KR102386303B1 - 육상 양식장용 순환여과 양식 시스템 - Google Patents

Abstract

일정 면적의 바닥과 외벽을 갖고 양식생물 및 사육수를 수용할 수 있는 사육수조; 상기 사육수조에 사육수를 채수하여 센싱 및 측정하는 사육수 관리시스템;
상기 사육수조와 사육수 관리시스템은 사육수 유입관을 매개로 연결되며; 상기 사육수조 바닥부에 설치되는 배수관; 상기 배수관과 연결되어 배출된 사육수가 이동하여 고형 이물질이 침강 및 침지되어 제거하는 물리적 여과조; 상기 물리적 여과조와 연결되고 고형 이물질이 제거된 사육수가 유입되어 미생물 여과매질에 의한 정화처리가 수행되는 생물여과조; 상기 생물학적 여과조 및 사육수조를 연결하여 정화처리가 완료된 사육수가 사육수조로 이동시키는 재공급관으로 이루어진 육상 양식장용 순환여과 양식시스템을 제공함으로써 세척부를 설치하여 센싱이 이루어지는 측정챔버 내부에서 마이크로 버블젯 방법으로 센서에 세척액 및 보정액이 분사되어 각 센서를 세척한 후, 저장액으로 회수되거나 각 세척액 및 보정액은 탱크구조의 보정액 챔버 및 세척액 챔버 내에 저장됨으로써 오염 및 동파 위험이 거의 없는 효과가 있다.

Description

육상 양식장용 순환여과 양식 시스템{Circulation filtration aquaculture system.}

본 발명은 육상 양식장용 순환여과 양식시스템에 관한 것으로 일정 면적의 바닥과 외벽을 갖고 양식생물 및 사육수를 수용할 수 있는 사육수조; 상기 사육수조에 사육수를 채수하여 센싱 및 측정하는 사육수 관리시스템; 상기 사육수조와 사육수 관리시스템은 사육수 유입관을 매개로 연결되며; 상기 사육수조 바닥부에 설치되는 배수관으로 이루어진 육상 양식장용 순환여과 양식시스템에 관한 것이다.

일반적으로 육상 양식장에서는 한정된 공간 및 수량(水量)을 기준으로 비교적 많은 양의 어류를 고밀도로 양식한다. 이로 인하여 사료 찌꺼기나 양식어류의 배설물과 같은 각종 고형성분 뿐만 아니라, 양식어류의 대사과정에서 발생한 단백질 성분이나 암모니아 성분 및 이산화탄소 성분 등이 매우 빠른 시간 내에 사육수에 축적되어 사육수가 쉽게 오염된다.

이에 육상의 실내 양식장에서는 양식수조로부터 배출된 사육수중의 고형물 성분을 침강(沈降)시켜 제거함과 동시에 이산화탄소 성분을 탈기시키는 침전조와, 사육수중의 암모니아 성분과 질소 성분을 미생물에 의하여 제거시키는 생물여과조가 포함된 사육수의 순환여과시스템이 널리 사용되고 있다. 양식장 순환여과시스템에서는 고형물 여과처리를 일차 수행한 이후 미생물 여과처리가 수행되도록 할 수도 있고, 이와 반대의 순서로 여과처리가 수행될 수도 있고 국내 등록특허번호 제10-1996238호에는 모듈형 해수 순환여과시스템에 관하여 개시되어 있다.

순환여과시스템에서 양식장 수질 관리가 중요하다. 양식장의 수질을 이루는 요소는 용존산소농도, 수온, 산도(pH), 암모니아 농도, 질소화합물 농도, 아질산염농도, 탁도 등이 있고, 양식장의 수질을 저해하는 주요 오염원으로 양식되는 어류의 배설물과 사체 및 먹다 남은 잔존 사료 등이 있다. 즉, 오염원은 근본적으로 차단하기 어려운 문제이며, 특히 사육수의 재사용이 이루어지는 순환여과시스템에서는 수질 상태를 감시하면서 적시에 오염물을 제거하고 수질개선을 위한 개선조치가 요구된다.

