KR20110031295A

KR20110031295A - 액체를 정화하기 위한 장치, 특히 밸러스트 수를 정화하기 위한 장치

Info

Publication number: KR20110031295A
Application number: KR1020107029169A
Authority: KR
Inventors: 우위 뮐러
Original assignee: 올보르 인더스트리즈 워터 트리트먼트 피티이 리미티드
Priority date: 2008-05-26
Filing date: 2009-05-26
Publication date: 2011-03-25
Also published as: WO2009144006A1; DE102008025168A1; HK1157733A1; US8852441B2; EP2291329B1; ATE540002T1; ES2387842T3; JP5607030B2; KR101647517B1; PL2291329T3; US20110240564A1; CN102066265B; DE102008025168B4; DK2291329T3; CY1113237T1; CN102066265A; EP2291329A1; JP2011522690A; KR20160067227A

Abstract

본 발명은 액체를 정화하기 위한 장치, 특히 밸러스트 수를 정화하기 위한 장치에 관한 것이다.

Description

액체를 정화하기 위한 장치, 특히 밸러스트 수를 정화하기 위한 장치{APPARATUS FOR PURIFYING LIQUIDS, IN PARTICULAR BALLAST WATER}

본 발명은 액체를 정화하기 위한 장치에 관한 것이며, 특히 밸러스트 수(ballast water)를 정화하기 위한 장치에 관한 것이다.

밸러스트 수는 배를 안정화시키고 그리고 하역 트립 동안에 그 내항성을 보장하기 위해서 항양선에 담겨져 있다. 이를 위해서, 바닷물 또는 강물이 특정 밸러스트 수 탱크내로, 또는 요즈음의 공동 이중벽 선체의 경우에, 선체의 양 동판 사이의 캐비티내에 담겨진다. 제 1 위치에서 밸러스트 수를 채우고 그리고 제 2 위치에서 밸러스트 수를 비움으로써, 외국 생태계에 미생물을 규칙적으로 전달하는 것이 발생한다(신생계 문제).

이러한 문제를 해결하기 위해서, 항양선은 담겨진 밸러스트 수를 여과하기 위한 거친 기계적인 필터를 통상적으로 구비한다. 이에 의해, 예를 들면 와이어-메시형 그리드로 구성된 필터는 일정한 유지보수 및 세척이 필요한 단점이 있다.

몇몇 경우에, 배출 동안에 몇주에 걸쳐서 부분적으로 저장될 수 있는 밸러스트 수는 살균을 위해 UV-광으로 처리된다. 이에 의해, 예를 들면 밸러스트 수 탱크내로 예를 들면 물고기 또는 크랩과 같은 어린 동물 또는 유충이 유입되어 있는 탱크내의 미생물은 UV-처리에 상대적으로 다치지 않는 큰 동물로 성장할 수 있다. 또한, 부분적으로 몇주에 걸쳐서 극적으로 증가된 미생물 및 조류의 오염물은 높은 UV-강도 및 그에 따라 높은 에너지 출력을 필요로 한다. UV-처리의 대안으로서, 몇몇의 경우에 염소로 밸러스트 수를 처리하는 것이 실행된다. 그럼에도 불구하고, 또한 높은 염소-오염된 물의 방출은 현지 생태계에 매우 안좋은 간섭을 나타낸다.

따라서, 본 기술 분야에 숙련된 자들에게 공지된 바와 같이 밸러스트 수를 정화하기 위한 방법 및 설비는 밸러스트 수를 처리할 때 단지 매우 낮은 신축성, 신뢰성 및/또는 환경 안전성을 제공한다. 더욱이, 밸러스트 수 처리를 위한 공지된 방법 및 설비는 외국 생태계로의 미생물의 전달에 대한 충분한 보호를 제공함이 없이 상대적으로 높은 유지보수 노력을 필요로 한다.

따라서, 본 발명의 목적은 낮은 비용 및 높은 신축성으로 확실하게 작동할 수 있고 그리고 저장된 액체의 충분한 순도를 보장할 수 있는, 액체를 정화하기 위한 장치, 특히 밸러스트 수를 정화하기 위한 장치에 관한 것이다.

이러한 목적은 청구항 1에 따른 특징부의 조합에 의해 해결된다. 바람직한 실시예는 종속항에 기재되어 있다.

본 발명에 따른 액체를 정화하기 위한 장치, 특히 밸러스트 수를 정화하기 위한 장치는 적어도 2개의 필터 모듈과, 적어도 하나의 UV-광원을 갖는 리액터를 포함한다. 각 필터 모듈은 정화할 액체용 입구, 제 1 출구, 필터 및 여과된 액체용 제 2 필터를 포함하며, 입구를 통해 유입되는 액체를 위해서, 제 1 출구는 필터 이전에 위치되고 제 2 출구는 필터 이후에 위치된다. 따라서, 제 1 출구 및 제 2 출구는 필터의 상이한 측면상에 위치되어 있다.

따라서, 입구를 통해 각 필터 모듈내로 도입되는 정화할 액체는 필터를 통과함이 없이 제 1 출구를 통해 필터 모듈을 벗어나 유동될 수 있다. 또한, 입구를 통해 도입되는 정화할 액체는 필터를 통해 통과될 수 있고, 제 2 출구를 통해 필터 모듈을 떠난다.

장치의 리액터는 제 1 라인을 통해 제 1 출구에 연결되고, 제 1 체적 유량은 상기 제 1 라인을 통해 리액터로 배향될 수 있다. 리액터는 제 2 라인을 통해 제 2 출구에 연결되고, 제 2 체적 유량은 리액터로 배향될 수 있다. 또한, 리액터는 제 1 및 제 2 체적 유량 양자를 UV-광원의 복사에 노출시키도록 구성된다.

