KR20110053066A - 밸러스트수 광분해유닛 및 이를 이용한 밸러스트수 처리장치 - Google Patents

밸러스트수 광분해유닛 및 이를 이용한 밸러스트수 처리장치 Download PDF

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KR20110053066A
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강동근
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Abstract

밸러스트수 광분해유닛 및 이를 이용한 밸러스트수 처리장치가 개시된다. 본 발명에 따른 밸러스트수 처리장치는 밸러스트수를 압송하는 펌프; 압송된 밸러스트수가 유입되어 저장되며, 저장된 밸러스트수가 유출되는 제1탱크; 제1탱크로부터 유출된 밸러스트수가 유입되며, 유입된 밸러스트수에 자외선을 조사하여 밸러스트수를 처리하는 광분해유닛; 광분해유닛으로 유입되는 밸러스트수의 유속 및 유량 중 적어도 하나를 조절하는 밸러스트수 유출 조절모듈; 및 밸러스트수 유출 조절모듈의 작동을 제어하는 제어기;를 구비하며, 광분해유닛은, 밸러스트수가 유입 및 유출되는 유입포트 및 유출포트가 형성되며, 밸러스트수가 저장되는 제2탱크; 제2탱크의 내부에 설치되며, 제2탱크에 저장된 밸러스트수에 자외선을 조사하는 자외선램프; 제2탱크에 결합되며, 제2탱크 내부의 기체를 흡입하는 팬; 및 제2탱크에 결합되며, 팬에 의해 흡입된 기체 중 자외선에 의해 형성되는 오존 기체를 파괴하는 오존파괴기;를 구비한다.
Figure P1020090109875
밸러스트수(ballast water), 진공자외선 (vaccum ultraviolet, VUV), 물분해, 수산화 라디칼, 미생물, 플랑크톤

Description

밸러스트수 광분해유닛 및 이를 이용한 밸러스트수 처리장치{Unit for photolyzing ballast water and device having it}
본 발명은 밸러스트수 광분해유닛 및 이를 이용한 밸러스트수 처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선박의 균형 유지를 위해 선박의 하부에 저장되는 밸러스트수를 물의 광분해 반응을 이용하여 처리하는 밸러스트수 광분해유닛 및 이를 이용한 밸러스트수 처리장치에 관한 것이다.
밸러스트수는 일반적으로 화물이 적재된 선박의 균형을 유지하기 위하여 선박의 하부에 저장되는 해수로서 특히 출발지의 해수를 말한다. 이러한 밸러스트수는 선박이 목적지에 도착한 후에는 일정 부분 배출된다.
밸러스트수는 선박에 화물이 없는 상황에서 인근 해양의 해수를 취수하여 저장함으로써 선박의 균형 유지에 사용되며, 통상적으로 배수량을 기준으로 일정량의 밸러스트수가 요구된다. 예를 들면, 대형 선박의 경우 1만톤 이상의 해수가 취수되어 밸러스트수로 이용되기도 한다.
밸러스트수에 유입된 해수에는 미생물 등 해양 생물과 각종 슬러지 등이 포함되는데, 선박이 접안한 국가 또는 지역의 해수를 유입한 후 타국가 또는 타지역 으로 이동하여 해수를 방출하는 경우, 해수 유입과정에서 혼입된 해양 생물(미생물, 조류 등) 및 무생물(농약 등 유해화학물질 등) 등이 타지역으로 전파되는 문제점이 있다. 이러한 해상 생물의 인위적인 이동은 자연생태계에서는 거의 발생하지 않는 현상으로서 그 지역의 생태계를 교란시키므로 범세계적인 해양 환경 문제로 대두되고 있다.
이러한 문제를 해결하기 인해 국제해사기구(International Maritime Organization: IMO)는 선박의 밸러스트수 및 슬러지 등 침전물의 규제 및 관리를 위한 국제조약을 채택하여 밸러스트수의 배출기준을 규정하여 규제하고 있으며, 이기준을 충족하지 못한 선박의 경우에는 밸러스트수의 배출을 거부할 수 있도록 규정하고 있다. 따라서, 선박 내의 밸러스트수를 처리하기 위한 다양한 기술이 개발되었다.
대한민국 등록특허 10-0743946에는 밸러스트수를 저장하는 단계에서는 여과장치에 의해 여과하고 배출하는 단계에서는 자외선 등을 이용하여 살균하는 기술이 개시되어 있으며, 대한민국 등록특허 10-0797186에는 밸러스트수를 원심분리에 의해 분리 여과한 후 산소의 마이크로 버블 및 자외선을 이용하여 살균과 동시에 정화하는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 자외선을 이용한 밸러스트수 처리 기술은 자외선 빛 에너지가 물속에서 매우 적게 전달되어 밸러스트수의 처리 효과가 크지 않다는 한계가 있다. 또한, 미국 환경보호청(US Environmental Protection Agency, US EPA)에서 규정된 자외선 소독 지침서(ultraviolet disinfection guideline manual, 문서번호: EPA 815-D-03-007, 2003년 6월, 2-7쪽)에는, 미생물 에 자외선이 조사되면 미생물의 내부 유전 정보를 가지고 있는 핵산(nucleic acid, DNA and RNA)이 손상되어 처리 대상 미생물이 더 이상 증식되지 못하는 점이 기술되어 있으며, 또한 낮은 에너지를 갖는 자외선이 조사될 경우에는 손상된 핵산이 조사되는 빛 에너지에 의해 다시 치유되는 광회복(light repair) 때문에 살균 내지 소독 효과를 완벽하게 얻기가 매우 어렵다는 점도 한계로서 기술되어 있다.
또한, 대한민국 공개특허 10-2009-0087703에는 메쉬망이 결합된 여과부로 이루어진 여과체 그리고 전극을 포함하는 전기 분해를 이용함으로써 밸러스트수에 포함된 미생물을 살균하는 기술이 개시되어 있으며, 대한민국 등록특허 10-0883444 및 10-0794754에는 전기분해 또는 전기 분해 이외에 자외선 조사를 병행하는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 전기 분해 또는 전기 화학법을 이용한 밸러스트수 처리는 해수에서의 전도성이 전제되어야만 하는 한계가 있다. 따라서, 전도성을 적절하게 유지하기 위해서는 밸러스트수를 전기 화학적으로 처리하여 일정 농도의 차아염소산염(NaOCl)을 유지해야만 했으며, 더욱 번거롭게는 차아염소산염을 적재하거나 선상에서 생성되도록 해야 할 필요성이 있었다. 특히, 이산화염소의 경우는 첨가 전에 두 개 이상의 유해 화합물의 혼합을 필요로 한다. 게다가 이들 화합물들은 밸러스트수 저장조 내지 선박의 배관 내벽에 심각한 부식을 유발하며, 경우에 따라서는 차아염소산염 등 염소계 화합물을 포함한 밸러스트수가 목적지의 해양에 유출되어 토착 해양 생물을 위협하는 문제점도 있었다.
