KR101662039B1

KR101662039B1 - 원심분리시스템을 이용한 빌지수 정화처리 방법

Info

Publication number: KR101662039B1
Application number: KR1020160052531A
Authority: KR
Inventors: 이재웅
Original assignee: 주식회사 코센코리아
Priority date: 2016-04-28
Filing date: 2016-04-28
Publication date: 2016-10-14

Abstract

본발명은 원심분리시스템을 이용한 빌지수 정화처리 방법에 관한 것으로 필터(10)와, 3방향 밸브1(20), 원심분리기(30), 슬러지탱크(40)가 순차적으로 연결되어, 필터(10)에서 인입된 빌지수를 여과하고, 상기 여과된 빌지수는 원심분리기(30)에 의해 원심분리된 후, 깨끗한 빌지수는 정치식 유수분리기 나 Clean bilge tank 로 배출되고, 정유된 오일은 연료유세트링탱크로 배출되고, 고비중 오일잔류물 및 슬러지는 슬러지탱크로 배출되는 것으로,
본 발명은 빌지수 정화처리시스템으로서 원심분리기를 포함하는 원심분리시스템을 정치식 유수분리기 시스템에 추가 설치하여, 선내에서 기름으로 오염된 빌지수를 간단하고 저렴한 방법으로 확실하게 정화처리함으로써 해양오염을 예방하는 현저한 효과가 있다.

Description

원심분리시스템을 이용한 빌지수 정화처리 방법{Bilge water purification method by centrifugal separation system}

본 발명은 빌지수 정화처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 빌지수 정화처리시스템으로서 원심분리기를 포함하는 원심분리시스템을 설치하여, 오일 및 잔유물(Oil residues)을 다량 함유한 오염된 빌지수를 완벽하게 정화처리함으로써 최종단에 배출되는 물에 포함된 유분 함량이 기준치(ppm) 이하의 수준까지 정화되도록 해주는 빌지수 정화처리 방법에 관한 것이다.

선내의 빌지수는 해수 및 냉각수 누수, 작업자의 세척수, 응축수등으로 생기며 여기에 연료유, 윤활유 또는 기타오일의 잔유물과 같은 추가물을 함유한다, 또한 MARPOL Annex V에서 규정하는 기름보일러/배기가스보일러의 그을음 수세시 발생하는 그을음 오염수도 포함한다.

이러한 선내에서 기름으로 오염된 빌지수는 정화처리되지 않은 상태에서 선외로 배출되는 것이 엄격히 금지되어 있고, 국제적인 규정과 특히 각 국가 마다 환경법에 의해 이를 엄격하게 단속 관리하고 있다.

최근들어 이러한 선내의 빌지수 처리 규율이 한층 높아져, 특정 지역에서는 정화처리수에 포함된 유분의 허용 함량 기준치가 15ppm 에서 5ppm 으로 강화되고 있다.

IMO(국제해사기구) 규정 또한 현재의 15ppm에서 5ppm으로 강화될 것으로 예상되고 있다.

공개번호 10-2012-0038536호에는 (a) 오일-오염 물을 가열하는 단계;

(b) 상기 오일-오염 물을 부압에서 증발시키는 단계;

(c) 상기 오일-오염 물을 응축하는 단계;

(d) 임의의 적절한 최대 상한과 비교하여 상기 단계 (c)에서 얻어진 물 내의 오일 오염도를 측정하는 단계;

(e) 상기 단계 (b)에서 얻어진 오일 슬러지를 공정으로부터 배출하는 단계;

(f) 상기 단계 (d)에서의 측정에서 상기 상한을 초과하지 않는 물을 바다로 선택적으로 방출하는 단계를 포함하며, 정화에 필요한 열을 선박 엔진(들)으로부터의 잉여 열을 이용하는 선박의 슬러지 및/또는 빌지수 정화 방법에 있어서, 상기 단계 (d)에서 상한을 초과하는 임의의 물을 상기 단계 (a)로 되돌려 재순환하고, 상기 단계 (a)와 단계(b)는 공정 내에서 서로 다른 위치에서 실시하며, 상기 단계 (b)에서는, 단계 (b)로 들어오는 오일-오염 물을 액적으로 미세하게 분할하며, 상기 단계 (b)에서 얻어진 입자들 및/또는 에어로졸들을 단계 (b)에서 얻어진 수증기로부터 분리하는 것을 특징으로 하는 선박 내의 폐수 및/또는 빌지수 정화 방법이 공개되어 있다.