이러한 장치의 장점은 액체를 정화하는데, 그리고 그에 따라 밸러스트 수를 정화하는데 하기의 3가지 가능성이 존재하기 때문에 높은 신축성으로 구성된다:

첫째, 장치는, 정화할 액체가 제 1 출구를 통해 필터 모듈을 벗어나서 여과되지 않고 흐를 수 있고, 그 결과 단지 UV-처리된 제 1 체적 유량으로서 공급될 수 있는 가능성을 제공한다.

더욱이, 장치는, 정화할 액체가 다음의 UV-처리 이전에 필터 모듈에서 여과를 통해 동물, 미생물 및 다른 특정 물질을 미립 사이즈로 이미 감소되는 가능성을 제공한다. 이에 의해, 즉시(국부적으로 뿐만 아니라 순간적으로) 다음 처리가 가볍게 될 수 있으며, 그 결과 이것은 보다 낮은 에너지 비용으로 작동될 수 있다.

더욱이, 3번째 가능성으로서, 양 다른 가능성의 이점이 조합될 수 있다:

제 1 체적 유량에서, 제 1 출구를 통해 대응 필터 모듈을 떠나는 정화할 소량의 액체는 리액터에 도달하고, 그 내에서 UV-광으로 처리된다. 동시에, 제 2 체적 유량에서, 각 필터 모듈을 벗어나 제 2 출구를 통해 흐르는 정화할 액체의 나머지 소량의 액체는 제 2 체적 유량의 형태로 리액터로 배향될 수 있으며, 제 1 체적 유량과 별개로 UV-광으로 처리된다.

분리된 체적 유량을 제공함으로써, 예를 들면 각 체적 유량이 UV-복사에 가해지는 동안의 접촉 시간은 융통성이 있을 수 있으며, 서로 독립적으로 조정될 수 있다. 따라서, 불순물의 정도 및/또는 순수도에 따라서 제 1 및/또는 제 2 체적 유량에서 정화할 액체의 신축적인 처리가 가능하다.

바람직하게, 이것을 위해서, 제 1 체적 유량 및 제 2 체적 유량은 서로로부터 별개로 리액터를 통해 배향된다. 바람직하게, 또한 제 1 및 제 2 체적 유량은 리액터의 UV-광원에 가능한한 근접하여 별개로 각각 통과되어 흐른다.

바람직한 실시예에서, 하나의 필터 모듈의 필터의 역세척이 다른 필터 모듈로부터의 여과된 액체로 실행될 수 있도록, 제 2 출구는 역세척 라인을 통해 연결되어 있다. 이러한 장치의 장점은, 작동 동안에 하나의 필터 모듈의 역세척이 이뤄질 수 있는 동시에 다른 필터 모듈은 통상적으로 계속 작동하도록 구성된다는 것이다. 이에 의해, 연속적인 확실한 작동이 가능하게 된다.

바람직하게, 각 필터 모듈의 입구는 벤트를 구비한다. 또한, 바람직하게, 각 필터 모듈의 제 1 출구는 그 자체의 벤트를 구비한다. 각 필터 모듈내로의 유입 흐름 및 유출 흐름의 제어되고 신축적인 조절이 가능하게 제조된다. 하나의 필터 모듈의 필터의 상술한 역세척을 위해서, 그 입구 벤트는 폐쇄되고, 그 제 1 출구의 벤트는 개방된다. 또한, 제 2 출구 각각은 제어 가능한 벤트를 구비한다.

바람직하게, 장치는, 하나의 필터 모듈의 필터를 통해 역세척된 액체가 제 1 체적 유량으로서 제 1 라인을 통해 리액터로 배향되도록 구성된다. 따라서, 본 발명에 따른 장치는, 역세척 액체가 리액터를 통해 제 1 라인을 통해 별개로 배향되고 그리고 제 2 라인을 통해 리액터로 유동될 수 있는 여과된 액체와 비교하여 별개의 처리에 노출될 수 있는 장점을 갖고 있다.

바람직하게, 장치는 입구에 연결된 정화할 액체의 저장을 위한 제 1 용기를 구비한다. 특히 바람직하게, 장치는 또한 제 1 라인에 위치되고 액체를 완충시키도록 구성된 제 2 용기를 구비한다. 이에 의해, (역세척) 액체를 완충시킬 수 있으며, 예를 들면 매우 낮은 출력으로 리액터를 통해 액체를 배향할 수 있고, 역세척 (즉, 상당히 오염되고 더럽혀진) 액체에 대한 접촉 시간을 증가시킬 수 있다.

특히 바람직하게, 리액터는 제 1 및 제 2 체적 유량에 초음파를 도입하기 위한 초음파원을 더 포함한다. 초음파에 의해 야기되는 공동화를 통해서, 이전의 여과를 통해 제거되지 않은 정화할 액체내에 용해되거나 부유동반된 미생물 및 다른 유기물/무기물의 상해 및 살충이 성취된다. 이에 의해, 성취될 수 있는 액체의 순수 레벨 뿐만 아니라 장치의 성능이 더욱 증가되며, 전체적인 장치의 신축성이 개선된다.

