KR101118055B1 - In-line treating apparatus of ballast water - Google Patents

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KR101118055B1
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박옥열
남언욱
박성호
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(주)케이티마린
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Abstract

PURPOSE: An in-line treating apparatus for ballast water is provided to maximize the neutralizing efficiency of remaining chlorine-based compounds which are excessively generated for sterilizing water microorganisms. CONSTITUTION: A physical pre-treating unit(100) is directly installed at the supplying pipe of ballast water and extinct, eliminates, and damages animal plankton and water microorganisms based on physical impacts. The physically pre-treated ballast water is electrolyzed to generate remaining chlorine based on power from a variable rectifier(400). An electrolyzing unit(200) sterilizes and eliminates the animal plankton and the water microorganisms based on remaining chlorine. A neutralizing unit(300) neutralizes and eliminates remaining chlorine which is excessively generated from the electrolyzing unit.

Description

선박평형수의 인라인 처리 장치{IN-LINE TREATING APPARATUS OF BALLAST WATER}IN-LINE TREATING APPARATUS OF BALLAST WATER}

본 발명은 선박평형수의 인라인 처리 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선박의 선박평형수에 서식, 증식하여 다른 해양에 배출 시 해양 생태계의 교란 및 오염을 야기할 수 있는 여러 형태와 크기의 수중 미생물을 완벽하게 살균 제거함과 아울러 수중 미생물의 전기분해에 의한 살균을 위해 과잉 생성된 잔류염소계 화합물의 중화 처리 효율을 극대화할 수 있는 선박평형수의 인라인 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an inline treatment device of ballast water, and more particularly, to underwater ballasts of various shapes and sizes that can cause disturbance and pollution of marine ecosystems when inhabiting and proliferating in ballast water of a ship and discharging them to other oceans. The present invention relates to an in-line treatment device for ballast water that can completely sterilize and remove microorganisms and maximize the efficiency of neutralization of residual chlorine-based compounds that are excessively produced for the sterilization by electrolysis of microorganisms in water.

선박평형수는 선박의 화물을 하역한 후 운항할 때 선박의 균형을 유지하기 위하여 선박 내에 채우는 물을 의미하는 것으로, 대부분의 선박은 선박평형수 탱크를 보유하고 있으며, 이는 선박의 안정성을 확보하고 선박 운용의 효율을 증가시키기 위해 선박의 하부나 양측에 설치되어 있다. The ballast water means the water that is filled in the vessel to maintain the balance of the vessel when unloading the cargo of the vessel. Most vessels have a ballast tank, which ensures the stability of the vessel. It is installed on the bottom or both sides of the ship to increase the efficiency of ship operation.

이러한 선박평형수는 화물이 적재되어 있지 않은 상태에서 선박의 균형을 위해 상당량의 해수 및 담수를 취하고, 화물을 선박에 적재 시 선박평형수는 배수되는 형태로 운영되는데, 선박평형수 탱크 및 배관상에는 다양한 수중 미생물이 서식 및 증식하고 있는 실정이다. These ballast waters are operated in such a way that they take a considerable amount of seawater and fresh water for the balance of the vessels without loads, and the ballast waters are drained when the cargoes are loaded on the vessels. Various underwater microorganisms are inhabited and proliferated.

이러한 수중 미생물의 서식 및 증식은 배관의 막힘 현상을 야기시켜 유량 공급을 어렵게 하고 설비운영면에서도 상당한 어려움을 야기시키는 원인이 되기도 한다. 또한 선박평형수의 급수 및 배수 과정에서 다른 대륙의 해양 미생물의 운반이 불가피하므로 해양 생태계의 교란 및 파괴가 이루어지고 있는 실정이다.The incubation and propagation of these aquatic microorganisms causes clogging of the pipes, making it difficult to supply the flow rate and causing considerable difficulties in terms of equipment operation. In addition, since the transport of marine microorganisms on other continents is inevitable in the process of water supply and drainage of ballast water, disturbance and destruction of marine ecosystems are being performed.

상기와 같은 선박평형수 내의 수중 미생물을 살균, 제거하기 위한 종래의 기술로서 여과막법, UV(Ultra-violet)법, 오존처리법, 열처리법, 전기분해법 등이 사용되고 있다. 이들 중 전기분해법은 선박평형수로 담수 또는 기수를 사용하는 경우에는 전기분해의 효율성을 증가시키기 위해 해수 성분인 염화나트륨(NaCl)을 일정량 주입하여 운영되기도 한다. As a conventional technique for sterilizing and removing underwater microorganisms in the ballast water as described above, a filtration membrane method, a UV (Ultra-violet) method, an ozone treatment method, a heat treatment method, an electrolysis method, and the like are used. Among them, the electrolysis method is operated by injecting a certain amount of sodium chloride (NaCl) as a seawater component to increase the efficiency of electrolysis when using fresh water or brackish water as ballast water.

전기분해법은 해수의 전기분해를 통해 살균제인 차아염소산나트륨(NaOCl)을 생성시켜 수중 미생물을 제거하는 방법으로 선박평형수 내에 서식하는 수중 미생물 제거를 위한 가장 효율적인 방법으로 널리 운용되고 있으며, 이에 대한 종래의 전기분해장치는 등록특허 10-0928069, 공개특허 10-2010-0131439 등에 개시되어 있다.Electrolysis is a method of removing microorganisms in seawater by generating sodium hypochlorite (NaOCl), a fungicide through electrolysis of seawater, and is widely used as the most efficient method for removing underwater microorganisms in ballast water. The electrolysis device is disclosed in Patent Nos. 10-0928069 and 10-2010-0131439.

