KR20140014888A - Ship ballast water treatment device having metal ion generator - Google Patents

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KR20140014888A
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Abstract

Disclosed is a ship ballast water treatment device applied with a metal ion generator. According to a ship ballast water treatment device which treats seawater and stores as the ballast water, the ship ballast water treatment device comprises: an inflow pump for introducing a part of the seawater at the upstream part of a main pipe where the sea water is flowing; an electrolysis chamber which produces hypochlorous acid by electrolyzing the seawater flowing by the inflow pump and which discharges the firstly processed water containing the hypochlorous acid; a metal ion generator which is connected to the rear end of the electrolysis chamber for discharging, to the main pipe, the secondly processed water containing metal ions which are generated by the electrolysis; a rectification part for supplying electricity to the metal ion generator and electrolysis chamber; and a control unit for controlling the current being supplied to the electrolysis chamber and metal ion generator. [Reference numerals] (AA) Carp; (BB) Trout; (CC) Lichen(Oyster); (DD) Water flea; (EE) over 0.016ppm(16ppb); (FF) over 0.015ppm(15ppb); (GG,HH) over 0.010ppm(10ppb)

Description

금속 이온 발생 장치를 적용한 선박 평형수 처리 장치{Ship ballast water treatment device having metal ion generator}Technical Field [0001] The present invention relates to a ship ballast water treatment device having a metal ion generator,

본 발명은 금속 이온 발생 장치를 적용한 선박 평형수 처리 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a ship ballast water treatment apparatus to which a metal ion generating apparatus is applied.

유조선, 컨테이너선 또는 LNG 화물선과 같은 대형선박의 경우 선박의 안정성 및 균형을 확보하기 수단으로서 선박의 내부에 밸러스트(Ballast) 탱크를 구비하고 있다. 통상적으로 펌프를 이용하여 주변의 해수를 필요에 따라 밸러스트 탱크로 유입 또는 유출시키게 되는데, 이와 같이 선박의 밸런스(balance)를 맞추기 위한 해수(혹은 담수)를 평형수(ballast water, 밸러스트 수라고도 함)라 한다. 즉, 화물이 하역되는 경우에는 평형수가 밸러스트 탱크로 유입되도록 하고, 화물이 적재되는 경우에는 밸러스트 탱크에 저장되어 있던 평형수가 배출되도록 하여 선박의 밸런스를 맞출 수 있다. For large vessels such as tankers, container ships or LNG carriers, ballast tanks are provided inside the vessel as a means of ensuring the stability and balance of the vessel. (Or ballast water), which is used to balance the balance of the ship, is called a ballast water (also referred to as ballast water) . In other words, in case the cargo is unloaded, the ballast water is allowed to flow into the ballast tank, and when the cargo is loaded, the ballast water stored in the ballast tank is discharged so that the balance of the ship can be balanced.

한편, 평형수를 저장한 선박은 제1 국의 해수를 다른 해양 환경의 제2 국의 해양으로 배출하기도 한다. 평형수는 유입하는 지역의 해수이므로 평형수에는 해수에 포함되어 있는 각종 이물질이나 플랑크톤 등의 미생물, 세균 등이 포함된다. 제1 국에서 유입된 평형수가 전혀 다른 환경의 제2 국의 해양에 배출되는 경우, 제1 국의 각종 이물질 또는 미생물 및 세균, 그 밖의 유기물질 등이 제2 국의 해양 생태계에 변화를 초래시키는 위험이 발생할 수 있다.On the other hand, vessels storing ballast water may discharge seawater from a first country to the marine environment of a second country in another marine environment. Since ballast water is seawater in the inflow area, ballast water includes microorganisms such as plankton, bacteria and the like, which are contained in seawater. In the event that ballast water from a first country is discharged into the ocean of a second country in a completely different environment, various foreign substances or microbes and bacteria or other organic substances of the first country may cause a change in the marine ecosystem of the second country Danger may occur.

이에 따라 국제해사기구(IMO, International Maritime Organization)에서는 유해생물종의 국가간 이동을 방지하기 위한 목적으로 2004년에 선박 평형수 관리 협약을 제정하고, 유해생물종의 배출을 통제하기 위해 선박 평형수 교환 기준(D-1)과 처리 기준(D-2)을 제정하여 이를 의무화하도록 하였다. 이 가운데 선박 평형수의 교환은 원양에서 이루어져야 하고, 선박의 안전문제를 야기하기 때문에 선박 평형수의 교환보다는 살균 처리하는 것이 추세가 되고 있다. 본 협약은 35% 이상의 선복량, 30개국 이상의 국가가 비준하는 시점으로부터 1년 뒤 발효되기 때문에 각국에서는 선박 평형수 처리 장치의 개발이 활발히 진행 중에 있다. Accordingly, the International Maritime Organization (IMO) has established the Convention on the Management of Ballast Water in 2004 for the purpose of preventing the movement of harmful species between countries. In order to control the release of harmful species, The exchange standard (D-1) and the processing standard (D-2) were enacted and made mandatory. Among them, the exchange of ballast water should be done in the ocean, and it causes the safety problem of the ship. Therefore, it is becoming more and more necessary to sterilize the ballast water instead of exchanging the ballast water. The Convention is underway to develop ballast water treatment systems for shipbuilding in all countries, since it will take effect one year from the time when the ship is approved by more than 30 countries.

기존의 선박 평형수 처리 장치는 한국공개특허공보 제10-2010-0017994호에 개시된 것과 같이 밸러스트 수를 처리하고 선박으로부터 밸러스트 수를 방출시키기 전에 밸러스트수를 탈할로겐화시키고 있다. Conventional ballast water treatment apparatuses dealt with ballast water as disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 10-2010-0017994 and dehalogenates the ballast water before discharge of the ballast water from the ship.

기존의 살균 시스템 중 밸러스트 수처리 시스템에 널리 적용되고 있는 전기분해 방식의 경우, 전기분해조에서 강력한 산화제인 차아염소산을 발생시켜 생물을 사멸시키는 원리를 이용하고 있다. 이 방식은 자외선(UV) 혹은 오존 살균과 다른 점은 차아염소산이 잔류성이 있기 때문에 지속적인 살균 효과를 도모할 수 있다는 것이다. Among the existing disinfection systems, the electrolysis method, which is widely applied to the ballast water treatment system, utilizes the principle of generating hypochlorous acid which is a powerful oxidizer in the electrolysis tank to kill the organisms. This method is different from ultraviolet (UV) or ozone sterilization, because hypochlorous acid is persistent and can be continuously sterilized.

하지만, 차아염소산은 휘발성이 있어 그 주입 농도에 따라 수 시간 혹은 수 일 내에 고갈된다. 차아염소산이 고갈된 후에는 일부 미생물의 재생이 일어나게 되고, 장기 항해 이후 선박 평형수를 배출해야 할 때에 최초 유입 시에 의도하였던 살균 효과를 완전히 만족시키지 못하는 상황을 맞이할 수도 있다. However, hypochlorous acid is volatile and is depleted within hours or days depending on the concentration of the hypochlorous acid. After hypochlorous acid is depleted, some microbes are regenerated, and when ballast water is discharged after long-term voyage, it may not meet the intended sterilization effect at the time of initial introduction.

따라서, 차아염소산이 잔류하는 기간을 연장시키기 위해 초기에 차아염소산의 농도를 높여 주입하기도 하지만, 해수의 전기분해 과정에서 발생하는 차아염소산 농도에 비례하여 트리할로메탄, 할로아세트산과 같은 발암 물질 또한 함께 발생하기 때문에 차아염소산의 농도를 무한정 높이는 데에는 제한이 있다. Therefore, in order to extend the period of residual hypochlorous acid, hypochlorous acid is initially injected at a higher concentration. However, carcinogenic substances such as trihalomethane and haloacetic acid are also added in proportion to the concentration of hypochlorous acid generated in the electrolysis of seawater There is a limitation in increasing the concentration of hypochlorous acid indefinitely.

또한, 선박 평형수의 배출 시 전기분해를 한번 더 실시하여 차아염소산을 재주입하는 방식을 적용할 수도 있으나, 이 경우 전기분해조를 가동하기 위한 추가 전력이 소모되며, 차아염소산의 재주입 이후 안전한 배출을 위해 수 초 후 다시 예를 들어 티오황산나트륨과 같은 중화제를 과량 주입해야 하는 등의 번거로움이 있다. In addition, when the ballast water is discharged, electrolysis may be once again performed to re-inject hypochlorous acid. However, in this case, additional power for operating the electrolysis tank is consumed, and after the hypochlorous acid re- It is troublesome to inject an excessive amount of neutralizing agent such as sodium thiosulfate again for several seconds after the discharge.

