灭菌养殖水的制备方法及利用其的流水式灭菌水鱼类养殖方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种灭菌养殖水的制备方法和流水式灭菌水鱼类养殖方法，更具体 地，涉及一种使用新概念的灭菌水养殖系统（steriIe Aquaculture System;SAS)的新型流 水式灭菌水中鱼类养殖方法。所述方法在利用淡水或海水来养殖鱼类时，用电解等方式对 淡水或海水进行处理而生成氧化剂(Oxidant)，杀灭病原性病毒、细菌及寄生虫，从而制备 出所生成的有害成分为饮用水标准以下的灭菌养殖水，在利用所述灭菌养殖水养殖鱼类 时，通过对灭菌养殖水进行中和处理而去除有害于鱼类的残留氧化剂后，将其作为鱼类的 养殖水使用，使得不使用抗生素或疫苗也能够使由各种病原性微生物引起的鱼类的死亡率 极小化。
【背景技术】
[0002] 鱼类的养殖方法包括:笼式:通过在河或海中设置一定大小的网格而进行养殖;止 水式:围住池塘或水库而进行养殖;陆地水槽式(I and based seawater):将淡水或海水栗 入(Pumping)到陆地水槽中，每天更换数十次新水而进行养殖;循环过滤式(RAS):将一天中 的新水交换率以10%左右降至非常低的水平，并使水槽中的养殖水通过鼓式过滤器(Drum Fi Iter)和生物过滤器(Biofi Iter)进行净化后，再次供给到水槽;生物絮团（Biofloc)式： 在残留的饲料及养殖的鱼类分泌的代谢产物中使自养性细菌和异养性细菌同时增殖并进 行分解利用。
[0003] 另外，由于各种污染物质从陆地流到大海中，因此富营养化一直在急速进行，由 此，各种病毒、病原性细菌及寄生虫等繁殖，因此近海养殖环境恶化得非常严重，从而导致 养殖鱼类的死亡继续增长。统计数据方面多少会有些差异，但是从鱼苗直到销售，数量方面 的死亡率显示出50%以上，重量方面的死亡率显示出40%以上。因此，渔民所承受的痛苦一 言难尽。
[0004] 为了解决上述问题，为了只在与被污染的海水完全隔离的人为的干净的海水中进 行养殖而开发出的方式为上述的"循环过滤式"和"生物絮团式"。然而，这种方式可以使用 于对氨氮、亚硝酸性氮及寄生虫等不那么敏感的罗非鱼、鳗鱼、鲤鱼类、鲑鱼类、虾等几个鱼 种，但是对于在干净海域生长得很好的大部分的鱼种来说，存在风险性高且需要支付高昂 的设备费及维持费的缺点，并且由于薪水的更换率低，因此会成为对各种原生生物繁殖有 益的条件，因此存在大量死亡的风险。
[0005] 因此，从20~30年前开始就一直进行对淡水或海水使用臭氧或电解来生成氧化剂 物质，从而杀灭水中的病毒、细菌及寄生虫后，用活性炭(Activated Carbon)(例，卡博特公 司Norit GCN 830)去除氧化剂后来作为养殖水使用的研究（韩国专利授权第10-1264260 号）。这对于水量要求大（中小型渔场的水面积为5,000m 2时需要60吨/分的水量)的渔场来 说不能实现实用化，只是处于应用于食品产业的饮用水(可乐等)的制备的水平。
[0006] 并且，养殖水(海水或淡水）中包含有氯化钠(NaCl)和溴化钠(NaBr)等多种盐类， 因此对这种养殖水进行电解时，水中会生成多种氧化剂物质，例如，可以引起如下述反应式 1中列出的多种电解反应：
[0007][反应式1]
[0017] 另外，使用臭氧发生器及臭氧溶解器来将臭氧溶解于海水或淡水时生成的各种氧 化剂物质可以引起如反应式2中所列出的多种反应：
[0018] [反应式2]
