KR20130056590A - 선박용 밸러스트수 처리장치 및 처리방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 밸러스트수를 선박의 밸러스트수 저장탱크로 유입시 유입되는 일부 밸러스트수를 전해조에서 전기 분해하여 잔류 염소를 생성시킨 후, 이를 유입되는 밸러스트수와 혼합시켜 선박의 밸러스트수 저장탱크로 유입하여 저장함으로써 잔류 염소의 살균 효과에 의해 유해한 미생물 및 세균을 살균하며, 밸러스트수의 배출시 중화제를 주입하여 적절한 잔류 염소의 농도로 감소시켜 밸러스트수를 배출할 수 있는 선박용 밸러스트수 처리장치 및 처리방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 선박용 밸러스트수 처리장치 및 처리방법은 종래의 밸러스트수의 필터링법, 화학적 약품처리법에 비해 환경오염을 발생시키지 않고 우수한 처리효율로 밸러스트수를 처리할 수 있다.

Description

선박용 밸러스트수 처리장치 및 처리방법{APPARATUS AND METHOD FOR TREATING SHIP BALLAST WATER}
본 발명은 선박용 밸러스트수 처리장치 및 처리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 밸러스트수를 선박의 밸러스트수 저장탱크로 유입시 유입되는 일부 밸러스트수를 전해조에서 전기 분해하여 잔류 염소를 생성한 후, 이를 유입되는 밸러스트수와 혼합시켜 선박의 밸러스트수 저장탱크에 저장함으로써 저장된 밸러스트수에 포함된 잔류 염소의 살균 효과에 의해 유해한 미생물 및 세균을 살균하며, 밸러스트수의 배출시 중화제를 주입하여 적절한 잔류 염소의 농도 이하로 감소시켜 밸러스트수를 배출할 수 있는 선박용 밸러스트수 처리장치 및 처리방법에 관한 것이다.
일반적으로 해상에서 운송하는 화물 선박은 유사한 화물의 상호교환을 위하여 왕복 항해하는 선박을 제외하고는 대부분 편도운항을 하여야 하므로 편도운항을 만재 상태로 항해한 후, 귀환 항해시 선박의 균형, 안정성 및 조정성능 향상 등을 위하여 선박의 밑바닥과 좌우에 밸러스트 탱크(ballast tank)라는 별도의 탱크를 설치하고, 여기에 밸러스트수(ballast water)(담수 또는 해수)를 선내로 유입하여 밸러스트 상태로 항해를 하게 된다.
밸러스트수를 선내로 유입하지 않고 선박을 운행할 경우, 선박의 무게 중심이 위쪽에 있어 앞뒤 좌우로 심하게 흔들려 전복될 위험이 있고, 프로팰러가 잠기지 못해 추진 효율이 크게 떨어지는 문제가 생긴다.
이때 밸러스트 탱크로 유입되는 해수의 양은 배의 크기, 즉 배수량을 기준으로 설정되는데 대형 선박의 경우 1만톤 이상의 해수를 유입하는 경우도 빈번하게 나타난다. 이 과정에서 유입되는 해수에는 미세 해양생물이 포함되는데 선박이 접안한 국가 및 지역의 해수를 유입한 후 타 국가 및 지역으로 이동하여 해수를 방출하는 경우, 해수 유입과정에서 혼입된 미세 해양생물이 타 지역으로 전파되는 문제점을 지니고 있다.
이러한 해상생물의 이동은 자연계에서는 거의 발생하지 않는 현상으로 대표 생물종의 변동, 적조발생 등의 생태계 교란현상이 발생하게 되므로 매우 심각한 문제를 야기시킨다.
이에 따라 국제해사기구(International Maritime Organization: IMO)에서는 2004년 선박 내 밸러스트 수 관리협약을 채택해, 배출되는 밸러스트수의 수질 기준을 마련했고 2011년부터 협약을 순차적으로 적용키로 결정했다.
특히, 외래해양생물로 인해 자국의 해양환경에 막대한 피해를 입었다고 주장하는 미국, 호주, 캐나다 등의 적극적인 요청 및 여러 차례에 걸친 관련 국제회의를 통해 국제해사기구(IMO)에서는 2004년 2월 ‘선박 밸러스트 수와 침전물 관리 국제협약’을 채택했다.