또한, 등록특허공보 등록번호 10-0311607호에는 물에서 오염물을 제거하기 위해 상기 하우징 내에 배치되는 필터(20); 물에 있는 미생물을 살균하기 위해 상기 하우징 내에 배치되는 복사에너지원(21); 상기 필터(20)를 통하여 흐르는 물의 양을 모니터링하고 상기 필터(20)가 수명이 다했을 때의 표시를 제공하기 위해 작동하는 필터 모니터; 상기 복사에너지원(21)의 성능을 모니터링하고 상기 복사에너지원(21)이 수명을 다했을 때의 표시를 제공하기 위해 작동하는 복사에너지 모니터; 상기 필터 모니터로부터의 표시에 응답하여 사용자가 상기 필터(20)를 교체할 수 있도록 하기 위해 구성 배치되는 필터 퀵콘넥터(30); 상기 복사에너지 모니터로부터의 표시에 응답하여 사용자가 상기 복사에너지 (21)를 교체할 수 있도록 하기 위해 구성배치되는 복사에너지원 퀵콘넥터(32); 및 사용자가 상기 하우징에 접근하면 전원 공급기(18)로부터 상기 복사에너지원 자동적으로 차단하기 위해 구성 배치된 연동 수단(45)을 포함하는 것을 특징으로 하는 가정용 물처리 시스템이 공개되어 있다.

또한, 기존의 통상의 정치식(Static type) 유수분리기에 의한 빌지수 정화처리 방법으로서, 빌지펌프에 의해 인입된 오일 및 잔유물(Oil residues)을 함유한 오염된 빌지수는 비중차이로 인해 유수분리기 상부에 모인 오일 및 잔유물(Oil residues)을 오일빌지탱크로 되돌리는 인입관이 설치되고, 유수분리기 하부에는 내장된 필터를 거친 정화된 빌지수가 삼방향밸브로 이송되는 배관과 Oil Discharge Monitoring system(ODM)으로 이송되는 배관이 구분된다.

이 삼방향밸브는 ODM의 농도(15ppm)에 의해 선외로 배출하는 배관과 빌지홀딩탱크로 되돌아가는 배관으로 이루어져 있다.

그리고 통상의 선박기관실에는 선수쪽으로 봐서 기관실 빌지바닥 앞쪽 좌(PORT)우현(STARBOARD)에 우물같이 Bilge Well이 있고, 뒷쪽으로 좁아진 선미쪽에도 Bilge Well이 있다.

이 3개의 Bilge Well은 Bilge 바닥에 흘러내린 빌지수를 모으는 곳이다.

이 Bilge Well 에 빌지수가 차면 빌지펌프로 Bilge Holding Tank(또는 빌지탱크)로 이송해서 보관한다.

이 빌지홀딩탱크는 기관실 바닥 뒷쪽에 위치하며 저장공간이 많이 크다. 보통 Clean Bilge Tank이다.

Oily Bilge Tank는 Bilge Well 이나 Bilge Holding Tank 상부의 유분을 Pumping하여 보내고, 주기관이나 보조기기에서 누유한 기름, 각종 열교환기에서 Air Venting 또는 Drain하여 나온 유분, F.O. Settling/ Service Tank의 배출 드레인, 연료유/윤활유청정기용 Sludge Tank의 배출 드레인을 모아서 저장하는 곳이다.

기존의 유수분리기는 Bilge Well/ Bilge Holding Tank/ Oily Bilge Tank 의 빌지수를 각각 정화처리할수 있겠끔 배관되어 있어나 보통 Bilge Holding Tank 의 빌지수를 정화 처리하여 선외로 배출한다.

그러나 기존의 정치식(Static type) 유수분리기로 오일 및 잔유물(Oil residues)을 다량 함유한 오염된 빌지수를 정화 처리하는데 한계가 있어 5ppm이하 수준까지 정화하지 못하는 어려움이 있었다.