그리고, 대한민국 공개특허 10-2009-0043979에는 대한민국 등록특허 10-0794754에 개시된 장치 복잡성, NaOCl 생성 및 독극물 발생 문제 그리고 과전류 미 발생을 극복하기 위해 강한 전류를 발생시켜 전기 감전을 유도하는 밸러스트수 처리장치가 개시된다. 그러나, 전기 감전을 유도하기 위해서는 외부에서 작업자가 바닷물에 포함된 미생물을 제거하기 위해 필요한 전류량을 미리 예측하여 입력해야 하는 불편함이 있었다.
한편, 대한민국 공개특허 10-2008-0103956에는 유체역학을 활용한 공동현상에 기반을 둔 밸러스트수 처리기술이 개시되어 있다. 그러나, 공동현상에 기반을 둔 밸러스트수 처리는 실제 밸러스트수를 연속적으로 처리하기에 적합하지 않아 대용량의 밸러스트수를 처리하기 어려운 단점이 있다. 더구나, 에너지 소비가 매우 높고 공동현상에 의한 배관 손상이 쉽게 발생하는 문제점도 있다.
그리고, 대한민국 공개특허 10-2009-0061670에는 오존을 이용한 밸러스트수 처리장치가 개시되어 있으나, 개시된 장치가 매우 복잡하고 운전이 용이하지 않을 뿐만 아니라 선박에 탑승하는 사람의 건강 상태가 오존에 의해 쉽게 영향을 받으며 또한 배관이나 저장조 등이 오존에 의해 쉽게 부식하는 문제점이 있다. 특히, 해수에서는 브롬이온(Br-)의 농도가 매우 높기 때문에, 오존과 브롬 이온 간의 반응에 의해 발암물질인 브로메이트(BrO3 -)이 생성되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 밸러스트수를 여과 등의 사전적인 물리 화학적 처리를 거친 후에 자외선, 특히 진공자외선을 조사하여 물로부터 강산화제인 수산화 라디칼을 생성하고 생성된 수산화 라디칼 및 자외선을 이용함으로써 밸러스트수 내의 각종 유기체를 사멸시킴과 동시에 수중의 유해 오염물을 처리할 수 있도록 구조가 개선된 밸러스트수 광분해유닛 및 이를 이용한 밸러스트수 처리장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 밸러스트수를 대량으로 처리할 수 있을 뿐만 아니라 물리화학적 처리에 따른 부산물이 전혀 생성되지 않거나 생성되더라도 무시할 만한 수준으로 최소화할 수 있는 밸러스트수 광분해유닛 및 이를 이용한 밸러스트수 처리장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 밸러스트수 광분해유닛은 밸러스트수가 유입 및 유출되는 유입포트 및 유출포트가 형성되며, 상기 밸러스트수가 저장되는 탱크; 상기 탱크의 내부에 설치되며, 상기 탱크에 저장된 밸러스트수에 자외선을 조사하는 자외선램프; 상기 탱크에 결합되며, 상기 탱크 내부의 기체를 흡입하는 팬; 및 상기 탱크에 결합되며, 상기 팬에 의해 흡입된 기체 중 상기 자외선에 의해 형성되는 오존 기체를 파괴하는 오존파괴기;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 밸러스트수 처리장치는 밸러스트수를 압송하는 펌프; 상기 압송된 밸러스트수가 유입되며, 상기 유입된 밸러스트수에 자외선을 조사하여 상기 밸러스트수를 처리하는 광분해유닛; 상기 광분해유닛으로 유입되는 밸러스트수의 유속 및 유량 중 적어도 하나를 조절하는 밸러스트수 유출 조절모듈; 및 상기 밸러스트수 유출 조절모듈의 작동을 제어하는 제어기;를 구비하며, 상기 광분해유닛은, 상기 밸러스트수가 유입 및 유출되는 유입포트 및 유출포트가 형성되며, 상기 밸러스트수가 저장되는 탱크; 상기 탱크의 내부에 설치되며, 상기 탱크에 저장된 밸러스트수에 자외선을 조사하는 자외선램프; 상기 탱크에 결합되며, 상기 제2탱크 내부의 기체를 흡입하는 팬; 및 상기 탱크에 결합되며, 상기 팬에 의해 흡입된 기체 중 상기 자외선에 의해 형성되는 오존 기체를 파괴하는 오존파괴기;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 밸러스트수 유입이나 또는 배출시 처리대상인 밸러스트수를 여과 등 사전적인 물리화학적 처리를 거친 후에 진공자외선의 강력한 빛 에너지를 조사하여 밸러스트수를 광분해시켜 다량의 라디칼을 생성함으로써 밸러스트수내에 존재하는 각종 유기체 및 오염물을 수질기준에 부합될 정도로 완벽하게 살균파괴 및 제거할 수 있으며, 이에 따라 해양생태계의 환경오염을 방지하고 나아가 건전한 해양환경을 유지할 수 있게 된다.
그리고, 대용량의 밸러스트수 처리에 필요한 장치의 사용면적을 최소화됨은 물론 물리화학적 처리에 따른 부산물 생성이 전혀 없거나 무시할 만한 수준으로 최 소화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치의 개략적인 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 밸러스트수 처리장치의 제어과정을 설명하기 위한 개략적인 블록도이며, 도 3은 도 1에 도시된 광분해유닛의 상세도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예의 밸러스트수 처리장치(100)는 펌프(10)와, 여과조(20)와, 제1탱크(30)와, 밸러스트수 유출 조절모듈(40)과, 광분해유닛(50)과, 수소이온농도 조절유닛(60)과, 처리 저장조(70)와, 밸브(80)와, 제어기(90)를 구비한다.
펌프(10)는 밸러스트수로 사용되는 선박 주위의 해수를 압송한다.
