KR20050080481A - 선박의 발라스트수 처리장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박의 발라스트수 처리장치 및 방법에 관한 것으로, 취수라인을 통해 공급되는 해수를 여과 및 분리하도록 된 전처리부가 마련되고, 상기 전처리부를 통과한 해수의 일부를 유입시키도록 된 펌프가 구비되며, 상기 펌프 및 유량계를 거친 해수를 저장하도록 된 해수공급부가 구비되고, 상기 해수공급부에서 공급되는 해수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생성시키도록 된 발생기가 구비되며, 상기 발생기에서 생성된 차아염소산나트륨을 저장하도록 된 저장조가 구비되고, 상기 저장조에서 공급되는 차아염소산나트륨의 농도를 측정하도록 된 농도측정기가 구비되며, 상기 농도측정기 및 유량계를 거친 차아염소산나트륨의 공급량 및 농도를 제어하여 공급하도록 된 차아염소산나트륨 공급부가 구비되어 이루어진 해수변환부가 마련된 발라스트수 처리장치를 통해 상기 발라스트수 내에 포함된 각종 유해물을 효과적으로 제거한 후, 배수하도록 되어 해양 생태계의 파괴 또는 교란을 방지할 수 있도록 된 것이다.

Description

선박의 발라스트수 처리장치 및 방법{Apparatus and Method for Treatment of Ships' Ballast Water}

본 발명은 선박의 발라스트수 처리장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 해수를 전기분해하여 생성된 차아염소산나트륨을 발라스트수에 주입하여 발라스트수 내에 포함된 각종 유해물을 효과적으로 제거할 수 있도록 된 선박의 발라스트수 처리장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전세계 물동량의 80% 이상을 차지하는 화물선은 선적 화물이 충분하지 않을 경우 물속에서 추진기 및 방향타의 효율적인 작동과 균형 유지 및 안정성을 높이기 위해 발라스트 탱크(Ballast Tank)에 해수를 담은 상태로 운항되는데, 상기 발라스트 탱크 내에 적재되는 물을 통상 발라스트수(Ballast Water)라 부른다. 이러한 발라스트수는 선박의 흘수(吃水)와 트림(Trim:배의 앞뒤 경사)을 조정하기 위하여 적재하는 중량물로써 선박의 균형 유지와 안정성을 높이는 기능을 하게 되며, 화물을 충분히 적재하지 않은 경우에 추진기와 방향타가 물속에서 효과적으로 작동되게 하는 보조기능을 수행하게 된다.

이러한 발라스트수는 선박이 철재로 건조되기 시작한 1870년대 후반부터 사용되고 있으며, 선박에 따라 발라스트수를 적재하지 않고, 광석이나 모래 등을 발라스트로 사용하는 경우도 있으나, 오늘날에는 해수나 담수를 발라스트로 사용하는 것이 보편화되어 있다.

한편, 항만이나 수로 및 대양에서 해수 또는 담수를 취수하여 발라스트 탱크에 적재되는 발라스트수에는 통상 취수된 해수 또는 담수에는 여러 가지 해양생물은 발라스트수와 함께 취수되어 선박의 발라스트 탱크로 옮겨진다. 발라스트수의 취수와 배출은 선박이 기항하는 국가의 산업발전 정도, 자원 등의 부존 여부 등에 따라 차이가 있을 수 있는데, 선박의 특성상 발라스트수를 대량으로 적재해야 하는 유조선이나 산적 화물선(Bulk Carrier)의 경우, 산유국이나 철광석 등의 원료 수출국이 수입국에 비하여 발라스트수에 기생하는 각종 병원균이나 외래 해양 생물종의 위험에 노출된 가능성이 많다. 국제해사기구(IMO;International Maritime Organization)의 자료에 따르면, 전세계적으로 매년 100억 톤 이상의 발라스트수를 운송하는 것으로 추정되고 있다.

이러한 발라스트수의 가장 큰 문제점은 기본적으로 발라스트수가 외래 해양 생물종을 전파하는 매체로 이용된다는 점인데, 즉 발라스트수 내에 포함된 특정 해역의 생물 또는 병원균 등이 발라스트수를 담고 있는 선박에 의해 전혀 다른 타 해역으로 이송되어 그 해역의 환경과 생태계를 교란시키는 부작용을 유발하게 된다. 이러한 발라스트수 내 생물종의 국가간 이동으로 인하여 나타나는 문제는 생태계 교란 뿐만 아니라 연안 산업이나 다른 상업적 활동 또는 자원에도 큰 피해를 유발하게 된다.

