KR101302034B1 - 수 처리장치 및 이를 포함하는 선박 - Google Patents

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Abstract

수 처리장치 및 이를 포함하는 선박이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리장치는, 밸러스트 탱크와 연통되는 취수유로에 설치되되, 취수유로를 통과하는 해수에 살균수를 공급하는 살균수 공급유닛; 밸러스트 탱크의 밸러스트 수를 배수하는 배수유로에 설치되되, 배수유로를 통과하는 살균수를 함유한 밸러스트 수에 중화제를 공급하는 중화제 공급유닛; 및 취수유로 및 상기 배수유로에 연통되게 설치되되, 해수 또는 밸러스트 수를 복수의 흡광도 측정부에 시간 간격을 두고 순차로 주입하여 해수 또는 상기 밸러스트 수에 함유된 살균수의 농도를 측정하는 살균수 농도 측정유닛을 포함한다.

Description

수 처리장치 및 이를 포함하는 선박{APPARATUS FOR TREATING WATER AND A SHIP HAVING THE SAME}
본 발명은, 수 처리장치 및 이를 포함하는 선박에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 살균수 농도를 정확하게 측정함은 물론 살균수 농도를 연속적으로 측정할 수 있는 수 처리장치 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.
선박은 하양항(荷揚港, landing port)에서 화물 등을 내린 후 재차 적하항(積荷港, a port of loading)을 향해서 운항할 때, 운항 중의 선박의 밸런스를 유지하기 위해 밸러스트 탱크 내에 밸러스트 수로 불리는 해수를 저장한다.
밸러스트 수는, 통상적으로 하양항에서 화물 등을 내릴 때에 해수를 퍼올려 밸러스트 탱크에 저장되고, 적하항에서 화물 등을 적재할 때에 밸러스트 탱크에서 배수된다.
그리고, 하양항에서 취수되는 해수에는 유독미세 해초류, 플랑크톤, 콜레라균, 대장균, 세균 등의 미소생물(이하, "유해생물"이라 함)이 존재하는 경우가 있어, 적하항에서 밸러스트 수를 그대로 방출하면, 유해생물이 적하항 부근의 해역을 오염시키게 된다.
특히, 이들 유해생물 가운데 일부는 환경조건에 의해서 적하항 부근의 해역에서 증식하여, 그 해역에 본래 서식하는 생물을 사멸시키는 등의 큰 피해를 가져오는 경우가 있다.
이와 같은, 밸러스트 수에 의한 적하항에서의 수질오염을 방지하기 위해서, 해수를 전기 분해하여 생성한 차아염소산(hypochlorous acid) 등을 포함하는 살균수를 밸러스트 탱크에 주입함으로써, 하양항에서 취수한 해수 중의 유해생물을 사멸시켜 밸러스트 수의 배수에 의한 적하항의 생태계가 파괴되지 않도록 한다.
이와 같이, 선박에는 밸러스트 탱크로 유입되는 해수 내의 유해생물을 살균하기 위한 살균수 공급유닛이 설치된다. 밸러스트 수에 함유된 살균수의 염소 성분은 밸러스트 탱크 내에서 잔류하면서 탱크 내 밸러스트 수를 살균 상태로 유지하여 준다.
한편, 밸러스트 수의 배출 시에는 염소 농도를 적하항의 해역에서 서식하는 생물의 생존에 영향을 주지 않는 수준으로 저감하여 배출해야 한다. 따라서, 선박에는 밸러스트 수에 존재하는 염소를 제거하기 위하여 중화제 등을 공급하는 중화제 공급유닛이 설치된다.
이와 같이, 해수에 염소가 함유된 살균수를 주입하는 경우에 살균수에 함유된 염소 농도를 측정하고, 밸러스트 수를 배출 시에도 적하항의 해역에 서식하는 생태계에 위해가 가해지지 않도록 밸러스트 수에 포함된 살균수의 염소 농도를 측정하는 것이 필요하다.
이러한, 염소를 함유한 살균수의 농도를 측정하는 방법은 전극식 측정법과, 비색법으로 양분할 수 있다.
폴라로 그래프 전극방식을 이용한 전극식 측정법은, 염소를 신속하게 측정할 수 있을 뿐만 아니라 숙련이 필요 없고 연속적으로 실시간 측정이 가능하나, 해수 또는 밸러스트 수에 염소 이외에 다른 산화물질이 존재하는 경우에 오차가 크게 발생할 수 있어 정확도를 요구하는 측정대상에는 적합하지 않은 문제점이 있다.
따라서, 염소와 N, N-Diethyl-p-phenylenediamine 시약(다이에틸-P-페닐렌다이아민, 이하, "DPD 시약"이라 함)을 반응하여 색상이 적색으로 발색하는 정도(이하, "흡광도"라 함)로 염소의 농도를 측정하는 정확도가 높은 비색법이 보편적으로 사용되고 있다.
그러나, 비색법은 염소와 DPD 시약의 화학반응에 의한 발색과 시료 안정화에 장시간이 소요되므로, 염소 농도를 연속적으로 측정하기에는 부적합한 문제점이 있다.
따라서, 해수에 투입된 살균수 및 밸러스트 수에 투입되는 중화제의 양을 정확히 산정하기 위하여, 비색법에 의한 살균수 농도, 특히 염소 농도를 정확히 측정함과 동시에 연속적으로 측정할 수 있는 기술개발이 요구된다.