특히 바람직한 실시예에서, 리액터는 리액터의 내부로 유도되는 입구와 리액터의 내부를 벗어나게 유도되는 출구를 포함한다. 바람직하게, UV-광원 및/또는 초음파원은 리액터의 내부에 위치된다. 통과되는 액체의 정화에 추가하여 리액터의 내부의 초음파의 결과적인 투입은 모든 종류의 부착물로부터 액체와 접촉되는 표면의 진행중이 정화를 보장하며, 이에 의해 확실하고 연속적인 작동이 보장된다.

특히 바람직한 실시예에서, 제 2 체적 유량이 리액터의 내부로 입구를 통해 그리고 리액터의 내부를 벗어나 출구를 통해 흐를 수 있도록 제 2 라인은 리액터의 입구와 연결되어 있다. 따라서, 리액터의 치수에 따라서, 리액터의 내부를 통한 여과된 액체의 상대적으로 높은 출력이 성취될 수 있다. 특히 바람직하게, 리액터는 액체 라인을 포함하며, 이 액체 라인은 리액터의 내부를 통해 통과되고, 특히 리액터의 내부에서 리액터의 내부로부터 밀폐된 액체-밀폐이다. 따라서, 액체 라인은 리액터의 내부와 또는 각각 내부에 존재하는 액체와의 즉각 접촉을 허용함이 없이 리액터의 내부로부터 분리된 리액터를 내부를 통해 정화할 액체의 체적 유량을 배향시키는 가능성을 제공한다.

이를 위해서, 특히 바람직하게, 제 1 체적 유량이 리액터의 내부를 통해 액체 라인을 통해 유동하도록, 리액터를 통해 통과되는 액체 라인은 제 1 라인과 연결되어 있다. 이에 의해, 제 1 체적 유량은 리액터의 내부 그리고 UV-광원을 통해 배향되며, 선택적으로 제 2 체적 유량과 별개로 초음파원에 의해 통과되며, 이에 의해 제 2 체적 유량과 비교시에 제 1 체적 유량의 별개 처리가 가능하며, 리액터내의 제 1 및 제 2 체적 유량의 혼합이 방지된다.

특히 바람직하게, 액체 라인은 UV-투과성 물질로 제조된다. 특히, 액체 라인은 하나 또는 몇 개의 석영 파이프를 포함한다.

특히, 석영 파이프는 평행하게 배치될 수 있다. 선택적으로, 석영 파이프는, 이들이 직렬로 배치되도록 다른 것에 연결될 수 있다. 석영 파이프가 평행하게 배치된 경우에, 상대적으로 높은 출력이 성취될 수 있는 장점이 존재한다. 석영 파이프가 직렬로 배치되어 있는 경우에, 석영 파이를 통해 그리고 그에 따라 리액터의 내부를 통해 흐르는 액체에 몇몇 정화가 가해질 수 있는 장점이 존재한다.

바람직하게, 리액터는 적어도 하나의 석영 파이프에 의해 횡단될 수 있으며, 여기에서 UV-광원 및 몇 개의 UV-광원의 경우 하나의 UV-광원 각각이 위치되어 있다.

특히 바람직한 실시예에서, 각 필터 모듈의 필터는 멤브레인을 포함한다. 바람직하게, 각 필터 모듈은 멤브레인에 초음파를 조사하기 위한 초음파원을 더 포함한다. 이를 위해서, 멤브레인은 스테인리스 강 또는 다른 금속성 합금과 같은 초음파에 견딜 수 있는 재료로 형성된다. 멤브레인의 작동 및 역세척 양자 동안에 초음파로 조사함으로써, 부착물에 의한 멤브레인의 막힘이 회피된다. 바람직하게, 필터 모듈내로 흐르는 액체용 초음파원은 필터 이전에 위치되는데, 즉 필터의 통상적으로 보다 오염된 측에 위치된다.

멤브레인은 1000㎛ 이하, 바람직하게 100㎛ 이하, 그리고 가장 바람직하게 50㎛ 이하의 미세공을 갖고 있다. 밸러스트 수의 조절을 위해서, 기껏해야 약 30㎛의 미세공 사이즈가 바람직하다. 마이크로 여과를 위해서, 또한 0.1㎛ 이하의 미세공 사이즈를 갖는 미세공이 이용될 수 있다.

특히, 장치는 역세척을 위한 상기 관점에서 서로 연결된 2개 이상의 필터 모듈을 포함한다.

또한, 제 1 필터 모듈(각각)의 제 1 출구가 제 2 필터 모듈(각각)의 입구와 결합되도록, 2개의 필터 모듈(각각)은 서로 직렬로 연결될 수 있다. 특히, 정화될 강력하게 오염된 액체의 경우에, 제 1 필터 모듈에서 사전정화될 수 있으며, 제 2 필터 모듈에서 메인 정화/여과가 이뤄질 수 있다.

특히 바람직하게, 전체적인 장치는 염분-오염수, 특히 바닷물의 처리를 위해 구성되어 있다.

액체의 정화를 위한 본 발명에 따른 상술한 장치의 하나의 특정 용도는 밸러스트 수의 처리이다. 이에 의해, 필터 모듈의 각각 하나는 각각 역세척될 수 있다.

본 발명의 추가 특징부 및 장점은 첨부 도면 및 특허청구범위에 의거한 하기의 실시예의 상세한 설명에 기재되어 있다.

도 1은 액체의 정화를 위한 본 발명에 따른 장치의 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 장치의 실시예의 상세도,
도 3 내지 도 7은 밸러스트 수를 처리할 때의 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 장치의 실시예를 사용하는 것을 도시하는 도면,
도 8은 필터 모듈이 직렬로 쌍으로 정렬된 일 실시예를 도시하는 도면.

