KR101380646B1 - 유수분리시스템 및 유수분리방법 - Google Patents

Abstract

선박용 유수분리시스템이 개시된다. 본 발명의 일실시 예에 따른 선박용 유수분리시스템은 혼합물을 저장하고, 상기 저장된 혼합물의 제1유수분리과정을 수행하는 슬롭탱크와, 상기 제1유수분리과정을 거쳐 여과된 1차 여과물의 선외 배출여부를 판단하여 선택적으로 선외로 배출시키는 제어유닛과, 상기 제어유닛의 선외 배출조건을 만족하지 아니하는 1차 여과물인 배출불가물의 제2유수분리과정을 수행하는 유수분리기를 포함하고, 상기 제2유수분리과정을 통해 상기 배출불가물은 2차여과물과 잔여물로 분리되며 상기 2차여과물은 상기 제어유닛으로 보내지고, 상기 잔여물은 상기 슬롭탱크로 보내지는 것을 포함한다.

Description

유수분리시스템 및 유수분리방법 {OIL DISCHARGE SYSTEM AND OIL DISCHARGE METHOD}

본 발명은 유수분리시스템 및 유수분리방법에 관한 것이다.

일반적으로 유조선은 석유, 경유, 당밀, 포도주원액, 화공약품 및 액화석유가스(LPG) 등 액체화물을 용기에 넣지 않은 비포장 상태로 적재하여 대량 수송하는 선박으로, 일반 화물선과는 달리 보통 화물창에 원유를 만재한 상태로 수송하고 수송한 원유를 하역한 후에 되돌아갈 때는 공선 상태로 항해하게 된다.

이와 같은 선박에서는 화물창의 검사를 위하여 주기적으로 해수를 이용하여 화물창 내부를 씻는 세척 작업을 실시하게 되고, 이렇게 화물창의 세척에 사용되었던 오일과 해수의 혼합물은 바다의 오염을 방지하기 위하여 분리 배출이 요구된다.

하지만 오일과 해수의 혼합물의 분리 배출이 확실하게 이루어 지지 않아 해양 오염이 문제가 되고 있다. 미국 연안경비대의 통계에 의하면 연간 약380만톤 정도의 유류가 해양에 유출되고 있으며 그 중 선박을 통하여 유출되는 양은 약 173만톤으로 총 유출량의 50%에 해당된다고 보고 되어 있다. 여기서 유류의 유출량은 배출되는 해수량에 비하면 무시해도 좋을 만큼 소량이지만 유류의 유출이 대부분 연안해역에서 발생하므로 해양생태계에 미치는 영향은 심각하다 할 수 있다.

이에 따라 MARPOL 73/78 국제협약에 의해 유분 농도의 배출규제 제한치가 1985년부터 100ppm에서 15ppm으로 강화되었으며 유류여과장치와 유류배출자동정지장치 등의 설치가 의무화 되었다. 이런 이유로 현재 모든 선박에 장착된 유수분리장치는 MARPOL 규정에 따르도록 설치되었으며 이 설비의 성능 및 작동상황을 해당 선급에서 의무적으로 검사하는 실정이다.

상술한 오일과 해수의 혼합물의 분리 배출과 관련된 종래 기술에 따르면, 선박에 나열 배치되는 화물창의 일측으로 스롭탱크(slop tank)를 설치함으로써 오일과 해수의 혼합물의 분리 배출 문제를 해결하였다. 화물창을 세척한 오일과 해수의 혼합물을 모두 스롭탱크로 유입시키고, 스롭탱크에서는 유입된 오일과 해수의 혼합 잔류물을 중력에 의한 유수분리를 통해 해수만을 배출하게 한 것이다.

하지만 이러한 방식으로는 오일과 물의 밀도 차이만을 고려한 방법이 적용되기 때문에 물과 오일을 기준 이상으로 분리하는데 많은 시간이 걸려 작업 효율을 저하시킬 뿐 아니라 생산성을 현저하게 떨어뜨리고, 상술한 배출규제 제한치를 용이하게 지키기 어려운 문제가 있는데, 이러한 문제를 해결하기 위하여 많은 노력이 이루어지고 있다.

본 발명의 일실시 예들은 오일과 해수의 혼합물을 빠르게 분리함으로써 원유를 효율적으로 처리하고자 한다.

