KR101395158B1

KR101395158B1 - 해수를 이용한 선박용 음용수와 냉각수 제조장치 및 그 방법

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Publication number: KR101395158B1
Application number: KR1020130108596A
Authority: KR
Inventors: 안종근; 김종석
Original assignee: 김종석; 주식회사 청우
Priority date: 2013-09-10
Filing date: 2013-09-10
Publication date: 2014-05-15

Abstract

본 발명은 해수를 이용한 선박용 음용수와 냉각수 제조장치 및 그 방법에 관한 것으로, 오존을 발생시키는 오존발생기(10)와; 해수를 흡입하며, 오존발생기(10)에서 발생하는 오존과 해수를 혼합하여 과포화상태의 피처리수를 만들어 토출하는 혼합펌프(20)와; 혼합펌프(20)를 통해 토출되는 피처리수를 오존과 초음파를 이용하여 살균하는 오존살균장치(30)와; 오존살균장치(30)에서 살균된 피처리수를 복층 구조의 여과기를 통과시켜 피처리수 내에 잔류하는 세균과 오염물질을 여과하는 반응여과기(40)와; 반응여과기(40)를 통과한 피처리수가 일정시간 체류되어 피처리수 내에 잔류하는 오존이 용존산소로 환원되도록 반응시키는 저류조(50)와; 저류조(50)를 거친 피처리수 내의 잔류 오존을 분해하고 여과하는 활성탄여과기(60)와; 활성탄여과기(60)를 통과한 피처리수가 저장되는 저장조(70)와; 저장조(70)에 저장된 피처리수가 펌프(P1)에 의해 선택적으로 공급되어 미세 이물질을 제거하는 정밀여과기(80) 및; 정밀여과기(80)를 통과한 피처리수가 고압펌프(P2)에 의해 고압으로 역삼투막을 통과시켜 물의 용도별로 분리하여 배출하는 역삼투막필터(90)를 포함하고, 상기와 같은 구성에 의해 본 발명은 해수를 이용하여 선박 내에서 사용하는 음용수와 냉각수를 자급할 수 있다.

Description

해수를 이용한 선박용 음용수와 냉각수 제조장치 및 그 방법{Manufacturing Method and Apparatus for Cooling Water and Drinking Water for Ships used Seawater}

본 발명은 해수를 이용한 선박용 음용수와 냉각수 제조장치 및 그 방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 해수와 오존을 이용하여 선박 내에서 사용하는 음용수와 엔진 등의 냉각수를 만드는 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 해수 등의 물을 정화하여 음용수나 공업용수 등으로 재사용하기 위해 오존을 활용하는 수처리 방법이 알려져 있는데, 이러한 예로서 일본 공개특허 특개평5-305298호(수처리 방법 및 그 수처리 장치)가 개시되어 있다.

상기 특허문헌의 수처리 방법은 오존 공급장치, 여과장치 및 자외선 조사장치를 갖춘 처리장치에 물을 공급하여 정화하되, 처리장치에는 정밀 필터와 이온교환수지에 의한 고정화법 공정을 더하여 피처리수를 오존 공급장치와 여과 장치 및 자외선조사 장치에서 처리해 정수로 하고, 이를 다시 고정화법 공정으로 초순수화 처리함과 동시에 액중의 용존산소 양을 저감해, 곧바로 사용할 수 있도록 한데 특징이 있다.

이를 좀 더 상세하게 설명하면, 도 1에 개시된 바와 같이 수조(200)에 저장된 피처리수가 펌프(210)에 의해 오존공급장치(221, 222, 223)를 차례로 통과하도록 유로로 연결된 다음, 이들 사이에 각각 오존반응조(231, 232, 233)가 마련되어 피처리수와 오존이 각각 반응하여 살균, 탈색, 탈취 반응이 일어나도록 유도하며, 무기물 여과장치(240)와 활성탄 여과장치(250)를 통과시켜 피처리수 내의 침전물을 제거하고, 정밀필터(260)와 이온교환수지 탑(270)을 포함하는 고정화법을 이용하여 피처리수를 음용 가능하게 정화하고 있다.

