KR101036622B1 - 선박의 오폐수 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면 선박의 오폐수 처리 장치가 제공된다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박의 오폐수 처리장치는 유입된 오폐수가 채움, 접촉, 침전, 분리 및 휴지단계에 의해 처리되어 상등수와 슬러지로 분리되는 반응조, 반응조 내의 처리된 오폐수의 수위를 감지하는 수위 센서, 상등수와 슬러지가 구분되는 경계층의 위치를 감지하는 고액분리센서, 반응조 내의 상부에 위치하여 수위 센서 및 고액분리센서에 의해 감지된 수위 및 경계층의 위치에 상응하여 상하로 이동하여 상등수를 거르는 침지식 분리막, 반응조의 외면에서 반응조를 일정부분 둘러싸는 구조로 위치하여 상기침지식 분리막에 의해 걸러진 상등수를 살균하는 살균조를 포함하되, 반응조와 살균조는 선박의 제한된 공간에 설치되기 위하여 일체식으로 구비될 수 있다. 본 발명에 따르면, 선박의 공간적 특수성을 고려하여 분리막 시스템을 하나의 반응조에 설치하여 전체설치면적을 기존 처리방식에 비해 40%이상 감소시키고 엄격해진 선박의 오폐수 처리기준과 성능시험기준에 적합하도록 선박의 오폐수를 처리하는 효과가 있다.
선박 오폐수

Description

선박의 오폐수 처리 장치{Apparatus for Treatment of Ship Wastewater}
본 발명은 선박의 오폐수 처리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선박이란 한정된 공간에서도 높은 처리 효율을 가지는 선박의 오폐수 처리 장치에 관한 것이다.
도 1은 종래의 선박의 오폐수 처리시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 선박의 오폐수 처리시스템은 복잡한 처리단계를 거치게 된다.
이를 더욱 상세하게 설명하면, 종래의 선박의 오폐수 처리시스템은 발생된 오폐수를 수집하는 수집조(10), 오폐수 내에 포함된 소정의 크기 이상의 고형물질을 거르는 스크린(20), 호기성 미생물에 의해 오폐수를 정화하는 호기성 소화조(30), 호기성 소화조에서 걸러진 오폐수를 멤브레인을 통하여 거르는 멤브레인 조(40) 및 배출된 슬러지를 처리하는 슬러지 처리조(50)를 포함한다.
종래의 선박 오폐수 처리시스템은 수집된 오폐수를 상술한 여러 가지 단계를 거치면서 처리하기 때문에 운전제어가 복잡하고 시스템에 문제가 생겼을 때 신속한 처리가 힘든 문제점이 있다.
또한, 종래의 선박 오폐수 처리시스템은 선박에서 배출하는 일정한 방류수 수질을 확보하기 위해서 지속적인 관리와 생물의 일정량을 확보해야 하지만, 선박의 특수성으로 인해서 발생량의 변동이나 유입 원수의 성상의 변화에 빠르게 대처하기가 힘든 문제가 있다.
또한 종래의 선박 오폐수 처리시스템은 선박이라는 특수한 공간에 배치하기 위해서 한정된 공간을 염두에 두고 컴팩트하게 제작되어야 하지만, 여러가지 반응조를 통하여 오염물질의 처리효율을 높이기 위해서는 처리공간이 크고 부속장치가 많이 들어가는 문제점이 있다.
한편, 현재 사용되는 선박의 오폐수 처리장치는 분뇨를 처리하는 것이 주목적이었다.
하지만 국제해사기구 해양환경보호위원회(International Marine Organization Marine Environment Protection Committee, IMO MEPC)에서 159(55) 솔루션의 채택(2006.10.13)에 따라 선박의 오폐수 처리기준과 성능시험기준이 다음 표 1의 내용과 같이 강화되었다. 또한 호주 등에서는 3차 처리까지 요구하는 강화된 기준을 제시하고 있다.