결국 차아염소산은 그 살균 성능이 우수하나 잔류성이라는 한계를 가지고 있는 바 이를 보완할 수 있는 수단이 필요한 실정이다. As a result, hypochlorous acid has excellent sterilization performance but it has limit of persistence.

종래 한국공개특허공보 제10-2010-0105646호에서는 자외선 조사를 통해 발라스트 수를 처리하는 장치 및 방법이 개시되어 있으나, 이는 별도의 자외선 조사 장치를 장착해야 하는 바 별도의 설치 공간을 요구하며 장착 자체도 번거로운 문제점이 있다. Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2010-0105646 discloses an apparatus and a method for treating ballast water through ultraviolet irradiation. However, since a separate ultraviolet irradiation apparatus needs to be installed, a separate installation space is required, There is also a troublesome problem.

한국공개특허공보 제10-2010-0017994호Korean Patent Publication No. 10-2010-0017994 한국공개특허공보 제10-2010-0105646호Korean Patent Publication No. 10-2010-0105646

본 발명은 전기분해 혹은 약품 주입을 통한 잔류 염소 살균 방식을 채택한 선박 평형수 처리 장치에서 원수(해수)로부터 금속 이온(예를 들어, 구리 및/또는 은 이온)을 발생시켜 선박 평형수에 주입함으로써 배출 직전까지 살균 상태의 유지를 보완해주는 금속 이온 발생 장치를 적용한 선박 평형수 처리 장치를 제공하기 위한 것이다. (For example, copper and / or silver ions) are generated from raw water (seawater) in a ship ballast water treatment apparatus adopting a residual chlorine disinfection method through electrolysis or drug injection, and then injected into ship equilibrium water And to provide a ship ballast water treatment apparatus employing a metal ion generating apparatus that compensates for the maintenance of the sterilization state until immediately before discharge.

본 발명은 차아염소산을 이용한 살균 장치의 보조 수단으로 기존의 전기분해조와 부대 설비를 공유하여 설치 측면에서 유리하고 경제성을 가지는 금속 이온 발생 장치를 적용한 선박 평형수 처리 장치를 제공하기 위한 것이다. An object of the present invention is to provide a ship ballast water treatment apparatus using a metal ion generating apparatus which is advantageous in terms of installation and cost by sharing an existing electrolytic tank and auxiliary facilities as an auxiliary means of a sterilizing apparatus using hypochlorous acid.

본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention will become readily apparent from the following description.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선박 외부에서 유입되는 해수를 처리하여 밸러스트 탱크에 선박 평형수로 저장하는 선박 평형수 처리 장치로서, 상기 해수가 진행되는 메인 배관의 상류 지점에서 상기 해수의 일부를 유입하는 유입 펌프; 상기 유입 펌프에 의해 유입되는 해수를 전기분해하여 차아염소산을 생성하고 상기 차아염소산이 포함된 1차 처리수를 배출하는 전기분해조; 상기 전기분해조의 후단에 연결되며 상기 1차 처리수를 전기분해하여 발생된 금속 이온을 포함시킨 2차 처리수를 상기 메인 배관으로 배출하는 금속 이온 발생부; 상기 전기분해조 및 상기 금속 이온 발생부에 전류를 공급하는 정류부; 및 상기 정류부에서 상기 전기분해조 및 상기 금속 이온 발생부에 공급하는 전류를 제어하는 제어부를 포함하는 선박 평형수 처리 장치가 제공된다. According to an aspect of the present invention, there is provided a ship ballast water treatment apparatus for treating sea water introduced from the outside of a ship and storing the seawater into ballast tanks as ship ballast water, wherein a part of the seawater is introduced An inflow pump; An electrolysis tank for electrolyzing the seawater introduced by the inflow pump to generate hypochlorous acid and to discharge the primary treated water containing the hypochlorous acid; A metal ion generator connected to a downstream end of the electrolytic bath for discharging secondary treatment water containing metal ions generated by electrolyzing the primary treatment water to the main pipe; A rectifying unit for supplying a current to the electrolytic bath and the metal ion generating unit; And a control unit for controlling a current supplied from the rectifying unit to the electrolytic bath and the metal ion generating unit.

상기 메인 배관에 설치되어 상기 선박 평형수의 차아염소산 농도 및 금속 이온 농도 중 적어도 하나의 농도를 측정하는 측정부를 더 포함하되, 상기 제어부는 상기 측정부에서 측정한 차아염소산 농도 및 상기 금속 이온 농도에 기초하여 상기 정류부에서 상기 전기분해조 및 상기 금속 이온 발생부 중 적어도 하나에 공급하는 전류값을 제어할 수 있다.Further comprising a measurement unit installed in the main pipe for measuring at least one concentration of hypochlorous acid concentration and metal ion concentration of the ship equilibrium water, wherein the control unit calculates the hypochlorous acid concentration and the metal ion concentration It is possible to control the current value supplied to at least one of the electrolytic bath and the metal ion generating unit in the rectifying unit.

한편 본 발명의 다른 측면에 따르면, 선박 외부에서 유입되는 해수를 처리하여 밸러스트 탱크에 선박 평형수로 저장하는 선박 평형수 처리 장치로서, 상기 해수가 진행되는 메인 배관에 살균 효과를 가지는 약품을 주입하는 약품 주입부; 상기 메인 배관의 상류 지점에서 상기 해수의 일부를 유입하고 전기분해하여 발생된 금속 이온을 상기 메인 배관에 재주입하는 금속 이온 주입부; 및 상기 약품 주입부에서 주입되는 약품의 양 및 상기 금속 이온 주입부에서 발생되는 금속이온의 양 중 적어도 하나를 제어하는 제어부를 포함하는 선박 평형수 처리 장치가 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a ship ballast water treatment apparatus for treating seawater introduced from the outside of a ship and storing the seawater into equilibrium water in a ballast tank, wherein the medicament having a sterilizing effect is injected into the main plumbing A drug injection part; A metal ion implantation unit for introducing a part of the seawater at a point upstream of the main pipeline and re-injecting the generated metal ions into the main pipeline by electrolysis; And a control unit for controlling at least one of the amount of the chemical injected from the chemical injecting unit and the amount of metal ions generated in the metal ion injecting unit.

상기 약품은 염소계 물질, 페라클린(Peraclean), 비타민 K3(Vitamin K3), 철산염 이온(Ferrate ion) 중 하나 혹은 둘 이상의 조합을 포함할 수 있다.The medicament may include one or a combination of one or more of chlorine-based substances, Peraclean, vitamin K3 and ferrate ion.

상기 금속 이온 주입부는, 상기 메인 배관의 상류 지점에서 상기 해수의 일부를 유입하는 유입 펌프; 상기 유입 펌프에 의해 유입된 해수를 전기분해하여 금속 이온을 생성하고 상기 메인 배관으로 배출하는 금속 이온 발생부; 및 상기 금속 이온 발생부에 전류를 공급하는 정류부를 포함하되, 상기 제어부는 상기 정류부에서 상기 금속 이온 발생부에 공급하는 전류를 제어할 수 있다. The metal ion implantation unit may include an inflow pump for introducing a part of the seawater at a point upstream of the main pipeline; A metal ion generating unit for electrolyzing the seawater introduced by the inflow pump to generate metal ions and discharge the metal ions to the main pipe; And a rectifying unit for supplying a current to the metal ion generating unit, wherein the control unit can control a current supplied to the metal ion generating unit in the rectifying unit.

상기 금속 이온 발생부는 구리 및 은 중 하나 이상의 금속 혹은 구리 및 은이 포함된 합금으로 이루어진 전극부를 포함할 수 있다.The metal ion generating part may include an electrode part made of at least one of copper and silver or an alloy containing copper and silver.

상기 금속 이온 발생부는 복수의 층으로 구분되는 전극부를 포함하며, 각 층의 전극부는 하나 이상의 금속판이 서로 평행하게 배열된 형태를 가질 수 있다.The metal ion generating part includes electrode parts divided into a plurality of layers, and the electrode parts of each layer may have a shape in which one or more metal plates are arranged in parallel with each other.

상기 금속 이온 발생부는 하층에서 상층으로 연결되는 층간 연결홀이 지그재그로 배치될 수 있다. The metal ion generating part may be arranged in a zigzag manner in interlayer connection holes connected from the lower layer to the upper layer.

