KR101554956B1 - Ballast water treatment system capable of exactly measuring concentration of oxidizing agent - Google Patents
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Abstract
본 발명은 밸러스트수 처리시스템에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 산화제가 포함되어 있는 살균수가 혼합된 밸러스트수를 저장하는 밸러스트탱크와 상기 밸러스트탱크에 공급되는 밸러스트수의 유량을 실시간 측정하여 출력하는 취수량계와 상기 밸러스트탱크에 공급되는 밸러스트수에 존재하는 산화제의 농도를 실시간 측정하는 산화제센서와 상기 취수량계와 산화제센서에서 출력된 데이터를 이용하여 상기 밸러스트탱크 내에 저장된 밸러스트수의 산화제 농도를 실시간으로 산출하는 농도산정부를 가지는 컨트롤러를 포함하여, 살균효율을 향상시키고 경제성을 도모하며 환경오염을 예방할 수 있는 산화제 농도의 정밀측정이 가능한 밸러스트수 처리시스템에 대한 것이다.The present invention relates to a ballast water treatment system, and more particularly, to a ballast water treatment system comprising a ballast tank for storing ballast water containing sterilized water containing an oxidizer, a water intake meter for measuring and outputting the flow rate of the ballast water supplied to the ballast tank And an oxidizer sensor for measuring in real time the concentration of the oxidizing agent present in the ballast water supplied to the ballast tank and the data output from the water intake meter and the oxidizer sensor in real time to calculate the oxidizer concentration of the ballast water stored in the ballast tank The present invention relates to a ballast water treatment system capable of precisely measuring the concentration of an oxidizer capable of improving sterilization efficiency, economic efficiency, and preventing environmental pollution, including a controller having a concentration calculation unit.
Description
본 발명은 밸러스트수 처리시스템에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 산화제가 포함되어 있는 살균수가 혼합된 밸러스트수를 저장하는 밸러스트탱크와 상기 밸러스트탱크에 공급되는 밸러스트수의 유량을 실시간 측정하여 출력하는 취수량계와 상기 밸러스트탱크에 공급되는 밸러스트수에 존재하는 산화제의 농도를 실시간 측정하는 산화제센서와 상기 취수량계와 산화제센서에서 출력된 데이터를 이용하여 상기 밸러스트탱크 내에 저장된 밸러스트수의 산화제 농도를 실시간으로 산출하는 농도산정부를 가지는 컨트롤러를 포함하여, 살균효율을 향상시키고 경제성을 도모하며 환경오염을 예방할 수 있는 산화제 농도의 정밀측정이 가능한 밸러스트수 처리시스템에 대한 것이다.The present invention relates to a ballast water treatment system, and more particularly, to a ballast water treatment system comprising a ballast tank for storing ballast water containing sterilized water containing an oxidizer, a water intake meter for measuring and outputting the flow rate of the ballast water supplied to the ballast tank And an oxidizer sensor for measuring in real time the concentration of the oxidizing agent present in the ballast water supplied to the ballast tank and the data output from the water intake meter and the oxidizer sensor in real time to calculate the oxidizer concentration of the ballast water stored in the ballast tank The present invention relates to a ballast water treatment system capable of precisely measuring the concentration of an oxidizer capable of improving sterilization efficiency, economic efficiency, and preventing environmental pollution, including a controller having a concentration calculation unit.
밸러스트수(ballast water)란 선박이 짐을 싣지 않고 운항하는 경우에 선박의 균형을 유지하기 위해 선박 내의 밸러스트탱크에 채우는 해수를 의미한다. 국제교역량의 증가와 함께 해상운송 비율이 점점 증가하고 있고 그에 따라 선박 수의 증가 및 대형화가 빠르게 이루어지고 있어 선박에서 사용하는 밸러스트수의 양도 크게 증가하고 있다. 선박에서 사용하는 밸러스트수의 양이 증가함에 따라 외래 해양생물종들로 인한 토착 해양생태계의 피해 발생 사례 역시 증가하고 있는바, 이러한 국제적인 환경문제를 해결하기 위해 2004년도에 국제해사기구(IMO)에서 '선박의 밸러스트수와 침전물의 통제와 관리에 대한 국제협약'이 완성되어 2009년부터 신규 건조되는 선박에 밸러스트수 처리장치가 의무적으로 설치되고 있다.Ballast water means seawater filled in the ballast tanks in order to maintain the balance of the ship when the ship is operated without luggage. With the increase of international trade volume, the marine transportation ratio is increasing, and as the number of vessels increases and the size of vessels increases rapidly, the volume of ballast water used by vessels is greatly increasing. As the amount of ballast water used in vessels increases, the number of cases of harms caused by marine ecosystems due to foreign marine species is also increasing. In order to solve these international environmental problems, the International Maritime Organization (IMO) The International Convention on the Control and Management of Ballast Water and Sediments of Ships has been completed, and a new ballast water treatment system has been installed on ships newly constructed from 2009.
종래 밸러스트수를 처리하기 위한 방식으로는 밸러스트수를 해상에서 교환하거나 육상에서 처리하는 방식이 있었으나, 비효율적인 단점이 있어 선박 내에 밸러스트수를 처리하기 위한 처리시설을 설치하는 방식이 널리 활용되고 있다.Conventionally, as a method for treating ballast water, there has been a method in which ballast water is exchanged at sea or treated on land, however, a method of installing a treatment facility for treating ballast water in a ship has been widely utilized because of its ineffective disadvantage.
아래 표시한 특허문헌을 참조하면, 종래 선박 내에서 밸러스트수를 처리하는 시스템(방식)의 일종인 전기분해를 이용한 밸러스트수 처리시스템(방식)은 유입되는 밸러스트수의 일부를 전기분해하여 생성된 산화제를 밸러스트수에 공급하여 밸러스트수를 살균한다.Referring to the patent documents listed below, a ballast water treatment system (method) using electrolysis, which is a type of system for treating ballast water in a conventional vessel, is a system in which a part of an incoming ballast water is electrolyzed, To the ballast water to sterilize the ballast water.
(특허문헌)(Patent Literature)
공개특허공보 제10-2007-0046440호(2007. 05. 03. 공개) "전해식 밸러스터수 처리방법 및 처리장치"Open Patent Publication No. 10-2007-0046440 (published on Mar. 03, 2007) "Electrolytic Ballast Water Treatment Method and Treatment Apparatus"
하지만, 초기 운전시부터 일정 시간 경과시까지는 밸러스트수에 공급되는 산화제의 농도가 일정하지 않으며, 시스템의 오작동 등으로 인해 전기분해되는 밸러스트수의 유량이 변화하거나 밸러스트수에 공급되는 전력이 변화하는 경우, 생성되는 산화제의 농도가 변화하게 되는데 종래 전기분해를 이용한 밸러스트수 처리시스템은 위와 같은 사정을 고려하지 않아 산화제가 혼합된 밸러스트수가 저장되는 밸러스트탱크의 농도를 실시간으로 정확하게 측정할 수 없는 문제가 있다. 상기 밸러스트탱크 내의 산화제 농도를 실시간으로 정확하게 측정하는 것이 불가능하여, 밸러스트수를 살균시키기 위한 정량의 산화제를 공급할 수 없으며, 상기 밸러스트탱크에서 배출되는 밸러스트수에 포함되어 있는 산화제를 중화시키기 위한 중화제의 공급량을 정확하게 산정할 수 없다. 이로 인해, 밸러스트수의 살균효율이 떨어지고 선박의 외부로 배출되는 밸러스트수에는 과량의 산화제 또는 중화제가 포함되게 되어 환경오염을 일어나게 된다.However, the concentration of the oxidizing agent supplied to the ballast water is not constant until a certain time elapses from the initial operation, and when the flow rate of the ballast water electrolyzed due to the malfunction of the system changes or the power supplied to the ballast water changes , The concentration of the generated oxidizing agent changes. However, the conventional ballast water treatment system using electrolysis does not consider the above circumstances, and thus there is a problem that the concentration of the ballast tank storing the oxidizing agent mixed ballast water can not be accurately measured in real time . It is impossible to accurately measure the concentration of the oxidizing agent in the ballast tank in real time so that it is impossible to supply a predetermined amount of oxidizing agent for sterilizing the ballast water and the amount of the neutralizing agent to neutralize the oxidizing agent contained in the ballast water discharged from the ballast tank Can not be accurately calculated. As a result, the sterilizing efficiency of the ballast water is lowered and the ballast water discharged to the outside of the ship contains excessive oxidizing agent or neutralizing agent, thereby causing environmental pollution.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems,
본 발명은 밸러스트수가 저장되는 밸러스트탱크 내의 산화제의 농도를 실시간으로 정확하게 측정할 수 있어, 살균효율을 향상시키고 경제성을 도모하며 환경오염을 예방할 수 있는 산화제 농도의 정밀측정이 가능한 밸러스트수 처리시스템을 제공하는데 목적이 있다.The present invention provides a ballast water treatment system capable of accurately measuring the concentration of oxidizing agent in a ballast tank in which ballast water is stored, realizing accurate sterilization efficiency, economic efficiency, and precise measurement of oxidant concentration that can prevent environmental pollution .