그러나 상기 특허 문헌의 수처리장치 및 방법은, 일정 양의 피처리수가 저장될 상당한 크기의 수조(200)가 준비되어야 하므로 공간이 협소한 선박 등에 설치되어 사용되기 어렵다.

또한 수조(200)에 저장된 피처리수는 펌프(210)에 의해 유로 내로 단순히 공급되어 유로상의 오존공급장치(221, 222, 223)를 차례로 통과하도록 구성되어 있어 피처리수에 오존이 혼합되는 효율이 낮고, 이를 해결하기 위해 복수 개의 오존공급장치(221, 222, 223)를 반복하여 통과하도록 구성하고 있으나, 그럼에도 피처리수와 오존이 혼합되는 효율을 향상시키는 데에는 한계가 있다. 그리고 복수 개의 오존공급장치(221, 222, 223)를 설치하기 때문에 상대적으로 구조가 복잡해지고, 그 결과 설치 장소의 제약이 큰 단점도 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 음용수 제조장치 및 방법이 가지는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 해수와 오존을 이용하여 선박 내에서 사용되는 음용수 및 엔진 등의 설비를 냉각하는 냉각수로 사용될 수 있도록 정수하는 장치와 방법에 있어서, 피처리수와 오존의 혼합 성능이 향상되며, 피처리수 내의 오염물질과 세균 등을 효율적으로 여과할 수 있는 해수를 이용한 선박용 음용수와 냉각수 제조장치 및 그 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 음용수와 냉각수 제조장치를, 오존을 발생시키는 오존발생기와; 해수를 흡입하며 오존발생기에서 발생하는 오존과 해수를 혼합하여 과포화상태의 피처리수를 만들어 토출하는 혼합펌프와; 상기 혼합펌프를 통해 토출되는 피처리수를 오존과 초음파를 이용하여 살균하는 오존살균장치와; 상기 오존살균장치에서 살균된 피처리수를 복층 구조의 여과기를 통과시켜 피처리수 내에 잔류하는 세균과 오염물질을 여과하는 반응여과기와; 상기 반응여과기를 통과한 피처리수가 일정시간 체류되어 피처리수 내에 잔류하는 오존이 용존산소로 환원되도록 반응시키는 저류조와; 상기 저류조를 거친 피처리수 내의 잔류 오존을 분해하고 여과하는 활성탄여과기와; 상기 활성탄여과기를 통과한 피처리수가 저장되는 저장조와; 상기 저장조에 저장된 피처리수가 펌프에 의해 선택적으로 공급되어 미세 이물질을 제거하는 정밀여과기 및; 상기 정밀여과기를 통과한 피처리수가 고압펌프에 의해 고압으로 역삼투막을 통과시켜 물의 용도별로 분리하여 배출하는 역삼투막필터를 포함하여 구성하는 것에 의해 달성된다.

이때 상기 오존발생기에는 오존량이 설정된 기준치를 초과하거나 기준치 이하인 경우 또는 오존이 누출될 경우 상기 오존발생기의 작동을 제한하고 경고음을 발생하는 오존경보기가 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한 상기 반응여과기와 상기 저류조 및 상기 활성탄여과기에는 내부에 잔류하는 오존을 분해하는 오존파괴장치와, 파괴된 오존을 역세정하여 외부로 배출하는 역세정장치가 구비되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 역세정장치는 10 ~ 12시간 간격으로 자동 역세정되도록 설정되는 것이 더욱 바람직하다.

또한 상기 역삼투막필터를 통해 분리 배출되는 물은, 음용수, 냉각수 및 식염수로 분리되고, 상기 냉각수로 분리되어 배출되는 물은 산소제거장치를 통과시켜 용존산소를 제거한 다음, 냉각수로 사용되는 것이 바람직하다.