이에 대응하기 위한 다양한 방식의 밸러스트수 처리장치 개발 및 사업화 선점을 위한 노력이 세계 각국에서 진행되고 있으며, 이러한 방법으로는 필터링법, 자외선 소독법, 고온 가열법 등 물리, 화학, 전기적인 처리방법과 장치가 개발되고 있다.
밸러스트 탱크 내부의 미세 해양생물을 제거하기 위하여 유입되는 해수를 필터링하는 방법은 유입 해수량이 줄어들게 되므로 처리용량의 문제가 발생하고 필터의 메쉬(mesh)의 한계가 있으므로 완전한 처리가 이루어지지 못하는 문제가 있다. 또한 약품을 밸러스트수에 투입하는 방법은 유입된 해양생물을 제거할 수 있는 반면 밸러스트 탱크 내에 잔류하는 유독성 화학물질이 해수 방출시에 부근 수역을 오염시켜 환경파괴가 발생되는 문제점이 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명자들은 선박 내로 밸러스트수의 유입시 일부 밸러스트수를 전해조에서 전기 분해하고, 이에 따라 생성된 잔류 염소가 포함된 밸러스트수를 선박의 밸러스트 탱크로 유입함으로써 잔류 염소의 살균 효과에 의해 유해한 미생물 및 세균을 살균할 수 있으며, 밸러스트수의 배출시 중화제를 주입하여 잔류 염소의 농도를 적정량 이하로 감소시켜 밸러스트수를 배출할 수 있는 장치 및 방법을 개발하기에 이르렀다.
본 발명의 목적은 밸러스트수의 필터링법, 화학적 약품처리법에 비해 처리효과가 우수하며, 환경오염을 방지할 수 있는 선박용 밸러스트수 처리장치 및 처리방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 밸러스트수 저장탱크의 내부로 유입되는 밸러스트수의 일부를 전해조에서 전기 분해하여 밸러스트수에 다시 주입시킴으로써 전기 분해에 의해 생성된 잔류 염소의 살균 효과에 의해 유해한 미생물 및 세균을 살균할 수 있으며, 밸러스트수의 선외 배출시 중화제를 주입하여 잔류 염소의 농도를 적정량 이하로 감소시켜 밸러스트수를 배출할 수 있는 선박용 밸러스트수 처리장치 및 처리방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 밸러스트수 저장탱크와 연결된 밸러스트수 메인 배관에 설치되는 선박용 밸러스트수 처리장치로서,
상기 밸러스트수 메인 배관의 선단에 설치되는 제1 유출입구 및 밸러스트수 메인 배관의 후단에 설치되는 제2 유출입구;
상기 제1 유출입구 및 제2 유출입구 사이를 연결하며 밸러스트수를 이송하는 관구조체;
상기 관구조체에 연결되어 밸러스트수 메인 배관으로부터 일부 밸러스트수를 유입 또는 배출하도록 구동되는 순환펌프;
상기 순환펌프에 의해 유입된 일부 밸러스트수를 전기 분해하는 전극 세트가 구비된 전해조;
상기 전해조와 연결되어 전해조에 인가되는 전압을 조절하는 정류기;
상기 제1 유출입구 및 제2 유출입구에 연결되어 잔류 염소의 양을 측정하는 잔류 염소 측정센서;
상기 정류기 및 잔류 염소 측정센서와 연결되는 제어장치; 및
상기 제2 유출입구로 중화제를 주입하기 위해 설치된 중화제 저장탱크 및 계량 펌프를 포함하는 선박용 밸러스트수 처리장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 선박용 밸러스트수 처리장치의 상기 제1 유출입구와 제2 유출입구 사이를 연결하는 관구조체에는 온도계, 압력계 및 유량계가 연결되며, 상기 온도계, 압력계 및 유량계는 상기 제어장치와 연결될 수 있다.
상기 밸러스트수 메인 배관의 입구부에는 필터 유닛이 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용하는 전해조에는 가스 벤트가 설치되어 밸러스트수를 전기 분해하여 발생되는 수소를 가스 벤트를 통해 전해조의 외부로 배출할 수 있다.