[0025]在多个文献[SUISANZ0SH0KU，49(2) ,237-241(2001) !Nippon Suisan Gakkaishi， 67(2) ,222-225(2001)水产增殖，第44卷第4号，457-463(1996)]中发表有以下内容。为了杀 灭病原性病毒、细菌及寄生虫，在淡水或海水中利用电解或臭氧供给器来生成的如上所述 的氧化剂物质的浓度为〇.8ppm(0.8m g//L)以上，且所需时间为1分钟以上即可。另外，已知对 于通过臭氧发生的氧化剂，可以使用亚硫酸钠和硫代硫酸钠来进行中和而去除。但是，这种 方法只可用于小型渔场或批量式，对于流水式连续式来说，由于难以进行中和，因此不能使 用（"13.2海水臭氧处理的基础知识"、，利用臭氧的新技术，日本Sanyu Shobou发行，p593)。 [0026]另外，韩国专利公开第2004-19772号提出一种分别含有电解海水而得到的酸性水 和碱性水的稀释液的鱼病病原性细菌杀菌液的制备方法及一种用于对所述利用后的细菌 液进行中和的方法，所述中和方法为将这些杀菌洗液以化学量性体积比相互混合而进行中 和的方法。然而，这种杀菌细菌液仅仅是为了对养殖水进行鱼病杀菌而使用的细菌杀菌液， 是不能用于对养殖水进行持续的处理的流水式养殖方法的技术。
[0027] 韩国专利公开第2010-59089号涉及一种海水的杀菌处理方法，所述方法中提出一 种杀菌处理装置和使用过氧化氢对海水进行中和处理的技术，所述杀菌处理是通过下述步 骤实现的：对海水用电位差或电解来进行杀菌处理；以及使所述经过处理的海水通过二氧 化氯处理器进行处理。然而，该发明中没有具体讨论对鱼类毒性强的二氧化氯的处理和由 氧化剂浓度带来的鱼类毒性问题，而是试图应用到虾养殖场，并且，在测定总残留氧化剂 (TRO)中，使用只能在0.5mg/L(0.5ppm)以上进行分析的化学分析法，从这一点来看，所述技 术为不能将氧化剂去除到〇.5ppm以下的技术，因此，不能将氧化剂去除到能够养殖鱼类的 最小限度的浓度〇.〇6ppm以下。因此，不能使用在养殖产业中。尤其，对于在中和处理中使用 的过氧化氢，即使与其他辅助性中和手段一起使用时，也需要很长的时间来进行中和处理， 因此，存在不能用于养殖方法中的问题。
[0028]另外，韩国授权专利第10-1064911中提出一种对海水进行电解而对压载水进行杀 菌处理后，将所述压载水在压载水箱中存储一定时间后进行中和而排出的技术。但是，该发 明仅仅是用于去除压载水中的微生物的技术，而不能作为养殖水使用，不能作为鱼类养殖 中所需的灭菌水平的鱼类养殖方法使用。尤其是这里所指的中和处理，是在排出船舶压载 水的情况下，中和至生物未被杀灭而生存的限度为止，因此，不能视为灭菌水，从而不能用 于鱼类。
[0029] 另外，有报道称，为了杀灭引起鱼类疾病的各种病毒、细菌及鞭钩原基(scutica) 等寄生虫，在氧化剂的浓度为0. Sppm以下的情况下处理一分钟以上时，就能够杀灭99.9% 以上，即使在〇.5ppm下处理5分钟以上也能够示出几乎相似的杀菌效果。
[0030] 另外，对于氧化剂的鱼类的稳定性，真鲷在总残留氧化剂为0.03ppm下50分钟内死 亡，黑鲷在总残留氧化剂为0.04ppm下在10分钟内死亡，以及据介绍，红鳟鱼的50%致死浓 度(TRO LC50)为O.OOSppm，因此，给出了总残留氧化剂对鱼类非常危险的警告。而且，有记 载称，在韩国养殖最广泛的鱗鱼（比目鱼)在〇.〇 1-0.〇4ppm(mg/L)下有毒性。为了安全地养 殖鱼类，总残留氧化剂量需为0.003ppm(mg/L)以下[水产增殖，第44卷第4号，457-463 (1996)]。