종래의 순화여과시스템의 사육수 관리시스템은 수온이나 염도, 용존산소량과 같은 기본적인 수질정보를 측정하여 관리자에게 제공하는 것을 주 목적으로 하고 있으며, 이러한 관리 시스템은 관리자의 양식 운영 노하우 등에 따라 대처방법이 서로 상이하므로 양식되는 품목의 최적화된 관리가 어려운 문제점이 있기 때문에, 생산비용의 상승 및 출하량 저하와 직결되어 양식효율 감소 및 사료 과잉공급으로 인한 양식장 주변의 수질오염의 원인이 될 수 있다.

이에 양식장 수질정보변화에 따른 급이량 정보, 발생 질병정보, 산소 공급량 정보, 적조발생 예측시기 정보 등을 계산하여 관리자에게 즉시 제공할 수 있도록 사물인터넷시스템이 적용된 양식장 사육수 관리시스템의 개발과 함께 국내 공개특허번호 제10-2012-0076683호에도 이와 관련한 양식장 관리시스템에 관하여 개시되어 있다.

구체적으로 상기 시스템이 적용된 양식장 자동 수질관리 장치는 복수의 수조 각각에 장착된 수질계측장치로부터 수질 데이터 또는 위험 요소 감지 데이터를 수신하는 통신부, 상기 수조의 크기, 어류의 종류, 어류의 성장정도, 수조와 연계된 사용자 단말기의 전화번호, 주소 중에서 적어도 하나를 포함하는 수조 정보를 저장하고 상기 수신된 수질 데이터 또는 위험 감지 데이터를 어종별로 분류하여 저장하는 저장부, 그리고 상기 복수의 수조에 장착된 수질계측장치 중 어느 하나로부터 수신된 수질 데이터의 변화량이 기준 값보다 크거나, 위험 요소 감지 데이터를 수신하면, 상기 수조에 대응되는 사용자 단말기로 알림 신호를 전달하는 제어부를 포함하여 이루어질 수 있다.

그러나, 상기 장치에 설치되는 수질감지센서는 인력형 또는 수중 설치(거치)형, 관로형 등으로 이루어진다. 인력형은 측정원이 직접해수(담수)를 채취하거나 특정 깊이에 센서를 투하해 측정하는 방식이고 수중 설치형은 특정 수심에 센서가 고정되어 운영하는 방식이며, 관로형은 사육수가 순환하는 파이프에 센서를 설치하는 방식이다. 인력형은 100% 측정원에게 의존한다. 수중설치형은 센서의 세척이나 보정이 불편하고 센서의 주기적인 세척과 보정이 어려워 센서의 수명이 단축되어 경제적인 부담이 될 수 있을 뿐만 아니라 해양에 설치되는 경우 잠수부를 동원하여 설치 및 수거해야 함으로 비용부담의 원인이 되는 문제점이 있다. 관로형 역시 센서의 세척 및 보정이 자동화되지 않을 뿐만 아니라 대부분 하나의 관로에 센서가 설치됨으로써 다양한 깊이나 위치에서 사육수를 채취하기 어려운 문제점이 있어 상기 문제점을 해결할 수 있는 장치 개발이 필요하다.

