KR100985920B1 - 수소수 공급장치 및 수소수를 이용한 수경재배용 양액 공급 및 회수장치 - Google Patents

수소수 공급장치 및 수소수를 이용한 수경재배용 양액 공급 및 회수장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100985920B1
KR100985920B1 KR1020090068076A KR20090068076A KR100985920B1 KR 100985920 B1 KR100985920 B1 KR 100985920B1 KR 1020090068076 A KR1020090068076 A KR 1020090068076A KR 20090068076 A KR20090068076 A KR 20090068076A KR 100985920 B1 KR100985920 B1 KR 100985920B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
water
tank
nutrient solution
hydrogen
hydroponic
Prior art date
Application number
KR1020090068076A
Other languages
English (en)
Inventor
지은상
Original Assignee
주식회사 선도
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 선도 filed Critical 주식회사 선도
Priority to KR1020090068076A priority Critical patent/KR100985920B1/ko
Priority to PCT/KR2010/004875 priority patent/WO2011010902A2/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100985920B1 publication Critical patent/KR100985920B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/467Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
    • C02F1/4676Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electroreduction
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/283Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using coal, charred products, or inorganic mixtures containing them
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/444Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by ultrafiltration or microfiltration
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/66Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/002Construction details of the apparatus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/04Oxidation reduction potential [ORP]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/05Conductivity or salinity
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/06Controlling or monitoring parameters in water treatment pH
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/08Chemical Oxygen Demand [COD]; Biological Oxygen Demand [BOD]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/16Total nitrogen (tkN-N)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/42Liquid level

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydroponics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

본 발명은 수소수 공급장치 및 수소수를 이용한 수경재배용 양액 공급 및 회수장치에 관한 것으로,
전처리부, 탈염부 및 수소발생부를 포함하는 수경재배용 수소수 공급장치로서, 상기 전처리부는 원수를 저장하는 원수저장조; 상기 원수저장조의 물을 펌핑하기 위한 원수 펌프; 상기 원수에 함유된 고형물질을 제거하는 20 ~ 200 ㎛의 스트레이너; 상기 원수에 함유된 유기물질 및 잔류염소를 제거하는 활성탄 필터; 상기 활성탄 필터를 통과한 전처리수를 저장하는 전처리수 탱크; 및 상기 전처리수 탱크에 저장된 상기 전처리수를 펌핑하기 위한 전처리수 펌프;를 포함하며,
상기 탈염부는 상기 전처리부를 통과한 상기 전처리수로부터 미립자들을 제거하기 위한 프리필터; 수경재배지의 생육 및 온·습도관리를 위해 상기 전처리수를 가열하는 열교환기; 상기 전처리수에 함유된 무기염류 및 유기물질을 제거하기 위한 막분리장치; 상기 막분리장치를 통과한 정수를 저장하는 정수저장조;
상기 정수저장조에 저장된 정수를 펌핑하기 위한 정수펌프; 상기 정수펌프에 의해 펌핑되는 정수에 포함된 미생물 및 세균을 제거하기 위한 역세형 정밀/한외여과기; 및 상기 정수에 함유된 기체를 탈기하기 위한 멤브레인 접촉기;를 포함하며,
상기 수소발생부는 상기 탈염부를 통과한 정수에 무격막방식으로 교류전류를 공급하여 수소를 발생시키는 전기분해조; 상기 전기분해조에서 발생한 수소를 저장하기 위하여 활성탄 또는 세라믹으로 이루어진 원통형 수소저장필터; 및 상기 전기분해조 하부에 설치된 센서 및 플로트스위치;를 포함하는 수소수 공급장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 수소수를 이용하여 특용작물의 수경재배시 생장에 도움을 줄 수 있으며, 나아가 양액 공급 및 회수장치를 이용하여 수경재배지를 통과한 양액을 재활용하는 것이 가능하다.
수경재배, 친환경, 기능성 수소수