[0031]因此，在通过电解或臭氧供给机生成的总残留氧化剂在低至0.8ppm左右的浓度 下，能够在短时间内杀灭病原性微生物，但是，对鱼类的毒性强，因此，不能使用在养殖水 中。其原因在于，利用氧化剂进行灭菌后，对于去除残留的氧化剂的技术还未能完全实现。 [0032]对于这些去除氧化剂的技术，目前已知的活性炭过滤装置，由于一天需要更换1~ 20次的新水，因此对于需要很大水量的鱼类养殖场的养殖水来说，如果想要将上面列出的 各种氧化剂去除到足够用于鱼类增殖的〇.〇〇3ppm以下时，需要庞大的处理用量和面积，因 此，未能实现产业化。但能够将氧化剂去除至O.Olppm，因此一直以来被用于食品产业和一 部分小规模的种苗场。
[0033] 对此，在韩国水产科学会志，46(5) ,534-539(2013)中公开了以下内容。在0.07~ 0.09ppm(mg/L)的氧化剂下对活鱼及贝类进行短时间处理时，在12小时后的鱼鳃、24小时后 的表皮、36小时后的内脏中没有检测出弧菌(Vibrio)，并且暴露一周时没有死亡。因此在活 鱼市场上出售给消费者之前，上述结果提示了作为杀灭弧菌等而使用的用途的应用可能 性。然而，在养殖场长期注入养殖水是完全不可能的，存在鱼贝类死亡的情况，因此不能实 用化。
[0034] 如此地，对于现有的鱼类养殖方法，不能使用以灭菌方式持续供给养殖水的流水 式养殖方法，只能使用各种抗生素或疫苗，甚至承受40~50%的死亡率而进行养殖。目前， 正在根据鱼种而采用循环过滤式、生物絮团式等方式，在降低死亡率方面做出努力。因此， 迫切需要开发出一种在养鱼产业中更有效且经济的新型鱼类养殖系统。
[0035] 另外，提出有下述观点。在制备用于这种鱼类养殖方法的灭菌养殖水时，用电解装 置或臭氧对淡水及海水进行杀菌的情况下，因淡水及海水中存在的NaCl和NaBr而在正极中 先产生02、(：12、8〇、03自由基的了1?0后，这些物质二次性地生成恥0(：1、(：10 2、恥(》广!10(：1、!108『 等，并且，这些物质与在淡水及海水中存在的各种有机物质进行反应而生成三卤甲烷 (THMs)、齒乙酸（HAAs)、卤乙腈(HANs)等，并且在瞬间生成OH自由基后消失的过程中生成 C0,并且在臭氧氧化还原电位(Oxidation Reduction potential，0RP)以上的电位差下产 生臭氧后、或者在电解槽中产生过电流或过电压时，产生Br(V(溴酸盐(Bromate))。
[0036]另外，通过电解方式对养殖水进行灭菌，虽然能够制备出没有病原性微生物的养 殖水。但是，对于将氧化剂去除至对于鱼类安全的范围的技术和制备出所含有的生成为副 产物(by-product)的对人体及鱼类有害的物质降低至饮用水标准以下的灭菌养殖水时，需 要高昂的费用，因此不能作为养殖用而实用化，只是作为压载水杀菌处理用技术而使用。所 述技术为，对压载水舱进行杀菌处理，从而在国际海事组织（頂〇)认可的基准内排放到海洋 中，使其与大量的海水快速稀释，从而对在海中栖息的鱼类不产生伤害。
[0037]如此地，通过电解来对养殖水进行灭菌而养殖的灭菌水养殖方法，目前还不能正 常地实用化。其原因在于，目前已知的仅仅是在进行电解而杀菌后使用活性炭来去除TRO物 质的方法，因此，在其制备方法方面，只是应用于小型种苗培养场或研究中。
[0038][在先技术文献]
[0039] [专利文献]
[0040] (专利文献1)1.韩国授权专利第1264260号
[00411 (专利文献2)2.韩国授权专利第2004-19772号