상기 메인 배관에 설치되어 상기 선박 평형수의 약품 농도 및 금속 이온 농도 중 적어도 하나의 농도를 측정하는 측정부를 더 포함하되, 상기 제어부는 상기 측정부에서 측정한 상기 약품 농도 및 상기 금속 이온 농도에 기초하여 상기 정류부에서 상기 금속 이온 발생부에 공급하는 전류값을 제어할 수 있다.Further comprising a measurement unit installed in the main pipe for measuring a concentration of at least one of a chemical concentration and a metal ion concentration of the ballast water, wherein the control unit calculates the concentration of the chemical in the ballast water based on the chemical concentration and the metal ion concentration So that the current value supplied to the metal ion generating section in the rectifying section can be controlled.

상기 금속 이온 발생부의 후단에 연결되며 상기 금속 이온 발생부에서 생성된 부산물인 기체 성분을 분리한 액체 성분만이 상기 메인 배관에 주입되도록 하는 기액분리부를 더 포함할 수 있다.And a gas-liquid separator connected to a rear end of the metal-ion generating unit and allowing only a liquid component, which is a by-product generated in the metal-ion generating unit, to be separated from the gas component, to be injected into the main pipe.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features, and advantages will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.

본 발명의 실시예에 따르면, 전기분해 혹은 약품 주입을 통한 잔류 염소 살균 방식을 채택한 선박 평형수 처리 장치에서 원수(해수)로부터 금속 이온(예를 들어, 구리 및/또는 은 이온)을 발생시켜 선박 평형수에 주입함으로써 배출 직전까지 살균 상태의 유지를 보완해주는 효과가 있다. According to the embodiment of the present invention, metal ions (for example, copper and / or silver ions) are generated from raw water (seawater) in a ship ballast water treatment apparatus adopting a residual chlorine sterilization method through electrolysis or drug injection, It is effective to compensate for the maintenance of the sterilization state just before discharge.

또한, 차아염소산을 이용한 살균 장치의 보조 수단으로 기존의 전기분해조와 부대 설비를 공유하여 설치 측면에서 유리하고 경제성을 가지는 효과가 있다. In addition, as an auxiliary means of the sterilization apparatus using hypochlorous acid, it is advantageous in terms of installation and economical efficiency by sharing the existing electrolytic tank and auxiliary facilities.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 이온 발생 장치를 적용한 선박 평형수 처리 장치의 개념을 나타낸 도면,
도 2는 생물종의 생존에 영향을 미치는 구리 이온의 농도를 나타낸 테이블,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 이온 발생부의 구성을 도시한 예시도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 금속 이온 발생 장치를 적용한 선박 평형수 처리 장치의 개념을 나타낸 도면.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a conceptual view of a ship ballast water treatment apparatus to which a metal ion generating apparatus according to an embodiment of the present invention is applied;
Figure 2 is a table showing the concentration of copper ions affecting survival of species,
3 is a diagram illustrating a configuration of a metal ion generating unit according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a concept of a ship ballast water treatment apparatus to which a metal ion generating apparatus according to another embodiment of the present invention is applied.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

또한, 명세서에 기재된 "…부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Also, the term "part" or the like, as described in the specification, means a unit for processing at least one function or operation, and may be implemented by hardware, software, or a combination of hardware and software.

또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.It is to be understood that the components of the embodiments described with reference to the drawings are not limited to the embodiments and may be embodied in other embodiments without departing from the spirit of the invention. It is to be understood that although the description is omitted, multiple embodiments may be implemented again in one integrated embodiment.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 이온 발생 장치를 적용한 선박 평형수 처리 장치의 개념을 나타낸 도면이고, 도 2는 생물종의 생존에 영향을 미치는 구리 이온의 농도를 나타낸 테이블이다. FIG. 1 is a view showing a concept of a ship ballast water treatment apparatus to which a metal ion generating apparatus according to an embodiment of the present invention is applied, and FIG. 2 is a table showing the concentrations of copper ions affecting the survival of species.

도 1을 참조하면, 선박 평형수 처리 장치(100), 메인 배관(50), 유입 펌프(110), 전기분해조(120), 금속 이온 발생부(130), 정류부(140), 제어부(150), 기액분리부(160)가 도시되어 있다. 1, a ship ballast water treatment apparatus 100 includes a main pipe 50, an inflow pump 110, an electrolytic bath 120, a metal ion generator 130, a rectifier 140, a controller 150 And a gas-liquid separator 160 are shown.

본 발명의 일 실시예에 따른 선박 평형수 처리 장치(100)는 메인 스트림에서 일부 유량이 분기된 사이드 스트림에 대하여 전기분해 방식으로 생성된 잔류 염소를 이용하여 선박 평형수의 살균 처리를 수행하면서 금속 이온을 추가적으로 발생시켜 전기분해조의 부하를 줄이면서도 선박 평형수의 배출 시까지 높은 살균력을 유지할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다. The ship water ballast water treatment apparatus 100 according to an embodiment of the present invention performs disinfection of ship ballast water by using residual chlorine generated by an electrolysis method with respect to the side stream to which a part of the flow is branched in the main stream, Ions can be additionally generated to reduce the load on the electrolytic bath while maintaining a high sterilizing power until discharge of the ballast water.

본 발명의 일 실시예에 따른 선박 평형수 처리 장치(100)는 유입 펌프(110), 전기분해조(120), 금속 이온 발생부(130), 정류부(140), 제어부(150), 기액분리부(160)를 포함한다. The apparatus for treating ballast water according to one embodiment of the present invention includes an inlet pump 110, an electrolytic bath 120, a metal ion generator 130, a rectifier 140, a controller 150, (160).

선박 평형수 처리 장치(100)는 밸러스트 탱크와 씨 체스트(sea chest) 사이에 연결되어 있어 선박 외부의 해수(원수)가 선박 내부의 밸러스트 탱크로 유입되는 주 경로인 메인 배관(50)을 구비하고 있다. The ship ballast water treatment apparatus 100 is connected between a ballast tank and a sea chest, and has a main piping 50 as a main path through which seawater (raw water) outside the ship flows into a ballast tank inside the ship have.

이하에서는 메인 배관(50)을 따른 선박 평형수의 흐름을 메인 스트림이라 한다. 또한, 본 명세서에서는 씨 체스트 쪽을 메인 스트림의 상류, 밸러스트 탱크 쪽을 메인 스트림의 하류로 가정하여 설명하기로 한다. Hereinafter, the flow of ship equilibrium water along the main pipe 50 is referred to as the main stream. In this specification, a description will be made assuming that the sea chest is upstream of the main stream and the ballast tank is downstream of the main stream.

유입 펌프(110)는 메인 배관(50)의 상류 지점 근처의 해수를 펌핑하고 유입관을 통해 해수의 메인 스트림 중 일부 유량을 사이드 스트림으로서 전기분해조(120)에 원수로 인입할 수 있도록 한다. The inflow pump 110 pumps seawater near the upstream point of the main line 50 and allows some of the main stream of seawater to flow into the electrolysis tank 120 as a sidestream through the inflow line.

유입 펌프(110)의 하류에는 전기분해조(120)가 배치된다. An electrolytic bath 120 is disposed downstream of the inflow pump 110.

전기분해조(120)는 유입 펌프(110)에 의해 유입관을 통해 인입된 원수, 즉 사이드 스트림을 전기분해하여 살균 물질에 해당하는 차아염소산(HClO)을 생성한다. 차아염소산은 선박 평형수 내 살균 대상 물질(예를 들어, 동식물성 플랑크톤, 박테리아 등)을 사멸시키는 잔류 염소에 해당한다. The electrolytic bath 120 electrolyzes the raw water, that is, the sidestream, drawn through the inlet pipe by the inflow pump 110 to generate hypochlorous acid (HClO) corresponding to the sterilizing material. Hypochlorous acid corresponds to residual chlorine, which kills sterilization target substances (e. G., Phytoplankton, bacteria, etc.) in ballast water.

이 과정에서 전기분해조(120)는 정류부(140)에서 공급되는 전류값에 따라 차아염소산의 생성량을 변화시킴으로써 살균액 농도를 변화시킬 수 있다. In this process, the electrolytic bath 120 can change the concentration of the sterilizing liquid by changing the amount of hypochlorous acid produced according to the current value supplied from the rectifying unit 140.

