KR20100097552A - 분리막을 이용한 발라스트수 처리장치 및 이를 이용한 발라스트수 처리방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 발라스트수 내에 포함되어 있는 미생물 및 기타 입자성 물질을 효과적으로 제거할 수 있는 분리막을 이용한 발라스트수 처리장치 및 이를 이용한 발라스트수 처리방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 분리막을 이용한 발라스트수 처리장치는 선박의 일측에 구비되어 해수를 취수하는 취수 펌프와, 취수된 해수 내에 포함되어 있는 미생물 및 입자성 물질을 걸러내는 분리막 및 상기 분리막을 통과한 처리수를 저장하는 발라스트 탱크를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
역세척용 탱크가 더 구비되며, 상기 발라스트 탱크 내의 처리수가 상기 역세척용 탱크에 역세척수의 용도로 공급되며, 상기 역세척용 탱크는 상기 분리막에 역세척수를 공급하여 상기 분리막 상의 이물질을 제거할 수 있다.
발라스트수, 분리막
Description
본 발명은 분리막을 이용한 발라스트수 처리장치 및 이를 이용한 발라스트수 처리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발라스트수 내에 포함되어 있는 미생물 및 기타 입자성 물질을 효과적으로 제거할 수 있는 분리막을 이용한 발라스트수 처리장치 및 이를 이용한 발라스트수 처리방법에 관한 것이다.
발라스트수(ballast water)는 선박의 균형을 유지하기 위한 무게중심으로 사용되는 해수로서, 주로 항만이나 대양 등에서 취수되어 선박의 하부에 위치한 발라스트 탱크(ballast tank)에 적재된다. 이러한 발라스트수 내에는 모래, 진흙뿐만 아니라 여러 종류의 해양생물이 포함되는데, 발라스트수는 선박이 이동함에 따라 취수 지역과 배출 지역이 대개 서로 다르므로, 발라스트수의 배출시 외래 생물에 의한 생태계 교란 등의 문제점이 발생될 소지가 다분하다.
따라서, 발라스트수 내에 포함되어 있는 미생물 등이 효과적으로 처리되어야 하며, 종래의 발라스트수 처리방법으로는 오존처리, 자외선 처리, 소독 방법 등이 있다. 이 중, 오존이나 자외선 처리방법은 효과적이고 위험물질을 생성하지 않는다는 장점이 있으나 처리비용이 많이 들어 대용량의 발라스트수에 적용하기에는 문제점이 있다. 또한, 염소를 이용한 소독 방법은 취급이 간편하고 비용이 경제적인 것으로 알려져 있으나 소독 과정에서 생성된 부산물에서 독성물질, 발암물질이 발생되는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 발라스트수 내에 포함되어 있는 미생물 및 기타 입자성 물질을 효과적으로 제거할 수 있는 분리막을 이용한 발라스트수 처리장치 및 이를 이용한 발라스트수 처리방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 분리막을 이용한 발라스트수 처리장치는 선박의 일측에 구비되어 해수를 취수하는 취수 펌프와, 취수된 해수 내에 포함되어 있는 미생물 및 입자성 물질을 걸러내는 분리막 및 상기 분리막을 통과한 처리수를 저장하는 발라스트 탱크를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
역세척용 탱크가 더 구비되며, 상기 발라스트 탱크 내의 처리수가 상기 역세척용 탱크에 역세척수의 용도로 공급되며, 상기 역세척용 탱크는 상기 분리막에 역세척수를 공급하여 상기 분리막 상의 이물질을 제거할 수 있다.
또한, 상기 분리막의 전단에 전처리부가 더 구비될 수 있으며, 상기 전처리부는 여과막(pre-filter)으로 구성되고 상기 여과막의 막 공경은 상기 분리막의 막 공경보다 클 수 있다. 상기 전처리부는 염소처리수단 또는 오존처리수단으로 구성될 수도 있다. 상기 분리막의 후단에 후처리부가 더 구비되고, 상기 후처리부는 염 소처리수단 또는 오존처리수단으로 구성될 수 있다. 또한, 여과막은 해수 내의 입자성 물질을 1차적으로 제거하여 분리막의 오염 정도를 낮출 수 있으며, 염소 또는 오존처리는 미생물을 단시간 내에 효과적으로 제거할 수 있어 분리막과 함께 선택적으로 사용하기에 적합하다.
상기 분리막은 정밀여과막(micro-filtration membrane) 또는 한외여과막(nano-filtration membrane)으로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 분리막을 이용한 발라스트수 처리방법은 해수를 취수하는 단계와, 취수된 해수를 분리막을 거치도록 하여 해수 내에 포함되어 있는 미생물 및 입자성 물질을 걸러내는 단계 및 분리막을 통과한 처리수를 발라스트 탱크에 저장하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 발라스트 탱크에 저장된 처리수가 상기 분리막에 역세척수로 공급되어 상기 분리막 상의 이물질이 제거되는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 취수된 해수가 상기 분리막을 거치기 전에 여과막 또는 소독 수단으로 구성되는 전처리부에 의해 처리되는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 분리막을 거친 처리수가 상기 발라스트 탱크에 저장되기 전에 상기 처리수를 후처리부를 통해 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 분리막을 이용한 발라스트수 처리장치 및 이를 이용한 발라스트수 처리방법은 다음과 같은 효과가 있다.