[0042](专利文献3)3.韩国授权专利第2010-59089号 [0043][非专利文献]
[0044] (非专利文献 1)1 .SUISANZ0SH0KU，49(2)，237 ~241(2001)
[0045] (非专利文献2)2.Nippon Suisan Gakkaishi，67(2)，222~225(2001)
[0046](非专利文献3)3.水产增殖，第44卷第4号，457~463(1996-H8)
[0047](非专利文献4)4.韩国水产科学会志，46(5)，534~539(2013)
【发明内容】
[0048]要解决的技术问题
[0049] 本发明要解决的问题为，提供一种在供给鱼类养殖水的系统中，不使用抗生素及 疫苗也能够使由各种病原性微生物引起的鱼类的死亡率极小化的养殖水处理方式，通过应 用臭氧或电解方式所生成的氧化剂，从而开发出一种所含有害物质的量低于饮用水的无菌 养殖水的制备方法。
[0050] 另外，要解决的问题为，提供一种即使以流水式持续性地供给所述无害性灭菌养 殖水的情况下，与循环过滤式或生物絮团式相比所需的费用要低且具有高效率的新型鱼类 养殖方法及其系统。
[0051] 本发明人认识到在养殖水中生成氧化剂而对有害菌进行杀菌，并且对剩下的氧化 剂使用特定的中和处理方法而去除氧化剂的话，残留氧化剂的量为〇. 〇6ppm(mg/L)以下，优 选为0 . Olppm以下，更优选为0.003ppm以下，因此，能够将对于鱼类为安全状态的灭菌养殖 水以流水式的方式使用于养殖系统中，从而完成了本发明。
[0052] 因此，本发明的目的在于，提供一种灭菌养殖水的制备方法，所述方法是通过电解 方式来对养殖水进行灭菌处理来实现的。
[0053] 另外，本发明的另一目的在于，提供一种灭菌水鱼类养殖方法，所述养殖方法通过 使用氧化剂对养殖水进行杀菌后，用中和剂去除氧化剂，从而能够以流水式供给对鱼类来 说安全的养殖水。
[0054] 另外，本发明的另一目的在于，提供一种新概念的流水式灭菌水鱼类养殖方法，所 述方法非常经济且有效地对养殖水进行处理，能够以环保方式实现大单位的鱼类养殖。
[0055] 另外，本发明的另一目的在于，提供一种作为新型养鱼系统的用于流水式鱼类养 殖用灭菌养殖系统。
[0056] 技术方案
[0057] 为了解决上述问题，本发明提供一种利用电解方法的灭菌养殖水的制备方法，其 特征在于，将钛(Titanium)或银(Niobium)作为基底金属，并在所述基底金属上涂覆0· 1-30 Mi的从^!了(Ruthenium)、铱（Iridium)、钽（Tantalum)、钼(Platinum)的金属或它们的氧化物 中选择的金属后作为正极使用，对海水及淡水进行电解，并将电压调节为2.51-4.4伏特 (Volt)，使生成的溴酸盐为IOppb以下。
[0058] 另外，本发明提供一种流水式灭菌水鱼类养殖方法，其特征在于，所述流水式灭菌 水鱼类养殖方法包括以下步骤：
[0059] (a)供给养殖水的步骤:通过采集淡水或海水，并将其作为养殖水供给；
[0060] (b)生成氧化剂的步骤:利用上述的电解方法在被供给的养殖水中生成氧化剂；
[0061 ] (c)杀菌处理步骤:在养殖水连续流动的状态下，使氧化剂残留在养殖水中，对养 殖水中的鱼类有害菌进行杀菌；
[0062] (d)中和处理步骤:在养殖水连续流动的状态下，在经过所述杀菌处理的养殖水中 加入中和剂，从而去除氧化剂，使得残留在养殖水中的氧化剂为0.06ppm以下；
[0063] (e)供给灭菌养殖水的步骤:将经过所述杀菌处理及中和处理的灭菌养殖水供给 到鱼类的养殖水槽