KR101314823B1 - 밸러스트 수 처리 시스템, 방법 및 이를 포함하는 선박 - Google Patents

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Abstract

밸러스트 수 처리 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트 수 처리 시스템은, 밸러스트 수를 저장하는 밸러스트 탱크; 밸러스트 수를 살균하는 살균 장치; 및 살균 장치에 의하여 살균되어 밸러스트 탱크로부터 방출로를 통해 방출되는 상기 밸러스트 수를 중화시키기 위한 중화 장치를 포함하되, 중화 장치는, 중화제를 저장하는 중화제 탱크; 중화제에 마이크로웨이브를 조사하는 살균 유닛; 및 중화제 탱크와 방출로를 연통시키며 중화제가 통과하기 위한 중화제 배관을 포함하며, 살균 유닛은, 마이크로웨이브를 발생시키는 발진부; 발진부에서 발생된 마이크로웨이브를 전송시키기 위한 전송부; 및 전송부에서 전송된 마이크로웨이브를 중화제에 조사할 수 있도록 중화제에 인접하게 배치되는 조사부를 포함한다.

Description

밸러스트 수 처리 시스템, 방법 및 이를 포함하는 선박{BALLAST WATER TREATMENT SYSTEM, METHOD AND SHIP HAVING THE SAME}
본 발명은 밸러스트 수 처리 시스템, 방법 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.
일반적으로 밸러스트 수(Ballast Water, 선박평형수)는 선박으로부터 화물을 하역시킨 상태 또는 선박에 적재된 화물의 양이 매우 적은 상태에서 선박을 운행할 경우, 선박이 균형을 잃는 것을 방지할 수 있도록 선박의 하부나 양측 또는 하부 및 양측 모두에 설치되는 밸러스트 탱크(30)의 내부에 채우는 부력 조정용 담수 또는 해수를 말하는 것이다.
상기와 같은 밸러스트 수에는 밸러스트 수를 채운 지역의 담수나 해수에 포함된 병원성 균 및 플랑크톤 등의 각종 생물이 서식하고 있으므로, 이를 아무런 처리 없이 타 지역의 해안으로 배출시킬 경우 밸러스트 수로 인한 심각한 해양 오염 및 생태계 파괴를 유발시킬 우려가 높게 된다.
이러한 상황에 입각하여, 1996년 미국에서는 국가 침입종 법률을 제정함으로써, 외래종을 침입자로 규정하여 밸러스트 수에 대한 관리와 통제를 의무화 하였으며, 호주에서는 검역법을 개정하여 밸러스트 수를 검역 대상이 되는 수입 화물로 규정하고 직접 검역을 실시하고 있다.
한편, 국제해사기구(IMO: International Maritime Organization)에서는 2004년 2월 국제협약을 체결하여 2009년부터 순차적으로 밸러스트 수의 살균처리에 필요한 장치를 선박에 탑재토록 하였으며, 이를 위반할 시에는 해당 선박의 입항을 전면 금지하도록 하였다.
따라서, 최근에 들어 밸러스트 수를 처리하기 위한 다양한 기술 개발이 이루어지고 있는 바, 대표적인 것으로 전기 분해 등을 이용한 밸러스트 수의 살균 장치를 들 수 있다.
그러나, 전기 분해 등을 이용하여 밸러스트 수를 살균 처리할 경우, Cl, OCl, HOCl, NH4Cl 등과 같이 염소가 포함된 활성물질(총잔류산화물, TRO)이 발생되며, 살균된 밸러스트 수가 배출될 때에는 해당 수역에 위해를 가할 수 있으므로, 잔류 활성물질의 함량이 일정 수준 이하로 제거되어야 한다.
이에 따라, 살균 장치 뿐만 아니라, 살균된 밸러스트 수에 포함된 잔류 활성물질(염소)을 중화시키기 위한 중화 장치도 요구되고 있는 실정이다.
선행 문헌 1에서는 전기 분해를 이용하여 밸러스트 수를 살균 처리하고, 상기 살균된 밸러스트 수의 잔류 염소를 중화제(환원제)를 이용하여 중화(탈할로겐화)시키는 시스템 및 방법이 개시되어 있다.
