KR100675375B1 - 해산어 양식장의 수질관리시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 해산어(海産漁) 양식장의 수질관리시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 양식장에 유입된 해수를 양극과 음극 모두에 티탄 소재에 불용성 촉매 피막이 형성된 전극으로 이루어진 전해반응기에 통과하여 전기 분해키므로써 생성된 살균력이 높은 차아염소산 또는 차아염소산 이온 및 차아염소산나트륨으로 해수를 살균하며, 전해반응기에 펄스를 인가하여 미세 진동에 의한 수산화염화합물이 부착되는 것을 방지하여 살균 및 전류효율을 극대화하는 한편, 상기 살균된 해수에 잔존하는 차아염소산 또는 차아염소산 이온 및 차아염소산나트륨을 활성탄에 의하여 제거한 후에 양식장에 공급하여 해산어의 성장에 악영향을 미칠 우려를 사전에 차단하도록 하는 해산어 양식장의 수질관리시스템에 관한 것이다.
본 발명은 여과장치(33)와, 상기 여과장치(33)의 후단에 살균조(35)가 배관(40)을 통하여 순차적으로 설치되고, 상기 살균조(35)로부터 설치되는 제2펌프(31b)가 설치된 배관(40)의 끝부분에는 저장조(36)가 설치된 것에 있어서, 상기 여과장치(33)의 후단에는 밸브(V)가 설치되어 있는 연장된 배관(40)에 2개의 티탄 소재에 불용성 촉매 피막이 형성된 전극(11)(12)으로 이루어진 전해반응기(10)가 병렬로 설치되며 상기 전해반응기(10)의 배출구와 살균조(35)를 연결하는 배관(40)이 연장 형성되고, 상기 전해반응기(10)의 일측에는 상기 전극(11)(12)에 전원을 공급하는 전류공급부(24)와, 상기 전극(11)(12)을 양극과 음극으로 극성을 변환시키는 극성전환부(25)와, 상기 전극(11)(12)에 연결되어 미세진동을 발생시키는 펄 스발생기(26)와, 상기 전해반응기(10)의 온.오프 및 구동시간 등 동작조건을 설정하는 조작부(21)와, 상기 조작부(21)의 제어명령에 따라 상기 전류공급부(24), 펄스발생부(26), 극성전환부(25)를 제어하는 콘트롤부(23)로 이루어진 제어장치(20)가 연결 설치된 것을 특징으로 하며, 다른실시예로써 상기 살균조(35)와 저장조(사육조)(36)를 연결하는 배관(40)의 사이에는 활성탄필터(38)가 설치되며, 상기 여과장치(33)의 일측면과 전해반응기(10)와 연결되는 배관(40)의 상부에는 밸브(V2)가 부착된 배관(40')이 연통 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
해산어양식장, 전해살균, 티탄, 불용성, 촉매, 피막, 전극, 펄스발생기, 수산화염화합물, 극성전환
Description
도 1은 일반적인 해산어 양식장의 수질관리시스템의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 해산어 양식장의 수질관리시스템의 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 해산어 양식장의 수질관리시스템의 제어블록도.
도 4는 본 발명에 따른 해산어 양식장의 수질관리시스템의 제어흐름도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 해산어 양식장의 수질관리시스템의 구성도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 해산어 양식장의 수질관리시스템의 구성도.
[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]
10 : 전해반응기 11, 12 : 전극
20 : 제어장치 21 : 조작부
23 : 콘트롤부 24 : 전류공급부
31a, 31b : 제1, 제2펌프 33 : 여과장치
35 : 살균조 36 : 저장조(사육조)
38 : 활성탄필터 40, 40' ; 배관
본 발명은 해산어(海産漁) 양식장의 수질관리시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 양식장에 유입된 해수를 양극과 음극 모두에 티탄 소재에 불용성 촉매 피막이 형성된 전극으로 이루어진 전해반응기에 통과하여 전기 분해키므로써 생성된 살균력이 높은 차아염소산 또는 차아염소산 이온 및 차아염소산나트륨으로 해수를 살균하며, 전해반응기에 펄스를 인가하여 미세 진동에 의한 수산화염화합물이 부착되는 것을 방지하여 살균 및 전류효율을 극대화하는 한편, 상기 살균된 해수에 잔존하는 차아염소산 또는 차아염소산 이온 및 차아염소산나트륨을 활성탄에 의하여 제거한 후에 양식장에 공급하여 해산어의 성장에 악영향을 미칠 우려를 사전에 차단하도록 하는 해산어 양식장의 수질관리시스템에 관한 것이다.
