를 이용하여 구성하게 되는 것이다.On the other hand, the electrolysis means 300 according to the embodiment of the present invention can be configured by using a non-contact relay in order to supply the positive power and the negative power by switching. Compared to the method of supplying positive and negative power in a fixed manner in general, continuously changing and supplying this causes contact wear of the configured device, so the lifespan of the device may be reduced. To solve this problem, It will be configured using a relay.
한편 본 발명에 의한 살균방법 및 살균장치는 음극 표면에 스케일을 제거하기 위해 화학적 세정을 이용하여 구성할 수 있다.On the other hand, the sterilization method and sterilization apparatus according to the present invention can be configured by using chemical cleaning to remove scale from the surface of the anode.
상기한 스케일은 염산(HCl) 또는 구연산(Citric acid)으로 세정하면 전극표면에서 제거될 수 있는데 상기한 화학적 세정이란 이런 화학약품을 이용하여 정기적으로 음극표면의 스케일을 제거하는 것을 말한다.The above scale can be removed from the electrode surface by washing with hydrochloric acid (HCl) or citric acid.
본 발명에 의한 살균방법 및 살균장치는 전기분해단계(S110) 이후에 용수저장수단(100)에 저장된 살균수를 살균수공급수단(400)을 이용하여 여과기로 주입하는 주입단계(S120)를 더 구성할 수 있다.In the sterilization method and sterilization apparatus according to the present invention, after the electrolysis step (S110), the injection step (S120) of injecting the sterilized water stored in the water storage means 100 into the filter using the sterilization water supply means 400 is further performed. configurable.
이 때 살균수의 유효염소농도는 20mg/L 내지 20,000mg/L가 되도록 구성하게 되는데 이 농도는 염소살균특성과 여과기 특성을 고려하여 구성하는 것이 바람직하다.At this time, the effective chlorine concentration of the sterilizing water is configured to be 20 mg/L to 20,000 mg/L, and this concentration is preferably configured in consideration of the chlorine sterilization characteristics and the filter characteristics.
상기한 염소살균특성은 유효염소농도와 투입시간에 따라 살균력이 바뀌게 되는데, 일반적으로 대장균 살균에는 0.3mg/L의 농도에서는 접촉 즉시 살균되고, 0.2mg/L의 농도에서는 30분 이상, 0.1mg/L의 농도에서는 1시간 이상 접촉하여야 살균되는 것으로 알려져있다.The above chlorine sterilization characteristics change the sterilization power according to the effective chlorine concentration and the input time. In general, for E. coli sterilization, the sterilization is immediately performed at a concentration of 0.3 mg/L, and at a concentration of 0.2 mg/L, it is sterilized for 30 minutes or more, 0.1 mg/L At a concentration of L, it is known that sterilization must be in contact for at least 1 hour.
또한 염소는 유해세균 뿐만 아니라 거의 모든 종류의 유기물과 결합하기 때문에 만일 살균하고자 하는 대상에 많은 오염물질들이 존재한다면 더 높은 농도를 투입하거나 접촉시간을 더 길게 구성하여야 한다.In addition, since chlorine binds with almost all kinds of organic matter as well as harmful bacteria, if there are many contaminants in the object to be sterilized, a higher concentration should be input or a longer contact time should be configured.
본 발명에 의한 전기분해를 이용한 전복치패 육상양식장용 여과기 살균방법 및 살균장치는 상기한 염소살균특성를 고려하여 투입되는 유효염소농도를 20mg/L 내지 20,000mg/L로 넓은 범위로 구성하게 되는데, 이것은 살균수공급수단(400)에서 투입하는 시간이 1분 내지 30분 이내의 짧은 시간으로 구성하거나 30분 이상의 긴 시간으로 구성할 수 있기 때문이다.The filter sterilization method and sterilization device for abalone land farm using electrolysis according to the present invention is composed of a wide range of effective chlorine concentration from 20 mg/L to 20,000 mg/L in consideration of the above chlorine sterilization characteristics, which This is because the time input by the sterilizing water supply means 400 may be configured as a short time within 1 minute to 30 minutes or as a long time of 30 minutes or more.
이를 조금 더 상세히 설명하면 전복치패 육상양식장에서 사용되는 여과기에는 봄철과 가을철 어패류의 산란기가 되면 매우 많은 양의 어패류의 알과 정충이 유입하게 되고, 이것들은 대부분이 고단백물질들로서 유해세균의 영양성분이 되므로 그 표면에는 다량의 유해세균 균체들이 성장하게 된다.To explain this in a little more detail, a very large amount of eggs and spermatozoa of fish and shellfish flows into the filter used in the abalone land farm during the spawning season of seafood in spring and autumn. Therefore, a large amount of harmful bacteria cells grow on the surface.