Description

수소수 공급장치 및 수소수를 이용한 수경재배용 양액 공급 및 회수장치{A functional hydrogen water supplier and hydroponics farming system for Herbal Crops using the same}
본 발명은 수소수 공급장치 및 수소수를 이용한 수경재배용 양액 공급 및 회수장치에 관한 것으로, 특히 토양이 아닌 수경재배 방법을 통한 과일과 채소류 및 특용작물을 기능성 수소수 및 깨끗하고 균일한 양액을 안정적으로 공급하여 무농약으로 작물의 품질과 생산성을 향상시킬 수 있는 기능성 수소수 공급장치 및 수소수를 이용한 수경재배용 양액 공급 및 회수장치에 관한 것이다.
수경재배를 통한 친환경적 농작물의 생산기술이 최근에 우리나라에서도 크게 보급이 확대되고 있다. 특히 정부(농촌진흥청)에서는 지난해 7월에 개발한 ‘청정인삼 고속생산 기술’을 수경재배기술로 재배방식으로 고속생산으로 무농약 청정재배가 가능하면서도 2년근 수삼을 불과 4개월 만에 생산하는 등 사업성이 매우 높다고 보도된바 있다.
수경재배 방식으로 생산되는 인삼은 주요 기능성분인 사포닌 함량이 기존 재 배 2년근 수삼의 8 ~ 9㎎보다 높은 14.3 ~ 15.8㎎으로 영양적 가치도 뛰어날 뿐만 아니라, 수삼 자체보다 사포닌 함량이 8 ~ 9배 이상 높은 잎도 이용 가능하여 새로운 샐러드 및 쌈 채소, 녹즙 및 고급 튀김 요리나 미용재료로 활용하는 등 높은 경제적 가치를 가지고 있어 2009년 7월 6일에 세계최초로 수경재배 인삼이 출시되었으나 상품성으로 볼 때 생육의 불균일과 청정인삼의 품질에도 문제가 지적되고 있다.
또한 2009년부터 전국에서 청정인삼 수경재배와 같은 특용작물의 재배가 실시되면서 정부의 동일한 기술지도에도 불구하고 실제 수경재배지들의 생육상태는 차이를 보이고 있다.
수경재배에 있어서 일사량, 온도, 습도 등은 기본적으로 중요한 요소이지만 사용되는 물의 성분이 지역마다 대부분 지하수를 사용함으로써 물에 함유된 성분도 전기전도도(또는 총용해성 고형물질), pH, 탁도, 미생물, 기체류, 경도성분 등에서 차이를 보이고 있으며 양액을 조성하는데 있어 사용되는 물에 따라 염 등을 일으키고 농도에 지대한 영향을 준다.
또한 수경재배에 있어서 대부분 원수저장조와 양액공급탱크 등에서 각종 미생물의 증식 등으로 이러한 물과 양액을 수경재배지로 공급할 경우 예기치 않는 문제가 발생됨을 알 수 있었으며 수질과 양액을 측정하는 것이 단지 전기전도도와 pH만을 측정하므로 지속적인 켈리브레이션(교정)을 하지 않으면 농산물의 성장과정에 영향을 줄 수가 있다.
본 발명에서는 인삼의 묘삼을 정식(定植) 전에 각기 다른 물을 이용하여 묘 삼의 물에 영향을 실시한 결과 사용되는 물의 중요성이 높음을 알 수가 있었다.
그럼에도 불구하고 수경재배에 있어서 온도, 습도, 광 관리 및 양액 등과 같은 재배환경조건에 대한 실험들은 보고가 되고 있지만 물의 성상에 따른 실험은 전무하다 할 수 있다.
따라서 본 발명에서는 수경재배에 있어서 최적의 기능성 수소수 제조장치를 개발하는 그 목적이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 기능성 수소수 공급장치 및 수소수를 이용한 특용작물의 수경재배를 위한 양액 공급 및 회수장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 수소수 공급장치는 전처리부, 탈염부 및 수소발생부를 포함하며,