그러나, 이러한 선행 기술에 따르는 경우, 살균된 밸러스트 수 내의 활성물질의 제거 효과는 만족스러울 수 있으나, 중화제를 포함하고 있는 탱크와 중화제 공급 장치의 위생을 담보할 수 없으며, 별도의 살균 수단이 없는 중화제 공급 장치 내에서 미생물, 특히 번식하기 쉬운 종속 영양 세균이 생장할 가능성이 높다.
따라서, 살균 처리된 밸러스트 수의 배출 시 종속 영양 세균이 함유된 중화제 용액을 활성물질 제거 목적으로 밸러스트 수에 주입하게 될 경우, 무균 상태인 밸러스트 수에 종속 영양 세균이 주입되어 2차 오염에 노출된다.
이와 같은 종속 영양 세균이 함유된 중화제 용액에 의한 2차 오염으로 인해 수 처리 시스템 본연의 기능인 밸러스트 수의 살균 기능과 최근 여러 규정에 따른 밸러스트 수의 배출 기준을 만족시킬 수 없게 되는 문제가 발생하게 된다.
최근 미국 등에서 제정 추진되고 있는 밸러스트 수 배출 규정에는 종속 영양 세균에 관한 배출 기준이 포함되어 있다.
선행 문헌 1 : 한국 등록 특허 제1000325호
본 발명의 일 실시예는 밸러스트 수를 중화하기 위한 중화제를 마이크로웨이브를 조사하여 살균함으로써 중화제로 인한 세균 오염을 방지할 수 있는 밸러스트 수 처리 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 밸러스트 수를 중화하기 위한 중화제를 마이크로웨이브를 조사하여 살균함으로써 중화제로 인한 세균 오염을 방지할 수 있는 밸러스트 수 처리 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 밸러스트 수를 중화하기 위한 중화제를 마이크로웨이브를 조사하여 살균함으로써 중화제로 인한 세균 오염을 방지할 수 있는 밸러스트 수 처리 시스템을 포함하는 선박을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 밸러스트 수를 저장하는 밸러스트 탱크; 상기 밸러스트 수를 살균하는 살균 장치; 및 상기 살균 장치에 의하여 살균되어 상기 밸러스트 탱크로부터 방출로를 통해 방출되는 상기 밸러스트 수를 중화시키기 위한 중화 장치를 포함하되, 상기 중화 장치는, 중화제를 저장하는 중화제 탱크; 상기 중화제에 마이크로웨이브를 조사하는 살균 유닛; 및 상기 중화제 탱크와 상기 방출로를 연통시키며 상기 중화제가 통과하기 위한 중화제 배관을 포함하며, 상기 살균 유닛은, 상기 마이크로웨이브를 발생시키는 발진부; 상기 발진부에서 발생된 상기 마이크로웨이브를 전송시키기 위한 전송부; 및 상기 전송부에서 전송된 상기 마이크로웨이브를 상기 중화제에 조사할 수 있도록 상기 중화제에 인접하게 배치되는 조사부를 포함하는 밸러스트 수 처리 시스템이 제공된다.
삭제
이 때, 상기 조사부는 상기 중화제 탱크 내에 설치될 수 있다.
또한, 상기 조사부는 내열성이 있는 물질로 형성되며 투명한 관 형태인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 중화제 배관의 일부는 상기 조사부의 외면부를 감싸는 형태로 형성될 수 있다.
한편, 상기 중화 장치는 자외선 램프를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 중화제 탱크는 상기 중화제를 혼합하기 위한 교반기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 중화제 탱크는 내열성 물질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 중화제 탱크는 내벽이 구리가 포함된 물질로 형성될 수 있다.
한편, 상기 중화 장치는, 상기 중화제를 상기 방출로를 따라 방출되는 상기 밸러스트 수에 주입하기 위한 압력을 제공하는 중화제 펌프를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 밸러스트 수에 함유된 활성물질 함량을 측정하기 위한 활성물질 측정 장치; 및 상기 중화제 펌프 및 상기 활성물질 측정 장치와 연결되어 상기 중화제 펌프의 구동을 제어하는 제어 장치를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 전술한 밸러스트 수 처리 시스템을 포함하는 선박이 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 밸러스트 수를 살균하여 밸러스트 탱크로부터 방출로로 방출시키는 단계; 마이크로웨이브를 이용하여 중화제를 살균시키는 단계; 상기 살균된 중화제를 상기 방출로로 주입하는 단계; 및 상기 주입된 중화제가 상기 밸러스트 수를 중화시키는 단계를 포함하되, 상기 중화제를 살균시키는 단계는, 상기 마이크로웨이브를 발생시키는 단계; 상기 발생된 마이크로웨이브를 상기 중화제에 인접한 곳으로 전송시키는 단계; 상기 전송된 마이크로웨이브를 상기 중화제로 조사시키는 단계; 및 상기 조사된 마이크로웨이브에 의하여 상기 중화제가 살균되는 단계를 포함하는 밸러스트 수 처리 방법이 제공된다.
