KR101566517B1 - 밸러스트수 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

밸러스트수 처리 장치를 개시한다. 본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치는 선박 외부의 해수를 유입하고, 상기 선박 내로 이송시키는 유입경로, 상기 유입경로와 연결되고, 상기 해수를 밸러스트수로 저장하는 밸러스트수 저장 탱크, 상기 해수로부터 살균 물질을 생성하여, 상기 밸러스트수에 공급하는 살균 물질 생성 유닛, 상기 밸러스트수 저장 탱크와 연결되고, 상기 밸러스트수를 상기 선박의 외부로 배출하는 배출경로를 포함하되, 상기 배출경로에 체류하는 상기 밸러스트수의 상기 살균 물질의 농도에 따라, 상기 배출경로에 상기 살균 물질의 투입여부를 결정할 수 있다.

Description

밸러스트수 처리 장치{Ballast water treatment}
본 발명은 밸러스트수 처리 장치에 관한 것이다.
밸러스트수는 해양 선박에서 중량 분배를 조절하는 데 사용된다. 밸러스트수에 의해 선박이 운행되는 과정에서 선박의 균형이 안정적으로 유지될 수 있게 한다.
밸러스트수가 한 항구에서 채워져서 다른 곳으로 이송되고, 그 곳에서 새로운 항구에 배출되는 것이 일반적이다. 이러한 과정에서는 타 지역의 해양 생물이 해당 지역에 유입됨에 따라 생태계가 급변하거나, 해로운 세균성 병원균이 유입되어 질병을 발생시킬 수 있다.
이를 방지하고자 선박에는 밸러스트수 처리 장치가 배치된다. 종래의 밸러스트수 처리 방법에서는 선체 외부의 해수를 유입시켜서 살균 물질을 주입하고 밸러스트수 저장 탱크에 저장한다. 그리고, 밸러스트수의 배출이 필요한 경우에는 밸러스트수에 중화제를 혼합하여 선체 외부로 배출한다.
여기서, 밸러스트수의 염소의 감소율은 농도는 온도나 탁도와 같은 주변 환경에 의해 변경될 수 있는데, 밸러스트수 내의 살균 물질의 잔류성이 낮아지는 경우, 종속영양세균(Heterotrophic bacteria)들이 다시 살아나는 문제점이 발생될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 밸러스트수가 선박의 외부로 배출될 때까지 잔류 염소 농도가 특정 범위로 유지될 수 있는 밸러스트수 처리 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 밸러스트수 처리 장치는 선박 외부의 해수를 유입하고, 상기 선박 내로 이송시키는 유입경로, 상기 유입경로와 연결되고, 상기 해수를 밸러스트수로 저장하는 밸러스트수 저장 탱크, 상기 해수로부터 살균 물질을 생성하여, 상기 밸러스트수에 공급하는 살균 물질 생성 유닛, 상기 밸러스트수 저장 탱크와 연결되고, 상기 밸러스트수를 상기 선박의 외부로 배출하는 배출경로를 포함하되, 상기 배출경로에 체류하는 상기 밸러스트수의 상기 살균 물질의 농도에 따라, 상기 배출경로에 상기 살균 물질의 투입여부를 결정할 수 있다.
이때, 상기 배출경로에 체류하는 상기 밸러스트수의 상기 살균 물질의 농도가 기준치 이상인 경우, 상기 배출경로에 상기 살균 물질이 투입되지 않을 수 있다.
이때, 상기 배출경로에 체류하는 상기 밸러스트수의 상기 살균 물질의 농도가 기준치 이하인 경우, 상기 배출경로에 상기 살균 물질이 투입될 수 있다.
이때, 상기 배출경로와 연결되고, 상기 살균 물질을 중화시키는 중화부를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 밸러스트수가 상기 중화부에 도달하기 전에, 상기 살균 물질이 상기 배출경로에 투입될 수 있다.
이때, 상기 밸러스트수 저장 탱크와 상기 중화부까지의 상기 배출경로에 체류하는 밸러스트수의 체류시간이, 상기 중화부에서 상기 선박의 외부로 배출되는 배출경로에 체류하는 밸러스트수의 체류시간보다 길 수 있다.