일반적으로 제안되고 있는 해산어 양식장의 수질관리시스템은 약품을 이용한 살균법이 적용되고 있으며, 그 일예로서 도 1에 도시된 바와 같이 제1펌프(31a)에 의해 유입되는 해수에 포함되어 있는 각종 부유물(조류, 플랑크톤, 원생동물, 무기물 등)을 제거하는 여과장치(33)가 구비되고, 이 여과장치(33)의 후단에는 해수에 존재하는 각종 세균(미세 병원성 미생물)을 살균하기 위한 살균조(35)가 설치되며, 상기 살균조(35)의 후단에는 제2펌프(31b)를 통해 이물질 제거 및 살균되어진 해수를 저장하는 저장조(사육조)(36)로 이루어져 있다.
즉, 상기 제1펌프(31a)로서 해수를 끌어올려 여과장치(33)를 경유하게 되면, 해수에 포함되어 있는 플랑크톤, 원생동물, 무기물 등 각종 부유물이 여과장치(33) 내부에 있는 모래에 의하여 걸러진 후, 살균조(35)로 유입되며, 이때 살균조(35)에는 살균 약품인 차아염소산나트륨(NaOCl)을 동절기에는 5ppm, 하절기에 10ppm의 농도로 투입하여 해수에 잔존하는 미세 병원성 미생물을 살균시키게 된다.
또한, 상기 차아염소산나트륨을 투입하여 살균하는 과정에서 약품 주입과 동시에 송풍기 또는 에어펌프로 이루어진 에어공급수단(34)으로 공기를 공급하는데, 이때 공급된 공기는 차아염소산나트륨의 혼합을 원활하게 하여 살균력을 증진시키고, 살균이 종료된 후 잔류하고 있는 차아염소산나트륨 성분은 공기를 주입하여 통상적으로 24시간 정도 폭기시킴으로써 탈기과정을 거치고, 탈기과정를 통하여 제거되지 못한 미반응 잔류염소는 잔류염소 중화제로 널리 이용되는 티오황산나트륨(Na2S2O3)을 사용하여 제거하기도 한다.
이와 같은 종래 해산어 양식장의 수질관리시스템은 약품 사용으로 인한 관리상의 어려움이 발생된다.
즉, 살균 약품인 차아염소산나트륨과 차아염소산나트륨의 중화제인 티오황산나트륨 등의 약품이 사용되므로 인해 많은 운영비용과 인력이 소모되는 단점이 있을 뿐만 아니라, 차아염소산나트륨, 티오황산나트륨 등을 완전히 제거하지 못할 경우 해산어의 성장에 악영향을 미치게 됨과 동시에 2차적인 환경오염을 유발시키는 문제점이 있는 것이다.
