KR101729652B1 - 해양선박 평형수 및 어패류 양식 정화장치 - Google Patents

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discharged water
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박용주
황선완
명정구
임장근
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한국해양과학기술원
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Abstract

해양선박 평형수 및 어패류 양식 정화장치가 개시된다. 본 발명의 해양선박 평형수 및 어패류 양식 정화장치는, 양식장 또는 선박의 방류수를 여과하여 재공급하는 순환시스템으로서, 방류수를 가열 또는 냉각하는 열교환장치; 열교환장치에서 배출된 방류수의 불순물을 거르는 물리여과장치; 및 물리여과장치에서 배출된 방류수에 이산화염소를 혼합하는 화학여과장치를 포함하며, 화학여과장치에서 배출된 방류수는 다시 양식장 또는 선박으로 공급되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 물리적, 화학적 및 생리적인 처리방식이 복합적으로 사용되어 선박 및 양식장의 순환수에 포함된 기생충, 위해생물, 세균 및 바이러스를 완전히 제거한 후 재사용하도록 이루어지는 해양선박 평형수 및 어패류 양식 정화장치를 제공할 수 있게 된다.

Description

해양선박 평형수 및 어패류 양식 정화장치{BALLAST WATER AND FISH FARM TREATMENT SYSTEM}
본 발명은 해양선박 평형수 및 어패류 양식 정화장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 물리적, 화학적 및 생리적인 처리방식이 복합적으로 사용되어 선박 및 양식장의 순환수에 포함된 기생충, 위해생물, 세균 및 바이러스를 완전히 제거한 후 재사용하도록 이루어지는 해양선박 평형수 및 어패류 양식 정화장치에 관한 것이다.
선박평형수(ballast water)는 선박의 균형을 유지하기 위해 선박 내부에 저장하는 바닷물이다. 일반적으로 유조선이나 화물선등의 선박은 하역 작업시 화물을 내리고 출항할 때 선박의 안전운항을 위하여 프로펠러 잠김과 부력에 의한 선박의 부유를 방지하고 배의 균형을 잡기 위하여 선박 좌우의 밸러스트 탱크에 바닷물을 채우고 다른 항구로 이동, 화물의 적재시 이 물을 버린다. 그러나 선박평형수는 임의 배출 시에는 해양 생태계를 교란시킬 수 있다.
선박평형수처리장치(Ballast Water Treatment System)는 선박의 평형수(밸러스트수) 이동에 따른 해양생태계 파괴와 교란을 방지하기 위해 선박 평형수에 포함된 유해 해양생물과 병원균을 제거, 무해화 또는 그 유입이나 배출을 방지하기 위한 장치나 설비를 말한다.
국제해사기구(International Maritime Organization)에서는 유해 수생 생물과 병원균의 이동으로 발생하는 환경, 인간건강, 재산 및 자원에 대한 위험 방지 및 최소화의 필요성을 위해 2004년 선박평형수관리협약(International Convention for the Control and Management of Ship's Ballast Water and Sediments)를 채택하여 선박평형수처리장치의 장착을 의무화 하였다.
세계에서 개발 및 판매되고 있는 선박평형수처리장치의 기술적인 방식은 크게 자외선조사, 전기분해, 오존분사 방식으로 대표되는 3가지 방식으로 나뉜다. 전기분해 방식과 관련된 특허로는 대한민국 등록특허공보 제1180334호 전기분해를 이용한 선박평형수처리장치의 병렬제어시스템가 있고, 자외선조사 방식과 관련된 특허로는 대한민국 등록특허공보 제1567441호 선박평형수 처리장치가 있으며, 오존분사 방식과 관련된 특허로는 대한민국 등록특허공보 제1564244호 전기분해 관로처리 및 오존미세버블 탱크내 처리를 복합적으로 이용하는 하이브리드 선박평형 수 처리장치가 있다.