국내 등록특허번호 제10-2020-0021285호에는 내부 바닥에 어류 양식용 물을 공급하는 급수부 및 배수부가 구비되고, 출입구측에 출입문이 개폐가능하게 형성되며, 중앙에 사용자 이동통로가 형성되는 이동식 컨테이너; 상기 이동식 컨테이너의 내부 가장자리에 층을 이루어 탑재되고, 어류 양식에 요구되는 각종 환경요인을 실시간으로 검출하기 위한 센서들이 설치되며, 관상어 양식을 위한 양식수가 채워지는 양식수조; 상기 이동식 컨테이너 내부 일 측에 설치되고, 상기 양식수조의 어류에 외부공기를 공급하기 위한 블로어와, 상기 양식 수조에 공급되는 산소를 발생시키기 위한 산소 발생기 및 상기 이동식 컨테이너 내부 온도를 조절하기 위한 냉,난방기가 구비되는 기계실; 상기 양식수조에 설치된 센서들로부터 전송되는 측정 데이터 값과 미리설정된 임의의 데이터 값 비교에 의해 각각의 양식수조별 환경요인을 체크 및 관리하기 위한 제어실을 구비하는 이동식 컨테이너 타입의 스마트 양식장에 관하여 개시하고 있다. 국내 등록특허번호 제10-2030420호에는 수질측정 센서, 온도측정 센서, 산소 공급장치, 사료 공급장치, 살균 필터, 무선통신장치를 포함한 양식장, 양식장과 통신하는 서버, 서버에 접속하여 양식장 환경을 모니터링 하고, 원격제어 하는 스마트폰을 포함하는 스마트 양식장 시스템에 있어서, 동물성 플랑크톤을 배양, 생산, 공급하는 미세 조류 공급장치를 더 포함하여 식물성 플랑크톤에 의한 녹조, 적조 현상을 완화할 수 있는 미세 조류 공급장치를 이용한 스마트 양식장 관리 시스템에 관하여 개시하고 있다. 국내 공개특허번호 제10-2017-0033164호에는 같은 어종을 양식하는 사람들의 평균 수질 데이터를 제공하여 양식장 관리 경험이 부족한 사용자들의 불안감을 해소할 수 있으며, 같은 어종을 양식하는 사람들끼리 커뮤니티를 형성하여 양식장에 대한 정보를 제공할 수 있는 스마트 양식장 서버 및 그것을 이용한 양식장 관리 방법에 관하여 개시하고 있다. 국내 등록특허번호 제10-1626071호에는 CCTV, 센서의 작동상태, 뱀장어 양식장 시스템; 상기 뱀장어 양식장 시스템과 통신망으로 연동되어 뱀장어 양식장에서 제공되는 CCTV, 데이터베이스; 상기 데이터베이스에서 제공되는 뱀장어 양식장의 상태정보, 사용자 단말; 관리자 단말; 운영자 단말; 및 상기 뱀장어 양식장 시스템에 성장 및 관리되어 생산된 뱀장어에 대해 유통단계에서 발생하는 개체 섞임 현상을 확인하고, OTC 검사체계 시스템화 및 전국 확산, 터치스크린, 단말기를 통한 생산이력정보 조회, 양식장별 생산 실명제를 제공하기 위해 그 이력을 관리 추적하는 수산물 이력추적 장치를 포함하는 IT 기반의 뱀장어 양식장 성장 및 통합관리 시스템에 관하여 개시하고 있다.

기존의 육상 순환여과식 양식시스템에서 사용되는 양식수 수질 모니터링을 위한 센서는 양식장에 고정되어 세척이 거의 불가능하고, 특히 초음파 세척방식은 광센서의 수명단축, 측정 광렌즈막의 박리 등등 잦은 고장과 수명단축의 원인이 될 수 있었던 문제점을 해결하고자한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 육상 양식장용 순환여과시스템은 일정 면적의 바닥과 외벽을 갖고 양식생물 및 사육수를 수용할 수 있는 사육수조; 상기 사육수조에 사육수를 채수하여 센싱 및 측정하는 사육수 관리시스템; 상기 사육수조와 사육수 관리시스템은 사육수 유입관을 매개로 연결되며; 상기 사육수조 바닥부에 설치되는 배수관; 상기 배수관과 연결되어 배출된 사육수가 이동하여 고형 이물질이 침강 및 침지되어 제거하는 물리적 여과조; 상기 물리적 여과조와 연결되고 고형 이물질이 제거된 사육수가 유입되어 미생물 여과매질에 의한 정화처리가 수행되는 생물여과조; 상기 생물학적 여과조 및 사육수조를 연결하여 정화처리가 완료된 사육수가 사육수조로 이동시키는 재공급관으로 이루어진 것일 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 육상 양식장용 순환여과시스템은 양식생물 및 사육수를 수용하는 사육수조; 상기 사육수조의 사육수를 채수하여 센싱 및 측정하는 사육수 관리시스템; 상기 사육수 관리시스템과 통신망을 매개로 사육수 관리시스템에서 측정된 정보를 수신하고 사용자에 의해 저장된 명령에 따라 사육수의 수질을 유지하도록 제어하는 제어부; 상기 제어부와 통신망을 매개로 제어부에 저장된 정보 데이터를 수신하고 휴대 단말기에서 사용자가 제어 가능하도록 하는 사용자 단말부로 이루어진 것일 수 있다.