이 때, 상기 밸러스트 수를 중화시키는 단계 이후에, 상기 밸러스트 수의 활성물질 함량을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 활성물질 함량에 따라 상기 중화제의 주입량을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
삭제
삭제
본 발명의 일 실시예에 따르면, 밸러스트 수를 중화하기 위한 중화제를 중화함으로써, 밸러스트 수의 활성물질을 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 밸러스트 수를 중화하기 위한 중화제에 마이크로웨이브를 조사하여 중화제를 살균함으로써, 중화제로 인한 밸러스트 수의 세균 오염을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트 수 처리 시스템의 구성도이다.
도 2는 반송 장치가 포함된 본 발명의 다른 실시예에 따른 밸러스트 수 처리 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트 수 처리 시스템에서 중화 장치의 상세도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트 수 처리 시스템에서 살균 유닛의 상세도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트 수 처리 방법의 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트 수 처리 방법에서 중화제를 살균시키는 단계의 과정을 도시한 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께 등은 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트 수 처리 시스템(5)의 구성도이다. 도 2는 반송 장치(80)가 포함된 본 발명의 다른 실시예에 따른 밸러스트 수 처리 시스템(5)의 구성도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트 수 처리 시스템(5)에서 중화 장치(10)의 상세도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트 수 처리 시스템(5)에서 살균 유닛(200)의 상세도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트 수 처리 시스템(5)은 밸러스트 탱크(30), 살균 장치(20), 중화 장치(10) 및 활성물질 측정 장치(70)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 밸러스트 탱크(30)는 밸러스트 수를 저장하기 위한 공간으로, 선박의 안정성을 확보하고 선박에 화물이 적재되지 않은 경우 선박 운항의 효율을 증가시키기 위하여 선박의 하부나 양측 또는 하부 및 양측 모두에 설치된다.
이 때, 밸러스트 수는 외부의 해수가 유입로(40)를 통해 유입되어, 밸러스트 탱크(30) 내에 저장되며, 방출로(50)를 통해 외부의 해수로 방출된다.
한편, 살균 장치(20)는 밸러스트 수 펌프(60)를 통해 유입로(40)로 유입된 외부의 해수를 전기 분해 등의 방법으로 살균시키기 위한 장치이다.
전술하였듯이, 외부의 해수로부터 유입된 밸러스트 수에는 병원성 균 및 플랑크톤 등의 각종 생물이 서식하고 있어, 이를 아무런 처리 없이 타 지역의 해안으로 배출시킬 경우 밸러스트 수로 인한 심각한 해양 오염 및 생태계 파괴를 유발시킬 우려가 있다.
따라서, 밸러스트 수를 밸러스트 탱크(30)로 유입하여 저장하기 전에 살균 장치(20)를 통하여 살균 단계를 거치게 된다.
이 때, 전기 분해 등을 이용하여 살균시키는 경우에는, 밸러스트 수 내에 Cl, OCl, HOCl, NH4Cl 등의 활성물질이 발생하기 때문에, 이를 환원시키기 위한 중화 장치(10)가 구비될 필요가 있다.
이에 따라, 밸러스트 탱크(30)로부터 밸러스트 수가 방출되는 방출로(50)로 중화 장치(10)를 통한 중화제가 주입되어, 앞서 살균 장치(20)를 거쳐 살균된 밸러스트 수의 활성물질이 제거될 수 있으므로, 활성물질이 제거된 살균 상태의 밸러스트 수가 외부의 해수로 배출될 수 있게 된다.
이하, 밸러스트 수의 활성물질을 제거하는 중화 장치(10)를 도 1 내지 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트 수 처리 시스템(5)에서의 중화 장치(10)는 밸러스트 탱크(30)로부터 방출되는 밸러스트 수를 중화시키기 위한 장치로서, 밸러스트 수의 방출로(50)에 설치된다.