여과조(20)는 펌프(10)에 의해 압송된 밸러스트수가 유입되며, 유입된 밸러스트수는 여과조(20)에서 여과된 후에 여과조로부터 유출된다. 여과조(20)의 내부에는 밸러스트수를 여과할 수 있는 필터(미도시)가 설치되어 있다. 필터로는, 밸러스트수에 존재하는 거대 부유물질이나 미생물을 1차적으로 여과하는 거대필터 그리고 조대 부유물질이나 미생물을 2차적으로 여과하는 조대필터가 구비되는 것이 바람직하다. 그리고, 필터에 따라 여과 성능이 조절되며, 필터의 막힘을 사전에 방지하기 위해서는 필터를 주기적으로 교환하거나 필터를 주기적으로 세척하는 것이 바람직하다. 특히, 필터의 세척을 위해서는 별도의 필터 세척기(미도시)가 구비되어야 한다.
제1탱크(30)는 배관(1)을 통해서 여과조(20)와 연결된다. 제1탱크(30)에는 여과조(20)에서 여과된 밸러스트수가 유입되어 저장되며, 저장된 밸러스트수는 제1탱크(30)로부터 유출된다. 밸러스트수의 유출은 별도로 설치된 펌프(미도시)의 작동에 의해 이루어질 수 있다. 또한, 제1탱크(30)내의 밸러스트수가 일정 수위 이상 저장되면, 저장된 밸러스트수가 자연스럽게 유출될 수 있도록 제1탱크(30)에 유출구(미도시)를 일정 수위 높이에 형성할 수도 있다. 한편, 제1탱크(30)는 필요에 따라서는 구비되지 않을 수도 있으며, 제1탱크(30)가 구비되는 경우 제1탱크(30)는 일정 수위 이상의 밸러스트수를 유지하여 밸러스트수가 일정한 유량으로 배출될 수 있도록 하는 버퍼로서 기능 한다.
밸러스트수 유출 조절모듈(40)은 제1탱크(30)로부터 유출되는 밸러스트수의 유속 및 유량 중 적어도 하나를 조절한다. 밸러스트수 유출 조절모듈(40)은 대한민국 공개특허 제2008-81464호에 개시되어 있는 질량유량제어기(Mass Flow Controller) 또는 유량 조절이 전자적으로 가능한 밸브 등으로 구성될 수 있으며, 이와 같이 질량유량제어기나 밸브로 구성되면, 유출되는 밸러스트수의 유속 및 유량을 모두 제어할 수 있게 된다. 밸러스트수 유출 조절모듈(40)은 제1탱크(30)에 직접적으로 결합될 수도 있으며, 후술하는 제1탱크(30) 및 제2탱크(51)를 연결하는 배관(2)에 결합될 수도 있다. 한편, 경우에 따라서는 제1탱크(30)가 구비되지 않을 수도 있으며, 이러한 경우에는 밸러스트수 유출 조절모듈(40)은 여과조(20) 및 제2탱크(51)를 연결하는 배관에 결합된다.
밸러스트수 유출 조절모듈(40)은 배관(2)의 내주면이나 후술하는 제2탱크(51), 특히 내부탱크의 내측면이 여과조(20)에서 유출되는 격렬한 밸러스트수에 의해 부식되거나 후술하는 슬리브(521)나 자외선램프(52)가 파손되는 것을 방지한다. 또한, 밸러스트수 유출 조절모듈(40)은 밸러스트수가 균일하게 유출되도록 하여 제2탱크(51)로 균일한 밸러스트수가 유입되도록 한다.
광분해유닛(50)은 밸러스트수에 자외선을 조사하여 밸러스트수를 처리하기 위한 것이다. 광분해유닛(50)은 제2탱크(51)와, 자외선램프(52)와, 클리닝부재(53)와, 구동수단(미도시)과, 팬(54)과, 오존파괴기(55)를 포함한다.
제2탱크(51)에는 밸러스트수 유출 조절모듈(40)로부터 유속 및 유량이 제어된 밸러스트수가 유입되며, 제2탱크(51)에서는 자외선이 조사되어 밸러스트수가 처리된다. 제2탱크(51)는 2중 구조로 구성되는데, 특히 외부탱크(511) 및 외부탱크 내부에 배치되는 내부탱크(512)로 구성된다. 외부탱크(511)는 금속 또는 강화 플라스틱 소재로 이루어진다. 내부탱크(512)에는 밸러스트수가 유입되는 유입포트(512a) 및 밸러스트수가 유출되는 유출포트(512b)가 형성된다. 유입포트(512a) 및 유출포트(512b)는 외부탱크(511) 외부에 돌출되게 배치된다. 그리고, 제1탱크(30)와 제2탱크(51)를 연결하는 배관(2)은 유입포트(512a)에 결합되며, 이에 따라 유속 및 유량이 제어된 밸러스트수는 내부탱크(512)로 유입되어 저장된다. 또한, 유출포트(512b)에도 배관(3)이 결합되어 있으며, 이에 따라 저장된 밸러스트수는 자외선 처리 후에 유출된다. 내부탱크(512)는 금속 소재, 특히 자외선이 잘 반사될 수 있도록 하는 금속 소재, 예를 들어 알루미늄 또는 스테인리스 스틸 또는 이산화티타늄로 이루어지거나 이들 중 어느 하나를 포함하는 금속 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.
자외선램프(52)는 제2탱크(51)의 내부에 설치된다. 특히, 자외선램프(52)의 대부분은 내부탱크(512)의 내부에 배치되며, 자외선램프(52)의 단부는 내부탱크(512)로부터 돌출되어 외부탱크(511) 및 내부탱크(512) 사이에 배치된다. 자외선램프(52)의 단부에는 전원을 인가하기 위한 단자가 형성되며, 단자는 밸러스트수가 저장되는 내부탱크(512)의 외부에 배치되는 것이 바람직한데, 이는 밸러스트수 자체 또는 밸러스트수와 자외선의 반응시에 합선이나 작동 불량 등의 문제를 원천적으로 차단하기 위함이다.
자외선램프(52)는 일방향으로 길게 형성되며, 자외선을 조사한다. 특히, 자외선램프(52)는 진공자외선을 조사하는 진공자외선램프로 구성되는 것이 바람직하다. 자외선은 일반적으로 파장별로 UV-A, UV-B 및 UV-c로 구별되며 각각 파장이 320 ~ 400nm, 280 ~ 320nm 및 254~ 280nm이며, 진공자외선은 일반 자외선과 달리 파장이 더 작아 155 ~ 260nm이 된다. 그런데, 물 분자가 분해되는 파장은 190nm에 해당 한다. 따라서, 물 분자를 보다 효과적으로 분해하기 위해서는 190nm 정도의 파장인 자외선, 즉 진공자외선을 조사되는 것이 바람직하다. 진공자외선은 밸러스트수에 잔존하는 미생물 등 유기체 및 유해 화합물 등의 유기물을 동시에 처리한다.