본 발명의 육상 순환여과식 양식장은 사육수를 센싱하는 측정챔버 내부에서 마이크로 버블젯 방법으로 센서에 세척액 및 보정액을 분사하여 각 센서를 세척한 후, 저장액으로 회수되거나 각 세척액 및 보정액은 탱크구조의 보정액 챔버 및 세척액 챔버 내에 저장함으로서 기존의 센서의 측정방식에 있어 수중 침투형이나 수중 고정 방식 또는 인력에 의한 측정 방식이 아닌 원하는 깊이나 위치에서 관로(파이프)를 통해 육상(해상)의 기기 또는 중앙관제소에 측정하고 센서의 세척/보정방식을 자동화한 스마트형 육상 순환여과식 양식장으로 이루어질 수 있다.

바람직하게는 상기 사육수 관리시스템은 육상 양식장의 사육수조에 저장된 사육수를 채수하여 측정챔버로 유입시키는 사육수 유입관, 상기 사육수 유입관으로 사육수를 채수하고 측정챔버로 이동시키는 동력을 제공하는 모터펌프, 상기 모터펌프와 연결되어 수위별 채수된 사육수가 이동하여 센싱 및 측정하는 측정챔버, 상기 측정챔버에서 센싱 및 측정이 완료된 사육수를 사육수조로 재 유입시키는 재유입관이 설치되어 이루어지는 것일 수 있다.

또한, 상기 측정챔버 내에는 채수된 사육수의 온도, 용존산소량, 산도, 염도 중 어느 하나를 센싱 및 측정하는 센서부와, 상기 센서부에서 센싱 및 측정된 결과값을 연산 및 저장하고 제어부 또는 사용자 단말부로 전송하며 상기 제어부 및 사용자 단말부의 명령을 수신하는 메인콘트롤러와, 상기 센서부를 세척 및 보정하는 세척부로 이루어진 것일 수 있다.

본 발명은 자동화, 무인화를 통해 다양한 어류를 대량으로 양식할 수 있는 스마트 육상 양식장용 순환여과시스템으로서, 실시간으로 사육 환경을 확인 및 제어 가능하여 양식어의 질병 예방 및 확산 방지가 용이함으로 부가가치를 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 육상 양식장용 순환여과 양식시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 스마트형 육상 양식장용 순환여과시스템을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 사육수 관리시스템 개념도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 사육수 관리시스템 실시 예 1을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 육상 양식장용 순환여과 양식시스템을 구성하는 사육수 관리시스템을 나타낸다.
도 6는 본 발명의 해상 가두리양식장 양식시스템을 구성하는 사육수 관리시스템을 나타낸다.

이하, 본 발명의 육상 양식장용 순환여과시스템과 관련한 도면을 첨부하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 발명의 육상 양식장용 순환여과시스템을 나타낸다. 본 발명의 육상 양식장용 순환여과시스템은 일정 면적의 바닥과 외벽을 갖고 양식생물 및 사육수를 수용할 수 있는 사육수조(10); 상기 사육수조에 사육수를 채수하여 센싱 및 측정하는 사육수 관리시스템(100); 상기 사육수조와 사육수 관리시스템은 사육수 유입관(110)을 매개로 연결되며; 상기 사육수조 바닥부에 설치되는 배수관(11); 상기 배수관과 연결되어 배출된 사육수가 공급되어 고형 이물질이 침강 및 침지되어 제거하는 물리적 여과조(300); 상기 물리적 여과조와 연결되고 물리적 여과조에서 고형 이물질이 제거된 사육수가 유입되어 미생물 여과매질에 의한 정화처리가 수행되는 생물여과조(200); 상기 생물학적 여과조 및 사육수조를 연결하여 정화처리가 완료된 사육수가 사육수조로 이동시키는 재공급관(400)으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 물리적여과조는 통상적인 물리적 여과가 실시되는 장치로 침전조, 모래여과기, 드럼여과기, 포말분리기를 포함할 수 있다. 그러나 물리적인 방법으로 사육수의 고형 이물질을 제거할 수 있다면 상기 장치에 한정되지 않는다.

본 발명의 실시 예에 따른 생물여과조(200)는 통상적으로 순화여과시스템에 설치되는 생물학적 여과조를 지칭하는 것으로 예를 들어, 여과조에 여과재를 넣어 박테리아의 서식지를 제공하여 질소산화물을 제거할 수 있도록 형성될 수 있다.