전기분해조(120)는 예를 들어 금속 티타늄 전극으로 이루어지는 전극부를 포함하며, 정류부(140)에서 공급되는 전류를 이용한 전기분해 과정을 통해 음극에서는 차아염소산이 생성되며, 양극에서는 평형수 처리와는 무관한 부산물인 수소(H2), 염소가스(Cl2) 등이 생성된다. The electrolytic bath 120 includes an electrode part made of, for example, a metal titanium electrode. Hypochlorous acid is produced in the anode through an electrolysis process using current supplied from the rectifying part 140, and in the anode, Hydrogen (H 2 ) and chlorine gas (Cl 2 ), which are irrelevant byproducts, are produced.

차아염소산의 농도는 전기분해조(120)에서 사이드 스트림에 가해지는 전류값과 소정의 상관관계를 가지고 있다. 전류값 및 생성되는 차아염소산의 농도에 대한 상관관계는 예를 들어 테이블 형태 혹은 함수식 형태(예를 들어, y=ax와 같은 일차함수, 여기서, y는 차아염소산 농도, x는 전류값, a는 비례상수)로 표현될 수 있으며, 제어부(150)에 저장되어 있을 수 있다. The concentration of hypochlorous acid has a predetermined correlation with a current value applied to the side stream in the electrolytic bath 120. The correlation between the current value and the concentration of hypochlorous acid produced may be, for example, in the form of a table or a functional formula (e.g., a linear function such as y = ax where y is the hypochlorous acid concentration, x is the current value, A proportional constant), and may be stored in the controller 150.

즉, 제어부(150)에서는 미리 저장되어 있는 전류값 및 차아염소산의 농도에 대한 상관관계에 기초하여 제어 신호를 생성 출력함으로써, 정류부(140)에서 전기분해조(120)에 공급하는 전류값을 제어하여 전기분해를 통한 차아염소산의 생성량을 조절할 수 있다. That is, the control unit 150 generates and outputs a control signal based on the correlation between the stored current value and the concentration of hypochlorous acid, thereby controlling the current value supplied from the rectifying unit 140 to the electrolytic bath 120 So that the amount of hypochlorous acid produced through electrolysis can be controlled.

전기분해조(120)의 후단에는 금속 이온 발생부(130)가 배치된다. The metal ion generating unit 130 is disposed at the rear end of the electrolytic bath 120.

전기분해조(120)에서의 전기분해에 의해 차아염소산이 생성된 후, 차아염소산을 포함하고 있는 1차 처리수(도 1의 ① 참조)가 금속 이온 발생부(130)로 이송된다. After the hypochlorous acid is produced by the electrolysis in the electrolytic bath 120, the primary treated water containing hypochlorous acid (see 1 in Fig. 1) is transferred to the metal ion generating unit 130.

금속 이온 발생부(130)는 일종의 전기분해 장치로서, 본 실시예에서는 보조적인 처리 장치에 해당하여 그 규모는 예를 들어 전단의 전기분해조(120)에 비해 작을 수 있다. The metal ion generating unit 130 corresponds to an auxiliary processing unit in the present embodiment and may be smaller in size than, for example, the electrolytic bath 120 in the preceding stage.

금속 이온 발생부(130)는 전기분해 방식으로 금속 이온을 발생시켜 차아염소산을 포함하고 있는 1차 처리수에 포함시킴으로써 선박 평형수가 수처리된 이후 밸러스트 탱크 내에서 보관되는 기간 동안에도 휘발성 없이 수중에 지속적으로 존재하면서 살균 효과를 유지할 수 있도록 한다. The metal ion generating unit 130 generates metal ions in an electrolytic manner to be included in the primary treated water containing hypochlorous acid, so that the ballast water is continuously treated in the water without volatility during the period of storage in the ballast tank after the ballast water is water- So that the sterilizing effect can be maintained.

즉, 기존의 전기분해 방식을 이용하여 잔류 염소 살균 방식을 채택한 경우에 살균 물질(차아염소산)이 부분적인 잔류성은 가지고 있으나 선박 평형수의 배출 직전까지는 살균 상태를 유지할 만큼의 잔류성을 보장하지 못하고 있는 선박 평형수 처리 장치에 대하여 보완적인 방법으로 금속 이온을 이용한 살균 방식이 추가 적용되어 있다. In other words, when the residual chlorine sterilization method is adopted by using the existing electrolysis method, the sterilizing material (hypochlorous acid) has partial residual, but does not guarantee the persistence enough to maintain the sterilization state until the discharge of the ballast water As a complementary method to the ship ballast water treatment system, a sterilization method using metal ions is additionally applied.

금속 이온에 의한 살균은 고대에서부터 물의 오염 방지를 위해서 예를 들어 구리 혹은 은을 물 속에 넣어 물의 신선도를 유지하는 데에 이용하는 것과 같이 경험적인 방식으로 적용된 바가 있다. Sterilization by metal ions has been applied in an empirical manner, for example, to prevent contamination of water from ancient times, for example by using copper or silver in water to maintain water freshness.

금속을 전극으로 하고, 여기에 직류 전류를 흘리면 양극에서는 금속 이온이 발생하게 된다. 금속 이온은 양전하를 띠고 있어, 음전하를 띠는 미생물(본 발명에서는 살균 대상 생물)의 세포벽에 정전기적으로 흡착된다. When a metal is used as an electrode and a direct current is passed through it, metal ions are generated at the anode. The metal ion is positively charged, and is electrostatically adsorbed on the cell wall of the negatively charged microorganism (the microorganism to be sterilized in the present invention).

흡착된 금속 이온은 미생물 세포가 수중 유기물 혹은 양분을 세포벽 내로 취하는 것을 방해한다. 예를 들어, 은 이온의 경우 DNA 및 RNA, 세포단백질, 호흡 효소 등과 결합하여 세포의 활성을 저해한다. 그 결과 세포의 증식이 억제됨과 동시에 세포 자체의 생존이 불가능하게 된다. Adsorbed metal ions prevent microbial cells from taking organic matter or nutrients into the cell wall. For example, in the case of silver ions, it binds to DNA and RNA, cell proteins, respiratory enzymes, etc., and inhibits cell activity. As a result, cell proliferation is inhibited and cell itself can not survive.

이러한 금속 이온의 살균력은 은 > 수은 > 구리 > 카드뮴 > 크롬 > 니켈 > 납 > 코발트 > 아연 > 철 > 칼슘의 순서이며, 이 중 구리와 은이 독성이 적으면서 살균력이 우수하다. The disinfection power of these metal ions is in the order of silver> mercury> copper> cadmium> chromium> nickel> lead> cobalt> zinc> iron> calcium, among which copper and silver are less toxic and excellent in sterilizing power.

구리 이온은 특히 병원균 및 바이러스의 사멸과 살균 상태 유지에 좋은 효과를 보이고 있으며, 도 2에 도시된 것과 같은 농도에서 각 생물종의 생존에 영향을 미치게 된다. Copper ions are particularly effective in maintaining the killing and sterilization of pathogens and viruses and affect the survival of each species at the concentrations shown in Fig.

도 2를 참조하면, 생물종의 생존에 영향을 미치는 구리 이온 농도가 예시되어 있다(출처 : 환경공학용어사전, 환경용어연구회 편, 성안당). Referring to Figure 2, the copper ion concentration that affects the survival of species is illustrated (Source: Environmental Engineering Glossary, Environmental Glossary).

잉어의 경우에는 0.016ppm(16ppb) 이상에서, 산천어의 경우에는 0.015ppm(15ppb) 이상에서, 석화(굴) 및 물벼룩의 경우에는 0.010ppm(10ppb) 이상의 구리 이온 농도를 가지는 환경 하에서는 그 생존에 영향을 미치게 된다. In an environment with a copper ion concentration of more than 0.016ppm (16ppb) for carp, greater than 0.015ppm (15ppb) for acid fish, and greater than 0.010ppm (10ppb) for petrification and daphnia, .

즉, 크기가 큰 생물에 대해서는 대략적으로 10ppb 이상의 구리 이온 농도를 가지는 환경 하에서 그 생존에 영향을 미치게 되지만, 박테리아나 바이러스와 같은 미생물의 경우에는 매우 낮은 농도(예를 들어, 대략 2ppb 정도)만으로도 그 살균 상태의 유지가 가능하다. That is, for living organisms having a large size, their survival is affected in an environment having a copper ion concentration of about 10 ppb or more. However, in the case of microorganisms such as bacteria and viruses, It is possible to maintain sterilization condition.