이 때에는 유효염소농도를 20,000mg/L로 하여 10초 이내로 주입하는 것이 바람직할 수 있는데, 여기에서 중요한 것은 여과기를 통과한 해수 속의 유효염소농도와 잔류시간을 확인하는 것이다.In this case, it may be desirable to inject within 10 seconds with an effective chlorine concentration of 20,000 mg/L. The important thing here is to check the effective chlorine concentration and residence time in the seawater that has passed through the filter.
본 발명의 실시에 따라 여과기를 통과한 이후의 해수 속의 유효염소농도와 잔류시간은 상기한 염소살균특성에 의해 양식수조 내에서 배양되는 규조류가 영향을 최소로 하도록 구성하는 것이 바람직하다.According to the practice of the present invention, it is preferable to configure the effective chlorine concentration and residence time in seawater after passing through the filter to minimize the influence of diatoms cultured in the aquaculture tank by the above-described chlorine sterilization characteristics.
상기한 규조류에 미치는 영향을 조금 더 상세하게 설명하면, 여과기를 통과한 해수 속에 포함된 유효염소농도가 0.3mg/L 일 경우에는 잔류시간이 1시간을 초과하면 규조류가 일부 탈락하게 되고, 0.5mg/L 일 경우에는 잔류시간이 1시간을 초과하면 규조류의 대부분이 탈락하게 되는데, 이 염소농도와 잔류시간에 따른 규조류의 영향은 초봄에 규조류가 막 성장을 시작하여 어린개체일 경우와 한여름에 그 성장이 왕성할 때에도 차이가 있으므로 단순한 수치로 이것을 결정하는 것이 아니라 본 발명을 실시할 때에 규조류의 탈락 정도를 확인하면서 유효염소농도와 주입시간을 결정하는 것이 바람직하다.To explain the effect on diatoms in a little more detail, when the effective chlorine concentration contained in the seawater that has passed through the filter is 0.3 mg/L, if the residence time exceeds 1 hour, some of the diatoms are dropped, and 0.5 mg In the case of /L, if the residence time exceeds 1 hour, most of the diatoms are eliminated. Since there is a difference even when the growth is vigorous, it is preferable to determine the effective chlorine concentration and injection time while confirming the degree of dropout of the diatoms when carrying out the present invention, rather than determining this with a simple numerical value.
한편, 본 발명에 의한 실시예는 만일 이용하는 해수 속에 포함된 소금(NaCl)이 부족할 경우에는 전기분해시 사용되는 전해질로서 소금 또는 염산(HCl)을 추가하는 방법을 더 구성할 수 있다.On the other hand, the embodiment according to the present invention may further comprise a method of adding salt or hydrochloric acid (HCl) as an electrolyte used during electrolysis if the salt (NaCl) contained in the used seawater is insufficient.
즉, 전기분해시 양극표면에서 염화이온(Cl-)이 염소가스(Cl2)로 전환되어, 이것이 물에 용해되어 차아염소산나트륨을 생성하는 것이 본 발명에 의한 살균방법의 기초가 되기 때문에 만일 시용되는 해수 속의 소금농도가 너무 낮을 경우에는 이를 보충해주어야 본 발명에 의한 살균을 효과적으로 실시할 수 있는 것이다.That is, during electrolysis, chloride ions (Cl - ) on the surface of the anode are converted to chlorine gas (Cl 2 ), which is dissolved in water to produce sodium hypochlorite. When the salt concentration in the seawater to be used is too low, it is necessary to supplement it so that the sterilization according to the present invention can be effectively carried out.
한편, 살균수공급수단(400)은 전기분해시간, 해수의 전기전도도, 해수의 온도, 기타 전기적으로 측정할 수 있는 측정값을 이용하여 펌프, 밸브 등으로 자동운영방식으로 구성할 수도 있다. 이는 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 단순 응용에 해당한다고 할 것이다.On the other hand, the sterilizing water supply means 400 may be configured as an automatic operation method with a pump, a valve, etc. using the electrolysis time, the electrical conductivity of the seawater, the temperature of the seawater, and other electrically measurable measured values. This will be said to correspond to a simple application within the scope not departing from the spirit of the present invention.
본 발명은 전복치패 육상양식장이 아닌 하수처리장, 정수장, 선박평형수 등의 여과기 살군에서도 상기한 실시예와 비슷한 조건이라면 응용하여 사용될 수 있다.The present invention can be applied and used in filter killings such as sewage treatment plants, water purification plants, ballast water, etc., not in abalone aquaculture farms on land, provided that the conditions are similar to those of the above embodiment.
