KR101129619B1 - 밸러스트 수처리 시스템 및 이를 포함한 선박 - Google Patents

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Abstract

밸러스트 수처리 시스템 및 이를 포함한 선박이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 밸러스트 수(ballast water)를 저장하는 밸러스트 탱크(ballast tank), 살균제를 발생시켜 밸러스트 탱크로 유입되는 밸러스트 수에 살균제를 공급하는 살균 장치, 및 밸러스트 탱크로부터 배출되는 밸러스트 수를 중화시키는 중화 장치를 포함하며, 중화 장치는, 밸러스트 탱크로부터 밸러스트 수가 유입되는 유입구 및 유입된 밸러스트 수가 배출되는 배출구가 각각 형성된 하우징(housing), 및 하우징 내부에 수용되어 밸러스트 수에 함유된 살균제를 제거하는 여과재를 포함하는, 밸러스트 수처리 시스템이 제공된다. 이에 따르면, 주기적인 공급이 필요한 중화제를 사용하지 않고, 교반기 등의 부가 장치가 생략되어 구조가 단순화됨으로써, 유지 및 관리의 효율성이 향상될 수 있다.
밸러스트(ballast), 살균제, 여과재

Description

밸러스트 수처리 시스템 및 이를 포함한 선박{Ballast water management system and Ship having the same}
본 발명은, 밸러스트 수처리 시스템 및 이를 포함한 선박에 관한 것으로, 보다 상세하게, 여과재를 사용하여 유지 및 관리의 효율성이 향상된 밸러스트 수처리 시스템 및 이를 포함한 선박에 관한 것이다.
선박에 있어서 밸러스트 탱크는, 선박의 안정성을 확보하고 선박에 화물이 적재되지 않은 경우 선박 운항의 효율을 증가시키기 위하여, 선박의 하부나 양측 또는 하부 및 양측 모두에 설치된다.
이러한 밸러스트 탱크는 화물의 선적 및 하역과 연계되어 내부에 밸러스트 수가 배수되거나 급수되며, 이와 같은 배수와 급수 과정에서 밸러스트 탱크 내부로 해수 내의 미생물 등이 유입될 수 있다.
따라서, 선박에는 밸러스트 탱크로 유입되는 밸러스트 수(해수)에 공급되는 살균제를 생산하는 살균 장치 및 밸러스트 탱크로부터 해양으로 배출되는 밸러스트 수에 포함된 살균제를 중화시키기 위한 중화 장치가 구비된다.
도 1은 종래 기술에 따른 밸러스트 수처리 시스템을 나타낸 개략도이다.
종래 기술에 따르면, 선박에 구비되는 밸러스트 수처리 시스템(10)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 밸러스트 탱크(12), 전기 분해 등의 방식으로 차아염소산(HOCl) 등의 살균제를 생성하여 밸러스트 수(11)에 제공하는 살균 장치(14), 및 밸러스트 수(11)에 티오황산나트륨, 아황산나트륨, 메타중아황산나트륨 또는 산성아황산나트륨 등의 중화제를 공급하여 밸러스트 수(11)를 중화시키는 중화 장치(16), 밸러스트 탱크에 밸러스트 수(해수)를 공급하는 펌프(18)가 설치된다.
그러나 이러한 종래 기술에 따르는 경우, 살균제의 중화를 위하여 중화제를 주기적으로 공급해야 하는 한계가 있다.
또한 중화제를 이용하여 밸러스트 수(11)를 중화시킬 시, 중화제가 수용액 형태이어야 중화가 용이하게 이루어지게 되나, 상술한 티오황산나트륨, 아황산나트륨, 메타중아황산나트륨, 산성아황산나트륨 등의 약품들은 상온에서 고체 결정 상태를 이루므로, 도 1에 도시된 바와 같이 중화 장치(16)에는 중화제를 혼합하기 위한 교반기(17)와, 주입구 및 주입 펌프 등의 주입 시스템(미도시)이 추가되어야 하는 한계도 존재한다.
이 뿐만 아니라, 중화제는 온도에 따라 용해도가 달라 저온 환경에서 결정화되어 일정한 중화 성능이 보장되지 못하는 경우가 있으므로, 중화 장치(16)에는 중화제를 일정 온도로 유지시켜 주기 위한 열선 장치가 추가로 설치되어야 하는 한계점이 있다.