또한, 본 발명은,
밸러스트수 저장탱크와 연결된 밸러스트수 메인 배관의 선단 및 후단에 설치된 제1 유출입구 및 제2 유출입구 중 상기 제2 유출입구로부터 일부 밸러스트수를 유입하는 단계(단계 1);
상기 단계 1에서 제2 유출입구를 통해 유입된 밸러스트수의 잔류 염소의 양을 잔류 염소 측정센서를 사용하여 측정하는 단계(단계 2);
상기 잔류 염소 측정센서로부터 측정된 잔류 염소 측정값과 제어장치에 잔류 염소의 적정량으로 기입력된 설정값을 제어장치를 통해 비교한 후, 제어장치에 의해 전해조와 연결된 정류기의 전압이 조절되어 전해조에 유입된 밸러스트수를 전기 분해하는 단계(단계 3);
상기 전기 분해된 밸러스트수를 밸러스트수 메인 배관의 선단에 설치된 제1 유출입구를 통해 배출하여 밸러스트수 메인 배관을 통해 입수되는 밸러스트수와 함께 이송하여 밸러스트수 저장탱크에 저장하는 단계(단계 4); 및
상기 밸러스트수 저장탱크에 저장된 밸러스트수를 배출하는 과정에서 배출되는 밸러스트수를 일부 유입하여 잔류 염소의 양을 잔류 염소 측정기를 사용하여 측정한 후, 잔류 염소 측정값과 제어장치에 잔류 염소의 적정량으로 기입력된 설정값을 제어장치를 통해 비교하여 잔류 염소 측정값이 설정값보다 높은 경우에 중화제를 밸러스트수 메인 배관으로 주입하는 단계(단계 5)를 포함하는 선박용 밸러스트수 처리방법을 제공한다.
상기 단계 3에서 상기 잔류 염소 측정값이 바람직한 잔류 염소의 설정값보다 낮은 경우 제어장치는 정류기의 전압을 높여 전해조에 유입된 밸러스트수를 전기 분해하며, 상기 잔류 염소 측정값이 바람직한 잔류 염소의 설정값보다 높은 경우 제어장치는 정류기의 전압을 낮추어 전해조에 유입된 밸러스트수를 전기 분해함으로써 밸러스트수 저장탱크에 저장된 밸러스트수의 잔류 염소의 농도를 설정값과 유사한 수치로 조절할 수 있다.
상기 단계 5에서 잔류 염소 측정값이 바람직한 잔류 염소의 설정값보다 높은 경우 제어장치는 제어장치와 연결된 자동제어밸브에 명령을 내려 중화제 저장탱크를 개방하고 계량 펌프를 통해 제2 유출입구를 통해 중화제가 밸러스트수 메인 배관으로 주입됨으로써, 밸러스트수 메인 배관을 통해 배출되는 밸러스트수의 잔류 염소의 농도를 적정량 이하로 감소시킬 수 있다.
본 발명은 밸러스트수 저장탱크 내부로 유입되는 밸러스트수의 일부를 전해조에서 전기 분해하여 밸러스트수 저장탱크로 이송되는 밸러스트수에 다시 주입시킴으로써 전기 분해에 의해 생성된 잔류 염소의 살균 효과에 의해 밸러스트수에 포함된 유해한 미생물 및 세균을 살균하며, 밸러스트수의 선외 배출시 중화제를 주입하여 잔류 염소의 농도를 적정량 이하로 감소시켜 밸러스트수를 배출할 수 있는 선박용 밸러스트수 처리장치 및 처리방법을 제공함으로써 종래의 밸러스트수의 필터링법, 화학적 약품처리법에 비해 환경오염을 발생시키지 않고 우수한 처리효율로 밸러스트수를 처리할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 선박용 밸러스트수 처리장치를 사용하여 처리된 밸러스트수가 선박의 밑바닥과 선박의 좌우에 설치된 밸러스트수 저장탱크에 주입되는 구조를 개략적으로 나타낸 선박의 단면도이다.
도 2는 도 1의 A-Aㅄ 구간에 설치된 본 발명에 따른 선박용 밸러스트수 처리장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 선박용 밸러스트수 처리방법의 공정 흐름도이다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이하, 본 발명에 따른 실시예를 설명함에 있어, 그리고 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부가하였다.