또한, 본 발명은 밸러스트탱크에 공급되는 밸러스트수의 유량과 상기 밸러스트수에 포함된 산화제의 농도를 실시간으로 측정하여 밸러스트탱크 내의 산화제 농도를 실시간으로 산정하므로, 상기 밸러스트탱크 내의 산화제의 농도를 실시간으로 정확하게 측정할 수 있는 산화제 농도의 정밀측정이 가능한 밸러스트수 처리시스템을 제공하는데 목적이 있다.In addition, since the concentration of the oxidant in the ballast tank is measured in real time by measuring the flow rate of the ballast water supplied to the ballast tank and the concentration of the oxidant contained in the ballast water in real time, And an object of the present invention is to provide a ballast water treatment system capable of precisely measuring an oxidant concentration accurately.
또한, 본 발명은 밸러스팅과정에서 밸러스트탱크 내의 산화제의 농도를 실시간으로 정확하게 알 수 있으므로, 산화제공급부를 제어하여 상기 밸러스트탱크 내의 산화제의 농도를 용이하게 조절할 수 있는 산화제 농도의 정밀측정이 가능한 밸러스트수 처리시스템을 제공하는데 목적이 있다.In addition, since the concentration of the oxidizing agent in the ballast tank can be accurately known in real time during ballasting, it is possible to control the concentration of the oxidizing agent in the ballast tank by controlling the oxidizing agent supply unit, Processing system.
또한, 본 발명은 밸러스트탱크 내에 최종적으로 저장된 산화제의 농도 및 밸러스트수의 유량을 정확하게 할 수 있으므로, 상기 밸러스트수가 상기 밸러스트탱크 내에서 저장된 시간을 고려하여 디밸러스팅과정에서 공급되어야할 적량의 중화제의 양을 산정할 수 있는 산화제 농도의 정밀측정이 가능한 밸러스트수 처리시스템을 제공하는데 목적이 있다.Further, the present invention can accurately determine the concentration of the oxidizer finally stored in the ballast tank and the flow rate of the ballast water, so that the ballast water needs to be supplied in an appropriate amount of neutralizing agent And an object of the present invention is to provide a ballast water treatment system capable of precisely measuring an oxidizing agent concentration capable of estimating an amount of an oxidizing agent.
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.In order to achieve the above object, the present invention is implemented by the following embodiments.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 산화제 농도의 정밀측정이 가능한 밸러스트수 처리시스템은 산화제가 포함되어 있는 살균수가 혼합된 밸러스트수를 저장하는 밸러스트탱크와, 상기 밸러스트탱크에 공급되는 밸러스트수의 유량을 실시간 측정하여 출력하는 취수량계와, 상기 밸러스트탱크에 공급되는 밸러스트수에 존재하는 산화제의 농도를 실시간 측정하는 산화제센서와, 상기 취수량계와 산화제센서에서 출력된 데이터를 이용하여 상기 밸러스트탱크 내에 저장된 밸러스트수의 산화제 농도를 실시간으로 산출하는 농도산정부를 가지는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, a ballast water treatment system capable of precisely measuring an oxidizer concentration according to the present invention includes a ballast tank for storing ballast water mixed with sterilizing water containing an oxidizer, a ballast tank for storing ballast water supplied to the ballast tank A water intake system for measuring and outputting the water flow rate in real time and an oxidizer sensor for measuring the concentration of the oxidizer present in the ballast water supplied to the ballast tank in real time and using the data output from the water intake meter and the oxidizer sensor, And a controller having a concentration calculation unit for calculating an oxidant concentration of the ballast water stored in the tank in real time.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 산화제 농도의 정밀측정이 가능한 밸러스트수 처리시스템에 있어서 상기 농도산정부는 상기 산화제센서가 출력한 산화제 농도에 대한 데이터를 수집하고 상기 취수량계가 출력한 유량에 대한 데이터를 수집하여, 시간별 산화제 농도의 값 및 밸러스트수 유량의 값을 산정하는 테이터수집모듈과; 상기 테이터수집모듈에서 산정된 시간별 밸러스트수 유량의 값을 합산하여 실시간으로 밸러스트탱크에 저장된 밸러스트수의 유량을 산출하는 실시간유량산출모듈과; 상기 테이터수집모듈에서 산정된 시간별 밸러스트수 유량의 값 및 시간별 산화제 농도의 값을 이용하여 실시간으로 밸러스트탱크에 저장된 밸러스트수에 포함되어 있는 산화제의 농도를 산출하는 실시간농도산출모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, in the ballast water treatment system capable of precisely measuring the oxidizer concentration according to the present invention, the concentration calculator collects data on the oxidizer concentration output from the oxidizer sensor, A data collection module for collecting data on the oxidant concentration and the value of the oxidant concentration and the value of the ballast water flow rate per hour; A real time flow rate calculation module for calculating the flow rate of the ballast water stored in the ballast tank in real time by summing up the values of the ballast water flow rates by time calculated by the data collection module; And a real-time concentration calculation module for calculating the concentration of the oxidant contained in the ballast water stored in the ballast tank in real time using the value of the ballast water flow rate and the oxidant concentration value per hour calculated by the data collection module .
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 산화제 농도의 정밀측정이 가능한 밸러스트수 처리시스템은 상기 밸러스트탱크에 밸러스트수를 공급하는 유입관을 추가로 포함하며, 상기 산화제센서와 취수량계는 상기 유입관에 설치되며, 상기 살균수는 상기 산화제센서와 취수량계 전측의 상기 유입관에 공급되는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, a ballast water treatment system capable of precisely measuring an oxidizer concentration according to the present invention further comprises an inlet pipe for supplying ballast water to the ballast tank, And the sterilized water is supplied to the inlet pipe of the oxidant sensor and the water intake front side.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 산화제 농도의 정밀측정이 가능한 밸러스트수 처리시스템에 있어서 상기 실시간유량산출모듈은 밸러스팅과정이 시작된 후 특정시점(t)까지 상기 밸러스트탱크에 저장된 밸러스트수의 총량A(t)을 하기의 수학식 1에 의해 산출하는 것을 특징으로 한다.According to still another embodiment of the present invention, in the ballast water treatment system capable of precisely measuring the oxidizer concentration according to the present invention, the real time flow rate calculation module calculates the real time flow rate of the ballast water, The total amount A (t) of the ballast water is calculated by the following equation (1).