분리막을 적용함에 따라, 미생물 및 입자성 물질의 제거 효율을 향상시킬 수 있으며, 이를 통해 발라스트수의 배수시 생태계 교란 등의 문제점을 최소화할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 분리막을 이용한 발라스트수 처리장치 및 이를 이용한 발라스트수 처리방법을 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분리막을 이용한 발라스트수 처리장치의 구성도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 분리막(103)을 이용한 발라스트수 처리장치는 크게 취수 펌프(101), 분리막(103), 역세척용 탱크(106) 및 발라스트 탱크(105)의 조합으로 이루어진다.
상기 취수 펌프(101)는 선박의 일측에 구비되어 해수를 취수하는 역할을 하며, 상기 분리막(103)은 취수된 해수 내에 포함되어 있는 미생물 및 입자성 물질을 여과하는 역할을 한다. 상기 분리막(103)은 세부적으로, 정밀여과막(micro-filtration membrane) 또는 한외여과막(nano-filtration membrane)으로 구성될 수 있다. 이 때, 상기 정밀여과막 또는 한외여과막의 막 공경(pore size)은 해수 내 미생물 (예를 들어, Toxigenic V. cholera, E. Coli, Intestinal Enterococci)의 크기보다 작도록 설계되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 발라스트 탱크(105)는 상기 분리막(103)을 거친 처리수 즉, 발라 스트수를 저장하는 역할을 한다. 상기 역세척용 탱크(106)는 역세척수를 공급하는 것으로서, 상기 역세척수를 통해 상기 분리막(103) 표면이나 공극에 존재하는 미생물 또는 입자성 물질을 제거할 수 있으며, 상기 역세척용 탱크(106)의 역세척수는 상기 발라스트 탱크(105)로부터 공급받을 수 있다. 여기서, 상기 역세척용 탱크(106)를 거치지 않고 상기 발라스트 탱크(105)의 처리수가 상기 분리막(103)으로 직접 공급될 수도 있다.
상기 분리막(103) 상에 걸러져 있는 미생물 또는 입자성 물질을 제거할 수 있으며, 상기 역세척용 탱크(106)의 역세척수는 상기 발라스트 탱크(105)로부터 공급받을 수 있다.
상기의 구성에 더해, 상기 분리막(103)의 전단과 후단에 각각 전처리부(102), 후처리부(104)가 더 구비될 수 있다. 상기 전처리부(102)는 상기 분리막(103)의 전단에 구비되어 취수된 해수를 전처리하는 것으로서, 여과막으로 구성될 수 있다. 상기 전처리부(102)를 구성하는 여과막은 비교적 입자가 큰 물질들을 1차적으로 제거하여 상기 분리막(103)의 막오염 현상을 저감시켜 상기 분리막(103)의 여과 특성을 향상시키기 위한 것으로서, 상기 분리막(103)에 의해 여과되는 물질에 비해 상대적으로 큰 입자성 물질을 걸러내는 역할을 한다. 이 때, 상기 여과막의 막 공경은 0.1∼5㎛의 크기를 갖는 것이 바람직하다.
상기 후처리부(104)는 상기 분리막(103)의 후단에 구비되어 상기 분리막(103)을 거친 처리수를 소독하는 역할을 한다. 상기 후처리부(104)는 염소처리수단 또는 오존처리수단 등의 소독 수단으로 구성될 수 있으며, 이를 통해 처리수 내 존재하는 미생물을 염소 또는 오존으로 소독 가능하다. 한편, 상술한 실시예에 있어서, 상기 전처리부(102)를 여과막으로 구성하였으나 상기 전처리부(102)를 염소처리수단 또는 오존처리수단 등의 소독 수단으로 구성할 수도 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 분리막(103)을 이용한 발라스트수 처리장치에 대해 설명하였다. 이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 발라스트수 처리방법에 대해 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발라스트수 처리방법을 설명하기 위한 순서도이다.
먼저, 도 2에 도시한 바와 같이 취수 펌프(101)를 통해 해수를 취수한다(S201). 이어, 취수된 해수는 분리막(103)을 거치게 되며 이를 통해 해수 내에 포함되어 있는 미생물 및 입자성 물질이 여과된다(S203). 이 때, 상기 분리막(103)의 전단에 전처리부(102)가 구비되는 경우, 취수된 해수는 상기 전처리부(102)에 의해 전처리 과정을 거치게 된다(S202).
