KR100350409B1

KR100350409B1 - 선박의 밸러스트 워터 내의 미생물을 사멸시키기 위한 방법 및장치

Info

Publication number: KR100350409B1
Application number: KR1019997004382A
Authority: KR
Inventors: 브라우닝윌슨제이.주니어
Original assignee: 브라우닝 트랜스포트 매니지먼트 인코포레이티드
Priority date: 1996-11-27
Filing date: 1997-11-10
Publication date: 2002-08-28
Also published as: KR20000053355A; ES2219780T3; BR9713305A; AU728016B2; EP0951450B1; EP0951450A4; CA2270434A1; NO992537L; NO992537D0; TR199901171T2; DE69728792D1; DE69728792T2; NO319103B1; WO1998023539A1; CN1238745A; JP2001509729A; PT951450E; US5932112A; US6171508B1; EP0951450A1

Abstract

본 발명은 선박의 밸러스트 워터를 연안수 내로 버리기 전에 선박의 밸러스트 워터를 처리하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 밸러스트 워터는 해로운 비토착성의 미생물을 포함할 수 있다, 밸러스트 워터를 버리기 전에 산소화 및 탈산소화하여 호기성 미생물과 혐기성 미생물의 수를 감소시킨다. 혐기성 미생물을 감소시키기 위한 것이 아니라면 산소화 단계는 생략할 수 있다. 본 발명의 장치는 호기성 미생물을 포함하는 밸러스트 워터를 탈산소화하기 위한 진공 챔버 (34)를 포함한다. 진공 챔버 (34)는 밸러스트 워터에서 용존 산소를 제거하기 위한 제1 시간주기 동안 진공 상태 하에서 챔버 내의 밸러스트 워터를 교반하기 위한 교반기 (36)를 포함한다. 교반기는 일련의 수직 플레이트가 진공 챔버 (34)의 유입구 (27)에서 유출구 (45)까지가 점점 짧아지는 플레이트 라인을 형성하는 방식으로 위치되어 있는 웨어형(Weir-type) 시스템으로 대체될 수 있다.

Description

선박의 밸러스트 워터 내의 미생물을 사멸시키기 위한 방법 및 장치{Method and apparatus for killing microorganisms in ship ballast water}

외국의 항구에서 선박의 짐을 내릴 때 생기는 선박의 빈 공간에는 종종 밸러스트로서 그 지역의 물을 채워 선박을 안정시킨다. 짐을 다시 실으려고 미국의 항구 또는 다른 적하항에 도착했을 때, 일반적으로 그 선박은 이제는 외국이 되어버린 이전 지역의 밸러스트 워터를 미국(또는 다른)항구 또는 그 근처 연안에 버리는데, 그로 인해 호기성 및 혐기성 미생물을 포함하는 비토착성 유기체가 도입되어 연안수를 이용하는 생태계에 해로운(또는 적어도 알려지지 않은) 영향을 미칠 수 있다.

상기 문제를 해결하기 위해 현재 제안된 방법 중 하나는 대양 한 가운데 또는 깊은 바다에서 원 지역의 밸러스트 워터를 공해 상의 해수로 교환하기 위한 선박을 필요로 한다; 그러나, 이와같이 깊은 바다에서 밸러스트 워터를 교환하는 방법은 특히 대형 화물선과 유조선의 경우에는 극도의 위험성을 내포하고 있고, 어떤 경우에 있어서는 선박의 화물창으로부터 모든 미생물을 제거하기에 완전히 유효하지 않는 것으로 보여진다.

이러한 대양 한 가운데에서의 밸러스트의 교환은, 일반적으로(항상은 아니지만) 교환 작업을 실행하기 위하여 물을 펌핑하는 동안 위험한 불안정성 또는 구조적인 스트레스가 야기되지 않을 정도로 교환하고자 하는 물의 양이 충분히 작은 경우에는 안전하다; 예를 들어, 이러한 밸러스트 교환 작업은, 선박의 전체 중량에 비해 교환하고자 하는 물의 중량비가 낮기때문에, 그리고 일시적으로 비는 '작은' 특수 밸러스트 탱크를 수용하기 위하여 부하를 견디는 선박의 강도때문에 특수 밸러스트 탱크 또는 이와 유사한 작은 공간을 다룰 때에는 통상적으로(항상은 아니고) 안전하다.

그러나, 짐을 싣지않고 항해하는 동안에는 선박의 무게 중심을 낮추기 위하여화물창 또는 대형 밸러스트 탱크에 물을 채울 필요가 종종 있다. 이러한 경우에는 하나 또는 그 이상의 화물창 또는 탱크에 종종 밸러스트 워터가 채워진다. 이러한 화물창 또는 탱크는 매우 커다란 공간을 갖고 있기때문에, 내부 파동이 생기지 않도록 완전히 채워져 있거나 완전히 비어 있어야 한다. 만약 밸러스트 교환 작업이 이러한 커다란 공간에서 시도되고 선박이 펌핑 도중에 거친 파도와 직면하게 되면, 선박을 불안정하게 하고 매우 위험한 상태로 만드는 파동이 상기 공간 내부에서 발생할 수 있다. 밸러스트 교환 작업시 예기치 않았던 바다의 상태와 직면하게 되면 선박이 전복되고 생명의 손실이 생긴다. 선박의 선체를 적절한 평형 상태와 균형 상태로 유지할 수 있는 완벽한 기술을 가지고 밸러스트 교환을 실행하지 않으면, 좋은 날씨에서 조차도 밸러스트 교환 작업은 선박의 내부에 구조적 스트레스를 야기하여 구조를 손상시키기때문에 선체의 외부 구조가 즉각적으로 또는 시간이 경과한 후에 파손될 수 있다. 이러한 스트레스는 페이퍼 클립의 강철와이어를 앞뒤로 구부려 부러뜨리는 것과 동일한 성질의 것이다.

선박의 밸러스트 워터의 비토착성 미생물을 정화하는 문제가 오래동안 만족스럽게 해결되지 않고 있다는 것은 잘 알려진 사실이다. 예를 들어, 다음을 참조하시오: 1995년 1월 5일, 체서피크 만 커미션, 밸러스트 워터를 통한 비토착성 종의 유입; 1997년 2월 19일, 발틱 앤 국제 해양 카운셀, BIMCO 위클리 뉴스; 1996년 3월 26일, 더저널오브커머스, '밸러스트 교환에 대한 규칙 제정 요구 지지를 얻다'; 1996년 6월 24일, 더저널오브커머스 , '변화를 저지하다'; 1996년 6월 24일, 더저널오브커머스, '호수에서 유해물 통제에 관한 비효과적인 밸러스트 규칙'; 및 1996년7월 26일, 더저널오브커머스 , '정부 그레이트 호 침략자와의 싸움 허가하다'. 또한 미국 의회는 최근에 미국 해안 경비대에 1년 이내에 국내의 밸러스트 워터 가이드라인을 자율적으로 발행할 것을 요구하는 법안('National Invasive Species Act of 1996'(P.L. 104-303))을 통과시켰다.