또한, 유수분리기를 따로 두어, 상기 혼합물을 물과 오일로 정확하게 분리하고 배출하도록 함으로써 환경오염을 미연에 방지하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 혼합물을 저장하고, 상기 저장된 혼합물의 제1유수분리과정을 수행하는 슬롭탱크와, 상기 제1유수분리과정을 거쳐 여과된 1차 여과물의 선외 배출여부를 판단하여 선택적으로 선외로 배출시키는 제어유닛과, 상기 제어유닛의 선외 배출조건을 만족하지 아니하는 1차 여과물인 배출불가물의 제2유수분리과정을 수행하는 유수분리기를 포함하고, 상기 제2유수분리과정을 통해 상기 배출불가물은 2차여과물과 잔여물로 분리되며 상기 2차여과물은 상기 제어유닛으로 보내지고, 상기 잔여물은 상기 슬롭탱크로 보내지는 유수분리시스템이 제공될 수 있다.

또한, 상기 슬롭탱크는, 선체 내부에 복수개가 직렬로 설치되어 혼합물이 순차로 유수분리과정을 거치도록 할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 오일과 물의 혼합물을 슬롭탱크에서 유수분리하는 1차 유수분리단계와, 제어유닛에서 상기 1차 유수분리단계를 거친 1차 여과물의 오일 함유량이 설정 값을 만족하는지 판단하는 판단단계를 거치되, 상기 판단단계에서 설정 값을 만족하지 못한 배출불가물을 유수분리기에서 다시 유수분리하는 2차 유수분리단계를 포함하는 선박의 유수분리방법이 제공될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 유수분리시스템은 ODME(oil discharge monitoring equipment)를 구비함으로써 규정에 의한 배출규제 제한치를 용이하게 준수하도록 할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 유수분리시스템은 ODME에서 배출 불가 판정을 받은 잔유물을 바로 슬롭탱크로 다시 돌려보내지 않고, 한번 더 유수분리를 수행함으로써 빠르게 혼합물이 유수분리 되도록 할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 중력에 의한 유수분리를 수행하는 슬롭탱크를 복수개 구비함으로써 효율적이고 빠르게 유수분리를 할 수 있다.

또 본 발명의 일실시예에 따른 유수분리시스템은 단순한 구성을 가져, 용이하게 고장수리 등 유지보수작업을 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유수분리시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유수분리시스템의 흐름도를 나타낸다.

이하에서는 본 발명의 일실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 유수분리시스템을 나타내고, 도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 유수분리시스템의 흐름도를 나타낸다.

도 1을 및 도2를 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 유수분리시스템은 혼합물이 일차적으로 저장되는 슬롭탱크(100)와 그 슬롭탱크(100)로부터 일차적으로 처리된 혼합물을 설정 값을 기준으로 배출 여부를 결정하고 감시하는 제어유닛(200)와 그 제어유닛(200)로부터 배출불가 판정을 받은 혼합물을 다시 빠르게 분리하는 유수분리기(300)를 포함할 수 있다. 여기서, 물, 잡유, 오일 및 폐수 등이 한데 섞여 있는 것을 혼합물이라 한다. 그리고 이하에서, 1차 여과물은 슬롭탱크(100)에서 한번 유수분리 과정을 거친 혼합물을 말하고, 2차 여과물은 유수분리기(300)에서 다시 한번 유수분리 과정을 거쳐 여과된 1차 여과물을 말한다.

슬롭탱크(100)는 선박 내부에서 발생하는 혼합물이 저장되는 장소로 될 수 있다. 즉, 일례로 선박 내 화물창을 세척하면서 발생하는 폐수(혼합물)가 모이는 저장고 역할을 수행 할 수 있다. 이는 선박 내에서 발생하는 대부분의 혼합물을 한번에 처리하도록 하여 혼합물의 유수분리 처리 속도를 높이고, 혼합물이 해양으로 퍼지는 것을 차단하는 역할을 한다.

또한, 슬롭탱크(100)는 일차적으로 혼합물을 분리하도록 하는 역할을 수행할 수 있는데, 구체적으로는 오일과 물의 밀도 차를 이용한 유수분리 과정을 거치도록 할 수 있다. 즉, 슬롭탱크(100) 내의 혼합물은 자연적으로 밀도가 낮은 오일이 밀도가 높은 물 위에 뜨게 되는데, 아래에 있는 물만을 슬롭탱크(100) 밖으로 빼냄으로써 간단히 오일과 물을 분리할 수 있는 것이다.