그러나 이런 대부분의 전기분해장치의 구성은 전기분해장치의 부하를 줄이고 그 효율성을 증대시키기 위해 전처리 시설로 필터 등의 여과재를 사용하여 일정 크기 이상의 수중 미생물을 공극제어방법에 의해 제거하고 있는데, 이는 과다한 유량처리 시 막힘현상에 의한 배관 내 압력 증가를 동반하고, 이를 해결하기 위한 필터 교체, 역세척 공정의 추가 등 운영상의 문제점을 야기시키는 원인이 되기도 한다.However, in order to reduce the load of the electrolysis device and increase its efficiency, most of these electrolysis device configurations use a filter medium such as a filter as a pretreatment facility to remove a large number of underwater microorganisms by a pore control method. It may be accompanied by an increase in pressure in the pipe due to clogging during the flow rate treatment, and may cause operational problems such as replacement of a filter and addition of a back washing process to solve this problem.

그리고 전기분해 시 유입수의 용존성 물질이 전기분해에 의해 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 수산화칼슘(Ca(OH)2) 등의 침전물로 생성되는데, 이는 전기분해장치의 효율을 저하시키는 원인이 되기도 한다. During electrolysis, the dissolved influent water is produced as precipitates such as magnesium hydroxide (Mg (OH) 2 ) and calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) by electrolysis, which causes a decrease in the efficiency of the electrolysis device. Sometimes.

또한 종래에는 전기분해 처리된 선박평형수를 선박으로 배출 시 잔류염소 농도를 자연해수와 유사하게 하기 위한 중화제를 이용한 중화장치의 운용 시 혼합효과를 극대화하기 위해 중화제를 과다하게 투입하여 운용하고 있으나, 중화제의 투입량에 대비하여 중화효율이 낮은 문제점이 있었다.In addition, conventionally, in order to maximize the mixing effect when operating the neutralizing device using the neutralizing agent to make the residual chlorine concentration similar to the natural seawater when discharged the electrolytically treated ballast water to the ship, There was a problem that the neutralization efficiency is low compared to the input amount of the neutralizer.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 선박평형수 탱크 및 배관에 부착, 서식 및 증식하고 있는 수중 미생물을 제거함에 있어서, 전기분해장치의 효율을 높이기 위한 물리적 전처리장치와, 강한 살균력을 가지는 잔류염소계 화합물의 충분한 생성능을 확보하여 수중 미생물을 완벽하게 제거하고 침전물을 분리 배출할 수 있는 전기분해장치 및 미생물 살균을 위해 과잉 생성된 잔류염소계 화합물을 효율적으로 중화처리하여 선박평형수를 배출함에 있어 배출 해역의 해양 생태계에 영향을 주지 않도록 하는 선박평형수의 인라인 처리 장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, physical pretreatment device for increasing the efficiency of the electrolysis device in removing the underwater microorganisms attached to the ballast water tank and pipes, inhabit and proliferation, and strong An electrolysis device capable of completely removing microorganisms in the water by ensuring sufficient production capacity of residual chlorine compounds having bactericidal power and efficiently neutralizing excess chlorine-based compounds produced for microbial sterilization by efficiently neutralizing the vessel ballast water. The purpose is to provide an in-line treatment system for ballast water that does not affect the marine ecosystem of the discharge area in discharge.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 선박평형수의 인라인 처리 장치는, 선박평형수 유입 배관 상에 설치되어 동물성 플랑크톤 및 수중 미생물을 선박평형수의 유속 및 압력을 이용하여 관로 내부에 설치된 제트 흐름 유발 임펠러(11)와의 부딪힘 및 난류형성에 의한 물리적 충격으로 사멸, 제거 및 손상을 주어 후단에 연결된 전기분해장치(200)의 효율을 증가시킬 수 있는 물리적 전처리장치(100); 상기 물리적 전처리장치(100)의 배출구(22)에 연결 설치되고, 내부에는 양전극판(26)과 음전극판(27)이 교대로 설치되며, 유입되는 유체의 성상에 따라 전압 및 전류 제어가 가능한 가변형 정류기(400)에 의해 전력을 공급받아 잔류염소를 생성시켜 수중 미생물을 완벽하게 사멸, 살균 및 제거시킬 수 있으며, 하부에는 전기분해에 의해 수중에 함유된 용존성 물질의 결합으로 생성된 침전물(24)의 분리배출부(25)를 구비한 전기분해장치(200); 및 상기 전기분해장치(200)를 거쳐 선박평형수 탱크(500)에 저장된 처리수에 포함된 과잉 잔류염소를 해양으로 배출하기 전에 중화제(31)로 중화시키되, 내부에는 난류를 최대한 확산시켜 상기 처리수의 중화효율을 증대시키기 위한 난류확산 팬(32)이 부착된 중화장치(300);를 포함하여 구성된다.Inline treatment apparatus of ballast water of the present invention for realizing the object as described above, is installed on the ballast water inlet pipe and the zooplankton and aquatic microorganisms are installed in the pipeline using the flow rate and pressure of the ballast water A physical pretreatment device 100 capable of increasing the efficiency of the electrolysis device 200 connected to the rear end by being killed, removed, and damaged by the impact of the jet flow-induced impeller 11 and the physical impact caused by the turbulence formation; It is connected to the outlet 22 of the physical pretreatment device 100, the positive electrode plate 26 and the negative electrode plate 27 are alternately installed therein, the variable type that can control the voltage and current according to the properties of the incoming fluid Residual chlorine is generated by receiving power from the rectifier 400 to completely kill, sterilize, and remove the microorganisms in the water, and the lower portion of the precipitate produced by the combination of dissolved substances contained in the water by electrolysis (24). Electrolysis apparatus 200 having a separate discharge portion 25 of the; And neutralizing the excess residual chlorine contained in the treated water stored in the ballast water tank 500 through the electrolysis device 200 before neutralizing it with the neutralizing agent 31 before discharging it into the sea, and dispersing the turbulence as much as possible. It is configured to include; neutralization device 300 is attached to the turbulence diffusion fan 32 for increasing the neutralization efficiency of the water.