미국 특허 제 5,192,451호에는 밸러스트 워터에 폴리머를 가하여 선박의 밸러스트 워터에서 얼룩말 홍합(zebra mussel)의 성장을 통제하는 방법이 개시되어 있다; 그러나, 미국의 연안수에 버려지는 밸러스트 워터를 화학물질로 처리하는 것은 생태계에 나쁜 환경적 영향을 미칠 수 있다. 미국 특허 제 5,376,282호와 제 5,57 8,116호에는 진공과 교반을 이용하여, 특히 얼룩말 홍합의 생존 호흡을 지탱하기에 충분한 농도 이하로 천연수의 용존 산소를 감소시키는 방법이 개시되어 있다; 그러나, 선박의 밸러스트 워터 내의 미생물이 하나의 연안에서 다른 연안의 지역으로 퍼지는 전세계적인 문제를 해결하기 위한 물을 산소화하고 탈산소화하여 선박의 밸러스트 워터를 처리하는 방법은 개시되어 있지 않다. 미국 특허 제 3,676,983호에는 액체로부터 기체를 제거하기 위한 진공 챔버와 교반기를 포함하는 장치가 개시되어 있다; 그러나, 선박의 밸러스트 워터 내의 비토착성 미생물에 대한 문제 및 호기성 미생물이 사멸될 수 있는 농도까지 용존 산소의 제거하는 방법에 대한 언급은 없다. 미국 특허 제 4,316,7 25호에는 진공을 이용하여 물에서 용존 산소를 제거하는 방법을 포함하는 몇가지 방법이 개시되어 있다. 미국 특허 제 3,251,357호에는 미생물의 성장이 억제되도록 물을 처리하기 위하여 물속으로 연소/배출(combustion/stack) 가스를 주입하는 방법이 개시되어 있다; 그러나, 오래동안 요구되어온 어떻게 선박의 밸러스트 워터로부터 호기성 또는 혐기성 미생물을 제거할 것인가의 문제에 대한 인식이나 해결책을 제안하고 있지는 않다.

발명의 요약

본 발명의 주요하면서도 광범위한 목적은 선박의 밸러스트 워터에서 비토착성의 호기성 및/또는 혐기성 미생물을 거의 모두 사멸시키기 위하여 비용과 시간의 면에서 유효하게 밸러스트 워터를 처리하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은, 생태학적으로 다른 연안 지역에서 기원된 것일지라도 처리된 밸러스트 워터를 연안수 내로 안전하게 버릴 수 있도록, 실질적으로 모든 호기성 미생물이 사멸되는 지점까지 선박의 밸러스트 워터 내 용존 산소의 농도를 효과적으로 그리고 저비용으로 감소시키는 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 개량된 본 발명의 방법과 장치는 밸러스트 워터에 비토착성 종이 실질적으로 없는 것(실험실 시험에서 99%까지 없는)을 보증하도록 하는 교반, 진공 및 질식 시간의 정도를 조절한다.

본 발명의 또다른 목적은 일산화탄소(및 다른 환원 가스)를 포함하는 연소/배출 가스(또는 다른 공급원으로부터의 가스)를 밸러스트 워터에 통과시켜 화학반응을 통해 밸러스트 워터로부터 용존 산소(DO)를 추가적으로 제거함으로써 밸러스트 워터을 처리하는 것이다. 본 발명의 방법에서 이 단계는 경우에 따라 상기 처리 과정에 보충적인 것일 수 있고 필수적인 것일 수 있다. 이러한 가스는 비토착성 종을 성공적으로 제거할 수 있도록 도와준다. 이것은 교반/진공 처리단계에서 밸러스트 워터로부터 용존 산소의 대부분이 제거되고, 교반/진공 공정을 통해 밸러스트 워터를 계속적으로 순환시키면 용존 산소 농도가 점진적으로 거의 영으로 접근하기때문이다. 그러나 연소/배출 가스는 용존 산소와 결합하여 이산화탄소를 형성하기때문에 용존 산소를 더욱 빠르게 감소시킬 것이다. 용존 산소의 제거가 빠르면 빠를수록 필요한 질식 시간은 더욱 짧아지므로, 환원(연소) 가스의 사용은 밸러스트 항해가 짧을 때 비토착성 종을 허용되는 낮은 수준까지 감소시키기 위하여 필수적일 수 있다.

계속하여 본 발명의 또다른 목적은 탈산소화하기 전에 과산소화하여 혐기성 미생물을 사멸시키는 것이다.

본발명의 또다른 목적은, 갑판 위에서 선박의 화물창 또는 탱크 내로 밸러스트 워터로서 바다물을 펌핑하는 단계, 및/또는 화물창 또는 탱크에서 처리 탱크(들)로 보낸 후 다시 화물창으로 보내는 바다물을 순환시키는 단계를 동시에 이용하여 바다물을 처리함으로써 미생물을 사멸시키는 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 처리되는 순환수는 선박의 나머지 항해 동안에 충분한 질식 시간을 가질 수 있도록 충분히 짧은 시간 내에 처리되어, 미생물의 농도가 밸러스트 워터가 선박 밖으로 펌핑되어지는 다음의 적하항에 선박이 도착할 때까지 허용되는 낮은 수준으로 될 수 있도록 한다. 처리되는 물의 각 뱃치(batch)는 선박의 안정성을 유지하고 선박에 특별한 구조적 스트레스를 일으키지 않도록 충분히 작아야 한다. 질식 시간 동안 계속되는 순환은 처리를 훨씬 더 유효하게 만들 것이다.

밸러스트 워터를 처리하여 미생물을 사멸시키는 본 발명의 방법 및 장치는 처리를 실행하기에 유용한 시간을 항해하는 원양 항해 선박에 사용하기에 매우 적합하다.

상기 장치는 육지 또는 선박의 갑판 위에 설치되거나, 또는 선박의 갑판 위로 옮겨져서 선박 위에 이미 존재하는 펌프 및/또는 배관을 이용하여 거기서 조립되는 이동가능한 형태를 가질 수 있다.

본 발명은 일반적으로 바람직하지 못한 미생물을 함유하고 있을 수 있는 선박의 밸러스트 워터를 처리하는 분야에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 밸러스트 워터 내의 바람직하지 못한 호기성 및/또는 혐기성 미생물들이 하나의 연안 지역에서 다른 지역으로 퍼지는 것을 방지하기 위하여 이들을 사멸시키는 밸러스트 워터처리방법 및 처리장치에 관한 것이다.