본 발명은 주기적인 공급이 필요한 중화제를 사용하지 않고, 구조가 단순화되어, 유지 및 관리의 효율성이 향상된 밸러스트 수처리 시스템 및 이를 포함한 선박을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 밸러스트 수(ballast water)를 저장하는 밸러스트 탱크(ballast tank), 살균제를 발생시켜 밸러스트 탱크로 유입되는 밸러스트 수에 살균제를 공급하는 살균 장치, 및 밸러스트 탱크로부터 배출되는 밸러스트 수를 중화시키는 중화 장치를 포함하며, 중화 장치는, 밸러스트 탱크로부터 밸러스트 수가 유입되는 유입구 및 유입된 밸러스트 수가 배출되는 배출구가 각각 형성된 하우징(housing), 및 하우징 내부에 수용되어 밸러스트 수에 함유된 살균제를 제거하는 여과재를 포함하는, 밸러스트 수처리 시스템이 제공된다.
여과재는 구리(Cu), 아연(Zn), 코발트(Co) 및 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 재질로 이루어질 수 있다.
중화 장치는, 하우징의 내부에 수용되어 밸러스트 수에 함유된 살균제를 흡착시키는 다공성 흡착제를 더 포함할 수 있다.
다공성 흡착제는 활성탄, 활성탄소섬유 및 제올라이트(zeolite) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 재질로 이루어질 수 있다.
중화 장치는, 여과재와 다공성 흡착제가 서로 분리되도록 하우징의 내부에 설치되는 다공성 분리판을 더 포함할 수 있다.
유입구는 복수로 형성되며, 배출구의 단면적은 유입구 각각의 단면적 보다 클 수 있다.
하우징은 유입구가 배출구보다 높게 위치하도록 배치될 수 있다.
하우징의 배출구 측 단부는, 배출구로 갈수록 단면적이 감소될 수 있다.
중화 장치는, 여과재가 외부로 유실되는 것을 방지하도록 유입구 및 배출구에 설치되는 다공성 보호판을 더 포함할 수 있다.
중화 장치는, 하우징의 외주면에 설치되어, 여과재의 역세척 시 여과재에 열을 공급하는 가열 코일을 더 포함할 수 있다.
밸러스트 수처리 시스템은, 배출구로부터 배출되는 밸러스트 수에 함유된 살균제의 양을 측정 가능하도록 배출구의 하류에 설치되는 살균제 측정기를 더 포함할 수 있다.
중화 장치는 복수로 배치되고, 복수의 중화 장치의 유입구끼리 및 배출구끼리 연결되어, 복수의 중화 장치가 서로 병렬 연결될 수 있다.
밸러스트 수처리 시스템은, 중화 장치로부터 배출된 밸러스트 수를 중화 장치로 되돌리는 반송관을 더 포함할 수 있다.
밸러스트 수처리 시스템은, 반송관 중에 설치되어 밸러스트 수에 함유된 살균제를 제거하는 재중화 장치를 더 포함할 수 있다.
여과재는, 선박 엔진에 의해 가열된 엔진 냉각수가 배출구로 공급됨에 의해 역세척될 수 있다.
여과재 및 다공성 흡착제는, 선박 엔진에 의해 가열된 엔진 냉각수가 배출구로 공급됨에 의해 역세척될 수 있다.
또한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상술한 밸러스트 수처리 시스템을 포함하는 선박이 제공된다.
본 발명에 따르면, 주기적인 공급이 필요한 중화제를 사용하지 않고, 교반기 등의 부가 장치가 생략되어 구조가 단순화됨으로써, 유지 및 관리의 효율성이 향상될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트 수처리 시스템(100)을 나타낸 개략도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트 수처리 시스템(100)의 중화 장치(130)를 나타낸 단면도이다.
본 실시예에 따라 선박에 설치되는 밸러스트 수처리 시스템(100)은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 밸러스트 탱크(ballast tank, 110), 살균 장치(120) 및 중화 장치(130)를 포함하여 구성된다. 그리고 중화 장치(130)는, 하우징(housing, 132) 및 여과재(134)를 포함하여 구성된다.
