KR102360908B1

KR102360908B1 - 밸러스트 수 처리 시스템용 세정 시스템

Info

Publication number: KR102360908B1
Application number: KR1020150139122A
Authority: KR
Inventors: 요한 마르크스테트; 스타판 카발리-비요르크만; 피터 사흘렌
Original assignee: 알파발 악티에볼라그
Priority date: 2015-10-02
Filing date: 2015-10-02
Publication date: 2022-02-09
Also published as: KR20170039929A

Abstract

밸러스트 수 처리 시스템은, 적어도 하나의 UV-램프를 갖는 적어도 하나의 자외선 반응기, 반응기에 연결된, 처리될 밸러스트 수를 위한 유입구 라인, 및 반응기에 연결된 유출구 라인를 포함한다. 시스템은 반응기의 주기적인 세정을 위한 세정 시스템을 포함하고, 세정 시스템은 물을 공급하기 위한, 반응기에 연결된 물 유입구 라인, 반응기에 연결된, 농축된 CIP-액체를 갖는 컨테이너, 상기 컨테이너를 반응기에 연결하는 CIP-액체 유입구 라인, 소정의 양의 농축된 CIP-액체를 반응기에 공급하여 물과 혼합하기 위한, CIP-액체 유입구 라인에 배열된 투입 펌프, 및 농축된 CIP-액체와 혼합된 물의 순환을 위한 순환로 - 순환로는 순환로에 배열된 펌프 및 반응기를 포함함- 를 포함한다.

Description

밸러스트 수 처리 시스템용 세정 시스템{Cleaning system for a ballast water treatment system}

본 발명은 밸러스트 수 처리 시스템(ballast water treatment system)에 관한 것이다. 구체적으로는, 본 발명은 세정 시스템, 즉, 소위 CIP-시스템(Cleaning-In-Place:제자리 세정 시스템)을 갖는 밸러스트 수 처리 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 밸러스트 수 처리 시스템을 세정하는 방법에 관한 것이다.

지난 수 십년 동안, 대양의 하나의 소생활권에서 다른 소생활권으로 선박의 밸러스트 수(ballast water) 안의 생물이 뜻하지 않게 이동하는 것의 문제점이 두드러지고 있다. 그러므로, 이러한 생물들을 비활성화시키 위한, 밸러스트 수를 처리하기 위한 다른 해결책이 제안되어 오고 있다. 문제의 생물의 DNA에 손상을 입히는 자외선을 이용하는 것이 널리 사용되는 방법이다.

UV-램프를 갖는 자외선 반응기를 포함하는 밸러스트 수 처리 시스템에서, UV-램프를 둘러싸는 영역을 둘러싸는 유리 관 또는 석영 슬리브(Quartz Sleeve)가 밸러스트 수 처리 프로세스 동안 해양 물질 및 사망한 유기체로부터 오염된다. 따라서, 이 프로세스 동안 자외선 반응기의 성능이 저하되어, 밸러스트 수 내의 유기체의 비활성화가 위태롭게 된다.

보통, 이것은, 반응기가 세정되는 오퍼레이션의 정지(stand-still) 동안 시스템을 통해, 특히 반응기를 통해 액체 세정 매질(a liquid cleaning medium)을 간헐적으로 순환시키는 세정 시스템, 소위 CIP-시스템에 의해 해결된다. 세정 매질은 일반적으로 적합한 농도의 물과 세정액의 혼합물이다.

배경 기술에 따른 세정 시스템은 세정 매질이 상술한 바와 같이 혼합되고 간격을 두고 사용되는 대형 탱크를 사용한다.

오늘날의 해운업에서는, 화물 목적으로 사용될 수 있는 공간을 쓸데없이 다 사용하지 않는 것이 필수적이다. 그러므로, 밸러스트 수 처리 시스템을 가능한 한 소형으로(compact) 제작하는 것이 또한 중요하다.

본 발명의 목적은, 밸러스트 수 처리 시스템의 생물학적 성능을 위태롭지 않게 하면서, 좀 더 소형이며 더 작은 수의 구성요소를 포함하는 밸러스트 수 처리 시스템용 세정 시스템을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 충족시키기 위해, 적어도 하나의 UV-램프를 갖는 적어도 하나의 자외선 반응기, 반응기에 연결된, 처리될 밸러스트 수를 위한 유입구 라인, 반응기에 연결된 유출구 라인, 및 반응기의 주기적인 세정을 위한 세정 시스템을 포함하고, 상기 세정 시스템이, 물을 공급하기 위한, 반응기에 연결된 물 유입구 라인, 상기 반응기에 연결되고 농축된 CIP-액체용의 컨테이너, 상기 컨테이너를 반응기에 연결하는 CIP-액체 유입구 라인, 소정의 양의 농축된 CIP-액체를 반응기에 공급하여 물과 혼합하기 위한, 상기 CIP-액체 유입구 라인에 배열된 투입 펌프(dosage pump), 및 물과 상기 양의 농축된 CIP-액체의 순환을 위한 순환로(circuit)에 배열된 펌프 및 상기 반응기를 포함하는 순환로를 포함하는, 밸러스트 수 처리 시스템이 제공된다.