[표 1]
단위 mg/L
Effluent
Constituent		 IMO MARPOL
Resolution
MEPC 159(55)		 NAVY
NIAG 2015
TARGET		 Australian
Agency
(3TH)		 Alaskan Standard
40CFR 133
33CFR 159 PT300-600
Test
Duration
시험기간		 10day 10day 30day
BOD5
생물학적산소요구량		 25 15 20 30
Suspended Solid
용존고형물		 35 50 30 30
Total Nitrogen
총질소		 - - 4 30
Total
Phosphorus
총인		 - - 1 -
Fecal
Coliform
대장균		 100CFU 100CFU 200CFU 200CFU
따라서, 선박을 설계하는 데 있어, 새로 규정된 선박의 오폐수 처리기준과 성능시험기준에 적합한 선박의 오폐수 처리장치의 개발이 매우 시급한 실정이다.
본 발명의 목적은 상술한 문제점을 극복하기 위하여 본 발명에서는 선박이란 한정된 공간에서 전체 설치 면적이 기존 처리방식에 비해 월등히 감소된 오폐수 처리장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 더욱 엄격해진 오폐수 처리기준을 만족하는 오폐수 처리장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면 선박의 오폐수 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 선박의 오폐수 처리장치는 유입된 오폐수가 채움, 접촉, 침전, 분리 및 휴지단계에 의해 처리되어 상등수와 슬러지로 분리되는 반응조, 반응조 내의 처리된 오폐수의 수위를 감지하는 수위 센서, 상등수와 슬러지가 구분되는 경계층의 위치를 감지하는 고액분리센서, 반응조 내의 상부에 위치하여 수위 센서 및 고액분리센서에 의해 감지된 수위 및 경계층의 위치에 상응하여 상하로 이동하여 상등수를 거르는 침지식 분리막, 반응조의 외면에서 반응조를 일정부분 둘러싸는 구조로 위치하여 상기침지식 분리막에 의해 걸러진 상등수를 살균하는 살균조를 포함하되, 반응조와 살균조는 선박의 제한된 공간에 설치되기 위하여 일체식으로 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 선박의 오폐수 처리장치는 선박의 공간적 특수성을 고려하여 분리막시스템을 하나의 반응조에 설치하여 전체설치면적을 기존 처리방식에 비해 40%이상 감소시킨 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 선박의 오폐수 처리장치는 엄격해진 선박의 오폐수 처 리기준과 성능시험기준에 적합하도록 선박의 오폐수를 처리하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 선박의 오폐수 처리장치는 수위센서와 고액분리센서를 통하여 슬러지와 처리된 상등수의 분리지점을 파악하여 슬러지층 위에 분리막이 위치하여 분리막과 슬러지가 접촉하지 않아 분리막의 오염부하율이 낮고 대용량의 처리수를 장시간 여과할 수 있어 경제적인 효과가 있다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 오폐수 처리 시스템를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 오폐수 처리 시스템은 선박에서 발생하는 오폐수를 수집하는 수집조(equalizing tank)(100), 수집된 오폐 수를 제한된 공간에서 고도 처리하는 오폐수 처리장치(200), 오폐수 처리장치에서 침전된 슬러지를 처리하는 슬러지 처리조(300)을 포함한다.
수집조(100)는 선박에서 발생하는 오폐수를 수집하여 일정기간 체류시켜 오폐수의 성상을 안정화한다. 이는 일정한 오염 부하를 가진 오폐수를 반응조에 투입하기 위함이다.
오폐수 처리장치(200)는 유입된 오폐수를 스크리닝하고, 채움→침전→분리→휴지 단계를 연속적으로 반복하여 오염 물질을 처리한다.
이후 오폐수 처리장치(200)는 침전 후 분리된 상등수를 침지식 분리막을 통하여 분리하고 배출된 배출수를 살균 처리가 되도록 한다.
즉, 오폐수 처리장치(200)는 별도의 처리 장치를 통하여 생물학적 처리, 물리적 처리, 화학적 처리를 수행했던 종래의 선박의 오폐수 처리장치에 대해 하나의 처리 장치에서 상술한 모든 처리가 이루어질 수 있도록 컴팩트하게 구성된다.
또한, 오폐수 처리장치(200)는 변화하는 오폐수 처리 용량에 따라 엄격해진 국제규격 (IMO MEPC 159(55))에 만족하는 배출수질을 유지하기 위하여 반응조 별로 결합 및 분리가 가능한 모듈 형태로 구성된다.
이는 선박이라는 제한된 공간에서 엄격해진 국제규격에 만족하는 배출수질을 만족하기 위한 구성으로, 최소 공간의 최고 처리효율을 내기 위함이다.
