KR102082126B1 - 염도에 따라 살균처리 방식을 제어하여 담수, 기수, 해수에서의 살균처리가 가능한 사이드 스트림 방식의 선박평형수 처리 장치 - Google Patents

염도에 따라 살균처리 방식을 제어하여 담수, 기수, 해수에서의 살균처리가 가능한 사이드 스트림 방식의 선박평형수 처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 염도에 따라 살균처리 방식을 제어하여 담수, 기수, 해수에서의 살균처리가 가능한 사이드 스트림 방식의 선박평형수 처리 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 유입되는 선박평형수의 염도가 기수, 해수의 염도와 대응되는 염도를 가지는 경우에는 상기 유입된 선박평형수의 일부가 제1 이송배관으로 분지되고 전기분해모듈에 의하여 차아염소산이 생성되어, 차아염소산을 함유한 선박평형수가 메인 이송배관으로 주입되어, 전기분해에 의하여 수중 미생물의 살균처리가 이루어지고, 유입되는 선박평형수의 염도가 담수와 대응되는 염도를 가지는 경우에는 약품 탱크에서 메인 이송배관으로 살균제를 주입시켜 진행되는 약품 처리에 의하여 수중 미생물의 살균처리가 이루어지는 것을 특징으로 하는, 염도에 따라 살균처리 방식을 제어하여 담수, 기수, 해수에서의 살균처리가 가능한 사이드 스트림 방식의 선박평형수 처리 장치를 개시한다.

Description

염도에 따라 살균처리 방식을 제어하여 담수, 기수, 해수에서의 살균처리가 가능한 사이드 스트림 방식의 선박평형수 처리 장치{A side stream equilibrium water treatment apparatus that controls the sterilization process according to the salinity, enabling sterilization in fresh water, brackish water and sea water}
본 발명은 염도에 따라 살균처리 방식을 제어하여 담수, 기수, 해수에서의 살균처리가 가능한 사이드 스트림 방식의 선박평형수 처리 장치에 관한 것이다.
선박평형수는 선박의 화물을 하역한 후 운항할 때 선박의 균형을 유지하기 위하여 선박 내에 채우는 물로서, 일정 지역에서 화물을 싣지 않은 상태로 선박평형수를 선박평형수 저장탱크 내에 취수한 다음 다른 지역으로 운항한 다음, 화물 적하의 진행에 따라 선박평형수 저장탱크로부터 배출되므로 취수지와는 전혀 다른 생태환경을 갖는 지역에서 배수되는 형태로 운영된다. 이때, 취수하는 선박평형수 내에 함유된 일정 지역의 해양생물이 다른 지역으로 이동하여 새로운 환경에 노출될 수 있는 우려가 있으며 이에 따라 토착종에 외래종의 유입으로 해양생태계를 파괴하거나 환경적, 경제적인 손실을 유발하고 각종 병원균에 의한 인체 유해성도 내포하고 있다.
현재, 연간 50억톤 이상의 바닷물과 한번에 7,000여 종의 해양생물이 선박 평형수를 통해서 이동하며, 대부분의 생물들은 환경에 적응하지 못하고 사멸하지만, 일부 종은 강한 생존력과 번식력으로 고유 생태계를 교란 및 파괴할 수 있는 잠재적 위해성을 가진다.
이에 IMO에서는 2004년 선박평형수처리관리협약을 채택해 배출되는 수의 수질 기준을 마련했고, 2011년부터 협약을 순차적으로 적용하기로 결정함에 따라 국내를 비롯한 전 세계 관련 업체들은 다양한 기술을 접목해 선박평형수 처리장치를 개발하고 있는 실정이다.
이러한 통상적인 선박평형수 처리장치의 주요 공정으로 전기분해법, 오존처리법, 자외선 조사법 또는 약품주입법 등이 실시되고 있다. 상기 주요 공정의 운영 시에는 선박평형수 내에 함유된 미생물의 사멸, 제거를 위한 기작으로 고농도의 산화물질이 생성되도록 운영함으로써 주요 공법 후단의 배관 및 탱크에는 미생물이 성장 또는 부착하지 못하게 된다.