[문헌1] KR 10-0768340 B1(대윤계기산업 주식회사) 2007.10.17.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 비색법을 이용하여 해수 및 밸러스트 수에 함유된 살균수의 농도를 정확하게 측정함과 동시에 살균수 농도를 연속적으로 측정할 수 있는 수 처리장치 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 밸러스트 탱크와 연통되는 취수유로에 설치되되, 상기 취수유로를 통과하는 해수에 살균수를 공급하는 살균수 공급유닛; 상기 밸러스트 탱크의 밸러스트 수를 배수하는 배수유로에 설치되되, 상기 배수유로를 통과하는 상기 살균수를 함유한 상기 밸러스트 수에 중화제를 공급하는 중화제 공급유닛; 및 상기 취수유로 및 상기 배수유로에 연통되게 설치되되, 상기 해수 또는 상기 밸러스트 수를 복수의 흡광도 측정부에 시간 간격을 두고 순차로 주입하여 상기 해수 또는 상기 밸러스트 수에 함유된 상기 살균수의 농도를 측정하는 살균수 농도 측정유닛을 포함하는 수 처리장치가 제공될 수 있다.
상기 살균수 농도 측정유닛은, 상기 살균수를 함유한 상기 해수 또는 상기 밸러스트 수가 유입되는 제1 배관; 상기 제1 배관에 설치되되, 상기 제1 배관에 DPD(다이에틸-P-페닐렌다이아민) 시약을 주입하는 약품 공급부; 상기 제1 배관과 연통되되, 상기 DPD 시약이 혼합된 상기 살균수를 함유한 상기 해수 또는 상기 밸러스트 수가 시간 간격을 두고 순차로 주입되어, 상기 살균수의 농도를 측정하는 복수의 흡광도 측정부; 및 상기 복수의 흡광도 측정부에 주입된 상기 해수 또는 상기 밸러스트 수가 유출되는 제2 배관을 포함할 수 있다.
상기 살균수 농도 측정유닛은, 상기 복수의 흡광도 측정부 각각에 마련되되, 상기 해수 또는 상기 밸러스트 수를 상기 복수의 흡광도 측정부 각각에 시간 간격을 두고 순차로 주입 가능하게 상호 연동하는 복수의 제어밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 살균수 농도 측정유닛은, 상기 제1 배관과 연통되되, 일측부에 상기 복수의 제어밸브가 마련되어, 상기 해수 또는 상기 밸러스트 수를 각각의 상기 복수의 흡광도 측정부로 안내하는 복수의 제1 분기관; 및 상기 복수의 흡광도 측정부와 연통되되, 일측부에 상기 복수의 제어밸브가 마련되어, 상기 복수의 흡광도 측정부에서 유출되는 상기 해수 또는 상기 밸러스트 수를 합류하여 상기 제2 배관으로 안내하는 복수의 제2 분기관을 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 제어밸브는, 상기 제1 분기관에 설치되되, 상기 복수의 흡광도 측정부 각각의 유입구 측에 마련되는 복수의 제1 제어밸브; 및 상기 제2 분기관에 설치되되, 상기 복수의 흡광도 측정부 각각의 유출구 측에 마련되는 복수의 제2 제어밸브를 포함할 수 있다.
상기 살균수 농도 측정유닛은, 상기 해수 또는 상기 밸러스트 수가 상기 복수의 흡광도 측정부 각각에 시간 간격을 두고 주입되도록 상기 복수의 제어밸브를 개별적으로 제어하고, 상기 측정된 상기 살균수의 농도에 따라 상기 살균수 공급유닛 및 상기 중화제 공급유닛을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 살균수 농도 측정유닛은, 상기 제1 배관의 일측부에 마련되되, 상기 DPD 시약을 상기 제1 배관으로 공급하기 위한 압력을 제공하는 약품 투입펌프를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 선체 내에 마련되되, 밸러스트 수를 저장하는 밸러스트 탱크; 및 상기 밸러스트 탱크에 유입되는 해수 및 상기 밸러스트 탱크에서 유출되는 밸러스트 수를 처리하는 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 수 처리장치를 포함하는 선박이 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 밸러스트 탱크의 밸러스트 수를 배수하는 배수유로에 설치된 중화제 공급유닛을 이용하여 상기 배수유로를 통과하는 살균수를 함유한 상기 밸러스트 수에 중화제를 공급하는 단계; 상기 배수유로에 연통되게 설치된 살균수 농도 측정유닛에 포함된 복수의 흡광도 측정부에 각각 마련된 복수의 제어밸브를 조절하여, 상기 복수의 흡광도 측정부에 시간 간격을 두고 상기 밸러스트 수를 순차로 주입하는 단계; 및 상기 복수의 흡광도 측정부에 주입된 상기 밸러스트 수에 함유된 상기 살균수의 농도를 측정하는 단계를 더 포함하는 수 처리방법이 제공될 수 있다.