또한, 이러한 슬롭탱크(100)가 복수개 연결되어 설치됨으로써, 상기 유수분리가 효과적으로 이루어지도록 할 수 있다. 예를 들어, 선체(미도시) 내부의 좌현과 우현에 각각 슬롭탱크1(101)과 슬롭탱크2(102)를 직렬로 설치하고, 혼합물이 순차적으로 유수분리가정을 거치도록 할 수 있다. 즉, 슬롭탱크1(101)에서 한번 유수분리 과정을 거친 혼합물이 다시 한번 슬롭탱크2(102)로 이송되어 유수분리 과정을 거치도록 할 수 있다. 여기서 직렬로 설치된다 함은, 혼합물이 하나의 슬롭탱크1(101)에서 다른 슬롭탱크2(102)로 한 방향으로만 이동하고 역방향으로는 이동하지 않도록 하는 것을 말한다.

제어유닛(200)는 슬롭탱크(100)로부터 배출된 1차 여과물을 설정 값을 기준으로 하여 배출여부를 감시하고 결정하도록 할 수 있다. 예를 들면, 상기 설정 값은 규정에 의한 값으로 15ppm을 기준으로 될 수 있다. 그리고, 제어유닛(200)는 ODME(Oil Discharge Monitering Equipment)로 되어 배출불가 판정을 받은 1차 여과물, 즉 설정 값 이상의 오일 함유량을 가지는 배출불가물(oil content≥15ppm)을 다시 유수분리기(300)로 보내고, 나머지 배출가능 판정을 받은 배출가능물(oil content<15ppm)은 배관(200a)를 통하여 선체 외부로 배출되도록 할 수 있다. 여기서, 설정 값으로 제시한 15ppm은 관련 규정의 변경에 따라 달라질 수 있음은 통상의 기술자에게 자명할 것이다.

유수분리기(300)는 상기 제어유닛(200)에서 배출불가 판정을 받은 1차 여과물, 즉 배출불가물을 다시 빠르게 유수분리 하는 역할을 할 수 있다. 이는 1차 여과물을 빠르게 다시 한번 유수분리하여, 여과된 2차 여과물은 배관(300a)를 통하여 다시 제어유닛(200)로 보내어 판단을 받게 함과 동시에, 나머지 잔여물은 다시 슬롭탱크(100)로 되돌려 보내도록 할 수 있다. 만약 배출불가물을 유수분리기(300)를 거치지 않고 바로 슬롭탱크(100) 로 다시 보낸다면, 한번 여과된 1차 여과물이 다시 혼합물과 섞이게 됨으로써 작업 효율을 현저히 저하시키게 된다. 바꿔서 말하면, 종래와 같이 한번 여과된 물(1차 여과물)을 다시 여과되지 않은 물, 즉 혼합물과 섞이도록 다시 슬롭탱크(100)으로 보내지 않고, 다시 한번 유수분리기(300)를 통하여 빠르게 유수분리하는 과정을 추가하는 것이다. 따라서, 이 유수분리기(300)를 따로 두어 1차 여과물을 빠르게 유수분리하는 과정이 필요하다 할 것이다.

또한, 이러한 유수분리기(300)는 원심분리기(centrifugal separator) 또는 하이드로 사이클론(hydro cyclone) 등으로 될 수 있으며, 이는 선박의 종류 및 1차 여과물의 유량, 유속 등을 고려하여 필요에 따라 선택할 수 있는 설계 선택사항이라 할 것이다.

다음으로, 도 1 및 도 2를 참조하여 혼합물을 분리, 배출하는 과정에 대해 상세히 설명하기로 한다.

혼합물은 선박 내의 각 탱크(미도시)를 세척시 발생(S100)하는데, 이는 일차적으로 슬롭탱크(100)로 보내 저장하였다가 배출하게 된다. 슬롭탱크(100)로 보내진 혼합물은 그 내부에서 오일과 물의 밀도 차를 이용한 유수분리 과정(S200)을 거친오일 1차 여과물만 선외로 배출하게 되는데, 이때 제어유닛(200)가 관련 규정에 따라 1차 여과물의 배출 가능 여부를 결정(S300)하고 감시한다.