(수학식 1)(1)
수학식 1에서 f1(t)는 상기 데이터수집모듈에서 산정된 x축을 시간(t)으로 하고 y축을 유량으로 하는 시간별 유량의 값을 나타내는 함수In Equation (1), f 1 (t) is a function representing a value of a time-dependent flow rate with the time (t) calculated on the x-axis and the y-
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 산화제 농도의 정밀측정이 가능한 밸러스트수 처리시스템에 있어서 상기 실시간농도산출모듈은 밸러스팅과정이 시작된 후 특정시점(t)의 상기 밸러스트탱크에 저장된 밸러스트수의 산화제의 농도(C(t))를 하기의 수학식 2에 의해 산출하는 것을 특징을 한다.According to another embodiment of the present invention, in the ballast water treatment system capable of precisely measuring the oxidant concentration according to the present invention, the real-time concentration calculation module calculates the concentration of the oxidant in the ballast water tank, which is stored in the ballast tank at a specific time t And the concentration (C (t)) of the oxidizing agent in the ballast water is calculated by the following equation (2).
(수학식 2)(2)
수학식 2에서 f2(t)는 상기 데이터수집모듈에서 산정된 x축을 시간(t)으로 하고 y축을 산화제농도로 하는 시간별 산화제 농도의 값을 나타내는 함수In the equation (2), f 2 (t) is a function representing the value of the oxidant concentration over time in which the x-axis estimated by the data collection module is time t and the y-
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 산화제 농도의 정밀측정이 가능한 밸러스트수 처리시스템에 있어서 상기 밸러스트수 처리시스템은 상기 밸러스트탱크에 공급되는 밸러스트수에 산화제가 포함되어 있는 살균수를 공급하는 산화제공급부를 추가로 포함하며, 상기 컨트롤러는 상기 농도산정부에서 산출된 산정산화제농도와 밸러스트수를 처리하기 위해 요구되는 기준산화제농도를 비교하여, 상기 밸러스트탱크 내의 밸러스트수의 산화제 농도가 기준산화제농도에 이르도록 상기 산화제공급부를 제어하는 농도조절부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.According to still another embodiment of the present invention, in the ballast water treatment system capable of precisely measuring the oxidant concentration according to the present invention, the ballast water treatment system is characterized in that the ballast water supplied to the ballast tank contains sterilizing water containing an oxidizing agent Wherein the controller compares the concentration of oxidizing agent calculated by the concentration calculating section with the reference oxidizing agent concentration required for treating the ballast water to determine whether the oxidizing agent concentration of the ballast water in the ballast tank is higher than the reference And a concentration control unit for controlling the oxidant supply unit to reach the oxidant concentration.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 산화제 농도의 정밀측정이 가능한 밸러스트수 처리시스템에 있어서 상기 농도조절부는 상기 농도산정부에서 산출된 산정산화제농도와 기준산화제농도를 비교하여 그 결과를 출력하는 농도비교모듈과; 상기 농도비교모듈에서 상기 산정산화제농도가 상기 기준산화제농도의 일정 범위를 초과한다고 판단한 경우, 상기 산화제공급부를 제어하여 상기 밸러스트탱크에 저장되는 밸러스트수의 산화제 농도가 상기 기준산화제농도의 일정 범위에 이르도록 하는 상기 산화제량제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, in the ballast water treatment system capable of precisely measuring the oxidizer concentration according to the present invention, the concentration regulator compares the concentration of the oxidizing oxidizer calculated by the concentration calculating unit with the reference oxidizer concentration, A density comparison module for outputting the density information; Wherein when the concentration comparison module determines that the concentration of oxidizing agent exceeds the predetermined range of the reference oxidizing agent concentration, the oxidizing agent supply portion is controlled so that the oxidizing agent concentration of the ballast water stored in the ballasting tank reaches a certain range of the reference oxidizing agent concentration And the oxidant amount control module.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 산화제 농도의 정밀측정이 가능한 밸러스트수 처리시스템은 상기 밸러스트탱크에서 배출되는 밸러스트수에 중화제를 공급하는 중화제공급부를 추가로 포함하며, 상기 컨트롤러는 상기 농도산정부에서 산출된 산화제의 농도와 밸러스트수의 유량에 대한 데이터를 이용하여, 상기 밸러스트탱크로부터 배출되는 밸러스트수에 잔류하는 산화제를 중화시키기 위해 상기 중화제공급부의 작동을 제어하는 중화제조절부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, a ballast water treatment system capable of precisely measuring an oxidizer concentration according to the present invention further comprises a neutralizer supply unit for supplying a neutralizer to the ballast water discharged from the ballast tank, A neutralizing agent control unit for controlling the operation of the neutralizing agent supply unit to neutralize the oxidizing agent remaining in the ballast water discharged from the ballast tank is added using the data of the concentration of the oxidizing agent calculated by the concentration calculating unit and the flow rate of the ballast water As shown in FIG.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 산화제 농도의 정밀측정이 가능한 밸러스트수 처리시스템에 있어서 상기 중화제조절부는 밸러스팅과정의 종료시점의 상기 밸러스트수탱크에 공급된 밸러스트수의 총 유량 및 상기 종료시점의 산화제 농도를 상기 농도산정부로부터 수집하여 출력하는 확인모듈과; 상기 확인모듈에서 출력된 데이터를 디밸러스팅개시시간을 고려하여 상기 밸러스트탱크에서 배출되는 밸러스트수에 공급되어야 할 중화제의 양을 산정하는 산정모듈과; 상기 산정모듈에서 산출된 중화제의 양이 상기 밸러스트탱크에서 배출되는 밸러스트수에 공급되도록 상기 중화제공급부를 제어하는 조작모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, in the ballast water treatment system capable of precisely measuring the oxidant concentration according to the present invention, the neutralizer control unit controls the total amount of the ballast water supplied to the ballast water tank at the end of the ballasting process And a confirmation module for collecting and outputting the oxidant concentration at the end point from the concentration calculation section; A calculating module for calculating an amount of neutralizing agent to be supplied to the ballast water discharged from the ballast tank in consideration of the time for starting the data output from the checking module; And an operation module for controlling the neutralizing agent supply unit so that the amount of the neutralizing agent calculated by the calculation module is supplied to the ballast water discharged from the ballast tank.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 산화제 농도의 정밀측정이 가능한 밸러스트수 처리시스템에 있어서 상기 산정모듈은 공급되어야 할 중화제의 양(H(tn))을 하기의 수학식 3에 의해 산출하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, in the ballast water treatment system capable of precisely measuring the oxidant concentration according to the present invention, the estimation module calculates the amount (H (t n )) of the neutralizer to be supplied by the following equation .
(수학식 3)(3)
H(tn)=A(ta)×C(ta)×E(tn), E(tn)={f3(ta)-f3(tn)}/f3(ta) H (t n) = A ( t a) × C (t a) × E (t n), E (t n) = {f 3 (t a) -f 3 (t n)} / f 3 (t a )
위 수학식 3에서 H(tn)는 밸러스팅과정의 종료시점부터 디밸러스팅이 시작되는 시점의 시간 간격(이하, '디밸러스팅개시시간'이라 함) tn을 가질 때 상기 배출관(12)에 공급되어야 할 중화제의 양을 의미하며, A(ta)은 밸러스팅과정의 종료시점 ta의 밸러스트탱크(2)에 저장된 밸러스트수의 총 유량이고, C(ta)는 밸러스팅과정의 종료시점 ta의 밸러스트탱크(2)에 저장된 밸러스트수의 산화제 농도이며, E(tn)는 디밸러스팅개시간 tn의 상기 밸러스트탱크(2)에 저장된 밸러스트수의 산화제 농도의 감소비율이고, f3(t)는 밸러스팅과정 종료시점 후의 시간별 산화제 농도의 값을 나타내는 함수로 f3(ta)는 밸러스팅과정의 종료시점 ta의 산화제 농도이며 f3(tn)는 디밸러스팅개시간 tn의 산화제 농도임In the above equation 3 H (t n) is a time interval at the time of from the end of the ballasting procedure D. ballasting is started (hereinafter referred to as "de-ballasting the starting time") when it has a t n the discharge pipe (12 ) means the amount of neutralizing agent to be supplied to, and, a (t a) is the total flow rate of the ballast water stored in a ballast tank (2) of the end point t a of the ballasting procedure, C (t a) the ballasting procedure end, and the time t the oxidizing agent concentration of the ballast water stored in a ballast tank (2) of a of a, E (t n) is de ballast tinggae time ballast reduction ratio of the oxidizing agent concentration of the number stored in the ballast tank (2) of the t n and , f 3 (t) is a ballasting process ends f 3 as a function representing the value of the time-oxidant concentration (t a) is the oxidizing agent concentration of the end of the ballasting procedure time t a f 3 (t n) is de-ballasting after time Oxidant concentration at ting time t n
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.The present invention can obtain the following effects by the above-described embodiment, the constitution described below, the combination, and the use relationship.