또한, 이처럼 구리 이온에 의한 살균이 이루어지는 농도는 음용수 수질 기준인 1.0ppm(서울시 보건환경연구원, EPA)에 훨씬 미치지 않는 수준이기 때문에, 이로 인해 환경에 악영향이 야기되는 일이 발생하지는 않을 것이다. In addition, since the copper ion sterilization concentration is not much lower than the drinking water quality standard of 1.0 ppm (Seoul Institute of Health and Environment, EPA), it will not cause adverse effects on the environment.

또한, 은의 경우에는 전기분해할 때 양극에서 발생하는 은 이온이 위에서 언급한 살균 효과 이외에도 수중의 산소를 활성산소로 전환하고, 이 활성산소로 인해 미생물을 불활성화시키는 간접적인 살균 능력을 보유하고 있다. In addition, in the case of silver, in addition to the above-mentioned sterilization effect, silver ions generated in the anode when electrolyzing are converted into active oxygen in the water and indirectly sterilizing ability to inactivate the microorganisms due to the active oxygen.

따라서, 금속 이온 발생부(130)는 은, 수은, 구리, 카드뮴, 크롬, 니켈, 납, 코발트, 아연, 철, 칼슘 등 중 하나 이상의 금속 혹은 이들이 포함된 합금으로 이루어진 전극부를 포함할 수 있다. 이하에서는 독성이 적으면서 살균력이 우수한 구리 및 은 중 하나 이상의 금속 혹은 구리 및 은이 포함된 합금이 전극부로 이용되는 것을 가정하여 설명하기로 하며, 금속 이온 발생부(130)의 전극 배치와 같은 상세 구조에 대해서는 추후 관련 도면을 참조하여 설명하기로 한다. Accordingly, the metal ion generating part 130 may include an electrode part made of one or more metals of silver, mercury, copper, cadmium, chromium, nickel, lead, cobalt, zinc, iron, calcium and the like or an alloy thereof. Hereinafter, it will be assumed that an electrode including at least one of copper and silver or an alloy containing copper and silver, which is less toxic and has excellent sterilizing power, is used as an electrode portion, and detailed structure such as electrode arrangement of the metal ion generating portion 130 Will be described later with reference to the related drawings.

금속 이온 발생부(130)는 금속 전극(구리 전극, 은 전극 혹은 구리/은 합금 전극)으로 이루어진 전극부를 포함하며, 양극에서 생성된 금속 이온(구리 및/또는 은의 양 이온인 Cu2 +, Cu+, Ag+ 등)이 전기분해조(120)로부터 인입된 1차 처리수 내에 포함되도록 한다. 이 과정에서 전기분해조(120)에서와 마찬가지로 평형수 처리와는 무관한 부산물인 수소(H2), 염소가스(Cl2) 등이 재차 생성된다. The metal ion generating part 130 includes an electrode part made of a metal electrode (a copper electrode, a silver electrode or a copper / silver alloy electrode), and the metal ion generated in the anode (Cu 2 + , Cu + , Ag +, etc.) are included in the primary treatment water drawn from the electrolytic bath 120. In this process, hydrogen (H 2 ), chlorine gas (Cl 2 ), etc., which are byproducts independent of the ballast water treatment, are generated again as in the electrolytic bath 120.

금속 이온의 농도는 금속 이온 발생부(130)에서 1차 처리수에 가해지는 전류값과 소정의 상관관계를 가지고 있다. 전류값 및 생성되는 금속 이온의 농도에 대한 상관관계는 예를 들어 테이블 형태 혹은 함수식 형태(예를 들어, y=bx와 같은 일차함수, 여기서, y는 금속 이온 농도, x는 전류값, b는 비례상수)로 표현될 수 있으며, 제어부(150)에 저장되어 있을 수 있다. The concentration of the metal ion has a predetermined correlation with a current value applied to the primary treatment water in the metal ion generating unit 130. The relationship between the current value and the concentration of the generated metal ion may be, for example, in the form of a table or a function (e.g., a linear function such as y = bx, where y is the metal ion concentration, x is the current value, A proportional constant), and may be stored in the controller 150.

즉, 제어부(150)에서는 미리 저장되어 있는 전류값 및 금속 이온의 농도에 대한 상관관계에 기초하여 제어 신호를 생성 출력함으로써, 정류부(140)에서 금속 이온 발생부(130)에 공급하는 전류값을 제어하여 전기분해를 통한 금속 이온의 생성량을 조절할 수 있다. That is, the control unit 150 generates and outputs a control signal based on the correlation between the stored current value and the concentration of the metal ions, thereby determining the current value supplied to the metal ion generating unit 130 in the rectifying unit 140 as So that the amount of metal ions produced by electrolysis can be controlled.

금속 이온 발생부(130)의 후단에는 기액분리부(160)가 배치되어, 전기분해조(120) 및 금속 이온 발생부(130)에서 생성된 물질 중 평형수 처리에 무관한 부산물인 수소 및 염소가스를 제거한다. 즉, 액체 성분의 고농도 차아염소산 및 소정 농도의 금속 이온이 포함된 살균액은 통과시키고, 기체 성분의 수소 및 염소가스만을 분리하여 장치 외부로 배출함으로써 메인 스트림에 주입되는 것을 방지한다. A gas-liquid separator 160 is disposed at a rear end of the metal ion generator 130 to remove hydrogen and chlorine, which are by-products not related to equilibrium water treatment among the substances generated in the electrolytic bath 120 and the metal ion generator 130, Remove the gas. That is, the sterilizing liquid containing the high concentration of hypochlorous acid and the predetermined concentration of the metal ion of the liquid component is passed through and only the hydrogen and chlorine gas of the gas component are separated and discharged to the outside of the apparatus to prevent the main stream from being injected.

기액분리부(160)에서 기체 성분이 분리된 액체 성분의 살균액(도 1의 ② 참조)은 차아염소산 및 금속 이온(구리 이온 및/또는 은 이온)을 함유한 채 메인 배관(50)의 중하류 지점에서 주입되어 메인 스트림에 혼합된다. 1) of the liquid component in which the gas component has been separated in the gas-liquid separator 160 is supplied to the main pipe 50 (see FIG. 1), containing hypochlorous acid and metal ions (copper ion and / or silver ion) Injected at the flow point and mixed into the main stream.

메인 배관(50) 내에서는 씨 체스트를 통해 유입된 해수와 전기분해조(120) 및 금속 이온 발생부(130)를 거치면서 생성된 살균액이 혼합된다. In the main piping 50, seawater introduced through the seed chest is mixed with the sterilizing liquid generated through the electrolytic bath 120 and the metal ion generating unit 130.

전기분해조(120) 및 금속 이온 발생부(130)를 거쳐 생성된 살균액은 소정 농도의 차아염소산과 구리 및/또는 은 이온을 함유하고 있어 메인 스트림의 중하류 지점에서 합류되면서, 희석화 및 완전 혼합 과정을 거쳐 메인 스트림이 적절한 농도의 차아염소산과 구리 및/또는 은 이온을 가지도록 하며, 대용량의 해수(메인 스트림)에 대한 살균 처리가 원활히 수행된 처리수(treated water)가 되어 밸러스트 탱크로 이송되도록 한다. The sterilizing liquid generated through the electrolytic bath 120 and the metal ion generating unit 130 contains hypochlorous acid and copper and / or silver ions at a predetermined concentration and merges at the middle stream point of the main stream, After the mixing process, the main stream has an appropriate concentration of hypochlorous acid and copper and / or silver ions, and the treated water, which has been sterilized smoothly for a large amount of seawater (main stream), becomes a ballast tank .

제어부(150)는 선박 평형수 처리 장치(100)에 포함되는 각 구성요소의 기능을 제어한다. The control unit 150 controls the functions of the respective components included in the ship ballast water processing apparatus 100.

예를 들어, 제어부(150)는 유입 펌프(110)의 펌핑 동작을 제어하여 전기분해조(120)로 유입되는 사이드 스트림의 양을 조절할 수 있다. For example, the control unit 150 may control the pumping operation of the inflow pump 110 to adjust the amount of side stream introduced into the electrolytic bath 120.