한편, 음용수와 냉각수 제조방법은, 혼합펌프를 이용하여 해수를 흡입하고, 오존발생기에서 발생하는 오존과 해수를 혼합하는 피처리수 혼합 단계와; 상기 피처리수를 오존과 초음파를 이용하여 살균하는 살균 단계와; 살균된 상기 피처리수를 복층 구조의 여과기로 구성된 반응여과기를 통과시켜 잔류 세균과 오염물질을 여과하는 1차 여과 단계와; 1차 여과된 상기 피처리수를 일정시간 저류시켜 잔류 오존이 용존산소로 환원되도록 반응시키는 피처리수 저류 단계와; 상기 피처리수 저류 단계에서 일정시간 반응된 피처리수 내에 잔류하는 오존을 활성탄여과기를 이용하여 분해 및 여과하는 2차 여과 단계와; 상기 2차 여과 단계를 통해 여과된 상기 피처리수를 저장조에 저장하는 피처리수 저장 단계와; 상기 저장조에 저장된 피처리수를 펌프를 통해 정밀여과기로 공급하여 잔류하는 미세 이물질을 제거하는 3차 여과 단계 및; 상기 3차 여과 단계를 통과한 상기 피처리수를 고압펌프를 통해 고압으로 역삼투막필터에 공급하여 물의 용도별로 분리 배출하는 피처리수 분리 배출 단계로 이루어지는 것에 의해 달성된다.

이때 상기 1차 여과 단계와 상기 피처리수 저류 단계 및 2차 여과 단계에는 각각 내부에 잔류하는 오존을 분해하는 오존파괴단계와; 파괴된 오존을 역세정하여 외부로 배출하는 역세정단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명은 선박에서 곧바로 해수를 유로 내로 흡입하여 오존과 혼합되므로 별도의 수조가 마련될 필요가 없고, 혼합펌프의 임펠러를 통해 오존과 피처리수가 서로 믹싱 혼합되므로 피처리수 내에 오존이 과포화상태로 혼합되며, 그 결과 복수 개의 오존발생장치를 설치하여 피처리수 내에 반복적으로 오존을 투입하지 않고도 오존을 이용한 피처리수의 정화 성능이 담보된다.

또한 처리된 물의 사용 목적에 따라 음용수와 냉각수 및 식염수 등으로 구분하여 최종 처리되기 때문에 별도의 후처리 공정이 요구되지 않는다.

도 1은 종래의 수처리방법에 대한 예를 보인 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 해수를 이용한 선박용 음용수와 냉각수 제조장치의 예를 보인 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 해수를 이용한 선박용 음용수와 냉각수 제조방법을 보인 공정도,
도 4는 본 발명에 따른 1차 여과 단계와 피처리수 저류 단계 및 2차 여과 단계의 세부 공정의 예를 보인 공정도이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 첨부도면을 통해 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.

본 발명은 선박에서 해수를 이용하여 선박 내에서 사용하는 음용수 및 엔진 등의 냉각수 등을 자급할 수 있도록 하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 이러한 본 발명에 따른 장치는 도 2에 도시된 바와 같이 오존발생기(10), 혼합펌프(20), 오존살균장치(30), 반응여과기(40), 저류조(50), 활성탄여과기(60), 저장조(70), 정밀여과기(80) 및 역삼투막필터(90)로 구성된다.

오존발생기(10)는 다량의 오존을 발생시키는 장치로서, 오존발생기(10)는 그 방법에 따라 크게 화학법, 자외선법, 플라즈마법, 방사선법, 무성방전법 등이 있다.

이와 같이 다양한 방법의 오존 발생방법 중에서도 본 발명은 다량의 오존을 발생시키기가 가장 용이한 무성방전법을 이용한 오존발생기(10)가 사용되며, 이러한 오존발생기(10)에 의해 생성되는 오존은 물과 공기 등의 살균, 소독, 탈취 등의 효과가 있는 것으로 알려져 있다.