도 1은 액체의 정화를 위한 장치의 일 실시예를 개략적으로 도시하는 도면이다.

장치(100)는 2개의 필터 모듈(10)을 포함하며, 장치(100)는 그 양 단부가 폐쇄되어 있으며, 각 모듈은 중공 원형 실린더의 형상이며, 스테인리스강 파이프로 형성된다. 각 필터 모듈의 상부 단부에 정화할 액체용 입구(12)가 마련되며, 하부 단부에 액체용 제 1 출구(14)가 마련된다. 또한, 제 2 출구(16)는 그 상부 단부 근방에서 필터 모듈(10)의 파이프의 선반상에 마련되어 있다.

필터 모듈(10)의 내측에, 약 30㎛의 미세공을 갖는 스테인리스 강 멤브레인이 마련된다. 또한, 스테인리스 강 멤브레인(18)은 중공 원형 실린더의 형태이며, 필터 모듈(10)의 스테인리스 강 파이프내에 기본적으로 동축(즉, 단면이 동심으로)으로 위치되어 있으며, 스테인리스 강 멤브레인의 직경은 필터 모듈(10)의 직경보다 작다. 입구(12) 및 제 1 출구(14)는 필터 모듈(10)의 원형 상부 또는 하부 단부(즉, 각각 뚜껑 또는 바닥)의 대략 중간에 위치되어 있다. 따라서, 입구(12)를 통해서 필터 모듈(10)의 내측으로 유동하는 액체는 원통형 필터 멤브레인(18)을 통해 통과하지 않고 제 1 출구(14)를 통해서 필터 모듈(10)로부터 유출될 수 있다. 이와 관련하여, 따라서 제 1 출구(14)는 제 1 멤브레인(18) 이전에 위치되어 있다. 이와 반대로, 입구(12)를 통해 필터 모듈(10)내로 유동하는 액체는, 사전에 필터 멤브레인(18)을 통과한다면, 제 2 출구(16)를 통해 필터 모듈(10)을 벗어나서 흐를 수만 있다. 이와 관련하여, 제 2 출구(16)는 각각 필터 멤브레인(18) 이후에 위치되어 있다.

양 제 2 출구(16)는 액체의 교환을 위한 역세척 라인(20)을 통해 서로에 연결되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 입구(12)를 통해 그 상부 단부에서 각 필터 모듈(10)은 액체 공급부(30)에 연결되어 있으며, 이 액체 공급부는 밸러스트 수 탱크(도 1에는 도시되지 않고, 도 2 참조)의 형태를 갖는 제 1 용기(32)에 의해 공급된다.

반대 단부에서, 제 1 출구(14)를 통한 각 필터 모듈(10)은 제 1 라인(34)에 연결되어 있다. 제 1 라인(34)에서, 제 2 용기(36)는 액체용 버퍼로서 마련되어 있다.

제 1 라인(34)은 리액터(41)의 내부를 밀폐하는 길다란 리액터(40)로 안내된다. 리액터(41)의 내부는 석영 파이프로 형성된 액체용 라인(42)에 의해 종방향으로 횡단된다. 또한, 길다란 UV-광원(44)은 리액터(41)의 내부를 통해 연장되어 있으며, 이 UV-광원(44)은 석영 파이프와 매우 유사하게 리액터(40)의 종방향 축에 기본적으로 평행하게 배치되어 있다. 리액터(40)의 종방향 하부 단부에서 제 1 라인(34)은 석영 파이프의 형태로 액체용 라인(42)에 합체된다. 리액터(40)의 다른 단부에서 액체용 라인(42)은 리액터(41)의 내부를 벗어나 안내되어, 예를 들면 석영 도는 유리섬유로 제조된 액체용 다른 라인에 합체된다. 실제로, 소용돌이형 또는 나선형으로 뒤얽힌 구성이 수용 가능하며, 예를 들면 액체용 라인(42) 각각은 절대 클로즈업 영역(도시하지 않음)내의 석영 파이프에 위치되어 있는 UV-광원(44)을 둘러싼다.

리액터(40)는 기본적으로 중공 원형 실린더의 형태이며, 그 선반 표면상에 바닥 단부에 근접한 입구(46) 및 상부 단부에 근접한 출구(48)가 마련되어 있다. 필터 모듈(10)의 제 2 출구(16)는 제 2 라인(50)을 통해서 리액터(41)의 내부로 유도되는 입구(46)와 연결되어 있다.

각 필터 모듈(10)은 기본적으로 로드 형상의 초음파원(60)을 더 포함하며, 이 초음파원(60)은 그 종방향 축에 대해 약간 오프셋되어(즉, 편심되어) 필터 모듈(10)의 중공 원통형 형태로 위치되어 있다. 동일한 방법으로, 편심 초음파원은 리액터(41)(도시하지 않음)의 내부에 위치되어 있다. 각 초음파원은 특히 필터(18) 또는 리액터(40)의 액체의 정화 및 필터 모듈(10)의 정화를 위해 마련된다.

장치(100)의 추가 상세한 설명 및 장치(100)의 요소의 기능 및 효과를 도 2 내지 도 7을 참조하여 설명하며, 각 요소는 개별적으로 뿐만 아니라 조합으로 이용될 수 있다.