이는, 오일 및 잔유물(Oil residues)을 다량 함유한 오염된 빌지수가 정치식 유수분리기내를 흐르면서 중력과 필터링에 의해서 분리되기 때문에 다량의 오일과 잔유물이 유수분리기 내벽과 필터를 오손시켜 내부를 개방, 소제 및 필터를 교환해야하는 번거러움이 있었다. 이 때문에 종래의 정치식 유수분리기는 정화처리수의 유분 함량을 5ppm 이하까지 제거하는 데에 어려움이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 빌지수 정화처리시스템으로서 원심분리기를 포함하는 원심분리시스템을 설치하여, 선내에서 기름으로 오염된 빌지수를 간단하고 저렴한 방법으로 확실하게 정화처리함으로써 해양오염을 예방하는 빌지수 정화처리 방법을 제공하고자 하는 것이다.

본발명은 원심분리시스템을 이용한 빌지수 정화처리 방법에 관한 것으로 필터(10)와, 3방향 밸브1(20), 원심분리기(30), 슬러지탱크(40)가 순차적으로 연결되어 , 필터(10)에서 인입된 빌지수를 여과하고, 상기 여과된 빌지수는 원심분리기(30)에 의해 원심분리된 후, 깨끗한 빌지수는 정치식 유수분리기 나 Clean bilge tank 로 배출되고, 정유된 오일은 연료유세트링탱크로 배출되고, 고비중 오일잔류물 및 슬러지는 슬러지탱크로 배출되는 것을 특징으로 한다.

따라서 본발명은 빌지수 정화처리시스템으로서 원심분리기를 포함하는 원심분리시스템을 설치하여, 선내에서 기름으로 오염된 빌지수를 간단하고 저렴한 방법으로 확실하게 정화처리함으로써 해양오염을 예방하는 현저한 효과가 있다.

도 1은 종래의 정치식유수분리기 시스템 개략도
도 2는 본 발명의 원심분리시스템을 나타내는 개략도
도 3은 종래의 정치식 유수분리기 시스템과 본 발명의 원심분리시스템이 결합된 빌지수 정화처리 시스템 개략도

본발명은 원심분리시스템을 이용한 빌지수 정화처리 방법에 관한 것으로 필터(10)와, 3방향 밸브1(20), 원심분리기(30), 슬러지탱크(40)가 순차적으로 연결되어, 필터(10)에서 인입된 빌지수를 여과하고, 상기 여과된 빌지수는 원심분리기(30)에 의해 원심분리된 후, 깨끗한 빌지수는 정치식 유수분리기 나 Clean bilge tank 로 배출되고, 정유된 오일은 연료유세트링탱크로 배출되고, 고비중 오일잔류물 및 슬러지는 슬러지탱크로 배출되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 3방향 밸브1(20)과 원심분리기(30) 사이에 자동유량조절밸브(60)가 설치되어 정화처리수의 탁도센스(80)의 농도(15ppm≤)에 따라 유량이 조절되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 필터(10)와 3방향 밸브1(20) 사이에는 원심분리에 적합하도록 오일잔유물의 밀도(Density)를 낮추고, 점성(Viscosity)을 낮추기 위해 히터(50)가 설치되어 적정온도로 온도조절되는 것을 특징으로 한다.

본 발명을 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 정치식 유수분리기 시스템 개략도, 도 2는 본 발명의 원심분리시스템을 나타내는 개략도, 도 3은 종래의 정치식유수분리기 시스템과 본 발명의 원심분리시스템이 결합된 빌지수 정화처리 시스템 개략도이다.

본 발명은 원심분리시스템을 이용한 빌지수 정화처리 방법에 관한 것으로, 오일 및 잔유물(Oil residues)을 다량 함유한 오염된 빌지수를 사전에 완벽하게 정화처리하여 최종단인 정치식유수분리기에서 배출되는 물에 포함된 유분 함량이 환경기준치보다 낮은 '5 ppm' 이하의 수준까지 정화되도록 해주는 빌지수 정화처리시스템의 정화처리 방법에 관한 것이다.

본 발명은 Bilge pump 와 정치식 유수분리기 사이에 원심분리시스템을 설치한 것이다.

