KR101955750B1 - 연속적 생물부착 제어로 선박평형수를 처리하는 시스템 및 방법 - Google Patents

연속적 생물부착 제어로 선박평형수를 처리하는 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 여러 실시예는 선박(ship) 또는 외항 선박(sea-going vessel)에 탑재되는 선박평형수(ballast water) 처리 시스템 및 방법에 관한 것이다. 이 시스템은 여과 시스템과, 자외선(UV) 살균 챔버와, 생물부착 제어 시스템을 포함하고, 선박평형수 주입 및 배출을 하지 않는 동안에도, 해양 생물체의 증식을 연속적으로 제어할 수 있게 구성된다.

Description

연속적 생물부착 제어로 선박평형수를 처리하는 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD OF BALLAST WATER TREATMENT WITH CONTINUOUS BIOFOULING CONTROL}
본 발명의 실시예는 생물부착(biofouling)을 비화학적 처리에 의해 효과적이고 연속적으로 제어할 수 있는, 선박(ship) 또는 외항 선박(sea-going vessel)에 탑재되는 선박평형수(ballast water) 처리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
원하지 않는 미생물을 포함한 해양 생물들이 선박의 평형수에 의해 전세계에 걸쳐 수송됨으로 인해 많은 지역에서 생태계 균형이 깨지고 있다. 그래서 선박평형수에 의해 전세계적으로 수송되는 해양 생물, 특히 바람직하지 않은 생물종들의 이동(migration)을 통제할 수 있도록 하는 요건이 국제해사기구(IMO: International Maritime Organization)에 의해 강제되기에 이르렀다.
기존의 선박평형수 처리 시스템은 광의로는 활성 물질이 관여된 처리와 활성 물질이 없는 처리로 분류될 수 있다. 활성 물질이 관여된 처리는 선박평형수 내의 해양 생물을 죽이기 위한 화학제의 첨가가 필요하지만, 그러한 화학제의 사용은 환경에 부정적인 영향을 미친다. 활성 물질이 없는 처리는 대표적으로는 자외선(UV) 광 살균과 같은 물리적 방법을 포함하는데, 이는 환경에 최소로 영향을 미치므로 보다 바람직하다. 그러나 활성 물질이 없는 처리는 아래에 열거하는 여러 가지 주요한 단점들을 갖는데, 아래에 열거하는 것들에만 국한되지는 않는다.
1. 활성 물질을 사용하지 않는 종래의 자외선 시스템은 높은 자외선 출력을 소비해야 하는 주요 단점을 갖는다. 기존의 여과 시스템은 50㎛보다 큰 생물체 모두를 제거할 수 없으므로, 자외선 살균 시스템은 마이크로 크기의 박테리아에서부터 필터를 통과하는 50㎛보다 큰 생물체를 포함한 큰 생물체까지의 생물체들을 모두 죽이려면 극히 높은 출력을 사용해야 한다.
더욱이, 인입되는 선박평형수의 혼탁도가 높은 상태에서는, 그 높은 혼탁도는 자외선 광원에서 나오는 유효 자외선 조사(irradiation)를 차폐할 것이고, 그래서 수처리 효력에 방해가 된다.
그래서, 선박평형수 살균 처리를 위한 종래의 자외선 시스템에서는 아주 높은 출력 소비가 필요하다. 대개의 경우는, 종래의 자외선 선박평형수 처리 시스템에서 요구되는 추가적인 자외선 처리 출력 수요에 부응하기 위해서는 추가 발전기를 설치하는 것이 필요하고, 이는 유조선, LNG 운반선, 벌크선과 같이 선박평형수 용량이 큰 선박에서는 특히 필요하다. 대부분의 선박에서, 추가 발전기를 선내에 탑재 설치하는 것은 공간 제약으로 인해 쉽지 않으며 경제적으로도 실용적이지 않다. 이러한 이유 때문에, 선박평형수 용량이 대형인 선박을 소유하는 많은 선주들은 보다 더 환경 친화적인 자외선 선박평형수 처리는 채택하려고 하지 않는다.
2. 대부분의 기존의 선박평형수 처리 시스템은 여과된 물을 자외선 살균 처리하기 전에 큰 입자와 생물체를 제거하기 위한 여과 시스템을 사용하고 있다. 선박평형수 주입(ballasting) 공정 중에 역세척수(backwash water) 또는 역분출수(back flush water)가 선박평형수 취입 위치와 동일한 위치에서 선박 밖으로 배출되는 경우, 이는 IMO 규정을 위반하는 것은 아니다. 그렇지만 선박평형수를 선박평형수 주입 위치와는 다른 위치에서 배출(de-ballasting)시키는 경우, 역세척수는 IMO 규정으로 인해 선박 밖으로 배출시킬 수 없는데, 그 이유는 역세척수는 타지에서 기원한 것으로 간주되기 때문이다. 따라서 몇몇 시스템은 여과 시스템으로 우회시키지만 이는 불가피하게도 선박평형수 배출 성능을 떨어뜨린다. 일부 다른 시스템은 여과 시스템의 우회를 벌충하기 위해 자외선 용량을 증가시키고 있지만 이는 출력 수요를 추가로 더 증가시킨다. 또 다른 시스템으로는 역세척수를 저장하는 것이 있지만, 역세척수의 용적이 크기 때문에 선박의 화물 운반 용량은 상당히 감소된다.
3. 생물부착(biofouling)은 선박의 선체 및 해수 인입 도관과 같이 물에 젖거나 잠기는 인공 구조물에 미생물, 식물, 조류(algae) 또는 동물이 바람직하지 않게 축적되거나 또는 성장하는 것을 말하며, 이는 선박의 속도를 느리게 하며, 도관을 막으며, 침식을 가속하며, 환경에 피해를 줄 수 있는 심각한 문제이다. 기존의 여과 및/또는 하이드로사이클론(hydrocyclone) 시스템은 일반적으로 50㎛보다 큰 크기의 입자 또는 살아 있는 생물체를 제거하기 위해 설계되었다. 그러나 IMO 규정은 10㎛에서 50㎛ 사이의 크기의 살아 있는 미생물을 제어할 것도 요구하고 있는데, 이와 같은 수준의 제어는 중요하긴 하지만 종래의 선박평형수 시스템용의 하이드로사이클론 또는 여과 시스템의 유효 제어 범위를 넘어선 것이다. 여과 시스템은 10㎛에서 50㎛ 사이의 크기의 생물체를 제거하는 데 있어서는 대체적으로 효과가 없으므로, 기존의 선박평형수 물리적 처리 시스템은 그런 크기 범위의 살아 있는 생물체를 죽이기 위해서 자외선 광을 사용한다. 그렇지만 10㎛에서 50㎛ 사이의 크기의 생물체는 박테리아보다 훨씬 더 크며, 이러한 크기 범위의 생물체를 죽이기 위해 자외선을 사용함에 있어서는 극히 높은 출력이 요구된다. 결국, 기존의 선박평형수 처리 시스템에서의 자외선 시스템의 출력 소비는 아주 높은 것이 전형적이다.
자외선 광은 접촉하는 지점에서만 해양 생물체 및 박테리아를 죽이거나 제거할 수 있다. 접촉 지점을 벗어난 곳에서는 생물체 및 박테리아의 성장을 제어하지 못한다.