이와 같은 본 실시예에 따르면, 주기적인 공급이 필요한 중화제, 예를 들어, 티오황산나트륨, 아황산나트륨, 메타중아황산나트륨, 산성아황산나트륨 등을 사용하지 않고, 역세척에 의해 재생 가능한 여과재(134)를 사용함으로써, 중화제를 혼합하기 위한 교반기 등의 부가 장치가 생략되어 중화 장치(130)의 구조가 단순화될 수 있다. 이와 같이 중화제의 주기적인 공급 및 부가 장치가 불필요하므로 밸러스트 수처리 시스템(100)의 유지 및 관리 효율성이 현저히 향상될 수 있다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 각 구성에 대하여 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 밸러스트 탱크(110)는, 선체에 설치되어 밸러스트 수(101)를 저장한다. 밸러스트 탱크(110)는 선박의 안정성을 확보하고 선박에 화물이 적재되지 않은 경우 선박 운항의 효율을 증가시키기 위하여, 선체의 하부나 양측 또는 하부 및 양측 모두에 설치된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 펌프(190)에 의해 해양으로부터 밸러스트 수 (해수)가 밸러스트 탱크(110)로 유입되며, 밸러스트 수(해수)가 밸러스트 탱크(110)로 유입되기 이전에, 필터(192) 및 살균 장치(120)를 지나게 된다.
필터(192)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 밸러스트 탱크(110)보다 상류에 위치하여, 밸러스트 탱크(110) 내부로 유입되는 밸러스트 수(해수)에 포함된 해양 생물 등을 걸러 낸다.
이러한 필터(192)는 소정 크기의 메쉬(mesh) 형태로 이루어져, 밸러스트 탱크(110) 내부로 유입되는 해양 생물 등을 거를 수 있다. 그러나 플랑크톤과 같은 미생물은 필터(192)를 그대로 통과할 수 있어, 해양 생물이 밸러스트 탱크(110) 내부로 유입되는 것을 방지하는 데 한계가 있을 수 있다.
따라서 필터(192)를 통과한 밸러스트 수(해수)에 살균제를 투입하여 전처리 필터(192)를 통과하는 미생물을 사멸시킬 수 있다.
살균 장치(120)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 살균제를 발생시키며, 밸러스트 탱크(110)의 상류에 위치하여 필터(192)를 지나 밸러스트 탱크(110)로 유입되는 밸러스트 수(해수)에 살균제를 공급한다. 살균 장치(120)는, 예를 들어, 전기 분해 방식으로 해수를 분해시켜 차아염소산(HOCl) 등의 살균제를 생성시킬 수 있으며, 이렇게 생성된 차아염소산 등의 살균제가 밸러스트 수(해수)에 투입됨으로써 밸러스트 수(해수) 내에 함유된 미생물 등을 사멸시킬 수 있다.
이에 따라, 밸러스트 탱크(110) 내부에는 살균제가 함유된 밸러스트 수(101)가 저장되며, 이러한 밸러스트 수(101)를 해양으로 그대로 배출하게 되면 밸러스트 수(101)가 배출되는 해역의 해양 생물이 사멸될 수 있다. 따라서 밸러스트 탱크(110) 내부에 저장된 밸러스트 수(101)를 해양으로 배출하기 전에 밸러스트 수(101)에 포함된 살균제를 중화시킬 필요가 있다.
중화 장치(130)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 밸러스트 탱크(110)의 하류에 설치되어 밸러스트 탱크(110)로부터 배출되는 밸러스트 수(101)를 중화시킨다. 즉, 중화 장치(130)는 밸러스트 수(101)에 함유된 차아염소산 등의 살균제를 흡착시키고 산화 및 환원 반응시켜 밸러스트 수(101)에서 제거할 수 있다. 중화 장치(130)에 대해서는, 이하 도 3 내지 도 5를 참조하여 보다 상세히 설명하도록 한다.
살균제 측정기(140)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 중화 장치(130)의 배출구(133) 하류에 배출구(133)로부터 배출되는 밸러스트 수(101)에 함유된 살균제의 양을 측정 가능하도록 설치된다. 살균제 측정기(140)에 의해, 중화 장치(130)를 통과한 밸러스트 수(101)의 살균제 함유 농도를 측정함으로써, 밸러스트 수(101)의 배출 여부 및 재중화 여부 등을 판단할 수 있다.
이러한 살균제 측정기(140)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 밸러스트 탱크(110)와 중화 장치(130) 사이에도 설치될 수 있다. 이에 따라 밸러스트 탱크(110)에서 배출된 밸러스트 수(101)의 살균제 농도를 측정할 수 있으며, 측정 결과에 따라, 중화 장치(130)의 가동 여부 등을 결정할 수 있다.