이 때, 방출로(50)는 밸러스트 탱크(30)의 하류를 의미하는 것으로, 밸러스트 탱크(30)로부터 밸러스트 수가 방출되기 위한 특정 배관만을 지칭하는 것이 아니라, 살균 장치(20)를 거쳐 살균이 완료된 밸러스트 수가 외부로 배출되기 전인 밸러스트 수의 순환로 및 배관을 모두 포함하는 의미이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 중화 장치(10)는 중화제 탱크(100), 중화제 배관(300), 중화제 펌프(400) 및 살균 유닛(200)을 포함할 수 있다.
중화제 탱크(100)는 중화제를 저장하기 위한 구성이다.
여기서, 중화제란 액체 상태인 중화제 용액을 의미하는 것으로, 활성물질과 반응하는 환원제 계열의 약품을 물에 용해시킨 수용액 상태일 수 있으며, 이하 설명에서도 동일한 의미로 규정한다.
이 때, 중화제의 원료가 되는 환원제 계열의 약품으로는 티오황산나트륨(Na2S2O3), 아황산나트륨(Na2SO3), 산성아황산나트륨(NaHSO3), 메타중아황산나트륨(Na2S2O5), 아스코르브산(C6H8O6) 등이 사용될 수 있다.
한편, 상기 약품은 밸러스트 수 내의 활성물질과 반응하는데, 예시적으로 티오황산나트륨(Na2S2O3)과 활성물질(Cl, OCl, HOCl, NH4Cl)의 반응식을 나타내보면 아래와 같다.
1) Na2S2O3 + 4Cl2 + 5H2O → 2NaCl + 2H2SO4 + 6HCl
2) Na2S2O3 + 4OCl + H2O → 2NaCl + 2SO4 + 2HCl
3) Na2S2O3 + 4HOCl + H2O → 2NaHSO4 + 4HCl
4) Na2S2O3 + HOCl → 2NaCl + Na2SO4 + S + HCl
5) 2Na2S2O3 + HOCl → Na2S4O6 + NaCl + NaOH
6) Na2S2O3 + 4NH2Cl + 5H2O → 2NaHSO4 + 4NH4Cl
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 중화제 탱크(100)는 교반기(150)를 포함할 수 있다.
이 때, 교반기(150)는 중화제 탱크(100) 내의 중화제를 혼합하기 위한 구성으로, 고체 상태의 환원제 계열의 약품이 물에 잘 용해되도록 하여 중화 장치(10)가 수용액 상태의 중화제를 공급할 수 있도록 한다.
또한, 교반기(150)는 액체 상태인 중화제의 농도가 균질하게 유지되도록 한다.
또한, 후술할 살균 유닛(200)에서 조사되는 마이크로웨이브가 중화제에 골고루 조사되는데 도움을 줄 수도 있는데, 이에 관해서는 후술할 살균 유닛(200) 부분에서 상세히 설명한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 중화제 탱크(100)는 중화제 탱크(100) 내의 중화제의 수위를 측정하기 위한 수위 센서(미도시) 및 상기 수위 센서와 연결되어 중화제 탱크(100) 내에 일정 범위 양의 중화제가 항상 저장되어 있도록 하는 수위 제어 장치(미도시)를 포함할 수 있다.
이에 따라, 중화제 탱크(100)로 중화제 또는 중화제의 원료를 공급하는 장치(미도시)에서 공급되는 중화제 또는 중화제의 원료의 양이 제어될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면 중화제 탱크(100)는 내열성 물질로 형성될 수 있다.
예를 들어, 열가소성 플라스틱 계열을 제외한 스테인리스 스틸, 구리를 포함하는 비철금속, 그 외 내열 강화 플라스틱 등으로 형성될 수 있다.
이에 따라, 후술할 살균 유닛(200)에서 조사되는 마이크로웨이브에 의해 발생되는 고온의 열에 중화제 탱크(100)가 변형 없이 견딜 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 중화제 탱크(100)는 내벽이 구리가 포함된 물질로 형성될 수 있다.
이와 같이, 중화제 탱크(100)의 내벽이 구리 계열의 물질로 형성되는 경우, 중화제 탱크(100) 내에 소량의 구리 이온이 용해되어 중화제에 대한 살균 효과를 배가시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면 중화제는 중화제 탱크(100)에서 중화제 배관(300)을 통해 배출되는데, 이하 중화제 배관(300)에 관해 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 중화제 배관(300)은 중화제가 통과하기 위한 배관으로서, 중화제 탱크(100)와 방출로(50)를 연결시키는 구성이다.