이 경우 상기 제트 흐름 유발 임펠러(11)는 그 단면적을 정함에 있어서 상기 제트 흐름 유발 임펠러(11)의 통과 전후의 선박평형수의 압력손실이 20%를 넘지 않는 범위에서 정해진 것을 특징으로 한다.In this case, the jet flow-induced impeller 11 is characterized in that the pressure loss of ballast water before and after the passage of the jet flow-induced impeller 11 is determined in a range not exceeding 20%.

또한 상기 제트 흐름 유발 임펠러(11)는 그 회전축(13)의 양단이 연결배관들의 플랜지(23) 사이에 맞대어져 결합되는 플랜지 결합구조(14)에 구비된 베어링(12)에 연결된 것을 특징으로 한다.In addition, the jet flow-induced impeller 11 is characterized in that both ends of the rotating shaft 13 is connected to the bearing 12 provided in the flange coupling structure 14 is coupled to each other between the flange 23 of the connecting pipes. .

또한 상기 전기분해장치(200)는, 선박평형수의 유입 흐름과 동일하게 유입부(21)와 배출부(22)가 일직선 방향으로 설치되거나, 상기 유입부(21)와 배출부(22)가 상향류식 직각 흐름 방향으로 설치된 것을 특징으로 한다.In addition, in the electrolysis device 200, the inlet part 21 and the outlet part 22 are installed in the same direction as the inflow flow of the ballast water, or the inlet part 21 and the outlet part 22 are Characterized in that it is installed in the upflow rectangular flow direction.

또한 상기 난류확산 팬(32)은 선박평형수의 흐름 방향을 따라 이격되며 점차 직경이 작아지는 복수의 디스크(32a,32b,32c,32d)가 중심축(32e)에 연결된 동심구조로 이루어지고, 연결배관들의 플랜지(23) 사이에 맞대어져 결합되는 플랜지 결합구조(14)에 연결된 것을 특징으로 한다.In addition, the turbulence diffusion fan 32 has a concentric structure in which a plurality of disks 32a, 32b, 32c, and 32d, which are gradually smaller in diameter, are spaced along the flow direction of ballast water and are connected to the central axis 32e. It is characterized in that it is connected to the flange coupling structure 14 which is coupled to be coupled between the flanges 23 of the connection pipes.

본 발명에 따른 선박평형수의 인라인 처리 장치에 의하면, 제트 흐름 유발 임펠러를 포함한 물리적 전처리장치를 선박평형수 유입 배관 상에 설치함으로써 상대적으로 크기가 큰 동물성 플랑크톤 및 수중 미생물을 선박평형수의 유속 및 압력을 이용하여 관로 내부에 설치된 제트 흐름 유발 임펠러와의 부딪힘 및 난류형성에 의한 물리적 충격으로 사멸, 제거 및 손상을 주어 후단에 연결된 전기분해장치의 효율을 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 물리적 전처리장치의 양단부를 플랜지 결합구조에 의해 인접하여 설치되는 연결배관의 플랜지에 결합되도록 구성함으로써 물리적 전처리장치의 설치 및 분리가 용이해진다.According to the in-line treatment apparatus of ballast water according to the present invention, by installing a physical pretreatment apparatus including a jet flow-induced impeller on a ballast water inlet pipe, relatively large size of zooplankton and aquatic microorganisms can be used. By using pressure, the impact of the jet flow-induced impeller installed inside the pipeline and the physical impact caused by the turbulence can cause death, removal and damage, thereby increasing the efficiency of the electrolysis device connected to the rear end, as well as the both ends of the physical pretreatment device. It is easy to install and remove the physical pretreatment device by configuring the to be coupled to the flange of the connecting pipe is installed adjacent by the flange coupling structure.

또한 본 발명에 따른 전기분해장치에 의하면, 양전극판과 음전극판이 교대로 설치되고, 유입되는 유체의 성상에 따라 전압 및 전류 제어가 가능한 가변형 정류기를 구비하여 잔류염소를 생성시킴으로써 수중 미생물을 완벽하게 사멸, 살균 및 제거시킬 수 있으며, 전기분해에 의해 수중에 함유된 용존성 물질의 결합으로 생성된 침전물을 하부에 설치된 분리배출부를 통해 용이하게 분리 배출시킬 수 있게 된다.In addition, according to the electrolysis device according to the present invention, the positive electrode plate and the negative electrode plate are alternately installed, and equipped with a variable rectifier capable of controlling the voltage and current according to the properties of the incoming fluid to produce residual chlorine to completely kill the underwater microorganisms It can be sterilized and removed, and the sediment produced by the combination of dissolved substances contained in the water by electrolysis can be easily separated and discharged through a separation discharge unit installed at the bottom.

또한 본 발명에 따른 중화장치에 의하면, 전기분해장치를 거쳐 선박평형수 탱크에 저장된 처리수에 포함된 과잉 잔류염소를 중화제로 중화시킴에 있어서 난류확산 팬에 의해 난류를 최대한 확산시켜 중화효율을 증대시킴으로써 중화제의 투입량을 절감함과 아울러 잔류염소의 중화처리에 대한 신뢰성을 향상시켜 배출 해역의 해양 생태계의 환경 보존에 기여할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the neutralizing device according to the present invention, in neutralizing the excess residual chlorine contained in the treated water stored in the ballast water tank through the electrolysis device with a neutralizing agent, the turbulence diffusion fan to maximize the neutralization efficiency to increase the neutralization efficiency By reducing the input amount of the neutralizing agent and improving the reliability of the neutralization treatment of residual chlorine, there is an effect that can contribute to the environmental preservation of the marine ecosystem of the discharge area.