이에 질산화과정을 거쳐 아질산균이 암모니아를 아질산으로 바꾸고 질산균이 아질산을 질산염으로 바꾸는 탈질과정을 거침으로써 최종적으로 혐기성세균에 의해 질소기체로 배출되어 사육수의 재사용이 가능하다. 상기 여과재는 카트리지 형식으로 장착된 여과재, 스티로폼 비드, 플라스틱 여과재 등을 포함할 수 있으며 상기 여과재는 고정상 여과 또는 유동상 여과방법으로 설치가 가능하다.

또한, 상기 장치 뿐 만 아니라 산소공급장치를 설치하여 처리수에 산소를 공급할 수 있으며, 추가적으로 살균장치를 설치하여 살균장치를 거쳐 사육수조로 재 유입될 수 있다. 상기 살균장치는 오존살균장치 또는 자외선 살균장치를 포함할 수 있다. 그러나 상기 장치들은 사육수조에 사용한 사육수를 재사용할 수 있는 방법이라면 상기 장치 외에 추가 설치가 가능하며 이에 한정되지 않는다.

도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 스마트형 육상 양식장용 순환여과시스템을 나타낸다. 본 발명의 실시예 1에 따른 스마트형 육상 양식장용 순환여과시스템은 양식생물 및 사육수를 수용하는 사육수조(10); 상기 사육수조의 사육수를 채수하여 센싱 및 측정하는 사육수 관리시스템(100); 상기 배수관과 연결되어 배출된 사육수가 공급되어 고형 이물질이 침강 및 침지되어 제거하는 물리적 여과조(300); 상기 물리적 여과조와 연결되고 물리적 여과조에서 고형 이물질이 제거된 사육수가 유입되어 미생물 여과매질에 의한 정화처리가 수행되는 생물여과조(200); 상기 사육수 관리시스템과 통신망을 매개로 사육수 관리시스템에서 측정된 정보를 수신하고 사용자에 의해 저장된 명령에 따라 사육수의 수질을 유지하도록 제어하는 제어부(500); 상기 제어부와 통신망(S)을 매개로 제어부에 저장된 정보 데이터를 수신받고 휴대 단말기에서 사용자가 제어 가능하도록 하는 사용자 단말부(600)로 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 통신망(S)은 유선통신 또는 무선통신을 포함할 수 있으며 무선 통신일 경우, 블루투스, NFC, 지그비(Zigbee), Wi-Fi, WAVE(Wireless Access in Vehicular Environment) 등의 근거리 통신 또는 3G, 4G, LTE, LTE-A등의 이동통신망과 같은 원거리 통신이 포함될 수 있으며 예를 들어, 사물인터넷(Internet of Things, IoT) 전용 통신망에 해당하는 로라(LoRa)망이나 NB(Narrow Band)-IoT 전용 통신망을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 통신망은 제어부 및 사용자 단말부를 연결할 뿐만 아니라 제어부와 사육수 관리시스템 또는 사용자 단말부와 사육수 관리시스템과 연결될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말부(600)는 제어부 및 사육수 관리시스템과 통신망을 매개로 연결될 수 있는 컴퓨팅 장치로서 예를 들어 중앙처리장치, 메모리 장치 및 입출력 수단을 구비한 PC, 스마트폰, PDA(Personal Digital Assistant), 태블릿 PC로 구현될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 사용자 단말부는 제어부 및 사육수 관리시스템과 통신망을 매개로 연결되어 사육수의 정보 및 관리 명령을 송신 및 수신할 수 있다. 여기에서, 사용자 단말에는 통신망을 통해 연결되어 상호 연동되도록 할 수 있는 소프트웨어인 예를 들어, 모바일기기에서 실행될 수 있는 모바일 어플리케이션으로 구현되어 관리명령 및 사육수 정보를 송신 및 수신할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 제어부(500)는 후술 할 사육수 관리시스템에서 센싱 및 측정된 데이터를 수신하면 사용자 단말부 또는 사용자가 직접 저장한 설정값에 따라 사육수 관리시스템을 제어할 수 있다. 이에 사용자는 제어부 또는 사용자 단말기의 전용 앱을 실행하거나 또는 웹브라우저를 통해 수조별 센싱하여 측정한 값을 확인할 수 있으며 이를 관리할 수 있는 제어명령 실시가 가능하다. 제어부에 저장된 정보 데이터를 외부단말기와 송수신 받음으로서 정보 기술(Information Technology, IT)과 통신 기술(Communication Technology, CT)이 융합된 ICT(Information & Communication Technology) 기능을 갖는 양식장용 순환여과시스템을 구현할 수 있다.