이 때, 중화제 배관(300)은 일단이 중화제 탱크(100)와 연결되고, 타단이 방출로(50)와 연통된다.
이에 따라, 중화제 탱크(100) 내의 중화제가 중화제 배관(300)을 따라 배출되어, 후술할 살균 유닛(200)을 거쳐 방출로(50)를 통과하는 밸러스트 수와 혼합될 수 있다.
이 때, 중화제 배관(300)을 따라 배출되는 중화제의 살균 효과를 높이기 위하여, 중화제 배관(300)의 일정 구간에 자외선 램프(미도시)가 설치될 수 있다.
이 때, 자외선 램프는 중화제 배관(300)의 내부로 자외선을 배출시키기 위하여 다양한 방법으로 설치될 수 있다.
이 때, 자외선 램프는 중화제 배관(300)의 내부에 설치될 수 있다. 또는, 자외선 램프가 중화제 배관(300)의 외부를 통해 내부로 관통되어 삽입 설치될 수 있으며, 자외선 램프의 설치를 위한 별도의 장치가 중화제 배관(300)에 부가될 수도 있다.
이 때, 자외선 램프에서 배출되는 자외선은 살균 효과가 있으므로, 중화제 배관(300)을 통과하는 중화제의 살균 효과를 높일 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면 중화제 펌프(400)에 의하여 중화제가 중화제 탱크(100)로부터 배출되어 방출로(50)로 주입될 수 있다.
즉, 중화제 펌프(400)는 중화제를 중화제 탱크(100)로부터 배출시키고, 방출로(50)로 주입시키기 위한 압력을 제공하기 위한 구성이다.
이 때, 중화제 펌프(400)는 중화제 배관(300)에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 중화제가 중화 장치(10)의 살균 유닛(200)을 거치면서 살균되는데, 이하 살균 유닛(200)에 대하여 상세히 설명한다.
도 4를 참조하면, 살균 유닛(200)은 마이크로웨이브를 이용하여 중화제를 살균시키기 위한 구성으로서, 발진부(210), 전송부(230) 및 조사부(250)를 포함한다.
발진부(210)는 마이크로웨이브를 발생시키는 구성으로서, 마그네트론 (Magnetron) 장치로 구성될 수 있다.
이 때, 마그네트론이란 자기장 속에서 마이크로웨이브와 같은 초단파를 발진시키기 위해 사용되는 진공관의 일종으로, 마이크로웨이브를 발생시킬 수 있다.
전송부(230)는 발진부(210)와 조사부(250)를 결합하는 구성으로, 발진부(210)에서 발생된 마이크로웨이브를 살균시킬 대상물이 있는 곳으로 전송시키기 위한 구성이다.
이 때, 전송부(230)는 도파관(Waveguide) 장치로 구성될 수 있다.
여기서, 도파관이란 마이크로웨이브를 전송하기 위한 전송로로서, 속이 빈 도관 형태이며 도체로 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전송부(230)는 원형 단면의 직선 형태이나, 이에 한정되지 아니하며 사각형, 타원형 및 릿지형 단면 또는 굽은 형태 등의 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
이에 따라, 발진부(210)에서 발생된 마이크로웨이브가 살균 대상물까지 전송부(230)를 통해 전송될 수 있다.
조사부(250)는 전송부(230)를 통해 전송된 마이크로웨이브를 중화제에 조사할 수 있도록 하는 구성이다.
이 때, 조사부(250)는 마이크로웨이브 조사에 의해 발생되는 열을 견딜 수 있도록 내열성 물질로 형성될 수 있다.
또한, 조사부(250)는 투명한 재질의 관 형태로 형성될 수 있다.
이에 따라. 전송부(230)에서 방출된 마이크로웨이브가 조사부(250)를 통과하면서 조사부(250)의 외부 방향으로 마이크로웨이브를 조사하게 된다.
이 때, 조사부(250)는 석영관 또는 강화 유리 관으로 구성될 수 있으나 이에 한정되지 아니하며, 투명한 재질의 관형 재질이라면 이에 포함될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 조사부(250)는 살균 대상물인 중화제에 마이크로웨이브를 조사하기 위해 중화제에 인접하게 배치될 수 있다.
이 때, 도 4에 도시한 바와 같이, 중화제 배관(300)의 일부가 조사부(250)의 외면부를 나선형으로 감싸는 형태로 형성될 수 있다.