물에 잠긴 표면에서 서식하는 살아 있는 생물체 및 박테리아는 그 물에 잠긴 표면에 부착되는 균막(biofilm)에 입식할 것이다. 기존의 자외선 광 및 종래의 여과 시스템은 살아 있는 생물체나 균막을 상기 물에 잠긴 표면에서 제거할 수 없다.
기존의 많은 자외선 시스템은, 튜브 안의 이미터(emitter)들로부터 나오는 전자에 의해서나 혹은 외부에서 생성되고 마그네트론을 통해 튜브 안으로 보내지는 마이크로파에 의해서 충격을 받을 때에 자외선 광을 발생시키는 수은 증기 튜브를 사용한다. 수은 증기 튜브는 그의 긴 튜브 구조로 인해 파손되기 쉽다. 파손된 경우 수은 증기가 선박평형수 안으로 누출되고 이에 의해 환경이 오염된다.
자외선 광의 성능은 물의 혼탁도에 의해 나쁜 영향을 받으며, 그렇기 때문에 혼탁도가 높은 물에서 항해하는 선박에서의 효과는 아주 작다.
4. 어떤 선박평형수 처리 시스템에 대해 형식 승인 시험을 하는 동안, 시험을 개시하기 전에 시험 장소의 배관 시스템을 살균하고 생물부착을 씻어낸다. 기존의 많은 선박평형수 처리 시스템은 살균되고 생물부착이 씻긴 시스템 상태로 인해 형식 승인 시험을 간단히 통과할 수 있다. 후속한 실제 선박에서의 실시에서, 위와 같이 형식 승인된 많은 시스템들이 실제 선박 적용 성능에서는 합격하지 못한다.
따라서 기존의 시스템의 위와 같은 문제점들 및 그 밖의 다른 문제점들이 제거된 선박평형수 처리 시스템이 크게 요망되고 있다.
본 발명의 여러 실시예는, IMO 규정에 부합하고 그러면서도 화학제나 고출력 소비는 요하지 않는, 생물부착 제어를 제공할 수 있는 선박평형수 처리 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명의 한 양태에 따른, 선박 또는 외항 선박에서 선박평형수 주입(ballasting) 및 배출(de-ballasting)에 적합한 선박평형수 처리 시스템은, 선박평형수에서 입자들을 제거하도록 구성된 1차 여과 시스템과, 적어도 하나의 생물부착 제어(BFC: biofouling control) 유닛 및 적어도 하나의 자외선(UV) 살균 챔버를 포함하는 생물체 제어 처리 시스템을 포함하고; 상기 UV 살균 챔버는 선박평형수 주입 및 배출 공정 동안에 여과된 선박평형수에 조사하도록 구성된 적어도 하나의 자외선(UV) 램프를 포함하고; 상기 BFC 유닛은 상기 1차 여과 시스템, 상기 1차 여과 시스템에 유체 연통되게 연결된 제1 도관, 상기 UV 살균 챔버, 및 상기 UV 살균 챔버에 유체 연통되게 연결된 제2 도관 중에서 하나에 배치되고; 선박평형수 주입 및 배출을 하지 않는 동안에, 상기 UV 살균 챔버의 UV 램프는 작동하지 않게 구성되고, 상기 BFC 유닛은 선박평형수 안에서 그리고 선박평형수와 접촉하는 복수의 표면에서 해양 생물체가 증식하는 것을 연속적으로 제어하기 위해 복수의 전자기파를 적어도 하나의 소망하는 시변 주파수(time-varying frequency) 범위 내에서 적어도 간헐적으로 발생시켜서 선박평형수를 통해 전파시키도록 구성되는, 선박평형수 처리 시스템.
본 발명의 다른 양태에 따른, 선박 또는 외항 선박에 탑재되는 선박평형수 처리 방법은, 선박평형수에서 입자들을 제거하기 위해 선박평형수를 1차 여과 시스템을 통과시키고; 선박평형수 주입 또는 배출 공정 동안에, 여과된 선박평형수를 자외선 광 조사 및 생물부착 제어의 조합에 의해 살균하고; 선박평형수 주입 공정 동안, 살균 처리된 선박평형수를 선박평형수 탱크 안으로 담고; 그리고 선박평형수 주입 및 배출을 하지 않는 동안에, 복수의 전자기파를 적어도 하나의 소망하는 시변 주파수 범위 내에서 적어도 간헐적으로 발생시켜서, 상기 복수의 전자기파를 1차 여과 시스템, 상기 1차 여과 시스템에 유체 연통되게 연결된 제1 도관, UV 살균 챔버, 및 상기 UV 살균 챔버에 유체 연통되게 연결된 제2 도관 중에서 적어도 하나로 전파시킴으로써, 선박평형수 안에서 그리고 선박평형수와 접촉하는 복수의 표면에서 해양 생물체가 증식하는 것을 제어하는 것을 포함한다.
본 발명의 상기 특징들과 그 밖의 다른 특징들은 아래의 문단들에서 더욱 상세하게 설명될 것이다.
다음 도면들을 참조하여 본 발명의 여러 실시예를 개시한다.
도 1a는 본 발명의 한 실시예에 따른 선박평형수 주입(ballasting) 공정을 예시하는 흐름도이다.
도 1b는 본 발명의 한 실시예에 따른 선박평형수 배출(de-ballasting) 공정을 예시하는 흐름도이다.
도 1c는 본 발명의 한 실시예에 따른 오프라인 재순환(offline re-circulation) 공정을 예시하는 흐름도이다.
아래의 설명에서는 본 발명의 여러 예시적인 실시예들을 충분히 이해할 수 있게 하기 위해 여러 가지 구체적 세부 사항들을 기재한다. 그러나 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 여러 실시예들을 그 실시예의 구체적 세부 사항들 중 일부 또는 모두가 없어도 실시할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 그 밖의 경우로서, 설명된 실시예들의 적절한 양태들을 불필요하게 흐리지 않기 위해 공지의 처리 작업에 대해서는 상세하게 설명하지 않는다. 도면에 있어서는, 유사한 도면 부호들은 여러 도면에 걸쳐 동일 또는 유사한 기능 또는 특징을 나타내는 것을 칭한다.
선박평형수 주입 및 배출 공정
본 발명의 일 실시예에 따른 선박평형수 주입(ballasting) 공정을 예시하는 도 1a를 참조한다. 선박평형수 주입 공정 도중에, 바다에서 빨아들여진 물 또는 해수가 선박평형수 탱크(22) 안으로 들어가기 전에 선박평형수 처리 시스템을 통과한다(도 1a의 화살표 참조).
도 1a에 예시된 바와 같이, 평형수 펌프(12) 또는 다른 적절한 펌프를 통해 물이 빨아들여진다. 이 물, 즉 선박평형수는 선박의 기존 여과기(strainer)(도시되지 않음)를 통과할 수 있다. 상기 여과기는 선박평형수 안에 담긴 큰 입자들을 여과한다. 해양 생물체들이 상기 여과기의 표면에 부착하는 것을 방지하기 위해, 상기 여과기는 뒤의 설명 문단에서 더욱더 상세히 설명하는 생물부착 제어(BFC) 유닛들로 보호될 수 있다.
선박평형수는 상기 여과기를 통과한 후에 하이드로사이클론(16) 및 필터(18)를 포함하되 이것에만 국한되지 않는 1차 여과 시스템 안으로 들어간다. 상기 하이드로사이클론(16)에 의해 달성되는 분리도는 50㎛일 수 있으며, 그래서, 크기가 50㎛보다 크며 물보다 농후한 고형 입자들만이 분리되어 침전된다. 이보다 작은 나머지 입자들과 선박평형수는 하이드로사이클론(16)에서 배출된다. 하이드로사이클론(16)을 사용하는 것은 어떤 실시예에서는 선택적인 것이며 수질에 좌우된다.