오폐수 처리장치(200)의 구성 및 운영 프로세스에 대해서는 도 3 내지 도 6에서 더욱 상세히 설명하기로 한다.
슬러지 처리조(300)는 오폐수 처리장치(200)에서 침전된 슬러지를 처리한다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 오폐수 처리장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 오폐수 처리 장치(200)는 오폐수가 처리되는 반응조(210), 반응조에 오폐수를 유입하는 유입구(220), 유입된 오폐수에서 일정크기 이상의 고형물이 여과되는 스크린(222), 반응조 하부에 위치하여 반응조 내부에 공기를 공급하는 산기관(air diffuser)(230), 외부의 공기를 산기관으로 유입하는 송풍기(blower)(240), 반응조 상부에 위치하여 반응조 내부의 공기를 외부로 유출하는 공기 유출구(Air vent)(250), 반응조 상부에 위치하여 반응조 내부의 수위를 감지하는 수위센서(262), 오폐수가 처리된 후 상등수와 슬러지가 구분되는 경계층을 감지하는 고액분리센서(264), 수위센서 및 고액분리센서에서 감지된 수위에 따라 상하로 이동하며 상등수를 거르는 침지식 분리막(membrane)(260), 수위센서 및 고액분리센서로부터 수위데이터 및 경계층데이터를 수신하고 이에 상응하여 침지식분리막을 경계층 상부에서 상하로 이동시키는 이송부(266), 침지식 분리막에 의해 걸러된 처리수를 흡입하여 살균조로 유입하는 분리막 흡입펌프(270), 유입된 처리수를 전기 분해 또는 화학 약품을 투입하여 살균하는 살균조(280), 살균조에 살균 약품을 투입하는 약품 투입구(282) 및 살균된 처리수가 방출되는 방출구(290), 반응조 하부에 슬러지가 배출되는 슬러지배출구(292), 슬러지 배출구를 개폐하는 슬러지 배출밸브(294) 및 슬러지 배출구를 통하여 배출된 슬러지를 슬러지 처리조(300)로 이송하는 슬러지 배출펌프(296)를 포 함한다.
반응조(210)에서는 유입된 오폐수가 채움, 접촉, 침전, 분리 및 휴지단계에 의해 처리되어 상등수와 슬러지로 분리된다.
반응조(210)는 하나의 반응조에서 선박의 오폐수 처리를 위하여 다음과 같은 모든 처리단계가 수행된다.
1) 채움(Fill)단계: 선박에서 발생된 오수와 폐수의 일정한 양을 반응조에 채우는 과정이다.
2) 접촉(Contact)단계: 반응조에 있는 미생물과 반응을 하여 오폐수에 포함되어 있는 오염물질을 처리하는 과정이다. 이때 공기가 주입되고 공기량은 단계별로 조절이 된다.
3) 침전(Settle)단계: 접촉단계 이후 슬러지와 처리수를 상분리하기 위한 단계이다. 상분리를 통하여 슬러지는 반응조 바닥에 쌓이게 된다.
4) 분리(Decant)단계: 상등수인 처리수를 배출하는 단계이다.
본 발명에서는　기존의 처리방식과 다르게 침지식 분리막(260)을 통해서 처리수를 배출하게 된다. 침지식 분리막(260)은 수위센서(262)와 고액분리센서(264)를 통하여 감지된 상등수와 슬러지의 경계층 상부까지 이동하여 상등수를 여과한다. 침지식 분리막(260)은 막 사이즈에 따라 고도 처리를 수행하여 처리수의 수질의 개선을 이룰 수 있다. 바닥에 침전된 슬러지는 일정량 배출된다.
5) 휴지(Idle)단계: 배출이 완료된 후 다음 채움 단계 전에 일정한 시간동안 반응조 내의 미생물에게 휴식을 주는 단계이다. 이는 미생물의 활성도를 증가시키 기 위함이다.
선박의 오폐수처리장치(200)는 다음 표 2의 공정제어 파라미터 및 운영주기에 의해 운영될 수 있다.