상기 전처리부는 원수를 저장하는 원수저장조; 상기 원수저장조의 물을 펌핑하기 위한 원수 펌프; 상기 원수에 함유된 고형물질을 제거하는 20 ~ 200 ㎛의 스트레이너; 상기 원수에 함유된 유기물질 및 잔류염소를 제거하는 활성탄 필터; 상기 활성탄 필터를 통과한 전처리수를 저장하는 전처리수 탱크; 및 상기 전처리수 탱크에 저장된 상기 전처리수를 펌핑하기 위한 전처리수 펌프;를 포함하며,
상기 탈염부는 상기 전처리부를 통과한 상기 전처리수로부터 미립자들을 제거하기 위한 프리필터; 수경재배지의 생육 및 온·습도관리를 위해 상기 전처리수를 가열하는 열교환기; 상기 전처리수에 함유된 무기염류 및 유기물질을 제거하기 위한 막분리장치; 상기 막분리장치를 통과한 정수를 저장하는 정수저장조;
상기 정수저장조에 저장된 정수를 펌핑하기 위한 정수펌프; 상기 정수펌프에 의해 펌핑되는 정수에 포함된 미생물 및 세균을 제거하기 위한 역세형 정밀/한외여과기; 및 상기 정수에 함유된 기체를 탈기하기 위한 멤브레인 접촉기;를 포함하며,
상기 수소발생부는 상기 탈염부를 통과한 정수에 무격막방식으로 교류전류를 공급하여 수소를 발생시키는 전기분해조; 상기 전기분해조에서 발생한 수소를 저장하기 위하여 활성탄 또는 세라믹으로 이루어진 원통형 수소저장필터; 및 상기 전기분해조 하부에 설치된 센서 및 플로트스위치;를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 수경재배용 양액 공급 및 회수장치는 수소수 공급장치를 통해 공급된 수소수에 약품을 용해하여 제조된 양액을 저장하는 약품탱크; 상기 양액의 교반을 위하여 상기 약품탱크의 하부에 설치되는 에어 버블러; 상기 양액을 양액공급탱크로 이송하기 위한 정량펌프; 상기 양액공급탱크로부터 수경재배지로 상기 양액이 공급되는 배관 상에 설치된 라인혼합기; 수경재배지로 공급되기 위하여 상기 라인혼합기를 통과한 양액으로부터 미생물 및 세균을 제거하기 위한 역세형 정밀/한외여과기; 수경재배지로부터 배출된 배액으로부터 이물질을 침전시키기 위하여 하부가 경사형으로 형성된 집수조; 및 상기 집수조로부터 펌프에 의해 배출된 배액으로부터 고형물질을 제거하기 위한 20 ~ 200㎛의 스트레이너;를 포함하며, 상기 집수조로부터 배출된 배액은 상기 스트레이너를 통과하여 상기 양액공급탱크로 회수되며, 상기 양액공급탱크의 양액의 농도를 균일하게 유지하기 위하여 상기 양액공급탱크의 하류측에 전기전도도 측정센서, 화학적산소요구량 측정센서, 질소 측정센서 및 pH센서가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 집수조는 하부가 경사형으로 형성되어 배액에 포함된 무거운 이물질들이 용이하게 침전 및 축적되는 제1탱크; 상기 제1탱크를 경유한 배액이 상기 제1탱크의 하부로부터 상방으로 유동하도록 형성된 유로; 및 상기 유로를 통해 흘러온 배액이 상부로부터 공급되도록 상기 유로에 연결된 제2탱크;를 포함하며, 상기 제1탱크의 하부에는 침전물을 분리회수하기 위한 유로 및 밸브가 구비되는 것을 특징으로 한다.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
본 발명의 청정양액 공급 및 회수장치는 기존의 양액 공급 및 회수장치와 비교하면 다음과 같은 특징을 가지고 있다.
기존의 양액 공급장치 본발명의 청정 양액 공급 및 회수장치
① 사용되는 물
(약품희석용)
원수저장조 정수 저장조
② 양액용 약품 사용방법 약품 탱크위에 교반기를 설치하여 교반 소형 용량으로 직접 사용