또한, 제어부(150)는 정류부(140)에서 전기분해조(120)에 공급되는 전류값을 제어하여 전기분해조(120)에서 생성되는 차아염소산의 양, 즉 잔류 염소의 농도를 조절할 수도 있다. 또한, 제어부(150)는 정류부(140)에서 금속 이온 발생부(130)에 공급되는 전류값을 제어하여 금속 이온 발생부(130)에서 생성되는 금속 이온의 양, 즉 금속 이온의 농도를 조절할 수도 있다. The control unit 150 may control the amount of hypochlorous acid generated in the electrolytic bath 120, that is, the concentration of residual chlorine, by controlling the current value supplied to the electrolytic bath 120 from the rectification unit 140. The control unit 150 may control the amount of metal ions generated in the metal ion generating unit 130, that is, the concentration of metal ions, by controlling the current value supplied to the metal ion generating unit 130 in the rectifying unit 140 have.

선박 평형수 처리 장치(100)는 살균액의 주입 지점 이하에 위치하는 메인 배관(50)의 중하류 지점을 지나는 메인 스트림에 대해서 잔류 염소 농도 및/또는 금속 이온 농도를 측정하기 위한 측정부(미도시)를 더 포함할 수도 있다. The ship ballast water treatment apparatus 100 includes a measuring unit (not shown) for measuring a residual chlorine concentration and / or a metal ion concentration with respect to a main stream passing through a mid-downstream point of the main piping 50 located below the injection point of the sterilizing liquid Time).

측정부에서 측정된 잔류 염소 농도 및/또는 금속 이온 농도에 기초하여 현재 생성되는 살균액 농도의 적정성을 판단하고, 그 농도가 적정값에 이르지 않은 경우에는 제어부(150)는 이를 적정한 기준 농도로 맞추기 위해 전기분해조(120)에서 생성되는 차아염소산의 양을 증가 혹은 감소시키거나 금속 이온 발생부(130)에서 생성되는 금속 이온의 양을 증가 혹은 감소시키는 제어 신호를 생성하여 정류부(140)로 출력할 수 있다.The control unit 150 determines whether the concentration of the sterilizing liquid currently produced is appropriate based on the residual chlorine concentration and / or the metal ion concentration measured by the measuring unit. If the concentration does not reach an appropriate value, A control signal for increasing or decreasing the amount of hypochlorous acid generated in the electrolytic bath 120 or increasing or decreasing the amount of metal ions generated in the metal ion generating unit 130 is generated and output to the rectifying unit 140 can do.

즉, 제어부(150)는 사이드 스트림에 대하여 2차례에 걸친 전기분해 결과 생성된 살균액이 메인 스트림이 주입된 이후 측정된 메인 스트림의 잔류 염소 농도 및/또는 금속 이온 농도에 기초하여 정류부(140)에서 전기분해조(120) 및/또는 금속 이온 발생부(130)에 공급하는 전류값을 조절하는 제어 신호를 생성하여 출력할 수 있다. That is, the control unit 150 determines whether the sterilizing liquid generated as a result of the electrolysis twice on the side stream is supplied to the rectifying unit 140 based on the residual chlorine concentration and / or the metal ion concentration of the main stream measured after the main stream is injected. A control signal for controlling a current value to be supplied to the electrolytic bath 120 and / or the metal ion generating unit 130 may be generated and output.

본 실시예에서는 앞서 설명한 것처럼 차아염소산을 이용한 살균 장치의 보조 수단으로 금속 이온 발생부(130)를 적용하고 있어, 잔류 염소의 초기 발생량을 경감시킬 수 있다. 기존의 전기분해 방식에 의하면 차아염소산의 잔류성을 최대한 이용하기 위해서 차아염소산을 초기 살균이 가능한 수준보다 훨씬 과량 주입해야 했으나, 본 실시예에 따르면 수처리된 선박 평형수, 즉 처리수는 밸러스트 탱크 내에 저장되어 있는 동안에도 금속 이온의 존재로 인해 휘발성 없이 수중에서 지속적으로 존재하면서 그 살균 효과를 나타내게 되므로, 과량의 차아염소산을 생성 및 주입할 필요가 없게 된다. 또한, 선박 평형수의 배출 과정에서도 배출 직전에 밸러스트 탱크 내에서 재생된 미생물을 사멸시키기 위해 추가적으로 잔류 염소를 생성하는 장치가 불필요하게 된다. In the present embodiment, as described above, the metal ion generating unit 130 is applied as an auxiliary means of the sterilizing apparatus using hypochlorous acid, so that the initial amount of residual chlorine can be reduced. According to the existing electrolysis method, hypochlorous acid has to be injected in excess of the level at which the initial sterilization is possible in order to utilize the residual of hypochlorous acid to the maximum. However, according to this embodiment, the water ballast water, It is not necessary to generate and inject an excessive amount of hypochlorous acid because it is continuously present in water without volatility due to the presence of metal ions and exhibits its germicidal effect. Also, in the process of discharging the ballast water, a device for generating additional residual chlorine in order to kill the microorganisms regenerated in the ballast tank immediately before discharge becomes unnecessary.

또한, 금속 이온 발생부(130)는 전기분해조(120)와 마찬가지로 전기적인 에너지를 전극에 공급하는 방식에 의해 동작하는 바, 정류부(140), 기액분리부(160), 센서부(미도시) 등의 부대설비를 전기분해조(120)와 공유할 수 있으므로 추가 장비가 필요없어 설치 측면에서도 유리하고 경제적인 효과도 있다. Like the electrolytic bath 120, the metal ion generating unit 130 operates by supplying electrical energy to the electrodes. The metal ion generating unit 130 includes a rectifying unit 140, a gas-liquid separating unit 160, a sensor unit ) Can be shared with the electrolysis tank 120, so that there is no need for additional equipment, which is advantageous in terms of installation, and is also economical.

이하에서는 이러한 금속 이온 발생부(130)의 구성에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 이온 발생부의 구성을 도시한 예시도이다. Hereinafter, the configuration of the metal ion generating unit 130 will be described in detail with reference to the drawings. 3 is an exemplary view showing a configuration of a metal ion generating unit according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 금속 이온 발생부(130)는 하나 이상의 층마다 배치된 전극부(131a, 131b, 131c)를 포함한다. Referring to FIG. 3, the metal ion generating part 130 includes electrode parts 131a, 131b, and 131c disposed in at least one layer.

전기분해조(120)에서 이송된 1차 처리수가 금속 이온 발생부(130)의 하부를 통해 유입되고, 최하층에서부터 최상층으로 진행한 후 금속 이온 발생부(130)의 상부를 통해 금속 이온을 포함하는 2차 처리수가 배출되어 후단의 기액 분리부(160)로 이송된다(도 3의 화살표 참조). 1차 처리수가 최하층에서부터 최상층으로 진행하는 과정 중에 각 층에 배치된 전극부(131a, 131b, 131c)를 통과하면서 전기분해가 이루어진다. The primary treatment water transferred from the electrolytic bath 120 flows through the lower part of the metal ion generating part 130 and proceeds from the lowest layer to the uppermost layer and then passes through the upper part of the metal ion generating part 130, The secondary process water is discharged and transferred to the gas-liquid separation unit 160 at the downstream (refer to arrows in Fig. 3). Electrolysis is performed while passing through the electrode portions 131a, 131b, and 131c disposed in each layer during the course of the primary process water proceeding from the lowest layer to the uppermost layer.

각 층의 전극부(131a, 131b, 131c)는 예를 들어 하나 이상의 직사각형의 금속판이 전극판으로서 서로 평행하게 배열된 형태를 가진다. 도면에서는 하나 이상의 금속판이 세로로 세워져 있어 가로 방향으로 평행하게 배열된 형태를 가지지만, 이는 일 실시예에 불과하며, 경우에 따라 하나 이상의 금속판이 가로로 누워 있어 세로 방향으로 평행하게 배열될 수도 있을 것이다. 또한, 금속판의 형상이 직사각형인 것으로 도시되어 있지만, 이는 일 실시예에 불과하며, 금속판이 배치될 층의 단면 형상 등에 따라 다양한 형상을 가질 수 있을 것이다. The electrode portions 131a, 131b and 131c of each layer have a shape in which, for example, one or more rectangular metal plates are arranged in parallel to one another as electrode plates. In the drawings, one or more metal plates are vertically erected and arranged in parallel in the lateral direction, but this is merely an example, and in some cases, one or more metal plates may be arranged laterally and arranged in parallel in the longitudinal direction will be. Further, although the shape of the metal plate is shown as being rectangular, this is merely an example, and it may have various shapes depending on the cross-sectional shape of the layer on which the metal plate is disposed.