이어서 선박평형수는 하나 이상의 필터(18), 일례로 역분출 분급 필터(backflush screen filter) 안으로 들어가는데, 상기 필터의 목적은 하이드로사이클론(16)에 의해 충분히 분리되지 못한 50㎛보다 큰 위와 같은 침전 입자들과 생물체를 추가로 제거하거나, 혹은 하이드로사이클론(16)이 전혀 사용되지 않는 경우에 다음 단계의 UV 살균 처리를 더 효과적으로 실행할 수 있도록 선박평형수의 혼탁도를 낮추는 데 있다(자외선 광은 입자에 반사되기 때문에 물의 혼탁도가 높으면 UV 살균 성능이 떨어진다). 해양 생물체가 필터(18)의 표면에 부착하는 것을 방지하기 위해, 필터(18)는 뒤의 설명 문단에서 더욱더 상세히 설명하는 생물부착 제어(BFC) 유닛(14)들로 보호될 수 있다.
여과된 선박평형수는 필터 유닛(18)에서 빠져나온 후에 BFC 유닛(14) 안으로 들어가고 그와 동시에 거부된 물(rejected water)은 바다로 배출된다. 이어서 BFC 유닛(14)을 빠져나온 선박평형수는 UV 살균 챔버(20) 안으로 들어간다. 후속해서, UV 살균 챔버(20)에서 빠져나온 선박평형수는 하나 이상의 BFC 유닛(14) 안으로 들어간다. UV 살균 챔버(20)와 BFC 유닛(14)을 사용하는 목적은 예를 들어 IMO 규정 D-2 선박평형수 성능 표준(IMO Regulation D-2 Ballast Water Performance Standard)과 같은 규정들을 충족시키기 위해 다수의 박테리아 및 미생물을 제어하기 위한 것인데, 그러한 제어에는 선박평형수 안의 해양 생물체를 제거하거나 죽이거나 또는 그들에 쇼크를 가하는 것과, 해양 생물체들이 선박평형수와 접촉하는 표면에 달라붙는 것을 방지하는 것이 포함된다. 후속해서 살균 처리된 선박평형수는 선박평형수 주입 공정 중에는 선박평형수 탱크(22) 안으로 들어가거나, 선박평형수 배출 공정 중에는 선박 밖으로 배출된다.
위에서 설명한 본 발명의 공정에 있어서, BFC 유닛과 UV 처리의 상승 작용적 효과는 종래의 UV 처리 시스템에 비해 에너지 소비는 아주 낮으면서도 처리 효율이 아주 높다는 것이다. 필적할 수준의 선박평형수 생물체 처리 효과에 있어서, 본 발명을 이용할 때의 출력 소비는 종래의 UV 시스템의 10% 내지 20%밖에 되지 않는다. 그래서 추가적인 발전기를 선박에 탑재할 필요가 없고, 그렇기 때문에 선박 자체의 공간적 제약이 해소된다.
도 1a는 선박평형수를 UV 살균 챔버(20) 안으로 들어가기 전에 처리하기 위해 필터(18)와 UV 살균 챔버(20)에 유체 연통되게 연결된 제1 도관에 배치되며, 또한 UV 살균 챔버(20)에서 빠져나온 선박평형수를 처리하기 위해 UV 살균 챔버(20)와 선박평형수 탱크(22)에 유체 연통되게 연결된 제2 도관에 배치된 BFC 유닛(14)들을 도시하고 있는데, 이와 다른 배치 변경들도 생각할 수 있다는 것을 알아야 한다. 선박평형수 배관 계통 내에 사용되는 BFC 유닛의 개수와 배치 위치는 예상되는 물의 유량, 탑재 공간의 이용도, 그리고 필요한 처리 효율에 따라 좌우될 수 있다. 몇몇 실시예에서는, 선박평형수 처리 시스템에 하나의 BFC 유닛으로 충분할 수 있다. 몇몇 실시예에서는, BFC 유닛(들)이 선박평형수를 UV 살균 챔버 안으로 들어가기 전에 처리하기 위해 제1 도관에만 배치될 수 있다. 몇몇 실시예에서는, BFC 유닛(들)이 UV 살균 챔버에서 빠져나온 선박평형수를 처리하기 위해 제2 도관에만 배치될 수 있다. 또 다른 몇몇 실시예에서는, 제1 및 제2 도관 각각에 적어도 하나의 BFC 유닛이 배치된다.
선박평형수 배출(de-ballasting) 공정을 예시하는 도 1b를 참조한다. 선박평형수 배출 중에, 선박평형수 탱크(22)에서 빨려나온 선박평형수는 바다로 배출되기 전에 선박평형수 처리 시스템을 통과한다(도 1b의 화살표 참조). 더 구체적으로 설명하면, 선박평형수 탱크(22)에서 나온 선박평형수는 하이드로사이클론(16), 필터(18), BFC 유닛(14)들, 그리고 UV 살균 챔버(20)를 통과하여, 선박평형수 주입 공정과 관련하여 위에서 설명한 것과 유사한 방식으로 처리된다.
또한, 선박평형수 배출 공정 동안에 2차 여과 시스템(24), 일례로 폐수 농축기(concentrator)가 작동될 수 있다. 구체적으로 설명하면, 1차 여과 시스템, 일례로 하이드로사이클론(16) 및 필터(18)에서 나온 거부된 물(rejected water)은 2차 여과 시스템(24)으로 보내진다. 2차 여과 시스템(24)에서 나온 여과된 물은 필터(18)의 인입구로 되돌려질 수 있고 그와 동시에 2차로 거부된 물은 유지 또는 저장 탱크(26)에 수집되어 저장되거나 증발된다. 2차 여과 시스템에 대해서는 뒤의 설명 문단에서 더 상세하게 설명된다.
선박평형수가 재순환 펌프(28)에 의해 재순환되는 본 발명의 일 실시예에 따른 오프라인 재순환 공정을 예시하는 도 1c를 참조한다. 선박평형수 주입 및 배출 공정 후에, 선박평형수 처리 시스템이 재순환 또는 오프라인 모드에서 가동되는데, 이 모드에서는 1차 여과 시스템과 BFC 유닛(14)만 작동되거나 사용되고, 반면에 UV 살균 챔버(20)는 작동되지 않거나 오프라인 상태에 있게 된다. 선박평형수 처리 시스템 내의 표면들의 청결을 유지하기 위해, 선박평형수 도관 안에 유지되어 있는 물은 필터(18)를 통과해서―선박평형수 처리 시스템을 따라 여러 특정 위치에 설치된 BFC 유닛(14)들을 통과하는 것을 포함함―간헐적으로 또는 연속적으로 재순환된다. 이러한 오프라인 모드는 해양 생물체의 잔류물 처리 효과를 포함한 연속적인 처리 효과를 제공하고 유지하며, 이에 의해 해양 생물체가 선박평형수 안에서와 선박평형수와 접촉하는 표면에서 생물부착하여 재성장하는 것이 방지된다.
이상의 설명에서 이해할 수 있는 바와 같이, 선박평형수 처리 시스템은 아래의 부시스템(sub-system), 즉
(a) 하나 이상의 여과 유닛 또는 단계를 포함한 여과 시스템과,
(b) BFC 유닛들을 이용하는 생물부착 제어(BFC) 시스템과,
(c) 자외선 광을 이용하는 살균 시스템을 포함한다.