또한, 종래 해산어 양식장에서는 24시간 이전에 살균수를 제조한 후, 1일 정 도 저장한 다음에 사육조로 공급하게 됨으로서 살균수 보유량이 기존의 해산어 사육조의 2~4배정도 소요되므로 살균수를 저장하는 저장조에 따라 상대적으로 해산어 사육량이 감소하거나, 또는 부지소요가 많아지는 문제가 발생하여 경제적인 문제를 유발하게 되는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 음극 표면에 부착되는 수산화염화합물이 약산성 분위기에서 용해된다는 사실에 착안하여 양극(+)과 음극(-) 모두에 티탄 소재에 불용성 촉매 피막이 형성된 전극으로 이루어진 전해반응기를 해산어 양식장의 수질관리시스템에 설치하여, 상기 전극을 양극과 음극으로 극성을 반복 전환함에 따라 전극 표면에 부착된 수산화염화합물을 약산성 분위기에서 해수로 재 용해시켜 제거하여 전극상태를 원래의 상태로 회복시켜줌으로써 양식장의 해수살균효과를 지속적으로 높일 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 해산어 양식장의 수질관리시스템에 있어 상기 2개의 티탄 소재에 불용성 촉매 피막이 형성된 전극에 특정 펄스를 인가하고, 이 펄스에 의해 전극표면에 미세 진동을 발생시켜 극성변환 시 미 제거된 미량의 수산화염화합물의 탈리(脫離)와 더불어 전극에서 생성되는 수소로 인한 농도 분극 및 수소 취성으로 인하여 전극의 수명이 단축되는 것을 방지함으로써 전류 및 전해효율을 극대화 할 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 해산어 양식장의 수질관리시스템에 있어 살균조와 저장조(사육조) 사이에 활성탄필터를 설치하여 상기 전해반응기에 의해 살균되어진 해수 에 잔존하는 차아염소산 또는 차아염소산 이온 및 차아염소산나트륨을 완전히 제거한 후, 양식장에 공급함으로써 해산어의 성장에 악영향을 미칠 우려를 사전에 차단하도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 티탄 소재에 불용성 촉매 피막이 형성된 전극으로 이루어진 전해반응기를 사용함으로서 약품을 사용하지 않음에 따른 약품 관련 문제가 발생하지 않으며, 잔류염소제어장치의 부착으로 인한 해산어 성장 및 2차 수질오염 문제가 없으며, 살균수는 필요에 따라 즉시 제조 가능하므로 여분의 사육조가 필요 없도록 하여 운영비용을 절감할 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 해수에 포함된 각종 부유물을 제거하는 여과장치와, 상기 여과장치의 후단에 해수에 존재하는 각종 미세 병원성 미생물의 살균이 이루어지는 살균조가 배관을 통하여 순차적으로 설치되고, 상기 살균조로부터 설치되는 제2펌프가 설치된 배관의 끝부분에는 저장조가 설치된 것에 있어서, 상기 여과장치의 후단에는 밸브가 설치되어 있는 연장된 배관에 2개의 티탄 소재에 불용성 촉매 피막이 형성된 전극으로 이루어진 전해반응기가 병렬로 설치되며 상기 전해반응기의 배출구와 살균조를 연결하는 배관이 연장 형성되고, 상기 전해반응기의 일측에는 상기 전극에 전원을 공급하는 전류공급부와, 상기 전류공급부 및 상기 전극 사이에 연결되어 일정한 주기로 상기 전극을 양극과 음극으로 극성을 변환시키는 극성전환부와, 상기 전극에 연결되어 수산화염화합물이 전극의 표면에 부착되는 것을 방지하기 위해 미세진동을 발생시키는 펄스발생기와, 상기 전해반응기의 온.오프 및 구동시간 등 동작조건을 설정하는 조작부와, 상기 조작부의 제어명령에 따라 상기 전류공급 부, 펄스발생부, 극성전환부를 제어하는 콘트롤부로 이루어진 제어장치가 연결 설치된 것을 특징으로 하며, 다른실시예로써 상기 살균조와 저장조(사육조)를 연결하는 배관의 사이에는 활성탄필터가 설치되며, 상기 여과장치의 일측면과 전해반응기와 연결되는 배관의 상부에는 밸브가 부착된 배관이 연통 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명에 따른 해산어 양식장의 수질관리시스템을 첨부된 도면 도 2 내지 도 6에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 해산어 양식장의 수질관리시스템의 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 해산어 양식장의 수질관리시스템의 제어블록도이며, 도 4는 본 발명에 따른 해산어 양식장의 수질관리시스템의 제어흐름도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 해산어 양식장의 수질관리시스템의 구성도이며, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 해산어 양식장의 수질관리시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 해산어 양식장의 수질관리시스템의 구성도로서, 제1펌프(31a)의 구동에 의해 유입되는 해수에 포함된 각종 부유물(조류 및 원생동물, 무기물 등)을 제거하는 여과장치(33)가 구비된다.