본 발명은 밸러스트수가 저장되는 밸러스트탱크 내의 산화제의 농도를 실시간으로 정확하게 측정할 수 있어, 살균효율을 향상시키고 경제성을 도모하며 환경오염을 예방할 수 있는 효과가 있다.The present invention can accurately measure the concentration of an oxidizing agent in a ballast tank in which ballast water is stored in real time, thereby improving sterilization efficiency, economic efficiency, and environmental pollution.
또한, 본 발명은 밸러스트탱크에 공급되는 밸러스트수의 유량과 상기 밸러스트수에 포함된 산화제의 농도를 실시간으로 측정하여 밸러스트탱크 내의 산화제 농도를 실시간으로 산정하므로, 상기 밸러스트탱크 내의 산화제의 농도를 실시간으로 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the concentration of the oxidant in the ballast tank is measured in real time by measuring the flow rate of the ballast water supplied to the ballast tank and the concentration of the oxidant contained in the ballast water in real time, There is an effect that can be accurately measured.
또한, 본 발명은 밸러스팅과정에서 밸러스트탱크 내의 산화제의 농도를 실시간으로 정확하게 알 수 있으므로, 산화제공급부를 제어하여 상기 밸러스트탱크 내의 산화제의 농도를 용이하게 조절할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the concentration of the oxidizing agent in the ballast tank can be known accurately in real time during the ballasting process, the present invention can control the oxidizing agent supply unit to easily adjust the concentration of the oxidizing agent in the ballast tank.
또한, 본 발명은 밸러스트탱크 내에 최종적으로 저장된 산화제의 농도 및 밸러스트수의 유량을 정확하게 할 수 있으므로, 상기 밸러스트수가 상기 밸러스트탱크 내에서 저장된 시간을 고려하여 디밸러스팅과정에서 공급되어야할 적량을 중화제의 양을 산정할 수 있는 효과가 있다.Further, since the concentration of the oxidizer finally stored in the ballast tank and the flow rate of the ballast water can be accurately determined, the amount of the ballast water to be supplied in the de-ballasting process in consideration of the time stored in the ballast tank The amount can be calculated.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리시스템의 블럭도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배러스트수 처리시스템의 구성도.
도 3은 도 1의 컨트롤러의 블럭도.
도 4 내지 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리시스템의 작동과정을 설명하기 위한 참고도.1 is a block diagram of a ballast water treatment system in accordance with an embodiment of the present invention.
2 is a configuration diagram of a baitwater treatment system according to an embodiment of the present invention;
Figure 3 is a block diagram of the controller of Figure 1;
FIGS. 4 to 6 are reference views for explaining an operation process of the ballast water treatment system according to an embodiment of the present invention; FIG.
이하에서는 본 발명에 따른 산화제 농도의 정밀측정이 가능한 밸러스트수 처리시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고 만약 본 명세서에 사용된 용어의 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다.
Hereinafter, a ballast water treatment system capable of precisely measuring an oxidizer concentration according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It is to be noted that the same elements among the drawings are denoted by the same reference numerals whenever possible. Unless defined otherwise, all terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs and, if conflict with the meaning of the terms used herein, It follows the definition used in the specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리시스템의 블럭도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배러스트수 처리시스템의 구성도이고, 도 3은 도 1의 컨트롤러의 블럭도이며, 도 4 내지 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리시스템의 작동과정을 설명하기 위한 참고도이다.
FIG. 1 is a block diagram of a ballast water treatment system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of a Bast water treatment system according to an embodiment of the present invention. And FIGS. 4 to 6 are reference views for explaining the operation of the ballast water treatment system according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 산화제 농도의 정밀측정이 가능한 밸러스트수 처리시스템을 도 1 내지 6을 참조하여 설명하면, 상기 밸러스트수 처리시스템은 밸러스트수가 이동하는 메인스트림관(1)과, 상기 밸러스트수가 저장되는 밸러스트탱크(2)와, 상기 메인스트림관(1)으로부터 밸러스트수의 일부를 인출하고 전기분해하여 산화제를 포함하는 살균수를 생성하여 밸러스트수에 공급하는 산화제공급부(3)와, 상기 밸러스트탱크(2)에서 배출되는 밸러스트수에 잔류하는 산화제를 제거하기 위한 중화제가 공급되는 중화액공급부(4)와, 상기 처리시스템의 작동을 제어하는 컨트롤러(5) 등을 포함한다.
1 to 6, a ballast water treatment system capable of precisely measuring an oxidizer concentration according to an embodiment of the present invention will be described. The ballast water treatment system includes a
상기 메인스트림관(1)은 밸러스트수의 주류가 이동하는 관으로, 유입관(11), 배출관(12)을 포함한다.The main stream pipe (1) is a pipe through which the main stream of ballast water moves, and includes an inlet pipe (11) and a discharge pipe (12).
상기 유입관(11)은 선박 내로 유입된 밸러스트수를 상기 밸러스트탱크(2)에 공급하는 관으로, 상기 유입관(11)에는 후술할 산화제공급부(3)에 의해서 생성된 산화제를 포함하는 살균수가 공급되는데 이에 대하여는 하기에서 자세히 설명하기로 한다. 상기 유입관(11)에는 취수펌프(111), 산화제센서(112), 취수량계(113), 취수밸브(114)가 설치된다.The
상기 취수펌프(111)는 상기 유입관(1)의 선단측에 설치되며 상기 컨트롤러(5)의 제어하에 작동하여 밸러스트수를 유입관(11)을 통해 수송하는 구성으로, 상기 취수펌프(11) 출력의 강약을 제어하여 상기 유입관(11)을 통해 수송되는 밸러스트수의 유량을 제어할 수 있다.The
상기 산화제센서(112)는 상기 유입관(2)의 후측에 설치되어 살균수가 혼합된 밸러스트수에 존재하는 산화제의 농도를 실시간 측정하는 센서로, 상기 밸러스트수에 포함되어 있는 잔류 염소의 농도를 측정하여 산화제의 농도를 계산한다. 상기 농도센서(12)에서 측정된 값은 상기 컨트롤러(5)에 송신된다.The
상기 취수량계(113)는 상기 산화제센서(112)의 후측 상기 유입관(1)에 설치되어 상기 유입관(1)을 통해 상기 밸러스트탱크(2)에 공급되는 밸러스트수의 유량을 실시간 측정하는 구성으로, 상기 취수량계(14)에서 측정된 값은 상기 컨트롤러(5)에 송신된다.The
상기 취수밸브(114)는 상기 취수량계(113)의 후측 상기 유입관(1)에 설치되며 상기 컨트롤러(5)의 제어하에 상기 유입관(1)을 통해 흐르는 밸러스트수의 유량을 조절하는 구성으로, 볼 밸브타입의 2way 밸브 등이 사용될 수 있다. 상기 산화제센서(112) 및 취수량계(113)는 최대한으로 상기 유입관(11)의 말단, 즉 밸러스트탱크(2)에 가깝게 설치되며, 상기 산화제센서(112) 및 취수량계(113)가 실시간 측정하여 상기 컨트롤러(5)에 전송한 데이터는 상기 밸러스트탱크(2) 내의 밸러스트유량과 산화제농도를 계산하는데 사용되는데, 이에 대해서는 하기에서 자세히 설명하기로 한다.The
상기 배출관(12)은 상기 밸러스트탱크(2)에 연결되어 밸러스트수가 선박의 외부로 배출되도록 하는 구성으로, 상기 밸러스트탱크(2)에서 배출되는 밸러스트수에는 산화제가 잔류하므로 상기 배출관(12)에는 후술할 중화제공급부(4)에 의해서 중화제가 공급되는데 이에 대하여는 하기에서 자세히 설명하기로 한다. 상기 배출관(12)에는 배수펌프(121)가 설치된다.The discharge pipe (12) is connected to the ballast tank (2) to discharge the ballast water to the outside of the ship. Since the oxidant remains in the ballast water discharged from the ballast tank (2) The neutralizing agent is supplied by the neutralizing agent supply unit 4, which will be described in detail below. The discharge pipe (12) is provided with a drain pump (121).