도 1은 본 발명에 따른 선박평형수의 인라인 처리 장치의 모식도,
도 2는 본 발명에 따른 물리적 전처리장치의 내부구조를 보여주는 확대도,
도 3은 도 2의 'A'부 확대 분리 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 전기분해장치의 설치 형태에 따른 실시예들을 보여주는 예시도,
도 5는 도 4에 도시된 전기분해장치 내부의 전극 배치도,
도 6은 본 발명에 따른 난류확산 팬이 설치된 중화장치에서 선박평형수가 중화처리되는 모습을 나타낸 상태도,
도 7은 본 발명에 따른 난류확산 팬의 분리 사시도,
도 8은 본 발명에 따른 난류확산 팬의 단면도이다.1 is a schematic diagram of an inline treatment apparatus for ballast water according to the present invention;
Figure 2 is an enlarged view showing the internal structure of the physical pretreatment apparatus according to the present invention,
3 is an enlarged exploded perspective view of portion 'A' of FIG. 2;
Figure 4 is an exemplary view showing embodiments according to the installation form of the electrolysis device according to the present invention,
FIG. 5 is a layout view of electrodes inside the electrolytic apparatus shown in FIG. 4;
Figure 6 is a state diagram showing a state in which the ballast water neutralization treatment in the neutralization device is installed turbulence diffusion fan according to the present invention,
7 is an exploded perspective view of the turbulence diffusion fan according to the present invention;
8 is a cross-sectional view of the turbulence diffusion fan according to the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 도면과 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예의 구성을 설명함에 사용될 뿐 본 발명을 제한하는데 사용할 수는 없다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the present invention, the related drawings and embodiments are used only to explain the configuration of the preferred embodiment of the present invention, but not to limit the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 선박평형수의 인라인 처리 장치의 모식도이다.1 is a schematic diagram of an inline treatment apparatus for ballast water according to the present invention.

본 발명에 따른 선박평형수의 인라인 처리 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이 선박평형수 공급 배관상에 직접 설치되어 육안식별이 가능한 정도의 상대적으로 크기가 큰 동물성 플랑크톤과 수중 미생물을 물리적인 충격에 의해 사멸, 제거 및 손상을 주는 물리적 전처리장치(100)와, 상기 물리적 전처리장치(100)를 통과한 선박평형수를 전기분해하고 이때 생성되는 차아염소산나트륨(NaOCl) 등의 잔류염소에 의해 상기 물리적 전처리장치(100)에서 충격을 받은 동물성 플랑크톤 뿐만 아니라 잔존하는 수중 미생물을 완벽하게 사멸, 살균 및 제거하는 전기분해장치(200) 및 상기 전기분해장치(200)에서 과잉 생성된 잔류염소 성분을 자연 해수와 유사해지도록 중화 및 제거 처리하는 중화장치(300)를 포함하여 구성된다.Inline treatment apparatus for ballast water according to the present invention, as shown in Figure 1, is installed directly on the ballast water supply pipe physical impact on relatively large zooplankton and aquatic microorganisms that can be visually identified Electrolysis of the ballast water passing through the physical pretreatment device 100 and the physical pretreatment device 100 that is killed, removed, and damaged by the chlorine hypochlorite (NaOCl). Not only the zooplankton shocked by the physical pretreatment device 100, but also the electrolysis device 200 which completely kills, sterilizes and removes the remaining aquatic microorganisms, and the residual chlorine component excessively generated in the electrolysis device 200 It is configured to include a neutralizing device 300 for neutralizing and removing treatment to be similar to sea water.

상기 전기분해장치(200)에는 물리적 전처리장치(100)를 통과한 후 전기분해장치(200)로 유입되는 유체의 성상에 따라 전압 및 전류를 제어하여 전기분해장치(200)에 전력을 공급하기 위한 전기제어장치(600)와 가변형 정류기(400)가 연결되어 있다. After passing through the physical pretreatment device 100, the electrolysis device 200 controls the voltage and current according to the properties of the fluid flowing into the electrolysis device 200 to supply power to the electrolysis device 200. The electric control device 600 and the variable rectifier 400 are connected.

그리고 전기분해장치(200)에서 처리된 선박평형수는 선박평형수 탱크(500)에 저장된 후에 중화장치(300) 측으로 공급되며, 중화장치(300)의 일측에는 중화제가 저장된 중화조 탱크(700)가 연결 설치되어 있다.And the ballast water treated in the electrolysis device 200 is stored in the ballast water tank 500 and then supplied to the neutralization device 300 side, the neutralization tank tank 700 in which the neutralizing agent is stored on one side of the neutralization device 300. The connection is installed.

도 2는 본 발명에 따른 물리적 전처리장치의 내부구조를 보여주는 확대도, 도 3은 도 2의 'A'부 확대 분리 사시도이다.Figure 2 is an enlarged view showing the internal structure of the physical pretreatment apparatus according to the present invention, Figure 3 is an enlarged separated perspective view of the 'A' portion of FIG.

1차 처리장치인 물리적 전처리장치(100)는, 상대적으로 크기가 큰 동물성 플랑크톤 및 수중 미생물을 선박평형수의 유속 및 압력을 이용하여 관로 내부에 설치된 제트 흐름 유발 임펠러(11)와의 부딪힘 및 난류형성에 의한 물리적 충격으로 사멸, 제거 및 손상을 주어 후단에 연결된 전기분해장치(200)의 효율을 증가시킴과 아울러 상기 제트 흐름 유발 임펠러(11)의 설치 및 분리가 용이한 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.The physical pretreatment device 100, which is a primary treatment device, collides with a relatively large size of zooplankton and aquatic microorganisms using a jet flow-induced impeller 11 installed inside a conduit using the flow rate and pressure of ballast water and creates turbulence. Due to the physical impact caused by the death, removal and damage to increase the efficiency of the electrolysis device 200 connected to the rear end, and characterized in that the structure consisting of easy to install and remove the jet flow-induced impeller (11). .