상기 여과장치(33)의 후단에는 여과장치(33)로부터 유입되는 해수를 임시적으로 저장하며 해수에 존재하는 각종 세균(미세 병원성 미생물)의 살균이 이루어지는 살균조(35)가 배관(40)을 통해 순차적으로 설치되며, 상기 여과장치(33)를 거쳐 배관(40)을 통하여 유입되는 해수를 전기 분해시켜 살균력이 높은 차아염소산 또는 차아염소산 이온 및 차아염소산나트륨을 생성하여 살균조(35)로 공급하는 전해반응기(10)가 밸브(V)가 설치된 배관(40)에 의하여 병렬로 설치되며, 상기 살균조(35)의 후단에는 배관(40)의 관로에 제2펌프(31b)가 설치되고, 상기 배관(40)의 끝부분에는 저장조(사육조)(36)가 설치된다.
상기 전해반응기(10)의 일측에는 상기 제1, 제2펌프(31a)(31b)를 제어하여 해수의 유로를 결정하고 전해반응기(10)에 일정한 안정된 전류와 수산화염화합물의 부착을 억제하기 위해 펄스를 공급하는 제어장치(20)가 연결된다.
여기서 미 설명부호 V1은 밸브로서 상기 전해반응기(10)에 유입되는 해수량을 조절하기 위한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 해산어 양식장 수질관리시스템의 전해반응기(10) 및 제어장치(20)의 블록도로서, 상기 전해반응기(10)는 사육조(36)에 공급되는 해수를 전기 분해하여 차아염소산 및 차아염소산나트륨을 생성하는 두개의 티탄 소재에 불용성 촉매 피막이 형성된 전극(11)(12)으로 구성된다.
상기 제어장치(20)는 전해반응기(10) 및 제1, 제2펌프(31a)(31b)의 온.오프 및 구동시간 등 동작조건을 설정하는 조작부(21)와, 상기 조작부(21)의 제어명령에 따라 본 발명의 전해살균시스템을 총괄적으로 제어하는 콘트롤부(23)와, 상기 콘트롤부(23)의 제어신호에 의해 전해반응기(10)에 일정한 전류를 공급하는 전류공급부(24)와, 상기 콘트롤부(23)의 제어신호에 의해 8~15KHz 대역의 펄스를 출력하여 전해반응기(10)의 티탄 소재에 불용성 촉매 피막이 형성된 전극(11)(12)에 미세한 진동을 가함으로써 수산화염화합물이 부착되는 것을 방지하기 위한 펄스발생부(26) 와, 상기 전류공급부(24)의 출력단에 연결되어 전극(11)(12)을 양극과 음극으로 일정 주기 마다 극성 변환하여 교대로 전기 분해시키는 극성전환부(25)가 접속된다.
여기에서 상기 조작부(21)는 시스템의 온.오프는 물론, 전해반응기(10)의 동작시간 설정 및 각종 동작표시등이 구비되며, 이러한 조작부(21)는 일반적인 통상의 공지기술로서 자세한 구성과 설명은 생략한다.
상기 펄스발생부(26)는 티탄 소재에 불용성 촉매 피막이 형성된 전극(11) (12)에 8~15KHz 대역의 펄스를 인가할 경우 수산화염화합물이 부착되지 않는 최적의 주파수 범위임을 많은 실험을 통해 확인하였으며, 이러한 펄스발생부(26)의 회로구성은 발진기(OSC), NE555 집적회로 등을 조합하여 구성할 수 있는 통상의 공지기술이며, 전류공급부(24) 및 극성전환부(25) 역시 통상의 공지기술로서 자세한 구성과 설명은 생략한다.