이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여, 본 실시예의 중화 장치(130)에 대하여 보다 상세히 설명하도록 한다.
중화 장치(130)는, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 하우징(132), 여과재(134), 다공성 흡착제(136), 다공성 분리판(135)으로 구성된다. 이하 각 구성에 대하여 설명한다.
하우징(132)에는 밸러스트 탱크(110)로부터 밸러스트 수(101)가 유입되는 유입구(131) 및 유입된 밸러스트 수(101)가 배출되는 배출구(133)가 각각 형성되며, 이 유입구(131)는 유입관(103)과, 배출구(133)는 배출관(104)과 각각 연결된다.
밸러스트 탱크(110)로부터 유입관(103)을 통해 이송된 밸러스트 수(101)는 하우징(132)의 유입구(131)로 유입되어 하우징(132) 내에 충전된 다공성 흡착 제(136) 및 여과재(134)를 지난 후, 하우징(132)의 배출구(133)로 배출되어 배출관(104)을 따라 해양으로 배출된다.
이 경우, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 하우징(132)의 상부에는 유입구(131)가 복수로 형성되며, 이들 복수의 유입구(131)는 가상의 정사각형 평면의 중심과 각 꼭지점에 배치된다. 그리고 이에 따라 유입구(131)로 밸러스트 수(101)를 공급하는 유입관(103) 역시 5개로 분기되어 각 유입구(131)와 연결된다.
이와 같이 하우징(132)의 상부에 복수의 유입구(131)가 분산되어 형성됨으로써, 분기된 유입관(103)으로부터 유입되는 밸러스트 수(101)가 다공성 흡착제(136) 및 여과재(134)에 골고루 접촉할 수 있다. 즉, 분기된 유입관(103) 및 이와 연결된 복수의 유입구(131)에 의해 밸러스트 수(101)가 하우징(132) 내부로 고르게 살수(撒水)되므로, 밸러스트 수(101)는 다공성 흡착제(136) 및 여과재(134) 내에서 보다 효율적으로 확산될 수 있다.
하우징(132)은 유입구(131)가 배출구(133)보다 높게 위치하도록 배치된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 하우징(132)이 수직(중력 방향)하게 배치되므로, 하우징(132) 내의 다공성 흡착제(136) 및 여과재(134)를 통과한 밸러스트 수(101)는 중력에 의해 효과적으로 배출구(133)로 배출될 수 있다.
이 경우, 하우징(132)의 배출구(133) 측 단부는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 배출구(133)로 갈수록 단면적이 감소된다. 하우징(132)의 배출구(133) 측 단부는, 예를 들어, 원뿔 또는 다각뿔 형상으로 형성되므로, 하우징(132) 내부를 흐르는 밸러스트 수(101)가 배출구(133)로 효과적으로 집수(集水)되면서 배출될 수 있다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 배출구(133)의 단면적은 유입구(131) 각각의 단면적 보다 크도록 형성된다. 이와 같이 각 유입구(131)의 단면적 보다 배출구(133)의 단면적을 크게 형성함으로써, 하우징(132) 내부로 유입된 밸러스트 수(101)의 유동 저항을 감소시킬 수 있다. 따라서, 하우징(132)의 하부에 배출구(133)를 하나만 형성하더라도, 복수의 유입구(131)를 통해 유입된 밸러스트 수(101)의 전량이 배출구(133)를 통해 무리없이 용이하게 배출될 수 있다.
다공성 흡착제(136)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 하우징(132)의 내부에 수용되어 밸러스트 수(101)에 함유된 살균제를 흡착시킨다. 유입구(131)를 통해 밸러스트 수(101)가 유입되면 밸러스트 수(101)에 함유된 차아염소산 등의 살균제는 다공성 흡착제(136)에 흡착되어 밸러스트 수(101)로부터 제거된다.
다공성 흡착제(136)는, 표면적이 넓어 흡착성이 높은 물질로서, 활성탄, 활성탄소섬유 또는 제올라이트(zeolite)로 이루어지거나, 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어질 수 있으며, 하우징(132) 내부에 분말 또는 입상 형태로 수용될 수 있다.