이 중에서 전기분해식 선박평형수 처리장치는 크기가 작고 에너지 소모가 적으며 효과적으로 해양생물을 사멸하고, 잔존 활성물질로 탱크내에서 지속적으로 살균효과를 발휘할 수 있으나, 담수에서 처리 장치의 운전이 불가하다는 치명적인 단점이 있다. 즉, 예를 들면, 선박이 염도가 낮은 해역에 위치한 항구에 정박시키고 선박평형수를 처리해야 할 경우, 염화나트륨의 농도가 낮기 때문에 전기분해를 통한 차아염소산염의 충분한 생성이 이루어지지 못하게 된다. 일반적인 해수의 염도가 33 PSU 내외이나, 큰 강의 하구에 위치한 항구의 경우 10 PSU 에도 미치지 못하여 전기분해를 통한 차아염소산염의 발생이 어려울 수 있다.
또한, 해수온도가 극단적으로 낮은 지역에서 밸러스트 수를 처리해야 할 경우에도 마찬가지로 전극의 차아염소산염 생성 효율이 떨어지기 때문에 정상적으로 밸러스트 수를 처리하기 어렵게 된다.
이에, 본 발명자들은 염도에 따라 전기분해 방식과 약품 주입 방법을 선택적으로 또는 동시에 적용할 수 있도록 함으로써 해수와 기수, 담수에서 살균처리가 가능하도록 함으로써 선박의 운항 안정성을 크게 향상하여 안전운항과 환경보호를 이룰 수 있도록 하기 위하여 본 발명을 완성하였다.
따라서 상기 기술적인 요구에 착안하여 본 발명은 염도에 따라 살균처리 방식을 제어하여 담수, 기수 및 해수에서 살균처리가 가능한 사이드 스트림 방식 선박평형수 처리 장치를 제공하는 것을 그 해결과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은,
선박평형수 유입배관을 통해 선박평형수가 유입되어 선박평형수 이송배관을 따라 이송되고, 상기 이송배관을 따라 이송되는 선박평형수의 일부를 분지시켜 전기분해함으로써 차아염소산염을 함유한 해수를 생성하고 이를 상기 이송배관으로 주입하여, 선박평형수 내 동물성 플랑크톤 및 수중 미생물의 살균처리가 이루어지는 사이드 스트림 방식의 선박평형수 처리 장치에 있어서, 상기 선박평형수 유입배관 상에는 유입되는 선박평형수의 유입량, 염도 및 온도를 측정하는 유량계, 염도계 및 온도계가 순차적으로 설치되고, 상기 선박평형수 이송배관은 유입된 선박평형수 메인 스트림이 이송되는 메인 이송배관과, 상기 선박평형수의 일부 사이드 스트림을 전기분해모듈로 이송하는 제1 이송배관, 상기 메인 이송배관 측으로 살균제를 주입하기 위해 구비되는 제2 이송배관으로 구성하되, 상기 제1 이송배관 상에 설치되고, 내부에는 양전극판과 음전극판이 교대로 설치되며, 선박평형수를 전기분해함으로써 차아염소산을 생성하는 전기분해모듈와, 상기 제2 이송배관 상에 설치되고, 정량펌프를 통해 살균제를 메인 이송배관으로 공급하는 약품 탱크와, 상기 제1 이송배관을 통해 주입되는 차아염소산 또는 상기 제2 이송배관을 통해 주입되는 살균제가 이송되는 메인 이송배관에 설치되어 차아염소산의 농도(mg/L as Cl2)를 측정하는 TRO 센서 및 상기 염도계, 온도계, TRO 센서의 측정값을 기초로 하여, 선박평형수 유입배관으로의 유입량, 선박평형수 약품 투입량 또는 전기분해모듈로 공급하는 전력량을 제어하는 제어모듈을 포함하며, 상기 염도계에서 측정된 선박평형수의 염도가 기수 및 해수와 대응되는 염도일 경우에는 상기 유입된 선박평형수의 일부가 제1 이송배관으로 분지되고 전기분해모듈에 의하여 차아염소산이 생성되어, 차아염소산을 함유한 선박평형수가 메인 이송배관으로 주입되어, 전기분해에 의하여 수중 미생물의 살균처리가 이루어지고, 상기 염도계에서 측정된 선박평형수의 염도가 담수와 대응되는 염도일 경우에는 상기 유입된 선박평형수의 일부가 제2 이송배관으로 분지되어 약품 탱크를 통해 살균제가 주입되고, 살균제를 함유한 선박평형수가 메인 이송배관으로 주입되어, 약품 처리에 의하여 수중 미생물의 살균처리가 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제1 이송배관에서 메인 이송배관으로 연결되는 제1 이송배관의 단부에, 상기 제1 