③ 공급방법 원수와 약품이 동시에 혼합조로 보내어 혼합되어 수경재배로 공급 원수가 공급시 약품이 정량펌프에 의해 이송되어 라인 믹서에서 자동 혼합되어 수경재배로 공급되거나 양액회수저장탱크와 이어 양액 펌프로 가압후 스트레이너와 역세형 정밀여과 또는 한외여과기를 경유하여수경재배로 공급
④ 양액회수장치 회수배액을 자외선 살균기를 통과후 원수와 함께 자동양액희석탱크와 공급펌프를 거처 수경재배지로 공급 양액회수 및 공급탱크로 회수배액을 저장한 후 스트레이너와 정밀여과/한외여과기를 통과후 수경재배지로 공급(양액 온도관리 스팀라인내장)
⑤ 사용계측기 전기전도도계
폐하메터(pH)
순간유량계
수위조절
전기전도도계
폐하메터(pH)
순간 유량계
수위조절
산화환원 전위계
화학적산소요구량(COD)
질소 측정분석기
압력계
온도계
알람기능
본 발명은 수경재배 작물들이 원수나 양액에 함유된 일반세균, 대장균, 곰팡이 및 원생동물과 같은 미생물들이 수경재배 작물의 뿌리, 잎 그리고 열매 등에 해(害)을 주고 심지어는 썩게 하는 것을 방지하기 위한 정수기능을 채택하므로 예방효과를 주며 성장에도 향상을 제공해 줄 수 있다.
아울러 양액을 배수시에 자연 환경적 오염과 경제적 손실도 있으나 배액을 회수하여 재공급 사용하므로서 무배출의 친환경적 수경재배기술을 제공하게 된다.
특히, 본 발명에서 수소수는 기존의 물과는 달리 물분자 구조(수돗물: 150 ~ 180 ㎐)가 50 ~ 60㎐로 침투력이 높으며 산화환원 전위도 부전하(-㎷)을 나타내어 뿌리 등의 썩음을 예방하고 잎과 열매의 보존기간에도 효과가 있음을 확인하여 농작물의 성장에도 효과적이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명 한다.
도 1은 본 발명의 수경재배용 기능성 수소수 제조 블록구성도, 도 2는 본 발명의 청정 양액공급 및 회수시스템 블록 구성도, 도 3은 수경재배용 기능성 수소수 제조(도 1)와 청정양액 공급 및 회수시스템(도 2)을 통합한 블록 구성도이며, 도 4는 본 발명에 사용되는 2단 집수조의 단면도이다.
본 발명은 크게 정수 및 기능성 수소수 제조 장치와, 수소수를 이용한 양액 공급 및 회수장치로 구분할 수 있으며, 상기 장치들에는 각종 오염물질 및 농도 감지를 위한 센서와 상기 센서를 통해 획득한 정보를 바탕으로 수질 및 양액의 농도를 제어하는 제어부가 구비된다.
상기 기능성 수소수 제조장치를 통해 얻어지는 정수의 전기전도도는 20㎲/㎝이하인 것이 바람직하다. 이렇게 얻어진 정수는 수소수 제조를 위해 공급되거나, 비닐하우스 실내의 온도관리를 위하여 분무되거나, 약품을 용해하여 양액으로 공급될 수 있다. 본 발명에 따라 얻어진 수소수는 산화환원 전위(ORP)가 마이너스 10 ~ 200 ㎷, pH가 7.0 ~ 7.5, 용해수소농도가 0.2 ~ 1.5㎎/ℓ인 것이 바람직하며, 상기 파라미터들은 배관에 설치 및 구성된 감지센서들을 통해 모니터링된다.
본 발명에 따른 기능성 수소수제조장치는 전처리부, 탈염부 및 수소발생부를 포함한다. 상기 전처리부는 원수로 사용되는 지하수, 수돗물, 샘물, 강물, 저수지의 담수 또는 바닷물을 임시로 저장하는 원수저장조(1), 상기 원수저장조(1)의 물을 펌핑하는 원수펌프(2), 상기 원수에 함유된 모래나 이물질(이끼류 등)을 제거하는 스트레이너-1(3), 상기 스트레이너-1(3)을 통과한 물속의 이취, 이미, 잔류염소 및 유기물질 등을 제거하기 위한 활성탄필터(4), 상기 활성탄필터(4)를 통과한 물을 직접 프리필터(7)로 이송하거나 임시로 저장하는 전처리수 탱크(5), 및 상기 전처리수 탱크(5)에 저장된 물을 펌핑하기 위한 전처리수 펌프(6)로 구성된다.