종래 선박평형수처리장치는 자외선조사, 전기분해, 오존분사와 같이 바이러스나 유해수생물을 제거한 다음 바다로 배출하거나 재사용하는 방식으로 이루어진다. 그러나 선박평형수에는 바이러스성 미생물 외에도 생태계를 오염, 교란시킬 수 있는 다양한 오염원이 포함되어 있기 때문에 물리적/화학적/생리적인 처리방식이 복합된 수처리장치의 개발이 요구된다. 이와 같은 수처리장치의 개발은 고밀도 못양식과 같이 물이 쉽게 오염되는 양식어장의 어패류 사육 정화장치에도 적용될 수 있다.
(0001) 대한민국 등록특허공보 제1180334호 (등록일: 2012.08.31) (0002) 대한민국 등록특허공보 제1567441호 (등록일: 2015.11.03) (0003) 대한민국 등록특허공보 제1564244호 (등록일: 2015.10.23)
본 발명의 목적은, 물리적, 화학적 및 생리적인 처리방식이 복합적으로 사용되어 선박 및 양식장의 순환수에 포함된 기생충, 위해생물, 세균 및 바이러스를 완전히 제거한 후 재사용하도록 이루어지는 해양선박 평형수 및 어패류 양식 정화장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 양식장 또는 선박의 방류수를 여과하여 재공급하는 순환시스템으로서, 상기 방류수를 가열 또는 냉각하는 열교환장치; 상기 열교환장치에서 배출된 상기 방류수의 불순물을 거르는 물리여과장치; 및 상기 물리여과장치에서 배출된 상기 방류수에 이산화염소를 혼합하는 화학여과장치를 포함하며, 상기 화학여과장치에서 배출된 상기 방류수는 다시 양식장 또는 선박으로 공급되는 것을 특징으로 하는 해양선박 평형수 및 어패류 양식 정화장치에 의하여 달성된다.
상기 열교환장치는, 상기 방류수를 보일러의 열교환기와 열 교환시키는 고온열교환부; 상기 방류수를 냉각기의 열교환기와 열 교환시키는 저온열교환부; 상기 고온열교환부 및 상기 저온열교환부와 열 교환한 상기 방류수를 저장하는 저장부; 및 상기 저장부에 저장된 상기 방류수를 상기 고온열교환부 및 상기 저온열교환부와 열 교환시키기 위한 순환관로를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 방류수가 상기 열교환장치에서 상기 물리여과장치로 이동하는 제1 관로에 설치되어 상기 방류수에 산소 버블을 투입하는 미세산소공급장치를 포함하고, 상기 물리여과장치는 일면에 규조토 미세단면막이 부착된 복수의 다공성부재가 다단 적층된 형태로 형성되어 상기 방류수의 기생충, 세균 및 바이러스를 여과, 파괴, 사멸하며, 상기 산소 버블은 다단식 상기 규조토 미세단면막의 미세공극을 통과하면서 상기 방류수에 용해되도록 이루어질 수 있다.
상기 화학여과장치는, 상기 방류수가 상기 물리여과장치에서 배출되는 제2 관로에 설치되어 상기 방류수에 상기 이산화염소를 투입하는 이산화염소발생기; 및 상기 방류수와 상기 이산화염소를 혼합하는 혼합수단을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 혼합수단은, 상기 방류수가 원통형 내주면의 축방향으로 이동하는 하우징; 및 상기 하우징의 내부에서 상기 방류수의 이동방향과 나란한 회전축을 중심으로 회전하는 스크류를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 하우징의 원통형 내주면에는 빗살무늬 돌출부가 형성되고, 상기 방류수와 상기 이산화염소는 상기 스크류의 원심력에 의해 상기 빗살무늬 돌출부와 마찰하며 혼합되도록 이루어질 수 있다.
상기 스크류에는, 상기 방류수 및 상기 이산화염소가 통과하면서 혼합되는 다수의 관통홀이 형성되도록 이루어질 수 있다.
상기 스크류는 상기 회전축의 길이방향을 따라 서로 이격된 제1 스크류와 제2 스크류를 포함하고, 상기 제1 스크류 및 상기 제2 스크류는 각각 복수의 삽입홀이 형성되어 상기 삽입홀에 삽입되는 복수의 와이어에 의해 서로 연결되도록 이루어질 수 있다.