이송배관의 내부에 길이 방향으로 형성되고 상기 제1 이송배관과 메인 이송배관과 교차되는 지점에서 메인 이송배관의 양 방향으로 이송홀이 개방되도록 형성되는 분사노즐과, 상기 분사노즐 하부에 설치되는 터빈을 포함하여, 상기 선박평형수 메인 스트림에 의하여 상기 터빈 및 분사노즐을 회전시켜 제1 이송배관으로부터 차아염소산이 함유된 선박평형수를 주입 및 혼합시키는 제1 일체형 분사노즐믹서와, 상기 제2 이송배관에서 메인 이송배관으로 연결되는 제2 이송배관의 단부에, 상기 제2 이송배관의 내부에 길이 방향으로 형성되고 상기 제2 이송배관과 메인 이송배관과 교차되는 지점에서 메인 이송배관의 양 방향으로 이송홀이 개방되도록 형성되는 분사노즐과, 상기 분사노즐 하부에 설치되는 터빈을 포함하여, 상기 선박평형수 메인 스트림에 의하여 상기 터빈 및 분사노즐을 회전시켜 제2 이송배관으로부터 살균제가 함유된 선박평형수를 주입 및 혼합시키는 제2 일체형 분사노즐믹서 및 상기 TRO 센서 전단의 메인 이송 배관 상에 설치되어, 제1 이송배관을 통해 주입되는 차아염소산 또는 제2 이송배관을 통해 주입되는 살균제를 함유하는 선박평형수와, 메인 이송배관을 통해 이송되는 선박평형수를 균질하게 혼합시키는 믹서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
보다 상세하게는, 상기 살균제는 이염화이소시아눌산나트륨 또는 이산화염소인 것을 특징으로 한다.
보다 상세하게는, 상기 염도계에서 측정된 선박평형수의 염도가 기수, 해수와 대응되는 염도를 나타낼 경우에는, 상기 유입된 선박평형수의 1~2%가 제1 이송배관으로 분지되고, 전기분해모듈에 의하여 차아염소산이 생성되어, 농도가 500~2000 ppm 차아염소산을 함유한 선박평형수가 메인 이송배관으로 주입되며, 메인 이송배관에서 5~20 ppm으로 희석 주입되고, 상기 염도계에서 측정된 선박평형수의 염도가 담수와 대응되는 염도를 나타낼 경우에는, 상기 메인 이송배관으로 주입되는 살균제의 농도는 5~20 ppm인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 선박평형수 처리장치는 염도에 따라 사이드 스트림 전기분해 방식과 약품 주입 방법을 선택적으로 또는 동시에 적용할 수 있도록 함으로써 해수와 기수, 담수에서 살균처리가 가능하도록 함으로써 선박평형수 처리장치의 소형화, 선박의 운항 안정성을 크게 향상하여 안전운항과 환경보호를 도모할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박평형수 처리장치를 모식화하여 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박평형수 처리장치(a)와, 분사노즐 및 터빈을 포함하는 분사 노즐 믹서의 단면도(b)를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 믹서에 의한 유체의 흐름을 나타낸 것이다.
본 발명에 따른 선박평형수 처리장치에 대하여 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 기술적 구성을 이해하는데 필요한 부분만 설명하되, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하 본 발명에 따른 선박평형수 처리장치를 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 아래의 내용과 같다.
본 발명은 선박평형수 유입배관을 통해 선박평형수가 유입되어 선박평형수 이송배관을 따라 이송되고, 상기 이송배관을 따라 이송되는 선박평형수의 일부를 분지시켜 전기분해함으로써 차아염소산염을 함유한 해수를 생성하고 이를 상기 이송배관으로 주입하여, 선박평형수 내 동물성 플랑크톤 및 수중 미생물의 살균처리가 이루어지는 사이드 스트림 방식의 선박평형수 처리 장치에 대한 것으로서, 염도에 따라 살균처리 방식을 제어하여 담수, 해수 살균처리가 가능한 것을 특징으로 한다.