이렇게 발라스트수에 의해 발생되는 문제점을 나열해 보면, 기존 토착생태계를 파괴 또는 교란시키거나, 병원균 및 독성생물에 의해 수산자원 및 인간 건강을 위협하고, 생물종의 제거나 기타 수산 경제적 측면에서 막대한 손실을 유발하는 피해를 초래하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 해수를 전기분해하여 생성된 차아염소산나트륨을 발라스트수에 주입하여 발라스트수 내에 포함된 각종 유해물을 제거하는 한편, 배수과정에서는 상기 발라스트수에 포함된 차아염소산나트륨을 환원시켜 배수하도록 하여 해양 생태계의 파괴 또는 교란을 방지할 수 있도록 된 선박의 발라스트수 처리장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 취수라인을 통해 공급되는 해수를 여과 및 분리하도록 된 전처리부가 마련되고, 상기 전처리부를 통과한 해수의 일부를 유입시키도록 된 펌프가 구비되며, 상기 펌프 및 유량계를 거친 해수를 저장하도록 된 해수공급부가 구비되고, 상기 해수공급부에서 공급되는 해수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생성시키도록 된 발생기가 구비되며, 상기 발생기에서 생성된 차아염소산나트륨을 저장하도록 된 저장조가 구비되고, 상기 저장조에서 공급되는 차아염소산나트륨의 농도를 측정하도록 된 농도측정기가 구비되며, 상기 농도측정기 및 유량계를 거친 차아염소산나트륨의 공급량 및 농도를 제어하여 공급하도록 된 차아염소산나트륨 공급부가 구비된 해수변환부가 마련되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 발라스트수 처리방법은, 취수라인을 통해 해수를 선박으로 유입시키는 취수단계; 상기 취수라인을 통해 공급되는 해수를 여과 및 분리하는 전처리 단계; 상기 전처리 단계를 거친 해수의 일부를 유입하는 펌핑 단계; 상기 펌핑 단계를 통해 취수되는 해수의 양을 계측하는 계측 및 저장 단계; 상기 해수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생성시키는 차아염소산나트륨 생성 단계; 상기 차아염소산나트륨 생성 단계를 거쳐 생성된 차아염소산나트륨을 저장하며 공급되는 차아염소산나트륨의 농도를 측정하는 저장 및 측정 단계; 상기 차아염소산나트륨의 공급량 및 농도를 제어하여 발라스트수에 주입하는 차아염소산나트륨 공급 단계; 상기 발라스트수에 포함된 차아염소산나트륨을 환원시켜 선박 외부로 배수시키는 배수단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 발라스트수 처리장치의 구성을 보여주는 개략적인 구성도이며, 도 2는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 개략적인 구성도이고, 도 3은 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 개략적인 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따라 자외선조사부가 부설된 발라스트수 처리장치의 개략적인 구성도이며, 도 5는 본 발명에 따라 발라스트수에 포함된 유해물을 제거하기 위한 처리순서를 나타낸 순서도이다.

본 발명은, 취수라인(100)과 배수라인(300) 사이에 마련된 발라스트 탱크(200) 내에 저장되는 발라스트수의 유해물을 제거하도록 된 발라스트수 처리장치에 있어서, 상기 발라스트수 처리장치는,

상기 취수라인(100)을 통해 공급되는 해수를 여과 및 분리하도록 된 전처리부(10)가 마련되고, 상기 전처리부(10)를 통과한 해수의 일부를 유입시키도록 된 펌프(21)가 구비되며, 상기 펌프(21) 및 해수의 유량계(22)를 거친 해수를 저장하도록 된 해수공급부(23)가 구비되고, 상기 해수공급부(23)에서 공급되는 해수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생성시키도록 된 발생기(24)가 구비되며, 상기 발생기(24)에서 생성된 차아염소산나트륨을 저장하도록 된 저장조(25)가 구비되고, 상기 저장조(25)에서 공급되는 차아염소산나트륨의 농도를 측정하도록 된 농도측정기(26)가 구비되며, 상기 농도측정기(26) 및 유량계(27)를 거친 차아염소산나트륨의 공급량 및 농도를 제어하여 공급하도록 된 차아염소산나트륨 공급부(28)가 구비된 해수변환부(20)가 마련되어 이루어진다.

여기서, 상기 차아염소산나트륨 공급부(28)에는 차아염소산나트륨의 농도제어를 위한 농도제어기와 차아염소산나트륨의 공급을 위한 펌프가 포함되며, 상기 해수변환부(20)에는 각 기기의 작동을 위해 별도의 전원공급부가 연결될 수 있음은 당연하다.