상기 와이어는, 상기 삽입홀에 시소운동 가능하게 삽입된 축부; 및 상기 축부를 서로 연결하고, 상기 스크류의 원심력 및 상기 방류수의 유동에너지에 의해 탄력적으로 휨 변형하는 변형부를 포함하고, 상기 방류수와 상기 이산화염소는, 상기 축부의 시소운동 및 상기 변형부의 탄력적인 휨 변형에 의해 혼합되도록 이루어질 수 있다.
본 발명에 의하면, 방류수를 열교환장치, 미세산소공급장치, 물리여과장치 및 화학여과장치를 거쳐 다시 양식장 또는 선박으로 공급함으로써, 물리적, 화학적 및 생리적인 처리방식이 복합적으로 사용되어 선박 및 양식장의 순환수에 포함된 기생충, 위해생물, 세균 및 바이러스를 완전히 제거한 후 재사용하도록 이루어지는 해양선박 평형수 및 어패류 양식 정화장치를 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 해양선박 평형수 및 어패류 양식 정화장치의 전체구성을 나타내는 개념도.
도 2는 도 1의 해양선박 평형수 및 어패류 양식 정화장치의 열교환장치를 나타내는 개념도.
도 3은 도 1의 해양선박 평형수 및 어패류 양식 정화장치의 물리여과장치를 나타내는 도면.
도 4 내지 도 6은 도 1의 해양선박 평형수 및 어패류 양식 정화장치의 혼합수단을 나타내는 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
본 발명의 해양선박 평형수 및 어패류 양식 정화장치는, 물리적, 화학적 및 생리적인 처리방식이 복합적으로 사용되어 선박 및 양식장의 순환수에 포함된 기생충, 위해생물, 세균 및 바이러스를 완전히 제거한 후 재사용하도록 이루어진다.
도 1은 본 발명의 해양선박 평형수 및 어패류 양식 정화장치의 전체구성을 나타내는 개념도, 도 2는 도 1의 해양선박 평형수 및 어패류 양식 정화장치의 열교환장치를 나타내는 개념도, 도 3은 도 1의 해양선박 평형수 및 어패류 양식 정화장치의 물리여과장치를 나타내는 도면, 도 4 내지 도 6은 도 1의 해양선박 평형수 및 어패류 양식 정화장치의 혼합수단을 나타내는 도면.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 해양선박 평형수 및 어패류 양식 정화장치(1)는, 물리적, 화학적 및 생리적인 처리방식이 복합적으로 사용되어 선박 및 양식장(2)의 방류수에 포함된 기생충, 위해생물, 세균 및 바이러스를 완전히 제거한 후 재사용하도록 이루어지며, 열교환장치(100), 미세산소공급장치(200), 물리여과장치(300) 및 화학여과장치(400)를 포함하여 구성된다. 아래에서는 양식장(2)의 방류수를 정화하는 것으로 설명하고자 한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 열교환장치(100)는 방류수를 가열 또는 냉각하는 구성으로서, 양식장(2)의 방류수가 배출관로(L3)를 통해 유입된다.
배출관로(L3)에는 양식장(2)의 방류수를 열교환장치(100)로 가압하는 배출펌프(P1)가 설치된다. 열교환장치(100)는 고온열교환부(110), 저온열교환부(120), 저장부(130) 및 순환관로(141,142)를 포함하여 구성된다.