상기 측정된 상기 밸러스트 수에 함유된 상기 살균수의 농도가 미리 설정된 값보다 큰 경우에, 상기 살균수의 농도가 상기 미리 설정된 값 이하가 되도록 상기 밸러스트 수에 중화제를 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 밸러스트 탱크와 연통되는 취수유로에 설치된 살균수 공급유닛을 이용하여 상기 취수유로를 통과하는 해수에 살균수를 공급하는 단계; 상기 취수유로에 연통되게 설치된 상기 살균수 농도 측정유닛에 포함된 상기 복수의 흡광도 측정부에 각각 마련된 복수의 제어밸브를 조절하여, 상기 복수의 흡광도 측정부에 시간 간격을 두고 상기 해수를 순차로 주입하는 단계; 및 상기 복수의 흡광도 측정부에 주입된 상기 해수에 함유된 상기 살균수의 농도를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 측정된 상기 해수에 함유된 상기 살균수의 농도가 미리 설정된 값보다 작은 경우에, 상기 살균수의 농도가 상기 미리 설정된 값이 되도록 상기 해수에 상기 살균수를 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 흡광도 측정부에 상기 밸러스트 수 또는 상기 해수를 순차로 주입하는 단계는, 상기 복수의 흡광도 측정부 각각에 마련된 복수의 제어밸브를 상호 연동하여 상기 밸러스트 수 또는 상기 해수를 순차로 상기 복수의 흡광도 측정부에 주입할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 복수의 흡광도 측정부를 이용하여 해수 및 밸러스트 수에 함유된 살균수의 농도를 정확하게 측정할 수 있으며, 또한, 복수의 제어밸브를 조절하여 해수 및 밸러스트 수를 복수의 흡광도 측정부에 시간 간격을 두고 주입함으로써 복수의 흡광도 측정부에서 연속적으로 살균수 농도를 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 살균수 농도 측정유닛을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 살균수의 농도를 측정하기 위한 수 처리장치의 작동을 순차적으로 나타내는 작동 상태도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리방법을 나타내는 순서도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 발명에 따른 선박은, 자항능력을 가지며 사람이나 화물을 이송시키는 선박 뿐만 아니라, 액화천연가스-부유식 생산저장설비(LNG-FPSO: Liquefied Natural Gas-Floating Production Storage Offloading), 부유식 원유 저장 설비(FSU: Floating Storage Unit) 등 화물을 저장 및 하역하는 부유식 해상 구조물을 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리장치를 개략적으로 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 살균수 농도 측정유닛(400)을 개략적으로 나타내는 구성도이고, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 살균수의 농도를 측정하기 위한 수 처리장치의 작동을 순차적으로 나타내는 작동 상태도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박은, 선체 내에 마련되되 밸러스트 수를 저장하는 밸러스트 탱크(100)와, 밸러스트 탱크(100)에 유입되는 해수 및 밸러스트 탱크(100)에서 유출되는 밸러스트 수에 함유된 살균수의 농도를 측정하는 수 처리장치를 포함한다.
밸러스트 탱크(100)는 선체의 저부에 형성되어 있으며, 내부에 밸러스트 수를 채워, 운항 중의 선체의 밸런스를 유지하는 역할을 한다.
한편, 하양항에서 취수되는 해수에 유해생물이 존재할 수 있으므로, 유해생물이 존재하는 밸러스트 수의 방출에 의한 적하항의 환경이 파괴되는 것을 방지하기 위하여, 밸러스트 탱크(100)에 유입되는 해수에 해수를 전기 분해하여 생성한 차아염소산(hypochlorous acid)을 포함하는 전해수, 즉 살균수를 주입한다. 이때, 살균수에 포함된 염소 농도는 일정 수준 이상으로 유지되어야 한다.
또한, 살균수를 포함하는 밸러스트 수가 배수됨으로써 적하항의 해역에서 서식하는 생물을 사멸시키지 않도록 하기 위해서, 밸러스트 수의 배수 전에 살균수가 함유된 밸러스트 수의 잔류염소 농도를 일정 수준 이하로 유지하여야 한다.
따라서, 본 실시예에서 선박은, 밸러스트 탱크(100)로 유입되는 해수에 함유된 살균수의 농도 및 밸러스트 탱크(100)에서 배출되는 밸러스트 수에 함유된 살균수의 농도를 측정하는 수처리 장치가 마련된다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에서 수 처리장치는, 밸러스트 탱크(100)와 연통되는 취수유로(110)에 설치되되 취수유로(110)를 통과하는 해수에 살균수를 공급하는 살균수 공급유닛(200)과, 밸러스트 탱크(100)의 밸러스트 수를 배수하는 배수유로(130)에 설치되되 배수유로(130)를 통과하는 살균수를 함유한 밸러스트 수에 중화제를 공급하는 중화제 공급유닛(300)과, 취수유로(110) 및 배수유로(130)에 연통되게 설치되되 해수 또는 밸러스트 수를 복수의 흡광도 측정부(440)에 시간 간격을 두고 순차로 주입하여 해수 또는 밸러스트 수에 함유된 살균수의 농도를 측정하는 살균수 농도 측정유닛(400)을 포함한다.
살균수 공급유닛(200)은, 해수에 살균수를 공급하여 밸러스트 탱크(100)에 유입되는 해수에 포함된 유해생물을 사멸시킨다. 여기서, 살균수는 해수를 전기 분해하여 생성한 차아염소산(hypochlorous acid) 등을 포함하는 전해수일 수 있다.