또한 다른실시예로써 도 5에 도시되어 있는 바와같이 상기 살균조(35)와 저장조(사육조)(36)를 연결하는 배관(40)의 사이에는 상기 전해반응기(10)에 의해 생성되는 차아염소산 또는 차아염소산 이온 및 차아염소산나트륨을 완전히 제거하여 해산어의 성장에 악영향을 미칠 우려를 사전에 차단하는 활성탄필터(38)가 설치되어 있다.
그리고, 또 다른 실시예로써 도 6에 도시되어 있는 바와같이 상기 여과장치(33)의 일측면과 전해반응기(10)로부터 연결되는 상부배관(40)과 연통되게 밸브(V2)가 부착된 배관(40')이 설치되어 있다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 해산어 양식장의 수질관리시 스템의 동작과정을 도 2 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명에 따른 해산어 양식장의 수질관리시스템 제어장치(20)에 전원이 공급되면 콘트롤부(22)에서는 시스템을 초기화(단계 100)시킨 후, 전류공급부(24)와 펄스발생부(26), 극성전환부(25)를 각각 동작 가능한 상태로 만들게 되며, 조작부(21)에 의한 제어명령을 수신하는 대기상태(단계 101)에 있게 된다.
이러한 상태에서 상기 조작부(21)를 통해 제1펌프(31a), 전류공급부(24), 극성전환부(25), 펄스발생부(26)를 구동하는 명령을 내리게 되면 콘트롤부(23)에서 이를 수신(단계 102)하여 상기 전류공급부(24)와 펄스발생부(26), 극성전환부(25)에 구동신호를 인가함에 따라 상기 전류공급부(24)에서는 전해반응기(10)의 티탄 소재에 불용성 촉매 피막이 형성된 전극(11)(12)에 전류를 인가(단계 103)하게 되며, 이와 동시에 상기 펄스발생부(26)는 8~15KHz 대역의 펄스를 전해반응기(10)의 티탄 소재에 불용성 촉매 피막이 형성된 전극(11)(12)에 인가(단계 104)하게 된다.
한편, 상기 제1펌프(31a)의 구동에 의해 끌어 올려진 해수는 여과장치(33)를 경유하게 됨으로써 해수에 포함되어 있는 병원성 세균, 플랑크톤, 원생동물, 무기물 등 각종 부유물이 여과장치(33) 내부에 있는 모래에 의하여 걸러진 후, 해수의 일부는 아래쪽으로 설치된 배관(40)를 통하여 살균조(35)로 유입되는 동시에 나머지 일부의 해수는 밸브(V1)(밸브가 열려 있는 경우)를 통과하여 전해반응기(10)로 유입되게 된다.
상기 전해반응기(10)로 유입된 해수는 티탄 소재에 불용성 촉매 피막이 형성된 전극(11)(12)에 전류가 공금됨에 따라 유입된 해수를 전기 분해시켜 살균력이 높은 차아염소산 또는 차아염소산 이온 및 차아염소산나트륨을 생성하여 살균조(35)로 공급하게 된다.
상기 티탄 소재에 불용성 촉매 피막이 형성된 전극(11)(12)의 반복적인 극성전환 방식으로 해수 중 병원성 미생물을 살균하는 원리는 다음과 같다.
해수에 용존되어 있는 양이온 성분은 Na+, K+, Mg2 +, Ca2 + 등이 주성분이고, 음이온 성분에는 염소이온(Cl-), 중탄산이온(HCO3 -), 탄산이온(CO3 2 -) 등이 포함되어 있어 해수를 전기분해 할 경우 음극과 양극에는 반응식(1)과 같은 주 반응이 진행된다.
양극반응 : 2Cl- → Cl2 + 2e-
음극반응 : 2H2O + 2Na+ + 2e- → 2NaOH + H2↑ .... 반응식(1)
상기 반응식(1)에서 보는 바와 같이 양극반응에서 생성되는 염소기체는 물에 대한 용해성이 큼에 따라 아래의 반응식(2)가 일어나게 되며, 이 반응으로 이미 살균력을 인정받은 차아염소산(pH가 산성일 때 많이 존재) 및 차아염소산 이온(pH가 알카리성일 때 많이 존재)이 생성된다.