기본적 조건 및 용어 정리

원양 항해 선박은 전 세계의 어느 항구에서 다른 항구로 밸러스트 워터에 포함된 미생물을 퍼뜨릴 수 있다. 거대생물(macroorganism)들은 여과하여 제거될 수 있고, 잔류하는 미생물들은 그들의 다양한 기원때문에 다양한 특성을 가질 수 있다. 콜로니 형성 단위(CFU)라는 용어는 번식하는 임의의 미생물을 설명하기 위하여 자주 사용된다. 따라서 달리 정의된 것이 아니라면, CFU와 미생물이라는 용어는 같은 의미를 가질 것이다. 본 발명에서는 선박의 밸러스트 워터 내 용존 산소의 농도를 사용하는데, 그 약어인 DO는 이러한 용존 산소를 의미한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 실제 선박의 개략적 평면도이다.

도 2는 도 1에서 도시한 선박의 측면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예의 개략적인 블럭도이다.

도 4는 도 3의 실시예에서 사용되는 또다른 교반기의 개략도이다.

도 5는 본 발명에 사용하기 적합한 산소 공급장치의 개략도이다.

도 5a는 본 발명에 사용하기 적합한 진공 탈산소 챔버의 개략도이다.

도 6은 선박의 갑판 위에 설치된 처리 탱크의 바람직한 위치를 도시한 개략도이다.

도 7은 도 3과 유사하며, 밸러스트 워터를 처리하기 위한 방법 및 장치의 또다른 실시예를 도시한 것이다.

도 1과 도 2에 도시된 것은 선박의 화물창에 저장된 밸러스트 워터를 처리하기 위해 본 발명이 사용되는, 여러가지 면에서 일반적인 선박(S/S Coastal Golden)의 개략적인 실제 모습이다. 상기 선박의 가장 작은 화물창은 약 280,000 입방 피트이고, 가장 큰 화물창은 약 680,000 입방 피트이다. 상기 선박의 모든 화물창은 충분히 커서 화물창이 거의 비어 있거나 차 있을 때를 제외하고는 파동이 내부에 발생하면 선박이 불안정하게 된다. 이러한 선박은 석유와 건조된 짐 모두를 운반할 수 있다. 상기 화물창은 앞에서 뒤로 세어 1-9로 번호가 붙여졌다. 또한, 이 선박은 짐없이 공해를 안전하게 항해하기 위하여 하나 또는 그 이상의 화물창에 밸러스트 워터를 채울 필요가 있다는 점에서 일반적이다.

도 3은 본 발명의 방법 및 장치 모두의 바람직한 실시예를 도시한 흐름도이다. 적어도 호기성 미생물을 함유하는 밸러스트 워터은 화물창 (20)에서 펌프(22)에 의해 필터 시스템 (24)(최종적으로 폐기될 때까지 홀딩 탱크 (25)내로 펌핑되어지는 미생물을 제거하기 위해)을 통해 혼합 탱크 (26) 내로 펌핑되는데, 이 혼합 탱크에서는 공기 공급원 (30)으로부터 공기 주입기 (32)로 공기를 공급하는 공기 압축 펌프 (28)에 의해 대기압보다 높은 압력 하에 공기와 물이 혼합된다.

산소화된 밸러스트 워터는 상기 혼합 탱크 (26)로부터 내부 교반기 (36)에 의해 상기 밸러스트 워터가 적절한 시간 동안 교반되는 진공 챔버 (34)내로 다시 펌핑된다. 상기 진공 챔버 (34)는 수면 위로 충분한 공간을 가지고 있어서 물로부터 자유로워진 용존 산소가 이 공간 내로 방출된 후 진공 펌프 (38)에 의해 쉽게 제거되어 대기 (40)로 방출된다. 상기 진공 펌프는 챔버 내의 물 위에 진공 상태를 유지한다 ('진공'은 본 명세서에서 영보다는 크지만 대기압보다는 작은 압력을 의미하기 위하여 사용된다). 상기 교반기 (36)는 챔버 (34)의 유입구 (27)에서 유출구 (45)까지가 점점 짧아지는 플레이트 라인을 형성하는 방식으로 일련의 수직 플레이트가 놓여있는 웨어-형(Weir-type) 시스템 (42)(도 4)에 의해 대체될 수 있다; 이러한 시스템은 물을 충분하게 교반하는 일련의 폭포를 만들어 상기 챔버에서 유지되는 진공내로 용존 산소를 방출시킨다. 진공 펌프에 의한 제거를 위해 용존 산소를 방출시키는 임의의 교반 시스템을 적용할 수 있다.

교반/진공 과정을 통해, 필요하면 환원성 연소 가스(2CO+O₂=2CO₂)의 주입에 의해 강화된 교반/진공 과정을 통해 밸러스트 워터로부터 용존 산소가 제거된 후에, 밸러스트 워터는 선박의 화물창, 또는 밸러스트 워터가 머물도록 의도되어 있고 '비바람이 들지않게' 또는 '밀폐되게' 만들어진(및/또는 산소가 유입될 수 있는 공간 내로 연소 또는 다른 불활성 가스를 주입함으로써 산소를 불활성 상태로 유지하는) 탱크 내로 펌핑된다. 밸러스트 워터 내에서 충분한 용존 산소가 부족한 상태에서 존재하고 있는 호기성 미생물은, 호흡을 위한 충분한 용존 산소의 결핍 정도에 따라 각각의 미생물이 견딜 수 있는 시간이 경과하면 죽을 것이다. 일반적으로 대서양 횡단 밸러스트 항해는 10 내지 15일 걸린다. 교반/진공 처리 싸이클을 2일간 실시하고, 그로인해 유용한 8일간의 질식 시간을 가질 수 있는 10일 간의 밸러스트 항해를 모사한 실험실 시험에 의하면 호기성 미생물의 치사율이 99%이었다. 2일 내에 10,000톤의 화물창에 가득찬 밸러스트 워터을 처리하게 위하여 물 10,000갤런 당 2분의 처리 시간이 필요한 것으로 계산되었다. 즉, 질식 시간 동안에 순환시키지 않으며 환원 가스도 부가하지 않는 저진공 상태 하에서 2분간의 처리 시간을 선택하여 시험하였다. 상기 방법은 예정된 밸러스트 항해에 의해 허용되는 유용한 질식 시간뿐만 아니라 압력과 처리 시간을 조정하거나 스크러빙 가스를 사용하여 전 세계에 걸쳐 발견되는 다양한 미생물의 제거에 적용할 수 있다.

따라서, 본 발명자는 임의의 주어진 시간에 밸러스트 워터을 충분히 제거하기위하여 선박을 불안정한 상태로 만드는 과정없이 밸러스트 워터의 실질적 멸균이라는 생태학적 목적을 달성했다. 진공 챔버 (34) 내의 밸러스트 워터는 단지 약 2분 동안의 교반을 필요로 함을 시험을 통해 알 수 있는데, 이는 일반적인 화물창의 용량의 단지 약 0.033%만이 도 3에서 도시된 폐쇄 루프를 통해 이동할 것이기 때문이다.