살균수 공급유닛(200)은 살균수 생성부(미도시)와, 살균수 저장부(미도시)를 포함할 수 있다.
살균수 생성부는 여과된 해수가 저장되는 저장조(미도시)와, 저장조에 설치된 전해용 전극(미도시)과, 저장조에서 생성된 전해수, 즉 살균수를 순환시킴으로써 칼슘 이온, 마그네슘 이온 등의 불순물이 전해용 전극에 부착되는 것을 방지하는 순환펌프(미도시)를 포함할 수 있다.
그리고, 살균수 저장부는 살균수 생성부로부터 생성된 차아염소산을 포함하는 전해수, 즉 살균수를 저장한다. 한편, 살균수 저장부에는 살균수에 포함된 수소 가스, 염소 가스 등의 기체를 선외로 배출하기 위한 배기관(미도시)이 설치될 수 있다.
중화제 공급유닛(300)은, 살균수를 포함하는 밸러스트 수에 중화제를 공급하여 밸러스트 수가 배수됨으로써 적하항의 해역에서 서식하는 생물을 사멸시키지 않도록 한다.
중화제 공급유닛(300)은, 밸러스트 수에 존재하는 잔류염소를 제거하기 위하여 중화제 등을 저장하는 저장탱크(미도시)와, 저장탱크에 저장된 중화제를 밸러스트 수에 공급하기 위한 압력을 제공하는 중화제 투입펌프(미도시)를 포함한다. 여기서, 중화제는 티오황산나트륨(Na2S203), 아황산나트륨 (Na2SO3), 아황산수소나트륨 (Na2S2O5), 아스코르브산 (C6H8O6) 등이 사용될 수 있다.
저장탱크는 살균수에 함유된 잔류염소를 중화시키기 위한 중화제를 저장하고 중화제를 밸러스트 수에 공급하는 역할을 한다.
중화제 투입펌프는, 저장탱크에 저장된 중화제를 밸러스트 수에 공급하기 위한 압력을 제공하는 역할을 한다. 중화제 투입펌프는 제어신호에 따라 중화제의 유량을 변화시킬 수 있는 정량펌프로 구성될 수 있다.
살균수 농도 측정유닛(400)은, 살균수 공급유닛(200)에 의해 살균수가 공급된 해수에 함유된 살균수의 농도 및 밸러스트 탱크(100)에서 배출되는 밸러스트 수에 함유된 살균수의 농도를 측정하는 역할을 한다. 여기서, 살균수의 농도는 살균수에 함유된 염소의 농도를 의미한다.
본 실시예에서 살균수 농도 측정유닛(400)은, 비색법을 이용하여 해수 및 밸러스트 수에 함유된 살균수의 농도를 측정하는 방식으로, 복수의 제어밸브(450)를 조절하여 해수 및 밸러스트 수를 복수의 흡광도 측정부(440)에 시간 간격을 두고 주입함으로써 복수의 흡광도 측정부에서 연속적으로 살균수 농도를 측정할 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 살균수 농도 측정유닛(400)은, 살균수를 함유한 해수 또는 밸러스트 수가 유입되는 제1 배관(410)과, 제1 배관(410)에 설치되되 제1 배관(410)에 DPD(다이에틸-P-페닐렌다이아민) 시약을 주입하는 약품 공급부(420)와, 제1 배관(410)과 연통되되 DPD 시약이 혼합된 살균수를 함유한 해수 또는 밸러스트 수가 시간 간격을 두고 순차로 주입되어 살균수의 농도를 측정하는 복수의 흡광도 측정부(440)와, 복수의 흡광도 측정부(440)에 주입된 해수 또는 밸러스트 수가 유출되는 제2 배관(413)과, 복수의 흡광도 측정부(440) 각각에 마련되되 해수 또는 밸러스트 수를 복수의 흡광도 측정부(440) 각각에 시간 간격을 두고 순차로 주입 가능하게 상호 연동하는 복수의 제어밸브(450)와, 제1 배관(410)과 연통되되, 일측부에 복수의 제어밸브(450)가 마련되어, 해수 또는 상기 밸러스트 수를 각각의 복수의 흡광도 측정부(440)로 안내하는 복수의 제1 분기관(415)과, 복수의 흡광도 측정부(440)와 연통되되 일측부에 복수의 제어밸브(450)가 마련되어, 복수의 흡광도 측정부(440)에서 유출되는 해수 또는 밸러스트 수를 합류하여 제2 배관(413)으로 안내하는 복수의 제2 분기관(417)과, 해수 또는 밸러스트 수가 복수의 흡광도 측정부(440) 각각에 시간 간격을 두고 주입되도록 복수의 제어밸브(450)를 개별적으로 제어하고, 측정된 살균수의 농도에 따라 살균수 공급유닛(200) 및 중화제 공급유닛(300)을 제어하는 제어부(460)와, 제1 배관(410)의 일측부에 마련되되, DPD 시약을 제1 배관(410)으로 공급하기 위한 압력을 제공하는 약품 투입펌프(430)를 포함한다.
밸러스트 탱크(100)와 연통되는 취수유로(110)를 통해 유입된 해수는 살균수 공급유닛(200)에 의해 살균수가 공급된다. 그리고, 살균수를 함유한 해수는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 취수유로(110)와 연통되는 제1 유로(140)을 따라 살균수 농도 측정유닛(400)으로 유입된다.