상기 원수가 상기 전처리수 탱크(5)를 거치지 않고 상기 활성탄필터(4)로부터 상기 프리필터(7)로 직접 이송될 경우, 상기 활성탄 필터(4)를 통과한 미립자들을 제거하기 위하여 상기 프리필터(7)의 공경은 1 ~ 5㎛의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 프리필터(7)를 통과한 물의 수온이 표준운전기준인 25℃이하일 경우, 수온상승을 위하여 상기 원수는 판형, 필름형 또는 관형의 열교환기(12)를 통과시킨 후 정수저장조(10)로 보내진다. 상기 원수의 전기전도도가 1,000 ㎲/㎝이상인 고염분수이거나 바닷물과 같이 염농도가 총용해성 고형물질(TDS)로 수만 피피엠이상인 경우, 상기 프리필터(7)와 열교환기(12)를 통과한 물을 순차적으로 고압펌프(8)로 가압하여 원수 내에 함유된 총 용해성 고형물질을 제거하기 위한 나노여과 또는 역삼투막으로 이루어진 막분리장치(9)를 통과시킨 후 상기 정수저장조(10)에 임시저장 하는 것이 바람직하다.
정수펌프(11)에 의하여 상기 정수저장조(10)로부터 펑핑된 물에 포함될 수 있는 각종 미생물들을 제거하기 위하여 역세가 가능한 역세형 정밀/한외여과기(13)를 배치한다. 또한, 상기 역세형 정밀/한외여과기(13)를 통과한 물에 용해되어 있는 이산화탄소 등의 기체류를 제거하기 위하여 멤브레인 콘택터(14)를 추가로 배치하는 것이 바람직하다. 다음, 상기 멤브레인 콘택터(14)를 통과한 정수는 수소발생장치(15)를 거치게 된다. 상기 수소발생장치(15)에 공급된 원수는 전기분해조에서 교류전류에 의해 무격막 전기분해된다. 상기 전기분해에 의하여 발생되는 수소이온은 활성탄 또는 활성탄/세라믹과 같은 복합 재질로 구성된 블록형 수소저장필터에 저장된다. 상기 수소저장필터에 수소가 포화되면 상기 전기분해조 하부에 부착된 플로트 스위치가 작동하여 전기분해를 자동으로 중단시키는 것이 바람직하다.
상기 수소발생장치(15)를 통과한 물은 수경재배지의 실온 및 습도관리를 위하여 스프링클러에 공급되거나, 수경재배용 양액을 제조하기 위한 용해수로 공급된다.
본 발명에 따른 양액 공급 및 회수장치는 다음과 같이 구성된다. 미리 농도가 조성된 약품들은 약품탱크(27-1,27-2,27-3)에 저장된다. 양액을 조성하기 위한 약품들은 상기 약품탱크(27-1,27-2,27-3)로부터 정량펌프(26-1,26-2,26-3)를 통해 라인믹서(16)로 보내진다. 상기 라인믹서(16)에서 상기 약품들과 수소수가 충분히 혼합된 양액은 양액공급탱크(17)에 임시저장 된다. 상기 양액공급탱크(17)에 임시 저장되는 동안에 탱크바닥에 침전 등의 우려가 있으므로 상기 양액공급탱크(17)의 바닥에는 에어버블러 등과 같은 교반수단을 설치하여 양액을 충분히 교반시키는 것이 바람직하다. 상기 교반수단은 외부에 설치된 콤프레샤(29)로부터 공급되는 가압공기를 이용할 수도 있다.
상기 양액공급탱크(17)에 저장된 양액은 양액공급펌프(18)에 의해 이송된다. 이송되는 양액은 양액 내에 존재하는 이물질들을 제거하기 위하여 스트레이너-2(30)를 경유하고, 순차적으로 양액 내에 증식할 수 있는 미생물들을 제거하기 위하여 역세형 정밀/한외여과기(31)를 통과한 후에 수경재배지로 공급된다. 수경재배지로부터 배출된 배액은 수경재배지 하부에 웅덩이 형태로 된 2단으로 된 집수조(21)로 수집된다. 상기 집수조(21)가 고수위가 되면 자동펌프(22)가 구동되어 저장된 배액이 스트레이너-3(20)를 경유하여 상기 양액공급 탱크(17)로 회수되거나, 수경재배지와 연결된 배수관을 통하여 직접 자연압으로 양액공급 탱크(17)로 회수된다.