진공자외선램프(52)는 일반적으로 파장 범위가 150nm 내지 260nm에 이르는 영역으로 되어 있으며, 에너지 세기가 가장 높은 최고 파장은 약 172 ~ 185 nm 및 254nm 라고 할 수 있다. 특히, 172nm ~ 185 nm의 파장대는 물 분자가 가장 효과적으로 흡수하는 파장대로써, 이러한 파장대의 진공자외선은 물을 효과적으로 분해할 수 있으며, 이에 따라 물이 분해되어 반응성이 강한 라디칼 화학종이 생성된다. 따라서, 자외선의 강력한 조사와 더불어 이들 라디칼 화학종은 해수 중의 미생물 등 유기체를 살균 또는 소독하거나 해수 내에 포함된 유기성 오염물을 파괴하거나 제거 하는데 있어 강력한 상승 효과를 발휘하게 된다. 이는 수용액 상에서 물 분자가 갖는 물리 화학적 특성에 기인하는 것으로서, 이하에서 설명되는 진공자외선 빛 에너지에 의한 물 분자의 반응 기작에서 비롯된다. 진공자외선 영역인 파장 190nm 이하에서는 물 분자가 분해되어 아래 <반응식 1> 내지 <반응식 3>과 같이 변화된다.
H2O + VUV → ㆍOH + Hㆍ
Hㆍ + O2 → HO2ㆍ
HO2ㆍ ↔ O2 -ㆍ + H+
또한, 이 파장대 영역에서는 산소분자에 의한 반응도 동반되어 또 다른 상승효과도 기대할 수 있다. 즉, 산소분자가 진공자외선 영역의 빛 에너지를 흡수하여 반응에 참여함으로써 삼중항(triplet, O(3P))와 산소원자 단일항(singlet, O(1D))산소원자로 분해되며, 생성된 이들 산소원자들이 다시 산소분자와 반응하여 아래 <반 응식 4> 내지 <반응식 5>과 같이 변화되어 오존분자를 생성하게 된다.
O2 + VUV → O(3P) + O(1D)
O2 + O(3P) → O3
이와 같이 <반응식 1> 내지 <반응식 5>에 따른 반응과정에서는, 반응성이 매우 뛰어난 다양한 라디칼 화학종들이 생성된다. 즉 수산화 라디칼 (hydroxyl radical, ㆍOH), 하이드로페록시 라디칼(hydroperoxyl radical, HO2ㆍ), 슈퍼옥사이드 음이온 라디칼 (superoxide anion radical, O2 -ㆍ), 단일항 산소원자나 삼중항 산소원자, 오존이 생성된다. 그리고, 이들 라디칼 화학종들은 진공자외선 빛 에너지와 더불어 해수 중의 미생물 유기체 등을 살균 내지 파괴함과 동시에 유기성 오염물도 효과적으로 분해한다.
또한, 상기와 같은 뛰어난 효과와 더불어 오존 기체도 일정량 생성되며, 생성된 오존 기체는 상기의 라디칼 화학종과 더불어 상당한 상승효과를 발휘한다. 이는 수용액상에서 오존이 갖는 물리 화학적 특성에 기인하는 것으로서, 이하에서 설명되는 오존의 수중에서의 반응 기작에서 비롯된다. 오존은 수중에서 아래 <반응식 6> 내지 <반응식 9>과 같이 변화된다.
O3 + OH- → O2 -ㆍ + O2 + H+
O3 + O2 -ㆍ→ O3 -ㆍ + O2
O3 -ㆍ → O-ㆍ + O2
O-ㆍ + H+ ↔ ㆍOH
이때 <반응식 6>의 2차 반응속도 상수값으로 약 70 M-1 s-1 정도이며, 이러한 2차 반응속도 상수값은 <반응식 6>의 반응이 개시 반응으로써 매우 느리다는 것을 의미한다. 그리고, <반응식 6>에서 생성된 슈퍼옥사이드 음이온 라디칼 (superoxide anion radical, O2 -ㆍ)은 <반응식 7>에서와 같이 오존과 반응하게 되는데, 이때의 2차 반응속도 상수값은 1.52 × 109 M-1s-1이며, 이는 <반응식 7>의 반응이 매우 짧은 시간 내에 일어나게 되는 것을 의미한다. 그리고, <반응식 7>의 반응에 있어서, 슈퍼옥사이드 음이온 라디칼의 존재 형태나 그 운명은 <반응식 3>에서와 같이 수중의 pH 값에 따른 평형관계(pKHO2 = 4.8)에 있다. 즉, <반응식 3>의 반응은 pH에 따른 산-염기 평형에 따라 정반응 및 역반응의 우세 정도가 다르다. 예를 들어, pH 4.8 이하에서는 정반응이 우세하여 주로 하이드로페록시 라디칼(hydroperoxyl radical, HO2ㆍ)이 존재하나, pH 4.8 이상에서는 역반응이 우세하여 주로 슈터옥사이드 음이온 라디칼이 존재한다. 결국, pH가 4.8 이상이 되면, 슈퍼옥사이드 음이온 라디칼이 다량 존재하게 되며, 슈퍼옥사이드 음이온 라디칼은 앞선 반응식들에서 기술된 반응을 통해서 강산화제인 수산화라디칼로 변화하게 되므로, 결국 밸러스트수를 효과적으로 처리시킬 수 있게 된다.
<반응식 6> 내지 <반응식 9>는 오존과 슈퍼옥사이드 음이온 라디칼간의 신속한 반응에 의해 강력한 산화제인 수산화라디칼(hydroxyl radical, ㆍOH)이 생성되는 반응을 나타낸다.
또한, <반응식 2>과 <반응식 3>에서와 같이 형성된 하이드로페록시라디칼과 슈퍼옥사이드 음이온 라디칼간의 불균등화 반응(disproportionation)에 따라 HO2ㆍ 대 HO2ㆍ 및 HO2ㆍ 대 O2 -ㆍ 간의 반응들은 상대적으로 빠르게 일어나게 되면, 아래 <반응식 10> 및 <반응식 11>과 같은 반응이 발생하게 되어 과산화수소(hydrogen peroxide, H2O2)가 생성된다. 반면에 O2 -ㆍ 대 O2 -ㆍ 간의 반응은 거의 무시할 정도 매우 느리게 진행된다.