이를 위한 구성으로, 상기 제트 흐름 유발 임펠러(11)는, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 그 회전축(13)의 양단이 연결배관들의 플랜지(23) 사이에 맞대어져 결합되는 플랜지 결합구조(14)의 중앙부에 구비된 베어링(12)에 삽입되어 회전 가능하게 연결된 구조로 이루어져 있다. In this configuration, the jet flow-induced impeller 11, as shown in Figure 2 and 3, both ends of the rotary shaft 13 is coupled to the flange 23 of the coupling pipes of the coupling coupling pipe ( 14 is inserted into the bearing 12 provided in the center portion of the structure is configured to be rotatably connected.

이에 따라 배관 내부에 제트 흐름 유발 임펠러(11)를 설치 또는 분리할 경우 회전축(13)의 양단을 베어링(12)의 내측에 삽입한 상태에서 플랜지 결합구조(14)를 인접하여 설치되는 배관의 플랜지(23) 사이에 볼트 등의 체결수단을 이용하여 결합 또는 분리하면 되므로 선박평형수의 유입 배관 상에 제트 흐름 유발 임펠러(11)의 설치 및 분리를 위한 결합구조를 간소화할 수 있게 된다.Accordingly, when installing or removing the jet flow-induced impeller 11 in the pipe, the flange of the pipe in which the flange coupling structure 14 is installed adjacent to each other while both ends of the rotary shaft 13 are inserted into the inside of the bearing 12. It is possible to simplify the coupling structure for the installation and separation of the jet flow-induced impeller (11) on the inlet pipe of ballast water because it is to be coupled or separated using a fastening means such as bolts between the (23).

상기 제트 흐름 유발 임펠러(11)는 어떠한 전기적 공급없이 배관 내부로 유입되는 선박평형수의 유속 및 압력만으로 고속회전이 가능하며, 제트 흐름 유발 임펠러(11)의 고속회전 시 상대적으로 크기가 큰 동물성 플랑크톤과 수중 미생물은 임펠러 날개와의 충돌에 의한 물리적 충격 및 난류발생에 따른 손상에 의해 그 생명력이 감소 또는 제거되게 된다. The jet flow-induced impeller 11 can be rotated at high speed only by the flow velocity and pressure of ballast water flowing into the pipe without any electrical supply, and a relatively large animal plankton during the high-speed rotation of the jet flow-induced impeller 11. The aquatic microorganisms are reduced or eliminated due to physical impact and turbulence damage caused by collision with impeller wings.

한편, 상기 물리적 전처리장치(100)에서는 선박평형수가 배관 내부에 설치된 제트 흐름 유발 임펠러(11)를 통과하게 되므로 통과 전후 선박평형수의 압력손실이 유발된다. 이러한 압력손실은 선박평형수의 유속을 떨어뜨려 미생물에 가해지는 충격을 저하시키게 되므로 압력손실을 최소화하면서 미생물에 가해지는 충격을 최대화하기 위한 구성으로, 제트 흐름 유발 임펠러(11)가 배관 내부에서 차지하는 단면적은 제트 흐름 유발 임펠러(11)의 통과 전후의 선박평형수의 압력손실이 20%를 넘지 않는 범위에서 정해짐이 바람직하다.On the other hand, in the physical pretreatment device 100, since the ballast water passes through the jet flow-induced impeller 11 installed inside the pipe, pressure loss of the ballast water before and after passage is caused. Since the pressure loss lowers the velocity of the ballast water and lowers the impact on the microorganisms, the pressure loss minimizes the pressure loss and maximizes the impact on the microorganisms. The jet flow-induced impeller 11 occupies the inside of the pipe. The cross-sectional area is preferably determined in a range in which the pressure loss of ballast water before and after the passage of the jet flow-inducing impeller 11 does not exceed 20%.

상기 제트 흐름 유발 임펠러(11)는 도 2에 도시된 바와 같이 스크류 형상으로 구성될 수 있으나, 이러한 형상에 한정되는 것은 아니며, 사용 목적과 설치용이성 등을 고려하여 다양한 형상으로 변형 실시될 수 있으며, 예컨대 상기 제트 흐름 유발 임펠러(11)를 판형의 디스크 형태로 구성하고, 그 형상이 원형, 사각형, 십자형, 링형 등 다양한 형상으로 구성될 수 있다.The jet flow-inducing impeller 11 may be configured in a screw shape as shown in FIG. 2, but is not limited thereto, and may be modified in various shapes in consideration of the purpose of use and ease of installation. For example, the jet flow-induced impeller 11 may be configured in the form of a disk, and the shape may be configured in various shapes such as a circle, a square, a cross, and a ring.

상기 물리적 전처리장치(100)를 통과하며 물리적 충격에 의해 미생물의 일부가 사멸, 제거 및 손상된 선박평형수는 전기분해장치(200)로 유입되어 화학적 처리과정을 거치게 된다.The ballast water passing through the physical pretreatment device 100 and the part of the microorganisms killed, removed and damaged by the physical impact is introduced into the electrolysis device 200 and subjected to chemical treatment.

도 4는 본 발명에 따른 전기분해장치의 설치 형태에 따른 실시예들을 보여주는 예시도, 도 5는 도 4에 도시된 전기분해장치 내부의 전극 배치도이다.4 is an exemplary view showing embodiments according to an installation form of an electrolysis device according to the present invention, and FIG. 5 is a layout view of electrodes inside the electrolysis device shown in FIG. 4.