상기 배수펌프(121)는 상기 배출관(12)에 설치되며 상기 컨트롤러(5)의 제어하에 작동하여 밸러스트수를 상기 배출관(12)을 통해 수송한다.
The
상기 밸러스트탱크(2)는 상기 유입관(11)의 말단에 연결되어 상기 유입관(11)을 통해 수송되는 산화제가 포함되어 있는 살균수가 혼합된 밸러스트수를 저장하는 구성으로, 예컨대, 원통형, 장방형 등과 같은 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, SUS304 또는 SPV300과 같은 다양한 재질로 제조될 수 있다. 상기 밸러스트탱크(2)에 저장된 밸러스트수는 상기 배출관(12)을 통해 선박의 외부로 배출된다.
The
상기 산화제공급부(3)는 상기 유입관(11)으로부터 밸러스트수의 일부를 인출하고 전기분해하여 산화제를 포함하는 살균수를 생성하여 상기 유입관(11)에 공급하는 구성으로, 인출관(31), 전기분해부(32), 산화제공급관(33) 등을 포함한다.The oxidant supply unit 3 draws a part of the ballast water from the
상기 인출관(31)은 상기 취수밸브(111)의 후측 및 상기 산화제센서(122)의 전측 상기 유입관(11)에 연통되게 연결되어 상기 유입관(11)을 흐르는 밸러스트수의 일부를 상기 전기분해부(32)에 공급하는 관으로, 상기 인출관(31)에는 인출밸브(311), 인출펌프(312), 인출량계(313) 등이 설치된다.The
상기 인출밸브(311)는 상기 인출관(31)의 선단측에 설치되며 상기 컨트롤러(5)의 제어하에 작동하여 상기 인출관(31)을 통해 흐르는 밸러스트수의 유량을 조절한다.The take-out
상기 인출펌프(312)는 상기 인출밸브(311)의 후측 상기 인출관(31)에 설치되며 상기 컨트롤러(5)의 제어하에 작동하여 밸러스트수의 일부를 상기 인출관(31)을 통해 수송한다.The
상기 인출량계(313)는 상기 인출펌프(312)의 후측 상기 인출관(31)에 설치되어 상기 인출관(31)을 통해 상기 전기분해부(32)에 공급되는 유체의 유량을 측정하는 구성으로, 상기 인출량계(313)에서 측정된 값은 상기 컨트롤러(5)에 송신된다.The
상기 전기분해부(32)는 상기 인출관(31)으로부터 밸러스트수를 공급받아 전기분해하여 산화제를 포함하는 살균수를 생성하는 구성으로, 전해조(321), 정류기(322) 등을 포함한다.The
상기 전해조(321)는 밸러스트수를 공급받아 전기분해하는 구성으로, 상기 밸러스트수는 기설정된 염도를 가지므로 밸러스트수의 전기분해시 살균제로 작용하는 차염소산, 차염소산나트륨, 차염소산이온 등의 산화제가 생성된다.The
상기 정류기(322)는 교류전압을 직류전압으로 변환하여 상기 전해조(321)에 공급하는 구성으로, 상기 컨트롤러(5)의 제어하에 상기 전해조(321)에 공급되는 전압의 세기를 변경하여 살균제의 생성량을 조절한다. 상기 컨트롤러(5)는 상기 밸러스트탱크(2) 내의 산화제의 농도에 따라, 상기 정류기(322)를 제어하여 상기 전해조(321)에 공급되는 전력의 양을 변경하거나, 상기 인출밸브(311)를 제어하여 상기 전해조(321)에 공급되는 밸러스트수의 양을 변경하여, 산화제를 포함하는 살균수의 생성량을 조절한다.The
상기 산화제공급관(33)은 상기 전해조(321)에서 생성된 산화제를 포함하는 살균수를 상기 유입관(1)에 공급하는 구성으로, 상기 산화제공급관(33)의 말단은 취수펌프(111)와 인출관(31) 사이의 상기 유입관(1)에 연통되게 연결된다. 상기 유입관(1)에 공급된 살균수에 포함되어 있는 차염소산, 차염소산나트륨, 차염소산이온 등은 산화제는 살균제로 작용하여 상기 밸러스트수를 살균한다. 상기 산화제공급관(33)에는 상기 컨트롤러(5)의 제어하에 상기 살균수공급관(33)을 흐르는 살균수의 유량을 조절하는 공급밸브(331)가 설치된다.
The
상기 중화제공급부(4)는 상기 밸러스트탱크(2)에서 배출되는 밸러스트수에 중화제를 공급하는 구성으로, 중화제탱크(41), 중화제공급관(42), 중화펌프(43) 등을 포함한다. 상기 밸러스트탱크(2)에서 배출되는 밸러스트수에는 일정량의 산화제가 잔류하여 중화 없이 상기 밸러스트수를 선박의 외부로 배출하는 경우 해양생태계가 파괴됨으로, 상기 밸러스트수에 중화제를 공급하여 산화제를 중화시켜 제거한 다음 밸러스트수를 선박의 외부로 배출하게 된다. 상기 컨트롤러(5)가 상기 밸러스트탱크(2)의 유량, 산화제의 농도 및 밸러스트수가 저장된 시간을 고려하여, 상기 중화제공급부(4)가 공급하는 중화제의 양을 산정하는데, 이에 대해서는 하기에서 자세히 설명하기로 한다.The neutralizing agent supply unit 4 includes a neutralizing
상기 중화제탱크(41)는 산화제를 중화시키기 위한 중화제가 용해되어 저장되는 구성으로, 상기 중화제는 아황산나트륨, 옥살산, 티오황산나트륨 등이 사용될 수 있다.In the
상기 중화제공급관(42)은 일단은 상기 중화제탱크(41)에 연결되고 타단은 상기 배출관(12)에 연결되어 상기 중화제를 공급한다.The
상기 중화펌프(43)는 상기 중화제공급관(42)에 설치되며 상기 컨트롤러(5)의 제어하에 작동하여 중화제를 상기 중화제공급관(42)을 통해 수송한다. 상기 컨트롤러(5)는 상기 중화펌프(43)의 작동을 조절하여 상기 배출관(12)에 공급되는 중화액의 양을 제어한다.