도 2는 밸러스트 수를 정화하기 위한 장치로서 작용하는 장치(100)의 일 실시예를 도시하는 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 밸러스트 수 펌프(70)는 바다 또는 밸러스트 수 탱크(32)로부터 물을 필터 모듈의 입구(12)내로 펌핑하기 위해서 액체 공급부(30)에 마련되어 있다. 도시된 바와 같이, 4개의 필터 모듈(10)의 각 입구(12)는 각 필터 모듈(10)내로의 유입을 조절하기 위한 입구 벤트(72)를 포함한다. 또한, 각 제 1 출구(14)는 제 1 출구(14)에서 유출되는 액체 흐름을 제어하기 위한 벤트(74)를 갖고 있다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같은 실시예는 제 1 바이패스 라인(76) 및 제 2 바이패스 라인(78)을 구비한다. 제 1 바이패스 라인은 액체 공급부(30)를 제 2 라인(50)과 연결한다. 따라서, 모든 필터 모듈(10)의 폐쇄된 입구 벤트(72)의 경우에, 처리할 액체는 종래의 여과가 필요없이 리액터(40)내로 바이패스를 통해 배향될 수 있다. 제 2 바이패스 라인(78)은 리액터(40)의 출구(48)에 연결된 바와 같이 액체 공급부(30)를 액체용 라인에 연결한다. 모든 필터 모듈(10)의 폐쇄된 입구 벤트(72) 및 제 1 바이패스 라인(76)에 위치된 폐쇄된 제 1 바이패스 벤트(77)의 경우에, 액체는 각각 필터 모듈(10) 또는 UV-리액터(40)를 통해 흐름이 없이 바다로 다시 펌핑될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 하부 단부의 리액터(40)는 리액터(40)의 상부 부분과 비교할 때 보다 작은 직경을 갖는 공동화 챔버(80)를 구비하며, 리액터(40)의 액체 입구(46)는 상기 공동화 챔버(80)내로 수렴한다. 리액터(41)의 내부에서, 로드 형상의 초음파원(82)은 리액터(40)의 전체 길이에 걸쳐서 연장되며, 즉 공동화 챔버(80)와 이에 부착된 리액터(40)의 상부 부분을 통해서, 리액터(40)의 종방향 축으로부터 약간 오프셋되어, 즉 단면도에서 편심되어 위치되어 있다. 또한, 2개의 석영 파이프는 리액터(40)의 상부 부분에서 리액터(41)의 내부를 통해 횡단하며, 각 파이프는 도 2에 도시된 바와 같이 UV-광원(44)중 하나를 수용한다. 또한, 리액터(41)의 내부는 액체용 라인(42)을 형성하는 2개의 추가 석영 파이프(84)가 횡단하며, 하부 단부에서 석영 파이프(84)중 하나는 제 1 라인(34)에 연결되어 있다. 다른 단부에서, 이러한 석영 파이프(84)는 파이프 접속부(86)를 통해서 제 2 석영 파이프(84)의 각 단부에 연결되어 있다. 따라서, 제 1 라인(34)을 통해 리액터(40)에 도달하는 매우 오염된 역세척 액체와 같은 액체는 리액터(41)의 내부를 통해 2번 배향될 수 있는데, 즉 제 1 석영 파이프(84)의 상승 동안에 그리고 제 2 석영 파이프(84)를 통해 하강 동안에 배향될 수 있다. 케이싱의 내부를 통해 각각 통과하는 동안에, 액체는 UV 복사 및 초음파 모두에 노출되는데, 그 이유는 석영이 UV 복사를 투과시키고 그리고 석영 파이프가 이를 통해 흐르는 액체로 초음파를 통과시키기 때문이다. 이에 의해, 제 1 라인(34)을 통해 리액터에 도달하는 제 1 체적 유량의 매우 효과적인 정화가 보장될 수 있다. 따라서, 직렬로 배치된 석영 파이프(84)의 개수에 따라서, 액체의 다중 처리가 성취될 수 있으며, 이것은 마련된 바와 같이 석영 파이프(84)의 개수에 따라 좌우된다. 본 발명은 2개의 석영 파이프(84)로 제한되지 않으며, 성취될 결과에 따라서 석영 파이프(84)의 모든 개수를 포함할 수 있다. 또한, 정화는 UV-광원(44)중 하나 둘레에 석영 파이프(84)의 형태로 액체용 라인(42)의 상술한 소용돌이형 또는 나선형으로 뒤얽힌 구성에 의해 확장될 수 있다.

제 2 체적 유량(메인 유량)은 리액터(41)의 내부에서 리액터(40)의 공동화 챔버(80)내로 유도되는 제 2 라인(50) 및 입구(46)를 통해 통과된다. 공동화 챔버(80)에서, 제 2 체적 유량의 유입 액체는 오로지 초음파원(82)으로부터의 초음파에만 노출된다. 리액터(41)의 내부의 제 2 체적 유량은 입구(46)로부터 출구(48)로 흐르며, 그에 따라 공동화 챔버(80)로부터 리액터(40)의 상부 부분내로 흐른다. 이러한 상부 부분에서, 제 2 체적 유량은 초음파에 추가로 노출되며, 또한 석영 파이프내에 위치된 UV-광원(44)으로부터 발생되는 UV 복사에 노출된다. 다음에, 제 2 체적 유량은 출구(48)를 통해 리액터(40)를 빠져나가고, 재생 라인(90)내로 공급된다. 또한, 석영 파이프(84)를 통해 통과된 제 1 체적 유량은 인젝터 노즐을 통해 재생 라인(90)내로 공급된다. 재생 라인(90)을 통해서, 제 1 및/또는 제 2 체적 유량의 처리되어 정화된 액체는 밸러스트 수 탱크(32)내로 또는 바다(도 2에 도시된 바와 같이 재생 라인(90)내의 벤트의 조절에 따라서)로 다시 돌려진다.