상기 부시스템 각각에 대해서는 아래에서 설명한다.
(a) 여과 시스템
본 발명의 여러 실시예들은 1차 여과 시스템을 포함하고, 어떤 실시예들은 2차 여과 시스템을 추가로 포함한다.
어떤 실시예에서, 1차 여과 시스템은 복수의 여과 유닛 또는 단계를 포함한다. 더 구체적으로 설명하면, 선박평형수에서 50㎛보다 큰 크기의 조대 입자 및 생물체를 제거하기 위해 종래의 하이드로사이클론, 사이클론 분리기, 전자동 및/또는 수동 자동식 세정 또는 역세척(back wash) 시스템을 갖춘 분급 필터(screen filter) 또는 디스크 필터, 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다. 주입된 선박평형수의 수질에 좌우되는 여과 스크린의 미크론 크기/용량과 사이클론의 크기는 그 수질에 따라 맞추어진다. 일반적으로, 선박평형수가 크고 밀집된 입자 집단을 함유하는 경우, 후속하는 분급 또는 디스크 필터의 부하를 경감시키기 위해 하나 이상의 하이드로사이클론(16)이 사용될 수 있다. 분급 또는 디스크 필터의 여과 크기는 10㎛ 내지 100㎛의 범위에 있는 메쉬 크기에서 선택될 수 있지만, 필터 설비가 차지하는 영역(foot print)을 줄이고 또한 과도한 수압 강하를 피하기 위해서는 30㎛ 내지 50㎛의 범위에 있는 메쉬 크기에서 선택되는 것이 바람직하다.
선박평형수 처리에 상기 분리기 및/또는 여과 시스템을 사용함으로써 자동 역류 세척 또는 세정 시스템에서 거부된 물이 생긴다. 선박평형수 배출 공정 중에 얻어지는 그러한 거부된 물은 IMO 규정 때문에 선박 밖으로 배출시킬 수 없고, 그래서 당해 산업 분야에서는 그러한 거부된 물을 선박에 탑재된 유지 탱크에 저장하거나, 선박평형수 배출 중에 분리/여과 시스템을 우회시키는 것이 보편적으로 행해지고 있다. 거부된 물을 선박에 탑재시켜 저장하는 데에는 큰 용량이 요구된다. 예를 들어, 대표적인 초대형 유조선의 총 선박평형수 용적은 200,000톤의 범위에 있을 수 있다. 분리/여과 공정에서 나온 거부된 물이 1%라면, 2,000톤의 저장 또는 유지 탱크 용량이 요구된다. 한 번의 항해 중에 다수의 선박평형수 배출 사이클이 발생하는 경우, 거대한 선박 탑재 저장 용량이 필요할 것이다. 이는 실용적이지 않으며, 필연적으로 화물 운반 용량의 상당한 손실을 야기한다.
본 발명의 어떤 실시예에 따르면, 거부된 물을 저장하는 문제점을 해결하기 위해 2차 여과 시스템(24)이 제공된다. 상세하게 설명하면, 선박평형수 배출 공정 중에 1차 여과 시스템에서 생긴 거부된 물은 2차 여과 시스템으로 보내진다. 2차 여과 시스템(24)에서, 선박평형수 배출이 거부된 물은 그 거부된 물의 체적이 일례로 99%까지 추가로 더 감소될 수 있도록 추가로 여과된다. 2차 여과 후의 거부된 물의 잔량, 일례로 1%는 거부된 물을 선박 탑재시켜 저장하는 데에 아무런 문제가 없을 정도로 체적 면에서 상당히 감소된 것이다. 위에서 언급한 예인 선박평형수 용량이 200,000톤인 유조선을 기준으로 했을 때, 최종적인 거부된 물의 체적(2차 여과 후의 체적)은 2,000톤(2차 여과가 없을 때의 체적)이 아닌 20톤이 된다. 2차 여과 시스템(24)은 선박평형수 본류의 유량의 1%를 여과하고 그 결과 거부된 물은 단지 0.01%에 불과하게 되므로 여과 시스템(24)이 차지하는 영역도 작다. 거부된 물을 저장하는 데에 사용할 작은 탱크조차 없는 어떤 선박에 있어서는, 2차 여과 시스템(24)을 여전히 설치할 수 있지만, 2차 여과 공정에서 나오는 결과물인 농축물은 증발시키고 증발되지 않은 나머지 고형 잔류물들은 수집될 수 있다.
(b) 생물부착 제어 시스템
본 발명의 어떤 실시예에서는, BFC 유닛(14)들을 BWTS 시스템 내의 다수의 전략적 위치(도 1a 참조)에, 일례로 필터, 살균 챔버, 및 상호 연결 배관 계통에 배치된다. BFC 유닛(14)들은 UV 처리와 결합하여 생물체에 대한 상승 작용적 제어 효과를 제공하고, 또한 특히 여과 시스템에 대해서는 선박평형수 시스템 내에서의 균막 형성과 살아 있는 생물체 및 박테리아의 재성장을 제어하기 위한 간헐적 또는 연속적 재순환 정화를 제공하여 선박평형수 주입 또는 배출이 행해지지 않을 때조차도 선박평형수 시스템 내에 생물학적 성장이 없게 한다. 어떤 실시예에서는, 선박평형수 주입 및 배출 공정이 행해지지 않을 때에(즉, 재순환 모드), BFC 유닛(14)들이 작동할 수 있다. 어떤 실시예에서는 선박평형수 배출 공정 중에 BFC 유닛(14)들도 작동될 수 있다.
BFC 유닛(14) 각각은 선박평형수에 초저 시변 주파수(ultra-low time-varying frequency) 범위를 갖는 전자기장 또는 전자기파를 제공하도록 구성된다. 구체적으로 설명하면, BFC 유닛(14)은, 선박평형수를 통해 전파되었을 때에 선박평형수 안의 해양 생물체 및 박테리아를―균막도 포함―제거하거나 죽이거나 또는 이들에 쇼크를 가할 수 있는 초저 주파수 범위의 펄스 시변 전자기파를 발생시킨다. 상기 전자기파는 선박평형수 처리 시스템의 부품들(일례로, 해양 생물체 및 박테리아가 자체적으로 달라붙는, 1차 여과 시스템의 강 표면 또는 그리드와, 선박평형수 처리 시스템의 여러 구성요소들―1차 여과 시스템, 살균 챔버(20) 및 상호 연결 배관 시스템을 포함하되 이들에만 국한되지 않음―에 유체 연통되게 연결된 도관)을 여기시키고, 그리고/또는 선박평형수 내에 “쇄도 전류(avalanche current)” 효과를 발생시키기에 적합한 것으로 할 수 있다. 이렇게 해서, 선박평형수 안에서 살아가는 10㎛ 내지 50㎛의 크기 범위의 해양 생물체 및 박테리아를 제거하거나, 죽이거나, 그들에 쇼크를 주게 되어, 해양 생물체 및 박테리아가 선박평형수와 접촉하는 표면에 달라붙는 것이 방지된다. 상기 “쇄도 전류(avalanche current)”는 BFC 유닛(14)의 시변 전자기파에 의해 발생된, 자체적으로 유지되는 급격히 증가하는 전류 펄스(self-sustained sharply increasing current pulse)라는 것을 인지하여야 한다. 펄스 파를 이용함으로써, 이들 BFC 유닛(14)들의 출력 요건은 동일한 크기 범위의 해양 생물체를 제어하기 위한 종래의 UV 시스템에 비해 훨씬 더 낮다.