고온열교환부(110)는 방류수를 보일러(111)의 열교환기(112)와 열 교환시키는 구성으로서, 보일러(111) 및 열교환기(112)를 포함하여 구성된다. 저온열교환부(120)는 방류수를 냉각기(121)의 열교환기(122)와 열 교환시키는 구성으로서, 냉각기(121) 및 열교환기(122)를 포함하여 구성된다. 저장부(130)는 고온열교환부(110) 및 저온열교환부(120)와 열 교환한 방류수를 저장하는 구성으로서, 대형 수조의 형태로 구비된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 배출관로(L3)는 배출펌프(P1)의 뒤쪽에서 제1 분기관로(113) 및 제2 분기관로(123)로 분기된다. 제1 분기관로(113)를 따라 이동하는 방류수는 보일러(111)의 열교환기(112)와 열 교환한 후 저정부로 유입되고, 제2 분기관로(123)를 따라 이동하는 방류수는 냉각기(121)의 열교환기(122)와 열 교환한 후 저정부로 유입된다.
제1 분기관로(113) 및 제2 분기관로(123)에는 각각 개폐밸브(V)가 설치된다. 도시되지는 않았으나, 방류수가 배출관로(L3)에서 저장부(130)로 직접 유입되는 제3 분기관로(미도시)도 마련될 수 있다.
도시되지는 않았으나, 보일러(111), 냉각기(121), 배출펌프(P1), 순환펌프(P3) 및 개폐밸브(V)의 작동은 제어부(미도시)에 의해 제어된다. 그리고 배출관로(L3) 및 저장부(130)에는 온도센서부(미도시)가 설치된다. 제어부는 양식장(2)별로 사육되는 어류의 성장온도를 기준온도로 하여 방류수를 가열하거나 냉각함으로써 방류수에 포함된 바이러스를 제거하게 된다.
온수성 어류와 냉수성 어류는 대략 20℃의 수온을 기준으로 분류되며, 이리도 바이러스의 발생을 방지하는 경우, 제어부는 제1 분기관로(113)의 개폐밸브(V)를 열고 제2 분기관로(123)의 개폐밸브(V)를 닫아 방류수를 제1 분기관로(113)를 따라 이동시킴으로써 보일러(111)의 열교환기(112)와의 열교환에 의해 방류수를 20℃ 이상으로 가열하게 된다.
그리고 바이러스성 출혈성 패혈증(VHS)의 발생을 방지하고자 하는 경우, 제어부는 제1 분기관로(113)의 개폐밸브(V)를 닫고 제2 분기관로(123)의 개폐밸브(V)를 열어 방류수를 제2 분기관로(123)를 따라 이동시킴으로써 냉각기(121)의 열교환기(122)와의 열교환에 의해 방류수를 20℃ 이하로 냉각하게 된다.
한편, 방류수의 수온을 그대로 유지하고자 하는 경우, 제어부는 제1 분기관로(113) 및 제2 분기관로(123)의 개폐밸브(V)를 닫고 제3 분기관로의 개폐밸브를 열어 방류수를 제3 분기관로를 통해 저장부(130)로 이동시키게 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 순환관로(141,142)는 저장부(130)에 저장된 방류수를 고온열교환부(110) 및 저온열교환부(120)와 열 교환시키기 위한 구성으로서, 고온순환관로(141) 및 저온순환관로(142)를 포함하여 구성된다.
고온순환관로(141)는 저장부(130)와 제1 분기관로(113)를 연결하는 구성으로서, 순환펌프(P3) 및 개폐밸브(V)가 설치된다. 저온순환관로(142)는 저장부(130)와 제2 분기관로(123)를 연결하는 구성으로서, 고온순환관로(141)와 마찬가지로 순환펌프(P3) 및 개폐밸브(V)가 설치된다.
이리도 바이러스의 발생을 방지하는 경우, 제어부가 저장부(130)에 저장된 방류수의 수온이 20℃ 이하인 것을 감지하면, 고온순환관로(141)의 개폐밸브(V)를 열고 순환펌프(P3)를 작동시켜 방류수를 고온순환관로(141)를 따라 이동시킴으로써 보일러(111)의 열교환기(112)와의 열교환에 의해 방류수를 20℃ 이상으로 가열하게 된다.