The
상기 컨트롤러(5)는 상기 밸러스트수 처리시스템의 전체적인 작동을 제어하는 구성으로, 송수신부(51), 밸러스팅조작부(52), 농도산정부(53), 농도조절부(54), 중화제조절부(55), 저장부(56), 디스플레이부(57), 제어부(58) 등을 포함한다.The controller 5 controls the overall operation of the ballast water treatment system and includes a transmission and
상기 송수신부(51)는 상기 산화제센서(112), 취수량계(113), 인출량계(313)가 측정하여 전송한 데이터를 수신하고, 밸러스팅조작부(52), 농도산정부(53), 농도조절부(54), 중화제조절부(55), 디스플레이부(57) 등에서 출력된 제어지시를 송신한다.The
상기 밸러스팅조작부(52)는 사용자에 의해 밸러스트수 처리시스템의 작동신호가 입력되면, 취수밸브(114)를 개방하고 취수펌프(111)를 작동시켜 상기 유입관(11) 내에 밸러스트수를 공급하고, 상기 산화제공급부(3)를 작동시켜 유입관(11)에 산화제를 포함하는 살균수를 공급한다. 상기 밸러스팅조작부(52)의 작동에 의해 상기 밸러스트탱크(2)에는 살균수가 혼합된 밸러스트수가 저장되게 되는데, 살균수가 혼합된 밸러스트수가 상기 밸러스트탱크(2)에 유입되는 과정을 이하에서는 밸러스팅과정이라 한다. 상기 밸러스팅과정의 종료시점에는 기 설정된 목표량에 해당하는 밸러스트수가 상기 밸러스트탱크(2)에 저장되게 된다.When the operation signal of the ballast water treatment system is input by the user, the ballasting
상기 농도산정부(53)는 상기 밸러스팅과정에서 상기 밸러스트탱크(2)에 저장되는 밸러스트수의 산화제 농도를 실시간을 측정으로 하는 구성으로, 데이터수집모듈(531), 실시간유량산출모듈(532), 실시간농도산출모듈(533) 등을 포함한다.The
상기 테이터수집모듈(531)는 상기 산화제센서(112)가 출력한 산화제 농도에 대한 데이터를 수집하고 상기 취수량계(113)가 출력한 유량에 대한 데이터를 수집하여, 시간(t) 별 산화제 농도의 값 및 밸러스트수 유량의 값을 산정한다. 시간별 밸러스트수 유량의 값은 도 4에 도시된 바와 같이, x축을 시간(t)으로 하고 y축을 유량(ℓ)으로 하는 f1(t)의 함수로 표현될 수 있다. 도 4의 (a)의 그래프는 상기 밸러스트수 처리시스템이 정상적으로 작동하는 경우, 일 예의 시간별 밸러스트수 유량의 값을 나타내며, 도 4의 (b)의 그래프는 상기 밸러스트수 처리시스템의 오작동으로 인해 밸러스팅과정에서 상기 밸러스트탱크(2)에 유입되는 밸러스트수의 유량이 일정하지 않은 경우, 일 예의 시간별 밸러스트수 유량의 값을 나타낸다. 시간별 산화제 농도의 값은 도 5에 도시된 바와 같이, x축을 시간(t)으로 하고 y축을 산화제 농도(ppm)로 하는 f2(t)의 함수로 표현될 수 있다. 도 5의 (a)의 그래프는 상기 밸러스트수 처리시스템이 정상적으로 작동하는 경우, 일 예의 시간별 산화제 농도의 값을 나타내며, 도 5의 (b)의 그래프는 상기 밸러스트수 처리시스템의 오작동으로 인해 상기 유입관(11)에 공급되는 산화제의 양이 일정하지 않은 경우, 일 예의 시간별 산화제 농도의 값을 나타낸다. The
상기 실시간유량산출모듈(532)은 상기 테이터수집모듈(531)에서 산정된 시간별 밸러스트수 유량의 값을 합산하여 실시간으로 밸러스트탱크(2)에 저장된 밸러스트수의 유량을 산출한다. 밸러스팅과정이 시작된 후 특정시점(t)까지 상기 밸러스트탱크(2)에 저장된 밸러스트수의 총량(A(t))은 하기의 수학식 1에 의해서 산출된다.The real time flow
상기 실시간농도산출모듈(533)은 상기 테이터수집모듈(531)에서 산정된 시간별 밸러스트수 유량의 값 및 시간별 산화제 농도의 값을 이용하여 실시간으로 밸러스트탱크(2)에 저장된 밸러스트수에 포함되어 있는 산화제의 농도를 산정한다. 밸러스팅과정이 시작된 후 특정시점(t)의 상기 밸러스트탱크(2)에 저장된 밸러스트수의 산화제의 농도(C(t))은 하기의 수학식 2에 의해서 산출된다.The real-time
상기 농도조절부(54)는 상기 농도산정부(53)에서 산출된 산화제의 농도(이하, '산정산화제농도'라 함)와 밸러스트수를 처리하기 위해 요구되는 기설정된 산화제 농도(이하, '기준산화제농도'라 함)를 비교하여, 상기 밸러스트탱크(2) 내의 산화제 농도가 기준산화제농도에 이르도록 상기 산화제공급부(3)를 제어하는 구성으로, 농도비교모듈(541), 산화제량제어모듈(542) 등을 포함한다.The
상기 농도비교모듈(541)은 상기 농도산정부(53)에서 산출된 산정산화제농도와 기준산화제농도를 비교하여 그 결과를 출력한다.The
상기 산화제량제어모듈(542)는 상기 농도비교모듈(541)에서 상기 산정산화제농도가 상기 기준산화제농도의 일정 범위를 초과한다고 판단한 경우, 상기 산화제공급부(3)를 제어하여 상기 농도산정부(54)에서 산정되는 산정산화제농도가 상기 기준산화제농도의 일정 범위에 이르도록 한다. 예컨대, 산정산화제농도가 기준산화제농도의 하한값보다 적은 경우, 상기 산화제량제어모듈(542)는 상기 정류기(322)를 제어하여 상기 전해조(321)에 공급되는 전력의 양을 증가시키거나, 상기 인출밸브(311)를 제어하여 상기 전해조(321)에 공급되는 밸러스트수의 양을 증가시켜, 산화제를 포함하는 살균수의 생성량을 증가시킨다.The oxidizing agent
상기 중화제조절부(55)는 상기 농도산정부(53)에서 산출된 산화제의 농도와 밸러스트수의 유량에 대한 데이터를 이용하여 상기 밸러스트탱크(2)로부터 배출되는 밸러스트수에 잔류하는 산화제를 중화시키기 위해 상기 중화제공급부(4)의 작동을 제어하는 구성으로, 확인모듈(551), 산정모듈(552), 조작모듈(553) 등을 포함한다. 상기 밸러스트수 처리시스템이 설치된 선박에 짐을 적재하는 경우 상기 밸러스트탱크(2)에 저장된 밸러스트수를 선박의 외부로 배출하는데, 밸러스트수가 상기 밸러스트탱크(2)에서 배출되는 과정을 디밸러스팅과정이라 한다. 상기 밸러스팅과정이 끝나 밸러스트탱크(2)에 저장된 밸러스트수는 도 6에 도시된 바와 같이 시간이 경과할수록 산화제의 농도가 감소하게 되는데, 상기 중화제조절부(55)는 밸러스트수가 상기 밸러스트탱크(2)에 저장된 시간을 고려하여 공급되어야할 중화제의 양을 산정한다.The
상기 확인모듈(551)은 밸러스팅과정의 종료시점, 즉 더 이상 상기 밸러스트탱크(2)에 밸러스트수가 유입되지 않는 시점의 상기 밸러스트탱크(2)에 공급된 밸러스트수의 총 유량 및 상기 시점의 산화제 농도를 상기 농도산정부(53)로부터 수집하여 출력한다.The
상기 산정모듈(552)는 상기 확인모듈(551)에서 출력된 데이터를 밸러스팅과정의 종료시점부터 디밸러스팅이 시작되는 시점의 시간 간격(tn)을 고려하여 상기 배출관(12)에 공급되어야 할 중화제의 양을 산정한다. 상기 산정모듈(552)에서는 하기의 수학식 3에 의해 공급되어야 할 중화제의 양(H(tn))을 산출한다.The
(수학식 3)(3)
H(tn)=A(ta)×C(ta)×E(tn), E(tn)={f3(ta)-f3(tn)}/f3(ta) H (t n) = A ( t a) × C (t a) × E (t n), E (t n) = {f 3 (t a) -f 3 (t n)} / f 3 (t a )
위 수학식 3에서 H(tn)는 밸러스팅과정의 종료시점부터 디밸러스팅이 시작되는 시점의 시간 간격(이하, '디밸러스팅개시시간'이라 함) tn을 가질 때 상기 배출관(12)에 공급되어야 할 중화제의 양을 의미하며, A(ta)은 밸러스팅과정의 종료시점 ta의 밸러스트탱크(2)에 저장된 밸러스트수의 총 유량이고, C(ta)는 밸러스팅과정의 종료시점 ta의 밸러스트탱크(2)에 저장된 밸러스트수의 산화제 농도이며, E(tn)는 디밸러스팅개시간 tn의 상기 밸러스트탱크(2)에 저장된 밸러스트수의 산화제 농도의 감소비율이고, f3(t)는 밸러스팅과정 종료시점 후의 시간별 산화제 농도의 값을 나타내는 함수로 f3(ta)는 밸러스팅과정의 종료시점 ta의 산화제 농도이며 f3(tn)는 디밸러스팅개시간 tn의 산화제 농도이다.In the above equation 3 H (t n) is a time interval at the time of from the end of the ballasting procedure D. ballasting is started (hereinafter referred to as "de-ballasting the starting time") when it has a t n the discharge pipe (12 ) means the amount of neutralizing agent to be supplied to, and, a (t a) is the total flow rate of the ballast water stored in a ballast tank (2) of the end point t a of the ballasting procedure, C (t a) the ballasting procedure end, and the time t the oxidizing agent concentration of the ballast water stored in a ballast tank (2) of a of a, E (t n) is de ballast tinggae time ballast reduction ratio of the oxidizing agent concentration of the number stored in the ballast tank (2) of the t n and , f 3 (t) is a ballasting process ends f 3 as a function representing the value of the time-oxidant concentration (t a) is the oxidizing agent concentration of the end of the ballasting procedure time t a f 3 (t n) is de-ballasting after time Is the oxidant concentration at the ting time t n .