100: 용수저장수단
101, 103: 용수저장수단내부
102, 104: 용수저장수단외부
200: 용수유입수단
300: 전기분해수단
301, 304: 전해조
302, 305: 전원공급장치
303, 307: 직류연결수단
306: 용수이동수단
400: 살균수공급수단
500: 해수유입관
510: 유입펌프
520: 여과기
530: 양식수조
540: 해수배출관
600: 해수유입관연결구
601: 여과기유입관연결구
602: 양식수조유입관연결구
603: 해수배출관연결구
700: 용수유입수단유입관
701: 용수저장수단유입관
702: 살균수공급수단유입관
703, 704: 살균수공급수단공급관
S100: 준비단계
S110: 전기분해단계
S120: 주입단계100: water storage means
101, 103: inside the water storage means
102, 104: outside the water storage means
200: water inlet means
300: electrolysis means
301, 304: electrolyzer
302, 305: power supply
303, 307: DC connection means
306: water transfer means
400: sterilizing water supply means
500: seawater inlet pipe
510: inlet pump
520: filter
530: aquaculture tank
540: seawater discharge pipe
600: seawater inlet pipe connection
601: filter inlet pipe connection
602: Aquaculture tank inlet pipe connection
603: seawater discharge pipe connection
700: water inlet means inlet pipe
701: water storage means inlet pipe
702: sterilized water supply means inlet pipe
703, 704: sterilization water supply means supply pipe
S100: Preparation
S110: electrolysis step
S120: injection step
Claims (7)
상기 준비단계 후 용수를 전기분해수단(300)을 이용하여 전기분해하여 살균수를 제조하는 전기분해단계(S110);
상기 전기분해단계 후 용수저장수단(100)에 저장된 살균수를 살균수공급수단(400)을 이용하여 여과기로 주입하는 주입단계(S120);을
포함하는 전기분해를 이용한 전복치패 육상양식장용 여과기 살균방법.
A preparation step (S100) of preparing a portion of the filtered water in the water storage means (100) using the water inlet means (200);
An electrolysis step (S110) of producing sterilized water by electrolyzing water using an electrolysis means (300) after the preparation step;
After the electrolysis step, the injection step (S120) of injecting the sterilized water stored in the water storage means 100 into the filter using the sterilizing water supply means 400;
A method of sterilizing a filter for an abalone chive land farm using electrolysis, including
상기 전기분해단계는 전극에 인가하는 양의 전원과 음의 전원을 서로 바꿔가면서 전기분해하는 것을 특징으로 하는 전기분해를 이용한 전복치패 육상양식장용 여과기 살균방법.
The method according to claim 1,
The electrolysis step is a method of sterilizing a filter for a land farm using electrolysis, characterized in that the electrolysis is performed by changing the positive and negative power applied to the electrode.
상기 전기분해단계는 전극의 스케일을 제거하는 화학적 세정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기분해를 이용한 전복치패 육상양식장용 여과기 살균방법.
The method according to claim 1,
The electrolysis step is a method of sterilizing a filter for an abalone land farm using electrolysis, characterized in that it includes chemical cleaning to remove the scale of the electrode.
상기 주입단계는 살균수의 유효염소농도가 20mg/L 내지 20,000mg/L인 것을 특징으로 하는 전기분해를 이용한 전복치패 육상양식장용 여과기 살균방법.
The method according to claim 1,
The injection step is a method of sterilizing a filter for an abalone land farm using electrolysis, characterized in that the effective chlorine concentration of the sterilized water is 20 mg/L to 20,000 mg/L.
상기 주입단계는 준비된 살균수를 1분 내지 30분 이내의 시간에 모두 주입하는 것을 특징으로 하는 전기분해를 이용한 전복치패 육상양식장용 여과기 살균방법.
The method according to claim 1,
The injection step is a method of sterilizing a filter for an abalone land farm using electrolysis, characterized in that all of the prepared sterilization water is injected within 1 to 30 minutes.
상기 주입단계는 준비된 살균수를 30분 이상 장기간에 걸쳐 적은 양으로 나누어서 주입하는 것을 특징으로 하는 전기분해를 이용한 전복치패 육상양식장용 여과기 살균방법.
The method according to claim 1,
In the injection step, the prepared sterilization water is divided into small amounts over a long period of more than 30 minutes and injected.
A filter sterilization device for an abalone shellfish land farm using electrolysis using any one of the methods according to any one of claims 1 to 6.
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