다공성 흡착제(136)가 분말 또는 입상 형태의 활성탄을 포함하는 경우, 살균 장치(120)에서 발생된 차아염소산 이외에, 바람직하지 않은 소독 부산물인 트리할로메탄(THMs) 또는 할로아세트산(HAAs) 등을 흡착 작용에 의해 제거할 수 있다.
여과재(134)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 하우징(132) 내부에 수용되어 밸러스트 수(101)에 함유된 살균제를 제거한다. 유입구(131)를 통해 유입된 밸러스트 수(101)가 다공성 흡착제(136)를 지난 후 여과재(134)로 유입되면 밸러스트 수(101)에 함유된 차아염소산 등의 살균제가 여과재(134)에 흡착되고 산화 및 환원 반응을 일으키며, 밸러스트 수(101)로부터 제거된다.
여과재(134)는, 흡착성이 높고 산화 및 환원 반응에 의해 차아염소산 등의 살균제를 분해할 수 있는 물질로서, 구리(Cu), 아연(Zn) 코발트(Co) 또는 니켈(Ni)로 이루어지거나, 이들 중 2 이상의 혼합물 또는 합금으로 이루어질 수 있으며, 하우징(132) 내에 분말, 입상 또는 섬유 형태로 수용될 수 있다. 또한, 하우징(132) 내에는 도 3에 도시된 바와 같이, 다공성 흡착제(136)보다 많은 양(부피 또는 질량)의 여과재(134)가 수용될 수 있다.
이러한 여과재(134)로는 KDF(kinetic degradation fluxion)-55가 이용될 수 있다. KDF-55는, 구리와 아연이 5 대 5의 중량비로 포함된 합금으로서, 입자의 직경은 0.149mm 내지 2.000 mm 이며, 밀도는 2.2 내지 2.9 g/mL 를 갖는다.
여과재(134)로서 KDF-55를 이용하는 경우, 차아염소산과의 산화 및 환원 반응은 다음의 화학식 1과 같다.
Cu/Zn + HOCl -> Cu/Zn2+ + Cl- + OH-
이와 같이 하우징(132) 내부에 상술한 여과재(134)를 삽입하여 밸러스트 수(101)를 중화시킴으로써, 별도의 중화제를 주기적으로 주입할 필요가 없으며, 역세척을 통해 재생이 가능하므로, 예를 들어, 5 내지 6년에 1회의 여과재(134) 교체로도 효율적인 살균제 제거가 가능하게 된다. 이에 따라, 밸러스트 수처리 시스 템(100)의 보다 용이한 유지 및 관리가 가능하다.
또한 여과재(134)에 구리가 포함되는 경우, 살균제와의 산화 및 환원 반응에 의해 구리 이온이 발생될 수 있다. 구리 이온은 살균 효과를 가지고 있어, 밸러스트 탱크(110) 내에서 미생물이 재생 혹은 재성장하더라도 밸러스트 수(101)가 여과재(134)를 통과하는 동안 이러한 구리 이온에 의해 잔여 미생물의 사멸이 촉진될 수 있다.
다공성 흡착제(136) 및 여과재(134)는, 선박 엔진에 의해 가열된 엔진 냉각수가 배출구(133)로 공급됨에 의해 역세척될 수 있다. 여과재(134) 및 다공성 흡착제(136)에 흡착된 살균제는 역세척에 의하여 제거되며, 이러한 역세척은 고온수를 이용해야 효과적이다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 선박의 엔진을 냉각시킴에 의해 가열된 엔진 냉각수(jacket water)를 역세척수(102)로 이용하여 여과재(134) 및 다공성 흡착제(136)에 흡착된 살균제를 효과적으로 제거할 수 있다.
이와 같이, 엔진 냉각수를 이용하여 여과재(134) 및 다공성 흡착제(136)를 역세척함으로써, 역세척수(102)를 가열하기 위한 별도의 장치 없이도 역세척 효율을 향상시킬 수 있다.
다공성 분리판(135)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 여과재(134)와 다공성 흡착제(136)가 서로 분리되도록 하우징(132)의 내부에 설치된다. 다공성 분리판(135)이 여과재(134)와 다공성 흡착제(136) 사이에 개재됨으로써, 상술한 다공성 흡착제(136)와 여과재(134)가 하우징(132) 내부의 서로 다른 공간에 분리 수용될 수 있다. 이에 따라, 차아염소산 등의 살균제 제거 효율이 보다 향상될 수 있다.