하층에서 상층으로 연결되는 층간 연결홀(134a, 134b)은 지그재그로 배치되어 1차 처리수가 최하층에서 최상층으로 S자로 진행하는 과정 중에 그 경로를 최대한 연장시킴으로써 각 층에 배치된 전극부(131a, 131b, 131c)의 전극판과 충분히 접촉할 수 있도록 한다. The interlayer connection holes 134a and 134b connected to the upper layer to the upper layer are arranged in a zigzag manner to extend the path of the primary process water from the lowest layer to the uppermost layer in the S-shape to maximize the length of the electrode parts 131a and 131b And 131c, respectively.

예를 들어, 도 3에 예시된 것과 같이, 제1 층(L1)과 제2 층(L2)을 연결하는 제1 층간 연결홀(134a)은 제1 층(L1)의 좌측편에 형성된 유입구(132)의 반대편(우측)에 형성되며, 제2 층(L2)과 제3 층(L3)을 연결하는 제2 층간 연결홀(134b)은 제1 층간 연결홀(134a)의 반대편(좌측)에 형성되고, 제3 층(L3)의 배출구(133)는 제2 층간 연결홀(134b)의 반대편(우측)에 형성될 수 있을 것이다. For example, as illustrated in FIG. 3, the first interlayer connection hole 134a connecting the first layer L1 and the second layer L2 includes an inlet (not shown) formed on the left side of the first layer L1 And the second interlayer connection hole 134b connecting the second layer L2 and the third layer L3 is formed on the opposite side (left side) of the first interlayer connection hole 134a And the discharge port 133 of the third layer L3 may be formed on the opposite side (right side) of the second interlayer connection hole 134b.

금속 이온 발생부(130)에서 각 층의 전극부(131a, 131b, 131c)는 도 3에 예시된 것과 같이 구리-은-구리의 3층 구성 이외에도 1층, 2층 혹은 4층 이상으로도 구성될 수 있으며, 각 전극부(131a, 131b, 131c)에 포함되는 전극판의 개수 역시 임의로 조절이 가능하다. The electrode portions 131a, 131b and 131c of the respective layers in the metal ion generating portion 130 may be configured as one, two or four or more layers in addition to the three-layer structure of copper-silver-copper as illustrated in FIG. And the number of the electrode plates included in each of the electrode units 131a, 131b, and 131c can be arbitrarily adjusted.

또한, 각 전극부(131a, 131b, 131c)는 동일 종류의 금속의 전극판을 포함할 수도 있지만, 실시예에 따라 상이한 종류의 전극판을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 임의의 층에 배치된 전극부가 구리-은-구리-은, 구리-구리-은-은 등의 순서로 평행 배열된 전극판으로 이루어질 수도 있을 것이다. The electrode portions 131a, 131b, and 131c may include electrode plates of the same kind of metal, but may include electrode plates of different types according to the embodiment. For example, the electrode portions arranged in arbitrary layers may be composed of electrode plates arranged in parallel in the order of copper-silver-copper-silver, copper-copper-silver-silver,

또한, 경제적인 문제로 은 전극판의 설치가 불가능할 경우에는 구리 전극판만으로도 금속 이온 발생부(130)의 구성이 가능할 것이다. In addition, when the silver electrode plate can not be installed due to economic problems, the structure of the metal ion generating unit 130 can be realized with only the copper electrode plate.

또한, 본 실시예에서는 1차 처리수가 하층에서 상층으로 이동하는 것을 가정하여 설명하였지만, 필요에 따라 1차 처리수가 상층에서 하층으로 이동하도록 금속 이온 발생부(130)가 구성될 수도 있을 것이다. In this embodiment, it is assumed that the primary process water moves from the lower layer to the upper layer. However, if necessary, the metal ion generating unit 130 may be configured so that the primary process water moves from the upper layer to the lower layer.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 금속 이온 발생 장치를 적용한 선박 평형수 처리 장치의 개념을 나타낸 도면이다.4 is a view showing a concept of a ship ballast water treatment apparatus to which a metal ion generating apparatus according to another embodiment of the present invention is applied.

도 4를 참조하면, 선박 평형수 처리 장치(200), 메인 배관(50), 금속 이온 주입부(205), 유입 펌프(210), 금속 이온 발생부(230), 정류부(240), 기액분리부(260), 제어부(250), 약품 주입부(220), 약품 탱크(222), 주입 펌프(224)가 도시되어 있다. 4, the apparatus for treating a ballast water according to the present invention includes a ship ballast water treatment apparatus 200, a main pipe 50, a metal ion injecting unit 205, an inflow pump 210, a metal ion generating unit 230, a rectifying unit 240, A control unit 250, a medicine injection unit 220, a medicine tank 222, and an injection pump 224 are shown in FIG.

본 발명의 다른 실시예에 따른 선박 평형수 처리 장치(200)는 살균제를 메인 스트림에 주입하는 약품 주입 방식으로 선박 평형수를 처리하면서 보완적으로 메인 스트림에서 일부 유량이 분기된 사이드 스트림에 대하여 전기분해 방식으로 금속 이온을 발생시켜 금속 이온을 포함하는 살균액을 메인 스트림에 주입하여 선박 평형수의 배출 시까지 높은 살균력을 유지할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다. The ship water ballast water treatment apparatus 200 according to another embodiment of the present invention is a chemical injection system for injecting a sterilizing agent into a main stream, And a sterilizing liquid containing metal ions is injected into the main stream to maintain high sterilizing power until discharging the ballast water.

본 발명의 다른 실시예에 따른 선박 평형수 처리 장치(200)는 금속 이온 주입부(205), 약품 주입부(220) 및 제어부(250)를 포함한다. The ballast water treatment apparatus 200 according to another embodiment of the present invention includes a metal ion implantation unit 205, a medicine injection unit 220, and a control unit 250.

약품 주입부(220)는 약품 탱크(222)와 주입 펌프(224)를 포함한다. The drug injection unit 220 includes a chemical tank 222 and an injection pump 224.

약품 탱크(222)는 해수에 대한 살균 처리가 가능한 약품이 액체 형태로 저장되어 있는 공간이다. 약품 탱크(222)에 저장되어 있는 약품으로는 예를 들어 살균 효과가 있는 염소계 물질 혹은 페라클린(Peraclean), 비타민 K3(Vitamin K3), 철산염 이온(Ferrate ion) 등과 같은 화학 물질 등 중 하나 혹은 둘 이상의 조합이 적용될 수 있다. The chemical tank 222 is a space in which chemicals capable of sterilization treatment for seawater are stored in liquid form. Examples of the medicine stored in the chemical tank 222 include a chlorine-based substance having a sterilizing effect or a chemical substance such as Peraclean, Vitamin K3, ferrate ion, etc. Two or more combinations can be applied.

약품이 고체 형태인 경우에는 물에 녹여 용액 형태로 변형시킨 후 사용할 수 있으며, 이 경우 약품 탱크(222)에는 별도의 교반기(미도시)가 설치될 수도 있다. When the drug is in a solid form, it may be dissolved in water and transformed into a solution form. In this case, a separate stirrer (not shown) may be installed in the drug tank 222.

약품 탱크(222)에 저장되어 있는 액체 형태의 약품은 주입 펌프(224)의 펌핑 동작에 의해 주입관을 거쳐 대상 선박의 메인 배관(50) 내에 주입될 수 있다. The liquid medicine stored in the chemical tank 222 can be injected into the main piping 50 of the target vessel through the injection tube by the pumping action of the injection pump 224. [

금속 이온 주입부(205)는 유입 펌프(210), 금속 이온 발생부(230), 정류부(240), 기액분리부(260)를 포함하며, 도 1에 도시된 선박 평형수 처리 장치(100)에서 전기분해조(120)가 제거된 구성과 유사한다. The metal ion injecting unit 205 includes an inlet pump 210, a metal ion generating unit 230, a rectifying unit 240, and a gas / liquid separating unit 260. In the ship ballast water treating apparatus 100 shown in FIG. 1, The electrolytic bath 120 is removed.

유입 펌프(210)는 메인 배관(50)의 상류 지점 근처의 해수를 펌핑하고 유입관을 통해 해수의 메인 스트림 중 일부 유량을 사이드 스트림으로서 금속 이온 발생부(230)에 원수로 인입할 수 있도록 한다.The inflow pump 210 pumps the seawater near the upstream point of the main piping 50 and allows some of the main stream of the seawater to flow into the raw water to the metal ion generating section 230 as a sidestream through the inflow pipe .