2차 처리장치인 전기분해장치(200)는, 염화나트륨(NaCl) 수용액인 선박평형수를 전기분해시켜 수산화나트륨(NaOH)과 염소가스(Cl2)를 발생시키고, 이들이 반응에 의해 살균제인 차아염소산나트륨(NaOCl)을 생성함으로써 상기 물리적 전처리장치(100)에서 충격을 받은 동물성 플랑크톤 뿐만 아니라 잔존하는 수중 미생물을 완벽하게 사멸, 살균 및 제거하기 위한 장치이다.The electrolysis device 200, which is a secondary treatment device, electrolyzes ballast water, which is an aqueous solution of sodium chloride (NaCl), to generate sodium hydroxide (NaOH) and chlorine gas (Cl 2 ). By generating sodium (NaOCl) is a device for completely killing, sterilizing and removing not only the zooplankton shocked in the physical pretreatment device 100 but also the remaining aquatic microorganisms.

이를 위한 구성으로, 상기 전기분해장치(200)는 한쪽에 선박평형수의 유입부(21)가 구비되고, 다른 한쪽에는 배출부(22)가 구비된 플랜지(23) 형태로 이루어지고, 전기분해장치(200)의 내부에는 유입부(21)로 유입되는 유체의 흐름 방향과 동일하게 여러장의 양전극판(26)과 음전극판(27)이 교대로 일정간격으로 배치되고, 도 1에 도시된 바와 같이 전기제어장치(600)에서 가변형 정류기(400)를 통해 필요한 전압과 전류를 공급하도록 구성되어 있다. In this configuration, the electrolysis device 200 is formed in the form of a flange 23 having an inlet 21 of ballast water on one side, the discharge portion 22 is provided on the other, electrolysis Inside the apparatus 200, a plurality of positive electrode plates 26 and negative electrode plates 27 are alternately arranged at regular intervals in the same direction as the flow direction of the fluid flowing into the inlet portion 21, as shown in FIG. 1. Likewise, the electric control device 600 is configured to supply the necessary voltage and current through the variable rectifier 400.

상기 전기제어장치(600)는 전기분해장치(200) 내부를 통과하는 선박평형수의 성상, 즉 선박평형수의 유입 유량과, 관 내부의 유속, 염분 농도 및 지역에 따른 해양 미생물의 종류와 형태를 고려하여 이들의 살균을 위해 필요한 차아염소산나트륨(NaOCl)의 생성에 소요되는 전력의 공급량을 산출하여 가변형 정류기(400)를 통해 전기분해장치(200)로 공급되는 전력을 제어하는 것으로 구성될 수 있다. 이러한 구성에 의해 전기분해장치(200)에서 미생물의 살균을 위해 필요한 잔류염소계 화합물의 농도 조절이 가능하게 되며, 잔류염소계 화합물의 과잉 생성 및 전력의 불필요한 낭비를 방지할 수 있게 된다.The electric control device 600 is characterized in that the ballast water passing through the electrolysis device 200, that is, the inflow rate of the ballast water, the flow rate, salinity and the type and shape of marine microorganisms according to the region In consideration of this, it is possible to control the power supplied to the electrolysis device 200 through the variable rectifier 400 by calculating the amount of power required to generate sodium hypochlorite (NaOCl) necessary for their sterilization. have. This configuration makes it possible to control the concentration of residual chlorine-based compounds required for the sterilization of microorganisms in the electrolysis device 200, and to prevent excessive generation of residual chlorine-based compounds and unnecessary waste of power.

한편, 선박평형수의 전기분해 시에는 수중의 용존성 물질이 다른 물질과 결합되어 침전물(24)이 생성되는데, 이러한 침전물(24)의 누적시에는 전기분해를 방해하게 되므로 이를 용이하게 분리배출하기 위한 구성으로, 전기분해장치(200)의 하부에는 이와 같이 생성된 침전물(24)을 용이하게 분리 배출하기 위한 분리배출부(25)가 구비되어 있다. 상기 분리배출부(25)는 양전극판(26)과 음전극판(27)의 하측에 하방으로 점차 좁아지는 원추형 몸체와, 그 하단의 배출구를 개폐하는 밸브장치를 포함하여 구성될 수 있다.On the other hand, in the electrolysis of ballast water, dissolved substances in the water are combined with other substances to form a precipitate 24. When the accumulation of these precipitates 24 prevents electrolysis, it is easy to separate and discharge them. In the configuration, the lower portion of the electrolysis device 200 is provided with a separation discharge portion 25 for easily separating and discharging the precipitates 24 generated in this way. The separation discharge portion 25 may be configured to include a conical body gradually narrowing downward in the lower side of the positive electrode plate 26 and the negative electrode plate 27, and a valve device for opening and closing the outlet of the lower end.

그리고 상기 전기분해장치(200)는 현장여건 및 운영여건에 따라 다양한 형태로 설치될 수 있으며, 도 4(a) 및 도 5(a)에 도시된 바와 같이 전기분해장치(200-1)가 선박평형수의 유입 흐름과 동일하게 유입부(21)와 배출부(22)가 일직선 방향으로 설치되거나, 도 4(b) 및 도 5(b)에 도시된 바와 같이 전기분해장치(200-2)의 유입부(21)와 배출부(22)가 상향류식 직각 흐름 방향으로 설치될 수 있으며, 그 외에 다양한 형태로 변형 실시될 수 있다. In addition, the electrolysis device 200 may be installed in various forms according to site conditions and operating conditions. As shown in FIGS. 4 (a) and 5 (a), the electrolysis device 200-1 is a ship. The inlet part 21 and the outlet part 22 are installed in the same direction as the inflow flow of the ballast water, or as shown in FIGS. 4 (b) and 5 (b), the electrolysis device 200-2. The inlet portion 21 and the outlet portion 22 of the can be installed in the upflow orthogonal flow direction, in addition to that can be modified in various forms.