도 3은 밸러스트 수를 담는 동안에 장치(100)의 일 실시예를 도시한 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이 3개(좌측으로부터)의 제 1 필터 모듈(10)의 입구 벤트(72)는 완전히 개방되어 있다. 더욱이, 3개의 제 1 필터 모듈(10)의 각 제 1 출구(14)의 각 벤트(74)는 적어도 부분적으로 개방되어 있다. 제 4 필터 모듈(10)(즉, 우측의 필터 모듈)의 제 1 출구의 입구 벤트(72) 및 벤트(74)는 모두 폐쇄되어 있다. 바다로 유도되는 액체 공급원(30)의 아암의 화살표로 표시된 바와 같이, 밸러스트 수 펌프(70)는, 바다로부터의 물이 3개의 제 1 필터 모듈(10)의 각각내로 도달하는 것을 보장한다. 3개의 제 1 필터 모듈(10)의 각각에서, 제 1 소량의 물은 필터(18)를 통과함이 없이 필터 모듈의 하부 단부에 도달하고, 각 필터 모듈(10)의 제 1 출구(14)를 통해 통과되며, 이에 의해 이러한 제 1 소량의 물은 각 필터 모듈(10)로부터 도 3에 도시된 바와 같이 제 1 라인(34)의 분기부를 통해 바다로 다시 돌아가는 물에 존재하는 보다 큰 물질 및 미생물을 즉시 세정한다. 각 필터 모듈(10)내로 들어가는 제 2 소량의 물은 필터(18)를 통해 통과되고, 각 제 2 출구(16) 및 제 2 라인(50)을 통해서 리액터(40)의 내부에 도달한다. 리액터(40)의 내부(41)에서, 액체는 초음파원(82)으로부터의 초음파(필터 모듈(10)내의 초음파원(60)으로부터의 초음파에 이미 이전에 노출된 후에) 그리고 도 3에 도시하지 않은 UV-광원(44)으로부터의 UV 복사가 조사된다. 리액터(41)의 내부로부터 출구(48)를 통해 흐르는 물은 재생 라인(90)을 통해서 밸러스트 수 탱크(32)내로 흐른다. 따라서, 밸러스트 수 탱크(32)로 담고 배향된 물은 UV 복사 및 초음파 양자를 이용하여 여과 및 살균되고 정화된다.

도 4에서, 밸러스트 수 탱크(32)내에 존재하는 물의 순환 동안의 장치(100)의 일 실시예가 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 4개의 필터 모듈(10)중에, 우측의 제 3 필터 모듈은 공급부(30)(즉, 각 입구 벤트(72)가 개방되어 있음)에 연결되고, 여과 작동이 이뤄진다. 좌측 필터 모듈(10)은 분리되어 있고(입구 벤트(72)가 폐쇄되어 있음), 정화 모드에 있으며, 물로 충전된 필터 모듈은 필터 멤브레인(18)의 정화를 위한 초음파원(60)으로부터의 초음파로 작동된다.

밸러스트 수 탱크(32)로부터의 물은 밸러스트 수 펌프(70)에 의해서 우측 측면상의 3개의 필터 모듈(10)로 배향되며, 물이 여과된다. 결국, 그에 따라 여과된 물은 리액터(40)내로 흐르고, 이 리액터에서 초음파 및 UV 광에 노출되어 처리된다. 정화된 물은 재생 라인(90)을 통해서 밸러스트 수 탱크(32)내로 역류한다.

선택적으로, 도 4에 도시된 바와 같은 실시예에 있어서, 필터 모듈(10)은 바이패스 벤트(77)를 통해 바이패스될 수 있으며, 리액터(40)에 의한 살균만이 이용될 수 있다.

도 5는 도 4에 따른 정화와 유사하게 밸러스트 수 탱크(32)로부터의 물의 정화 동안의 장치(100)의 일 실시예를 도시한 것이다.

도 4에 따른 실시예에서와 같이, 우측 측면상의 필터 모듈(10)은 여과 모드에 있으며, 좌측 필터 모듈(10)은 정화 모드에 있다. 또한, 도 5에서, 제 1 필터 모듈(10)의 역세척이 도시되어 있다. 도 4와 반대로, 제 1 필터 모듈(즉, 좌측 필터 모듈)의 제 1 출구(14)는 적어도 부분적으로 개방되며, 그 결과 여과된 액체는 도시된 바와 같이 4개의 필터 모듈의 제 2 출구에 연결된 역세척 라인(20)을 통해 제 1 필터 모듈(10)의 제 2 출구(16)를 통해서 제 1 필터 모듈(10)의 필터 멤브레인(18)을 통해 후방으로 흐르고, 다시 제 1 필터 모듈(10)의 제 1 출구(14)를 통해서 바다로 통과된다. 역세척된 액체의 순수도가 바다로 다시 즉시 배출하기에 불충분하다면, 또한 역세척 액체는 라인(34)을 통해 리액터(40)로 그리고 역세척된 물(도 7에 도시됨)의 추가의 정화를 제공하기 위해서 그 내부(41)를 관통하는 액체용 라인(42)을 통해 배향될 수 있다. 이에 의해, 제 2 용기(36)는 물의 역세척된 체적을 위한 버퍼로서 사용될 수 있으며, 그 결과 역세척된 액체는 예를 들면 보다 낮은 처리 속도로 그리고 보다 긴 접촉 시간을 갖고 리액터(40)의 내부(41)를 통해 배향될 것이다.