HO2ㆍ + HO2ㆍ → H2O2 + O2
HO2ㆍ+O2 -ㆍ+ H+ → H2O2 +O2
상기와 같은 반응들을 통하여 과산화수소는 매우 중요한 역할을 수행하게 된다. <반응식 12>에서와 같이 생성된 과산화수소는 조사되는 자외선 파장에 의해 분해되며 1 몰의 과산화수소 분해시 2 몰의 수산화라디칼을 생성하게 된다. 앞서 언급한 바와 같이, 생성된 수산화라디칼은 조사되는 자외선 에너지, 특히 진공자외선 파장의 자외선 에너지와 더불어 밸러스트수에 포함된 미생물 등의 유기체와 유기성 오염물의 처리에 적용된다.
H2O2 + 자외선 → 2ㆍOH
한편, 과산화수소는 <반응식 10> 및 <반응식 11>로부터 자연스럽게 생성되는 것으로서 별도의 과산화수소 공급원 없이도 반응기에 공급된다. 또한, 오존은 <반응식 5>로부터 자연스럽게 생성되는 것으로서 별도의 오존 공급원 없이도 반응기에 공급된다.
반면에, <반응식 4>와 <반응식 5>에서와 같이, 진공자외선 램프 가동시 오존 분자가 생성된다. 이때 생성되는 오존분자는 두 가지 형태가 있다. 즉, 하나는 밸러스트수내 존재하는 용존 내지 기포 형태로 존재하는 산소분자에 의해 오존이 생성된다. 나머지 하나는 밸러스트수 외에 존재하는 기상의 산소분자에 의해서도 오존이 생성된다. 이때 후자인 기상의 산소분자에 의해 생성되는 오존은 인체에 유해할 수 있기 때문에 적절히 처리되어 외기로 배출되어야 하며, 이러한 점은 오 존파괴기(55)를 설명하는 부분에서 상세히 설명하기로 한다.
그리고, 앞서 설명한 바와 같이 내부탱크(512)가 이산화티타늄으로 형성되는 경우에는, 자외선 조사시 이산화티타늄에 의해서 <반응식 13> 내지 <반응식 17>의 반응이 추가적으로 이루어지게 되어 수산화 라디칼이 생성되며, 생성된 수산화 라디칼은 밸러스트수의 처리에 기여하게 된다.
TiO2 + 자외선 → h+ + e-
e- + O2 → O2 -ㆍ
h+ + H2O → ㆍOH
h+ + OH- → ㆍOH
H2O2 + e- → ㆍOH + OH-
이와 같이 이산화티타늄이 이용되면, 진공자외선 빛 에너지에 추가하여 더 많은 수산화 라디칼 내지 다양한 라디칼 화학종이 생성되어, 밸러스트수의 물리화 학적 처리가 보다 효과적으로 이루어지게 된다.
그리고, 자외선램프(52)는 슬리브(sleeve)(521)의 내부에 배치되는 것이 바람직하다. 슬리브(521)는 자외선램프(52)가 밸러스트수와 직접적으로 접촉하는 것을 방지하여 자외선램프(52)를 보호하기 위한 것으로서, 중공의 실린더 형상으로 이루어진다. 슬리브(521)는 자외선램프(52)로부터 조사되는 자외선을 투과할 수 있는 소재, 예를 들어 석영 등으로 이루어지는 것이 바람직하다. 그리고, 슬리브(521)는 자외선램프(52)가 유입되는 밸러스트수의 압력에 의해 파손되는 것을 방지하며 또한 사용과정에서 발생되는 자외선램프의 파손시 밸러스트수가 자외선램프를 구성하는 각종 구성요소에 의해 오염되는 것을 방지한다. 또한, 자외선램프(52)는 복수 구비되는 것이 바람직하며, 자외선램프(52)는 수평방향과 평행하게 배치되나, 경우에 따라서는 수직방향과 평행하거나 수직방향과 경사지게 배치될 수도 있다. 슬리브(521)는 자외선램프(52)의 크기에 대응되게 형성될 수도 있으며, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 내부탱크(512)의 내부에만 배치되도록 구성될 수도 있다.
또한, 자외선램프(52)에 전원을 공급하는 전원공급기(522)가 설치된다. 전원공급기(522)는 일정한 전압 및 전류의 전원을 지속적으로 공급하여 일정한 자외선 빛 에너지가 발생되도록 하기 위한 안정기(ballast)를 포함하며, 또한 누전에 대한 대비가 가능한 자동 누전 차단기도 구비한다. 전원공급기(522)는 팬(54) 및 히터(551)에도 전원을 공급한다.
클리닝부재(53)는 환형을 이루며, 슬리브(521)에 끼워져서 슬리브(521)의 외 측면에 접촉하게 배치된다. 클리닝부재(53)는 슬리브(521)의 길이방향을 따라 직선 이동 가능하다. 클리닝부재(53)는 전체적으로 고무로 이루어지거나, 금속 또는 플라스틱 재질의 환형 본체 및 환형 본체의 내주면에 직물이나 고무 등이 부착되어 직물이나 고무가 클리닝부재의 외주면과 접촉하도록 구성할 수도 있다. 클리닝부재(53)가 슬리브(521)의 길이방향을 따라 직선 이동하면서 슬리브(521)의 외주면을 문지르면, 슬리브(521)의 외주면에 이물질(특히 밸러스트수에 장시간 노출된 경우에 주로 발생함)이 클리닝되며, 이에 따라 자외선램프(52)의 자외선이 내부탱크(512)의 밸러스트수로 보다 효과적으로 조사된다. 한편, 슬리브(521)가 구비되지 않은 경우에는 클리닝부재(53)가 자외선램프(52)의 외측면을 클리닝하도록 구성됨은 당연하다.
구동수단은 클리닝부재(53)를 구동한다. 구동수단은 유압액츄에이터(미도시)로 구성될 수 있다. 유압액츄에이터로 구성되는 경우에는, 유압액츄에이터의 본체는 내부탱크(512)의 외부에 배치되며, 유압액츄에이터의 피스톤은 클리닝부재(53)에 고정되어 내부탱크(512)의 내부에 배치된다. 또한, 구동수단은 내부탱크의 외부에 배치된 코일(미도시) 및 클리닝부재에 고정된 자석(미도시)을 포함하도록 구성되어, 코일에 인가되는 전류의 세기나 방향을 변경함으로써 자석에 고정된 클리닝부재가 직선 이동하도록 구성할 수도 있다. 이러한 코일 및 자석을 이용하는 구조는 플런저 펌프 등에 이미 공지된 구성이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
팬(54)은 제2탱크(51)에 결합되되, 특히 외부탱크(511)에 결합되며 외부탱크 의 밖에 배치된다. 팬(54)은 외부탱크(511) 및 내부탱크(512) 사이의 공기를 흡입하며, 또한 내부탱크(512)의 상부가 개방되거나 내부탱크(512) 내부의 공기가 외부로 유출되는 경우에는 내부탱크(512)의 공기도 흡입한다. 그리고, 흡입되는 공기에는 자외선에 의해 형성되는 오존 기체도 포함된다.