구체적으로 도 1에서 도시하고 있는 바와 같이 본 발명의 선박평형수 처리장치는, 선박평형수 유입배관(L0), 유량계(102), 염도계 및 온도계(103), 전기분해모듈(200), 약품탱크(300), TRO 센서(400), 메인 이송배관(500), 선박평형수 저장탱크(600), 중화처리 장치(700)을 포함하여 구성된다.
구체적으로, 상기 선박평형수 유입배관(L0) 상에는 유입되는 선박평형수의 유입량, 염도 및 온도를 측정하는 유량계, 염도계 및 온도계가 순차적으로 설치된다.
본 발명에 있어서 상기 염도계 및 온도계(103)는, 씨 체스트 등과 같은 선박평형수 유입구로부터 펌프(101)에 의하여 선박평형수가 유입되는 선박평형수 유입배관(L0) 상에 설치되어 상기 유입된 선박평형수의 염도 및 온도를 측정하고, 상기 염도계 및 온도계에 의한 염도 및 온도 측정 결과에 따라 제어모듈을 통해 살균처리 방식이 제어된다.
또한 상기 선박평형수 이송배관(L0)은 유입된 선박평형수 메인 스트림이 이송되는 메인 이송배관(500)과, 상기 선박평형수의 일부 사이드 스트림을 전기분해모듈로 이송하는 제1 이송배관(Lm1), 약품 탱크에서 메인배관으로 약품을 이송하는 제2 이송배관(Lm2)으로 구성된다. 이에 따라 해수 구역에서는 제1 이송배관을 통해 유입되는 선박평형수의 1~2%가 분지되어 이송됨으로써 전기분해에 의하여 차아염소산이 생성된다. 담수 구역에서는 약품 처리 방식에 의하여 살균처리가 이루어지도록 상기 약품탱크에서 제2 이송배관을 통해 살균제가 공급된다.
즉, 상기 염도계에서 측정된 선박평형수의 염도가 8PSU를 초과하는 기수, 해수의 경우에는, 상기 유입된 선박평형수의 일부가 제1 이송배관(Lm1)으로 분지되고 전기분해모듈에 의하여 차아염소산이 생성되어, 차아염소산을 함유한 선박평형수가 메인 이송배관(500)로 주입되어, 전기분해에 의하여 수중 미생물의 살균처리가 이루어지고, 상기 염도계에서 측정된 선박평형수의 염도가 0~8 PSU인 담수의 경우에는 약품탱크로부터 제2 이송배관(Lm2)을 통해 살균제가 주입되고 약품 처리에 의하여 수중 미생물의 살균처리가 이루어진다.
따라서 본 발명의 선박평형수 처리장치는 염도계에 의하여 선박평형수 유입배관을 통해 유입된 선박평형수의 염도를 측정하여, 염도가 상기 기수 및 해수 구역보다 낮은 담수 구역에서는 약품 탱크에 의하여 살균제가 공급되어 약품 처리 방식으로 수중 미생물에 대한 살균처리가 이루어지며, 염도가 상기 담수 구역 보다 높은 해수 구역에서는 전기분해 방식에 의하여 생성된 차아염소산염에 의하여 수중 미생물에 대한 살균처리가 이루어진다. 이로써 본 발명에 따른 선박평형수 처리장치는 해수 뿐만 아니라, 염도가 낮은 담수 구역에서도 살균처리가 가능하게 된다.
또한 본 발명에 있어서 상기 전기분해모듈(200)은 상기 제1 이송배관 상에 설치되고, 내부에는 양전극판과 음전극판이 교대로 설치되며, 유입되는 유체의 유량, 관 내부에서의 유속 및 해수의 염분농도에 따라 전압 및 전류 제어가 가능한 가변형 정류기에 의해 전력을 공급받아 차아염소산염을 생성한다. 즉, 상기 전기분해모듈(200)은 상술한 바와 같이 염도가 높은 구역, 즉 상기 염도계(103)를 통해 측정된 선박평형수의 염도가 기수 또는 해수 구역에 대응되는 염도일 경우에는 유입된 선박평형수의 1~2%가 제1 이송배관을 통해 분지되어 사이드 스트림을 형성하고, 상기 사이드 스트림인 염화나트륨(NaCl) 수용액은 전기분해에 의하여 수산화나트륨(NaOH)과 염소가스(Cl2)를 발생시키고, 이들이 반응에 의해 살균제인 차아염소산나트륨(NaOCl)을 고농도로 생성하게 되고, 이를 메인 이송배관(500)로 희석, 주입하여 살균처리가 이루어지게 된다.