또한, 반응기로부터 해수를 배수시키는 단계, 반응기를 물로 채우는 단계, 소정의 양의 농축된 CIP-액체를 반응기에 공급하여 세정 매질 혼합물을 생성하는 단계; 간격을 두고, 반응기를 포함하는 순환로에서 세정 매질 혼합물을 순환시키는 단계; 소정의 시간 후에 반응기로부터 혼합물을 배수시키는 단계; 및 반응기를 물로 채우는 단계를 포함하는, 밸러스트 수 처리 시스템을 세정하는 방법이 제공된다.

CIP-액체를 반응기에 직접 공급하기 때문에, 더 작은 수의 구성요소가 사용된다. 실질적으로 밸러스트 수 처리 시스템의 크기를 줄이는 것이 가능하다. 이것은 밸러스트 시스템이 설치되어 있는 영역에서 더 작은 공간 차지(footprint)로 이어져서 다른 용도를 위한 공간이 남게 한다. 배에 승선한 직원들에게 피부 자극 또는 눈 자극을 종종 유발하는 CIP-액체의 취급은 이제 훨씬 수월하게 된다. 또한 CIP-액체의 개방된 컨테이너에 노출될 필요도 줄어들게 된다. 설치 및 유지 보수 또한 간소화되는데, 예를 들면, 세정 혼합물의 pH를 점검할 필요가 없다.

농축된 CIP-액체를 갖는 컨테이너는, 레벨이 소정의 레벨 미만일 경우 알람을 트리거하는 로우 레벨(low level) 센서를 갖는다. 이는, 오래된 컨테이너를 새로운 완전한 컨테이너로 교체할 때를 결정하는 것을 쉽게 한다.

반응기에 장착된 UV 센서는 밸러스트(ballast) 프로세스 및/또는 디밸러스트(deballast) 프로세스 동안 자외선 방사선을 측정하고, 측정된 자외선 방사선이 소정의 값 미만이면 알람을 트리거한다. 이로 인해 조작자는 세정 프로세스가 충분하게 동작하고 있는지를 판정할 수 있다.

세정 매질 혼합물의 농도는 1:50 내지 1:300 사이, 더욱 구체적으로는 1:150 내지 1:250 사이이다.

세정은 10시간 내지 15시간 동안 지속될 수도 있고, 그 동안에 세정 매질의 순환은 15분마다 한 번씩 시작하여 1분 내지 2분 동안 지속된다.

본 발명의 또 다른 목적, 특징, 양상 및 장점은 후술하는 상세한 설명뿐만 아니라 도면으로부터 분명해질 것이다.

또한, 본 발명의 응용 범위는 후술하는 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 상세한 설명 및 특정 예는 본 기술분야의 숙련자가 이러한 상세한 설명으로부터 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변화 및 변경할 수 있으므로 예시로서만 제공되어 있음을 이해해야 한다.

이제 첨부한 개략적인 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 예로서 기술할 것이다.
도면은 밸러스트 수 처리 시스템의 개략도이다.

도면을 참조하면, 밸러스트 수 처리 시스템(1)이 도시되어 있다. 시스템은 적어도 하나의 UV 램프를 구비한 자외선 반응기(2)를 포함한다. 반응기는 반응기(3)의 바닥에 연결된, 처리할 밸러스트 수를 위한 하나의 유입구 라인(3)을 구비한다. 밸러스팅(ballasting) 시, 밸러스트 수를 반응기(2)에 공급하기 전에, 밸브(3a)를 폐쇄하고, 필터(12) 앞의 밸브(12a)와 필터(12) 뒤의 밸브(12b)를 개방함으로써 유동(flow)이 필터(12)를 통과하게 한다. 디밸러스팅(deballasting) 시, 밸브(3a)를 개방하고, 밸브(12a 및 12b)를 폐쇄하고, 따라서 밸러스트 수를 여과없이 반응기에 직접 공급한다. 처리된 밸러스트 수를 바다에 배출하기 위한 유출구 라인(4)이 반응기(2)의 상부에 연결되어 있다.