[표 2]
대분류 소분류 적정값
공정 제어 parameter MLSS(활성슬러지농도 : Mixed Liquer Suspended Solid) 2,000 - 5,000 mg/L
HRT(수리학적 체류시간 : Hydraulic Retention time) 공정의 목적에 따라 상이하나
대략 3hr- 1day 까지
SRT(고형물 체류시간 : Solids Retention Time) 공정의 목적에 따라 상이하나
대략 5 - 30day 까지
DO(용존산소) 3 mg/L 이상
NaOH (pH 유지용) 투입량 -
MeOH (외부탄소원) 투입량 -
배출비율 60% 이하
공정운용주기 Fill(채움) 3 - 25%
Contact(접촉) 35 - 70%
Settle(침전) 20 - 25%
Decant(분리) 1 - 15%
Idle(휴지) 1 - 5%
본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 오폐수 처리장치(200)는 아래의 표 3과 같은 운전 시간으로 운영될 수 있다.
[표 3]
운전
단계		 채움
Fill		 접촉(Contact) 침전
Settle		 휴지
Idle		 배출
Draw		 Total
(min)
1단계 2단계 3단계 4단계
운전
시간		 10 60 60 60 70 80 10 10 360
선박의 오폐수 처리장치(200)는 총 처리시간이 360분(6시간)으로 하루(24시간)에 4번을 운영될 수 있다.
선박의 오폐수 처리장치(200)는 접촉단계에서 반응조 내의 공기공급을 점감 포기를 하여 총 4단계로 구분하여 단계별로 공기량을 조절한다.
선박의 오폐수 처리장치는 호기성 조건과 무산소 조건 하에서 오폐수를 처리 하며, 호기성 조건은 상기 표3에서 1 내지 3단계, 무산소 조건은 4단계이다.
선박의 오폐수 처리장치는 예를 들면, 1단계에서는 1.5~2.0ppm, 2단계에서는 0.8~1.0ppm, 3단계에서는 0.3~0.5ppm, 4단계에서는 0~0.2ppm의 용존 산소 조건에서 운영된다.
무산소 조건에서 슬러지의 침전을 방지하기 위하여 교반기를 설치하여 반응조내의 폐수를 교반시킬 수 있다. 그리고 휴지단계 후 미생물의 활성을 증가시키기 위하여 미생물종균제를 자동적으로 투입하여 미생물의 분해능을 향상시키고 개체수를 일정하게 유지할 수 있다.
선박 오폐수 처리 장치(200)는 반응조(210)에서 유기물의 제거와 내생호흡에 필요한 산소량 그리고 질소의 제거에 필요한 산소량이 예를 들면, 약 0.2㎥　Air/min 정도 필요하다. 이와 비교하여 질소와 인을 제거하는 다른 생물학적 고도처리공법의 하나인 A2O공법은 0.3~0.5㎥　Air/min가 필요하지만 본 처리공법은 산소 소모량이 적게 들어 경제적인 처리가 가능하다.
반응조(210)는 예를 들면, 사각형 또는 원통형으로 슬러지의 침전을 위하여 하부는 역사각뿔형 또는 역원뿔형일 수 있으며, 처리 및 침전에 효율적인 변형 가능한 모든 형태일 수 있다.
유입구(220)는 오폐수를 반응조에 유입하는 통로이다.
스크린(222)은 유입된 오폐수에서 일정크기 이상의 고형물을 여과한다.
산기관(air diffuser)(230)은 반응조 하부에 위치하여 반응조 내부에 공기를 공급한다.
산기관(230)은 반응조(210) 하부의 경사판의 경사도에 따라 각도가 조절될 수있으며, 예들 들면 10~20도일 수 있다.
산기관(230)은 멤브레인 타입으로, 유입된 오폐수를 효과적으로 섞이게 하고, 미생물의 생존에 필요한 공기를 공급한다.
송풍기(240)는 외부의 공기를 산기관으로 유입하며, 유입된 오폐수 처리 용량에따라 공기주입량을 조절할 수 있다.
공기 유출구(Air vent)(250)는 반응조 상부에 위치하여 반응조 내부의 공기를 외부로 유출한다.
침지식 분리막(membrane)(260)은 반응조 내의 상부에 위치하여 수위 센서(262)와 고액분리센서(264)에 의해 감지된 오폐수의 수위와 상등수와 슬러지의 경계층 위치에 상응하여 상하로 이동하여 상등수를 거른다.