다공성 분리판(135)은, 복수의 관통홀이 형성되어 밸러스트 수(101) 또는 역세척수(도 2의 102)를 통과시키지만, 이러한 관통홀은 다공성 흡착제(136) 및 여과재(134) 입자의 직경보다 작게 형성되므로, 이들이 서로 섞이는 것을 방지할 수 있다.
다공성 보호판(138)은, 다공성 흡착제(136) 및 여과재(134)가 각각 유입관(103) 및 배출관(104)을 통해 외부로 유실되는 것을 방지하기 위해, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 하우징의 유입구(131) 및 배출구(133)에 각 유입구(131) 및 배출구(133)를 각각 커버하도록 설치된다.
이러한 다공성 보호판(138)은, 다공성 분리판(135)과 마찬가지로, 복수의 관통홀이 형성되어 밸러스트 수(101) 또는 역세척수(102)를 통과시킨다. 그러나 관통홀은 다공성 흡착제(136) 및 여과재(134) 입자의 직경보다 작게 형성되므로, 이들의 유실은 방지할 수 있다.
다음으로, 도 6를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 밸러스트 수처리 시스템(100)에 대하여 설명하도록 한다.
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 밸러스트 수처리 시스템(100)을 나타낸 개략도이다.
본 실시예의 경우, 밸러스트 탱크(110), 살균 장치(120), 중화 장치(130), 펌프(190), 필터(192)의 구조 및 기능은 전술한 실시예와 동일 또는 유사하므로 이에 대한 설명은 생략하도록 하고, 이하 전술한 실시예와의 차이점인 중화 장 치(130)의 배치 구조에 대하여 설명하도록 한다.
도 6에 도시된 밸러스트 수처리 시스템(100)은, 서로 병렬로 연결된 중화 장치(130)가 복수로 배치된다. 즉, 복수의 중화 장치(130)의 각 유입구(도 3의 131)끼리 연결되고, 각 배출구(도 3의 133)끼리 연결되어, 복수의 중화 장치(130)가 서로 병렬 연결된다.
중화 장치(130)의 용량이 큰 경우, 하우징(132) 내부에 충전되는 여과재(도 3의 134) 및 다공성 흡착제(도 3의 136)의 양 역시 증가하게 된다. 이에 따라, 여과재(도 3의 134) 및 다공성 흡착제(도 3의 136)의 역세척 시, 여과재(도 3의 134) 및 다공성 흡착제(도 3의 136)가 골고루 역세척되지 않을 수도 있다.
따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 소용량의 중화 장치(130) 복수개를 병렬로 연결함으로써, 여과재(도 3의 134) 및 다공성 흡착제(도 3의 136) 내에서 역세척수(도 2의 102)가 균일하게 작용하여, 여과재(도 3의 134)가 골고루 역세척될 수 있다.
그리고 이와 같이 복수의 중화 장치(130)를 병렬로 연결함으로써, 중화 처리하여야 하는 밸러스트 수(101)의 양에 따라 복수의 중화 장치(130) 중 전부 또는 일부를 선택적으로 가동할 수 있으므로, 밸러스트 수처리 시스템(100)을 보다 효율적으로 운용할 수 있다.
다음으로, 도 7를 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 밸러스트 수처리 시스템(100)에 대하여 설명하도록 한다.
도 7는 본 발명의 다른 실시예에 따른 밸러스트 수처리 시스템(100)을 나타낸 개략도이다.
본 실시예의 경우, 밸러스트 탱크(110), 살균 장치(120), 중화 장치(130), 펌프(190), 필터(192)의 구조 및 기능은 전술한 실시예와 동일 또는 유사하므로 이에 대한 설명은 생략하도록 하고, 이하 전술한 실시예와의 차이점인 반송관(150) 및 재중화 장치(160)에 대하여 설명하도록 한다.
도 7에 도시된 밸러스트 수처리 시스템(100)은, 반송관(150)이 추가된다.
반송관(150)은, 중화 장치(130)의 배출구(도 3의 133)와 연결된 배출관(104)과 중화 장치(130)의 유입구(도 3의 131)와 연결된 유입관(103)을 연결시켜, 중화 장치(130)로부터 배출된 밸러스트 수(101)의 일부 또는 전부를 되돌려 다시 중화 장치(130)로 유입시킨다.