경우에 따라 진공 챔버 (34)로부터 탈산소화된 물은 또다른 혼합 탱크 (43)에 공급되는데, 이 혼합 탱크 (43)에는 또다른 펌프 (46)에 의해 선박의 주엔진 (44)으로부터의 배출 가스로 이루어진 연소 배기 가스(일산화탄소를 포함하는)가 펌핑되고, 상기 물이 펌프 (48)에 의해 혼합 탱크 (43)로부터 펌핑되어 폐쇄 루프의 밸러스트 화물창 (20)으로 되돌아오게 됨으로써 처리 싸이클이 완성된다. 상기 싸이클은 밸러스트 워터 내의 호기성 미생물을 원하는 정도(99%까지)로 사멸시키도록 밸러스트 화물창으로부터 용존 산소를 충분히 제거하기에 필요한 만큼 여러번 반복될 수 있다.

혼합 탱크 (26)에 주입된 공기(산소)는 과산소화에 의해 혐기성 미생물을 사멸시키거나 또는 미생물의 번식을 낮은 수준으로 약화시키고, 챔버 (34)에서 용존 산소의 제거는 (혐기성 미생물이 약화된 상태로 남아있는 동안에) 호기성 미생물을 사멸시킨다. 원한다면, 대부분의 경우에서는 혐기성 미생물은 주요한 관심사가 아니므로 단지 호기성 미생물만을 처리하는 경우에는 혼합 탱크 (26)를 적절한 커플링(50)에 의해 시스템으로부터 분리할 수 있다. 도 5는 혼합, 산소 발생 탱크 (26)의 바람직한 형태를 도시한 것이고, 도 5a는 진공, 탈산소 챔버 (34)의 바람직한 형태를 도시한 것이다.

도 6은 실제 선박의 화물창(들)과 승강구 테두리판(들)에 대한 본 발명의 적용 모습을 도시한 것이고, 도 7은 도 3과 유사하며, 선박이 떠있는 주변의 물 또는 선박의 화물창에서 배수된 밸러스트 워터로부터 공급되어 들어오는 밸러스트 워터을 처리할 수 있는 본 발명의 방법을 도시한 개략도이다; 밸브 V1과 V2가 선택적으로 개폐되어 두가지의 방식으로 작동 가능하다.

본 발명의 방법에 대한 첫번째 연구는 엘라자베스 강에서 두 가지의 물 샘플을 취하고 그것을 즉각적으로 솔루션스 랩(Solutions Lab)(지금은 존재하지 않는)에 옮겨와서 수행하였다. 솔루션스 랩에서는 전술한 시험에서 사용된 처리 방법을 매우 유사하게 모방한 방법을 실행하였다. 이 시험의 결과는 매우 고무적이었다. 그러나, 샘플링과 솔루션스 랩의 활동이 직접적으로 본 발명자의 통제 하에 있었기때문에(그리고 솔루션스 랩은 전문적 연구를 우수하게 수행하는 지방 실험실이었으나 거의 이름이 알려지지 않았기때문에), 본 발명자는 상기 솔루션스 랩의 연구에 대해 객관성을 확보하기 위하여 본 발명의 방법에 대한 정밀조사를 올드 도미니언 대학의 연구소(Applied Marine Research Laboratory of Old Dominion university; AMRL/ODU)에 의뢰하였다. 두곳의 실험이 실질적으로 일치하였고 처리방법에 미비한 차이밖에 없었기때문에 솔루션스 랩의 시험 결과와 과정은 AMRL/ODU 실험을 설명하면서 언급하고자 한다.

AMRL/OUD는 밸러스트 워터에서 박테리아의 수를 감소시키는 본 발명의 방법에 대한 유효성을 측정하기 위한 연구를 수행했다. AMRL/OUD 실험 절차에서, 버지니아에 있는 엘리자베스 강에서 수집한 보통의 물 샘플은 연구를 위한 대리용 시험 매체로서 사용하였다. 본 방법의 매개변수들은 교반되어 점점 증가되어 높아지는 진공도에 매번 2분 동안 3번 노출시키는 실험조건 하에서 평가하였다.

상기 보통의 강물을 포함하는 실험실 규모의 시험 모형(benchtop-scale microcosm)을 3번의 처리과정에 노출시킨 후에 박테리아 플레이트에 접종하기 전에 0, 2, 8일 동안의 산소 결핍 기간을 가졌다. 처리 수준은 상기 노출 기간 동안 일정한 조건으로 유지되었다. 보통의 강물 샘플 두개는 0일, 2일, 8일이 경과한 후에 박테리아 배양 플레이트에 접종하기 위하여 사용하였다. 5일의 배양 기간은, 광범위한 반응에 걸쳐 현실적이고 대표적인 미생물 수의 계산이 가능하도록, 박테리아 콜로니 형성 단위(CFU)가 충분한 밀도로 나타나도록 하는데 필요한 기간을 산정하여 결정되었다.

처리방법의 유효성은 3번의 처리 과정에서 0일의 초기 조건과 2일과 8일의 노출 조건을 달리하여 측정하였다. 또한, 본 연구의 결과는 상기 방법에 대한 본 발명자의 초기의 연구와 대비되었다. 각각의 처리 샘플과 대조표준에 대하여 플레이트 수를 제한(두개로)하였기때문에, 처리 샘플과 대조표준 또는 초기 조건 사이에서 통계학적 의의는 있을 수 없다.

상기 AMRL/ODU 연구는 실제적으로, 본 발명의 모든 요소의 설명으로부터 궁극적으로 숙고되어지는 전체 방명 중에서 실험적 증명의 필요성이 충분히 있는 것으로 간주되는 본 발명의 방법의 단지 일부에 대한 유효성을 평가하기 위하여 시도되었다. 상기 방법은 정밀한 구조의 '규격품이 있는' 장치를 효과적으로 사용하여 저비용으로 대량의 연안 해수 내 박테리아의 수준을 감소시키기 위하여 고안된 것이다. 이러한 물은 호기성 및 혐기성 박테리아 모두를 포함한다. 산소가 존재하는 조건 하에서는 호기성 박테리아가 지배적인 형태일 것이다. 그러나, 약간의 혐기성 박테리아가 존재할 수 있고, 혐기성 박테리아는 산소가 매우 낮은 수준으로 포함되도록 만들어진 환경에서 질식 시간 동안에 적응하여 번창하는 능력을 가질 수 있다. 따라서, 본 발명의 방법은 이러한 혐기성 박테리아를 사멸시키거나 약화시켜서 그러한 번창을 최소화하기 위한 단계를 포함한다. 혐기성 박테리아 번창할 개연성이 낮고 적은 수의 혐기성 박테리아를 측정해야 하는 본질적 어려움때문에, 혐기성 박테리아를 사멸시키거나 약화시키는 압축 공기 주입에 의한 혐기성 박테리아 수의 조절에 대한 정량 분석은 하지 않았다.