본 발명은 밸러스트수 저장탱크(120)와 연결된 밸러스트수 메인 배관(110)에 설치되는 선박용 밸러스트수 처리장치(200)로서,
밸러스트수 메인 배관(110)의 선단에 설치되는 제1 유출입구(111) 및 밸러스트수 메인 배관(110)의 후단에 설치되는 제2 유출입구(112);
상기 제1 유출입구(111) 및 제2 유출입구(112) 사이를 연결하며 밸러스트수를 이송하는 관구조체(130);
상기 관구조체(130)에 연결되어 밸러스트수 메인 배관(110)으로부터 일부 밸러스트수를 유입 또는 배출하도록 구동되는 순환펌프(140);
상기 순환펌프(140)에 의해 유입된 밸러스트수를 전기 분해하는 전극 세트가 구비된 전해조(150);
상기 전해조(150)와 연결되어 전해조(150)에 인가되는 전압을 조절하는 정류기(160);
상기 제1 유출입구(111) 및 제2 유출입구(112)에 연결되어 잔류 염소의 농도를 측정하는 잔류 염소 측정센서(170 및 171);
상기 정류기(160) 및 잔류 염소 측정센서(170 및 171)와 연결되는 제어장치(180); 및
상기 밸러스트수 메일 배관(110)으로 중화제를 주입하기 위해 설치된 중화제 저장탱크(181) 및 계량 펌프(183);
를 포함하는 선박용 밸러스트수 처리장치(200)를 제공한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 선박용 밸러스트수 처리장치(200)는 선박(10)으로 밸러스트수를 유입하여 밸러스트수 저장탱크로 유입하는 밸러스트수 메인 배관(110) 사이(도 1에 도시된 A-A′구간)에 설치되어 밸러스트수 저장탱크(120)의 내부로 유입되는 밸러스트수의 일부를 전해조(150)에서 전기 분해하여 밸러스트수에 다시 주입시킴으로써 전기 분해에 의해 생성된 잔류 염소의 살균 효과에 의해 유해한 미생물 및 세균을 살균할 수 있다.
보다 상세하게는, 선박(10)이 출항전 밸러스트 펌프(194)를 구동하여 밸러스트수 메인 배관(110)을 통해 밸러스트수를 유입하여 선박(10) 내의 밸러스트수 저장탱크(120)에 저장하는 경우, 본 발명에 따른 선박용 밸러스트수 처리장치(200)는 밸러스트수가 밸러스트수 메인 배관(110)을 통과하는 과정에서 일부 밸러스트수를 유입하여 전해조(150)에서 전기 분해를 수행하여 생성된 잔류 염소가 포함된 밸러스트수를 밸러스트수 메인 배관(110)으로 유입되는 밸러스트수와 함께 밸러스트수 저장탱크(120)로 이송하여 저장함으로써 전기 분해에 의해 생성된 잔류 염소의 살균 효과에 의해 밸러스트수 저장탱크(120)에 저장된 밸러스트수에 포함된 유해한 미생물 및 세균을 살균할 수 있다.
본 발명에서 밸러스트수 메인 배관(110)의 선단은 밸러스트수가 유입되는 입구 부분을 의미하는 것이며, 밸러스트수 메인 배관(110)의 후단은 밸러스트수 메인 배관(110)의 선단의 반대 방향인 밸러스트수 저장탱크(120)와 연결되는 부분을 의미하는 것으로 정의한다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 선박용 밸러스트수 처리장치(200)에 있어서 밸러스트 펌프(194)에 의해 유입되어 밸러스트수 메인 배관(110)을 통과하는 밸러스트수는 순환펌프(140)에 의해 밸러스트수 메인 배관(110)의 후단에 설치된 제2 유출입구(112)로부터 일부 유입되어 전해조(150)로 이송되며, 상기 제1 유출입구(111), 제2 유출입구(112), 전해조(150) 및 순환펌프(140)는 관구조체(130)에 의해 연결되어 밸러스트수가 이송될 수 있는 구조를 가진다.
밸러스트수 메인 배관(110)의 후단에 설치된 제2 유출입구(112)로부터 유입된 일부 밸러스트수는 전해조(150)로 이송된 후, 전해조(150)의 양극과 음극에서 각각 화학식 1 및 화학식 2의 반응식에 따른 반응이 일어나고, 전극들 사이에서 화학식 3에 따른 반응이 일어나 HOCl, OCl-의 살균제를 생산할 수 있다.