또한, 상기 배수라인(300)을 통해 배수되는 발라스트수에 자외선을 조사하도록 된 자외선조사부(30)를 마련하여 상기 차아염소산나트륨의 환원시간을 단축시키도록 구성할 수 있다.

이하 본 발명의 작동을 상세히 설명한다.

본 발명에 따르면, 도 1에서 보는 바와 같이, 상기 취수라인(100)을 통해 선박으로 취수된 해수는 상기 펌프(21)를 통해 유입된 다음, 유량계(22)를 통해 유입되는 해수량이 계측되어 상기 해수공급부(23)에 소정량이 저장된다.

이후 상기 해수공급부(23)에서 공급되는 해수는 차아염소산나트륨을 생성시키는 발생기(24)로 보내져 전기분해되는데, 상기 해수를 전기분해하면 주요 구성성분인 염화나트륨(NaCl)이 나트륨이온(Na⁺)과 염소이온(Cl^-)으로 분해되며, 물(H₂ O)은 수소이온과 수산화기(OH^-)로 분해된다. 이후 나트륨이온과 수산화기가 만나 수산화나트륨(NaOH)이 되고 여기에 염소이온(Cl^-)이 붙어 차아염소산나트륨(NaOCl)이 형성되어 상기 저장조(25)에 저장된다.

이후 상기 저장조(25)에서 공급되는 차아염소산나트륨은 상기 차아염소산나트륨 공급부(28)를 통해 적절한 농도로 조절되어 상기 취수라인(100)으로 주입된다.

이에 따라 상기 취수라인(100)으로 주입되어 발라스트수와 혼합되는 상기 차아염소산나트륨의 화학적 특성으로 인해 상기 발라스트수에 포함된 각종 유해물이 제거된 채로 상기 발라스트 탱크(200)에 저장된다.

이후, 상기 발라스트 탱크(200) 내의 발라스트수에 포함된 차아염소산나트륨은 일정시간이 경과하게 되면 자연 환원특성에 의해 염화나트륨으로 환원되어 자연상태의 해수로 변화되고, 이 자연상태의 해수는 상기 배수라인(300)을 통해 선박의 외부로 배출된다.

한편, 도 4에서 보는 바와 같이, 상기 발라스트 탱크(200) 내의 발라스트수를 배수하는 과정에서 상기 배수라인(300)에 설치된 자외선조사부(30)를 통해 자외선이 조사되는데, 살충 및 살균효과를 갖는 차아염소산나트륨(NaOCl)은 태양빛 또는 자외선에 노출되면 염화나트륨(NaCl)으로 신속히 변환되는 성질을 갖고 있으므로, 상기 자외선조사부(20)에서 조사된 자외선에 의해 상기 배수라인(300)으로 배수되는 상기 발라스트수에 포함된 차아염소산나트륨은 자연상태의 해수로 보다 신속히 환원되어 배출된다.

따라서, 선박의 종류나 항로 및 항해시간을 고려하여 차아염소산나트륨을 자연환원시켜 배출시킬 수 있음은 물론, 상기 자외선조사부(30)를 추가 설치하여 보다 신속히 환원시켜 배출시킬 수도 있다.

한편, 전술한 실시예에서는 상기 해수변환부(20)가 취수라인(100)에 연결된 경우를 설명하였지만, 도 2 내지 도 3에서 보는 바와 같이, 상기 해수변환부(20)를 발라스트 탱크(200) 또는 배수라인(300)에 연결하여 실시할 수 있음은 물론이며, 그 작동원리는 전술한 바와 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

그리고, 상기 발라스트수에 포함된 유해물을 제거하기 위한 처리방법을 도 5를 참조로 설명하면, 상기 취수라인(100)을 통해 해수를 취수하여(S1), 상기 취수된 해수를 여과 및 분리하여 불필요한 물질을 일차적으로 걸러낸 후(S2), 취수된 해수의 일부를 유입하는 하여(S3), 취수되는 해수의 양을 계측 및 저장하고(S4); 상기 취수된 해수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생성시켜(S5), 상기 차아염소산나트륨을 저장하며 공급되는 차아염소산나트륨의 농도를 측정하여(S6), 상기 차아염소산나트륨의 공급량 및 농도를 제어하여 발라스트수에 주입한다(S7). 이후 상기 배수라인(300)을 통해 발라수트수 내에 포함된 차아염소산나트륨을 환원시켜 선박의 외부로 배수시키는 단계(S8)를 거치면서 발라스트수에 포함된 유해물을 제거할 수 있게 된다.