상기의 차아염소산 이온은 해수 내 다량 함유되어 있는 Na+ 이온성분과 결합하여 일부 차아염소산나트륨을 형성하기도 하며, 이러한 차아염소산나트륨은 일반 소독용으로 상당히 많이 사용하고 있는 물질이다.
Cl2 + H2O → HCl + HOCl ⇔ H+ + OCl_ .... 반응식(2)
따라서 전해반응기(10)에서 유입되는 해수를 전기분해 할 경우 생성되는 차아염소산 및 차아염소산 이온 또는 차아염소산나트륨이 살균조(35)에 투입되므로 인하여 해수에 존재하는 미세 병원성 미생물 세균을 살균하게 되는 것이다.
상기 극성전환부(25)는 콘트롤부(23)에 의해 인에이블 상태가 되면 일정 주기마다 전해반응기(10)인 티탄 소재에 불용성 촉매 피막이 형성된 전극(11)(12)의 극성을 양극과 음극으로 변환(단계 105)시키게 되며, 이에 따라 전류공급부(24)에서 출력되는 전류가 극성전환부(25)에서 변환되는 극성에 전류를 실어 전극(11) (12)에 인가함으로써 상기 전극(11)(12)은 극성전환부(25)에 의해 일정한 주기로서 교대로 해수를 전기 분해시키게 된다.
따라서 전해반응기(10)의 티탄 소재에 불용성 촉매 피막이 형성된 전극(11)(12)은 어느 한쪽 전극에서는 반드시 전기분해가 일어나게 되므로 차아염소산 및 차아염소산나트륨은 중단 없이 지속적으로 생성되는 것이며, 전해가 일어나는 전극 표면에 부착된 수산화염화합물은 약산성 분위기에서 해수로 재 용해 제거됨으로써 전극상태를 원래의 상태로 회복시켜 주게 되어 양식장의 해수살균효과를 지속적으로 높일 수 있게 되는 것이다.
그러나 일반적인 해수 전기분해 과정에서는 반응식(3)과 같은 부반응이 일어나는데 이 경우 전해가 일어나지 않는 음극(-)의 전극표면에 수산화염화합물이 부착되는 현상이 나타나게 된다.
양극반응 : Cl2 + H2O → HCl + HOCl/NaOCl
음극반응 : 2NaOH + 2MgCl2 ⇔ Mg(OH)2 + NaCl
2NaOH + 2CaCl2 → Ca(OH)2 + NaCl ..... 반응식(3)
그 이유로서는, 해수의 전기분해 반응이 진행될 경우 음극에서는 물이 전기분해 되어 수소가 생성되는 동시에 수산화 이온(OH-)이 생성되어 전극 주변은 강알카리성으로 변하게 되고, 이와 같이 음극 표면에서 수질이 강알카리성으로 변화되면 해수 중 용존되어 있는 Na, Mg, Ca의 양이온 성분과 결합하여 수산화염화합물이 생성되고, 이때, 전극의 정전기적 힘에 의하여 생성된 수산화염화합물이 음전극 표면에 쉽게 부착(Fouling 현상이라고 함)된다.
이러한 현상에 의해 전해반응기(10)의 티탄 소재에 불용성 촉매 피막이 형성된 전극(11)(12) 표면에 수산화염화합물 피막이 부착될 경우 양극과 음극 두 전극간의 저항이 증가하여 정전압 모드로 운전할 경우 전류밀도가 감소하게 됨으로써 전해반응기(10)의 성능저하 현상이 나타나게 될 뿐만 아니라, 정전류 모드로 운전을 할 경우에는 저항 증가로 인해 일정 전류를 공급하기 위해선 전압을 상승시켜야 하므로 전력비 상승을 초래하게 된다.