그리고 바이러스성 출혈성 패혈증(VHS)의 발생을 방지하는 경우, 제어부가 저장부(130)에 저장된 방류수의 수온이 20℃ 이상인 것을 감지하면, 저온순환관로(142)의 개폐밸브(V)를 열고 순환펌프(P3)를 작동시켜 방류수를 저온순환관로(142)를 따라 이동시킴으로써 냉각기(121)의 열교환기(112)와의 열교환에 의해 방류수를 20℃ 이하로 냉각하게 된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 미세산소공급장치(200)는 방류수의 산소 농도, 즉 용존 산소량을 상승시키기 위한 구성으로서, 방류수가 열교환장치(100)에서 물리여과장치(300)로 이동하는 제1 관로(L1)에 설치되어 방류수에 산소 버블을 투입하게 된다.
용존 산소량(Dissolved Oxygen)은 물속에 포함되어 있는 산소량을 나타내며 수질 오염의 지표로 사용된다. 양식장 오염의 가장 일반적인 형태는 유기물에 의한 부패로서, 물속의 미생물이 과다 번식하면 용존 산소가 부족해져 어패류가 생존을 위협받으므로 용존 산소량을 일정수준으로 상승시킬 필요가 있다. 미세산소공급장치(200)는 대한민국 공개특허공보 제2016-0085801호, 그리고 등록특허공보 제988361호에 개시된 공기 확산형 및 기계형 등 공지된 다양한 장치의 적용이 가능하다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 물리여과장치(300)는 열교환장치(100)에서 배출된 방류수의 불순물을 거르기 위한 구성으로서, 일면에 규조토 미세단면막(320)이 부착된 복수의 다공성부재(310)가 다단 적층된 형태로 형성된다. 제1 관로(L1)에는 물리여과장치(300)의 앞쪽에 방수류를 가압하는 가압펌프(P2)가 설치될 수 있다.
다공성부재(310)는 부직포 재질로 구비되며, 규조토 미세단면막(320)은 다공성부재(310)의 일면에 규조토가 용해된 물을 일정시간 통과시킴으로써 형성된다. 복수의 다공성부재(310)는 그 사이에 규조토 미세단면막(320)이 개재된 형태로서 다단 적층되며, 수압에 의한 변형을 방지하기 위해 망체(미도시)로 감싸진 상태에서 여과하우징(330) 내부에 결합된다.
입구를 통해 여과하우징(330) 내부로 유입된 방류수는 다단 적층된 다공성부재(310)와 규조토 미세단면막(320)을 차례대로 통과하면서 0.01㎛ 이상의 기생충, 미세 생물 등 불순물이 걸러지며, 불순물이 걸러진 방류수는 출구를 통해 여과하우징(330) 외부로 배출된다. 방류수가 다단 적층된 다공성부재(310)와 규조토 미세단면막(320)을 차례대로 통과하는 과정에서, 방류수에 있는 산소 버블은 규조토 미세단면막(320)의 미세공극을 통과하면서 방류수에 완전히 용해되는 이점이 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 화학여과장치(400)는 물리여과장치(300)에서 배출된 방류수에 이산화염소를 혼합하는 구성으로서, 이산화염소발생기(410), 유량계(430) 및 혼합수단(420)을 포함하여 구성된다.
이산화염소발생기(410)는 방류수에 이산화염소를 투입하기 위한 구성으로서, 방류수가 물리여과장치(300)에서 배출되는 제2 관로(L2)에 설치된다.
이산화염소수는 비염소계 살균소독제로 오존에 이어 가장 강력한 살균력과 탈취 표백력을 갖는 있는 순수 이산화염소 가스가 물에 녹아있는 수용성 산화제이다. 이산화염소발생기(410)는 제2 관로(L2)에 이산화염소수를 지속적으로 투입하여 방류수의 이산화염소 함유량을 0.25ppm 이하로 유지시키게 된다. 이산화염소발생기(410)는 대한민국 공개특허공보 제2010-0059089호, 그리고 등록특허공보 제1085840호의 공지된 다양한 장치의 적용이 가능하다.