본 발명의 실시 예 1에 따른 육상 양식장용 순환여과시스템 IT를 양식기술에 접목시켜 자동화, 무인화를 통해 다양한 어류를 대량으로 양식할 수 있는 스마트 육상 양식장용 순환여과시스템으로서, 실시간으로 사육 환경을 확인 및 제어 가능하여 양식어의 질병 예방 및 확산 방지가 용이함으로 부가가치를 높일 수 있는 효과가 있다.

도 3은 본 발명의 사육수 관리시스템 개념도를 나타낸다. 본 발명의 사육수 관리 시스템은 육상 양식장의 사육수조에 저장된 사육수를 채수하여 측정 챔버로 유입시키는 사육수 유입관(110); 상기 사육수 유입관으로 사육수를 채수하고 측정 챔버로 이동시키는 동력을 제공하는 모터펌프(120); 상기 모터펌프와 연결되어 수위별 채수된 사육수가 이동하여 센싱 및 측정하는 측정 챔버(130); 상기 측정 챔버에서 센싱 및 측정이 완료된 사육수를 사육수조로 재유입시키는 재유입관(140)이 설치되어 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 사육수는 육상 양식수조 내에 저장되어 양식생물의 사육이 가능하도록 하는 해수 또는 담수를 포함할 수 있고 본 발명의 실시 예에 따라 사육수 유입관에 의해 채수된 사육수는 편의상 샘플링 사육수라 지칭하고자 한다.

본 발명의 사육수 유입관(110)은 통상적인 관형상으로 일단은 모터펌프와 연결되고 타단은 사육수조의 일정 수위에 연장 설치될 수 있다. 상기 사육수 유입관은 하나 이상 사육수조 내에 설치가 가능하여 사육수조의 수위별로 그 길이를 달리하여 사육수조 수위별 채수가 가능하다.

기존의 양식장에서 수질측정을 위해 1개의 측정센서 세트가 단일의 양식장에만 적용되는 1:1방식이었다. 그러나 본 발명에 따른 사육수 유입관은 단일의 양식장에서 하나 이상 설치가 가능할 뿐만 아니라 유입관을 연장하여 근처의 양식장에 설치함으로써 센싱을 위한 사육수 채수는 1:n방식이 가능하여 기존의 1:1 방식에 의한 시설비 증가 비용부담을 줄일 수 있다.

본 발명의 측정챔버(130)는 샘플링 사육수가 유입 및 임시 저장될 수 있도록 일정 공간부가 형성되는 구조로 일 측에는 사육수 유입관에서 채수된 사육수가 모터펌프 동력으로 이동할 수 있도록 이동관이 형성될 수 있고 타 측에는 샘플링된 사육수가 샘플링 후 사육수조로 재유입 될 수 있도록 재유입관이 설치될 수 있다. 상기 모터는 제어부와 통신망을 매개로 연결되어 설정된 제어값에 따라 제어가 될 수 있으며 사용자 단말부를 통해 작동이 가능하다.

본 발명에 따른 측정챔버 내에는 센서부(150), 메인콘트롤러(160), 세척부(170)가 설치되어 이루어질 수 있다. 상기 센서부(150)는 샘플링 사육수의 온도를 측정하기 위한 수온센서, 용존 산소량(DO)을 측정하기 위한 용존산소 측정센서, pH를 측정하기 위한 pH 측정센서, 염도 측정센서를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 센서부 구조는 통상적인 침적형 방식으로 측정될 수 있다.

메인콘트롤러(160)는 센서부에서 센싱 및 측정한 결과 값을 연산하고 전송 및 저장하는 제어장치로서 통신부(161)가 설치되어 상기 제어부로부터 사용자 요청 기반의 명령을 수신 받고 저장된 정보를 통신망을 매개로 전송할 수 있다. 통신부는 예를 들어, 공유기, IP안테나, 랜선 등을 포함하여 구현될 수 있다. 또한, 메인콘트롤러는 설정된 명령 값에 따라 세척부, 센서부, 모터펌프, 재유입관에 설치된 밸브를 제어한다.

측정챔버의 일정 부분에는 세척부(170)가 설치된다. 세척부는 보정부(171)와 세척액 분사부(172)를 포함할 수 있고, 추가적으로 자외선 LED광사부(173)를 설치할 수 있다. 세척부는 제어부의 제어에 따라 작동 및 제어되어 센서부의 표면을 세척이 실시될 수 있다.