[화학식 1]
양극 반응: 2Cl- → Cl2 (dissolved) + 2e-
[화학식 2]
음극 반응: 2H2O + 2e- → 2OH- + H2(gas)
[화학식 3]
Cl2 + H2O → HOCl + H+ + Cl- (낮은 pH)
HOCl → H+ + OCl- (높은 pH)
상기 화학식 1에 나타난 바와 같이 양극에서는 전기 분해에 의해 용존 상태의 염소(free chlorine)가 발생되며, 음극에서는 수소 가스가 발생되며, 최종적으로 살균제로서 역할을 하는 HOCl, OCl- 등의 잔류 염소가 생성될 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 선박용 밸러스트수 처리장치(200)는 밸러스트수 메인 배관(110)의 후단에 설치된 제2 유출입구(112)으로부터 일부 밸러스트수를 유입한 후, 전해조(150)에서 전기 분해하여 생성된 잔류 염소가 포함된 밸러스트수를 밸러스트수 메인 배관(110)의 선단에 설치된 제1ㅇ유입관(111)을 통해 배출시켜 밸러스트수 메인 배관(110)으로 유입되는 밸러스트수와 함께 밸러스트수 저장탱크(120)로 이송시킬 수 있는 구조를 가짐으로써, 살균제로 작용하는 잔류 염소에 의해 밸러스트수 메인 배관(110)에 이끼, 물때 등이 축적되는 것을 방지할 수 있으며, 전기 분해되지 않은 밸러스트수와 혼합되어 밸러스트수 저장탱크(120)에 보관되는 경우 밸러스트수에 포함된 유해한 미생물 및 세균을 살균할 수 있다.
상기 전해조(150)에는 전기 분해할 수 있는 전극 세트가 구비되며, 상기 전극 세트는 전기 분해할 수 있는 양극과 음극이 전해조 내에 일정간격 이격되어 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 전해조(150)의 전극 세트의 전극은 밸러스트수의 처리량을 고려하여 면적, 개수 및 단수를 조절하여 제조될 수 있으며, 밸러스트수의 흐름 방향과 수평하게 전해조 내에 배치되는 것이 전극 세트의 내구성에 있어서 바람직하다.
상기 전해조(150)에서 전극 세트를 감싸는 챔버는 순환펌프(140)의 강한 수압에 견디는 강도 조건, 해수의 염분 및 전기 분해시 발생되는 라디칼 등 산화성 물질에 견딜 수 있는 내산화성 조건 및 전류가 통하지 않는 부도체의 조건을 만족시키는 재질로 제작되어야 한다.
본 발명의 선박용 밸러스트수 처리장치(200)에서 사용하는 전해조(150)에는 정류기(160)가 연결되고, 상기 정류기(160)는 제어장치(180)와 연결된 구조를 가진다.
상기 제어장치(180)는 제2 유출입구(112)와 연결된 관구조체에 설치된 잔류 염소 측정센서(171)에 의해 측정된 잔류 염소의 측정값과 제어장치(180)에 잔류 염소의 적정량으로 기입력된 설정값을 비교하여 밸러스트수 저장탱크(120)에 적절한 농도의 잔류 염소가 포함된 밸러스트수가 저장되도록 정류기(160)를 제어하는 역할을 한다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 전해조(150)에서는 가스 벤트(미도시)가 형성되어 전기 분해시 발생되는 수소를 전해조(150)의 출구에서 폭발 방지를 위하여 대기로 배출(벤트)시킬 수 있다.
본 발명에 따른 선박용 밸러스트수 처리장치(200)는 온도계(193), 압력계(192), 유량계(191) 및 잔류 염소 측정센서(170 및 171)의 정보를 입력 받아 적절한 농도의 잔류 염소가 포함된 밸러스트수가 밸러스트수 메인 배관(110)을 통해 밸러스트수 저장탱크(120)에 주입되도록 제어하는 제어장치(180)를 포함하여 구성된다.
여기서, 온도계(193), 압력계(192) 및 유량계(191)는 제어장치(180)와 연결되어 전해조(150)를 보호하기 위한 안전장치이다. 즉, 온도계(193)는 전해조(150) 내의 온도를 모니터링 하여 고온으로 과열될 경우 시스템을 정지시킨다. 또한, 압력계(192)는 전해조(150) 내의 압력을 모니터링 하여 일정 압력이상으로 상승할 경우 시스템을 정지시킨다. 또한, 유량계(191)는 전해조(150)의 유량을 모니터링 하여 일정한 유량이 유입되도록 제어할 뿐만 아니라 최소유량이 유입되지 않으면 운전이 되지 않도록 한다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 선박용 밸러스트수 처리장치(200)의 밸러스트수 메인 배관(110)의 입구부에는 필터 유닛(113)이 설치될 수 있으며, 필터 유닛(113)은 밸러스트수 메인 배관(110)의 입구와 제1 유출입구(111)의 사이에 설치되는 것이 바람직하다.