이상 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 해수를 전기분해하여 생성된 차아염소산나트륨을 발라스트수에 주입하여 발라스트수 내에 포함된 각종 유해물을 제거하는 한편, 배수과정에서는 상기 발라스트수에 포함된 차아염소산나트륨을 환원시켜 배수키도록 구성되어, 종래의 발라스트수 유해물 제거장치 및 방법에 비해 저렴한 비용으로 효과적인 제거작업이 가능함은 물론, 해양 생태계의 파괴 또는 교란을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 발라스트수 처리장치의 구성을 보여주는 개략적인 구성도,

도 2는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 개략적인 구성도,

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 개략적인 구성도,

도 4는 본 발명에 따라 자외선조사부가 부설된 발라스트수 처리장치의 개략적인 구성도,

도 5는 본 발명에 따라 발라스트수에 포함된 유해물을 제거하기 위한 처리순서를 나타낸 순서도이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

10 : 전처리부 20 : 해수변환부

21 : 펌프 22,27 : 유량계

23 : 해수공급부 24 : 발생기

25 : 저장조 26 : 농도측정기

28 : 차아염소산나트륨 공급부 30 : 자외선조사부

100 : 취수라인 200 : 발라스트 탱크

300 : 배수라인

Claims (6)

1. 취수라인(100)과 배수라인(300) 사이에 마련된 발라스트 탱크(200) 내에 저장되는 발라스트수의 유해물을 제거하도록 된 발라스트수 처리장치에 있어서,

   상기 발라스트수 처리장치는,

   취수라인(100)을 통해 공급되는 해수를 여과 및 분리하도록 된 전처리부(10)가 마련되고,

   상기 전처리부(10)를 통과한 해수의 일부를 유입시키도록 된 펌프(21)가 구비되며, 상기 펌프(21) 및 유량계(22)를 거친 해수를 저장하도록 된 해수공급부(23)가 구비되고, 상기 해수공급부(23)에서 공급되는 해수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생성시키도록 된 발생기(24)가 구비되며, 상기 발생기(24)에서 생성된 차아염소산나트륨을 저장하도록 된 저장조(25)가 구비되고, 상기 저장조(25)에서 공급되는 차아염소산나트륨의 농도를 측정하도록 된 농도측정기(26)가 구비되며, 상기 농도측정기(26) 및 유량계(27)를 거친 차아염소산나트륨의 공급량 및 농도를 제어하여 공급하도록 된 차아염소산나트륨 공급부(28)가 구비된 해수변환부(20)가 마련되어 이루어진 것을 특징으로 하는 선박의 발라스트수 처리장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 해수변환부(20)가 취수라인(100)에 연결된 것을 특징으로 하는 선박의 발라스트수 처리장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 해수변환부(20)가 발라스트 탱크(200)에 연결된 것을 특징으로 하는 선박의 발라스트수 처리장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 해수변환부(20)가 배수라인(300)에 연결된 것을 특징으로 하는 선박의 발라스트수 처리장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 배수라인(300)을 통해 배수되는 발라스트수에 자외선을 조사하도록 된 자외선조사부(30)가 구비된 것을 특징으로 하는 선박의 발라스트수 처리장치.
6. 취수라인(100)과 배수라인(300) 사이에 마련된 발라스트 탱크(200) 내에 저장되는 발라스트수의 유해물을 제거하도록 된 발라스트수 처리방법에 있어서,

   상기 취수라인을 통해 해수를 선박으로 유입시키는 취수단계(S1);

   상기 취수라인(100)을 통해 공급되는 해수를 여과 및 분리하는 전처리 단계(S2);

   상기 전처리 단계(S2)를 거친 해수의 일부를 유입하는 펌핑 단계(S3);

   상기 펌핑 단계(S3)를 통해 취수되는 해수의 양을 계측하는 계측 및 저장 단계(S4);

   상기 해수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생성시키는 차아염소산나트륨 생성 단계(S5);

   상기 차아염소산나트륨 생성 단계(S4)를 거쳐 생성된 차아염소산나트륨을 저장하며 공급되는 차아염소산나트륨의 농도를 측정하는 저장 및 측정 단계(S6);

   상기 차아염소산나트륨의 공급량 및 농도를 제어하여 발라스트수에 주입하는 차아염소산나트륨 공급 단계(S7);

   상기 발라스트수에 포함된 차아염소산나트륨을 환원시켜 선박 외부로 배수시키는 배수단계(S8)를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 발라스트수 처리방법.