상기 조작모듈(553)은 상기 산정모듈(552)에서 산출된 중화제의 양이 상기 밸러스트탱크(2)에서 배출되는 밸러스트수에 공급되도록 상기 중화제공급부(4)를 제어한다.The
상기 저장부(56)는 밸러스팅과정 종료시점 후의 시간별 산화제 농도의 값을 나타내는 데이터가 저장된 구성으로, 밸러스팅과정 종료시점 후 시간별 산화제 농도의 값은 도 6에 도시된 바와 같이, x축을 시간(t)으로 하고 y축을 산화제농도(ppm)로 하는 f3(t)의 함수로 표현될 수 있다. 상기 f3(t)의 함수는 실험적으로 구할 수 있다.As shown in FIG. 6, the
상기 디스플레이부(57)는 상기 농도산정부(53)에서 산출한 데이터를 디스플레이(6)에 도시하고, 상기 제어부(58)는 상기 컨트롤러(5)의 전제적인 작동을 제어한다.The
상기 밸러스트수 처리시스템은 상기 농도산정부(53)를 통해 밸러스팅과정의 특정시점의 상기 밸러스트탱크(2)에 저장된 밸러스트수의 유량 및 상기 밸러스트수에 혼합된 산화제의 농도를 알 수 있으므로, 상기 산화제공급부(3)를 제어하여 상기 밸러스트탱크 내의 산화제의 농도가 기준산화제농도가 되도록 용이하게 조절할 수 있고, 디밸러스팅과정에서 공급되어야할 적량을 중화제의 양을 정확하게 산정할 수 있는 특징이 있다.
The ballast water treatment system can know the flow rate of the ballast water stored in the
상기 디스플레이(7)는 상기 컨트롤러(6)가 산정한 밸러스트탱크(2) 내의 밸러스트수의 유량 및 산화제의 농도를 실시간으로 표시하는 구성으로, 시스템 관리자는 상기 디스플레이(7)를 통해 시스템의 작동상태의 확인이 가능하므로 전체 시스템의 안전성을 향상시킬 수 있다.
The display 7 displays the flow rate of the ballast water in the
이상에서, 출원인은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Should be interpreted as falling within the scope of.
1: 메인스트림관 11: 유입관 12: 배출관
2: 밸러스트탱크 3: 산화제공급부 31: 인출관
32: 전기분해부 33: 산화제공급관 4: 중화제공급부
41: 중화제탱크 42: 중화제공급관 43: 중화펌프
5: 컨트롤러 51: 송수신부 52: 밸러스팅조작부
53: 농도산정부 54: 농도조절부 55: 중화제조절부
56: 저장부 57: 디스플레이부 58: 제어부
6: 디스플레이1: Mainstream pipe 11: Inflow pipe 12:
2: Ballast tank 3: Oxidizing agent supply unit 31: Drawing tube
32: electrolysis section 33: oxidant supply pipe 4: neutralizing agent supply section
41: neutralizer tank 42: neutralizer feed pipe 43: neutralization pump
5: controller 51: transmitting / receiving unit 52: balancing unit
53: Concentration estimating unit 54: Concentration regulating unit 55: Neutralizing agent regulating unit
56: storage unit 57: display unit 58: control unit
6: Display
Claims (10)
상기 컨트롤러는 상기 취수량계가 출력한 유량에 대한 데이터를 기초로 밸러스팅과정이 시작된 후 특정시점(t)까지 상기 밸러스트탱크에 저장된 밸러스트수의 총유량A(t)을 산출하는 실시간유량산출모듈, 상기 산화제센서가 출력한 산화제 농도에 대한 데이터를 기초로 밸러스팅과정이 시작된 후 특정시점(t)까지 상기 밸러스트탱크에 저장된 밸러스트수의 산화제의 농도(C(t))를 산출하는 실시간농도산출모듈을 포함하는 농도산정부와; 상기 밸러스트탱크로부터 배출되는 밸러스트수에 잔류하는 산화제를 중화시키는 중화제조절부;를 포함하고
상기 중화제조절부는 밸러스팅과정의 종료시점(ta)에 상기 밸러스트탱크에 저장된 밸러스트수의 총유량A(ta) 및 산화제 농도C(ta)를 상기 농도산정부로부터 수집하여 출력하는 확인모듈과; 디밸러스팅 과정에서 배출되는 밸러스트수에 공급되어야 할 중화제의 양(H(tn))을 산정하는 산정모듈;을 포함하고,
상기 산정모듈은 상기 총유량A(ta), 상기 산화제 농도C(ta) 및 밸러스팅과정의 종료시점(ta)부터 디밸러스팅개시시간(tn)까지 상기 밸러스트탱크(2)에 저장된 밸러스트수의 산화제 농도의 감소비율(E(tn))을 고려하여 중화제의 양(H(tn))을 산정함으로써 상기 밸러스트탱크 내에서 시간이 경과 함에 따라 산화제 농도가 낮아지는 것을 반영하여 중화제의 양(H(tn))을 산정하는 것을 특징으로 하는 산화제 농도의 정밀측정이 가능한 밸러스트수 처리시스템.A ballast tank for storing ballast water containing sterilizing water containing an oxidizing agent; A water intake meter installed at an end of the inflow pipe for measuring and outputting the flow rate of the ballast water supplied to the ballast tank in real time; An oxidant sensor installed at an end of the inlet pipe for real time measuring the concentration of the oxidant present in the ballast water supplied to the ballast tank; And a controller for controlling overall operation of the ballast water treatment system,
Wherein the controller calculates a total flow rate A (t) of the ballast water stored in the ballast tank up to a specific time t after the balancing process is started based on the data on the flow rate output by the water intake system, A real-time concentration calculation module for calculating the concentration (C (t)) of the oxidant in the ballast water stored in the ballast tank until a specific time t after the ballasting process is started based on the data on the oxidant concentration output from the oxidant sensor A concentration concentration unit that includes: And a neutralizing agent adjuster for neutralizing the oxidizing agent remaining in the ballast water discharged from the ballast tank
Checking module outputting to the concentration collected from the calculation unit for the neutralizing agent control unit the total flow rate A (t a) and the oxidizing agent concentration C (t a) of ballast stored in the ballast tanks, at the end (t a) of the ballasting procedure and; And a calculating module for calculating the amount (H (t n )) of the neutralizing agent to be supplied to the ballast water discharged in the dibaling step,
The calculation module to the total flow rate A (t a), the oxidizer concentration C (t a) and the end (t a) from di ballasting start time said ballast tank (2) to (t n) of the ballasting procedure (H (t n )) of the neutralizing agent in consideration of the reduction ratio (E (t n )) of the oxidizing agent concentration of the stored ballast water to reflect the lowering of the oxidizing agent concentration over time in the ballast tank Wherein the amount of the neutralizing agent (H (t n )) is calculated.