상기 필터 유닛(113)은 밸러스트수 메인 배관(110)을 통해 유입되는 밸러스트수에 포함된 입자성 물질, 플랑크톤을 제거하여 상기 전해조(150)에서의 전기 분해 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 필터 유닛(113)으로는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 사용되는 필터를 포함한 장치를 제한없이 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 선박용 밸러스트수 처리장치(200)는 잔류 염소 측정센서(170 및 171)를 포함하여 구성되며, 잔류 염소 측정센서(170 및 171)는 각각 제1 유출입구(111) 및 제2 유출입구(112)에 연결된 관구조체에 설치될 수 있다.
상기 제1 유출입구(111)와 연결된 잔류 염소 측정센서(170)에서 측정된 잔류 염소의 측정값은 밸러스트수 저장탱크(120)에 저장된 밸러스트수를 방출하는 경우 중화제 투입량을 결정하기 위해 사용될 수 있으며, 상기 제2 유출입구(112)와 연결된 잔류 염소 측정센서(171)에서 측정된 잔류 염소의 측정값은 전해조(150)에 인가되는 전압을 조절하기 위해 사용될 수 있다.
상기 잔류 염소 측정센서(170 및 171)는 제어장치(180)와 연결되어 이로부터 측정된 잔류 염소의 농도와 관련된 정보가 제어장치(180)에 전달될 수 있다.
본 발명에 따른 선박용 밸러스트수 처리장치(200)는 상기 제2 유출입구를 통해 중화제를 주입하기 위해 설치된 중화제 저장탱크(181) 및 계량 펌프(183)를 포함하여 구성된다.
상기 중화제 저장탱크(181)는 잔류 염소를 무해한 상태로 중화하기 위한 소듐 티오설페이트(sodium thiosulfate) 등의 중화제를 저장하기 위해 사용되며, 상기 계량 펌프(183)는 중화제를 정량 투입하기 위해 사용된다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 중화제 저장탱크(181)는 제어장치(180)와 연결된 자동제어밸브(182)를 포함하여 구성됨으로써 중화제가 투입되어야 하는 경우 제어장치(180)의 명령에 의해 자동제어밸브(182)가 개방될 수 있다.
하기에서 도 3을 참조하여 선박용 밸러스트수 처리장치를 사용한 밸러스트수의 처리방법을 구체적으로 설명한다.
우선, 밸러스트수 탱크(120)와 연결된 밸러스트수 메인 배관(120)의 선단 및 후단에 설치된 제1 유출입구(111) 및 제2 유출입구(112) 중 상기 제2 유출입구(112)로부터 일부 밸러스트수를 유입한다(단계 1).
보다 상세하게는, 밸러스트수 메인 배관(120)을 통과하는 밸러스트수 일부를 관구조체(130)에 설치된 순환펌프(140)를 구동하여 밸러스트수 메인 배관(120)의 후단에 설치된 제2 유출입구(112)로부터 유입한다.
상기 순환펌프(140)는 적절한 함량의 잔류 염소를 생성시킬 수 있는 양의 밸러스트수를 전해조(150)로 유입하도록 제어장치(180)에 의해 제어된다.
다음으로, 상기 단계 1에서 제2 유출입구(112)를 통해 유입된 밸러스트수에 포함된 잔류 염소의 농도를 잔류 염소 측정센서(171)를 사용하여 측정한다(단계 2).
상기 잔류 염소 측정센서(171)로부터 측정된 밸러스트수에 포함된 잔류 염소의 측정값은 제어장치(180)에 입력된다.
다음으로, 상기 잔류 염소 측정센서(171)로부터 측정된 잔류 염소의 측정값과 제어장치(180)에 잔류 염소의 적정량으로 기입력된 설정값을 제어장치(180)를 통해 비교한 후, 제어장치(180)에 의해 정류기(160)의 전압이 조절되어 전해조(150)로 유입된 밸러스트수를 전기 분해한다(단계 3).