오존파괴기(55)는 자외선에 의해 형성되는 인체에 유해한 오존 기체를 처리하기 위한 것이다. 오존파괴기(55)는 팬(54)에 의해 흡입되는 오존 기체를 파괴하기 위한 것으로서, 팬(54) 및 외부탱크(511) 사이에 배치된다. 오존파괴기(55)는 그 일부가 외부탱크 및 내부 탱크 사이의 공간에 배치될 수도 있으며, 경우에 따라서는 본 실시예에서와 같이 팬(54)의 전방에 배치되지 않고 팬(54)의 후방에 배치될 수도 있다. 오존파괴기(55)는 히터(551) 및 반응기(552)를 포함한다.
히터(551)는 전원에 의해 작동되며, 전원 인가시 발열한다. 히터(551)는 흡입되는 공기 중에 포함된 수분을 제거하는 기능을 수행한다. 히터(551)는 수분이 순간적으로 증발할 수 있도록 하기 위해서는 흡입되는 공기를 80℃ 이상 가열할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
반응기(552)는 내부에 공간이 구비된 구조로 형성된다. 반응기(552)의 내부에는 흡입된 오존 기체가 통과하는 과정에서 오존 기체가 분해되도록 기능 하는 오존 분해 촉매(553)가 배치되어 있다. 오존 분해 촉매(553)는 다양한 물질로 형성될 수 있으나, 이산화 티타늄, 산화망간 또는 산화 철 성분 등을 포함하는 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 반응기(552)의 내부는 외부탱크(511) 및 내부탱크(512) 사이의 공간과 서로 연결된다.
팬(54)에 의해 흡입되는 공기에는 자외선에 의해 형성된 오존 기체가 포함되며, 오존 기체가 포함된 공기는 히터(551) 및 반응기(552)를 순차적으로 통과하면서 수분이 완전히 제거되며, 그 후에 오존 기체는 오존 분해 촉매에 의해 분해되어 배출된다. 따라서, 인체에 유해한 오존 기체가 외부로 배출되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 히터(551)는 외부탱크(511)와 연결된 별도의 하우징(미도시) 내부에 설치되며, 하우징이 배관(미도시)을 통해서 반응기와 연결되도록 구성할 수도 있으나, 본 실시예에서는 히터(551)가 반응기(552)의 내부 하측에 설치되도록 구성되어 있다.
수소 이온농도 조절유닛(60)은 내부탱크의 수소 이온농도, 즉 pH를 조절하기 위한 것이다. 수소 이온농도 조절유닛(60)은 저장조(61)와, pH조절모듈(62)을 포함한다.
저장조(61)는 pH를 조절하기 위한 물질이 저장된다. 예를 들어 저장조(61)에는 H+ 이온이 많이 포함된 산성 용액이 저장된 산성 저장조 또는 OH- 이온이 많이 저장된 염기성 용액이 저장된 염기성 저장조로 구성될 수 있으며, 산성 저장조 및 염기성 저장조 한 쌍이 구비될 수도 있다. 저장조(61)는 내부탱크(512)와 배관(6)을 통해 상호 연결된다.
pH조절모듈(62)은 배관(6)에 설치된다. pH조절모듈(62)은 저장조(61)에 저장된 산성 용액이나 염기성 용액의 유출량을 조절한다. 따라서, 내부탱크(512)로 유입되는 산성 용액이나 염기성 용액의 양을 제어할 수 있다. pH조절모듈(62)은 밸러스트수 유출 조절모듈(40)과 마찬가지로 질량유량제어기(Mass Flow Controller) 또는 유량 조절이 전자적으로 가능한 밸브 등으로 구성된다.
한편, 저장조(61)에 용액이 아닌 고체 물질이 저장될 수도 있으며, 고체 물질이 내부탱크로 공급되어 밸러스트수에 용해됨으로써 밸러스트수의 pH가 조절되도록 구성할 수도 있다. 저장조에 고체물질이 저장되는 경우에는, 고체물질의 이송에 적합하도록 pH조절모듈이 변경된다.
처리 저장조(70)에는 여과 및 자외선에 의한 처리가 모두 완료된 밸러스트수가 저장된다. 처리 저장조(70)는 제2탱크의 내부탱크(512)와 연결되며, 내부탱크(512)에서 자외선 처리된 밸러스트수는 배관(3)을 통해 처리 저장조(70)에 저장된다.
밸브(80)는 처리 저장조(70)로부터 유출되는 처리 밸러스트수의 유동 경로를 변경한다. 밸브(80)는 배출배관(4) 및 바이패스배관(5)의 교차점에 설치되어 있다. 본 실시예에서, 밸브(80)는 3웨이 밸브로 구성되어 있으므로, 밸브의 작동에 따라서 처리 밸러스트수는 바이패스배관(5)으로 유동하거나 배출배관(4)으로 유동한다. 물론, 배출배관(4) 및 바이패스배관(5)에 각각 2웨이 밸브를 설치하여 3웨이 밸브를 대체할 수도 있다. 여기서, 배출배관(4)은 처리된 밸러스트수가 처리 저장조(70)로부터 배출되는 배관을 말하며, 바이패스배관(5)은 처리 저장조(70) 및 여과조(20)를 연결하는 배관을 말한다. 그리고, 본 실시예에서는 각종 배관(1,2,3), 배출배관(4) 및 바이패스배관(5)을 포함하는 배관계가 개시되어 있으 나, 배관계는 통상의 창작능력에 의해 다양한 변형 설계가 가능하다.
제어기(90)는 밸러스트수 유출 조절모듈(40), 수소이온농도 조절모듈(60) 및 밸브(80)의 작동을 제어한다.