상기 밸러스트수 처리시스템은 상기 밸러스트탱크에서 배출되는 밸러스트수에 중화제를 공급하는 중화제공급부를 추가로 포함하며,
상기 농도산정부는 상기 취수량계가 출력한 유량에 대한 데이터를 수집하고 시간별 밸러스트수 유량의 값을 산정하여 상기 실시간유량산출모듈에 전달하고,상기 산화제센서가 출력한 산화제 농도에 대한 데이터를 수집하고 시간별 산화제 농도의 값을 산정하여 상기 실시간농도산출모듈에 전달하는 테이터수집모듈을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 산화제 농도의 정밀측정이 가능한 밸러스트수 처리시스템.The method according to claim 1,
The ballast water treatment system may further include a neutralizer supply unit for supplying a neutralizer to the ballast water discharged from the ballast tank,
The concentration calculation unit collects data on the flow rate output by the water intake system, calculates a value of the ballast water flow rate by time, and transmits the data to the real time flow rate calculation module. The concentration data is collected by the oxidant sensor, And a data collection module for calculating a concentration value of the concentration of the oxidizing agent and transmitting it to the real-time concentration calculation module.
상기 산정모듈에서 산출된 중화제의 양이 상기 밸러스트탱크에서 배출되는 밸러스트수에 공급되도록 상기 중화제공급부를 제어하는 조작모듈을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 산화제 농도의 정밀측정이 가능한 밸러스트수 처리시스템.3. The process according to claim 2,
Further comprising an operation module for controlling the neutralizing agent supply unit so that the amount of the neutralizing agent calculated by the calculating module is supplied to the ballast water discharged from the ballast tank.
상기 밸러스트탱크에 저장된 밸러스트수의 총량A(t)을 하기의 수학식 1에 의해 산출하는 것을 특징으로 하는 산화제 농도의 정밀측정이 가능한 밸러스트수 처리시스템.
(수학식 1)
수학식 1에서 f1(t)는 상기 데이터수집모듈에서 산정된 x축을 시간(t)으로 하고 y축을 유량으로 하는 시간별 유량의 값을 나타내는 함수4. The method of claim 3, wherein the real-time flow rate calculation module
Wherein the total amount A (t) of the ballast water stored in the ballast tank is calculated by the following equation (1).
(1)
In Equation (1), f 1 (t) is a function representing a value of a time-dependent flow rate with the time (t) calculated on the x-axis and the y-
상기 밸러스트탱크에 저장된 밸러스트수의 산화제의 농도(C(t))를 하기의 수학식 2에 의해 산출하는 것을 특징을 하는 산화제 농도의 정밀측정이 가능한 밸러스트수 처리시스템.
(수학식 2)
수학식 2에서 f2(t)는 상기 데이터수집모듈에서 산정된 x축을 시간(t)으로 하고 y축을 산화제농도로 하는 시간별 산화제 농도의 값을 나타내는 함수5. The apparatus of claim 4, wherein the real-time concentration calculation module
Wherein the concentration (C (t)) of the oxidant in the ballast water stored in the ballast tank is calculated by the following equation (2).
(2)
In the equation (2), f 2 (t) is a function representing the value of the oxidant concentration over time in which the x-axis estimated by the data collection module is time t and the y-
공급할 중화제의 양(H(tn))을 하기의 수학식 3에 의해 산출하는 것을 특징으로 하는 산화제 농도의 정밀측정이 가능한 밸러스트수 처리시스템.
(수학식 3)
H(tn)=A(ta)×C(ta)×E(tn), E(tn)={f3(ta)-f3(tn)}/f3(ta)
위 수학식 3에서, f3(t)는 밸러스팅과정 종료시점 후의 시간별 산화제 농도의 값을 나타내는 함수로 f3(ta)는 밸러스팅과정의 종료시점 ta의 산화제 농도이며 f3(tn)는 디밸러스팅개시간 tn의 산화제 농도임 6. The apparatus of claim 5,
And the amount (H (t n )) of the neutralizing agent to be supplied is calculated by the following equation (3).
(3)
H (t n) = A ( t a) × C (t a) × E (t n), E (t n) = {f 3 (t a) -f 3 (t n)} / f 3 (t a )
In the above Equation 3, f 3 (t) is a ballasting process f 3 as a function representing the value of the end time oxidant concentration after the time (t a) is the oxidizing agent concentration of the end of the ballasting procedure time t a f 3 (t n ) is the oxidant concentration at the divalent tinging time t n
상기 밸러스트수 처리시스템은 상기 밸러스트탱크에 공급되는 밸러스트수에 산화제가 포함되어 있는 살균수를 공급하는 산화제공급부를 추가로 포함하며,
상기 컨트롤러는 상기 농도산정부에서 산출된 산정산화제농도와 밸러스트수를 처리하기 위해 요구되는 기준산화제농도를 비교하여, 상기 밸러스트탱크 내의 밸러스트수의 산화제 농도가 기준산화제농도에 이르도록 상기 산화제공급부를 제어하는 농도조절부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 산화제 농도의 정밀측정이 가능한 밸러스트수 처리시스템.7. The method according to any one of claims 1 to 6,
The ballast water treatment system may further include an oxidant supply unit for supplying sterilizing water containing an oxidant to the ballast water supplied to the ballast tank,
The controller compares the concentration of oxidizing agent calculated by the concentration calculating section with the reference oxidizing agent concentration required for treating the ballast water to control the oxidizing agent supply section so that the oxidizing agent concentration of the ballast water in the ballast tank reaches the reference oxidizing agent concentration Wherein the concentration control unit further comprises a concentration adjusting unit for adjusting the concentration of the oxidizing agent.
상기 농도산정부에서 산출된 산정산화제농도와 기준산화제농도를 비교하여 그 결과를 출력하는 농도비교모듈과; 상기 농도비교모듈에서 상기 산정산화제농도가 상기 기준산화제농도의 일정 범위를 초과한다고 판단한 경우, 상기 산화제공급부를 제어하여 상기 밸러스트탱크에 저장되는 밸러스트수의 산화제 농도가 상기 기준산화제농도의 일정 범위에 이르도록 하는 산화제량제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 산화제 농도의 정밀측정이 가능한 밸러스트수 처리시스템.
8. The apparatus of claim 7, wherein the concentration adjuster
A concentration comparison module for comparing the concentration of the oxidizing oxidizing agent calculated by the concentration calculating section with the reference oxidizing agent concentration and outputting the result; Wherein when the concentration comparison module determines that the concentration of oxidizing agent exceeds the predetermined range of the reference oxidizing agent concentration, the oxidizing agent supply portion is controlled so that the oxidizing agent concentration of the ballast water stored in the ballasting tank reaches a certain range of the reference oxidizing agent concentration Wherein the oxidizing agent amount control module is configured to control the concentration of the oxidizing agent.
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JP4915295B2 (en) * | 2007-06-19 | 2012-04-11 | Jfeエンジニアリング株式会社 | Ballast water treatment equipment |
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