어떤 실시예에서, 펄스 초저 주파수를 50Hz 내지 2,000,000Hz 범위 내로, 바람직하기로는 50Hz 내지 200,000Hz 범위 내로 발생시킬 수 있다. 펄스 최고점간(peak-to-peak) 전압은 12V(볼트) 내지 200V(오실로스코프에 의한 것임)의 범위 내에 있을 수 있다. 어떤 실시예에서 선박평형수 처리 시스템은 각기 다른 크기의 해양 생물체를 제어하기 위해 적절하게 선택된 각기 다른 소망하는 주파수 범위들을 사용할 수 있다. 구체적으로 설명하면, BFC 유닛(14)들은 50㎛보다 큰 크기를 갖는 생물체, 10㎛ 내지 50㎛ 범위의 크기를 갖는 생물체, 그리고 박테리아를 제어하기 위해 지향된 3개의 다른 주파수 범위를 제공할 수 있다.
BFC 유닛(14)들의 개수와 이 BFC 유닛들의 주파수 범위들의 조합은 수질과, UV 시스템의 부하와, 1차 여과 시스템에 사용된 여과 유닛에 따라 맞추어질 수 있다. 예를 들어, 기존의 선박평형수 펌핑 시스템의 제약 사항들로 인한 1차 여과 시스템 내에서의 압력 강하를 줄이기 위해 조대 여과 유닛들이 사용되는 경우, 낮은 주파수 범위(“타입 3”)의 BFC 유닛(14)의 개수가 늘어날 것이다. 10㎛ 내지 50㎛의 크기 범위의 생물체를 제어하는 것이 중요한 경우, 높은 주파수 범위(“타입 2”)의 BFC 유닛(14)의 개수가 늘어날 것이다. 박테리아 제어를 더 양호하게 하기 위해서는, UV 강도를 줄인다면, 박테리아 제어 효과를 향상시키기 위해 최고 주파수 범위(“타입 1”)의 BFC 유닛(14)의 개수가 늘어날 것이다. BFC 유닛의 타입 3, 타입 2, 타입 1 모두는 다단 1차 여과 시스템과 UV 살균 시스템을 상당히 낮은 출력 소비로도 향상시키거나 보완할 수 있다. 또한, 이러한 BFC 유닛(14)들을 사용함으로써, 어떠한 살균 부산물(DPB: disinfection by-products)도 생성됨이 없는 금속 표면의 세정이 가능해진다.
펄스 초저 주파수 전자기파를 발생시키고 이 전자기파를 선박평형수를 통해 전파시키는 여러 가지 수단 및 방법은 현존하는 기술로부터 이해할 수 있다. BFC 유닛(14)의 예들이 2012년 8월 28일 출원된 국제특허출원 PCT/SG2012/000302호 또는 2011년 3월 17일 공고된 국제공보 WO2011/029222호(국제출원번호 PCT/CN2009/073799호)에 개시되었다. 한 실시예에 개시된 바와 같이, BFC 유닛(14)은 전력 공급부(power supply)와, 바람직한 시변 주파수로 작동되는 전자기 신호를 생성시키는 발생기(generator)와, 그리고 물에 잠긴 2개 이상의 이격된 이미터를 포함하는 것으로서 전자기 신호를 발진 및 전파하는 수단을 포함할 수 있다. 작동 시, 전자기장이 이미터들 사이에서 생성되고, 이미터들 근처에서부터 도관 내의 벌크 수(bulk water)로 전파되어 그 물속의 살아 있는 생물체들을 제어한다. 다른 실시예에 개시된 바와 같이, BFC 유닛(14)은 전력 공급부(power supply)와, 바람직한 주파수로 작동되는 전자기 신호를 생성시키는 발생기(generator)와, 그리고 물에 잠긴 페라이트 코어(ferrite core) 둘레에 감긴 코일 및 페라이트 코어 안테나를 포함하는 것으로서 전자기 신호를 진동시켜 전파하는 수단을 포함할 수 있다. 작동 시, 전자기장이 코일 안과 둘레에서 생성되어 물속의 살아 있는 생물체들을 제어한다. BFC 유닛(14)을 구현하는 다른 적절한 수단 및 방법들도 당해 기술 분야에 알려져 있거나 혹은 앞에서 언급한 특허 출원들로부터 공지되어 있다.
(c) 살균 시스템
본 발명의 여러 실시예들은 선박평형수 처리에 있어서의 살균 시스템용으로 발광 다이오드(LED) UV 램프 및/또는 아말감 UV 램프를 이용한다.
어떤 실시예에서, LED UV 램프는 반사기와 함께 배치된다. 상세히 설명하면, LED UV 램프는 살균 챔버(20)의 한 단부에 설치될 수 있다. LED UV 램프는 석영 유리, 적층 유리, 또는 기타 적절한 재료에 의해 물 챔버로부터 분리될 수 있다. 수질, 특히 혼탁도는 광 침투력을 결정한다. 일반적으로, 혼탁도가 크면 클수록 광 침투가 짧아지고, 그러므로 물 챔버의 깊이는 자외선의 유효 조사량이 물 챔버 안의 물의 모든 부분에 도달할 수 있도록 하기에 적합한 치수로 한다. 물 챔버의 크기 및 수질 여하에 따라, 사용할 LED UV 램프의 와트수 또는 출력 등급이 그에 맞게 선택된다.
어떤 다른 실시예에서, LED UV 램프는 반사기 없이 직선 스트립 형태로 제공된다. 직선 스트립 형태의 LED UV 램프가 UV 챔버 내의 종래의 UV 튜브들을 대체할 수 있다. 물이 아주 혼탁하고 반사기 LED UV 램프가 물 덩어리 전체에 도달하기 어려운 특정 적용례에 있어서는, 물의 모든 부분에 충분한 UV 조사량이 확실히 도달할 수 있도록 하기 위해 길이가 여러 가지로 설계된 석영 튜브들을 처리하려고 하는 물 덩어리 안으로 침투하게 구성할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 아말감 UV 램프가 LED UV 램프와 조합되어 사용될 수 있다. LED UV 램프는 에너지 효율이 더 높으며 형상 및 설계 측면에서의 융통성이 더 크지만, LED UV 램프의 비용은 아말감 UV 램프에 비해 훨씬 높다. 따라서, 총 비용 효율을 유지하면서 최적의 처리 효과를 달성하기 위해 LED UV 램프와 아말감 UV 램프를 조합하여 사용할 수 있다.
LED UV 램프 및/또는 아말감 UV 램프는 180nm 내지 400nm의 UV 파장 범위를 갖는 UVA, UVB, 및 UVC 광을 발생시키는데, 상기 UVC 광만이 대부분의 종의 박테리아를 죽이는 데 있어 더 효과적이다. 살균 챔버(20) 안에, 선택비가 더 높고 그래서 UVA 및 UVB를 제거할 수 있는, 해수 및 적층 유리를 구비함으로써, 순도가 더 높은 UVC 광이 물속으로 방사된다.
선택적으로, 광 침투 효율이 유지될 수 있도록 석영 슬리브 또는 적층 유리판의 외부 표면을 세정하기 위한 기계적 세정 와이퍼 또는 워터제트가 결합될 수 있다.