이때 본 발명에 따른 오존발생기(10)는 후술하는 혼합펌프(20)의 입구측과 출구측 유로와 각각 연결되도록 유로가 설치되어 오존발생기(10)에서 생성된 오존이 혼합펌프(20)의 입구측과 출구측 유로를 통해 각각 공급되도록 구성되는데, 이와 같은 구조에 의해 본 발명은 입구측 유로를 통해 피처리수인 해수가 혼합펌프(20)로 유입되기 전, 일정 양의 오존이 유입되어 혼합펌프(20) 내에서 혼합되고, 이렇게 오존이 혼합된 피처리수가 출구측 유로를 통해 배출되는 과정에서 다시 한번 오존이 공급되어 혼합됨으로써 피처리수와 오존의 혼합 효율이 향상되고, 그 결과 피처리수 내에서 오존이 과포화상태가 된다.

한편, 무성방전법에 의해 오존을 발생시키는 오존발생기(10)는 일반적으로 널리 이용되고 있는 것으로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이에 더해 오존발생기(10)에는 오존 발생량이 설정된 기준치를 초과하거나 기준치 이하일 경우 또는 오존이 누출될 경우 오존발생기(10)의 작동을 제한하고 경고음을 발생하는 오존경보기(11)가 더 설치되는 것이 바람직하다.

혼합펌프(20)는 내부에 회전 동작되는 임펠러(도시되지 않음)가 설치된 구조로 이루어지고, 이 혼합펌프(20)로 입구측 유로와 출구측 유로가 각각 구비되는 것으로, 입구측 유로는 해수를 직접 흡입할 수 있도록 실시된다.

이러한 혼합펌프(20)는 입구측 유로를 통해 해수가 혼합펌프(20) 내부로 흡입된 상태에서 내부의 임펠러에 의해 고속으로 혼합되면서 무수한 와류가 형성되어 피처리수와 오존이 혼합되는데, 이를 위해 오존발생기(10)에서 발생된 오존은 입구측 유로와 연결되어 오존이 공급되도록 구성된다.

그리고 혼합펌프(20) 내부에서 피처리수와 오존이 혼합된 다음, 출구측 유로를 통해 피처리수가 배출될 때, 이 피처리수에 재차 오존을 혼입시켜 혼합함으로써 피처리수 내에 오존이 과포화상태가 되도록 하는데, 이를 위해 오존발생기(10)는 출구측 유로와도 연결되도록 구성된다.

오존살균장치(30)는 혼합펌프(20)를 통해 오존이 과포화상태가 되도록 처리된 피처리수를 오존을 이용하여 살균하는 장치로서, 도 2에 도시된 바와 같이 피처리수가 저장되도록 상하 일정 높이의 수조가 마련되고, 이 수조의 하부로 피처리수가 공급되어 상부로 배출되도록 유로가 구성된다.

그리고 수조의 내측 하부에는 오존을 이용하여 피처리수를 살균하는 오존살균기(도면부호 없음)가 설치되어 수조의 하부로 유입된 피처리수가 오존살균기를 통과한 다음, 상부의 유로를 통해 배출된다.

그리고 오존살균기에 앞서 초음파발생기(도시되지 않음)와 자력발생기(도시되지 않음) 등이 설치되어 피처리수에 초음파와 자력이 가해지도록 함으로써 오존에 의한 살균 효과가 증대된다.

반응여과기(40)는 오존살균장치(30)를 통과하여 오존에 의해 살균된 피처리수를 복층 구조의 여과기를 이용하여 여과함으로써 피처리수 내에 잔류하는 오염물질과 세균 등을 제거하는 장치이다.

이러한 반응여과기(40)는 도 2에 도시된 바와 같이 일정 높이의 반응여과조(도면부호 없음) 내부에 복층 구조의 여과기(도면부호 없음)가 설치되고, 오존살균장치(30)를 통과한 피처리수가 반응여과조의 상부로 유입된 다음, 상부에서 하부로 여과기를 차례로 통과하여 반응여과조의 하부를 통해 피처리수가 배출되도록 유로가 구성된다.