시스템(1)은 또한 반응기(2)의 주기적인 세정을 위한 제자리 세정(CIP: cleaning-in-place) 시스템 및 특히 밸러스트 수에 대한 외부 램프 표면을 포함한다. 이 외부 표면은 램프의 유리 관 또는 램프를 보호하는 석영 슬리브의 외부 표면일 수도 있다. 세정 시스템은 반응기(2)의 바닥에 연결되어 있는, 물을 공급하기 위한 유입구 라인(6)을 포함한다. 물 유입구 라인(6)은 물의 공급을 조절(개방 및 폐쇄)하는 밸브(7)를 구비하고 있다. 농축된 CIP 액체를 함유하는 CIP 액체 컨테이너(8)는 CIP 액체 유입구 라인(9)에 의해 반응기의 하부에 연결되어 있다. CIP 액체 컨테이너(8)는 CIP 액체가 농축되어 있고 CIP 액체가 낮은 pH 수준을 갖더라도 최소의 피부 자극 및 눈 자극을 갖는 CIP 액체의 처리를 조작자에게 제공하는 연결부(connection)에 의해 쉽게 교체가능하다. CIP 액체 컨테이너(8)의 크기 및/또는 교체 필요성을 줄이기 위하여 농도는 100%일 수도 있다. 물론 더 낮은 농도는 CIP 액체 컨테이너(8)의 더욱 빈번한 교체 또는 더 큰 컨테이너의 필요성을 야기한다. CIP 액체 컨테이너(8)는 CIP 액체 컨테이너(8) 내 농축된 CIP 액체의 수준이 소정의 수준 미만이면 알람을 트리거하기 위한 로우 레벨 센서(8a)를 구비한다. CIP 액체 유입구 라인(9)에 배열된 투입 펌프(dosage pump)(10)는 농축된 CIP 액체의 소정의 양을 반응기(2)에 전달한다.

세정 프로세스는 반응기(2)로부터 물을 배수시킴으로써 시작한다. 펌프(5)가 동작하고 펌프(5) 상류의 밸브(6a)가 개방되듯이 펌프(5) 하류의 배수 라인(13) 내 밸브(13a)가 개방되어 배수 라인을 통해 물이 배수된다. 밸브(7)가 또한 폐쇄되고 물이 반응기(2)로부터 유입구 라인(6)을 통해 순환 라인(11)으로 흐르고 배수 라인(13) 밖으로 흐른다. 펌프(5)는 반응기(2)가 비어 있게 될 때까지 동작한다.

이어서 반응기는 물 유입구 라인(6)에 배열된 밸브(7)를 개방함으로써 물로 채운다. CIP 액체 유입구 라인(9) 내 투입 펌프(10)가 동작하여 CIP 액체의 소정의 양을 CIP 액체 컨테이너(8)로부터 CIP 액체 유입구 라인(9)을 경유해 반응기(2)에 공급한다. 따라서 반응기에서 물과 CIP 액체가 혼합된다. 전형적인 세정 프로세스는 10시간 내지 15시간 동안 지속될 수도 있고, 그 동안에 세정 매질의 순환이 15분마다 한 번씩 시작하여 1분 동안 지속되지만, 환경이 세정 프로세스를 요구하는 경우, 예를 들어 침전물을 제거하기 어려운 경우 다른 간격(interval)을 이용할 수도 있다. 순환 공정을 시작하기 전에, 순환로(14) 내 밸브(14a)를 개방한다. 이어서 세정 매질 혼합물은 유입구 라인(6) 및 상기 유입구 라인(6)에 연결된 순환 라인(11)을 포함하는 순환로(14)에서 간헐적으로 순환되고, 펌프(5)에 의해 반응기(2)로 다시 공급된다. 세정 프로세스 동안, 도면으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, CIP 액체 컨테이너(8)는 순환로(14)에 포함되지 않는다. 전체 세정 프로세스가 끝나면 펌프(5)를 작동시키고 밸브(6a 및 14a)를 다시 개방하고 밸브(7)를 폐쇄함으로써 반응기(2)로부터 혼합물을 배수시킨다. 밸브(7)를 개방하여 물 유입구 라인(6)으로부터의 물로 반응기(2)를 채움으로써 세정 프로세스가 완료된다.

이러한 세정 프로세스는 1:200의 CIP 액체의 농도를 이용할 수도 있다. 다른 농도, 예를 들어 1:50 내지 1:300 사이, 바람직하게는 1:150 내지 1:250 사이의 농도를 이용할 수도 있다. 그러면 매질 혼합물의 순환 및 세정 프로세스를 위한 시간 사이클(time cycle)을 변경하여 필요한 세정 결과를 얻을 수도 있다.