이때, 선박 외부로부터 밸러스트수가 유입되게 하는 유입관, 상기 유입관을 통하여 선박 외부로부터 유입된 밸러스트수가 이송되게 하는 이송관, 상기 이송관에서 상기 유입관과 연결되는 부분에 인접한 위치에 형성되어 밸러스트수를 펌핑하는 펌프, 상기 필터에 의해 여과된 밸러스트수가 저장되는 하나 이상의 밸러스트수 저장 탱크, 상기 이송관과 상기 밸러스트수 저장 탱크를 연결하도록 형성되어 상기 밸러스트수 저장 탱크에 저장된 밸러스트수가 상기 펌프에 의해 펌핑되어 상기 이송관에 공급되게 하는 배출관, 상기 이송관의 일측으로부터 분기되어 상기 밸러스트수 저장 탱크에 연결된 밸러스트수 공급관, 및 상기 이송관의 일측으로부터 분기되어 밸러스트수를 선외로 배출시키는 밸러스트수 선외 배출관을 포함할 수 있다.
이때, 상기 유입경로는, 밸러스트수가 상기 유입관으로부터 시작하여 상기 이송관을 지나서, 상기 펌프를 거쳐서 상기 밸러스트수 공급관을 따라 이동하는 경로일 수 있다.
이때, 상기 배출경로는, 밸러스트수가 상기 배출관으로부터 시작하여 상기 이송관을 지나서, 상기 펌프를 거쳐서 상기 밸러스트수 선외 배출관을 따라 이동하는 경로일 수 있다.
이때, 상기 배출관 또는 상기 이송관에 형성되어 밸러스트수의 염소 농도를 측정하는 하나 또는 그 이상의 염소 농도 감지부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 살균 물질 생성 유닛은, 상기 이송관에서 상기 유입관에 인접한 부분에 연결되어 살균 물질이 상기 이송관으로 공급되게 하는 살균 물질 공급관을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치는 밸러스트수에 저장된 밸러스트수의 염소 농도를 측정하여 밸러스트수의 염소 농도가 기준치보다 낮으면 살균 물질을 밸러스트수에 재차 주입하도록 이루어진다.
이에 따라, 펌핑된 밸러스트수가 이송관을 따라 이송되어 중화부에서 중화제를 주입받기 직전까지 염소 농도가 특정 수치 이상으로 유지될 수 있다. 그러므로, 밸러스트수 내의 살균 물질의 잔류성이 유지되어 종속영양세균들이 다시 살아나지 못하고 모두 사멸될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치를 도시한 구성도.
도 2는, 도 1의 밸러스트수 처리 장치에서 밸러스트 저장 탱크에 밸러스트수가 저장되는 과정을 도시한 도면.
도 3은, 도 1의 밸러스트수 처리 장치에서 밸러스트 저장 탱크의 염소 농도가 기준치 이하인 경우의 동작 상태를 도시한 도면.
도 4는, 도 1의 밸러스트수 처리 장치에서 밸러스트 저장 탱크의 염소 농도가 기준치 이상인 경우의 동작 상태를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치에 의해 밸러스트수가 처리되는 밸러스트수 처리 방법을 도시한 순서도.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치를 도시한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치(100)는 유입경로와, 밸러스트수 저장 탱크(150)와, 살균 물질 생성 유닛(170)과, 배출경로를 포함할 수 있다.
유입경로는 선박 외부의 해수를 유입하고, 선박 내로 이송시킨다. 유입경로를 통하여 밸러스트수로 사용되는 해수가 선박 내부로 유입되어 저장될 수 있다.
밸러스트수 저장 탱크(150)는 유입경로와 연결된다. 그리고, 밸러스트수 저장 탱크(150)는 해수를 밸러스트수로 저장한다.
살균 물질 생성 유닛(170)은 해수로부터 살균 물질을 생성하여, 밸러스트수에 공급한다.
배출경로는 밸러스트수 저장 탱크(150)와 연결되고, 밸러스트수를 선박의 외부로 배출한다. 이러한 배출경로와 유입경로는 본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치(100)의 상세한 구조를 설명하면서 함께 설명하기로 한다.
이러한 구조로 이루어진 본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치(100)에서는 배출경로에 체류하는 밸러스트수의 살균 물질의 농도에 따라, 배출경로에 살균 물질의 투입여부를 결정한다.
더욱 상세하게 설명하면, 배출경로에 체류하는 밸러스트수의 살균 물질의 농도가 기준치 이상인 경우, 배출경로에 살균 물질이 투입되지 않는다.
이와 반대로, 배출경로에 체류하는 밸러스트수의 살균 물질의 농도가 기준치 이하인 경우, 배출경로에 살균 물질이 투입된다.
이와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치(100)에서는 배출경로에 체류하는 밸러스트수의 염소 농도를 측정하여 밸러스트수의 염소 농도가 기준치보다 낮으면 살균 물질을 주입하도록 이루어진다. 이에 따라, 밸러스트수가 중화되기 직전까지 염소 농도가 특정 수치 이상으로 유지될 수 있다. 그러므로, 밸러스트수가 처리되는 과정에서 밸러스트수의 살균 물질의 잔류성이 유지되어 종속영양세균들이 다시 살아나지 못하고 모두 사멸될 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치(100)는 중화부(190)를 더 포함할 수 있다.