이산화염소발생기(410)의 뒤쪽에는 이산화염소수가 혼합된 방류수의 유량을 측정하는 유량계(430)가 설치된다. 제어부는 이산화염소발생기(410)에서 방류수에 투입되는 이산화염소수의 양과 방류수의 유량를 비교하여 방류수의 이산화염소 함유량을 0.25ppm 이하로 유지시키게 된다.
도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 혼합수단(420)은 방류수와 이산화염소를 혼합하기 위한 구성으로서, 하우징(421) 및 스크류(422)를 포함하여 구성된다.
하우징(421)은 원통형 내주면을 갖는 구성으로서, 제2 관로(L2)로부터 유입된 방류수는 원통형 내주면의 축방향으로 이동한 후 양식장(2)과 연결된 공급관로(L4)로 배출된다. 하우징(421)의 원통형 내주면에는 빗살무늬 돌출부(421A)가 형성된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 스크류(422)는 방류수와 이산화염소를 원심력 및 가압력에 의해 혼합하기 위한 구성으로서, 하우징(421)의 내부에서 방류수의 이동방향 즉, 제2 관로(L2)에서 공급관로(L4)를 향하는 방향과 나란한 회전축을 중심으로 회전하게 되며, 하우징(421) 내부로 유입된 방류수와 이산화염소는 스크류(422)의 회전력에 의한 원심력에 의해 하우징(421)의 내부에서 고르게 혼합된다.
방류수와 이산화염소는 스크류(422)의 원심력에 의해 빗살무늬 돌출부(421A)와 마찰하며 혼합된다. 빗살무늬 돌출부(421A)는 스크류(422)의 원심력에 의한 방류수의 유동방향과 일치하지 않는 방향으로 빗살무늬를 형성한다. 따라서 스크류(422)의 원심력에 의한 하우징(421)의 내주면과 방류수의 마찰이 증가하여, 마찰력 증가분은 방류수와 이산화염소를 혼합하는 에너지원으로 작용하게 된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 스크류(422)에는, 방류수 및 이산화염소가 통과하면서 혼합되는 다수의 관통홀(H1)이 형성된다. 혼합수단(420)의 주 기능은 방류수와 이산화염소의 혼합이다. 스크류(422)에 다수의 관통홀(H1)이 형성되면, 스크류(422)의 회전력 중 일부는 방류수가 관통홀(H1)을 통과하며 생성되는 마찰력으로 사용되어 방류수와 이산화염소를 혼합하는 에너지원으로 작용하게 된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 스크류(422)는 회전축의 길이방향을 따라 복수의 스크류(422)가 서로 이격된 형태로 이루어질 수도 있다. 도 5에는 스크류(422)가 제1 스크류(422A), 제2 스크류(422B) 및 제3 스크류(422)로 구성되는 것으로 도시되었으나 스크류(422)의 개수는 다양하게 변형될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 스크류(422)는 하우징(421)의 내부에서 방류수의 이동방향 즉, 제2 관로(L2)에서 공급관로(L4)를 향하는 방향과 나란한 회전축을 중심으로 회전하게 되며, 하우징(421) 내부로 유입된 방류수와 이산화염소는 스크류(422)의 회전력에 의한 원심력 및 가압력에 의해 고르게 혼합된다.
스크류(422)의 회전력은 하우징(421)의 내부로 유입된 방류수를 공급관로(L4) 쪽으로 가압하며, 따라서 공급관로(L4)에는 방류수를 가압하기 위한 펌프를 설치할 필요가 없다.