이때 여과기는 상부에서 하부로 점차 미세한 오염물이 걸러지도록 서로 다른 규격의 여과기가 설치되며, 세균 등을 제거가 용이한 여과기가 사용됨이 바람직하다.

저류조(50)는 반응여과기(40)의 하부를 통해 배출되는 피처리수가 체류되어 일정시간 오존과 반응하도록 하는 구성으로 반응조라고도 하며, 이러한 저류조(50)에서 피처리수 내에 잔류하는 오존이 용존산소로 환원된다.

이때 저류조(50) 내부로 유입되는 피처리수는 저류조(50)의 하부로 유입된 다음, 상부로 배출되도록 유로가 구성됨으로써 저류조(50) 내에서 오존이 용존산소로 환원된 상류측 피처리수만이 배출되도록 구성된다.

활성탄여과기(60)는 숯과 같은 활성탄을 이용하여 피처리수의 오염물질을 제거하는 장치로서, 본 발명에서는 오염물질의 제거와 함께 활성탄에 형성된 미세 구멍들을 통해 피처리수가 통과되는 과정에서 잔류 오존이 함께 분해되면서 여과된다.

저장조(70)는 활성탄여과기(60)를 거친 피처리수 내의 오염물질과 잔류 오존이 제거된 피처리수를 저장하는 장치로서, 일정 양의 피처리수가 저장되기 때문에 선박 내에서 음용수 또는 냉각수 등이 필요할 때, 이 저장조(70)에 저장된 피처리수가 후술하는 공정들을 빠르게 통과하여 사용자에게 제공될 수 있다.

정밀여과기(80)는 저장조(70)에 저장된 피처리수가 펌프(P1)에 의해 내부로 공급된 다음, 정밀여과필터(도면부호 없음)를 통과시킴으로서 피처리수에 잔류하는 미세 이물질을 재차 제거하는 장치이다.

이러한 정밀여과기(80)는 앞서 실시되는 반응여과기(40)의 여과기로는 제거할 수 없는 미세한 입자의 현탁 물질 등을 제거하기 위한 것으로, 이러한 정밀여과기(80)로는 일반적으로 합성수지, 섬유 카본, 소결 금속 등을 여재로 한 다공질 여과기와, 규조토질 여막을 여재면에 형성시킨 규조토 여과기 등이 알려져 있다.

본 발명에서는 이와 같이 일반적으로 널리 이용되고 있는 정밀여과기(80) 중에서 당업자가 용이하게 실시하기 위해 어느 하나를 선택하거나 하나 이상을 혼합하여 사용될 수 있다.

더욱이 후술하는 역삼투막필터(90)에 앞서 정밀여과기(80)를 이용하여 미세한 입자의 현탁 물질을 제거하기 때문에 역삼투막의 반투막의 수명이 연장되는 장점도 있다.

역삼투막필터(90)는 정밀여과기(80)를 통과한 피처리수가 최종적으로 배출되기에 앞서 피처리수를 용도별로 분리하여 배출하기 위한 구성으로, 역삼투막(reverse osmotic membrane)은 반투막과 역삼투현상을 이용하여 입자크기가 1㎚이하의 이온성 물질까지도 여과할 수 있는 장점이 있다.

이와 같은 역삼투막필터(90)는 주로 폐수를 재활용하는 장치 또는 해수를 담수화하는 데에 널리 이용되고 있다.

본 발명은 이러한 역삼투막필터(90)를 이용하여 피처리수가 사용되는 용도에 따라 음용수와 냉각수 및 식염수 등으로 분리되어 배출되는데, 음용수와 냉각수는 반투막을 통과한 상류의 피처리수를 분리하여 배출함으로써 얻을 수 있고, 식염수는 반투막을 통과하기 이전의 하류측 피처리수를 배출함으로써 얻을 수 있다.