이에 따라, 조사부(250)로부터 방출되는 마이크로웨이브를 조사받는 중화제의 면적을 크게 할 수 있어서, 마이크로웨이브 조사에 의한 중화제 살균 효과를 극대화시킬 수 있다.
이 때, 조사부(250)는 도 3에 도시한 바와 같이 중화제 탱크(100) 내에 배치될 수 있다.
이와 같이 조사부(250)가 중화제 탱크(100) 내에 배치되는 경우, 도 3에서 파선의 화살표로 도시한 바와 같이, 조사부(250)로부터 방출되는 마이크로웨이브가 중화제 탱크(100) 내에 저장되어 있는 중화제에도 일정량이 조사될 수 있으므로, 중화제의 살균 효율을 높일 수 있다.
이 때, 전술하였듯이 중화제 탱크(100) 내에 설치된 교반기(150)에 의하여 살균 효율을 더 높일 수 있다.
즉, 교반기(150)가 중화제 탱크(100) 내의 중화제를 혼합시킴으로써, 중화제 탱크(100) 내에 저장된 중화제가 조사부(250)로부터 마이크로웨이브를 골고루 조사받을 수 있게 되므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트 수 처리 시스템(5)의 살균 효과가 향상될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 활성물질 측정 장치(70)는 배출되는 밸러스트 수에 함유된 활성물질 함량을 측정하기 위한 구성이다.
이 때, 활성물질 측정 장치(70)는 중화 장치(10)가 설치되는 지점의 상류 및 하류에 각각 배치될 수 있다.
이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면 활성물질 측정 장치(70)는, 도 1에 나타낸 바와 같이 방출로(50)에 배치될 수 있는데, 중화 장치(10)의 중화제 배관(300)이 방출로(50)와 만나는 지점의 상류 및 하류에 각각 배치될 수 있다.
그러나, 활성물질 측정 장치(70)의 배치 위치는 방출로(50)에 한정되지 아니하며, 중화 장치(10)를 통한 중화 지점의 상류 및 하류라면, 방출로(50)가 아닌 위치에도 배치될 수 있다.
이 때, 상류의 활성물질 측정 장치(71)는 살균 장치(20)를 거쳐 살균된 밸러스트 수의 활성물질의 양을 측정하며, 하류의 활성물질 측정 장치(72)는 중화제의 의하여 중화된 밸러스트 수의 활성물질 양을 측정할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트 수 처리 시스템(5)은 중화제 펌프(400)의 구동을 제어할 수 있는 제어 장치(미도시)를 포함할 수 있는데, 이는 전술한 활성물질 측정 장치(70)와 연결될 수 있다.
이 때, 상류의 활성물질 측정 장치(71)에서 밸러스트 수의 활성물질을 검출한 경우, 제어 장치에 신호를 발송하여 제어 장치가 중화제 펌프(400)를 구동시키게 된다.
또한, 하류의 활성물질 측정 장치(72)에서 중화제에 의하여 중화된 밸러스트 수 내에 활성물질을 검출한 경우, 제어 장치에 신호를 발송하여 제어 장치가 중화제 펌프(400)의 구동을 제어하여 중화제 주입량을 늘리게 된다.
이 때, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 2에 도시한 바와 같이 활성물질이 함유된 밸러스트 수의 외부로의 배출을 차단하고 반송로(85)를 포함하는 반송 장치(80)를 통해 밸러스트 수를 중화제 투입 지점의 상류로 반송시켜, 활성물질이 함유된 밸러스트 수를 재중화시킬 수 있다.
이 때, 반송 장치(80)는 방출로(50)로 방출되는 밸러스트 수의 반송로(85)를 통한 반송 여부를 제어하는 제어 밸브(미도시)를 포함할 수 있다.
한편, 전술한 반송의 과정 대신, 중화 장치(10) 또는 상기 중화 장치(10)로부터 중화제를 주입시킬 수 있는 중화제 배관(300)을 연속하여 복수로 배치하여, 활성물질이 함유된 밸러스트 수를 활성물질이 검출되지 않을 때까지 연속적으로 재중화시킬 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트 수 처리 시스템(5)은 효과적으로 중화 장치(10)의 작동을 제어하여, 활성물질이 제거된 무균의 밸러스트 수를 외부의 해수로 방출할 수가 있게 된다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트 수 처리 시스템(5)을 이용한 밸러스트 수 처리 방법에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트 수 처리 방법의 순서도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트 수 처리 방법에서 중화제를 살균시키는 단계(S502)의 과정을 도시한 순서도이다.