밸러스트 수(101) 내에 살균제가 다량 포함되어 있는 경우, 반송관(150)을 이용하여 밸러스트 수(101)를 중화 장치(130)로 되돌려, 중화 장치(130)에 밸러스트 수(101)를 한번 더 통과시킴으로써, 밸러스트 수(101) 내의 살균제 제거율을, 예를 들어 95% 이상으로 향상시킬 수 있다.
중화 장치(130)의 배출구(도 3의 133)와 반송관(150) 입구 사이에는, 도 7에 도시된 바와 같이, 살균제 측정기(140)가 설치되어 있다. 따라서, 이 살균제 측정기(140)에 의해 밸러스트 수(101)에 함유된 살균제의 양을 측정하여, 살균제의 양이 기준치 이상인 경우 밸러스트 수(101)를 반송관(150)으로 유동시키고, 반대로 살균제의 양이 기준치 이하인 경우 반송관(150)을 가동하지 않고 밸러스트 수(101) 를 그대로 해양에 배출하게 된다.
한편 본 실시예의 경우, 도 7에 도시된 바와 같이, 이러한 반송관(150) 중에 재중화 장치(160)가 더 추가될 수도 있다.
재중화 장치(160)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 반송관(150) 중에 재중화 장치(160)가 설치된다. 여기서, 재중화 장치(160) 역시 여과재(도 3의 134) 및 다공성 흡착제(도 3의 136)의 작용에 의해 밸러스트 수(101) 내의 살균제를 제거하는 구성으로서, 전술한 중화 장치(130)와 구성 및 기능이 동일 또는 유사하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
이와 같이 반송관(150) 중에 재중화 장치(160)가 설치됨으로써, 중화 장치(130)로부터 배출되어 반송관(150)으로 유입된 밸러스트 수(101)는, 중화 장치(130)로 돌아가기 이전에 재중화 장치(160)를 통과하여 재중화 장치(160)에 의해 살균제가 추가로 한번 더 제거된다. 따라서, 밸러스트 수(101)의 중화 처리 효율이 더욱 향상될 수 있다.
다음으로, 도 8 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 밸러스트 수처리 시스템(100)에 대하여 설명하도록 한다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 밸러스트 수처리 시스템(100)을 나타낸 개략도이다. 도 9 및 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 밸러스트 수처리 시스템(100)의 중화 장치(130)를 나타낸 측면도 및 단면도이다.
본 실시예의 경우, 밸러스트 탱크(110), 살균 장치(120), 펌프(190), 필 터(192)의 구조 및 기능과, 중화 장치(130)의 하우징(132), 유입구(131), 배출구(133), 여과재(134), 다공성 분리판(135), 다공성 흡착제(136), 다공성 보호판(138)은 전술한 실시예와 동일 또는 유사하므로 이에 대한 설명은 생략하도록 하고, 이하 전술한 실시예와의 차이점인 다공성 흡착제(136)의 배치 구조, 가열 코일(139) 등에 대하여 설명하도록 한다.
본 실시예의 경우, 도 10에 도시된 바와 같이, 여과재(134)를 중심으로 여과재(134)의 양측에 다공성 흡착제(136)가 배치되며, 다공성 흡착제(136) 각각과 여과재(134) 사이에는 각각 다공성 분리판(135)이 개재되어 이들을 분리시킨다.
가열 코일(139)은, 도 9에 도시된 바와 같이, 하우징(132)의 외주면에 설치된다. 여과재(134) 및 다공성 흡착제(136)에 흡착된 살균제는 역세척에 의하여 제거되며, 이러한 역세척은 고온수를 이용해야 효과적이다. 따라서, 하우징(132)의 외주면에 가열 코일(139)을 설치하여, 역세척시 가열 코일(139)이 여과재(134) 및 다공성 흡착제(136)에 열을 제공함으로써, 여과재(134) 및 다공성 흡착제(136)가 보다 효과적으로 역세척되어 재생될 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상 범위 내에 든다고 할 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 밸러스트 수처리 시스템을 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트 수처리 시스템을 나타낸 개략도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트 수처리 시스템의 중화 장치를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트 수처리 시스템의 중화 장치를 나타낸 평면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트 수처리 시스템의 중화 장치를 나타낸 저면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 밸러스트 수처리 시스템을 나타낸 개략도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 밸러스트 수처리 시스템을 나타낸 개략도.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 밸러스트 수처리 시스템을 나타낸 개략도.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 밸러스트 수처리 시스템의 중화 장치를 나타낸 측면도.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 밸러스트 수처리 시스템의 중화 장치를 나타낸 단면도.