도 6은 본 발명에 따른 난류확산 팬이 설치된 중화장치에서 선박평형수가 중화처리되는 모습을 나타낸 상태도, 도 7은 본 발명에 따른 난류확산 팬의 분리 사시도, 도 8은 본 발명에 따른 난류확산 팬의 단면도이다.Figure 6 is a state diagram showing the neutralization treatment of the ballast water in the neutralization device is installed turbulence diffusion fan according to the present invention, Figure 7 is an exploded perspective view of the turbulence diffusion fan according to the present invention, Figure 8 is a turbulent diffusion according to the present invention It is a cross section of the fan.

3차 처리장치인 중화장치(300)는, 상기 전기분해장치(200)를 거쳐 선박평형수 탱크(500)에 저장된 처리수에 포함된 잔류염소를 자연 해수와 유사한 성분이 되도록 중화시켜 해양으로 배출함으로써 해양 생태계의 교란 및 오염이 발생되지 않도록 하기 위한 장치이다. The neutralization device 300, which is a third treatment device, neutralizes residual chlorine contained in the treated water stored in the ballast water tank 500 through the electrolysis device 200 to be similar to natural seawater and discharges it to the ocean. This is to prevent disturbance and pollution of marine ecosystems.

상기 중화장치(300)는 중화조 탱크(700)로부터 주입되는 중화제(31)와 선박평형수 탱크(500)에 저장된 처리수의 혼합 효과를 최대화하고 난류흐름(33)을 확산시키기 위한 난류확산 팬(32)을 배관 내에 삽입하고, 상기 난류확산 팬(32)을 연결배관의 플랜지(23) 사이에 플랜지 결합구조(14) 통해 결합시킴으로써 설치 및 분리가 용이한 구조로 구성되어 있으며, 이러한 결합구조는 상술한 물리적 전처리장치(100)에서의 플랜지 결합구조(14)와 동일한 방식으로 구성될 수 있다. 상기 중화제(31)로는 티오황산나트륨(Na2S2O3) 등이 사용될 수 있다.The neutralizing device 300 is a turbulence diffusion fan for maximizing the mixing effect of the neutralizing agent 31 injected from the neutralization tank tank 700 and the treated water stored in the ballast water tank 500 and spreading the turbulent flow 33. (32) is inserted into the pipe, and the turbulence diffusion fan 32 is coupled between the flange 23 of the connecting pipe via a flange coupling structure 14 is configured in a structure that is easy to install and remove, such a coupling structure May be configured in the same manner as the flange coupling structure 14 in the physical pretreatment device 100 described above. As the neutralizing agent 31, sodium thiosulfate (Na 2 S 2 O 3 ) and the like may be used.

상기 난류확산 팬(32)은, 도 7에 도시된 바와 같이 선박평형수의 흐름 방향을 따라 이격되며 점차 직경이 작아지는 복수의 디스크(31a,32b,32c,32d)가 중심축(32e)에 연결된 동심구조로 이루어지고, 상기 복수의 디스크(31a,32b,32c,32d)에는 선박평형수가 통과하는 다수의 홀(h)이 방사상으로 형성되어 있어, 도 8에 도시된 바와 같이 선박평형수가 난류확산 팬(32)을 통과하면서 형성되는 난류가 확산되어 중화제(31)와 선박평형수에 포함된 잔류염소 간에 중화반응이 활발하게 이루어져 중화효율을 높이게 되며, 이에 따라 중화처리를 위해 적정량의 중화제(31)를 사용할 수 있게 되어 중화제(31)의 불필요한 투입에 의한 낭비를 방지할 수 있고, 잔류염소의 중화처리에 대한 신뢰성을 향상시켜 중화장치(300)를 거쳐 배출되는 처리수로 인한 해양 생태계의 오염을 방지할 수 있게 된다.As shown in FIG. 7, the turbulence diffusion fan 32 has a plurality of disks 31a, 32b, 32c, and 32d spaced apart from each other along the flow direction of ballast water and gradually decreasing in diameter to the central axis 32e. The plurality of disks 31a, 32b, 32c, and 32d are connected to each other and have a plurality of holes h through which the ballast water passes. The ballast water is turbulent as shown in FIG. Turbulence formed while passing through the diffusion fan 32 is diffused to increase the neutralization efficiency between the neutralizing agent 31 and the residual chlorine contained in the ballast water to increase the neutralization efficiency, according to the appropriate amount of neutralizing agent ( 31) can be used to prevent waste due to unnecessary input of the neutralizing agent (31), improve the reliability of the neutralization of residual chlorine to improve the reliability of the marine ecosystem due to the treated water discharged through the neutralizing device (300) Prevent pollution It becomes possible.

이상에서 본 발명은 상기 도면을 참고하여 설명하였으나, 본 발명의 기술사상 범위내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.
In the above, the present invention has been described with reference to the drawings, but various modifications are possible within the technical scope of the present invention.