본 발명의 보정부는 보정액이 저장되는 보정액 챔버와 상기 보정액 챔버와 연결되어 보정액 챔버 내부에 저장된 보정액을 센서부로 분사할 수 있는 보정액 분사부로 이루어질 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 보정액은 센서를 보정할 수 있는 통상적인 보정액을 포함할 수 있다.

일실시예에 따른 보정액은 센서별 적절한 보정이 가능하도록 하나 이상의 보정액이 저장될 수 있도록 저장 공간이 형성될 수 있다. 이에 보정액은 용존산소 보정액, 수온 보정액, 염도 보정액, pH 보정액등으로 구현될 수 있으며 설정된 센서의 기준값(0)을 회기 할 수 있도록 하는 것이라면 이에 한정되지는 않는다.

본 발명의 세척액 분사부는 상기 보정부와 동일한 구조로 상기 세척액 분사부 챔버 내에는 세척액이 저장될 수 있다. 예를 들어 세척액은 증류수를 포함하는 것일 수 있다.

기존의 수질 모니터링을 위한 센서는 양식장에 고정되어 세척이 거의 불가능하고, 특히 초음파 세척방식은 광센서의 수명단축, 측정 광렌즈막의 박리 등등 잦은 고장과 수명단축의 원인이 될 수 있으나 본 발명의 세척부는 측정챔버 내부에서 마이크로 버블젯 방법으로 세척액 및 보정액이 분사되어 각 센서를 세척한 후, 저장액으로 회수되거나 각 세척액 및 보정액은 탱크구조의 보정액 챔버 및 세척액 챔버 내에 저장됨으로써 오염 및 동파 위험이 거의 없다.

본 발명의 사육수 관리시스템은 사용자가 제어부에 직접 또는 사용자 단말부를 이용하여 사육수조의 목적하는 수심을 설정하고 제어 명령을 실시하면 모터펌프가 작동하여 상기 수심에 설치된 사육수 유입관에서 사육수가 샘플링 한다. 이에 측정챔버 유입된 샘플링 사육수는 센서부에 의해 센싱 및 측정이 되고 이때 센서부의 측정시간 및 측정 간격은 설정된 제어부의 명령값을 메인콘트롤러가 전송받아 제어할 수 있다.

측정이 완료된 샘플링 사육수는 메인콘트롤러에 제어된 재유입관의 밸브가 개방이 되면서 사육수조로 재 유입되며, 샘플링 사육수 배출 후 세척부가 작동되어 세척액 및 보정액이 센서부에 분사됨으로써 자동 보정과정이 이루어질 수 있다. 상기 세척액 및 보정액은 분사 세척 후 메인콘트롤러의 제어로 자동으로 세척액 분사부 및 보정부로 회수되거나 장치 외부로 배출될 수 있다.

상기 과정은 메인콘트롤러의 제어에 따라 설정된 명령으로 하나 이상 설치된 사육수 유입관 별 및 독립적으로 이루어지는 1:n 방법으로 실시되어 보다 정확하게 사육수 수심별 수질 모니터링이 가능하다. 통상적인 양식장에 설치되는 센서는 측정방식과 센서의 보정 및 세척의 어려움이 있다.

도 4는 본 발명의 사육수 관리시스템 실시예 1을 나타낸다. 본 발명의 실시예 1에 따른 사육수 관리시스템은 육상 양식장의 사육수조에 저장된 사육수를 채수하여 측정챔버로 유입시키는 사육수 유입관; 상기 사육수 유입관으로 사육수를 채수하고 측정챔버로 이동시키는 동력을 제공하는 모터펌프; 상기 모터펌프와 연결되어 수위별 채수된 사육수가 이동하여 센싱 및 측정하여 측정챔버; 상기 측정챔버에서 센싱 및 측정이 완료된 사육수를 사육수조로 재유입관이 설치되며; 상기 측정챔버에는 센서부(150), 메인콘트롤러(160), 세척부(170), 자외선 LED광사부(173)가 설치되며; 상기 측정챔버 일측에는 센싱 및 측정이 완료된 사육수를 사육수조로 재 유입시키는 재유입관이 설치되며; 상기 측정챔버 내부에 유입된 사육수와 세척액의 배출을 제어하는 밸브모듈(174)로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 사육수 관리시스템은 도 3에 도시된 실시 예 1에 따라 형성된 스마트형 육상 양식장용 순환여과 양식시스템 및 해상가두리 양식장에 설치될 수 있다. 육상 양식장용 순환여과 양식시스템 및 해상가두리 양식장에 설치되는 사육수 관리시스템은 측정챔버 및 밸브모듈은 통신망을 매개로 사육수 관리시스템과 사용자 단말부 및 제어부와 연결되어 사용자가 제어부 및 사용자 단말부에 명령값을 설정하고 사육수 관리시스템의 메인콘트롤러는 명령값을 수신하여 측정챔버의 장치를 제어할 수 있다.