수위센서(262)는 반응조 상부에 위치하여 반응조 내부의 수위를 감지한다. 수위센서(262)는 감지된 수위 데이터를 전송하기 위한 유무선 통신모듈을 구비한다.
고액분리센서(264)는 오폐수가 처리된 후 상등수와 슬러지가 구분되는 경계층을 감지한다. 즉, 고액분리센서(264)는 침전 단계 이후, 분리된 상등수와 슬러지가 구분되는 경계층을 인지하여 침지식 분리막(260)을 정확하게 경계층 상부에 배치하여 슬러지가 침지식 분리막(260)에 의해 침지식 분리막(260)이 오염되는 것을 방지할 수 있다.
고액분리센서(264)는 감지된 상등수와 슬러지의 경계층의 위치 데이터를 전 송하기 위한 유무선 통신모듈을 구비한다.
고액분리센서(264)는 수위센서와 일체로 구성될 수 있으며, 레이저의 투과 후 반사되는 정도를 측정하여 상등수와 슬러지의 경계층을 인지할 수 있다.
도 4를 참조하여, 고액분리센서(264)를 더욱 상세히 설명하면, 고액분리센서(264)는 레이저 센서(450), 레이저 센서를 수용하는 하우스(460), 레이저 센서 표면의 이물질을 제거하기 위한 세정장치를 포함할 수 있다.
세정장치는 레이저 센서 표면의 이물질을 제거하기 위한 세척 도구(440), 세척 도구를 이동시키는 세척 팔(430), 세척 팔이 축을 중심으로 회전되도록 구동하는 구동모터(410), 구동모터의 회전력을 세척 팔(430)에 전달하는 구동장치축(420)을 포함할 수 있다.
고액분리센서(264)가 세정장치를 포함하는 이유는 계속 물과 접촉하게 되면 레이저 표면에 이물질이 부착되어 레이저의 투과율이 감소되는 경우 상등수와 슬러지의 경계를 감지하는 것이 점점 부정확해지기 때문이다.
이송부(266)는 수위센서(262) 및 고액분리센서(264)로부터 수위데이터 및 경계층 데이터를 수신하고 이에 상응하여 침지식 분리막(260)이 경계층 상부를 하한으로 하여 상하 이동되도록 구동된다.
이송부(266)는 유압방식 또는 벨트구동방식으로 구동될 수 있다.
침지식 분리막(260)은 반응조 내에서 처리된 오폐수에서 슬러지와 분리된 상등수를 다시 한번 막으로 걸러 미세 오염물질을 처리하여 고도 처리를 수행한다.
본 발명에 따른 오폐수 처리장치(200)는 모든 공정이 하나의 반응조에서 이 루어지기 때문에 침전 후 상등수만 배출해야 한다.
침지식 분리막(260)은 반응조(210)의 배출 단계에서 수위에 따라 처리된 상등수만을 효과적으로 배출하게 된다. 여기서, 상등수는 일정한 처리수질을 가지므로 침지식 분리막(260)에 대한 오염물의 부하가 낮아 침지식 분리막(260)의 처리수명을 증가시키고 안정적인 수질을 얻을 수 있다.
침지식 분리막(260)은 반응조(210)에서 생물학적 처리시에는 오폐수의 수위보다 위에 위치하게 하여 오염물질이 분리막에 부착되는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 침지식 분리막(260)은 사용 후 재이용하기 위하여 역세척을 수행할 수 있다.
여기서, 침지식 분리막(260)은 선박의 밸러스트 수처리 장치에서 배출된 산화물질을 이용하여 역세척될 수 있다. 이를 더욱 상세하게 설명하면, 분리막 흡입펌프(270)는 침지식 분리막(260)을 역세척할 때는 흡입펌프를 역으로 가동하여 살균조(280)에서 발생된 차아염소산 나트륨이나 살균물질을 이용하여 침지식 분리막(260)에 부착된 오염물질을 제거할 수 있다.
여기서, 차아염소산 나트륨(NaOCl) 등의 산화물질은 선박의 밸러스트수 처리장치와 연계하여 밸러스트수 처리장치에서 발생된 차아염소산 나트륨, 오존 등의 소독부산물을 이용할 수 있다.