AMRL/ODU 연구는 두개의 시간주기 동안 소정의 조건 하에서 용존 산소를 감소시키는 3가지 환경에 대하여 수행되었다. 연구 결과는 실로 놀랍게도(긍정적 방향으로) 엘리자베스 강으로부터 호기성 박테리아의 감소에 있어서 당해 기술분야에서 전문가인 AMRL/ODU의 담당자들에 의해 예상된 것보다 높은 정도의 유효성을 보여주었다.

물질과 방법

AMRL/ODU 연구의 작업 계획

본 연구는 앞서의 솔루션스 랩의 '원리의 증명' 연구를 평가하고, 본 명세서에서 설명한 신규한 본 발명의 수 처리방법의 유효성을 평가하기 위하여 고안되었다. 본 연구에서는 처리 방법의 효과를 평가하기 위하여 매우 설득력 있는 접근 방식을 적용하였다. AMRL/ODU 시험이 보호되지 않는 독점적 방법으로 수행되었기때문에, 3가지 처리 방법은 앞서의 시험에서와 같은 진공 강도의 증가에 따라, 즉 수은주의 높이 2, 4 및 6인치에 따라 처리 TA, TB 및 TC로 구분하였다.

엘리자베스 강 샘플은 본 연구를 시작하기 바로 전에 취하였다. 샘플 중에 일부는 비처리되고 비여과된 대조표준(CUF)으로 정하였다. 나머지 샘플은 8㎛ 필터를 사용하여 여과했다. 두번째 대조표준은 여과된 샘플에서 취했고 여과된 대조표준(CF)으로 정하였다. 나머지 여과된 샘플은 다음의 표 1, 2 및 3에서 보여주는 것과 같이 처리 TA, TB 및 TC로 사용하기 위하여 3등분하였다.

상기 3등분 한 샘플에 3가지의 처리 방법(소용돌이에 의한 교반 후 2분 동안 2, 4 및 6 인치(수은주) 진공의 적용)이 실시되었다. 대조표준은 교반하지도 진공 처리하지도 않았다. 모든 플라스크를 밀봉하였고 실험실 조건하에서 방치하였다. 0일 샘플은 박테리아 콜로니 단위(CFU)의 카운트를 위한 플레이트 배양에 사용하기 전에 약 1시간 동안 방치하였다.

모든 처리 샘플과 대조표준은 2개씩 준비하였고, 희생 샘플이 제공되도록 충분한 수로 준비하였다. 즉, 각각의 처리 샘플 또는 대조표준에 대하여, 연구의 초기(0일)에 접종을 위하여 2개의 플라스크, 2일의 말기(2일)에 접종을 위하여 2개의 플라스크 및 8일의 말기(8일)의 접종을 위하여 2개의 플라스크를 준비하였다. 0일에 처리 샘플과 대조표준 각각에 대하여 2개의 플라스크를 준비하였고, 결과물은 초기 조건을 정하기 위하여 사용되었을 뿐만 아니라 처리의 즉각적 효과를 평가하기 위하여 사용되었다.

두개의 처리 샘플과 대조표준 각각에 대하여, 각각 4배의 희석 범위로 단계적으로 희석하여 박테리아 플레이트 접종을 위하여 사용하였다. 박테리아의 CFU 카운트는 보다 사실적인 카운트를 제공하는 희석 범위에서 2개의 플레이트의 대평균 (grand mean)을 기초로 하였다.

엘리자베스 강물의 샘플 수집과 여과

물은 버지니아, 노르포크시에 소재하는 노티쿠스(NAUTICUS)의 부두 끝에서 수집하였다. 1997년 1월 14일 약 오후 2시 30분에 수집하였다. 로프가 달린 버킷를 물 속으로 넣어 샘플을 수집하였다. 샘플 수집 버킷는 대형 병솔과 희석한 리퀴녹스(Liquinox: 등록상표) 세제로 세척하였다. 상기 버킷을 수도물로 철저히 린스한 후에 신선한 초순수로 9번 린스하였다. 샘플링하기 전에, 비여과된 엘리자베스 강물로 3번 린스하였다. 이 물은 20리터짜리 카보이(carboy)에 부었고 직사광선으로부터 보호하기 위하여 알루미늄 호일로 쌌다.

상기 카보이는 대형 병솔과 희석한 리퀴녹스 세제로 세척하였다. 카보이를 수도물로 린스한 후에 4N 염산으로 2번, 다음으로 신선한 초순수로 9번 린스하였다. 여과된 또는 비여과된 엘리자베스 강물을 가하기 전에, 상기 카보이는 상기 카보이에 함유될 수 있는 엘리자베스 강물로 3번 린스하였다. 상기 카보이의 윗 공간이 약 1리터 남도록 약 19리터의 바다물을 수집하였다. 상기 물 샘플 전체는 노티쿠스의 수질 평가 실험실로 즉시 옮겼다.

실험실에서는 여과하는 동안에 비상등만이 켜져있도록 천장 전등을 껐다. 8㎛의 휘트만 40(Whitman 40: 등록상표) 재없는(ashless) 여과지를 사용하여 바다물을여과하였다.

가위는 솔과 희석한 리노퀵스 세제로 세척하였다. 가위를 수도물로 린스한 후에 신선한 초순수로 9번, 다음으로 비여과된 엘리자베스 강물로 3번 린스하였다.

20리터의 카보이 내의 엘리자베스 강물은 거꾸로 하여 혼합한 후 알루미늄 호일에 싸인 5리터 카보이에 약 3리터를 부었다. 5리터 카보이 내의 물의 일부는 비여과된 바다물로 린스할 필요가 있는 실험자재(가위, 여과 탑 및 눈금이 표시된 실린더)를 린스하는데 사용되었다. 20리터 카보이로부터 비여과된 바다물 샘플을 눈금이 표시된 실린더에 붓고 여과하였다. 여과탑, 눈금이 표시된 실린더와 플라스크를 대형 병솔과 희석한 리노퀵스 세제로 세척하였다. 모든 자재는 수도물로 철저히 린스한 후에, 4N 염산으로 2번, 다음으로 신선한 초순수로 9번 린스하였다. 여과탑과 눈금이 표시된 실린더는 비여과된 바다물로 3번 린스하고, 여과탑은 여과된 바다물로 3번 린스하였다.

엘리자베스 강물은 수은주 15인치 이하의 진공압력으로 2리터의 감압여과 유리 플라스크 내로 여과시켰다. 여과된 바다물의 약 10리터는 알루미늄 호일에 싸여진 20리터 카보이에 넣었다. 여과는 1997년 1월 14일 오후 3시와 4시 30분 사이에 완료되었다. 그리고 나서 엘리자베스 강물 샘플은 노티쿠스의 수질 평가 실험실로부터 해양연구소(Applied Marin Research Laboratory)로 운반되었다.