본 발명의 여러 실시예들은 다음에 열거한 것을 포함한 어떤 이점들을 달성하는데, 그 열거된 것에만 국한되지는 않는다.
i. 본 발명의 선박평형수 처리 시스템은 선박평형수 주입 공정과 배출 공정에 유사한 기본 처리를 적용한다. 선박평형수 배출 공정 동안에 선박평형수가 동일한 분리/여과 시스템/BFC/UV 살균 시스템을 통과하게 함으로써, 처리 효율과 수질이 향상되고, 출력 소비가 종래의 UV 시스템에 비해 상당히 낮아지고, 설비가 차지하는 영역 또한 감소된다.
ii. 본 발명의 선박평형수 처리 시스템은 어떠한 화학제도 사용하지 않으며, 그렇기 때문에 환경에 부정적인 영향을 주지 않는다.
iii. 본 발명의 선박평형수 처리 시스템은 담수, 해수, 및 담해수(brackish water)에 적합하다.
iv. 1차 여과 시스템에서 나온 거부된 물을 처리하기 위해 2차 여과 시스템을 사용함으로써, 역세척수의 체적이 상당히 감소되고, 그렇게 감소된 역세척수는 화물 운반 용량에 실질적인 손실을 야기함이 없이 선박에 탑재 상태로 저장될 수 있다.
v. 살균 시스템 내에 LED UV 램프 및/또는 아말감 UV 램프를 사용함으로써 수은 오염이 없어진다. LED UV 램프는 종래의 수은 증기 UV 램프에 비해 낮은 출력을 소비한다. 또한, LED UV 램프의 수명 길이는 종래의 수은 증기 UV 램프에 비해 훨씬 더 길며, 그 결과 OPEX가 낮아진다. 또한, LED UV 램프는 바람직한 UV 스펙트럼 범위를 발생시키고, 이는 BFC 유닛들과 결합되었을 때에 아주 효과적이고 효율적인 살균 결과를 가져온다.
vi. BFC 유닛들의 성능은 물의 혼탁도에 영향을 받지 않는다. BFC 유닛들은 또한 물의 혼탁도가 높은 경우에 UV 시스템의 성능을 향상시킨다. 이러한 점에 의해, 혼탁도가 높은 물에 BFC 유닛과 UV 유닛의 조합을 적용시킬 수 있다.
vii. 오프라인 또는 재순환 모드에서 작동될 수 있는 연속적 또는 간헐적 생물부착 제어 처리 시스템은 선박평형수 주입 및 배출 공정이 없는 경우에도 일관된 수질을 보장한다.
위의 실시예들 이외의 다른 실시예들도 당해 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자들에게 있어서는 본 발명의 명세서 및 실시를 고려할 때에 명백해질 것이다. 게다가, 어떤 용어는 설명의 명료성을 위해 사용되었지만, 본 발명의 개시된 실시예들을 제한하고자 하는 것은 아니다. 이상에서 설명한 실시예들과 특징들은 예시적인 것으로 생각되어야 하고, 아울러 본 발명은 청구범위에 의해 한정된다.

Claims (26)

  1. 외항 선박에서 선박평형수 탱크(22) 내로 물을 수용하는 선박평형수 주입 공정, 활성 물질 또는 화학제를 요구하지 않고 선박평형수 탱크(22)로부터 선박평형수를 순환 및 소독시키는 오프라인 재순환 공정 및 선박평형수 탱크(22)로부터 선박평형수를 배출시키는 선박평형수 배출 공정을 수행하기에 적합한 선박평형수 처리 시스템으로서,
    상기 선박평형수에서 입자들을 제거하도록 구성된 1차 여과 시스템과,
    적어도 하나의 생물부착 제어(BFC) 유닛(14) 및 적어도 하나의 자외선(UV) 살균 챔버(20)를 포함하는 생물체 제어 처리 시스템을 포함하고;
    상기 UV 살균 챔버(20)는 상기 선박평형수 주입 공정 및 상기 선박평형수 배출 공정 동안에 여과된 선박평형수에 조사하도록 구성된 적어도 하나의 자외선(UV) 램프를 포함하고, 선박평형수 주입 또는 배출을 하지 않는 오프라인 재순환 공정 동안에 작동되지 않도록 구성되고,
    상기 BFC 유닛(14)은 상기 1차 여과 시스템, 상기 1차 여과 시스템에 유체 연통되게 연결된 제1 도관, 상기 UV 살균 챔버(20), 및 상기 UV 살균 챔버(20)에 유체 연통되게 연결된 제2 도관 중에서 적어도 하나에 배치되고;
    상기 적어도 하나의 BFC 유닛(14)은 상기 오프라인 재순환 공정 동안에 복수의 전자기파를 상기 선박평형수 탱크(22)로부터의 상기 선박평형수를 통해 발생 및 전파시키도록 구성되고,
    50Hz 내지 2,000,000Hz 내 주파수 범위의, 적어도 하나의 목표 시변 주파수(time-varying frequency) 범위를 갖는 복수의 전자기파는 선박평형수 안의 해양 생물체를 죽이고 재성장을 막는 쇄도 전류를 선박평형수에 생성하고, 그 결과 선박평형수 및 선박평형수와 접촉하는 선박평형수 처리 시스템의 복수의 표면상의 해양 생물체의 증식을 연속적으로 제어하는, 선박평형수 처리 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 UV 램프는 발광 다이오드(LED) UV 램프인, 선박평형수 처리 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 UV 살균 챔버(20)가, 여과된 선박평형수를 상기 적어도 하나의 LED UV 램프에서 분리시키는 석영 유리 및 적층 유리 중 하나를 추가로 포함하는, 선박평형수 처리 시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 UV 살균 챔버(20)가, 적어도 하나의 아말감 UV 램프를 추가로 포함하는, 선박평형수 처리 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 복수의 전자기파는 오실로스코프로 측정한 펄스 최고점간 전압이 12V 내지 200V 범위에 있는, 선박평형수 처리 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 주파수 범위는 50Hz 내지 200,000Hz 범위 내에 있고, 상기 복수의 전자기파는 오실로스코프로 측정한 펄스 최고점간 전압이 12V 내지 200V 범위에 있는, 선박평형수 처리 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 오프라인 재순환 공정 중에, 상기 BFC 유닛(14)은 50㎛보다 큰 크기의 해양 생물체, 10㎛ 내지 50㎛ 범위의 크기의 해양 생물체, 그리고 박테리아의 증식을 제어하기 위해 각각 선택된 각기 다른 주파수 범위를 갖는 복수의 전자기파를 발생시키도록 구성된, 선박평형수 처리 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 BFC 유닛(14)은, 선박평형수 주입 및 배출 공정 중에는, 선박평형수 안에서 그리고 선박평형수와 접촉하는 복수의 표면에서 해양 생물체가 증식하는 것을 연속적으로 제어하기 위해 상기 복수의 전자기파를 적어도 하나의 목표 주파수 범위 내에서 발생시켜서 선박평형수를 통해 전파시키도록 구성되는, 선박평형수 처리 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 선박평형수 배출 공정 동안에 1차 여과 시스템에서 얻어진 거부된 선박평형수를 받아들이도록 구성되며 거부된 선박평형수를 여과하도록 구성된 2차 여과 시스템(24)을 추가로 포함하는, 선박평형수 처리 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 2차 여과 시스템(24)은 거부된 선박평형수의 체적을 99%까지 감소시키도록 구성된, 선박평형수 처리 시스템.