상기 단계 3에서는 상기 잔류 염소 측정센서(171)로부터 측정된 잔류 염소의 측정값과 제어장치(180)에 잔류 염소의 적정량으로 기입력된 설정값을 비교한 후, 잔류 염소의 측정값이 설정값보다 큰 경우 제어장치(180)에 의해 정류기(160)가 낮은 전압을 인가하여 전해조(150)를 구동시키게 하며, 잔류 염소의 측정값이 설정값보다 작은 경우 제어장치(180)에 의해 정류기(160)가 높은 전압을 인가하여 전해조(150)를 구동시키게 된다. 이와 같은 구동 방식에 의해 선박용 밸러스트수 처리장치(200)의 밸러스트수 저장탱크(120)에는 적절한 농도의 잔류 염소가 포함된 밸러스트수가 저장되게 된다.
다음으로, 상기 전기 분해된 밸러스트수를 밸러스트수 메인 배관(11)의 선단에 설치된 제1 유출입구(111)를 통해 배출하고 밸러스트수 메인 배관(110)을 통해 입수되는 밸러스트수와 함께 이송하여 밸러스트수 저장탱크(120)에 저장한다(단계 4).
보다 상세하게는, 전해조(150)에서 전기 분해되어 OCl-, HClO 등이 포함된 밸러스트수가 밸러스트 펌프(194)에 의해 밸러스트수 메인 배관(110) 내로 새로 유입되는 밸러스트수와 혼합되어 밸러스트수 저장탱크(120)에 저장되고, 상기 OCl-, HClO 등이 살균제로 작용하여 밸러스트수에 포함된 유해한 미생물 및 세균을 살균한다.
마지막으로, 상기 밸러스트수 저장탱크(120)에 저장된 밸러스트수를 배출하는 과정에서 배출되는 밸러스트수를 유입하여 잔류 염소의 농도를 잔류 염소 측정기(170)를 사용하여 측정한 후, 잔류 염소 측정값과 잔류 염소의 배출기준에 따라 제어장치(180)에 기입력된 설정값을 제어장치를 통해 비교하여 잔류 염소 측정값이 설정값보다 높은 경우 중화제를 밸러스트수 메인 배관(110)으로 주입한다(단계 5).
상기 단계 5는 선박의 외부로 밸러스트수를 배출하는 경우 밸러스트수에 포함된 잔류 염소를 적절한 농도 이하로 중화시키기 위한 단계이다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 밸러스트수 메인 배관(110)을 통해 선외로 배출되는 밸라스트수의 잔류 염소의 농도를 제1 유출입구(111)로 유입된 밸러스트수로부터 잔류 염소 측정센서(170)를 사용하여 측정한 후, 잔류 염소의 배출기준에 따라 제어장치(180)에 기입력된 설정값과 비교한 후, 잔류 염소 측정값이 설정값보다 높은 경우 중화제를 제2 유출입구(112)를 통해 밸러스트수 메인 배관(110)으로 주입한다.
보다 상세하게는, 잔류 염소 측정센서(170)로부터 측정된 배출되는 밸러스트수에 포함된 잔류 염소의 측정값이 설정값보다 높은 경우, 제어장치(180)와 연결된 자동제어밸브(182)에 명령을 내려 중화제 저장탱크(181)를 개방한 후 적절한 양의 중화제가 주입되도록 계량 펌프(183)를 사용하여 제2 유출입구(112)로 중화제가 정량 주입되고, 밸러스트수 메인 배관(110)을 통해 배출되는 밸러스트수가 중화되어 배출된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 선박용 밸러스트수 처리방법을 사용하는 경우 종래의 밸러스트수의 필터링법, 화학적 약품처리법에 비해 환경오염을 발생시키지 않고 밸러스트수를 처리하여 선박으로 유입 및 배출할 수 있다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 선박 11 및 120: 밸러스트수 저장탱크
12 및 140: 순환펌프 13 및 150: 전해조
110: 밸러스트수 메인 배관 111: 제1 유출입구
112: 제2 유출입구 113: 필터 유닛
160: 정류기 170 및 171: 잔류염소 측정센서
180: 제어장치 181: 중화제 저장탱크
182: 자동제어밸브 183: 계량 펌프
191: 유량계 192: 압력계
193: 온도계 194: 밸러스트 펌프
200: 선박용 밸러스트수 처리장치

Claims (8)

  1. 밸러스트수 저장탱크와 연결된 밸러스트수 메인 배관에 설치되는 선박용 밸러스트수 처리장치로서,
    밸러스트수 메인 배관의 선단에 설치되는 제1 유출입구 및 밸러스트수 메인 배관의 후단에 설치되는 제2 유출입구;