또한, 밸러스트 탱크(100)에서 배수되는 살균수를 함유한 밸러스트 수는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 배수유로(130)와 연통되는 제2 유로(150)를 따라 살균수 농도 측정유닛(400)으로 유입된다.
그리고, 살균수 농도 측정유닛(400)으로 유입된 살균수를 함유한 해수 및 밸러스트 수는, 도 2에서 도시한 바와 같이, 제1 배관(410)을 따라 복수의 흡광도 측정부(440)에 순차로 유입된다.
또한, 복수의 흡광도 측정부(440)에 유입된 해수 및 밸러스트 수는 제2 배관(413)을 따라 밸러스트 탱크(100) 또는 배수유로(130)로 유출된다.
한편, 살균수 농도 측정유닛(400)은, 비색법에 의한 해수에 함유된 살균수의 농도를 측정하기 위해, 해수 및 밸러스트 수에 함유된 살균수의 염소와 N, N-Diethyl-p-phenylenediamine 시약(다이에틸-P-페닐렌다이아민, 이하, "DPD 시약"이라 함)을 반응하여 색상이 적색으로 발색시켜 살균수의 농도, 특히 염소의 농도를 측정한다.
따라서, 약품 공급부(420)를 제1 배관(410)에 설치하여 제1 배관(410)을 통과하는 살균수를 함유한 해수 및 밸러스트 수에 DPD 시약을 주입한다. 또한, 약품 공급부(420)는 제1 배관(410)을 통과하는 살균수를 함유한 해수 및 밸러스트 수에 완충제를 주입할 수 있다.
이처럼, 해수에 DPD 시약 및 완충제를 주입할 수 있도록 약품 공급부(420)는 DPD 시약이 저장되는 제1 저장용기(421)와, 완충제가 저장되는 제2 저장용기(423)를 포함한다.
또한, 약품 공급부(420)는 제1 배관(410)을 통과하는 살균수를 함유한 해수 및 밸러스트 수에 완충제를 주입할 수 있다.
한편, DPD 시약 및 완충제는 약품 투입펌프(430)에 의해 제1 배관(410)에 공급될 수 있다. 약품 투입펌프(430)는 제1 배관(410)의 일측부에 마련되며, 제1 저장용기(421) 내의 DPD 시약과 제2 저장용기(423) 내의 완충제를 제1 배관(410)에 공급한다. 또한, 약품 투입펌프(430)는 후술할 제어부(460)의 제어신호에 따라 DPD 시약 및 완충제의 양을 변화시킬 수 있는 정량펌프로 구성될 수 있다.
여기서, 흡광도 측정부(440)는 해수 및 밸러스트 수에 함유된 염소와 DPD 시약의 발색반응을 통해 염소의 농도를 측정하는 역할을 한다.
한편, 살균수의 농도를 측정함에 있어, 하나의 흡광도 측정부(440)를 이용하여 비색법에 의한 살균수의 농도를 측정하는 경우에, 그 측정주기가 약 1분 30초가 소요되므로, 해수 및 밸러스트 수에 함유된 살균수의 농도를 연속적으로 측정할 수 없게 되는 문제가 발생한다.
따라서, 본 실시예에서는, 도 2에서 도시한 바와 같이, 흡광도 측정부(440)를 제1 배관(410)과 연통되게 복수개 설치하고, 시간 간격을 두고 각각의 흡광도 측정부(440)에 해수 및 밸러스트 수를 주입하여 살균수 농도의 측정주기를 단축한다.
예를 들어, 도 2에서 도시한 바와 같이, 3개의 흡광도 측정부(440)를 설치한 경우에, 각각의 흡광도 측정부(440)에 해수 및 밸러스트 수를 30초 간격으로 주입하고 3개의 흡광도 측정부(440)를 순차로 작동하여 살균수의 측정주기를 30초로 단축할 수 있다.
상기한 바와 같이, 복수의 흡광도 측정부(440)를 설치하여 살균수 측정주기를 단축하여 연속적으로 살균수의 농도를 측정하기 위하여, 복수의 흡광도 측정부(440) 각각에 해수 및 밸러스트 수가 유입될 수 있도록 제1 배관(410)과 연통하는 복수의 제1 분기관(415)이 설치된다. 그리고, 복수의 흡광도 측정부(440) 각각에 유입된 해수 및 밸러스트 수를 배출하여 제2 배관(413)으로 안내하도록 일단부가 복수의 흡광도 측정부(440) 각각에 대응되어 연통되고 타단부가 제2 배관(413)에 연통되는 복수의 제2 분기관(417)이 설치된다.
그리고, 복수의 제어밸브(450)가 해수 및 밸러스트 수가 흡광도 측정부(440)로 유입되는 유로인 복수의 제1 분기관(415) 및 흡광도 측정부(440)에서 유출되는 유로인 복수의 제2 분기관(417)에 각각 설치된다. 여기서, 제어밸브(450)는 해수 및 밸러스트 수가 흡광도 측정부(440)에 유입되거나 유출되는 것을 조절하는 역할을 한다.