중화부(190)는 배출경로와 연결되고, 살균 물질을 중화시킨다. 중화부(190)는 일례로 염소를 이산화황 가스, 아황산수소나트륨의 용액, 또는 황산나트륨과 반응시킴으로써 잔류 염소를 제거하도록 이루어진 것일 수 있다. 이러한 중화부(190)에서 염소의 중화를 위해 사용되는 중화제는 일례로, 아황산염(bisulfite) 또는 티오황산염 (thiosulfate)일 수 있다.
밸러스트수는 하나의 항구에서 채워진 다음 다음 항구에서는 방출된다. 밸러스트수를 처리하고 난 이후에 소모되지 않은 밸러스트수 탱크 내의 잔류 염소는 밸러스트수가 배출되는 새로운 항구에서의 해양 생태계에 유해한 영향을 미칠 수 있다.
예컨대 잔류 염소는 생태계 내의 천연 식물군 및 동물군을 파괴시킬 수 있다. 중화부(190)는 밸러스트수를 배출시키기 직전에 이러한 잔류 염소를 소모 또는 중화시켜서 잔류 염소에 의해 해양 환경이 파괴되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치(100)에서는 밸러스트수가 중화부(190)에 도달하기 전에, 살균 물질이 배출경로에 투입될 수 있다. 이에 따라, 밸러스트수에 잔류 하는 종속영양세균이 살균 물질에 의해 충분히 사멸된 이후에 밸러스트수가 중화부(190)에 의해 중화될 수 있다.
그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치(100)에서는 밸러스트수 저장 탱크(150)와 중화부(190)까지의 배출경로에 체류하는 밸러스트수의 체류시간이, 중화부(190)에서 선박의 외부로 배출되는 배출경로에 체류하는 밸러스트수의 체류시간보다 긴 밸러스트수 처리 장치(100).
예를 들어, 이를 위하여 이송관(120)과 밸러스트수 선외 배출관(160)의 일부분을 합한 길이는 밸러스트수가 펌프(130)부터 중화부(190)에 도착하기까지 4초 이상의 시간이 소요되도록 이루어질 수 있다.
더욱 상세하게 설명하면, 이송관(120)에서 펌프(130)부터 중화부(190)에 연결된 부분까지의 길이(A)는 밸러스트수가 펌프(130)부터 중화부(190)에 도착하기까지 4초 이상의 시간이 소요될 수 있는 길이로 이루어진 것이 바람직하다는 것이다.
상기와 같이 중화부(190)에 의해 밸러스트수가 중화되기 직전까지 오랜 시간 밸러스트수와 살균 물질이 혼합되어 밸러스트수 내의 종속영양세균들이 완벽히 사멸될 수 있다.
이와 다르게, 이송관(120)과 밸러스트수 선외 배출관(160)의 일부분을 합한 길이(A)가 밸러스트수를 4초 미만으로 이송할 수 있는 길이로 이루어져서 해당 구간의 길이가 충분하게 확보되지 못했을 경우, 살균 물질이 밸러스트수와 충분히 혼합되지 않게 되어 살균물질과 밸러스트수에 포함된 종속영양미생물이 충분히 접촉되지 못하게 됨으로써, 종속영양세균들이 살균 물질에 의해 사멸되지 못할 수도 있다.
이하에서는, 전술한 본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치(100)의 상세한 구조를 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치(100)는 밸러스트수 처리 장치(100)는 유입관(110)과, 이송관(120)과, 펌프(130)와, 밸러스트수 저장 탱크(150)와, 배출관(160)과, 밸러스트수 공급관(122)과, 밸러스트수 선외 배출관(160)을 포함할 수 있다.
유입관(110)은 선박 외부로부터 밸러스트수가 유입되게 한다. 유입관(110)의 일단에는 해수를 끌어들이는 씨체스트(sea chest)가 형성될 수 있다. 씨체스트는 해수에 포함된 어패류나 다른 이물질들을 여과한다.
이송관(120)은 유입관(110)을 통하여 선박 외부로부터 유입된 밸러스트수가 이송되게 한다. 이송관(120)의 일단은 유입관(110)과 연통될 수 있다.
펌프(130)는 이송관(120)에서 유입관(110)과 연결되는 부분에 인접한 위치에 형성된다. 즉, 펌프(130)의 상류는 유입관(110)이 될 수 있고, 펌프(130)의 하류는 이송관(120)이 될 수 있다. 유입관(110)으로 유입된 밸러스트수는 펌프(130)에 의해 펌핑되어 이송관(120)으로 이송될 수 있다.