도 6은 정화와, 탱크(32)로부터 다시 바다로의 밸러스트 수의 다음 배출 동안의 장치(100)의 실시예를 도시한 것이다.

이를 위해서, 탱크(32)로부터의 물은 우측 측면상의 3개의 필터 모듈(10)내로 펌프(70)에 의해 펌핑된다. 우측 측면상의 3개의 모듈의 각 제 1 출구(14)의 벤트(74)가 폐쇄된다면, 밸러스트 수는 각 필터 멤브레인(18)을 통해 통과하고, 제 2 라인(50)을 통해 리액터(41)의 내부로 여과되어 도달된다. 리액터(41)의 내부에서 UV-광 및 초음파로 처리에 이어서, 밸러스트 수는 제 2 출구(16) 및 출구(48)를 통해서 리액터(40)를 벗어나 유동하고, 정화된 물로서 바다로 배출될 수 있다.

도 7은 저장된 밸러스트 수의 배출과 필터 모듈(10)의 동시 역세척 동안의 장치(100)의 실시예를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이 4개의 필터 모듈(10)중 우측으로부터 3번째 모듈은 여과 모드이며, 좌측 필터 모듈(10)은 공급부(30)로부터 분리되며, 역세척 모드이다. 제 1 라인(34) 및 제 2 용기(36)를 통해서 내부에 위치된 바와 같은 제 1 체적 유량의 역세척된 물은 제 1 모듈을 통해서 리액터(40)에 도달하고, 상술한 바와 같이 2개의 석영 파이프(84)로 제조된 액체용 라인(42)을 통해서 그 내부(41)에 2번 배향되어 정화된다. 우측의 3개의 모듈로부터의 여과된 물은 제 2 라인(50)을 통해서 리액터(40)에 도달하고, 그 내부(41)로 그리고 내부(41)를 통해서 즉시 유동되고, 이에 의해 이러한 제 2 체적 유량이 또한 정화된다.

따라서, 제 1 필터 모듈(10)로부터의 역세척된 물의 제 1 체적 유량 및 다른 3개 필터 모듈(10)로부터의 여과된 물의 제 2 체적 유량은 서로 별개로 그리고 리액터(40)내의 상이한 유량 속도로 살균되며, 이어서 어떠한 문제도 없이 바다로 배출될 수 있다.

도 8은 장치(100)의 추가 실시예를 도시한 것이다. 제 1(좌측으로부터) 필터 모듈은 제 1 출구(14)로부터 분기부(92)를 갖고 있다. 이러한 분기부(92)는 제 2(좌측으로부터) 필터 모듈의 입구(12)에 연결되며, 그 결과 제 1 필터 모듈로부터의 비여과된 액체는 제 2 필터 모듈내에서 처리 및 여과될 수 있다. 제 3 및 제 4 필터 모듈은 동일한 방법으로 직렬로 배열되어 있다.

도 8에 도시된 벤트(74, 74')를 이용하면, 제 1 출구(14)를 통해 통과되는 액체는 제 1 라인(34)으로 및/또는 분기부(92)를 통해 배향될 수 있다.

또한, 선택적인 벤트 라인(72')을 통해서, 제 2 필터 모듈의 입구는 액체 공급부에 또한 연결될 수 있다. 벤트(74')가 폐쇄되면, 도 8에 도시된 장치(100)는 도 1 내지 도 7을 참조하여 상술한 바와 같이 또한 작동될 수 있다.

상술한 설명, 특허청구범위 및 도면에 개시된 특징은 개별적으로 뿐만 아니라 모든 조합이 이뤄질 수 있으며 상이한 실시예에서 본 발명을 실행하는데 있어서 중요하다.

10 : 필터 모듈 12 : 입구
14 : 제 1 출구 16 : 제 2 출구
18 : 필터, 멤브레인 20 : 역세척 라인
30 : 액체 공급부 32 : 제 1 용기
34 : 제 1 라인 36 : 제 2 용기
40 : 리액터 41 : 리액터의 내부
42 : 액체용 라인 44 : UV-광원
46 : 리액터 입구 48 : 리액터 출구
50 : 제 2 라인 60 : 초음파원
70 : 밸러스트 수 펌프 72, 72' : 입구 벤트
74, 74' : 제 1 출구의 벤트 76 : 제 1 바이패스 라인
77 : 제 1 바이패스 벤트 78 : 제 2 바이패스 라인
80 : 공동화 챔버 82 : 초음파원(리액터)
84 : 석영 파이프 86 : 파이프 결합부
90 : 재생 라인 92 : 분기부
100 : 액체 정화용 장치