세정 프로세스는 밸러스트 프로세스 동안 자외선 방사선을 측정하는, 반응기 내부에 장착된 UV 센서에 의해 트리거될 수도 있다. UV 값이 낮아지면 알람이 트리거된다. 이는 보통 더러워진 UV 램프에 좌우되지만, 부적절한 UV 램프의 결과일 수도 있다. 추가로, 세정 프로세스는 자동으로 또는 수동으로 시작될 수도 있다. 또한, 알람은 기능하지 않는 세정 프로세스에 의해 트리거된다.

세정 프로세스 동안, 필터(12)는 제자리 세정 시스템에 의해 또한 세정될 수도 있다. 그러면 순환로(14)는 밸브(12b)를 개방하고 세정 매질을 필터(12)와 밸브(12c)를 통해 펌프(5)를 경유시켜 반응기(2)로 다시 인도함으로써 필터(12)를 포함한다.

Claims

밸러스트 수 처리 시스템(ballast water treatment system)으로서,
적어도 하나의 UV-램프를 갖는 적어도 하나의 자외선 반응기;
반응기에 연결된, 처리될 밸러스트 수를 위한 유입구 라인;
반응기에 연결된, 처리된 밸러스트 수를 배출하기 위한 유출구 라인; 및
반응기의 주기적인 세정을 위한 세정 시스템을 포함하고,
상기 세정 시스템은,
물을 공급하기 위한, 반응기에 연결된 물 유입구 라인;
농축된 CIP-액체를 갖는 CIP-액체 컨테이너;
상기 CIP-액체 컨테이너를 반응기에 연결하는 CIP-액체 유입구 라인;
소정의 양의 농축된 CIP-액체를 반응기에 공급하여 물 유입구 라인으로부터의 물과 혼합하기 위한, 상기 CIP-액체 유입구 라인에 배열된 투입 펌프(dosage pump); 및
물과 농축된 CIP-액체의 혼합물의 순환을 위한 순환로(circulation circuit) - 상기 순환로는 순환로에 배열된 펌프 및 상기 반응기를 포함함-
를 포함하는, 밸러스트 수 처리 시스템.
제1항에 있어서, 농축된 CIP-액체를 갖는 CIP-액체 컨테이너는, CIP-액체 컨테이너 내의 농축된 CIP-액체의 수준이 소정의 수준 미만일 경우 알람을 트리거하도록(trigger) 구성된 로우 레벨(low level) 센서를 갖는, 밸러스트 수 처리 시스템.
제1항에 있어서, 반응기에 장착된 UV-센서가 밸러스트 및/또는 디밸러스트(deballast) 프로세스 동안 자외선 방사선(UV-radiation)을 측정하고, 측정된 자외선 방사선이 소정의 값 미만인 경우 알람을 트리거하는, 밸러스트 수 처리 시스템.
제2항에 있어서, 반응기에 장착된 UV-센서가 밸러스트 및/또는 디밸러스트 프로세스 동안 자외선 방사선을 측정하고, 측정된 자외선 방사선이 소정의 값 미만인 경우 알람을 트리거하는, 밸러스트 수 처리 시스템.
밸러스트 수 처리 시스템을 세정하는 방법으로서,
밸러스트 수 처리 시스템의 반응기로부터 해수를 배수시키는 단계;
반응기를 물로 채우는 단계;
소정의 양의 농축된 CIP-액체를 반응기에 공급하여 세정 매질 혼합물을 생성하는 단계;
간격을 두고, 반응기를 포함하는 순환로에서 세정 매질 혼합물을 순환시키는 단계;
소정의 시간 후에 반응기로부터 혼합물을 배수시키는 단계; 및
이후 반응기를 물로 채우는 단계
를 포함하는, 밸러스트 수 처리 시스템 세정 방법.
제5항에 있어서, 세정 매질 혼합물의 농도는 1:50 내지 1:300 사이인, 밸러스트 수 처리 시스템 세정 방법.
제5항에 있어서, 세정 매질 혼합물의 농도는 1:150 내지 1:250 사이인, 밸러스트 수 처리 시스템 세정 방법.
제5항에 있어서, 상기 세정이 10 내지 15시간 동안 지속되는 동안에 세정 매질의 순환이 매 15분마다 한 번씩 시작되어 1-2분 동안 지속되는, 밸러스트 수 처리 시스템 세정 방법.
제6항에 있어서, 상기 세정이 10 내지 15시간 동안 지속되는 동안에 세정 매질의 순환이 매 15분마다 한 번씩 시작되어 1-2분 동안 지속되는, 밸러스트 수 처리 시스템 세정 방법.
제7항에 있어서, 상기 세정이 10 내지 15시간 동안 지속되는 동안에 세정 매질의 순환이 매 15분마다 한 번씩 시작되어 1-2분 동안 지속되는, 밸러스트 수 처리 시스템 세정 방법.