본 발명의 사육수 관리시스템 실시예 1에 따른 LED광사부는 샘플링과 동시에 자외선 파장의 LED를 광사함으로써 살균 과정을 추가적으로 실시할 수 있다. 본 발명의 밸브모듈은 재유입관의 개방 및 폐쇄를 제어할 뿐만 아니라 세척부의 세척액 및 보정액의 배출 및 회수 제어가 가능하여 세척부의 세척액 및 보정액은 설정값에 따라 제어 및 배출이 제어부의 명령에 따라 제어가 자동적으로 가능하다. 도 5는 본 발명의 육상 양식장용 순환여과 양식시스템을 구성하는 사육수 관리시스템을 나타내고, 도 6는 본 발명의 해상 가두리양식장 양식시스템을 구성하는 사육수 관리시스템을 나타낸다.

본 발명은 대량 양식장에서도 단일 수조마다 사육수 관리 센서를 설치하였던 기존의 방법과 달리 하나의 사육수 관리시스템이 다수개의 양식장 또는 양식수조와 대응함으로써 보다 설비 설치비용을 줄일 수 있고 센서의 세척 및 보정을 통한 감도 높은 센싱이 가능하여 양식장 운영에 도움을 줄 수 있으므로 관련 산업인의 이익 제고가 가능하여 산업 상 이용가능성이 있다.

10:사육수조 11: 배수관
100: 사육수 관리시스템 110: 사육수 유입관
120: 모터펌프 130: 측정챔버
140: 재유입관 150: 센서부
160: 메인콘트롤러 170: 세척부
161: 통신부 171: 보정부
172: 세척액 분사부 173: 자외선 LED 광사부
174: 밸브모듈 200: 생물여과조
300: 물리적 여과조 400: 재공급관
500: 제어부 600: 사용자 단말부
S: 통신망

Claims (3)

1. 삭제
2. 일정 면적의 바닥과 외벽을 갖고 양식생물 및 사육수를 수용할 수 있는 사육수조에서 사육수를 채수하여 센싱 및 측정하는 사육수 관리시스템은 사육수를 채수하여 측정챔버로 유입시키는 사육수 유입관과, 상기 사육수 유입관으로 사육수를 채수하고 측정챔버로 이동시키는 동력을 제공하는 모터펌프와 연결되어 수위별로 채수된 사육수가 이동하여 센싱 및 측정하는 측정챔버로 이루어지고, 상기 측정챔버에서 센싱 및 측정이 완료된 사육수를 사육수조로 재 유입시키는 재유입관이 설치되며,
   상기 측정챔버는 수위별로 채수된 사육수의 온도, 용존산소량, 산도, 염도 중 어느 하나를 센싱 및 측정하는 센서부를 포함하고, 보정부, 세척액이 분사되는 세척액분사부, 자외선의 LED가 광사되는 LED광사부를 포함하는 세척부가 형성되며, 상기 보정부는 보정액이 저장되는 보정액 챔버와 연결되어 보정액 챔버 내부에 저장된 보정액을 센서부로 분사하는 보정액 분사부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 육상 양식장용 순환여과 양식시스템
3. 제2항에 있어서, 센서부는 메인콘트롤러와 연결되며, 메인콘트롤러는 센서부에서 측정한 결과 값을 연산하고 전송 및 저장하는 제어장치로서 통신부(161)가 설치되어 사용자 요청 기반의 명령을 수신받고 저장된 정보를 통신망을 매개로 전송할 수 있도록한 것을 특징으로 하는 육상 양식장용 순환여과 양식시스템

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