또한 냉각수로 사용되는 피처리수에는 산소가 냉각 유로를 부식시킬 수 있기 때문에 산소의 혼합량을 기준치 이하로 낮추어 공급할 필요가 있고, 이를 위해 본 발명에서는 냉각수로 배출되는 유로상에 산소파괴장치(120)를 더 설치하여 피처리수 내의 용존산소를 제거한 다음, 냉각수로 공급되도록 실시된다.

그리고 정밀여과기(80)를 통과하여 역삼투막필터(90)로 유입되는 피처리수는 고압펌프(P2)에 의해 일정 이상의 유속으로 역삼투막필터(80)를 빠르게 통과하고, 그 결과 역삼투막필터(80)를 통과한 피처리수가 용도별로 분리되어 유로를 따라 원활하게 배출될 수 있다.

한편, 본 발명에 있어서 반응여과기(40)와 저류조(50) 및 활성탄여과기(60)에는 각각의 내부에 잔류하는 오존을 분해하는 오존파괴장치(100)와, 파괴된 오존을 역세정하여 외부로 배출하는 역세정장치(110)가 구비되는데, 이러한 오존파괴장치(100)와 역세정장치(110)를 이용하여 반응여과기(40)와 저류조(50) 및 활성탄여과기(60)가 항상 일정 수준의 청결을 유지하도록 구성된다.

이때 역세정장치(110)는 10 ~ 12시간 간격으로 자동 역세정되도록 설정되거나 피처리수가 반응여과기(40)와 활성탄여과기(60)를 통과하는 유속의 변화에 의해 자동으로 실시되도록 실시될 수 있는데, 반응여과기(40)와 활성탄여과기(60)를 통과하는 유속이 급격히 느려지면, 상당한 양의 오염물질과 오존에 의해 피처리수의 여과 성능이 떨어지기 때문에 유속의 변화를 감지함으로써 역세정이 필요한 시기에 맞춰 자동으로 역세정 작업이 진행되도록 실시되거나, 일정한 시간 주기로 역세정이 실시되도록 함으로써 내부에 잔류하는 오염물질과 오존이 외부로 배출시키는 것이 바람직하다.

이하에서는 상기한 해수를 이용한 선박용 음용수와 냉각수 제조장치를 이용하여 도 3과 도 4에 도시된 제조방법에 의해 선박 내에서 사용되는 음용수와 냉각수를 제조하게 되며, 이하에서는 그 방법에 대하여 설명한다.

(1) 피처리수 혼합 단계(S100)

이 단계는 혼합펌프(20)를 이용하여 해수를 흡입하고, 오존발생기(10)에서 발생하는 오존과 유입된 피처리수를 서로 혼합하는 단계로서, 혼합펌프(20)의 입구측 유로와 출구측 유로와 오존발생기(10)가 각각 연결되어 있어 오존발생기(10)에서 생성된 오존이 피처리수로 혼입되고, 이에 의해 피처리수 내는 오존이 과포화상태로 유지되어 후술하는 살균 단계(S200)로 공급된다.

(2) 살균 단계(S200)

이 단계는 상기의 피처리수 혼합 단계(S100)에서 오존이 과포화상태로 혼합된 피처리수를 오존살균장치(30)에서 발생하는 오존의 살균력과 초음파발생기에서 발생하는 초음파 진동을 이용하여 살균하는 단계이다.

(3) 1차 여과 단계(S300)

이 단계는 상기의 살균 단계(S300)에서 오존살균장치(30)에 의해 살균된 피처리수를 복층 구조의 반응여과기(40)를 통과시켜 피처리수 내에 잔류하는 세균과 오염물질을 여과하는 단계이다.

(4) 피처리수 저류 단계(S400)

이 단계는 상기의 1차 여과 단계(S300)를 거친 피처리수를 저류조(50)에 임시로 저류시킴으로서 피처리수 내에 잔류하는 오존을 용존산소로 환원시키는 단계이다.

(5) 2차 여과 단계(S500)

이 단계는 상기의 피처리수 저류 단계(S400)에서 오존이 용존산소로 환원된 피처리수를 활성탄여과기(60)를 통해 분해하여 잔류하는 오존을 여과하는 단계이다.