한편, 이송관(120)에는 필터(140)가 형성될 수 있다. 필터(140)는 펌프(130)에 의해 펌핑된 밸러스트수를 여과한다. 펌프(130)와 필터(140)는 일반적인 밸러스트수 처리 장치에 포함된 펌프와 필터가 사용될 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
한편, 이송관(120)에는 바이패스관(121)이 형성될 수 있다. 바이패스관(121)의 양단은 이송관(120)에서 필터(140)의 양단의 인접한 부분에 연결되어 밸러스트수가 필터(140)를 통과하지 않고 우회할 수 있게 한다.
필터(140)에 의해 여과되어 밸러스트수 저장 탱크(150)에 저장된 밸러스트수가 재차 펌프(130)에 의해 펌핑되어 이송관(120)에 다시 유입되는 경우, 밸러스트수는 필터(140)를 통과하지 않고 바이패스관(121)을 따라 이송될 수 있다.
밸러스트수 저장 탱크(150)는 필터(140)에 의해 여과된 밸러스트수가 저장된다. 밸러스트수 저장 탱크(150)는 하나 또는 그 이상일 수 있다. 밸러스트수의 배출이 필요한 경우, 밸러스트수 저장 탱크(150)에 저장된 밸러스트수는 펌프(130)에 의해 펌핑되어 선체 외부로 배출될 수 있다.
배출관(160)은 이송관(120)과 밸러스트수 저장 탱크(150)를 연결하도록 형성된다. 더욱 상세하게 배출관(160)의 일단은 이송관(120)에서 유입관(110)이 연결되는 부분에 연결되고, 타단은 밸러스트수 저장 탱크(150)에 연결될 수 있다.
배출관(160)에 의해 밸러스트수 저장 탱크(150)에 저장된 밸러스트수가 펌프(130)에 의해 펌핑되어 이송관(120)에 공급될 수 있다. 즉, 살균 물질이 혼합된 밸러스트수는 배출관(160)을 통하여 이송관(120)에 재차 이송될 수 있다.
밸러스트수 공급관(122)은 이송관(120)의 일측으로부터 분기되어 밸러스트수 저장 탱크(150)에 연결된다. 이송관(120)을 통하여 이송된 밸러스트수는 밸러스트수 공급관(122)에 의해 밸러스트수 저장 탱크(150)에 저장될 수 있다.
밸러스트수 선외 배출관(160)은 이송관(120)의 일측으로부터 분기되어 밸러스트수를 선외로 배출시킨다. 즉, 밸러스트수가 저장되는 경우에는 밸러스트수가 이송관(120)을 따라 이송되어 밸러스트수 공급관(122)을 통하여 밸러스트수 저장 탱크(150)에 저장된다. 이와 다르게, 밸러스트수가 배출되는 경우에는 밸러스트수가 이송관(120)을 따라 이송되어 밸러스트수 선외 배출관(160)을 통하여 선외로 배출된다.
이를 위하여 밸러스트수 공급관(122) 및 밸러스트수 선외 배출관(160) 각각과 이송관(120)이 분기된 부분에는 밸브(미도시)가 형성되어 밸러스트수의 이동이 선택적으로 제어될 수 있다.
한편, 전술한 살균 물질 생성 유닛(170)은 이송관(120)에서 펌프(130)의 상류 부분과 필터(140)의 하류 부분 각각에 연결된다. 살균 물질 생성 유닛(170)은 밸러스트수로부터 살균 물질을 생성하고, 생성된 살균 물질을 이송관(120)의 다양한 위치에 선택적으로 주입한다.
예를 들어, 살균 물질 생성 유닛(170)은 펌프(130)의 상류 부분에만 살균 물질을 주입하도록 이루어질 수 도 있고, 필터(140)의 하류 부분에만 살균 물질을 주입하도록 이루어질 수 도 있다.
이를 위하여 살균 물질 생성 유닛(170)은 살균 물질 공급관(171)을 포함할 수 있다. 살균 물질 공급관(171)은 이송관(120)에서 유입관(110)에 인접한 부분에 연결되어 생성된 살균 물질이 이송관(120)으로 공급되게 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치(100)가 상기와 같은 동작을 실시하고자, 살균 물질 공급관(171)과 이송관(120)이 결합되는 부분에는 하나 또는 그 이상의 밸브(미도시)가 위치될 수 있으며, 이러한 밸브는 일반적인 밸러스트수 처리 장치(100)에 포함되어 유체의 흐름을 제어하는데 사용되는 밸브일 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치(100)에서 전술한 유입경로는, 밸러스트수가 유입관(110)으로부터 시작하여 이송관(120)을 지나서, 펌프를 거쳐서 밸러스트수 공급관(122)을 따라 이동하는 경로가 될 수 있다. 이러한 유입경로를 통하여 밸러스트수가 밸러스트수 저장 탱크(150)로 저장될 수 있다.