덧붙여, 청수를 통해 메인 이송배관으로 상기 살균제를 희석하여 주입하기 위해, 상기 제 2 이송배관 상에 상기 청수를 공급하기 위한 별도의 청수 공급라인이 더 구비될 수 있다.
또한 본 발명의 바람직한 실시예로서 도 2를 참고하면, 상기 제1 이송배관에서 메인 이송배관으로 연결되는 제1 이송배관의 단부에, 상기 제1 이송배관의 내부에 길이 방향으로 형성되고 상기 제1 이송배관과 메인 이송배관(500)과 교차되는 지점에서 메인 이송배관(500)의 양 방향으로 이송홀이 개방되도록 형성되는 분사노즐(520)과, 상기 분사노즐(520) 하부에 설치되는 터빈(530)을 포함하여, 상기 선박평형수 메인 스트림에 의하여 상기 터빈(530) 및 분사노즐(520)을 회전시켜 제1 이송배관으로부터 차아염소산이 함유된 선박평형수를 주입 및 혼합시키는 제1 일체형 분사노즐믹서를 구비한다. 상기 제1 일체형 분사노즐믹서에 의하여 고농도의 차아염소산나트륨은 상기 분사노즐(520)을 통해 메인 이송배관(500) 내부로 흘러 들어가고, 상기 메인 이송배관(500) 내를 흐르는 선박평형수 메인 스트림의 속력에너지를 이용하여 터빈(530)이 회전하면서 골고루 희석될 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 전기분해에 의해 농도가 500~2000 ppm 차아염소산을 함유한 선박평형수가 메인 이송배관으로 주입되며, 메인 이송배관에서 5~20 ppm으로 희석 주입된다.
아울러, 특별히 도시하지는 않았으나, 상기 제 1 이송 배관(Lm1)과 제 2 이송 배관(Lm2) 및 메인 이송배관(500)이 교차되는 지점의 관 내부 형상을 벤츄리관 형상으로 구비하여 상기 메인 이송배관(500)내에 흐르는 유체의 유량을 측정할 수도 있다.
또한 일 실시예에 따르면, 전기분해모듈(200)의 내부에는 유입되는 유체의 흐름 방향과 동일하게 여러 장의 양전극판과 음전극판이 교대로 일정간격으로 배치되는 구조이거나 또는 현장여건 및 운영여건에 따라 다양한 형태로 설치될 수 있다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 약품 탱크(300)는 상술한 바와 같이 염도가 낮은 구역, 즉 상기 염도계(103)에서 측정된 선박평형수의 염도가 담수 구역과 대응되는 염도를 나타내는 경우, 제2 이송배관(Lm2)으로 분지된 선박평형수 사이드 스트림에 살균제를 공급하고, 상기 살균제를 함유한 메인 이송배관(500)로 희석, 주입하여 살균처리가 이루어지게 된다.
이 때, 상기 살균제는 이염화이소시아눌산나트륨(NaDCC) 또는 이산화염소인 것이 바람직하다. 상기 이염화이소시아눌산나트륨(NaDCC)은 물에 용해될 때 차아염소산(HOCL)이 생성되고, 이 차아염소산에 의하여 살균처리가 이루어지게 된다. 이 때, 상기 NaDCC는, 선박에서 위험 없이 보관할 수 있도록 과립형 가루를 사용하며 유효염소가 50%가 포함되어 있는 것이 바람직하다(물 용해도는 30g/100ml). 또한 상기 이산화염소는 순도 8% 의 액체로, 살균 소독력이 물의 수소이온 농도와 상관없고 염소보다 더 강하며, 이산화염소 자체의 화학적인 특성 때문에 염소에 의한 부산물을 형성하지 않고, 반감기가 길어 수처리에서 더 오랜 지속작용을 하면서 염소에 반해 배관 시스템과 탱크 안에 있는 미생물막을 제거할 수 있다.