11 : 제트 흐름 유발 임펠러 12 : 베어링
13 : 회전축 14 : 플랜지 결합구조
21 : 전기분해장치의 유입부 22 : 전기분해장치의 배출부
23 : 플랜지 24 : 침전물
25 : 침전물 분리배출부 26 : 양전극판
27 : 음전극판 31 : 중화제
32 : 난류확산 팬 33 : 난류흐름
100 : 물리적 전처리장치 200,200-1,200-2 : 전기분해장치
300 : 중화장치 400 : 가변형 정류기
500 : 선박평형수 탱크 600 : 전기제어장치
700 : 중화조 탱크 h : 홀11: jet flow induced impeller 12: bearing
13: rotating shaft 14: flange coupling structure
21: inlet of the electrolysis device 22: outlet of the electrolysis device
23 flange 24 sediment
25: sediment separation outlet 26: positive electrode plate
27: negative electrode plate 31: neutralizing agent
32: turbulence diffusion fan 33: turbulence flow
100: physical pretreatment device 200,200-1,200-2: electrolysis device
300: neutralizer 400: variable rectifier
500: ballast water tank 600: electric control device
700: neutralization tank h: hole

Claims (5)

선박평형수 유입 배관 상에 설치되어 동물성 플랑크톤 및 수중 미생물을 선박평형수의 유속 및 압력을 이용하여 관로 내부에 설치된 제트 흐름 유발 임펠러(11)와의 부딪힘 및 난류형성에 의한 물리적 충격으로 사멸, 제거 및 손상을 주어 후단에 연결된 전기분해장치(200)의 효율을 증가시킬 수 있는 물리적 전처리장치(100);
상기 물리적 전처리장치(100)의 배출구(22)에 연결 설치되고, 내부에는 양전극판(26)과 음전극판(27)이 교대로 설치되며, 유입되는 유체의 유량, 관 내부에서의 유속 및 해수의 염분농도에 따라 전압 및 전류 제어가 가능한 가변형 정류기(400)에 의해 전력을 공급받아 잔류염소를 생성시켜 수중 미생물을 완벽하게 사멸, 살균 및 제거시킬 수 있으며, 하부에는 전기분해에 의해 수중에 함유된 용존성 물질의 결합으로 생성된 침전물(24)의 분리배출부(25)를 구비한 전기분해장치(200); 및
상기 전기분해장치(200)를 거쳐 선박평형수 탱크(500)에 저장된 처리수에 포함된 과잉 잔류염소를 해양으로 배출하기 전에 중화제(31)로 중화시키되, 내부에는 선박평형수의 흐름 방향을 따라 이격되며 점차 직경이 작아지며 선박평형수가 통과하는 다수의 홀(h)이 방사상으로 형성된 복수의 디스크(32a,32b,32c,32d)가 중심축(32e)에 연결된 동심구조로 이루어져 난류를 최대한 확산시켜 상기 처리수의 중화효율을 증대시키기 위한 난류확산 팬(32)이 부착된 중화장치(300);를 포함하되,
상기 제트 흐름 유발 임펠러(11)는 그 단면적을 정함에 있어서 상기 제트 흐름 유발 임펠러(11)의 통과 전후의 선박평형수의 압력손실이 20%를 넘지 않는 범위에서 정해지고,
상기 전기분해장치(200)는, 선박평형수의 유입부(21)와 배출부(22)가 상향류식 직각 흐름 방향으로 설치된 것을 특징으로 하는 선박평형수의 인라인 처리 장치.It is installed on the ballast water inlet pipe, and kills and removes zooplankton and aquatic microorganisms due to the impact of jet flow-induced impeller 11 installed inside the pipeline and the physical impact by turbulence formation. A physical pretreatment device 100 capable of damaging and increasing the efficiency of the electrolysis device 200 connected to the rear end;
It is connected to the outlet 22 of the physical pretreatment device 100, the positive electrode plate 26 and the negative electrode plate 27 are installed alternately therein, the flow rate of the incoming fluid, the flow rate inside the pipe and sea water Power is supplied by the variable rectifier 400 that can control voltage and current according to the salt concentration to generate residual chlorine to completely kill, sterilize and remove underwater microorganisms. An electrolysis device (200) having a separate discharge portion (25) of the precipitate (24) produced by combining dissolved materials; And
Neutralizing the residual residual chlorine contained in the treated water stored in the ballast water tank 500 via the electrolysis device 200 before neutralization with a neutralizing agent 31 before discharge into the ocean, the interior of the ballast water along the flow direction of the ballast water A plurality of disks (32a, 32b, 32c, 32d) formed radially with a plurality of holes (h) through which the ballast water passes and is gradually smaller in diameter, and has a concentric structure connected to the central axis (32e) to spread the turbulence as much as possible. Including; neutralizing device 300 is attached to the turbulence diffusion fan 32 for increasing the neutralization efficiency of the treated water;
The jet flow-induced impeller 11 is determined in such a range that the pressure loss of ballast water before and after the passage of the jet flow-induced impeller 11 does not exceed 20%,
The electrolysis device 200, the ballast water inline treatment device, characterized in that the inlet portion 21 and outlet portion 22 of the ballast water is installed in the upflow right angle flow direction. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제트 흐름 유발 임펠러(11)는 그 회전축(13)의 양단이 연결배관들의 플랜지(23) 사이에 맞대어져 결합되는 플랜지 결합구조(14)에 구비된 베어링(12)에 연결된 것을 특징으로 하는 선박평형수의 인라인 처리 장치.The method of claim 1,
The jet flow-induced impeller 11 is a vessel characterized in that both ends of the rotating shaft 13 is connected to the bearing 12 provided in the flange coupling structure 14 is coupled to each other between the flange 23 of the connecting pipes Ballast inline processing unit. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 난류확산 팬(32)은 연결배관들의 플랜지(23) 사이에 맞대어져 결합되는 플랜지 결합구조(14)에 연결된 것을 특징으로 하는 선박평형수의 인라인 처리 장치.
The method of claim 1,
The turbulence diffusion fan 32 is in-line ballast water treatment apparatus, characterized in that connected to the flange coupling structure (14) coupled against each other between the flanges (23) of the connection pipes.
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