(6) 피처리수 저장 단계(S600)

이 단계는 상기 2차 여과 단계(S500)에서 활성탄여과기(60)를 통과한 피처리수를 저장조(70)에 저장하는 단계이다.

(7) 3차 여과 단계(S700)

이 단계는 저장조(70)에 저장된 피처리수를 펌프(P1)를 통해 정밀여과기(80)로 공급하여 미세 이물질을 제거하는 단계이다.

(8) 피처리수 분리배출 단계(S800)

이 단계는 상기 3차 여과 단계(S700)를 통과한 피처리수를 고압펌프(P2)를 이용하여 고압으로 역삼투막필터(90)를 통과시킴으로서 물의 용도별로 분리 배출하는 단계이다.

이때 피처리수는 크게 음용수, 냉각수 및 식염수의 용도로 분리 배출되며, 이중 냉각수로 분리되어 배출되는 물은 산소제거장치(120)를 거쳐 피처리수에 잔류하는 용존산소가 제거된 다음 냉각수로 공급된다.

한편, 1차 여과 단계(S300)와 피처리수 저류 단계(S400) 및 2차 여과 단계(S500)에는 도 4에 도시된 바와 같이 각각 내부에 잔류하는 오존을 분해하는 오존파괴단계(S310, S410, S510)와, 파괴된 오존을 역세정하여 외부로 배출하는 역세정단계(S320, S420, S520)를 더 포함함으로써 반응여과기(40)와 저류조(50) 및 활성탄여과기(60)의 내부가 청결하도록 일정 주기로 역세정이 진행된다.

본 발명은 혼합펌프를 이용하여 해수를 유로 내로 흡입되어 오존과 혼합되고, 복수의 여과장치들을 차례로 통과하면서 피처리수 내의 잔류하는 오염물질과 오존이 제거되며, 최종적으로 물의 사용 목적에 따라 음용수와 냉각수 및 식염수 등으로 분리되어 배출되므로 별도의 후처리 공정이 요구되지 않는다.

10: 오존발생기 11: 오존경보기
20: 혼합펌프 30: 오존살균장치
40: 반응여과기 50: 저류조
60: 활성탄여과기 70: 저장조
80: 정밀여과기 90: 역삼투막필터
100: 오존파괴장치 110: 역세정장치
120: 산소제거장치 P1: 펌프
P2: 고압펌프