  11. 선박평형수 탱크(22) 내로 물을 수용하는 선박평형수 주입 공정, 활성 물질 또는 화학제를 요구하지 않고 선박평형수 탱크(22)로부터 선박평형수를 순환 및 소독시키는 오프라인 재순환 공정 및 선박평형수 탱크(22)로부터 선박평형수를 배출시키는 선박평형수 배출 공정을 수행하는 선박평형수 처리 시스템을 이용하여 외항 선박에 탑재되는 선박평형수 처리 방법이며,
    선박평형수에서 입자들을 제거하기 위해 선박평형수를 1차 여과 시스템을 통과시키는 단계와,
    상기 선박평형수 주입 공정 또는 상기 선박평형수 배출 공정 동안에, 여과된 선박평형수를 UV 살균 챔버(20) 내에서의 자외선(UV) 광 조사 및 적어도 하나의 생물부착 제어(BFC) 유닛(14)에 의해 제공되는 생물부착 제어의 조합에 의해 살균하는 단계와,
    상기 선박평형수 주입 공정 동안, 살균 처리된 선박평형수를 선박평형수 탱크(22) 내에 수용하는 단계, 및
    선박평형수 주입 및 배출을 하지 않는 오프라인 재순환 공정 동안에, 선박평형수 안에서의 그리고 선박평형수와 접촉하는 복수의 표면에서의 해양 생물체의 증식을 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 증식 제어 단계는
    자외선(UV) 광 조사를 비활성화시키는 단계,
    적어도 하나의 BFC 유닛(14)에 의해, 50Hz 내지 2,000,000Hz 내 주파수 범위의 적어도 하나의 목표 시변 주파수 범위를 갖는 복수의 전자기파를, 선박평형수를 통해 1차 여과 시스템, 상기 1차 여과 시스템에 유체 연통되게 연결된 제1 도관, UV 살균 챔버(20), 및 상기 UV 살균 챔버(20)에 유체 연통되게 연결된 제2 도관 중에서 적어도 하나로 적어도 간헐적으로 발생 및 전파시키는 단계, 및
    상기 복수의 전자기파에 의해 쇄도 전류를 선박평형수에 생성하고, 쇄도 전류를 이용하여 해양 생물체를 죽이고 재성장을 막는 단계에 의해 수행되는, 선박평형수 처리 방법.
  12. 제11항에 있어서, 여과된 선박평형수를 자외선 광 조사로 살균하는 것은 UV 살균 챔버(20)를 제공하는 것과, 상기 UV 살균 챔버(20) 안에 적어도 하나의 발광 다이오드(LED) UV 램프를 제공하는 것을 포함하는, 선박평형수 처리 방법.
  13. 제12항에 있어서, 적어도 하나의 발광 다이오드(LED) UV 램프를 제공하는 것은 여과된 선박평형수를 상기 적어도 하나의 LED UV 램프에서 분리시키는 석영 유리 및 적층 유리 중 하나를 제공하는 것을 포함하고,
    상기 석영 유리 및 적층 유리 중 하나는 UV 광 조사로부터 UVA 및 UVB를 제거하도록 구성되는, 선박평형수 처리 방법.
  14. 제12항에 있어서, 여과된 선박평형수를 자외선 광 조사로 살균하는 것은 UV 살균 챔버(20) 안에 적어도 하나의 아말감 UV 램프를 제공하는 것을 더 포함하는, 선박평형수 처리 방법.
  15. 제11항에 있어서, 복수의 전자기파를 발생시키는 단계는 오실로스코프로 측정한 펄스 최고점간 전압이 12V 내지 200V 범위에 있는 상기 복수의 전자기파를 발생시키는 단계를 포함하는, 선박평형수 처리 방법.
  16. 제11항에 있어서, 복수의 전자기파를 발생시키는 단계는 오실로스코프로 측정한 펄스 최고점간 전압이 12V 내지 200V 범위에 있는 50Hz 내지 200,000Hz 범위 내의 상기 복수의 전자기파를 발생시키는 단계를 포함하는 선박평형수 처리 방법.
  17. 제11항에 있어서, 복수의 전자기파를 발생시키는 단계는 50㎛보다 큰 크기의 해양 생물체, 10㎛ 내지 50㎛ 범위의 크기의 해양 생물체, 그리고 박테리아의 증식을 제어하기 위해 각각 선택된 각기 다른 주파수 범위를 갖는 복수의 전자기파를 발생시키는 단계를 더 포함하는, 선박평형수 처리 방법.
  18. 제11항에 있어서, 선박평형수 주입 또는 배출 공정 동안, 여과된 선박평형수를 살균하는 단계는 복수의 전자기파를 적어도 하나의 목표 주파수 범위 내에서 발생시켜서 선박평형수를 통해 전파시키는 단계를 포함하는, 선박평형수 처리 방법.
  19. 제11항에 있어서, 선박평형수 배출 공정 동안에, 선박평형수에서 입자들을 여과에 의해 제거한 후에, 거부된 선박평형수를 2차 여과 시스템(24)에서 받아들이고, 거부된 선박평형수의 체적을 줄이기 위해 거부된 물에서 입자들을 2차 여과 시스템(24)에 의해 제거하는 단계를 더 포함하는, 선박평형수 처리 방법.
  20. 제19항에 있어서, 2차 여과 시스템(24)에 의해 배출된 거부된 선박평형수를 저장하는 단계를 더 포함하고, 상기 저장되는 거부된 선박평형수의 체적은 2차 여과 시스템(24) 안으로 들어가는 거부된 선박평형수의 1%인, 선박평형수 처리 방법.
  21. 제11항에 있어서, 적어도 하나의 BFC 유닛(14)은 전력 공급부, 상기 복수의 전자기파를 생성시키는 발생기 및 상기 복수의 전자기파를 발진 및 전파시키기 위한 수단을 포함하는, 선박평형수 처리 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 복수의 전자기파를 발진 및 전파시키기 위한 수단은 2개 이상의 이격된 이미터를 포함하는, 선박평형수 처리 방법.
  23. 제21항에 있어서, 상기 복수의 전자기파를 발진 및 전파시키기 위한 수단은 페라이트 코어 둘레에 감긴 코일 및 페라이트 코어 안테나를 포함하는, 선박평형수 처리 방법.
  24. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 BFC 유닛(14)은 전력 공급부, 상기 복수의 전자기파를 생성시키는 발생기 및 상기 복수의 전자기파를 발진 및 전파시키기 위한 수단을 포함하는, 선박평형수 처리 시스템.
  25. 제24항에 있어서, 상기 복수의 전자기파를 발진 및 전파시키기 위한 수단은 2개 이상의 이격된 이미터를 포함하는, 선박평형수 처리 시스템.
  26. 제25항에 있어서, 상기 복수의 전자기파를 발진 및 전파시키기 위한 수단은 페라이트 코어 둘레에 감긴 코일 및 페라이트 코어 안테나를 포함하는, 선박평형수 처리 시스템.