그리고, 배출경로는 밸러스트수가 배출관(160)으로부터 시작하여 이송관(120)을 지나서, 펌프를 거쳐서 밸러스트수 선외 배출관(160)을 따라 이동하는 경로가 될 수 있다. 이러한 배출경로를 통하여 밸러스트수가 선외로 배출될 수 있다.
여기서, 유입경로와 배출경로는 공통적으로 하나의 이송관(120)을 공유하도록 이루어질 수 있다. 하나의 이송관(120)으로 밸러스트수의 유입과 배출의 기능을 모두 실시할 수 있으므로, 두 개의 배관을 사용하여 밸러스트수의 유입과 배출의 기능을 각각 실시하는 것보다 밸러스트수 처리 장치(100)의 구조가 전체적으로 단순하게 이루어지게 되어 제조 비용을 절감시킬 수 있다.
한편, 전술한 살균 물질 생성 유닛(170)은 차아염소산염 전해 전지를 포함할 수 있다.
살균 물질 생성 유닛(170)에서 해수로부터 차아염소산 나트륨(NaOCl)을 생성하는 것은 아래의 화학식1에 의해 설명될 수 있다.
[화학식1]
Figure 112014038423267-pat00001
차아염소산염 전해 전지에는 음극 및 양극 전류가 인가되는 전극이 형성되어 있다. 해수가 전극에 접촉되면, 해수 내에 함유된 염화나트륨(NaCl)의 부분적인 전기 분해가 일어난다. 염화나트륨(NaCl)은 나트륨 이온(Na+)과 염소 이온(Cl-)으로 분해된다. 염화나트륨 (NaCl) 수용액은 음극에서 반응하여 유리 염소를 생성시킨다.
수중의 수산화물 이온(OH-)은 양극 영역으로부터 이동하여, 음극 근처에서 Na+ 및 Cl2와 반응하여 차아염소산 나트륨 (NaOCl) 및 수소 (H2)를 형성한다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치(100)는 염소 농도 감지부(180)를 포함할 수 있다.
염소 농도 감지부(180)는 배출관(160) 또는 이송관(120)에 형성되어 밸러스트수의 염소 농도를 측정한다. 본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치(100)는 하나 또는 그 이상의 염소 농도 감지부(180)를 포함할 수 있다. 이러한 염소 농도 감지부(180)는 일례로 TRO(Total Residual Oxidant: 총 산화제 측정) 센서일 수 있다.
한편, 전술한 중화부(190)에서 밸러스트수의 염소를 중화시키는 방법은 중화부(190)의 상류에 위치된 염소 농도 감지부(180)에서 밸러스트수의 염소 농도를 측정하고, 측정된 염소 농도에 비례하여 중화제를 밸러스트수에 주입한다. 그리고, 중화부(190)의 상류에 위치된 염소 농도 감지부(180)에서 최종적으로 배출되는 밸러스트수의 염소 농도를 측정하여 해양 생물에 영향을 미치지 않는 염소 농도로 배출되는지 감시한다.
이하에서는 전술한 구조로 이루어진 본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치(100)의 동작 과정에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
우선 전술한 구조로 이루어진 본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치(100)에서 밸러스트수로 사용되는 해수가 밸러스트수 저장 탱크(150)에 저장되는 과정을 설명한다.
도 2는, 도 1의 밸러스트수 처리 장치(100)에서 밸러스트 저장 탱크에 밸러스트수가 저장되는 과정을 도시한 도면이다. 도 2에서 파란색은 밸러스트수의 흐름을 표기한 것이다.
도 2를 참조하면, 선박의 외부의 해역의 해수가 씨체스트로부터 유입되어 밸러스트수로 사용된다. 펌프(130)가 동작되면, 유입관(110)을 통하여 밸러스트수가 펌핑되어 이송관(120)을 따라 이송되어 필터(140)에서 여과된다. 이때, 살균 물질 생성 유닛(170)은 이송관(120)으로부터 밸러스트수를 공급받고, 밸러스트수로부터 살균 물질을 생성하여 이송관(120)에 살균 물질을 재차 주입한다.
여과된 밸러스트수에 살균 물질이 혼합된다. 살균 물질을 포함하는 밸러스트수는 밸러스트수 저장 탱크(150)에 저장된다.
다음으로, 전술한 구조로 이루어진 본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치(100)에서 밸러스트수의 염소 농도에 따라 밸러스트수가 처리되는 과정을 설명한다.