도 4를 참조하면, 상기 집수조-1 및 2(21)의 구성은 다음과 같다. 상기 집수조(21)는 제1집수조(30), 제2집수조(32) 및 상기 제1집수조(30) 및 제2집수조(32) 사이에 형성된 유로(31)를 포함한다. 상기 제1집수조(30)의 하부는 경사형으로 형성되어 상기 제1집수조(30)의 하부에는 모래 등 비교적 무거운 이물질들이 침전될 수 있다. 상기 제1집수조(30)의 하부에는 드레인 밸브(23)가 구비되어 상기 모래 등의 무거운 침전물을 외부로 드레인하는 것이 가능하다. 상기 유로(31)는 제1격벽(21a) 및 제2격벽(21b)에 의해 형성된다. 상기 제1격벽(21a)은 하부가 개방되는 반면 상기 제2격벽(21b)은 상부가 개방되어, 상기 제1집수조(30)를 통과한 물은 하부로부터 상부방향으로 상기 유로(31)를 통해 유동하게 된다. 상기 유로(31)를 통해 유동한 물은 상기 제2집수조(32)로 모아지며, 펌프(22)에 의해 상기 집수조(21)로부터 배출된다.
도 3을 참조하면, 상기 수경재배지로부터 배출된 배액은 2단으로 된 집수조-2(21)로 보내지고, 이어서 자동펌프(22)가 구동됨과 동시에 밸브가 개방되어 스트레이너-3(20)을 경유하여 양액공급탱크(17)로 회수된다.
한편 수경재배지를 통과한 배액으로부터 물을 회수하는 다른 경로로서, 상기 2단으로 된 집수조-1(21)의 자동펌프(24)를 구동하여 스트레이너-4(25)을 거친 후 원수 저장조(1)로 회수할 수도 있다.
수경재배지내의 실내온도나 습도를 관리하기 위하여, 상기 역세형 정밀/한외여과기(13)를 통과한 물을 냉각기(19)를 경유하여 수경재배지의 바닥 또는 천정에서 스프링클러 등을 이용하여 농산물에 직간접으로 살포하는 것이 바람직하다.
수경재배지를 경유하여 배출되는 배액을 회수하여 재사용을 할 경우, 배액의 농도가 문제될 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 상기 양액공급펌프(18) 토출구에 전기전도도 센서, pH센서, COD센서, 질소측정 센서 등을 설치하여 양액의 농도를 모니터링 하는 것이 바람직하다.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
도1은 본 발명의 수경재배용 기능성 수소수 제조 블록구성도,
도2는 본 발명의 청정 양액공급 및 회수시스템 블록 구성도,
도3은 수경재배용 기능성 수소수 제조(도1)와 청정양액 공급 및 회수시스템(도2)을 통합한 블록 구성도,
도4는 본 발명의 양액 공급 및 회수시스템에 사용되는 집수조를 나타내는 단면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1: 원수저장조 2: 원수펌프
3:스트레이너-1 4:활성탄 필터
5:전처리수탱크 6:전처리펌프
7:프리필터 8:고압펌프
9:막분리장치 10:정수저장조
11:정수펌프 12:열교환기
13:역세형정밀/한외여과기 14:멤브레인 콘텍터
15:수소발생장치 16:라인믹서
17:양액공급탱크 18:양액공급펌프
19:냉각기 20:스트레이너-3
21:집수조-2 22:자동펌프
23:집수조-1 24:자동펌프
25:스트레이너-4 26-1,2,3:정량펌프
27-1,2:약품펌프 27-3:pH조정탱크
28:에어버블러 29:콤푸레셔
30:스트레이너-2 31:역세형정밀/한외여과기
삭제