    상기 제1 유출입구 및 제2 유출입구 사이를 연결하며 밸러스트수를 이송하는 관구조체;
    상기 관구조체에 연결되어 밸러스트수 메인 배관으로부터 일부 밸러스트수를 유입 또는 배출하도록 구동되는 순환펌프;
    상기 순환펌프에 의해 유입된 일부 밸러스트수를 전기 분해하는 전극 세트가 구비된 전해조;
    상기 전해조와 연결되어 전해조에 인간되는 전압을 조절하는 정류기;
    상기 제1 유출입구 및 제2 유출입구에 연결되어 잔류 염소를 측정하는 잔류 염소 측정센서;
    상기 정류기 및 잔류 염소 측정센서와 연결되는 제어장치; 및
    상기 제2 유출입구로 중화제를 주입하기 위해 설치된 중화제 저장탱크 및 계량 펌프;
    를 포함하는 선박용 밸러스트수 처리장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 유출입구와 제2 유출입구 사이를 연결하는 관구조체에는 유량계, 온도계 및 압력계가 설치되며, 상기 유량계, 온도계 및 압력계는 상기 제어장치와 연결되는 것을 특징으로 하는 선박용 밸러스트수 처리장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 밸러스트수 메인 배관의 입구와 제1 유출입구 사이에 필터 유닛이 설치되는 것을 특징으로 하는 선박용 밸러스트수 처리장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 전해조에는 수소를 배출하기 위한 가스 벤트가 설치되는 것을 특징으로 하는 선박용 밸러스트수 처리장치.
  5. 밸러스트수 저장탱크와 연결된 밸러스트수 메인 배관의 선단 및 후단에 설치된 제1 유출입구 및 제2 유출입구 중 상기 제2 유출입구로부터 일부 밸러스트수를 유입하는 단계(단계 1);
    상기 단계 1에서 제2 유출입구를 통해 유입된 밸러스트수의 잔류 염소의 양을 잔류 염소 측정센서를 사용하여 측정하는 단계(단계 2);
    상기 잔류 염소 측정센서로부터 측정된 잔류 염소 측정값과 제어장치에 기입력된 설정값을 제어장치를 통해 비교한 후, 제어장치에 의해 전해조와 연결된 정류기의 전압이 조절되어 전해조에 유입된 일부 밸러스트수를 전기 분해하는 단계(단계 3);
    상기 전기 분해된 밸러스트수를 밸러스트수 메인 배관의 선단에 설치된 제1 유출입구를 통해 배출하여 밸러스트수 메인 배관을 통해 입수되는 밸러스트수와 함께 이송하여 밸러스트수 저장탱크에 저장하는 단계(단계 4); 및
    상기 밸러스트수 저장탱크에 저장된 밸러스트수를 배출하는 과정에서 배출되는 밸러스트수를 유입하여 잔류 염소의 농도를 잔류 염소 측정기를 사용하여 측정한 후, 잔류 염소 측정값과 제어장치에 기입력된 설정값을 제어장치를 통해 비교하여 잔류 염소 측정값이 설정값보다 높은 경우에 중화제를 밸러스트수 메인 배관으로 주입하는 단계(단계 5);
    를 포함하는 선박용 밸러스트수 처리방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 단계 3에서 상기 잔류 염소 측정값이 설정값보다 낮은 경우 제어장치는 정류기의 전압을 높여 전해조로 유입된 일부 밸러스트수를 전기 분해하며, 상기 잔류 염소 측정값이 설정값보다 높은 경우 제어장치는 정류기의 전압을 낮추어 전해조로 유입된 일부 밸러스트수를 전기 분해함으로써 잔류 염소의 농도를 설정값으로 일정하게 조절하는 것을 특징으로 하는 선박용 밸러스트수 처리방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 단계 5에서 잔류 염소 측정값이 설정값보다 높은 경우 제어장치는 제어장치와 연결된 자동제어밸브에 명령을 내려 중화제 저장탱크를 개방하고 계량 펌프를 통해 제2 유출입구를 통해 밸러스트수 메인 배관으로 중화제를 주입하는 것을 특징으로 하는 선박용 밸러스트수 처리방법.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 중화제는 소듐 티오설페이트인 것을 특징으로 하는 선박용 밸러스트수 처리방법.
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