도 3은, 도 1의 밸러스트수 처리 장치(100)에서 밸러스트 저장 탱크의 염소 농도가 기준치 이하인 경우의 동작 상태를 도시한 도면이고, 도 4는, 도 1의 밸러스트수 처리 장치(100)에서 밸러스트 저장 탱크의 염소 농도가 기준치 이상인 경우의 동작 상태를 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4에서 붉은색은 밸러스트수의 흐름을 표기한 것이다.
도 3및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치(100)에서 밸러스트수 저장 탱크(150)로부터 배출되기 직전에 밸러스트수가의 염소 농도가 기준치 이하인 경우, 밸러스트수 저장 탱크(150)에 저장된 밸러스트수가 펌프(130)에 의해 펌핑되어 배출관(160)을 따라 이송관(120)으로 이송되게 한다. 그리고, 살균 물질 생성 유닛(170)에서 생성된 살균 물질이 이송관(120)으로 주입되어 밸러스트수에 혼합된다.
살균 물질 생성 유닛(170)에서 살균 물질을 생성하는 방법은 살균 물질 생성 유닛(170)에 포함된 정류기를 동작시키고, 밸러스트수가 채워진 전해조로 직류를 공급하여 전기 분해에 의하여 살균 물질이 생성되게 한다.
여기서, 밸러스트수 저장 탱크(150) 내부의 밸러스트수의 염소 농도는 배출관(160)에 형성된 염소 농도 감지부(180a)로 밸러스트수의 염소 농도를 측정한 수치이다.
살균 물질 공급관(171)을 따라 이송된 살균 물질과 혼합된 밸러스트수는 이송관(120)을 따라 이송하면서 바이패스관(121)을 지나게 된다. 이 과정에서는 앞서 설명한 바와 같이 밸러스트수에 살균 물질이 이미 추가로 주입된 상태이므로, 살균 물질의 잔류성이 유지될 수 있다.
여기서 살균 물질의 잔류성이 유지된다는 것은 밸러스트수 내의 염소 농도가 특정 값 이상으로 유지된다는 것이다. 이를 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치(100)에서 기준치가 되는 염소 농도는 0.1ppm일 수 있다. 밸러스트수의 염소 농도가 대략 0.1ppm이상이면, 밸러스트수 내의 종속영양세균이 완벽히 사멸될 수 있다.
이와 같이 밸러스트수 저장 탱크(150) 내부의 밸러스트수의 염소 농도가 기준치 이하이면, 살균 물질이 재주입된 다음, 중화부(190)에서 공급된 중화제가 밸러스트수에 혼합되어 밸러스트수의 염소 농도가 해역에 배출하기에 적절한 수치로 낮아진 다음 배출될 수 있다.
밸러스트수 저장 탱크(150)에 저장된 밸러스트수의 염소 농도는 온도 또는 탁도 및 다양한 원인에 의하여 감소율이 다양하다. 따라서, 환경에 따라 염소 농도가 급격하게 감소될 수도 있고, 감소가 천천히 이루어질 수도 있다.
전술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치(100)에서는 밸러스트수에 저장된 밸러스트수의 염소 농도를 측정하여 밸러스트수의 염소 농도가 기준치보다 낮으면 살균 물질을 주입하도록 이루어진다.
이에 따라, 펌핑된 밸러스트수가 이송관(120)을 따라 이송되어 중화부(190)에서 중화제를 주입받기 직전까지 염소 농도가 특정 수치 이상으로 유지될 수 있다. 그러므로, 밸러스트수 내의 살균 물질의 잔류성이 유지되어 종속영양세균들이 다시 살아나지 못하고 모두 사멸될 수 있다.
한편, 밸러스트수 저장 탱크(150) 내부의 염소 농도가 기준치 이상인 경우, 제어부는 밸러스트수 저장 탱크(150)에 저장된 밸러스트수가 펌프(130)에 의해 펌핑되어 배출관(160)을 따라 이송관(120)으로 이송되게 한다.
이 경우에는 밸러스트수 저장 탱크(150) 내부의 염소 농도가 기준치 이상이면, 밸러스트수 내의 살균 물질의 잔류성이 높다는 것을 의미한다. 그러므로, 밸러스트수에 추가적으로 살균물질을 주입하지 않고, 바로 이송관(120)을 통하여 이송된 다음, 밸러스트수 선외 배출관(123)을 지나서 밸러스트수에 중화제가 주입된다. 이후, 밸러스트수는 선체 외부로 배출될 수 있다.