Claims

액체를 정화하기 위한 장치에 있어서,
적어도 2개의 필터 모듈(10)과;
적어도 하나의 UV-광원(44)을 갖는 리액터(40)를 포함하며,
각 필터 모듈(10)은 정화할 액체용 입구(12), 제 1 출구(14), 필터(18) 및 여과된 액체용 제 2 필터(16)를 포함하며, 상기 입구(12)를 통해 유입되는 액체를 위해서, 상기 제 1 출구(14)는 상기 필터(18) 이전에 위치되고 상기 제 2 출구(16)는 상기 필터(18) 이후에 위치되며,
상기 리액터(40)는 제 1 라인(34)을 통해 상기 제 1 출구(14)와 그리고 제 2 라인(50)을 통해 상기 제 2 출구(16)와 연결되어 있으며,
상기 리액터(40)는 상기 제 1 라인(34)을 통해 상기 리액터(40)에 도달하는 제 1 체적 유량 그리고 상기 제 2 라인(50)을 통해 상기 리액터(40)에 도달하는 제 2 체적 유량을 상기 UV-광원(44)으로부터의 UV-광에 노출시키도록 구성되어 있는
액체 정화 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 액체 정화 장치는 상기 제 1 체적 유량 및 상기 제 2 체적 유량을 상기 리액터를 통해 별개로 배향시키도록 구성되어 있는
액체 정화 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
하나의 필터 모듈(10)의 상기 필터(18)의 역세척이 다른 필터 모듈(10)로부터의 여과된 액체로 실행될 수 있도록, 상기 제 2 출구(16)는 역세척 라인(20)을 통해 연결되어 있는
액체 정화 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
각 필터 모듈(10)의 상기 입구(12)는 입구 벤트(72)를 포함하는
액체 정화 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
각 필터 모듈(10)의 상기 제 1 출구(14)는 출구 벤트(74)를 포함하는
액체 정화 장치.
제 4 항을 참조하는 제 5 항에 있어서,
하나의 필터 모듈(10)의 입구(12)의 입구 벤트(72)가 폐쇄되고 그리고 하나의 필터 모듈(10)의 제 1 출구(14)의 출구 벤트(74)가 개방될 경우, 다른 필터 모듈(10)의 여과된 액체로 하나의 필터 모듈(10)의 필터(18)의 역세척이 실행될 수 있도록, 상기 제 2 출구(16)가 역세척 라인(20)을 통해 서로 연결되어 있는
액체 정화 장치.
제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 액체 정화 장치는 상기 제 1 라인(34)을 통해서 하나의 필터 모듈(10)의 상기 필터(18)를 통해 역세척된 액체를 상기 리액터(40)로의 제 1 체적 유량으로서 배향하도록 구성된
액체 정화 장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
정화할 액체를 저장하기 위한 것으로서, 상기 필터 모듈(10)의 상기 입구(12)에 연결된 제 1 용기(32)를 더 포함하는
액체 정화 장치.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 라인(34)에 위치되며, 특히 역세척된 액체인 액체를 래칫시키도록 구성된 제 2 용기(36)를 더 포함하는
액체 정화 장치.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 리액터(40)가 상기 제 1 및 제 2 체적 유량을 초음파에 노출시키기 위한 초음파원(82)을 더 포함하는
액체 정화 장치.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 리액터(40)는 상기 리액터(41)의 내부로 유도되는 입구(46)와, 상기 리액터(41)의 내부를 벗어나게 유도되는 출구(48)를 포함하는
액체 정화 장치.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 UV-광원(44) 및 초음파원(82)은 상기 리액터(41) 내부에 위치되어 있는
액체 정화 장치.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
상기 제 2 체적 유량이 상기 리액터(41)의 내부로 상기 입구(46)를 통해 유동할 수 있도록 그리고 상기 리액터의 상기 출구(48)를 통해 상기 리액터의 내부를 벗어나게 유동할 수 있도록, 상기 제 2 라인(50)은 상기 리액터의 입구(46)에 연결되어 있는
액체 정화 장치.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 리액터(40)는 액체용 라인(42)을 포함하며, 상기 액체용 라인(42)은 상기 리액터(41)의 내부를 통해 유도되고, 상기 리액터(41)의 내부에 있으며 그리고 상기 리액터의 내부에 대해서 자체 수용되는
액체 정화 장치.
제 14 항에 있어서,
상기 제 1 체적 유량이 액체용 라인(42)을 통해 상기 리액터(41)의 내부를 통해 흐르도록, 상기 액체용 라인(42)은 상기 제 1 라인(34)에 연결되어 있는
액체 정화 장치.
제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
상기 액체용 라인(42)은 UV-투과성 물질로 형성되어 있는
액체 정화 장치.
제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 액체용 라인(42)은, 상기 리액터(41)의 내부를 가로지르고 그리고 평행하게 또는 직렬로 배치된 하나 또는 몇 개의 석영 파이프(84)를 포함하는
액체 정화 장치.
제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 리액터(41)의 내부는 적어도 하나의 석영 파이프가 횡단되어 있으며, 상기 UV-광원(44) 또는 하나의 UV-광원(44)은 각각은 상기 석영 파이프에 각기 위치되어 있는
액체 정화 장치.
제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 각 필터 모듈(10)의 상기 필터(18)는 멤브레인을 포함하는
액체 정화 장치.
제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 각 필터 모듈(10)은 상기 필터(18)를 초음파로 조사하기 위한 초음파원(60)을 포함하는
액체 정화 장치.
제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 필터(18)는 1000㎛ 이하, 바람직하게 100㎛ 이하, 그리고 가장 바람직하게 50㎛ 이하의 미세공을 갖고 있는
액체 정화 장치.
제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 필터(18)는 0.1㎛ 이하의 미세공을 포함하는
액체 정화 장치.
제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 장치는 밸러스트 수를 정화하도록 구성된
액체 정화 장치.
제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
2개의 필터 모듈(10)이 상기 제 1 필터 모듈의 상기 제 1 출구(14)를 상기 제 2 필터 모듈의 상기 입구(12)에 연결시킴으로써 직렬로 연결되어 있는
액체 정화 장치.
제 1 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 따른 액체 정화 장치를 밸러스트 수의 처리에 이용하는
액체 정화 장치의 용도.
제 1 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 따른 액체 정화 장치를 밸러스트 수의 처리에 이용하고, 필터 모듈(10)의 각각 하나가 연속으로 역세척되는
액체 정화 장치의 용도.