덧붙여, 상기 NaDCC와 이산화염소의 혼합비는 중량기준으로 1: 100 내지 500 의 비율로 첨가되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 제2 이송배관에서 메인 이송배관으로 연결되는 제2 이송배관의 단부에, 상기 제2 이송배관의 내부에 길이 방향으로 형성되고 상기 제2 이송배관과 메인 이송배관과 교차되는 지점에서 메인 이송배관의 양 방향으로 이송홀이 개방되도록 형성되는 분사노즐(620)과, 상기 분사노즐 하부에 설치되는 터빈(630)을 포함하여, 상기 선박평형수 메인 스트림에 의하여 상기 터빈 및 분사노즐을 회전시켜 제2 이송배관으로부터 살균제를 함유한 선박평형수를 주입 및 혼합시키는 제2 일체형 분사노즐믹서를 구비한다. 상기 분사노즐믹서에 의하여 고농도의 살균제가 분사노즐을 통해 메인 이송배관(500) 내부로 흘러 들어가고, 노즐은 메인 이송배관 내를 흐르는 선박평형수 메인 스트림의 속력에너지를 이용하여 터빈(630)이 회전하면서 골고루 희석될 수 있다. 이를 통해 상기 선박평형수 메인 이송배관으로 공급되는 살균제의 농도는 5~20 ppm로 희석시켜 주입된다.
또한 상기 약품 탱크의 후단에는 살균제를 함유한 선박평형수를 메인 이송배관에 정확한 양만큼 공급할 수 있는 정량 펌프를 더 구비할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 선박평형수 펌프 용량에 따른 약품 탱크의 크기는 하기 표 1과 같이 결정할 수 있으며, 1200m3/h 용량부터는 탱크의 크기 5m3 두 개로 만들어 하나의 탱크 사용 중 나머지 탱크에 약품액을 제조하여 번갈아 사용하도록 한다. 이 때, 상기 1200 m3/h 용량 이상의 약품탱크에는 순환 펌프를 설치하여 하나의 탱크가 사용 중일 때 나머지 탱크는 자체 내부 순환이 되도록 하여 약품이 균일하게 용해될 수 있도록 한다.
Ballast pump
용량(m3/h)		 Ballast tank
총량(m3)		 필요 약품량
(Liter)		 필요 물량
(Liter)		 약품 탱크
크기(Liter)		 약품 탱크
크기(m3)
150 2100 42 140 273 0.273
300 4200 84 420 756 0.756
450 12600 252 1260 2268 2.268
600 16800 336 1680 3024 3.024
750 21000 420 2100 3780 3.78
900 25200 504 2520 4536 4.536
1000 28000 560 2800 5040 5.04
1200 33600 672 3360 6048 6.048
2000 56000 1120 5600 10080 10.08
3000 84000 1680 8400 15120 15.12
또한 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예로서 활성물질인, 전기분해에 의한 차아염소산염 또는 약품탱크에 의한 살균제가 메인 이송배관으로 주입될 때, 선박평형수 메인 스트림에 이들 활성물질이 완전 균질하게 혼합되어 살균 처리의 효율을 높일 수 있도록 TRO 센서 전단의 메인 이송배관(500) 상에 믹서(510)을 더 구비할 수 있다. 상기 믹서에 의하면 상기 선박평형수 메인 스트림 유체가 믹서의 각 엘리먼트를 통과할 때 양분되고 분할되는 엘리먼트 수에 따라 기하 급수적으로 증가하게 되고, 상기 엘리먼트의 방향이 좌, 우로 교차 배열되어 있으므로 유체의 흐름이 좌, 우 방향으로 뒤바뀌게 되어 흘러가게 된다. 즉, 선박평형수 메인 스트림은 난류 형성에 의한 완전 유동구역의 형성으로 균질한 혼합이 가능해지게 되므로, 직선 배관의 길이를 적게 하면서도 수중 미생물에 대한 살균처리의 효능을 높일 수 있게 되는 것이다.
또한 본 발명의 선박평형수 처리장치는, 상기 선박평형수 저장탱크의 전단에 연결 설치되고, 산화제의 농도를 측정하는 TRO 센서를 구비한다. 상기 TRO 센서에 의하여 측정되는 산화제의 농도는 주입되는 살균제의 농도나 전기분해의 분해 강도를 제어하게 된다. 바람직하게는 TRO 센서를 이용하여 5~20 ppm 의 활성물질 농도가 자동 유지 되도록 한다.