빌지수 정화처리장치인 정치식 유수분리기에 추가되는 원심분리시스템은 자동여과와 자동역세기능을 가진 Rotary back washing filter, 자동 온도 조절 기능(설정온도 60℃-95℃)을 가진 Pre-Heater, 설정온도치 이상에서 열리는 3방향 밸브1, 정화처리수의 농도에 따른 자동유량조절밸브, 고속으로 회전하며 원심력과 비중차에 의해 분리되는 Disc형 3상 원심분리기, 정화처리수의 농도에 따라 조절되는 3방향밸브2, 원심분리기에서 분리되어 배출된 Sludge를 모아놓은 Small Sludge Tank, Small Sludge Tank에 모인 Sludge를 배출하는 자동/수동 배출 펌프로 구성되어 진다.

오일과 오일잔유물을 다량 함유한 Oil bilge tank내의 Oily bilge는 기존 Bilge pump에 의해 원심분리시스템으로 보내진다.

원심분리시스템의 Rotary back washing filter는 원심분리기 바울내 각각의 Disc사이에 이물질이 끼지 않게 2차 여과하는 것이며, 운전중 오손되어 입, 출구 차압이 발생하면 Control panel의 신호에 의해 자동 역세되며 역세된 드레인은 Small Sludge Tank로 배출된다.

여과한후 Bilge Water 내 오일과 오일잔유물의 비중을 낮추고 점성을 낮추기 위해 Pre-Heater 를 사용한다.

이 Pre-Heater는 출구에 일정온도 센스를 달아 원심분리에 적합한 온도로 유지되게 온도조절기가 있다.

순환되는 Oily bilge water의 온도가 설정치에 도달하지 않았을시는 3방향밸브1 이 순환위치로 열여 Oil bilge tank로 되돌아 간다, 이때 온도 및 밸브의 위치는 원심분리시스템의 Control panel에 의해 원심분리기와 Inter-lock 되어 있다.

온도가 설정치에 도달하여 Inter-lock이 해제되면 원심분리기는 자동으로 조작 가능하게 된다. Oil bilge water는 원심분리기 직전에 유량 조절밸브에 의해 자동으로 유량조절이 된다 원심분리기 출구 청정된 물측에 센스가 설치되어 있다.

이 센스는 청정된 물의 농도를 감지하며 Control panel에 보내지고 증폭변환기를 거쳐 유량조절밸브에 전해져 센스의 농도가 높으면 유량을 줄이고 농도가 낮으면 유량을 증가 시킨다.

여기에 탁도센스를 건너뛰는 By-pass기능도 유지된다. Oily Bilge 는 원심분리기 Bowl내로 유입되어 오일은 Bowl내에서 각Disc틈을 따라 안쪽으로 이동하여 구심펌프를 통해 토출된다. Water는 Oil과 격막(Water seal)을 만들며 Disc틈을 따라 흘러내려 분리판 바깥쪽 위로 올라가 구심펌프를 통해 배출된다.

Sludge는 Bowl 내부에서 바깥둘레로 쌓이며 적당한 시간이나 조작에 의해 Small sludge tank 로 배출된다.

또, 센스의 농도가 설정치보다 높으면 센스 직후의 3방향밸브2 가 순환위치로 열려 Oily Bilge Tank로 되돌아가며 설정된 지연시간을 지나도 농도가 낮아지지 않으면 자동으로 Sludge를 배출하게 된다.

원심분리기시스템에서 분리된 고비중 오일잔유물(Oil residues 또는 Sludge) 은 Small sludge tank에 모아져 Sludge 배출 Pump를 통해 소각기나 육상배출 연결구로 보내진다 또한 원심분리기에서 분리된 깨끗한 Oil은 Fuel Oil settling Tank 등으로 보내져 연료유로 재사용하게 된다.

원심분리시스템을 통해 청정된 깨끗한 빌지수는 정치식 유수분리기로 보내져 한번 더 정화되어 Oil Discharge Monitoring system(ODM, 5ppm이내 또는15ppm 이내)을 통해 선외로 배출된다.

한편, 본발명은 상기와 같이 빌지수 정화처리 장치인 기존의 유수분리기에 원심분리시스템을 추가하므로써 선외 배출 정화처리수의 오일 함량이 환경 기준치보다 낮은 '5ppm' 이하의 수준까지 정화처리되며, 신조선뿐 아니라, 특히 오염 정도가 심각한 노후선박의 빌지수 정화처리에 탁월한 효과를 발휘한다.