예로, 제어유닛(200)의 측정에 의해 15ppm 이상의 오일이 1차 여과물(배출불가물)에 섞여 있는 경우, 선외로 배출되지 못하게 되는 것이다. 이 배출되지 못하는 1차 여과물은 다시 유수분리기(300)로 보내져 유수분리의 과정(S400)을 다시 한번 거치게 된다. 이때, 다시 유수분리의 과정을 거친 2차 여과물은 슬롭탱크(100)와 제어유닛(200)를 연결하는 배관(102a)으로 다시 보내지고. 나머지 분류된 오일은 배관(300b)을 따라 다시 슬롭탱크(100)로 보내어지면서 상기 순환과정이 반복되게 된다. 그리고 상술한 순환과정이 반복됨에 따라 혼합물 중 대부분의 물이 선외로 배출(S500)되게 되는데, 작업자는 배출되는 물의 양이 일정 기준 이하로 적어지면 이 순환과정을 중단시킴으로써 모든 과정이 끝나게 된다. 따라서, 상술한 과정을 거쳐 슬롭탱크(100)에 들어 있는 혼합물을 빠른 시간에 처리하여, 설정 값을 만족하는 물은 선외로 배출되고, 슬롭탱크(100)에 남는 오일은 따로 처리하도록 할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 선박의 유수분리방법을 개시한다.

본 발명의 일실시예에 따른 선박의 유수분리방법은 오일과 물의 혼합물을 슬롭탱크(100)에서 유수 분리하는 1차 유수분리단계와 제어유닛(200)에서 상기 1차 유수분리단계를 거친 1차 여과물의 오일 함유량이 설정 값을 만족하는지 판단하는 판단단계를 거치되, 상기 판단단계에서 불합격판단을 받은 1차 여과물을 유수분리기(300)에서 다시 유수 분리하는 2차 유수분리단계를 포함한다.

1차 유수분리단계는, 복수개가 직렬로 연결된 슬롭탱크(100)를 이용하여 혼합물을 물과 오일로 1차로 분리하는 단계로써, 물과 오일의 밀도 차이를 이용한 분리 방식을 이용할 수 있다. 예를 들어, 슬롭탱크(100)의 하부에 토출구를 마련하여 밀도가 높은 물만을 토출시키는 방식을 사용하는 것이다.

판단단계에서는 슬롭탱크(100)로부터 여과된 1차 여과물이 제어유닛(200)의 설정 값을 만족하는지 여부를 판단하는 단계로, 설정 값을 만족하는 1차 여과물(배출가능물)은 선외로 배출되도록 하고, 그렇지 않은 나머지(배출불가물)는 유수분리기(300)로 보내는 단계이다. 여기서, 설정 값은 1차 여과물의 오일 함량이 규정 등에서 정한 최소 기준치가 될 수 있고, 이는 규정 및 기타 제반 사항에 따라 능동적으로 대처하도록 변경될 수 있을 것이다.

2차 유수분리단계는 1차 여과물 중 배출불가물을 다시 한번 여과시키는 단계로, 유수분리기(300)를 통해 수행될 수 있다. 예를 들어, 유수분리기(300)는 적은 양의 오일과 물을 분리하기 용이한 원심분리기(centrifugal separator)로 될 수 있는데, 이를 통해 분리된 2차 여과물은 다시 제어유닛(200)로 보내어 다시 판단단계를 거치도록 하고, 나머지 잔여물은 슬롭탱크(100)로 보내도록 하는 것이다. 그리고 다시 판단단계로 보내진 2차 여과물은 설정 값의 만족 여부에 따라 상술한 과정을 반복하게 할 수 있다.

상술한 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것일 뿐, 본 발명이 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있다.

100: 슬롭탱크, 101: 슬롭탱크1,
102: 슬롭탱크2, 200: 제어유닛,
300: 유수분리기

Claims (3)

1. 혼합물을 저장하고, 상기 저장된 혼합물의 제1유수분리과정을 수행하는 슬롭탱크와,
   상기 제1유수분리과정을 거쳐 여과된 1차 여과물이 유입되도록 상기 슬롭탱크과 제1배관에 의해 연결되고, 상기 1차 여과물의 선외 배출여부를 판단하여 선택적으로 선외로 배출시키는 제어유닛과,
   상기 제어유닛의 선외 배출조건을 만족하지 아니하는 1차 여과물인 배출불가물의 제2유수분리과정을 수행하여, 상기 배출불가물을 2차 여과물과 잔여물로 분리시키는 유수분리기와,
   상기 2차 여과물이 상기 제어유닛으로 보내지도록 상기 유수분리기와 상기 제1배관을 연결하는 제2배관과,
   상기 잔여물이 상기 슬롭탱크로 보내지도록 상기 유수분리기와 상기 슬롭탱크를 연결하는 제3배관을 포함하는 유수분리시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 슬롭탱크는, 선체 내부에 복수개가 직렬로 설치되어 혼합물이 순차로 유수분리과정을 거치도록 하는 유수분리시스템.
3. 삭제

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