그리고, 복수의 제어밸브(450)는 제1 분기관(415)에 설치되되 복수의 흡광도 측정부(440) 각각의 유입구 측에 마련되는 복수의 제1 제어밸브(450a)와, 제2 분기관(417)에 설치되되 복수의 흡광도 측정부(440) 각각의 유출구 측에 마련되는 복수의 제2 제어밸브(450b)를 포함한다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 하나의 흡광도 측정부(440)와 연통하는 제1 분기관(415) 및 제2 분기관(417)에 제어밸브(450)가 각각 설치된다.
해수 및 밸러스트 수가 복수의 제어밸브(450)에 의해 소정 시간 간격으로 복수의 흡광도 측정부(440)에 순차로 유입 및 복수의 흡광도 측정부(440)에서 순차로 유출되는 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 3에서 도시한 바와 같이, 제1 배관(410)으로 유입된 살균수를 함유한 해수 및 밸러스트 수는 제1 분기관(415)을 따라 제1 흡광도 측정부(440a)의 유입구 측에 마련된 제1 제어밸브(450a)가 개방됨에 따라 제1 흡광도 측정부(440a)로 유입된다. 그리고, 제1 흡광도 측정부(440a)의 유출구 측에 마련된 제2 제어밸브(450b)는 폐쇄된다. 이때, 제2 흡광도 측정부(440b) 및 제3 흡광도 측정부(440c)의 유입구 측에 각각 마련된 제1 제어밸브(450a) 및 유출구 측에 각각 마련된 제2 제어밸브(450b)는 폐쇄된다. 그리고, 제1 흡광도 측정부(440a)에서 해수 및 밸러스트 수에 함유된 살균수 농도를 측정한 후, 제1 흡광도 측정부(440a)에 유입된 해수 및 밸러스트 수는 제2 제어밸브(450b)가 개방됨에 따라 제2 분기관(417)을 따라 제2 배관(413)으로 이동된다.
그리고, 소정 시간 간격 후에, 도 4에서 도시한 바와 같이, 제1 배관(410)으로 유입된 살균수를 함유한 해수 및 밸러스트 수는 제1 분기관(415)을 따라 제2 흡광도 측정부(440b)의 유입구 측에 마련된 제1 제어밸브(450a)가 개방됨에 따라 제2 흡광도 측정부(440b)로 유입된다. 그리고, 제2 흡광도 측정부(440b)의 유출구 측에 마련된 제2 제어밸브(450b)는 폐쇄된다. 이때, 제1 흡광도 측정부(440a) 및 제3 흡광도 측정부(440c)의 유입구 측에 각각 마련된 제1 제어밸브(450a) 및 유출구 측에 각각 마련된 제2 제어밸브(450b)는 폐쇄된다. 그리고, 제2 흡광도 측정부(440b)에서 해수 및 밸러스트 수에 함유된 살균수 농도를 측정한 후, 제2 흡광도 측정부(440b)에 유입된 해수 및 밸러스트 수는 제2 제어밸브(450b)가 개방됨에 따라 제2 분기관(417)을 따라 제2 배관(413)으로 이동된다.
그리고, 소정 시간 간격 후에, 도 5에서 도시한 바와 같이, 제1 배관(410)으로 유입된 살균수를 함유한 해수 및 밸러스트 수는 제1 분기관(415)을 따라 제3 흡광도 측정부(440c)의 유입구 측에 마련된 제1 제어밸브(450a)가 개방됨에 따라 제3 흡광도 측정부(440c)로 유입된다. 그리고, 제3 흡광도 측정부(440c)의 유출구 측에 마련된 제2 제어밸브(450b)는 폐쇄된다. 이때, 제1 흡광도 측정부(440a) 및 제2 흡광도 측정부(440b)의 유입구 측에 각각 마련된 제1 제어밸브(450a) 및 유출구 측에 각각 마련된 제2 제어밸브(450b)는 폐쇄된다. 그리고, 제3 흡광도 측정부(440c)에서 해수 및 밸러스트 수에 함유된 살균수 농도를 측정한 후, 제3 흡광도 측정부(440c)에 유입된 해수 및 밸러스트 수는 제2 제어밸브(450b)가 개방됨에 따라 제2 분기관(417)을 따라 제2 배관(413)으로 이동된다.
상기한 바와 같이, 제1 흡광도 측정부(440a), 제2 흡광도 측정부(440b) 및 제3 흡광도 측정부(440c)의 유입구 및 유출구 측에 각각 마련된 제1 제어밸브(450a) 및 제2 제어밸브(450b)를 조절함으로써, 제1 흡광도 측정부(440a), 제2 흡광도 측정부(440b) 및 제3 흡광도 측정부(440c)를 통하여 연속적으로 해수 및 밸러스트 수에 함유된 살균수의 농도를 측정할 수 있다.
한편, 상술한 복수의 제어밸브(450)는 개별적으로 제어부(460)에 의해 제어된다. 그리고, 제어부(460)는 복수의 흡광도 측정부(440)에 의해 측정된 살균수 농도에 따라 살균수 공급유닛(200) 및 중화제 공급유닛(300)을 제어할 수 있다.