도면에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트 수 처리 방법의 모든 과정은, 밸러스트 수가 살균 장치(20)에 의해 살균된 후에 밸러스트 탱크(30)로부터 방출되는 상황에서 시작된다.
한편, 도 5 및 도 6에 도시한 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트 수 처리 방법 및 중화제를 살균시키는 단계(S502)의 과정은, 연속적이고 계속적인 과정이므로 엄격한 시간적 순서에 따른 단계적 흐름으로 제한되지 아니하며, 각 단계가 동시에 진행되거나 일부 단계의 순서가 바뀔 수도 있다.
도 5를 참조하면, 먼저 살균 장치(20)를 거치면서 전기 분해 등의 방법으로 살균이 완료된 밸러스트 수를 밸러스트 탱크(30)에 저장하였다가 펌프(미도시)등을 구동하여 밸러스트 수를 밸러스트 탱크(30)로부터 방출로(40)를 통해 외부의 해수로 방출시킨다.(S501)
다음으로, 밸러스트 수에 주입될 중화제를 살균시키는데, 본 발명의 일 실시예에 따르면 중화 장치(10)의 살균 유닛(200)에서 마이크로웨이브를 이용하여 중화제를 살균시킨다.(S502)
한편, 도 6을 참조하여 중화제 살균 단계(S502)의 과정을 상세히 설명하면, 먼저 자기장에 의해 고주파가 발진되는 원리를 이용하여 발진부(210)에서 마이크로웨이브를 발생시킨다.(S601)
그 후, 발생된 마이크로웨이브를 조사 대상물이 있는 위치까지 전송시키는데, 본 발명의 일 실시예에 따르면 전송부(230)가 발진부(210)에서 발생된 마이크로웨이브를 조사부(250)까지 전송시킨다.(S602)
다음으로, 전송부(230)를 통해 전송된 마이크로웨이브를 중화제에 인접하게 배치된 조사부(250)에서 중화제로 조사시킨다.(S603)
이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전술하였듯이 중화제가 통과하는 중화제 배관(300)이 조사부(250)의 외면부를 나선 형태로 감싸도록 형성되어, 마이크로웨이브가 중화제에 조사되는 면적을 극대화시킬 수 있다.
이에 따라, 조사된 마이크로웨이브에 의하여 중화제가 살균된다.(S604)
상기 설명한 바와 같이 중화제를 마이크로웨이브를 이용하여 살균시킨 후, 살균된 중화제를 방출로로 주입한다.(S503)
이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 유닛(200)을 거쳐서 살균 완료된 중화제가 중화제 펌프(400)의 구동으로 방출로(50)를 통해 방출되는 밸러스트 수에 주입된다.
이어서, 살균되어 방출로(50)로 주입된 중화제와 방출로(50)를 통해 방출되는 밸러스트 수가 혼합되어, 중화제가 활성물질이 함유된 밸러스트 수를 중화시킨다.(S504)
중화 단계(S504) 이후에, 본 발명의 일 실시예에 따르면 활성물질 측정 장치(70)에서 중화가 완료된 밸러스트 수의 활성물질 함량을 측정한다.(S505)
이어서, 활성물질 측정 장치(70)와 연결된 제어 장치를 통해, 측정된 활성물질 함량에 따라 중화제 펌프(400)의 구동을 제어하여 중화제의 주입량을 제어한다.(S506)
한편, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트 수 처리 방법에서는, 도 5에 도시한 바와 같이 밸러스트 수가 중화된 이후에만 활성물질 함량을 측정하였으나, 밸러스트 수가 중화제에 의해 중화되기 이전에도 밸러스트 수의 활성물질 함량을 측정하여 그 측정량에 따라 중화제의 주입량을 제어할 수 있다.
또한, 측정된 활성물질 함량에 따라 중화제의 주입량을 제어하는 단계(S506)와 동시에 또는 그 이후에, 중화 과정을 거친 밸러스트 수를 방출로(50)의 상류로 반송하는 과정을 더 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트 수 처리 시스템(5)을 이용한 밸러스트 수 처리 방법을 적용하면, 중화제에 함유된 종속 영양 생물 등에 의한 밸러스트 수의 2차 오염을 방지할 수 있으며, 활성물질이 함유되어 있지 아니한 무균의 밸러스트 수를 외부의 해수로 배출시킬 수 있다.