Claims (4)

  1. 전처리부, 탈염부 및 수소발생부를 포함하는 수경재배용 수소수 공급장치로서,
    상기 전처리부는
    원수를 저장하는 원수저장조;
    상기 원수저장조의 물을 펌핑하기 위한 원수 펌프;
    상기 원수에 함유된 고형물질을 제거하는 20 ~ 200 ㎛의 스트레이너;
    상기 원수에 함유된 유기물질 및 잔류염소를 제거하는 활성탄 필터;
    상기 활성탄 필터를 통과한 전처리수를 저장하는 전처리수 탱크; 및
    상기 전처리수 탱크에 저장된 상기 전처리수를 펌핑하기 위한 전처리수 펌프;를 포함하며,
    상기 탈염부는
    상기 전처리부를 통과한 상기 전처리수로부터 미립자들을 제거하기 위한 프리필터;
    수경재배지의 생육 및 온·습도관리를 위해 상기 전처리수를 가열하는 열교환기;
    상기 전처리수에 함유된 무기염류 및 유기물질을 제거하기 위한 막분리장치;
    상기 막분리장치를 통과한 정수를 저장하는 정수저장조;
    상기 정수저장조에 저장된 정수를 펌핑하기 위한 정수펌프;
    상기 정수펌프에 의해 펌핑되는 정수에 포함된 미생물 및 세균을 제거하기 위한 역세형 정밀/한외여과기; 및
    상기 정수에 함유된 기체를 탈기하기 위한 멤브레인 접촉기;를 포함하며,
    상기 수소발생부는
    상기 탈염부를 통과한 정수에 무격막방식으로 교류전류를 공급하여 수소를 발생시키는 전기분해조;
    상기 전기분해조에서 발생한 수소를 저장하기 위하여 활성탄 또는 세라믹으로 이루어진 원통형 수소저장필터; 및
    상기 전기분해조 하부에 설치된 센서 및 플로트스위치;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수경재배용 수소수 공급장치.
  2. 제1항의 수경재배용 수소수 공급장치를 통해 공급된 수소수에 약품을 용해하여 제조된 양액을 저장하는 약품탱크;
    상기 양액의 교반을 위하여 상기 약품탱크의 하부에 설치되는 에어 버블러;
    상기 양액을 양액공급탱크로 이송하기 위한 정량펌프;
    상기 양액공급탱크로부터 수경재배지로 상기 양액이 공급되는 배관 상에 설치된 라인혼합기;
    수경재배지로 공급되기 위하여 상기 라인혼합기를 통과한 양액으로부터 미생물 및 세균을 제거하기 위한 역세형 정밀/한외여과기;
    수경재배지로부터 배출된 배액으로부터 이물질을 침전시키기 위하여 하부가 경사형으로 형성된 집수조; 및
    상기 집수조로부터 펌프에 의해 배출된 배액으로부터 고형물질을 제거하기 위한 20 ~ 200㎛의 스트레이너;를 포함하며,
    상기 집수조로부터 배출된 배액은 상기 스트레이너를 통과하여 상기 양액공급탱크로 회수되며,
    상기 양액공급탱크의 양액의 농도를 균일하게 유지하기 위하여 상기 양액공급탱크의 하류측에 전기전도도 측정센서, 화학적산소요구량 측정센서, 질소 측정센서 및 pH센서가 설치되는 것을 특징으로 하는 수경재배용 양액 공급 및 회수장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 집수조는 하부가 경사형으로 형성되어 배액에 포함된 무거운 이물질들이 용이하게 침전 및 축적되는 제1탱크; 상기 제1탱크를 경유한 배액이 상기 제1탱크의 하부로부터 상방으로 유동하도록 형성된 유로; 및 상기 유로를 통해 흘러온 배액이 상부로부터 공급되도록 상기 유로에 연결된 제2탱크;를 포함하며,
    상기 제1탱크의 하부에는 침전물을 분리회수하기 위한 유로 및 밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 수경재배용 양액 공급 및 회수장치.
  4. 삭제
KR1020090068076A 2009-07-24 2009-07-24 수소수 공급장치 및 수소수를 이용한 수경재배용 양액 공급 및 회수장치 KR100985920B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090068076A KR100985920B1 (ko) 2009-07-24 2009-07-24 수소수 공급장치 및 수소수를 이용한 수경재배용 양액 공급 및 회수장치
PCT/KR2010/004875 WO2011010902A2 (ko) 2009-07-24 2010-07-26 수소수 공급장치 및 수소수를 이용한 수경재배용 양액 공급 및 회수장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090068076A KR100985920B1 (ko) 2009-07-24 2009-07-24 수소수 공급장치 및 수소수를 이용한 수경재배용 양액 공급 및 회수장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100985920B1 true KR100985920B1 (ko) 2010-10-08