그러나 본 발명에서는 수산화염화합물이 티탄 소재에 불용성 촉매 피막이 형성된 전극(11)(12) 표면에 부착될 수 없도록 펄스발생부(24)에서 8~15KHz 대역의 펄스를 전해살균장치(10)의 전극(11)(12)에 인가함으로써 미세한 진동을 가하여 표면에 수산화염화합물이 원천적으로 부착될 수 없도록 하였다.
즉, 펄스발생부(24)로부터 출력되는 8~15KHz의 펄스인 전기에너지가 티탄 소재에 불용성 촉매 피막이 형성된 전극(11)(12)에 인가되면 미세한 진동의 전기충격이 전극표면에 가해지고, 이 미세 진동 충격에 의해 전극(11)(12) 표면에 부착되는 오염물의 결합력에 불균형을 초래하게 되어 수산화염화합물의 부착력이 약해지도록 함으로써 수산화염화합물이 원천적으로 부착될 수 없도록 한 것이다.
이와 같이 티탄 소재에 불용성 촉매 피막이 형성된 전극(11)(12)에 특정 펄스를 인가하여 전극표면에 미세 진동을 발생할 경우 극성변환 시 미 제거된 미량의 수산화염화합물의 탈리와 더불어 전극에서 생성되는 수소로 인한 농도 분극 및 수소 취성으로 인하여 전극의 수명이 단축되는 것을 방지함으로써 전류 및 전해효율을 극대화 할 수 있는 것이다.
한편, 다른 실시예로써 살균조(35)내에 유입된 해수가 전해반응기(10)에 의해 살균이 완료되면 제2펌프(31b)를 통해 저장조(사육조)(36)로 이송하게 되며, 이 과정에서 살균조(35)와 저장조(사육조)(36)사이의 배관(40)에 설치되어 있는 활성탄필터(38)를 경유함으로써 살균조(35)내의 해수에 잔존하는 차아염소산이온을 완전히 제거하게 된다.
즉, 상기 살균조(35)에서 배출되는 해수에는 차아염소산, 차아염소산이온, 차아염소산나트륨이 존재하게 되며 활성탄필터(38)의 활성탄소와 반응하여 반응식(4)에서와 같이 저장조(사육조)(36)로 유입 전에 잔류염소를 완전히 제거함으로써 해산어의 성장에 악영향을 미칠 우려를 사전에 차단하게 되는 것이다.
C*(활성탄소) + HOCl → C*O(탄소표면에 산소 흡착) + H+ + Cl- ...반응식(4)
이와 같이 본 발명은 전극 오염을 방지하는 설비에 의하여 전류효율을 최적화 할 수 있어 전해반응기(10)의 성능을 일정하게 유지하는 것이 가능하며, 전극의 오염을 방지하는 설비로 인하여 정전류 및 정전압 운전이 가능하여 전력비가 기존의 전기분해법에 비해 저렴하고 약품 사용 시에 비해 유지비가 적어지게 되는 장점이 있는 것이다.
또한, 일정한 전류효율이 유지됨에 따라 유지 관리가 용이하여 수질관리를 위한 인력이 필요 없게 되며, 종래의 양어장 살균에 적용되는 약품을 이용한 방법보다 전극오염방지 설비가 부착된 전해살균시스템이 안전하고 안정적으로 짧은 시간에 살균수 제조가 가능하여 생산력을 극대화할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예로써 도 6에 나타나 있는 해산어 양식장의 수질관리시스템은, 상기 전해반응기(10)로부터 배관(40)을 통하여 배출되는 살균수를 여과장치(33)의 일측면과 연통되게 설치되어 있는 배관(40')를 통하여 여과장치(33)에 재차 공급한 후 전해반응기(10)로 다시 순환시키므로써 살균력을 증대[밸브(V2)가 열려 있는 경우]시킬 수 있게 되는 것이다.