제어기(90)는 처리 저장조(70)에 저장된 밸러스트수의 수질을 기초로 밸브(80)의 작동을 제어한다. 여기서, 밸러스트수의 수질은 다양한 수치, 예를 들어 pH, 수온, 염도, 탁도, 용존 산소량, 총 부유물질, 생물학적 산소 요구량 및 화학적 산소 요구량 등을 종합하여 산정되며, 이러한 다양한 수치는 처리 저장조(70)에 별도의 수질측정센서(71)를 설치하여 측정된다. 그리고, 밸러스트수의 수질은 처리 밸러스트수의 영상을 통해 분석된 플랑크톤의 개체수 및 크기에 의해서도 판단될 수 있으며, 밸러스트수의 영상은 처리 저장조(70)에 설치된 카메라(72)에 의해 이루어진다. 수질측정센서(71)에 의해 측정된 수치 그리고 카메라(72)에 의해 촬영된 영상을 기초로 하여 처리 밸러스트수의 수질이 미리 설정된 수질 기준을 만족하는 경우에는, 제어기(90)는 밸러스트수가 배출배관(4)을 통해 유출될 수 있도록 밸브를 작동시킨다. 한편, 처리 밸러스트수의 수질이 미리 설정된 수질 기준에 미달하는 경우에는, 제어기(90)는 밸러스트수가 바이패스배관(5)으로 유출되어 여과 및 자외선 처리가 다시 이루어질 수 있도록 밸브를 작동시킨다.
또한, 제어기(90)는 내부탱크(512)에 저장된 밸러스트수의 pH를 기초로 pH조절모듈(62)을 제어한다. 내부탱크(512)에는 pH를 측정하는 pH측정센서(513)가 설치된다. pH측정센서(513)에 의해 측정된 밸러스트수의 pH가 4.8 내지 9의 범위에 있지 않을 경우에는, 제어기(90)는 pH조절모듈(62)을 조절하여 산성 용액 또는 염 기성 용액이 내부탱크로 유입되도록 하며 또한 유입되는 용액의 양도 제어한다. 이와 같이 산성 용액이나 염기성 용액이 유입되면 내부탱크(512)의 pH를 조절할 수 있으며, 또한 용액의 양을 제어하면 원하는 pH를 얻는데 걸리는 시간도 제어할 수 있게 된다.
그리고, 제어기(90)는 밸러스트수 유출 조절모듈(40)을 제어한다. 앞서 설명한 바와 같이 내부탱크(512)로 유입되는 밸러스트수의 유속이나 유량은 장치의 전반적인 내구성이나 밸러스트수 처리의 안정성에 영향을 주므로, 내부탱크로 유입되는 밸러스트수의 제어는 필수적이다. 제1탱크(30) 및 내부탱크(512)를 연결하는 배관(2)에 유속을 측정하는 유속측정센서(31)를 배치하고, 유속측정센서(31)로부터 측정된 유속을 기초로 하여 밸러스트수 유출 조절모듈(40)을 제어한다. 그리고, 배출 유량은 유속측정센서(31)로부터 측정된 유속 및 배관(2)의 직경을 기초로 연산된다.
물론, 제어기(90)는 자외선램프(52)의 작동도 제어하며, 펌프(10)에 의해 압송되는 밸러스트수의 유량도 입력받는다. 그 밖에도, 제어기(90)는 전체적인 밸러스트수 처리장치(100)의 작동을 감시하고 모니터링하는 제어동작을 수행하며, 이러한 점은 이미 널리 알려져 있으므로, 이에 대한 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상술한 바와 같이 구성된 밸러스트수 처리장치(100)에 있어서는, 밸러스트수가 여과조(20)에서 1차적으로 여과된 후에 자외선처리유닛(50)에서 자외선에 의해 2차적으로 처리되므로, 밸러스트수를 보다 효과적으로 처리할 수 있다. 특히, 물 분해에 가장 효과적인 진공자외선램프(52)가 사용되며 이에 따라 다양한 종류의 라 디칼이 생성되므로, 밸러스트수를 보다 효과적으로 분해할 수 있게 된다. 그리고, 처리된 밸러스트수는 그 밸러스트수의 수질이 미리 설정된 수질 기준을 만족하는 경우에만 배출되므로, 밸러스트수가 배출되는 지역의 해양을 오염시키는 현상도 원천적으로 방지된다.
또한, 밸러스트수를 자외선에 의해 처리할 때에 발생되는 오존 기체는 오존파괴기(55)에 의해 파괴된 후에 대기중으로 배출되므로, 인체에 유해한 오존 기체의 배출이 원천적으로 차단된다.
그리고, 자외선램프(52) 또는 슬리브(521)의 외주면이 클리닝부재(53)에 의해 청소될 수 있다. 따라서, 사용과정에서 자외선램프(52)나 슬리브(521)의 표면에 이물질이 부착되더라도 이물질을 쉽게 제거할 수 있으므로, 자외선을 밸러스트수로 효과적으로 조사할 수 있게 된다.
또한, 밸러스트수 유출 조절모듈(40)을 제어하면, 제2탱크의 내부탱크(512)로 유입되는 밸러스트수의 유속 및 유량을 조절할 수 있으므로, 자외선램프(52) 또는 슬리브(521)의 파손을 방지할 수 있으며, 나아가 밸러스트수를 일정하게 유입시켜 공정의 안정화를 도모할 수 있게 된다.
그리고, 내부탱크(512)가 이산화티타늄을 포함하는 금속 소재로 이루어지며, 각종 라디칼들의 반응이 보다 활발하게 이루어져 강력한 수산화 라디칼이 다량 생성되므로, 밸러스트수에 존재하는 용존 유기물을 보다 효과적으로 산화시킬 수 있게 된다.