한편, 밸러스트수가 중화부(190)부터 선박의 외부로 배출되기 까지 2초 이상의 시간이 소요되도록 이루어 수 있다. 더욱 상세하게 설명하면, 밸러스트수 선외 배출관(123)에서 중화부(190)가 연결된 부분부터 선체외부로 배출되기까지의 길이(B)는 밸러스트수에 중화제가 주입되어 선체외부로 배출되기까지 2초 이상의 시간이 소요될 수 있는 길이로 이루어진다는 것이다.
이러한 구조에 의하여 밸러스트수와 중화제가 혼합되기에 충분히 시간이 보장됨으로써, 선박 주변에 해역에 밸러스트수를 안전하게 배출할 수 있을 정도로 잔류 염소를 제거할 수 있다.
이하에서는 전술한 구조로 이루어진 본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치(100)로 밸러스트수를 처리하는 밸러스트수 처리 방법에 대해 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 방법을 도시한 순서도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 방법(S100)은 밸러스트수 저장 탱크에 저장된 밸러스트수를 펌핑하는 단계(S110), 및 밸러스트수 저장 탱크 내부의 염소 농도가 기준치 이하인 경우, 살균 물질을 생성하여 밸러스트수 저장 탱크로부터 펌핑되는 밸러스트수에 혼합시키는 단계(S120)를 포함할 수 있다.
밸러스트수 저장 탱크에 저장된 밸러스트수를 펌핑하는 단계(S110)에서는 펌프를 동작(S111) 시키고, 밸러스트수 저장 탱크 하류의 살균 물질의 농도를 측정한다. 그리고 나서, 밸러스트수의 염소 농도와 기준치를 비교(S113)한다.
밸러스트수 저장 탱크에 저장된 밸러스트수를 펌핑하는 단계(S110) 이전에는 전술한 바와 같이 선체 외부로부터 해수를 유입하여 살균 물질을 혼합한 다음 밸러스트수 저장 탱크에 저장하는 과정이 우선적으로 실시될 수 있다. 이와 같이 밸러스트수 저장 탱크에 밸러스트수를 살균하여 저장하는 과정은 일반적인 밸러스트수 처리 방법에서 실시하는 것이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이러한 과정 이후, 밸러스트수의 염소 농도와 기준치를 비교하여 밸러스트수 저장 탱크 내부의 염소 농도가 기준치 이하이면, 밸러스트수에 살균 물질을 재주입한다.
살균 물질을 생성하는 방법은 살균 물질 생성 유닛(도 1 참조)에 포함된 정류기를 동작(S121)시키고, 밸러스트수가 채워진 전해조로 직류를 공급(S122)하여 전기 분해에 의하여 살균 물질이 생성(S123)되게 한다.
그러고 나서, 살균 물질이 재주입된 밸러스트수는 일정 시간 이송관을 따라 이송되다가, 중화부(도 1 참조) 상류의 살균 물질의 농도를 측정(S141)하고, 측정된 살균 물질의 농도에 비례하여 중화제를 주입(S)한다. 중화제에 의해 중화된 밸러스트수는 선체 외부로 배출(S143)된다.
그리고, 밸러스트수 저장 탱크에 저장된 밸러스트수를 펌핑하는 단계 이후에, 밸러스트수 저장 탱크 내부의 염소 농도가 기준치 이상인 경우, 살균 물질 생성 유닛이 살균 물질을 생성하지 않게 하면서, 밸러스트수 저장 탱크에 저장된 밸러스트수를 펌핑하여 배출(S130)시킨다.
즉, 밸러스트수에 살균 물질을 재주입하지 않고, 밸러스트수 저장 탱크에 저장된 해수를 펌핑하여 배출관을 따라 이송관으로 이송한다. 살균 물질이 재주입되지 않고 바로 배출된 밸러스트수는 일정 시간 이송관을 따라 이송되다가 중화제에 의해 중화되어 선체 외부로 배출된다.
이 경우에는, 살균 물질 생성 유닛이 동작되지 않으므로, 살균 물질 생성 유닛에 포함된 정류기는 정지 상태(S130)를 유지한다.
이와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 방법의 각 단계에 대한 상세한 설명은 앞서 밸러스트수 처리 장치의 상세한 구조 및 동작을 설명하면서 설명하였으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
종래의 밸러스트수 처리 방법에서는 선체 외부의 해수를 유입시켜서 살균 물질을 주입하고 밸러스트수 저장 탱크에 저장한다. 그리고, 밸러스트수의 배출이 필요한 경우에는 밸러스트수에 중화제를 혼합하여 선체 외부로 배출한다. 이에 따라, 밸러스트수 내의 살균 물질의 잔류성이 낮아지는 경우, 종속영양세균들이 다시 살아날 가능성이 있었다.