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109970256A (zh) * 2012-10-25 2019-07-05 松下知识产权经营株式会社 压载水处理方法以及用于该方法的压载水处理装置
WO2014073105A1 (ja) * 2012-11-12 2014-05-15 三浦工業株式会社 バラスト水処理装置
US10370263B2 (en) * 2012-11-12 2019-08-06 Miura Co., Ltd. Ballast water treatment device
EP2947053B1 (en) * 2014-05-21 2018-11-07 BV Scheepswerf Damen Gorinchem System and method for cleaning and sterilizing a ballast water flow
JP2016049467A (ja) * 2014-08-28 2016-04-11 住友電気工業株式会社 バラスト水処理装置およびバラスト水の処理方法
CN104973719B (zh) * 2015-06-29 2017-11-24 青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司 一种船舶压载水管理系统用过滤器的防垢方法和装置
MY194952A (en) * 2015-07-29 2022-12-28 Semb Eco R&D Pte Ltd Method and system for applying superimposed time-varying frequency electromagnetic wave to target object or target region
US10180248B2 (en) 2015-09-02 2019-01-15 ProPhotonix Limited LED lamp with sensing capabilities
DK3368229T3 (da) * 2015-10-27 2022-03-07 Koninklijke Philips Nv Anti-begroningssystem, styreenhed og fremgangsmåde til styring af anti-begroningssystemet
US9611635B1 (en) * 2015-11-12 2017-04-04 Ken Pandya High efficiency water treatment process
JP6479883B2 (ja) * 2016-04-19 2019-03-06 国立大学法人 熊本大学 水生付着生物除去方法および水生付着生物除去装置
JP6849431B2 (ja) * 2016-12-27 2021-03-24 鹿島建設株式会社 清水領域形成装置及び清水領域形成方法
US11426482B2 (en) 2018-04-17 2022-08-30 Rasmus Par Tomas Norling Systems and methods for cleaning and sterilizing fluids and articles using electromagnetic waves
KR102213392B1 (ko) 2019-03-22 2021-02-08 경북대학교 산학합력단 빛 조사를 통한 미생물의 정족수 감지 억제방법 및 생물오염 제어방법
KR20200144372A (ko) 2019-06-18 2020-12-29 현대글로벌서비스 주식회사 선박용 연료전지 가스공급장치
CN112209542A (zh) * 2019-07-10 2021-01-12 九江精密测试技术研究所 一种港口移动式压载水处理系统
WO2021055500A1 (en) * 2019-09-20 2021-03-25 Hatch Transformers, Inc. Anti-biofouling in marine applications using uv light source
JP7136503B2 (ja) * 2021-01-12 2022-09-13 株式会社Nmdグループ マイクロプラスチック回収システム
JP7251565B2 (ja) * 2021-04-08 2023-04-04 Jfeエンジニアリング株式会社 船舶用バラスト水処理装置及び船舶用バラスト水処理方法
KR102499680B1 (ko) * 2022-04-01 2023-02-14 에이치라인해운 주식회사 바이오 파울링 방지 시스템 및 원격 모니터링 시스템

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004081119A (ja) * 2002-08-27 2004-03-18 Ebara Corp 水生生物の除去及び付着防止方法
JP2006007184A (ja) * 2004-06-29 2006-01-12 Ki System:Kk バラスト水の処理方法及び装置
KR100947558B1 (ko) * 2009-10-16 2010-03-12 우시 브라이트스카이 이렉트로닉 컴퍼니 리미티드 밸러스트수 수처리 시스템
WO2011029222A1 (en) * 2009-09-08 2011-03-17 Mass Technology (H.K.) Limited System and method for prevention adhesion of marine organisms to substrate contacted with seawater

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2375336C (en) 1999-06-21 2008-04-01 Amway Corporation Fluid treatment system
JP3676694B2 (ja) * 2000-05-02 2005-07-27 日本テクノ株式会社 滅菌用振動撹拌装置、それを含む滅菌装置および滅菌方法
US7059261B2 (en) * 2004-01-21 2006-06-13 Ncl Corporation Wastewater ballast system and method
US6403030B1 (en) * 2000-07-31 2002-06-11 Horton, Iii Isaac B. Ultraviolet wastewater disinfection system and method
US8764978B2 (en) * 2001-07-16 2014-07-01 Foret Plasma Labs, Llc System for treating a substance with wave energy from an electrical arc and a second source
IL151146A0 (en) * 2002-08-08 2003-04-10 Arkal Filtration Systems Process and device for the treatment of water, particularly for ships
KR100538009B1 (ko) * 2003-02-13 2005-12-21 정명국 수중생물 고착방지 및 제거시스템
JP4547186B2 (ja) * 2004-04-16 2010-09-22 潤一 西澤 殺菌装置
JP4263704B2 (ja) * 2005-05-11 2009-05-13 社団法人日本海難防止協会 船舶バラスト水の処理装置
MX2008012846A (es) * 2006-04-05 2009-02-11 Foret Plasma Labs Llc Sistema, metodo y aparato para tratar liquidos con energia de las ondas provenientes de un arco electrico.
KR20090103993A (ko) * 2006-09-26 2009-10-05 알파발 악티에볼라그 밸러스트 물의 처리 시스템, 방법 및 제어 유닛
US8025795B2 (en) * 2007-02-09 2011-09-27 Maritime Solutions, Inc. Ballast water treatment system
CN201010531Y (zh) * 2007-03-03 2008-01-23 大连海事大学 一种船上微波处理压载水的装置
JP4842895B2 (ja) * 2007-07-31 2011-12-21 株式会社テドリ 流体処理装置及び流体処理方法
JP5134327B2 (ja) * 2007-09-26 2013-01-30 株式会社ジャパンディスプレイイースト 表示装置
JP4889124B2 (ja) * 2007-11-01 2012-03-07 光弘 渡邉 流体処理装置
SE0702742L (sv) * 2007-12-05 2009-06-06 Wallenius Water Ab Anordning för behandling av fluida
JP2009220042A (ja) * 2008-03-17 2009-10-01 Toshiba Corp 紫外線消毒装置
WO2010006428A1 (en) * 2008-07-15 2010-01-21 Trojan Technologies Fluid treatment system
JP2010058080A (ja) * 2008-09-05 2010-03-18 Sumitomo Electric Ind Ltd 海水処理方法及び海水処理装置
JP5764285B2 (ja) * 2009-02-16 2015-08-19 株式会社クラレ ろ過ユニットおよびこれを備えたバラスト水製造装置
US20110104017A1 (en) * 2009-09-14 2011-05-05 Migliore Nicole Portable uv water treatment system
DE102009054387A1 (de) 2009-11-24 2011-06-01 Aquaworx Holding Ag Flüssigkeitsbehandlungsvorrichtung
JP2011218327A (ja) * 2010-04-14 2011-11-04 Panasonic Corp 水処理装置及びバラスト水処理装置
US8354030B1 (en) * 2011-09-12 2013-01-15 Allen John Schuh Purification system for cyanotoxic-contaminated water
CN202297290U (zh) * 2011-09-15 2012-07-04 南通海景船舶压载水处理系统股份有限公司 一种船舶压载水处理设备
CN102515400A (zh) * 2011-12-21 2012-06-27 青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司 高效船舶压载水处理方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004081119A (ja) * 2002-08-27 2004-03-18 Ebara Corp 水生生物の除去及び付着防止方法
JP2006007184A (ja) * 2004-06-29 2006-01-12 Ki System:Kk バラスト水の処理方法及び装置
WO2011029222A1 (en) * 2009-09-08 2011-03-17 Mass Technology (H.K.) Limited System and method for prevention adhesion of marine organisms to substrate contacted with seawater
KR100947558B1 (ko) * 2009-10-16 2010-03-12 우시 브라이트스카이 이렉트로닉 컴퍼니 리미티드 밸러스트수 수처리 시스템

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CA2882404A1 (en) 2014-03-06

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