-도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명-
100: 밸러스트 수처리 시스템(ballast water management system)
101: 밸러스트 수 102: 역세척수
103: 유입관 104: 배출관
110: 밸러스트 탱크 120: 살균 장치
130: 중화 장치 131: 유입구
132: 하우징(housing) 133: 배출구
134: 여과재 135: 다공성 분리판
136: 다공성 흡착제 138: 다공성 보호판
139: 가열 코일 140: 살균제 측정기
150: 반송관 160: 재중화 장치
190: 펌프(pump) 192: 필터(filter)

Claims (17)

  1. 밸러스트 수(ballast water)를 저장하는 밸러스트 탱크(ballast tank);
    살균제를 발생시켜 상기 밸러스트 탱크로 유입되는 상기 밸러스트 수에 상기 살균제를 공급하는 살균 장치; 및
    상기 밸러스트 탱크로부터 배출되는 상기 밸러스트 수를 중화시키는 중화 장치를 포함하며,
    상기 밸러스트 탱크로부터 배출되는 밸러스트 수가 유입되는 유입구 및 유입된 상기 밸러스트 수가 배출되는 배출구가 각각 형성된 하우징(housing), 및 상기 하우징 내부에 수용되어 상기 밸러스트 수에 함유된 상기 살균제를 제거하는 여과재와 다공성 흡착제를 포함하는 중화 장치를 포함하고,
    상기 중화 장치는 복수로 배치되고,
    상기 복수의 중화 장치의 상기 유입구끼리 및 상기 배출구끼리 연결되어, 상기 복수의 중화 장치가 서로 연결되고,
    상기 여과재와 다공성 흡착제는, 선박 엔진에 의해 가열된 엔진 냉각수가 상기 배출구로 공급됨에 의해 역세척되는, 밸러스트 수처리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 여과재는 구리(Cu), 아연(Zn), 코발트(Co) 및 니켈(Ni)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 밸러스트 수처리 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 다공성 흡착제는 활성탄, 활성탄소섬유 및 제올라이트(zeolite)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 밸러스트 수처리 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 중화 장치는,
    상기 여과재와 상기 다공성 흡착제가 서로 분리되도록 상기 하우징의 내부에 설치되는 다공성 분리판을 더 포함하는, 밸러스트 수처리 시스템.
  6. 제1항, 제2항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유입구는 복수로 형성되며,
    상기 배출구의 단면적은 상기 유입구 각각의 단면적 보다 큰 것을 특징으로 하는 밸러스트 수처리 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 유입구가 상기 배출구보다 높게 위치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 밸러스트 수처리 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 하우징의 상기 배출구 측 단부는, 상기 배출구로 갈수록 단면적이 감소되는 것을 특징으로 하는 밸러스트 수처리 시스템.
  9. 제1항, 제2항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중화 장치는,
    상기 여과재가 외부로 유실되는 것을 방지하도록 상기 유입구 및 상기 배출구에 설치되는 다공성 보호판을 더 포함하는, 밸러스트 수처리 시스템.
  10. 제1항, 제2항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중화 장치는,
    상기 하우징의 외주면에 설치되어, 상기 여과재의 역세척 시 상기 여과재에 열을 공급하는 가열 코일을 더 포함하는, 밸러스트 수처리 시스템.
  11. 제1항, 제2항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배출구로부터 배출되는 상기 밸러스트 수에 함유된 상기 살균제의 양을 측정 가능하도록 상기 배출구의 하류에 설치되는 살균제 측정기를 더 포함하는 밸러스트 수처리 시스템.
  12. 삭제
  13. 제1항, 제2항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중화 장치로부터 배출된 상기 밸러스트 수를 상기 중화 장치로 되돌리는 반송관을 더 포함하는 밸러스트 수처리 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 반송관 중에 설치되어 상기 밸러스트 수에 함유된 상기 살균제를 제거하는 재중화 장치를 더 포함하는 밸러스트 수처리 시스템.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제1항, 제2항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 따른 밸러스트 수처리 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.
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