아울러, 상기 선박평형수 저장탱크(600)에 저장된 선박평형수는 상기 희석화된 활성물질에 의하여 계속적인 살균 작용이 일어나게 된다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 선박평형수 저장탱크에서 선박평형수의 배출시 안전하게 활성물질이 배출되는 것을 확인할 수 있도록 TRO 센서(400)을 더 구비할 수 있다. 구체적으로 중화처리모듈(700)에 의하여 중화시켜 배출시 배출수의 활성물질 농도를 측정하기 위하여 상기 선박평형수 저장탱크의 후단 또는 또한 메인 이송배관에 연결된 선외 배출을 위한 배관에 TRO 센서를 더 구비할 수 있다.
또한 본 발명의 선박평형수 처리장치는, 상기 염도계, 온도계, TRO 센서의 측정값을 기초로 하여, 선박평형수 유입배관으로의 유입량, 선박평형수 약품 투입량 또는 전기분해모듈로 공급하는 전력량을 제어하는 제어모듈을 구비한다(도면 미도시).
즉, 상기 제어모듈에 의하여 전기분해모듈를 제어하여, 선박평형수 메인 스트림의 1~2%를 전기분해모듈로 보내 전기 분해하여 500~2000ppm의 고농도 차염을 생성하여 메인 배관에서 5~20 ppm으로 희석하여 주입될 수 있다. 또한 상기 선박평형수 처리장치에 설치된 염도계로 주입할 선박평형수의 염도를 확인하여 8 PSU를 초과하는 경우에는 전기분해모듈를 사용하고 8 PSU 이하인 경우에는 약품 주입식 선박평형수 처리장치를 사용하는 것이 자동 제어되도록 한다. 또한 TRO 센서를 이용하여 5~20 ppm 의 활성물질 농도가 자동 유지 되도록 한다. 또한 배출 시에는 상기 제어모듈와 정량펌프를 사용하여 자동으로 0.1ppm 이하로 중화시켜 배출 되도록 한다.
또한 상기 제어모듈에 의하여 전기분해모듈에서의 수소가스와, 이를 환기하는 장치(도면 미도시)를 이용하여 전기분해수에서 발생할 수 있는 수소 가스를 자동으로 안전하게 배출하도록 하고 위험 농도에서 선박평형수 처리장치를 자동으로 정지할 수 있도록 한다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
101: 펌프 102: 유량계
103: 염도계 및 온도계 200: 전기분해모듈
300: 약품탱크 400: TRO 센서
500: 메인 이송배관 510: 믹서
520: 분사노즐 530: 터빈
600: 선박평형수 저장탱크 700: 중화처리 장치

Claims (4)

  1. 선박평형수 유입배관을 통해 선박평형수가 유입되어 선박평형수 이송배관을 따라 이송되고, 상기 이송배관을 따라 이송되는 선박평형수의 일부를 분지시켜 전기분해함으로써 차아염소산염을 함유한 해수를 생성하고 이를 상기 이송배관으로 주입하여, 선박평형수 내 동물성 플랑크톤 및 수중 미생물의 살균처리가 이루어지는 사이드 스트림 방식의 선박평형수 처리 장치에 있어서,
    상기 선박평형수 유입배관 상에는 유입되는 선박평형수의 유입량, 염도 및 온도를 측정하는 유량계, 염도계 및 온도계가 순차적으로 설치되고,
    상기 선박평형수 이송배관은 유입된 선박평형수 메인 스트림이 이송되는 메인 이송배관과, 상기 선박평형수의 일부 사이드 스트림을 전기분해모듈로 이송하는 제1 이송배관, 상기 메인 이송배관 측으로 살균제를 주입하기 위해 구비되는 제2 이송배관으로 구성하되,
    상기 제1 이송배관 상에 설치되고, 내부에는 양전극판과 음전극판이 교대로 설치되며, 선박평형수를 전기분해함으로써 차아염소산을 생성하는 전기분해모듈;
    상기 제2 이송배관 상에 설치되고, 정량펌프를 통해 살균제를 메인 이송배관으로 공급하는 약품 탱크;
    상기 제1 이송배관을 통해 주입되는 차아염소산 또는 상기 제2 이송배관을 통해 주입되는 살균제가 이송되는 메인 이송배관에 설치되어 차아염소산의 농도(mg/L as Cl2)를 측정하는 TRO 센서; 및
    상기 염도계, 온도계, TRO 센서의 측정값을 기초로 하여, 선박평형수 유입배관으로의 유입량, 선박평형수 약품 투입량 또는 전기분해모듈로 공급하는 전력량을 제어하는 제어모듈;을 포함하며,