침지식 분리막(260)의 역세척을 수행하는 경우, 동시에 산기관(230)을 통하여 공기를 분사함으로써 오염물질 제거효율을 증가시킬 수 있다.
또한, 이 경우 생물학적 처리에 필요한 반응조(210)의 미생물 및 슬러지는 역세척시 발생되는 살균물질로 인하여 미생물이 사멸하는 것을 방지하기 위하여 슬러지 처리조(300)로 이송을 하여 보관하고 역세척후 다시 반응조(210)로 보내질 수 있다. 분리막 세척에 사용된 세척수는 선박의 외부로 배출된다.
분리막 흡입펌프(270)은 침지식 분리막에 의해 분리된 처리수를 흡입하여 살균조로 투입한다.
분리막 흡입펌프(270)는 침지식 분리막이 수위에 따라 아래 위로 이동하므로 흡입관(271)을 주름형태의 흡입관을 포함하여 상하이동에 따라 높이를 조절할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 살균조(280)는 반응조의 외면에서 반응조를 일정부분 둘러싸는 구조로 위치하여 침지식 분리막에 의해 걸러진 상등수를 살균한다.
본 발명에 따른 반응조(210)와 살균조(280)는 선박이란 제한된 공간에서 배출되는 오폐수를 국제 규격에 상응하여 처리할 수 있도록 일체형으로 제작된다.
살균조(280)는 전해처리장치에서 살균물질을 발생하여 걸러진 상등수를 살균하거나, 선박의 밸러스트 처리장치에서 배출된 산화물질을 이용하여 상기 걸러진 상등수를 살균한다.
또한, 살균조(280)는 두 가지 방법을 병행할 수 있다.
약품 투입구(282)는 살균조에 살균 약품을 투입하는 입구이다.
방출구(290)는 살균된 처리수가 방출되는 출구이다.
병원성 박테리아나 세균이 살균된 배출수는 중수도 개념과 같이 선박의 화장실 용수, 세척용수 등으로 재이용할 수 있다.
한편, 크루즈선 같이 사람들이 많이 탑승하는 선박의 경우에는 선박에서 많은 양의 오폐수가 발생한다.
이 경우, 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 오폐수 처리 장치(200)는 처리되는 오폐수 용량에 따라 복수의 반응조가 병렬 방식으로 결합되어 운영된다.
예를 들면, 선박의 오폐수 처리장치(200)는 하루 1,000㎥/day의 오폐수를 처리할 경우, 하루 250㎥/day를 처리할 수 있는 반응조를 4개를 병렬로 설치하여 오폐수를 처리할 수 있다.
선박의 오폐수 처리장치(200)는 이를 병렬로 배치할 경우, 최대로 발생할 때 250㎥/day의 반응조 4대로 다 가동하고 유입유량이 적게 발생될 때는 1대나 2대만 가동할 수 있다. 즉 선박의 오폐수 처리장치(200)는 기존의 처리방식에 비해 처리공간이 적게 차지하기 때문에 병렬로 배치함으로 인해서 처리공간의 증가가 발생하지 않으며, 오폐수의 발생에 따른 처리장치의 효율적인 운용이 가능하다.
　
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 오폐수 처리장치의 선박에서의 구성 및 처리 효율을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 선박의 오폐수 처리장치(200)는 선박에서 배출되는 오폐수를 수집하여 처리한다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 선박의 오폐수 처리장치(200)는 각 분석항목에 대한 처리효율이 다음과 같다.
화학적 산소요구량(COD)은 예를 들면, 517mg/L에서 6.5mg/L로 감소하여 제거효율은 98.7%, 생물학적 산소요구량(BOD)은 320mg/L에서 4.1mg/L로 제거효율은 98.7%, 암모니아성 질소는 40mg/L에서 4mg/L로 제거효율이 90%, 총질소는 28mg/L에서 1.4mg/L로 제거효율은 95%, 인은 15mg/L에서 1.1mg/L로 제거효율은 92.6%로 나타났다. 계면활성제(MBAS : Methylene Blue Active Substances)는 15mg/L에서 1mg/L로 93.3%의 제거효율을 나타내었다. 부유 고형물(Suspended Solid)은 10mg/L로 배출된다.