예를 들어, 취수유로(110)를 따라 유입된 해수의 살균수에 포함된 염소 농도가 일정 수준 이상에 미치지 못하는 경우에, 제어부(460)는 살균수 공급유닛(200)을 제어하여 취수유로(110)를 따라 흐르는 해수에 살균수를 공급하여 해수에 함유된 살균수의 농도를 일정 수준 이상으로 유지시킨다. 또한, 배수유로(130)를 따라 배수되는 밸러스트 수의 살균수에 포함된 염소 농도가 일정 수준 이하로 유지되지 못하는 경우에, 제어부(460)는 중화제 공급유닛(300)을 제어하여 배수유로(130)를 따라 흐르는 밸러스트 수에 중화제를 공급하여 밸러스트 수에 함유된 살균수의 농도를 일정 수준 이하로 유지시킨다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 수 처리방법을 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리방법을 나타내는 순서도이다.
도 2 및 도 6을 참조하면, 먼저, 해수가 밸러스트 탱크(100)로 유입되기 전에 수 처리되는 과정을 살펴보면 다음과 같다.
해수에 존재하는 유해생물을 사멸시키기 위하여, 밸러스트 탱크(100)와 연통되는 취수유로(110)에 설치된 살균수 공급유닛(200)을 이용하여 취수유로(110)를 통과하는 해수에 살균수를 공급한다(S100).
그리고, 복수의 흡광도 측정부(440)에 해수가 유입되기 전에 해수에 DPD 시약 및 완충제를 주입한다(S110).
그리고, 취수유로(110)에 연통되게 설치된 살균수 농도 측정유닛(400)에 포함된 복수의 흡광도 측정부(440)에 각각 마련된 복수의 제어밸브(450)를 조절하여, 복수의 흡광도 측정부(440)에 시간 간격을 두고 해수를 순차로 주입한다(S130).
살균수 농도 측정유닛(400)은 비색법을 이용하여 살균수에 함유된 염소의 농도를 측정한다.
또한, 복수의 흡광도 측정부(440) 각각에는 유입구 측과 유출구 측에 각각 제1 제어밸브(450a) 및 제2 제어밸브(450b)가 마련되어 있어, 제1 제어밸브(450a) 및 제2 제어밸브(450b)를 상호 연동되게 조절하여 복수의 흡광도 측정부(440)에 해수를 순차로 주입할 수 있다.
제어밸브(450)를 이용하여 복수의 흡광도 측정부(440)에 해수를 순차로 주입하는 방법에 대한 설명은 전술하였으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
그리고, 복수의 흡광도 측정부(440)에 주입된 해수에 함유된 살균수의 농도를 측정한다(S150). 복수의 흡광도 측정부(440)는 해수에 함유된 염소와 DPD 시약이 반응하여 적색으로 발색하는 정도로 살균수의 농도를 측정한다.
그리고, 복수의 흡광도 측정부(440)에 의해 상기 해수에 함유된 상기 살균수의 농도가 미리 설정된 값보다 작은 경우에, 살균수의 농도가 미리 설정된 값이 되도록 해수에 살균수를 더 공급한다(S170). 이는, 해수에 함유된 살균수의 농도를 일정수준 이상 유지하여 해수에 존재하는 유해생물을 사멸시키기 위함이다.
그리고, 도 2 및 도 6을 참조하면, 밸러스트 탱크(100)에서 밸러스트 수가 선외로 배출되기 전에 수 처리되는 과정을 살펴보면 다음과 같다.
살균수를 밸러스트 수의 배수에 의해 적하항의 해역에서 서식하는 생물이 사멸되는 것을 방지하기 위하여, 밸러스트 탱크(100)의 밸러스트 수를 배수하는 배수유로(130)에 설치된 중화제 공급유닛(300)을 이용하여 배수유로(130)를 통과하는 살균수를 함유한 밸러스트 수에 중화제를 공급한다(S200).
그리고, 복수의 흡광도 측정부(440)에 밸러스트 수가 유입되기 전에 해수에 DPD 시약 및 완충제를 주입한다(S210).
그리고, 배수유로(130)에 연통되게 설치된 살균수 농도 측정유닛(400)에 구비된 복수의 흡광도 측정부(440)에 각각 마련된 복수의 제어밸브(450)를 조절하여, 복수의 흡광도 측정부(440)에 시간 간격을 두고 밸러스트 수를 순차로 주입한다(S230).
살균수 농도 측정유닛(400)은 비색법을 이용하여 살균수에 함유된 염소의 농도를 측정한다. 한편, 복수의 흡광도 측정부(440)에 밸러스트 수를 순차로 주입하는 방법은 전술하였으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 복수의 흡광도 측정부(440) 각각에는 유입구 측과 유출구 측에 각각 제1 제어밸브(450a) 및 제2 제어밸브(450b)가 마련되어 있어, 제1 제어밸브(450a) 및 제2 제어밸브(450b)를 상호 연동되게 조절하여 복수의 흡광도 측정부(440)에 밸러스트 수를 순차로 주입할 수 있다.
제어밸브(450)를 이용하여 복수의 흡광도 측정부(440)에 밸러스트 수를 순차로 주입하는 방법에 대한 설명은 전술하였으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
그리고, 복수의 흡광도 측정부(440)에 주입된 밸러스트 수에 함유된 살균수의 농도를 측정한다(S250). 복수의 흡광도 측정부(440)는 밸러스트 수에 함유된 염소와 DPD 시약이 반응하여 적색으로 발색하는 정도로 살균수의 농도를 측정한다.