AMRL 물 독성 실험실(AMRL Aquatic Toxicology Laboratory)은 여과된 샘플 및 비여과된 샘플을 받았고, 그것들이 주변의 빛에 직접적으로 노출되는 것을 방지하면서 실험실 온도(19-21℃)로 방치하였다. 5개의 처리샘플이 준비되었다; 비여과된 대조표준(CUF), 여과된 대조표준 (CF), 여과된 처리샘플 A(TA), B(TB), C(TC). 본 연구에서 모형선박으로 사용한, 솜 마개와 고무마개들을 가진 260㎖ 에를렌마이어 플라스크를 시험 시작 전에 증기 살균시켰다. 상기 플라스크에는 여과된 또는 비여과된 엘리자베스 강물을 적절하게 200㎖로 나누어 채웠다. 2개의 대조표준 플라스크는 멸균된 솜으로 막았고, 대기압과 평형상태로 유지하였다. 처리 샘플 플라스크는 구멍 한개짜리 고무마개로 막았는데, 이 고무마개에는 호스 클램프로 고정된 티곤 튜빙(Tygon tubing)에 연결된 유리튜브를 관통시켰다.

처리 방법의 3가지 단계(즉, 각각 수은주 2, 4와 6인치의 진공도로 2분간의 교반)를 엘리자베스 강물을 함유하고 있는 모형(250㎖ 플라스크)에 적용시켰고, 상기 플라스크는 주변 공기가 들어오지 못하도록 밀봉시켰다. 각각의 샘플에 대하여 개시 시간을 기록하였고, 개시 시간은 샘플이 적절하게 처리되었을 때로 정의하였다. 모든 대조표준과 처리 샘플 플라스크는 처리과정의 휴식기 동안에는 어두운 방에 보관되었다. 처리 개시 1시간 후, 2일 후 및 8일 후의 시간 별로 두개의 적절한 샘플을 세균학자에게 제공하였다.

모형과 플레이트 카운트

세균학 실험실로 이송 1시간 이내에 모형에서 샘플링하였다. 각각의 모형으로부터 채취된 1㎖ 샘플과 멸균된 소금용액(15psu)을 이용하여 10배 단위로 3단계 희석된 샘플을 준비하였다. 모형 그 자체로부터 뿐만 아니라 각각의 희석 튜브로부터의 부샘플(100㎕)를 마린 아가(marine agar) 2216(Difco)를 함유하는 페트리 접시 위에 얇게 발랐다. 플레이트는 5일 동안 실온(19℃)에서 배양되었고, 라이트테이블(light table)과 확대경을 이용하여 콜로니 형성 단위(CFU)의 수를 세었다.

결과

실험의 초기에는 모든 처리 샘플과 대조표준에 거의 동등한 수의 배양가능한 박테리아가 있었다(표 1). 본 명세서에 기재된 처리 방법과 48시간의 질식 시간 적용 후에 배양가능한 박테리아의 수는 약 10배 감소되었고, 처리 전보다 처리 샘플 내에 변화가 증가되었다. 8일에는 대조표준과 처리 샘플은 현저히 차이가 났다. 처리 샘플 TA, TB, TC에서는 배양가능한 박테리아의 감소가 계속되었으나, 대조표준에서는 100 내지 1000배까지 크게 증가되었다.

	CUF	CF	TA	TB	TC
0일	29,000	31,000	44,700	30,600	31,300
0일	20,000	32,700	39,800	28,400	31,600
2일	1,540	4,370	1,680	2,640	2,580
2일	2,110	2,880	3,840	1,640	2,590
8일	1,064,000	692,000	229	515	865
8일	4,640,000	480,000	445	523	436

현재의 연구로부터 측정된 0일, 2일, 8일에 대조표준과 처리샘플에 대한 밀리리터당 박테리아 콜로니 형성 단위(CFU)의 수(두개의 결과가 기록되었다).

CUF=비여과된 대조표준, CF=여과된 대조표준, 가장 덜가혹한 처리조건에서 가장 가혹한 처리조건으로 TA 내지 TC.

TA: 2분, 진공도 수은주 2인치

TB: 2분, 진공도 수은주 4인치

TC: 2분, 진공도 수은주 6인치

토론

앞서의 솔루션스 랩 연구의 결과는 진공/교반 처리가 시험조건 하에서 CFU 수의 감소에 효과적인 것으로 나타났다. 이러한 결과는 AMRL/ODU 연구결과와 비교하면 표 2에서 재확인될 수 있다. 두 연구 사이의 차이점은 다음과 같다. 1) AMRL/ODU 연구는 모형의 교차오염 기회를 감소시키는 희생 샘플로서 각각의 측정일 마다 각각의 처리샘플을 이중으로 사용하였다. 2) 솔루션스 랩 연구에 사용된 물의 공급처는 연구 초기에 생존가능한 박테리아에 고농도로 오염된 것으로 나타났다. 3) AMRL/ODU 연구를 위한 샘플은 스윌링(swirling) 교반시킨 후에 적절한 진공으로 2분 동안 처리하였고, 반면에 솔루션스 랩 연구에 사용된 샘플은 총 2분간의 적절한 진공 처리 동안에 격렬하게 핸드쉐이킹 교반시켰다. 4) AMRL/ODU 연구는 광범위한 CFU에 걸쳐 반응이 기록되도록 3배의 희석 샘플을 사용하였다. 5) 상기 샘플들은 다른 시간에 수집되었다.

	CUF	CF	TA	TB	TC
0일	250,000	250,000	250,000	250,000	250,000
2일	225,000	150,0000	120,000	100,000	75,000
8일	150,000	100,000	80,000	20,000	<2,000

이전의 연구로부터 측정된 0일, 2일, 8일에 대조표준과 처리샘플에 대한 밀리리터당 박테리아 콜로니 형성 단위(CFU)의 수.

솔루션스 랩 연구의 데이타(표 2)는 처리 수준이 증가되면 유효성이 증가되는 것으로 나타난다. 이 데이타를 초기 상태로부터의 감소 퍼센트(표 3)로 나타내면 상기 패턴이 명백하다.

솔루션스 랩 연구
	CUF	CF	2' 수은주 TA	4' 수은주 TB	6' 수은주 TC
2일	10%	40%	52%	60%	70%
8일	40%	60%	68%	92%	99%
AMRL/ODU 연구
	CUF	CF	2' 수은주 TA	4' 수은주 TB	6' 수은주 TC
2일	94%	89%	91%	93%	92%
8일	*	*	99%	98%	98%

AMRL/ODU의 결과는 초기 상태(0일에 CFU/ml)로부터 콜로니 형성 단위 (CFU/ml)를 감소 퍼센트로 나타낸 솔루션스 랩 연구와 비교된다.

주: *= 상기 결과는 박테리아의 수에 있어서 비여과된 대조표준에 대하여 초기 CFU/ml의 89배 및 여과된 대조표준에 대하여 초기 상태의 18배라는 예상치 못한 회복을 보여주었다.