따라서 본 발명은 선내에서 기름으로 오염된 빌지수 및 MARPOL Annex V에서 규정하는 기름보일러/배기가스보일러의 그을음 수세시 발생하는 그을음 오염 빌지수도 간단하고 저렴한 방법으로 확실하게 정화처리함으로써 해양오염을 예방하는 현저한 효과가 있다.

10 : 필터 20 : 3방향 밸브1
20-1 : 3방향 밸브2 30 : 원심분리기
40 : 슬러지탱크 50 : 히터
60 : 자동유량조절밸브 70 : Absorption Filter
80 : 탁도센스

Claims

필터(10)와, 3방향 밸브1(20), 원심분리기(30), 슬러지탱크(40)가 순차적으로 연결되어, 필터(10)에서 인입된 빌지수를 여과하고, 상기 여과된 빌지수는 원심분리기(30)에 의해 원심분리된 후, 깨끗한 빌지수는 정치식 유수분리기나 클린 빌지 탱크(Clean bilge tank)로 배출되고, 정유된 오일은 연료유세트링탱크로 배출되고, 고비중 오일잔류물 및 슬러지는 슬러지탱크로 배출되는 원심분리시스템을 이용한 빌지수 정화처리 방법에 있어서,
상기 3방향밸브1(20)과 원심분리기(30) 사이에 자동유량조절밸브(60)가 설치되어 정화처리수의 탁도센서(80)의 농도에 따라 유량이 조절되는 것이며,
상기 필터(10)와 3방향밸브1(20) 사이에는 원심분리에 적합하도록 오일잔유물의 밀도(Density)를 낮추고 점성(Viscosity)을 낮추기 위해 히터(50)가 설치되어 60℃~95℃로 온도조절되는 것이며,
상기 원심분리기(30)와 탁도센서(80) 사이에는 미세 부유물을 흡수하여 탁도의 농도를 낮추어 주는 업소션 필터(Absorption filter)(70)가 추가설치되되,
원심분리시스템의 원심분리기 바울내 로타리 백 와싱 필터(Rotary back washing filter)는 각각의 디스크(Disk) 사이에 이물질이 끼지 않게 2차 여과하는 것이며, 운전중 오손되어 입, 출구 차압이 발생하면 컨트롤 패널(Control panel)의 신호에 의해 자동 역세되며 역세된 드레인은 스몰 슬러지 탱크(Small sluge tank)로 배출되며,
상기 히터(50)는 출구에 일정온도 센스를 달아 원심분리에 적합한 온도로 유지되게 온도조절기가 있어서, 순환되는 오일리 빌지 워터(Oily bilge water)의 온도가 설정치에 도달하지 않았을시는 3방향밸브1(20)이 순환위치로 열어 오일 빌지 탱크(Oil bilge tank)로 되돌아가며, 이때 3방향밸브(20)1의 위치 및 온도는 원심분리시스템의 컨트롤 패널(Control panel)에 의해 원심분리기(30)와 인터록(Iner-lock)되어 있으며,
온도가 설정치에 도달하여 인터록(Iner-lock)이 해제되면 원심분리기(30)는 자동으로 조작 가능하게 되며, 오일리 빌지 워터(Oily bilge water)는 원심분리기 직전의 자동유량조절밸브(60)에 의해 자동으로 유량조절이 되며, 원심분리기 출구 청정된 물측에 탁도센서(80)가 설치되어 있는 것으로,
상기 탁도센서(80)는 청정된 물의 농도를 감지하며 컨트롤 패널(Control panel)에 보내지고 증폭변환기를 거쳐 자동유량조절밸브(60)에 전해져 탁도센서(80)의 농도가 높으면 유량을 줄이고 농도가 낮으면 유량을 증가시키며,
또한, 탁도센서(80)의 농도가 설정치보다 높으면 탁도센서 직후의 3방향밸브2(20-1)가 순환위치로 열려 오일 빌지 탱크(Oil bilge tank)로 되돌아가며 설정된 지연시간을 지나도 농도가 낮아지지 않으면 자동으로 슬러지(Sluge)를 배출하게 되는 것을 특징으로 하는 원심분리시스템을 이용한 빌지수 정화처리 방법
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