그리고, 복수의 흡광도 측정부(440)에 의해 밸러스트 수에 함유된 살균수의 농도가 미리 설정된 값보다 큰 경우에, 살균수의 농도가 상기 미리 설정된 값 이하가 되도록 밸러스트 수에 중화제를 공급하는 단계를 더 공급한다(S270). 이는 밸러스트 수에 함유된 살균수의 농도를 일정 수준 이하로 유지하여 밸러스트 수의 배출에 따른 적하항에 서식하는 생물이 사멸되는 것을 방지하기 위함이다.
또한, 본 발명은 선박에 사용되는 밸러스트 수와 관련하여 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 용수를 염소로 살균처리하고, 잔존하는 염소를 중화하여 배출하는 상수도 처리시설, 오폐수 처리시설, 수영장 등과 같은 염소에 의한 살균법을 적용한 육상시설에도 적용가능할 것이다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100: 밸러스트 탱크 110: 취수유로
130: 배수유로 200: 살균수 공급유닛
300: 중화제 공급유닛 400: 살균수 농도 측정유닛
410: 제1 배관 413: 제2 배관
415: 제1 분기관 417: 제2 분기관
420: 약품 공급부 430: 약품 투입펌프
440: 흡광도 측정부 440a: 제1 흡광도 측정부
440b: 제2 흡광도 측정부 440c: 제3 흡광도 측정부
450: 제어밸브 460: 제어부

Claims (13)

  1. 밸러스트 탱크와 연통되는 취수유로에 설치되되, 상기 취수유로를 통과하는 해수에 살균수를 공급하는 살균수 공급유닛;
    상기 밸러스트 탱크의 밸러스트 수를 배수하는 배수유로에 설치되되, 상기 배수유로를 통과하는 상기 살균수를 함유한 상기 밸러스트 수에 중화제를 공급하는 중화제 공급유닛; 및
    상기 취수유로 및 상기 배수유로에 연통되게 설치되되, 비색법을 이용하여 상기 밸러스트 탱크에 유입되는 상기 해수 또는 상기 밸러스트 탱크에서 배수되는 상기 밸러스트 수에 함유된 상기 살균수의 농도를 연속적으로 측정하는 살균수 농도 측정유닛을 포함하며,
    상기 살균수 농도 측정유닛은,
    상기 살균수를 함유한 상기 해수 또는 상기 밸러스트 수가 유입되는 제1 배관;
    상기 제1 배관에 설치되되, 상기 제1 배관에 DPD(다이에틸-P-페닐렌다이아민) 시약을 주입하는 약품 공급부;
    상기 제1 배관과 연통되되, 상기 DPD 시약이 혼합된 상기 살균수를 함유한 상기 해수 또는 상기 밸러스트 수가 시간 간격을 두고 순차로 주입되어, 상기 살균수의 농도를 측정하는 복수의 흡광도 측정부;
    상기 복수의 흡광도 측정부에 주입된 상기 해수 또는 상기 밸러스트 수가 유출되는 제2 배관;
    상기 복수의 흡광도 측정부 각각에 상호 연동되게 마련되되, 상기 살균수를 함유한 상기 해수 또는 상기 밸러스트 수를 상기 복수의 흡광도 측정부에 시간 간격을 두고 순차로 주입하는 복수의 제어밸브; 및
    상기 살균수를 함유한 상기 해수 또는 상기 밸러스트 수가 상기 복수의 흡광도 측정부 각각에 시간 간격을 두고 주입되도록 상기 복수의 제어밸브를 개별적으로 제어하고, 측정된 상기 살균수의 농도에 따라 상기 살균수 공급유닛 및 상기 중화제 공급유닛을 제어하는 제어부를 포함하는 수 처리장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 살균수 농도 측정유닛은,
    상기 제1 배관과 연통되되, 일측부에 상기 복수의 제어밸브가 마련되어, 상기 해수 또는 상기 밸러스트 수를 각각의 상기 복수의 흡광도 측정부로 안내하는 복수의 제1 분기관; 및
    상기 복수의 흡광도 측정부와 연통되되, 일측부에 상기 복수의 제어밸브가 마련되어, 상기 복수의 흡광도 측정부에서 유출되는 상기 해수 또는 상기 밸러스트 수를 합류하여 상기 제2 배관으로 안내하는 복수의 제2 분기관을 더 포함하는 수 처리장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 제어밸브는,
    상기 제1 분기관에 설치되되, 상기 복수의 흡광도 측정부 각각의 유입구 측에 마련되는 복수의 제1 제어밸브; 및
    상기 제2 분기관에 설치되되, 상기 복수의 흡광도 측정부 각각의 유출구 측에 마련되는 복수의 제2 제어밸브를 포함하는 수 처리장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 살균수 농도 측정유닛은,
    상기 제1 배관의 일측부에 마련되되, 상기 DPD 시약을 상기 제1 배관으로 공급하기 위한 압력을 제공하는 약품 투입펌프를 더 포함하는 수 처리장치.
  8. 선체 내에 마련되되, 밸러스트 수를 저장하는 밸러스트 탱크; 및
    상기 밸러스트 탱크에 유입되는 해수 및 상기 밸러스트 탱크에서 유출되는 밸러스트 수를 처리하는 제1항, 제4항, 제5항 또는 제7항 중 어느 한 항에 따른 수 처리장치를 포함하는 선박.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
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