처리된 샘플 모두에서 CFU의 감소는 여과된 대조표준과 비여과된 대조표준 모두를 능가했다. 이것은 여과가 유용하다는 것을 나타내지만 명확한 것은 아니다. 본 발명의 주요한 특징인 적절한 질식 시간을 가진 진공/교반 처리는 CFU의 수에 상당한 감소를 초래했다. 진공도의 선택에서 보다 초기 시험을 위해 선택된 질식 시간의 증가에서 보다 많이 감소되는 변화가 있었다. 본 발명은 진공도에 대한 제한은 제안하지 않고, 초기 시험을 위해 선택된 진공도 보다 높은 진공도는 더 짧은 질식 시간에서 매우 상당한 효과를 보여줄 수 있다. 이러한 시험에서 CFU의 감소와 높은 진공/교반 작용 또는 질식 시간, 또는 양자 모두와의 사이에 긍정적 상호관계가 있음을 명백히 알 수 있다.

8일의 말기에 AMRL/ODU 연구의 3가지 처리샘플 모두는 CFU가 초기상태에서 약98% 감소되었다. 앞서의 연구에서 달성된 감소율에 있어서 처리 TC(2분/6'수은주)의 결과와 AMRL 연구의 결과가 거의 일치한다는 점에서 AMRL의 연구결과는 '주목할 만한'하다. AMRL/ODU 연구에 있어서는 처리 조건을 노출 기간에 걸쳐 일정하게 유지하였으나, 반면에 앞서의 연구에 있어서는 처리 조건이 동일한 기간 동안 일정하게 유지되었는지 불분명하다. 8일째 CFU의 수를 8일째 여과된 및 비여과된 대조표준의 결과와 비교하면 처리 효과가 99% 이상인 것으로 나타난다는 점을 주목하여야 한다.

연구의 결론

본 연구에 있어서 실시된 3가지의 진공/교반 수준으로 적용된 처리방법은 본 기술이 버지니아의 엘리자베스 강에서 수집된 샘플로부터 본래의 CFU 수를 감소시키는데 효과적이라는 것을 보여주었다. 다양한 데이타는 진공/교반 수준과 다양한 질식 시간에 대한 다양한 민감성을 보여주었다. 진공/교반 단계에서 더 높은 진공도와 더 긴 질식 시간의 긍정적 상호관계에 의해 CFU의 감소 효과가 증대된다는 사실은 두 개의 연구 모두에서 나타났다. 추정하건데, 진공 챔버에서 더 긴 질식 시간과 진공/교반 처리에서 고유의 진공 및/또는 교반의 더 높은 수준은 모두 긍정적 상호관계를 가질 것이다. AMRL/ODU의 학술적 성실성 또는 솔루션스 랩 및/또는 시험을 수행하는 개개인의 상업적 성실성에 대한 어떠한 방해없이 두개의 연구 모두가 실시되었다.

AMRL/ODU 연구는 최고의 유효도가 가장 높은 진공/교반 수준에서 약 99%이다라는 솔루션스 랩 연구의 결과를 입증해 준다. 이 유효도는 놀라운 것이고 AMRL/ODU 담당자에 의해 예견되지 못했다.

AMRL/ODU 연구에 있어서, 여과된 및 비여과된 대조표준에 대하여 2일과 8일 사이에 박테리아 수의 명백한 회복이 관찰된 것은 조사관에 의해 예견되지는 않았으나, 본 발명의 유효도를 증명하는데 있어서는 매우 중요하다. 8일의 처리된 샘플과 8일의 대조표준 사이를 비교해 보면 본 발명의 유효도는 99% 이상이다. 여과된 및 비여과된 대조표준에서 나타난 회복(CFU 수의 증가)은, 대조표준 내에서 대량의 규모로 회복 효과가 발생할 때일지라도 본 발명이 엘리자베스 강물의 샘플에서 발견된 CFU의 수를 상당히 감소시키는 효과를 가졌음을 명백히 증명한다. 전 세계의 환경으로부터 보통의 물 또는 천연수가 수집되는 모든 경우에서 회복 효과가 발생할 지는 알 수 없다; 그러나, AMRL/ODU 시험에서 사용된 엘리자베스 강물에서의 회복 효과는 미생물이 빠르게 번식하는 환경에 있을 때일지라도 높은 치사율을 달성할 정도로 본 발명이 충분한 효과가 있음을 증명하여 준다.

Claims

밸러스트 워터 내의 호기성 미생물을 포함하는 초기 미생물의 수를 감소시키기 위하여 선박의 화물창 또는 밸러스트 탱크의 내부 공간 내의 밸러스트 워터를 처리하는 방법에 있어서,

진공 상태 하에서 밸러스트 워터를 교반하여 호기성 미생물을 포함하는 밸러스트 워터로부터 용존 산소를 제거하여 탈산소화하는 제 1 단계; 및

상기 제 1 단계 후에, 처리된 밸러스트 워터를 함유하는 상기 공간을 초기 미생물의 수가 감소될 때까지 밀봉하는 제 2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸러스트 워터의 처리방법.
제 1항에 있어서, 초기 미생물의 50% 이상이 사멸될 때까지 상기 공간을 밀봉하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸러스트 워터의 처리방법.
제 2항에 있어서, 상기 제 2 단계는 약 2일 동안 행하는 것을 특징으로 하는 밸러스트 워터의 처리방법.
제 2항에 있어서, 초기 미생물의 90% 이상이 사멸될 때까지 상기 공간을 밀봉하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸러스트 워터의 처리방법.
제 2항에 있어서, 상기 제2 단계는 약 8일 동안 수행하고, 상기 퍼센트가 97% 이상인 것을 특징으로 하는 밸러스트 워터의 처리방법.
제 5항에 있어서, 상기 퍼센트가 99% 이상인 것을 특징으로 하는 밸러스트 워터의 처리방법.
제 6항에 있어서, 제1 단계는 약 2분 동안 행하는 것을 특징으로 하는 밸러스트 워터의 처리방법.
제 6항에 있어서, 상기 제 1 단계 후에 사멸되는 초기 미생물의 퍼센트를 증가시키기 위하여 밸러스트 워터에 환원 가스를 도입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸러스트 워터의 처리방법.
제 8항에 있어서, 상기 환원 가스가 연소 배기 가스를 포함하는 것을 특징으로하는 밸러스트 워터의 처리방법.
제 4항에 있어서, 상기 미생물이 혐기성 미생물도 포함하고, 상기 제 1 단계 전에, 상기 혐기성 미생물이 혐기적 서식환경에 있는 상기 제2 단계 과정 동안에도 상기 혐기성 미생물의 번식율이 실질적으로 감소될 정도로 상기 혐기성 미생물을 사멸 또는 약화시킬 수 있도록 상기 혐기성 미생물을 포함하는 밸러스트 워터를 산소화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸러스트 워터의 처리방법.
제 10항에 있어서, 상기 제 1 단계와 상기 산소화 단계가 각각 몇초 및 몇분 정도 지속되고, 상기 제2 단계는 몇일 정도 지속되는 것을 특징으로 하는 밸러스트 워터의 처리방법.
제 2항에 있어서, 상기 제2 단계의 말기에 상기 퍼센트를 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸러스트 워터의 처리방법.
제 4항에 있어서, 상기 제 1 단계 전에 상기 공간 밖으로 밸러스트 워터를 펌핑하는 단계 및 상기 제 1 단계 후에 상기 공간으로 밸러스트 워터를 반송시키는 단계를 더 포함하는것을 특징으로 하는 밸러스트 워터의 처리방법.
제 13항에 있어서, 상기 반송 단계가 상기 밀봉 단계 전에 실행되는 것을 특징으로 하는 밸러스트 워터의 처리방법.
제 13항에 있어서, 상기 반송 단계가 상기 밀봉하는 단계 후에 실행되는 것을 특징으로 하는 밸러스트 워터의 처리방법.
제 4항에 있어서,