Claims

해수를 이용하여 선박에서 사용하는 음용수와 냉각수를 제조하는 장치에 있어서,
오존을 발생시키는 오존발생기(10)와;
해수를 흡입하며, 상기 오존발생기(10)에서 발생하는 오존과 해수를 혼합하여 피처리수를 만들어 토출하는 혼합펌프(20)와;
상기 혼합펌프(20)를 통해 토출되는 피처리수를 오존과 초음파를 이용하여 살균하는 오존살균장치(30)와;
상기 오존살균장치(30)에서 살균된 피처리수를 복층 구조의 여과기를 통과시켜 피처리수 내에 잔류하는 세균과 오염물질을 여과하는 반응여과기(40)와;
상기 반응여과기(40)를 통과한 피처리수가 일정시간 체류되어 피처리수 내에 잔류하는 오존이 용존산소로 환원되도록 반응시키는 저류조(50)와;
상기 저류조(50)를 거친 피처리수 내의 잔류 오존을 분해하고 여과하는 활성탄여과기(60)와;
상기 활성탄여과기(60)를 통과한 피처리수가 저장되는 저장조(70)와;
상기 저장조(70)에 저장된 피처리수가 펌프(P1)에 의해 선택적으로 공급되어 미세 이물질을 제거하는 정밀여과기(80) 및;
상기 정밀여과기(80)를 통과한 피처리수를 고압펌프(P2)에 의해 고압으로 역삼투막을 통과시켜 물의 용도별로 분리하여 배출하는 역삼투막필터(90)를 포함하는 것을 특징으로 하는 해수를 이용한 선박용 음용수와 냉각수 제조장치.
청구항 1에 있어서,
상기 오존발생기(10)에는 오존량이 설정된 기준치를 초과하거나 기준치 이하인 경우 또는 오존이 누출될 경우 상기 오존발생기(10)의 작동을 제한하고 경고음을 발생하는 오존경보기(11)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 해수를 이용한 선박용 음용수와 냉각수 제조장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 반응여과기(40)와 상기 저류조(50) 및 상기 활성탄여과기(60)에는 내부에 잔류하는 오존을 분해하는 오존파괴장치(100)와, 파괴된 오존을 역세정하여 외부로 배출하는 역세정장치(110)가 구비되는 것을 특징으로 하는 해수를 이용한 선박용 음용수와 냉각수 제조장치.
청구항 3에 있어서,
상기 역세정장치(110)는 10 ~ 12시간 간격으로 자동 역세정되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 해수를 이용한 선박용 음용수와 냉각수 제조장치.
청구항 1에 있어서,
상기 역삼투막필터(90)를 통해 분리 배출되는 물은, 음용수, 냉각수 및 식염수로 분리되고,
상기 냉각수로 분리되어 배출되는 물은 산소제거장치(120)를 통과시켜 용존산소를 제거한 다음, 냉각수로 사용되는 것을 특징으로 하는 해수를 이용한 선박용 음용수와 냉각수 제조장치.
해수를 이용하여 선박에서 사용하는 음용수와 냉각수를 제조하는 방법에 있어서,
혼합펌프(20)를 이용하여 해수를 흡입하고, 오존발생기(10)에서 발생하는 오존과 해수를 혼합하는 피처리수 혼합 단계(S100)와;
상기 피처리수를 오존과 초음파를 이용하여 살균하는 살균 단계(S200)와;
살균된 상기 피처리수를 복층 구조의 여과기로 구성된 반응여과기(40)를 통과시켜 잔류 세균과 오염물질을 여과하는 1차 여과 단계(S300)와;
1차 여과된 상기 피처리수를 일정시간 저류시켜 잔류 오존이 용존산소로 환원되도록 반응시키는 피처리수 저류 단계(S400)와;
상기 피처리수 저류 단계(S400)에서 일정시간 반응된 피처리수 내에 잔류하는 오존을 활성탄여과기(60)를 이용하여 분해 및 여과하는 2차 여과 단계(S500)와;
상기 2차 여과 단계(S500)를 통해 여과된 상기 피처리수를 저장조(70)에 저장하는 피처리수 저장 단계(S600)와;
상기 저장조(70)에 저장된 피처리수를 펌프(P1)를 통해 정밀여과기(80)로 공급하여 잔류하는 미세 이물질을 제거하는 3차 여과 단계(S700) 및;
상기 3차 여과 단계(S700)를 통과한 상기 피처리수를 고압펌프(P2)를 통해 고압으로 역삼투막필터(90)에 공급하여 물의 용도별로 분리 배출하는 피처리수 분리 배출 단계(S800)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 해수를 이용한 선박용 음용수와 냉각수 제조방법.
청구항 6에 있어서,
상기 1차 여과 단계(S300)와 상기 피처리수 저류 단계(S400) 및 2차 여과 단계(S500)에는 각각의 내부에 잔류하는 오존을 분해하는 오존파괴단계(S310, S410, S510)와;
파괴된 오존을 역세정하여 외부로 배출하는 역세정단계(S320, S420, S520)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해수를 이용한 선박용 음용수와 냉각수 제조방법.
청구항 6에 있어서,
상기 피처리수 분리 배출 단계(S800)는 피처리수가 음용수, 냉각수 및 식염수로 분리되어 배출되되,
상기 냉각수로 분리되어 배출되는 물은 산소제거장치(120)를 거쳐 용존산소가 제거된 다음 배출되도록 산소제거 단계(S810)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해수를 이용한 선박용 음용수와 냉각수 제조방법.