Family

ID=43135094

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090068076A KR100985920B1 (ko) 2009-07-24 2009-07-24 수소수 공급장치 및 수소수를 이용한 수경재배용 양액 공급 및 회수장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR100985920B1 (ko)
WO (1) WO2011010902A2 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190013074A (ko) * 2017-07-31 2019-02-11 (주)테드 친환경 식물공장
KR102053379B1 (ko) * 2019-04-08 2019-12-06 농업회사법인 인워터솔루션 주식회사 보일러 보충수, 양액 공급수 및 냉각수로 처리수가 다중 이용되는 스마트 팜
KR20210059886A (ko) 2019-11-18 2021-05-26 이상엽 생장율이 높고 폐사율이 낮고 유효 성분이 현저하게 향상시킬 수 있는 식물 수경재배 방법
US11067524B2 (en) 2017-06-14 2021-07-20 Grow Solutions Tech Llc Systems and methods for testing for contaminants in an assembly line grow pod

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102657221B (zh) * 2012-05-17 2014-04-16 南京农业大学 一种富氢液态植物生长调节剂及其制备方法与应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000000457A (ko) * 1999-10-25 2000-01-15 지은상 초순수제조방법
KR20050001895A (ko) * 2003-06-26 2005-01-07 아주환경 주식회사 막분리를 이용한 하수 및 침출수의 순수화 재이용 시스템

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100869813B1 (ko) * 2007-05-08 2008-11-26 대한민국 순환식 수경재배용 배액제어장치 및 그 제어방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000000457A (ko) * 1999-10-25 2000-01-15 지은상 초순수제조방법
KR20050001895A (ko) * 2003-06-26 2005-01-07 아주환경 주식회사 막분리를 이용한 하수 및 침출수의 순수화 재이용 시스템

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11067524B2 (en) 2017-06-14 2021-07-20 Grow Solutions Tech Llc Systems and methods for testing for contaminants in an assembly line grow pod
KR20190013074A (ko) * 2017-07-31 2019-02-11 (주)테드 친환경 식물공장
KR102012485B1 (ko) * 2017-07-31 2019-08-20 (주)테드 친환경 식물공장
KR102053379B1 (ko) * 2019-04-08 2019-12-06 농업회사법인 인워터솔루션 주식회사 보일러 보충수, 양액 공급수 및 냉각수로 처리수가 다중 이용되는 스마트 팜
KR20210059886A (ko) 2019-11-18 2021-05-26 이상엽 생장율이 높고 폐사율이 낮고 유효 성분이 현저하게 향상시킬 수 있는 식물 수경재배 방법

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011010902A3 (ko) 2011-07-21
WO2011010902A2 (ko) 2011-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2016202093B2 (en) Method and system for treating water used for industrial purposes
Quist-Jensen et al. Membrane technology for water production in agriculture: Desalination and wastewater reuse
Burn et al. Desalination techniques—A review of the opportunities for desalination in agriculture
Monnot et al. Seawater reverse osmosis desalination plant at community-scale: Role of an innovative pretreatment on process performances and intensification
CN105967414A (zh) 一种沼液资源化浓缩回收利用处理方法和***
CN103936202B (zh) 一种苦咸水淡化方法及其装置
US20060219613A1 (en) Water purification system and method
KR100985920B1 (ko) 수소수 공급장치 및 수소수를 이용한 수경재배용 양액 공급 및 회수장치
CN205662413U (zh) 一种沼液资源化浓缩回收利用处理***
KR102078056B1 (ko) 식물 재배용 양액 공급 시스템
CN204490644U (zh) 一种智能化反渗透纯净水供水设备
KR101109762B1 (ko) 강이나 하천수, 지하수를 이용하여 음용이나 공업용수에 적합한 정수를 얻기 위한 수 처리방법 및 이에 이용되는 수 처리 장치
Ketharani et al. A comparative study of community reverse osmosis and nanofiltration systems for total hardness removal in groundwater
CN108408994A (zh) 一种微苦咸水淡化灌溉***
CN204490645U (zh) 一种智能化反渗透净水设备
JP2001299116A (ja) 養液栽培方法
KR101560490B1 (ko) 실시간 능동 제어 방식의 골프장 잔디용수 공급을 위한 정화 장치 및 이를 이용한 잔디용수 공급 방법
KR20130003402A (ko) 원수 맞춤형 정수 처리용 패키지 장치 및 이를 이용한 정수 생산 방법
Hemping Economic Analysis of Reverse Osmosis Desalination of Water for Agricultural Irrigation Applications
Kitpati Pilot scale experimental investigation of membrane filtration for water and watewater reuse
Oron et al. Wastewater Treatment and Reuse in Agricultural Production

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130930

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140922

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151026

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160922

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191029

Year of fee payment: 10