상기 제 1 단계 전에 상기 공간 밖으로 밸러스트 워터를 펌핑하는 단계;

상기 밸러스트 워터를 처리 탱크 내로 펌핑하는 단계;

상기 처리 탱크 내의 밸러스트 워터에 상기 교반 단계와 상기 진공 단계를 실행하는 단계;

상기 제2 단계 과정 동안 처리된 밸러스트 워터를 상기 공간으로 다시 펌핑하는 단계; 및

사멸된 상기 미생물의 퍼센트를 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸러스트 워터의 처리방법.
밸러스트 워터 내의 호기성 미생물을 포함하는 초기 미생물의 수를 감소시키기 위하여, 선박의 주변을 둘러싼 물로부터 선박의 화물창 또는 밸러스트 탱크의 내부 공간 내로 펌핑되는 밸러스트 워터를 처리하는 방법에 있어서,

물의 교반을 야기하는 난류 상태가 만들어지도록 밸러스트 워터를 펌핑하는 단계;

호기성 미생물을 함유하는 펌핑된 밸러스트 워터에 진공을 걸어 밸러스트 워터로부터 용존 산소를 제거하여 탈산소화하는 제 1 단계; 및

상기 제 1 단계 후에, 처리된 밸러스트 워터를 함유하는 상기 공간을 초기 미생물의 50% 이상이 사멸될 때까지 밀봉하는 제 2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸러스트 워터의 처리방법.
제 1항에 있어서, 상기 교반된 밸러스트 워터 위의 상기 진공 상태가 수은주 2 내지 6인치인 것을 특징으로 하는 밸러스트 워터의 처리방법.
제 18항에 있어서, 상기 교반된 밸러스트 워터 위의 상기 진공 상태가 수은주 2 내지 4인치인 것을 특징으로 하는 밸러스트 워터의 처리방법
제 1항에 있어서, 상기 밀봉하는 제 2 단계가 상기 공간에 비바람이 들지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 밸러스트 워터의 처리방법.
제 1항에 있어서, 상기 처리된 밸러스트 워터의 노출된 표면을 실질적으로 산소가 침투하지 않는 배리어로 덮는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸러스트 워터의 처리방법.
제 21항에 있어서, 상기 처리된 밸러스트 워터의 재산소화를 막을 수 있도록 상기 배리어가 10용량% 이하의 산소를 포함하는 가스 블랭킷인 것을 특징으로 하는 밸러스트 워터의 처리방법.
제 22항에 있어서, 상기 가스가 내부의 연소 엔진으로부터의 배기 가스인 것을 특징으로 하는 밸러스트 워터의 처리방법.
밸러스트 워터 내의 호기성 미생물을 포함하는 초기 미생물의 수를 감소시키기 위하여 선박의 화물창 또는 밸러스트 탱크 내부 공간 내의 밸러스트 워터를 처리하는 장치에 있어서,

진공 상태 하에서 밸러스트 워터를 교반하여 호기성 미생물을 포함하는 밸러스트 워터로부터 용존 산소를 제거하여 탈산소화하는 수단; 및

처리된 밸러스트 워터를 함유하는 상기 공간을 초기 미생물의 수가 감소될 때까지 밀봉하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 밸러스트 워터의 처리장치.
제 24항에 있어서, 상기 밀봉 수단이 상기 공간을 초기 미생물의 90% 이상이 사멸될 때까지 밀봉하는 것을 특징으로 하는 밸러스트 워터의 처리장치.
제 25항에 있어서, 상기 공간에서 밸러스트 워터에 수은주 2 내지 6인치인 진공을 걸기 위한 진공 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸러스트 워터의 처리장치.
제 26항에 있어서, 상기 진공이 수은주 2 내지 4인치인 것을 특징으로 하는 밸러스트 워터의 처리장치.
제 25항에 있어서, 밸러스트 워터가 혐기성 미생물도 포함하고, 밸러스트 워터가 상기 탈산소화 수단으로부터 상기 공간으로 흐르며, 상기 혐기성 미생물이 혐기적 서식환경에 있는 상기 교반 과정 동안도 상기 혐기성 미생물의 번식율이 실질적으로 감소될 정도로 상기 혐기성 미생물을 사멸시키거나 약화시킬 수 있도록 밸러스트 워터의 산소화를 위하여 상기 탈산소화 수단의 상류에 위치한 산소화 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸러스트 워터의 처리장치.
제 28항에 있어서, 상기 산소화 수단의 상류부분에 위치하며 밸러스트 워터에 함유되어 있는 거대생물을 밸러스트 워터로부터 여과하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸러스트 워터의 처리장치.
제 29항에 있어서, 이미 선박의 갑판 위에 위치하며, 상기 공간으로부터 밸러스트 워터를 펌핑하여 탈산소화 수단을 통과시킨 후 다시 상기 공간으로 반송시키는 펌핑 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸러스트 워터의 처리장치.
제 30항에 있어서, 상기 펌핑 수단이 물을 교반하는 것을 특징으로 하는 밸러스트 워터의 처리장치.
제 25항에 있어서, 상기 탈산소화 수단이 물을 교반하기 위한 교반기를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸러스트 워터의 처리장치.
제 25항에 있어서, 상기 밀봉 수단이 상기 공간에 비바람이 들지않도록 하는 것을 특징으로 하는 밸러스트 워터의 처리장치.
제 29항에 있어서, 상기 산소화 수단에 연결된 제1 처리 탱크; 및

상기 탈산소화 수단에 연결된 제2 처리 탱크를 더 포함하고,

상기 여과 수단, 상기 제1 처리탱크, 상기 산소화 수단, 상기 제2 처리 탱크와 상기 탈산소화 수단이 밸러스트 워터를 처리하기 위하여 선박 위에 설치될 수 있도록 제작된 이동가능한 장치로서 조립된 것임을 특징으로 하는 밸러스트 워터의 처리장치.