방류수와 이산화염소는 스크류(422)의 원심력에 의해 빗살무늬 돌출부(421A)와 마찰하며 혼합된다. 빗살무늬 돌출부(421A)는 스크류(422)의 원심력 및 가압력에 의한 방류수의 유동방향과 일치하지 않는 방향으로 빗살무늬를 형성하며, 따라서 스크류(422)의 원심력 및 가압력에 의한 하우징(421)의 내주면과 방류수의 마찰이 증가하여, 마찰력 증가분은 방류수와 이산화염소를 혼합하는 에너지원으로 작용하게 된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 스크류(422)에는, 방류수 및 이산화염소가 통과하면서 혼합되는 다수의 관통홀(H1)이 형성된다. 혼합수단(420)의 주 기능은 방류수와 이산화염소의 혼합이다. 스크류(422)에 다수의 관통홀(H1)이 형성되면, 스크류(422)의 회전력 중 일부는 방류수가 관통홀(H1)을 통과하며 생성되는 마찰력으로 사용되어 방류수와 이산화염소를 혼합하는 에너지원으로 작용하게 된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1 스크류(422A), 제2 스크류(422B) 및 제3 스크류(422)에는 각각 복수의 삽입홀(H2)이 형성되어 삽입홀(H2)에 삽입되는 복수의 와이어(W)에 의해 서로 연결될 수도 있다.
와이어(W)는 축부(W1) 및 변형부(W2)를 포함하여 구성된다.
축부(W1)는 삽입홀(H2)에 시소운동 가능하게 삽입된 구성으로서, 중간이 삽입홀(H2) 내에 위치한 상태에서 중간의 양쪽에 각각 돌출부(S)가 형성되어 외력에 의해 삽입홀(H2)을 중심으로 시소운동하더라도 삽입홀(H2)에 삽입된 상태가 유지된다.
변형부(W2)는 스크류(422)의 원심력 및 방류수의 유동에너지에 의해 탄력적으로 휨 변형하는 구성으로서, 서로 다른 스크류(422)에 위치한 축부(W1)를 서로 연결하게 된다. 변형부(W2)가 탄력적으로 변형하는 동안, 축부(W1)는 탄성 및 소성 변형 없이 강성을 유지하며 시소운동을 하게 된다.
제1 스크류(422A), 제2 스크류(422B) 및 제3 스크류(422)가 복수의 와이어(W)에 의해 서로 연결되면, 변형부(W2)는 스크류(422)의 회전력 및 방류수의 유동에너지에 의해 서로 이격된 스크류(422) 사이에서 물결무늬 형태로 요동치게 되며, 축부(W1)는 양쪽에 연결된 변형부(W2)의 요동에 의해 삽입홀(H2)을 중심으로 시소운동하게 된다.
방류수와 이산화염소는, 축부(W1)의 시소운동 및 변형부(W2)의 탄력적인 휨 변형에 의한 운동에너지에 의해 스크류(422)와 스크류(422) 사이에서 고르게 혼합된다.
상기한 바와 같이, 양식장(2) 또는 선박의 방류수는 열교환장치(100), 미세산소공급장치(200), 물리여과장치(300) 및 화학여과장치(400)를 차례대로 거치면서 물리적, 화학적 및 생리적으로 정화처리된 후 다시 양식장(2) 또는 선박으로 공급된다.
본 발명에 의하면, 방류수를 열교환장치, 미세산소공급장치, 물리여과장치 및 화학여과장치를 거쳐 다시 양식장 또는 선박으로 공급함으로써, 물리적, 화학적 및 생리적인 처리방식이 복합적으로 사용되어 선박 및 양식장의 순환수에 포함된 기생충, 위해생물, 세균 및 바이러스를 완전히 제거한 후 재사용하도록 이루어지는 해양선박 평형수 및 어패류 양식 정화장치를 제공할 수 있게 된다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
1 : 정화장치 2 : 양식장
100 : 열교환장치 300 : 물리여과장치
110 : 고온열교환부 310 : 다공성부재
111 : 보일러 320 : 규조토 미세단면막
112 : 열교환기 330 : 여과하우징
113 : 제1 분기관로 400 : 화학여과장치
V : 개폐밸브 410 : 이산화염소발생기
120 : 저온열교환부 420 : 혼합수단
121 : 냉각기 421 : 하우징
122 : 열교환기 421A : 빗살무늬 돌출부
123 : 제2 분기관로 422 : 스크류
130 : 저장부 422A : 제1 스크류
141 : 고온순환관로 422B : 제2 스크류
142 : 저온순환관로 H1 : 관통홀
200 : 미세산소공급장치 H2 : 삽입홀
L1 : 제1 관로 W : 와이어