전술한 바와 같이, 상기 전처리부(102)는 여과막 또는 소독 수단으로 구성될 수 있으며, 여과막의 경우 취수된 해수 내에 포함되어 있는 대단위의 입자성 물질 예를 들어, 0.1∼5㎛ 크기의 입자성 물질을 제거하며, 염소처리수단 또는 오존처리수단 등의 소독 수단은 취수된 해수 내에 포함되어 있는 미생물을 소독하는 역할을 한다.
한편, 상기 분리막(103)에 의해 여과 처리된 처리수는 발라스트 탱크(105)에 저장된다(S205). 이 때, 상기 분리막(103)의 후단에 후처리부(104)가 더 구비될 수 있으며, 이 경우 상기 후처리부(104)는 염소처리수단 또는 오존처리수단 등의 소독 수단으로 구성되며 상기 후처리부(104)에 의해 처리수에 대한 소독 과정이 더 진행될 수 있다(S204).
상기 발라스트 탱크(105)에 처리수가 저장된 상태에서, 상기 처리부의 일부는 상기 역세척용 탱크(106)에 역세척수의 용도로 공급되고, 상기 역세척용 탱크(106) 내의 역세척수는 상기 분리막(103)에 공급되어 상기 분리막(103) 상에 여과되어 있는 이물질이 제거된다(S206).
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분리막을 이용한 발라스트수 처리방법을 적용한 결과를 나타낸 것으로서, 구체적으로 경기도 평택항의 해수에 대한 처리 결과를 나타낸 것이다. 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 단순히 여과막만을 사용한 경우 여과막을 통과한 해수 내에 많은 양의 입자 즉, 입자성 물질이 검출됨을 확인할 수 있으며, 이에 반해 분리막 또는 여과막-분리막을 적용한 경우 검출되는 입자의 양이 현저하게 감소됨을 확인할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분리막을 이용한 발라스트수 처리장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발라스트수 처리방법을 설명하기 위한 순서도.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분리막을 이용한 발라스트수 처리방법을 적용한 결과를 나타낸 것.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>
101 : 취수 펌프 102 : 전처리부
103 : 분리막 104 : 후처리부
105 : 발라스트 탱크 106 : 역세척용 탱크
Claims (16)
- 선박의 일측에 구비되어 해수를 취수하는 취수 펌프;취수된 해수 내에 포함되어 있는 미생물 및 입자성 물질을 걸러내는 분리막; 및상기 분리막을 통과한 처리수를 저장하는 발라스트 탱크를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 발라스트수 처리장치.
- 제 1 항에 있어서, 역세척용 탱크가 더 구비되며,상기 발라스트 탱크 내의 처리수가 상기 역세척용 탱크에 역세척수의 용도로 공급되며, 상기 역세척용 탱크는 상기 분리막에 역세척수를 공급하여 상기 분리막 상의 이물질을 제거하는 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 발라스트수 처리장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 분리막의 전단에 전처리부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 발라스트수 처리장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 전처리부는 여과막으로 구성되는 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 발라스트수 처리장치.
- 제 4 항에 있어서, 상기 여과막의 막 공경은 상기 분리막의 막 공경보다 큰 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 발라스트수 처리장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 전처리부는 염소처리수단 또는 오존처리수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 발라스트수 처리장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 분리막의 후단에 후처리부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 발라스트수 처리장치.
- 제 7 항에 있어서, 상기 후처리부는 염소처리수단 또는 오존처리수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 발라스트수 처리장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 분리막은 정밀여과막(micro-filtration membrane) 또는 한외여과막(nano-filtration membrane)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 발라스트수 처리장치.
- 해수를 취수하는 단계;취수된 해수를 분리막을 거치도록 하여 해수 내에 포함되어 있는 미생물 및 입자성 물질을 걸러내는 단계; 및분리막을 통과한 처리수를 발라스트 탱크에 저장하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 발라스트수 처리방법.
- 제 10 항에 있어서, 상기 발라스트 탱크에 저장된 처리수가 상기 분리막에 역세척수로 공급되어 상기 분리막 상의 이물질이 제거되는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 분리막을 이용한 발라스트수 처리방법.
- 제 10 항에 있어서, 상기 취수된 해수가 상기 분리막을 거치기 전에,여과막 또는 소독 수단으로 구성되는 전처리부에 의해 처리되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 분리막을 이용한 발라스트수 처리방법.
- 제 12 항에 있어서, 상기 여과막의 막 경경은 상기 분리막의 막 공경보다 큰 것을 특징으로 분리막을 이용한 발라스트수 처리방법.
- 제 10 항에 있어서, 상기 분리막을 거친 처리수가 상기 발라스트 탱크에 저장되기 전에,상기 처리수를 후처리부를 통해 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 분리막을 이용한 발라스트수 처리방법.
- 제 14 항에 있어서, 상기 후처리부는 염소처리수단 또는 오존처리수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 발라스트수 처리방법.
- 제 10 항에 있어서, 상기 분리막은 정밀여과막(micro-filtration membrane) 또는 한외여과막(nano-filtration membrane)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 발라스트수 처리방법.
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