그러나, 본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 방법에서는 밸러스트수에 저장된 밸러스트수의 염소 농도를 측정하여 밸러스트수의 염소 농도가 기준치보다 낮으면 살균 물질을 재차 주입하도록 이루어짐으로써, 이송관이 시작하는 부분부터 중화부에서 중화제를 주입받기 직전까지 염소 농도가 특정 수치 이상으로 지속적으로 유지될 수 있다. 그러므로, 밸러스트수 내의 살균 물질의 잔류성이 유지되어 종속영양세균들이 다시 살아나지 못하고 모두 사멸될 수 있다.
이상에서 본 발명의 여러 실시예에 대하여 설명하였으나, 지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 밸러스트수 처리 장치 110: 유입관
120: 이송관 121: 바이패스관
122: 밸러스트수 공급관 123: 밸러스트수 선외 배출관
130: 펌프 140: 필터
150: 밸러스트수 저장 탱크 160: 배출관
170: 살균 물질 생성 유닛 171: 살균 물질 공급관
180: 염소 농도 감지부 190: 중화부

Claims (11)

  1. 선박 외부의 해수를 유입하고, 상기 선박 내로 이송시키는 유입경로,
    상기 유입경로와 연결되고, 상기 해수를 밸러스트수로 저장하는 밸러스트수 저장 탱크,
    상기 해수로부터 살균 물질을 생성하여, 상기 밸러스트수에 공급하는 살균 물질 생성 유닛,
    상기 밸러스트수 저장 탱크와 연결되고, 상기 밸러스트수를 상기 선박의 외부로 배출하는 배출경로를 포함하되,
    상기 배출경로에 체류하는 상기 밸러스트수의 상기 살균 물질의 농도에 따라, 상기 배출경로에 상기 살균 물질의 투입여부를 결정하고,
    선박 외부로부터 밸러스트수가 유입되게 하는 유입관,
    상기 유입관을 통하여 선박 외부로부터 유입된 밸러스트수가 이송되게 하는 이송관,
    상기 이송관에서 상기 유입관과 연결되는 부분에 인접한 위치에 형성되어 밸러스트수를 펌핑하는 펌프,
    필터에 의해 여과된 밸러스트수가 저장되는 하나 이상의 밸러스트수 저장 탱크,
    상기 이송관과 상기 밸러스트수 저장 탱크를 연결하도록 형성되어 상기 밸러스트수 저장 탱크에 저장된 밸러스트수가 상기 펌프에 의해 펌핑되어 상기 이송관에 공급되게 하는 배출관,
    상기 이송관의 일측으로부터 분기되어 상기 밸러스트수 저장 탱크에 연결된 밸러스트수 공급관, 및
    상기 이송관의 일측으로부터 분기되어 밸러스트수를 선외로 배출시키는 밸러스트수 선외 배출관을 포함하며,
    상기 배출경로는,
    밸러스트수가 상기 배출관으로부터 시작하여 상기 이송관을 지나서, 상기 펌프를 거쳐서 상기 밸러스트수 선외 배출관을 따라 이동하는 경로인 밸러스트수 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배출경로에 체류하는 상기 밸러스트수의 상기 살균 물질의 농도가 기준치 이상인 경우,
    상기 배출경로에 상기 살균 물질이 투입되지 않는 밸러스트수 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배출경로에 체류하는 상기 밸러스트수의 상기 살균 물질의 농도가 기준치 이하인 경우,
    상기 배출경로에 상기 살균 물질이 투입되는 밸러스트수 처리 장치.
  4. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배출경로와 연결되고, 상기 살균 물질을 중화시키는 중화부를 더 포함하는 밸러스트수 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 밸러스트수가 상기 중화부에 도달하기 전에,
    상기 살균 물질이 상기 배출경로에 투입되는 밸러스트수 처리 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 밸러스트수 저장 탱크와 상기 중화부까지의 상기 배출경로에 체류하는 밸러스트수의 체류시간이, 상기 중화부에서 상기 선박의 외부로 배출되는 배출경로에 체류하는 밸러스트수의 체류시간보다 긴 밸러스트수 처리 장치.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 유입경로는,
    밸러스트수가 상기 유입관으로부터 시작하여 상기 이송관을 지나서, 상기 펌프를 거쳐서 상기 밸러스트수 공급관을 따라 이동하는 경로인 밸러스트수 처리 장치.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 배출관 또는 상기 이송관에 형성되어 밸러스트수의 염소 농도를 측정하는 하나 또는 그 이상의 염소 농도 감지부를 포함하는 밸러스트수 처리 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 살균 물질 생성 유닛은,
    상기 이송관에서 상기 유입관에 인접한 부분에 연결되어 살균 물질이 상기 이송관으로 공급되게 하는 살균 물질 공급관을 포함하는 밸러스트수 처리 장치.
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