또한, 상기 밸브(V2)는 개폐량에 전해반응기(10)로부터 배출되는 살균수를 여과장치(33)에 재투입하기 위한 량을 조절할 수 있게 되는 것이다.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 전해반응기를 사용함으로서 약품을 사 용하지 않으므로 약품 관련 문제가 발생하지 않으며, 잔류염소제어장치의 부착으로 인한 해산어 성장 및 2차 수질오염 문제가 없으며, 살균수는 필요에 따라 즉시 제조 가능하므로 여분의 사육조가 필요 없는 효과가 있는 것이다.
또한, 본 발명은 양극(+)과 음극(-)이 모두 티탄 소재에 불용성 촉매 피막이 형성된 전극으로 이루어진 전해반응기를 구비하고, 극성변환장치에 의해 양극과 음극을 일정 주기로 극성을 전환하여 유입되는 해수를 전해하도록 함으로써 살균력이 높은 차아염소산 또는 차아염소산 이온 및 차아염소산나트륨을 중단 없이 생성하여 살균효과를 지속적으로 높이는 효과가 있는 것이다.
또한, 본 발명은 펄스발생기를 부가하여 상기 극성변환장치에 의해 양극과 음극이 일정한 주기로 극성이 전환되어 전해가 이루어질 때 티탄 소재에 불용성 촉매 피막이 형성된 전극 모두에 펄스를 인가하고, 이 펄스에 의한 미세 진동을 발생시켜 전극의 표면에 수산화염화합물이 부착되는 것을 방지함으로써 전해반응기의 전류 및 전해효율을 높이는 효과가 있는 것이다.
또한, 본 발명은 살균조와 저장조 사이에 활성탄필터를 설치하여 전해반응기에 의해 살균되어진 해수에 잔존하는 차아염소산 또는 차아염소산 이온을 완전히 제거한 후, 사육조에 공급함으로써 해산어의 성장에 악영향을 미칠 우려를 사전에 차단하여 해산어 양식장 수질관리시스템의 신뢰성을 높이는 효과가 있는 것이다.
Claims (3)
- 해수에 포함된 각종 부유물을 제거하는 여과장치(33)와, 상기 여과장치(33)의 후단에 해수에 존재하는 각종 미세 병원성 미생물의 살균이 이루어지는 살균조(35)가 배관(40)을 통하여 순차적으로 설치되고,상기 살균조(35)로부터 설치되는 제2펌프(31b)가 설치된 배관(40)의 끝부분에는 저장조(36)가 설치된 것에 있어서,상기 여과장치(33)의 후단에는 밸브(V)가 설치되어 있는 연장된 배관(40)에 2개의 티탄 소재에 불용성 촉매 피막이 형성된 전극(11)(12)으로 이루어진 전해반응기(10)가 병렬로 설치되며 상기 전해반응기(10)의 배출구와 살균조(35)를 연결하는 배관(40)이 연장 형성되고,상기 전해반응기(10)의 일측에는 상기 전극(11)(12)에 전원을 공급하는 전류공급부(24)와, 상기 전류공급부(24) 및 상기 전극(11)(12) 사이에 연결되어 일정한 주기로 상기 전극(11)(12)을 양극과 음극으로 극성을 변환시키는 극성전환부(25)와, 상기 전극(11)(12)에 연결되어 수산화염화합물이 전극의 표면에 부착되는 것을 방지하기 위해 미세진동을 발생시키는 펄스발생기(26)와, 상기 전해반응기(10)의 온.오프 및 구동시간 등 동작조건을 설정하는 조작부(21)와, 상기 조작부(21)의 제어명령에 따라 상기 전류공급부(24), 펄스발생부(26), 극성전환부(25)를 제어하는 콘트롤부(23)로 이루어진 제어장치(20)가 연결 설치된 것을 특징으로 하는 해산어 양식장의 수질관리시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 살균조(35)와 저장조(사육조)(36)를 연결하는 배관(40)의 사이에는 활성탄필터(38)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 해산어 양식장의 수질관리시스템.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 여과장치(33)의 일측면과 전해반응기(10)와 연결되는 배관(40)의 상부에는 밸브(V2)가 부착된 배관(40')이 연통 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 해산어 양식장의 수질관리시스템.
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