    상기 염도계에서 측정된 선박평형수의 염도가 기수 및 해수와 대응되는 염도일 경우에는, 상기 유입된 선박평형수의 일부가 제1 이송배관으로 분지되고 전기분해모듈에 의하여 차아염소산이 생성되어, 차아염소산을 함유한 선박평형수가 메인 이송배관으로 주입되어, 전기분해에 의하여 수중 미생물의 살균처리가 이루어지고,
    상기 염도계에서 측정된 선박평형수의 염도가 담수와 대응되는 염도일 경우에는 상기 유입된 선박평형수의 일부가 제2 이송배관으로 분지되어 약품 탱크를 통해 살균제가 주입되고, 살균제를 함유한 선박평형수가 메인 이송배관으로 주입되어, 약품 처리에 의하여 수중 미생물의 살균처리가 이루어지고,
    상기 제1 이송배관에서 메인 이송배관으로 연결되는 제1 이송배관의 단부에, 상기 제1 이송배관의 내부에 길이 방향으로 형성되고 상기 제1 이송배관과 메인 이송배관과 교차되는 지점에서 메인 이송배관의 양 방향으로 이송홀이 개방되도록 형성되는 분사노즐과, 상기 분사노즐 하부에 설치되는 터빈을 포함하여, 상기 선박평형수 메인 스트림에 의하여 상기 터빈 및 분사노즐을 회전시켜 제1 이송배관으로부터 차아염소산이 함유된 선박평형수를 주입 및 혼합시키는 제1 일체형 분사노즐믹서;
    상기 제2 이송배관에서 메인 이송배관으로 연결되는 제2 이송배관의 단부에, 상기 제2 이송배관의 내부에 길이 방향으로 형성되고 상기 제2 이송배관과 메인 이송배관과 교차되는 지점에서 메인 이송배관의 양 방향으로 이송홀이 개방되도록 형성되는 분사노즐과, 상기 분사노즐 하부에 설치되는 터빈을 포함하여, 상기 선박평형수 메인 스트림에 의하여 상기 터빈 및 분사노즐을 회전시켜 제2 이송배관으로부터 살균제가 함유된 선박평형수를 주입 및 혼합시키는 제2 일체형 분사노즐믹서; 및
    상기 TRO 센서 전단의 메인 이송 배관 상에 설치되어, 제1 이송배관을 통해 주입되는 차아염소산 또는 제2 이송배관을 통해 주입되는 살균제를 함유하는 선박평형수와, 메인 이송배관을 통해 이송되는 선박평형수를 균질하게 혼합시킬 수 있게 다단의 혼합날이 형성되는 믹서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 염도에 따라 살균처리 방식을 제어하여 담수, 기수, 해수에서의 살균처리가 가능한 사이드 스트림 방식의 선박평형수 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 살균제는 이염화이소시아눌산나트륨 또는 이산화염소인 것을 특징으로 하는, 염도에 따라 살균처리 방식을 제어하여 담수, 기수, 해수에서의 살균처리가 가능한 사이드 스트림 방식의 선박평형수 처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 염도계에서 측정된 선박평형수의 염도가 기수, 해수와 대응되는 염도를 나타낼 경우에는 상기 유입된 선박평형수의 1~2%가 제1 이송배관으로 분지되고, 전기분해모듈에 의하여 차아염소산이 생성되어, 농도가 500~2000 ppm 차아염소산을 함유한 선박평형수가 메인 이송배관으로 주입되며, 메인 이송배관에서 5~20 ppm으로 희석 주입되고,
    상기 염도계에서 측정된 선박평형수의 염도가 담수와 대응되는 염도를 나타낼 경우에는 상기 메인 이송배관으로 주입되는 살균제의 농도는 5~20 ppm인 것을 특징으로 하는,
    염도에 따라 살균처리 방식을 제어하여 담수, 기수, 해수에서의 살균처리가 가능한 사이드 스트림 방식의 선박평형수 처리 장치.
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JP2011092898A (ja) * 2009-10-30 2011-05-12 Jfe Engineering Corp バラスト水処理装置
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