이에 따라, 해수의 오염 및 생태계 파괴 등의 문제를 예방할 수 있으며, 각국의 밸러스트 수 배출 기준을 만족시킬 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, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
5 밸러스트 수 처리 시스템 10 중화 장치
20 살균 장치 30 밸러스트 탱크
40 유입로 50 방출로
60 밸러스트 수 펌프 70 활성물질 측정 장치
80 반송 장치 85 반송로
100 중화제 탱크 150 교반기
200 살균 유닛 210 발진부
230 전송부 250 조사부
300 중화제 배관 400 중화제 펌프

Claims (16)

  1. 밸러스트 수를 저장하는 밸러스트 탱크;
    상기 밸러스트 수를 살균하는 살균 장치; 및
    상기 살균 장치에 의하여 살균되어 상기 밸러스트 탱크로부터 방출로를 통해 방출되는 상기 밸러스트 수를 중화시키기 위한 중화 장치를 포함하되,
    상기 중화 장치는,
    중화제를 저장하는 중화제 탱크;
    상기 중화제에 마이크로웨이브를 조사하는 살균 유닛; 및
    상기 중화제 탱크와 상기 방출로를 연통시키며 상기 중화제가 통과하기 위한 중화제 배관을 포함하며,
    상기 살균 유닛은,
    상기 마이크로웨이브를 발생시키는 발진부;
    상기 발진부에서 발생된 상기 마이크로웨이브를 전송시키기 위한 전송부; 및
    상기 전송부에서 전송된 상기 마이크로웨이브를 상기 중화제에 조사할 수 있도록 상기 중화제에 인접하게 배치되는 조사부를 포함하는 밸러스트 수 처리 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 조사부는 상기 중화제 탱크 내에 설치되는 밸러스트 수 처리 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 조사부는 내열성이 있는 물질로 형성되며 투명한 관 형태인 것을 특징으로 하는 밸러스트 수 처리 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 중화제 배관의 일부는 상기 조사부의 외면부를 감싸는 형태로 형성되는 밸러스트 수 처리 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 중화 장치는 자외선 램프를 더 포함하는 밸러스트 수 처리 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 중화제 탱크는 상기 중화제를 혼합하기 위한 교반기를 포함하는 밸러스트 수 처리 시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 중화제 탱크는 내열성 물질로 형성되는 밸러스트 수 처리 시스템.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 중화제 탱크는 내벽이 구리가 포함된 물질로 형성되는 밸러스트 수 처리 시스템.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 중화 장치는,
    상기 중화제를 상기 방출로를 따라 방출되는 상기 밸러스트 수에 주입하기 위한 압력을 제공하는 중화제 펌프를 더 포함하는 밸러스트 수 처리 시스템.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 밸러스트 수에 함유된 활성물질 함량을 측정하기 위한 활성물질 측정 장치; 및
    상기 중화제 펌프 및 상기 활성물질 측정 장치와 연결되어 상기 중화제 펌프의 구동을 제어하는 제어 장치를 더 포함하는 밸러스트 수 처리 시스템.
  12. 제 1항, 제 3항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 따른 밸러스트 수 처리 시스템을 포함하는 선박.
  13. 밸러스트 수를 살균하여 밸러스트 탱크로부터 방출로로 방출시키는 단계;
    마이크로웨이브를 이용하여 중화제를 살균시키는 단계;
    상기 살균된 중화제를 상기 방출로로 주입하는 단계; 및
    상기 주입된 중화제가 상기 밸러스트 수를 중화시키는 단계를 포함하되,
    상기 중화제를 살균시키는 단계는,
    상기 마이크로웨이브를 발생시키는 단계;
    상기 발생된 마이크로웨이브를 상기 중화제에 인접한 곳으로 전송시키는 단계;
    상기 전송된 마이크로웨이브를 상기 중화제로 조사시키는 단계; 및
    상기 조사된 마이크로웨이브에 의하여 상기 중화제가 살균되는 단계를 포함하는 밸러스트 수 처리 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 밸러스트 수를 중화시키는 단계 이후에, 상기 밸러스트 수의 활성물질 함량을 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 활성물질 함량에 따라 상기 중화제의 주입량을 제어하는 단계를 더 포함하는 밸러스트 수 처리 방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
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