본 발명의 선박의 오폐수 처리장치(200)는 선박 오폐수에 대하여 안정적인 처리효율을 나타내었고 IMO MARPOL Resolution MEPC 159(55)의 처리기준을 만족한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 선박의 오수 처리시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 오폐수 처리 시스템를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 오폐수 처리장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고액분리센서를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 오페수 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 오폐수 처리장치의 선박에서의 구성 및 처리 효율을 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
200: 오폐수처리장치 210: 반응조
260: 침지식 분리막 270: 분리막 흡입펌프
280: 살균조

Claims (10)

  1. 선박의 오폐수를 처리하는 장치에 있어서,
    유입된 오폐수가 채움, 접촉, 침전, 분리 및 휴지단계에 의해 처리되어 상등수와 슬러지로 분리되는 반응조,
    상기 반응조 내의 처리된 오폐수의 수위를 감지하는 수위 센서;
    상기 상등수와 상기 슬러지가 구분되는 경계층의 위치를 감지하는 고액분리센서,
    상기 반응조 내의 상부에 위치하여 상기 수위 센서 및 상기 고액분리센서에 의해 감지된 상기 수위 및 상기 경계층의 위치에 상응하여 상하로 이동하여 상기 상등수를 거르는 침지식 분리막;
    상기 반응조의 외면에서 상기 반응조를 일정부분 둘러싸는 구조로 위치하여 상기침지식 분리막에 의해 걸러진 상등수를 살균하는 살균조를 포함하되,
    상기 반응조와 살균조는 선박의 제한된 공간에 설치되기 위하여 일체식으로 구비된 것을 특징으로 하는 선박의 오폐수 처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고액분리센서는 빛의 투과율을 계산하여 상등수와 슬러지의 투과율 차를 계산하여 경계층을 구분하는 레이저 센서; 및
    상기 레이저 센서 주변에 위치하여 상기 레이저 센서표면에 부착된 이물질을 제거하는 세정장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 오폐수 처리장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 세정장치는 상기 레이저 센서 표면에 부착된 이물질을 제거하는 세척도구;
    상기 세척도구가 상기 레이저 센서 표면에 밀착되어 이동하도록 결합되어 회전하는 세척 팔; 및
    상기 세척 팔이 회전하도록 구동하는 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 오폐수 처리장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수위센서 및 상기 고액분리센서로부터 데이터를 수신하고, 상기 침지식 분리막을 상하로 이송하는 이송부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 오폐수 처리장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 침지식 분리막은 상기 선박의 밸러스트 수처리 장치에서 배출된 산화물질을이용하여 역세척되는 것을 특징으로 하는 선박의 오폐수 처리장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 살균조는 전해처리장치에서 살균물질을 발생하여 상기 걸러진 상등수를 살균하거나, 상기 선박의 밸러스트 처리장치에서 배출된 산화물질을 이용하여 상기 걸러진 상등수를 살균하는 것을 특징으로 하는 선박의 오폐수 처리장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 반응조는 다음 표와 같은 공정 운용 주기에 의해 운영되는 것을 특징으로 하는 선박의 오폐수 처리 장치.
    공정운용주기 채움(Fill) 3 - 25% 접촉(Contact) 35 - 70% 침전(Settle) 20 - 25% 분리(Decant) 1 - 15% 휴지(Idle) 1 - 5%
  8. 제1항에 있어서,
    상기 반응조는 처리되는 오폐수 용량에 의해 복수의 반응조가 병렬 방식으로 결합되어 운영되는 것을 특징으로 하는 선박의 오폐수 처리장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 침지식 분리막에 의해 걸러진 상등수를 흡입하여 상기 살균조로 배출하는 흡입펌프를 더 포함하되,
    상기 흡입펌프는 상기 침지식 분리막의 상하 이동에 의해 상기 상등수를 흡입하는 상하 위치가 조절되는 주름 형태의 흡입관을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 오폐수 처리장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 분리된 슬러지가 배출되는 슬러지 배출구를 포함하되,
    상기 침지식 분리막이 역세척되는 경우, 상기 반응조에 잔류된 미생물 및 슬러지는 상기 슬러지 배출구를 통하여 슬러지 처리조에 배출하여 보관하고, 상기 역세척 후에 다시 반응조로 유입하는 것을 특징으로 하는 선박의 오폐수 처리장치.
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