L2 : 제2 관로 W1 : 축부
L3 : 배출관로 W2 : 변형부
L4 : 공급관로 S : 돌출부
P1 : 배출펌프 430 : 유량계
P2 : 가압펌프
P3 : 순환펌프

Claims (9)

  1. 양식장 또는 선박의 방류수를 여과하여 재공급하는 순환시스템으로서,
    상기 방류수를 가열 또는 냉각하는 열교환장치; 상기 열교환장치에서 배출된 상기 방류수의 불순물을 거르는 물리여과장치; 및 상기 물리여과장치에서 배출된 상기 방류수에 이산화염소를 혼합하는 화학여과장치를 포함하며, 상기 화학여과장치에서 배출된 상기 방류수는 다시 양식장 또는 선박으로 공급되고,
    상기 화학여과장치는, 상기 방류수가 상기 물리여과장치에서 배출되는 제2 관로에 설치되어 상기 방류수에 상기 이산화염소를 투입하는 이산화염소발생기; 및 상기 방류수와 상기 이산화염소를 혼합하는 혼합수단을 포함하며,
    상기 혼합수단은, 상기 방류수가 원통형 내주면의 축방향으로 이동하는 하우징; 및 상기 하우징의 내부에서 상기 방류수의 이동방향과 나란한 회전축을 중심으로 회전하는 스크류를 포함하고,
    상기 하우징의 원통형 내주면에는 빗살무늬 돌출부가 형성되고, 상기 방류수와 상기 이산화염소는 상기 스크류의 원심력에 의해 상기 빗살무늬 돌출부와 마찰하며 혼합되는 것을 특징으로 하는 해양선박 평형수 및 어패류 양식 정화장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열교환장치는,
    상기 방류수를 보일러의 열교환기와 열 교환시키는 고온열교환부;
    상기 방류수를 냉각기의 열교환기와 열 교환시키는 저온열교환부;
    상기 고온열교환부 및 상기 저온열교환부와 열 교환한 상기 방류수를 저장하는 저장부; 및
    상기 저장부에 저장된 상기 방류수를 상기 고온열교환부 및 상기 저온열교환부와 열 교환시키기 위한 순환관로를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양선박 평형수 및 어패류 양식 정화장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 방류수가 상기 열교환장치에서 상기 물리여과장치로 이동하는 제1 관로에 설치되어 상기 방류수에 산소 버블을 투입하는 미세산소공급장치를 포함하고,
    상기 물리여과장치는 일면에 규조토 미세단면막이 부착된 복수의 다공성부재가 다단 적층된 형태로 형성되어 상기 방류수의 기생충, 세균 및 바이러스를 여과, 파괴, 사멸하며, 상기 산소 버블은 다단식 상기 규조토 미세단면막의 미세공극을 통과하면서 상기 방류수에 용해되는 것을 특징으로 하는 해양선박 평형수 및 어패류 양식 정화장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 스크류에는, 상기 방류수 및 상기 이산화염소가 통과하면서 혼합되는 다수의 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 해양선박 평형수 및 어패류 양식 정화장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 스크류는 상기 회전축의 길이방향을 따라 서로 이격된 제1 스크류와 제2 스크류를 포함하고,
    상기 제1 스크류 및 상기 제2 스크류는 각각 복수의 삽입홀이 형성되어 상기 삽입홀에 삽입되는 복수의 와이어에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 해양선박 평형수 및 어패류 양식 정화장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 와이어는,
    상기 삽입홀에 시소운동 가능하게 삽입된 축부; 및
    상기 축부를 서로 연결하고, 상기 스크류의 원심력 및 상기 방류수의 유동에너지에 의해 탄력적으로 휨 변형하는 변형부를 포함하고,
    상기 방류수와 상기 이산화염소는, 상기 축부의 시소운동 및 상기 변형부의 탄력적인 휨 변형에 의해 혼합되는 것을 특징으로 하는 해양선박 평형수 및 어패류 양식 정화장치.
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