한편, 본 실시예에서는 제2탱크가 하나 구비되도록 구성되어 있으나, 필요에 따라 제2탱크 복수 개가 직렬 또는 병렬적인 형태로 연결함으로써 앞서 설명된 물리화학적 반응이 다단계에 걸쳐 발생하도록 구성할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 제2탱크가 내부탱크 및 외부탱크를 포함하도록 구성되어 있으나, 제2탱크가 하나의 탱크만으로 구성되며 탱크가 대기에 개방된 형태로 구성될 수도 있다. 그리고, 오존파괴기가 구비되지 않을 수도 있다. 도 4에는 제2탱크가 하나의 탱크로 이루어지되 대기중으로 개방되며, 오존파괴기가 구비되지 않은 실시예가 도시되어 있다. 특히, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 자외선램프(52')가 수직방향으로 배치되면, 제2탱크(51')의 단면적을 줄일 수 있으므로, 장치 설치 면적을 줄일 수 있다. 또한, 제2탱크(51')의 양 내측면에는 자외선램프(52')의 개수에 대응되도록 곡면 형상의 곡면부(514')가 형성된다. 그리고, 각 자외선램프(52')는 한 쌍의 곡면부(514') 사이에 배치된다. 물론, 제2탱크(51')의 내측면에는 자외선을 반사할 수 있는 금속 소재로 이루어지며, 이산화티타늄을 포함하는 금속 소재로 이루어지는 것이 가장 바람직하다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예들을 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 밸러스트수 처리장치의 제어과정을 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
도 3은 도 1에 도시된 광분해유닛의 상세도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시에에 따른 제2탱크의 개략적인 평면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1,2,3,6...배관 4...배출배관
5...바이패스배관 10...펌프
20...여과조 30...제1탱크
31...유속측정센서 40...밸러스트수 유출 조절모듈
50...광분해유닛 51,51'...제2탱크
52,52'...자외선램프 53...클리닝부재
54...팬 55...오존파괴기
60...수소이온농도 조절유닛 61...저장조
62...pH조절모듈 70...처리 저장조
71...수질측정센서 72...카메라
80...밸브 90...제어기
100...밸러스트수 처리장치 513...pH측정센서
551...히터 522...전원공급기

Claims (11)

  1. 밸러스트수가 유입 및 유출되는 유입포트 및 유출포트가 형성되며, 상기 밸러스트수가 저장되는 탱크;
    상기 탱크의 내부에 설치되며, 상기 탱크에 저장된 밸러스트수에 자외선을 조사하는 자외선램프;
    상기 탱크에 결합되며, 상기 탱크 내부의 기체를 흡입하는 팬; 및
    상기 탱크에 결합되며, 상기 팬에 의해 흡입된 기체 중 상기 자외선에 의해 형성되는 오존 기체를 파괴하는 오존파괴기;를 구비하는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 광분해유닛.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 오존파괴기는,
    인가된 전원에 의해 작동하여 발열하는 히터; 및
    오존 분해 촉매가 내부에 배치되는 반응기;를 포함하며,
    상기 흡입되는 오존은 상기 히터 및 반응기를 통과하는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 광분해유닛.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 자외선램프는 일방향으로 길게 형성되며,
    상기 자외선램프의 외측면에 접촉하며, 상기 자외선램프의 길이방향을 따라 직선 이동 가능하도록 상기 자외선램프에 결합되며, 상기 직선 이동시 상기 자외선램프의 외측면을 문질러서 클리닝하는 클리닝부재; 및
    상기 클리닝부재를 구동하는 구동수단;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 광분해유닛.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 자외선램프는 일방향으로 길게 형성되며,
    상기 자외선램프가 내부에 배치되도록 중공 형상으로 이루어진 슬리브;
    상기 슬리브의 외측면에 접촉하며, 상기 슬리브의 길이방향을 따라 직선 이동 가능하도록 상기 슬리브에 결합되며, 상기 직선 이동시 상기 슬리브의 외측면을 문질러서 클리닝하는 클리닝부재; 및
    상기 클리닝부재를 구동하는 구동수단;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 광분해유닛.
  5. 제 1항에 있어서,
    pH를 조절하기 위한 물질이 저장된 저장조;
    상기 저장조와 탱크 사이에 배치되며, 상기 저장조에 저장된 물질이 상기 탱크로 유출되는 양을 조절하는 pH조절모듈; 및
    상기 탱크에 저장된 밸러스트수의 pH를 기초로 상기 밸러스트수의 pH가 4.8 내지 9의 범위에 있도록 상기 조절모듈의 작동을 제어하는 제어기;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 광분해유닛.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 탱크는
    외부탱크 및 상기 외부탱크 내부에 배치되며 상기 밸러스트수가 저장되는 내부탱크를 포함하며,
    상기 자외선램프의 일부분은 상기 외부탱크 및 내부탱크 사이에 배치되며,
    상기 팬은 상기 외부탱크 및 내부탱크 사이의 공기를 흡입하는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 광분해유닛.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 탱크는 알루미늄, 스테인리스 스틸 및 이산화티타늄 중 어느 하나를 포함하는 금속 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 광분해유닛.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자외선램프는 진공자외선을 조사하는 진공자외선램프인 것을 특징으로 하는 밸러스트수 광분해유닛.
  9. 밸러스트수를 압송하는 펌프;
    상기 압송된 밸러스트수가 유입되며, 상기 유입된 밸러스트수에 자외선을 조사하여 상기 밸러스트수를 처리하는 광분해유닛;
    상기 광분해유닛으로 유입되는 밸러스트수의 유속 및 유량 중 적어도 하나를 조절하는 밸러스트수 유출 조절모듈; 및
    상기 밸러스트수 유출 조절모듈의 작동을 제어하는 제어기;를 구비하며,
    상기 광분해유닛은,
    상기 밸러스트수가 유입 및 유출되는 유입포트 및 유출포트가 형성되며, 상기 밸러스트수가 저장되는 탱크;
    상기 탱크의 내부에 설치되며, 상기 탱크에 저장된 밸러스트수에 자외선을 조사하는 자외선램프;
    상기 탱크에 결합되며, 상기 제2탱크 내부의 기체를 흡입하는 팬; 및
    상기 탱크에 결합되며, 상기 팬에 의해 흡입된 기체 중 상기 자외선에 의해 형성되는 오존 기체를 파괴하는 오존파괴기;를 구비하는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 처리장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 밸러스트수 유출 조절모듈은 질량유량제어기(Mass Flow Controller)인 것을 특징으로 하는 밸러스트수 처리장치.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 펌프와 탱크 사이에 배치되며, 상기 펌프에 의해 압송된 밸러스트수가 유입 및 유출되며, 상기 밸러스트수를 여과하는 여과조;
    상기 자외선 처리된 밸러스트수가 저장되는 처리 저장조;
    상기 처리 저장조로에 연결되는 배출배관 및 상기 배출배관 및 여과조를 상호 연결하는 바이패스배관을 포함하는 배관계; 및
    상기 배관계에 설치되며, 상기 처리 밸러스트수가 상기 배출배관을 통해서 배출되거나 상기 여과조로 유동하도록 상기 처리 밸러스트수의 유동 경로를 변경하는 밸브;를 더 구비하며,
    상기 제어기는,
    상기 처리 저장조에 저장된 처리 밸러스트수의 수질을 기초로 상기 밸브의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 처리장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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