유입 펌프(210)의 하류에는 금속 이온 발생부(230)가 배치된다. The metal ion generating unit 230 is disposed downstream of the inflow pump 210.

금속 이온 발생부(230)는 전기분해 방식으로 금속 이온을 발생시켜 원수에 포함시킴으로써 선박 평형수가 약품 주입 방식으로 수처리된 이후 밸러스트 탱크 내에서 보관되는 기간 동안에도 휘발성 없이 수중에 지속적으로 존재하면서 살균 효과를 유지할 수 있도록 한다. The metal ion generating unit 230 generates metal ions in an electrolytic manner and includes them in the raw water so that the ballast water is continuously treated in the water without being volatilized during the period of being stored in the ballast tank after being water- .

즉, 기존의 약품 주입 방식을 이용하여 잔류 염소 살균 방식을 채택한 경우에 약품(살균제)이 부분적인 잔류성은 가지고 있으나 선박 평형수의 배출 직전까지는 살균 상태를 유지할 만큼의 잔류성을 보장하지 못하고 있는 선박 평형수 처리 장치에 대하여 보완적인 방법으로 금속 이온을 이용한 살균 방식이 추가 적용되어 있다.In other words, when the residual chlorine disinfection method is adopted by using the existing chemical injection method, the chemical balance (sterilizing agent) has a partial residual, but the vessel equilibrium which does not guarantee the persistence enough to maintain sterilization state A sterilization method using a metal ion is additionally applied as a complementary method to a water treatment apparatus.

금속 이온 발생부(230)는 금속 전극(구리 전극, 은 전극 혹은 구리/은 합금 전극)으로 이루어진 전극부를 포함하며, 양극에서 생성된 금속 이온(구리 및/또는 은의 양 이온인 Cu2 +, Cu+, Ag+ 등)이 원수 내에 포함되도록 한다. 이 과정에서 평형수 처리와는 무관한 부산물인 수소(H2), 염소가스(Cl2) 등이 생성된다. The metal ion generating part 230 includes an electrode part made of a metal electrode (a copper electrode, a silver electrode or a copper / silver alloy electrode), and the metal ion generated in the anode (Cu 2 + , Cu + , Ag +, etc.) are included in the raw water. Hydrogen (H 2 ) and chlorine gas (Cl 2 ), which are byproducts not related to ballast water treatment, are produced in this process.

금속 이온의 농도는 금속 이온 발생부(230)에서 원수에 가해지는 전류값과 소정의 상관관계를 가지고 있다. 전류값 및 생성되는 금속 이온의 농도에 대한 상관관계는 예를 들어 테이블 형태 혹은 함수식 형태(예를 들어, y=bx와 같은 일차함수, 여기서, y는 금속 이온 농도, x는 전류값, b는 비례상수)로 표현될 수 있으며, 제어부(250)에 저장되어 있을 수 있다. The concentration of the metal ion has a predetermined correlation with the current value applied to the raw water in the metal ion generating unit 230. The relationship between the current value and the concentration of the generated metal ion may be, for example, in the form of a table or a function (e.g., a linear function such as y = bx, where y is the metal ion concentration, x is the current value, A proportional constant), and may be stored in the controller 250.

즉, 제어부(250)에서는 미리 저장되어 있는 전류값 및 금속 이온의 농도에 대한 상관관계에 기초하여 제어 신호를 생성 출력함으로써, 정류부(240)에서 금속 이온 발생부(230)에 공급하는 전류값을 제어하여 전기분해를 통한 금속 이온의 생성량을 조절할 수 있다. That is, the control unit 250 generates and outputs a control signal based on the correlation between the stored current value and the concentration of the metal ions, thereby calculating the current value supplied to the metal ion generating unit 230 in the rectifying unit 240 as So that the amount of metal ions produced by electrolysis can be controlled.

본 실시예에서의 금속 이온 발생부(230)는 앞서 도 3을 참조하여 설명한 금속 이온 발생부(130)와 그 구성이 동일할 수 있다. 다만, 본 실시예에서의 금속 이온 발생부(230)는 유입구를 통해 원수(해수)가 유입되는 차이점이 있을 뿐이다. The metal ion generating portion 230 in this embodiment may have the same configuration as the metal ion generating portion 130 described with reference to FIG. However, the metal ion generating unit 230 in this embodiment has only a difference in that raw water (sea water) flows through the inlet.

금속 이온 발생부(230)의 후단에는 기액분리부(260)가 배치되어, 금속 이온 발생부(230)에서 생성된 물질 중 평형수 처리에 무관한 부산물인 수소 및 염소가스를 제거한다. 즉, 액체 성분의 소정 농도의 금속 이온이 포함된 살균액은 통과시키고, 기체 성분의 수소 및 염소가스만을 분리하여 장치 외부로 배출함으로써 메인 스트림에 주입되는 것을 방지한다. A gas-liquid separator 260 is disposed downstream of the metal ion generating unit 230 to remove hydrogen and chlorine gas, which are by-products of the metal ion generating unit 230, irrespective of the equilibrium water treatment. That is, the sterilizing liquid containing the metal ions of the predetermined concentration of the liquid component is passed through, and only hydrogen and chlorine gas of the gas component are separated and discharged outside the apparatus to prevent the main stream from being injected.

기액분리부(260)에서 기체 성분이 분리된 액체 성분의 살균액은 금속 이온(구리 이온 및/또는 은 이온)을 함유한 채 메인 배관(50)의 중하류 지점에서 주입되어 메인 스트림에 혼합된다. The sterilizing liquid of the liquid component in which the gas component has been separated in the gas-liquid separator 260 is injected at the middle downstream point of the main pipe 50 containing the metal ions (copper ion and / or silver ion) and mixed into the main stream .

메인 배관(50) 내에서는 씨 체스트를 통해 유입된 해수와 약품 주입부(220)에서 주입된 약품과 금속 이온 발생부(230)를 거치면서 생성된 살균액이 혼합된다. In the main piping 50, the seawater flowing through the seed chest, the medicine injected from the drug injecting unit 220, and the sterilizing liquid generated through the metal ion generating unit 230 are mixed.

금속 이온 발생부(230)를 거쳐 생성된 살균액은 소정 농도의 구리 및/또는 은 이온을 함유하고 있어 메인 스트림의 중하류 지점에서 합류되면서, 희석화 및 완전 혼합 과정을 거쳐 메인 스트림이 적절한 농도의 구리 및/또는 은 이온을 가지도록 하며, 대용량의 해수(메인 스트림)에 대한 살균 처리가 원활히 수행된 처리수가 되어 밸러스트 탱크로 이송되도록 한다. The sterilizing liquid generated through the metal ion generating unit 230 contains a predetermined concentration of copper and / or silver ions and is merged at the middle stream downstream of the main stream. After the dilution and complete mixing process, Copper, and / or silver ions, and treats the large-capacity seawater (main stream) with sterilization treatment, thereby transferring the treated water to the ballast tank.

제어부(250)는 선박 평형수 처리 장치(200)에 포함되는 각 구성요소의 기능을 제어한다. 제어부(250)는 주입 펌프(224)의 펌핑 동작을 제어하여 약품 탱크(222)에 저장된 살균액이 대상 선박의 메인 배관에 주입되는 양을 조절할 수 있다. The control unit 250 controls the functions of the respective components included in the ship ballast water treatment apparatus 200. The control unit 250 may control the pumping operation of the injection pump 224 to adjust the amount of sterilization liquid stored in the chemical tank 222 into the main piping of the target vessel.

또한, 제어부(250)는 유입 펌프(210)의 펌핑 동작을 제어하여 금속 이온 발생부(230)로 유입되는 사이드 스트림의 양을 조절할 수 있으며, 정류부(240)에서 금속 이온 발생부(230)에 공급되는 전류값을 제어하여 금속 이온 발생부(230)에서 생성되는 금속 이온의 양, 즉 금속 이온의 농도를 조절할 수도 있다. The control unit 250 may control the pumping operation of the inflow pump 210 to adjust the amount of the side stream introduced into the metal ion generating unit 230. The control unit 250 may control the amount of the side stream introduced into the metal ion generating unit 230 The amount of metal ions generated by the metal ion generating unit 230, that is, the concentration of the metal ions, may be controlled by controlling the supplied current value.

선박 평형수 처리 장치(200)는 약품 주입 지점 및 살균액 주입 지점 이하에 위치하는 메인 배관(50)의 중하류 지점을 지나는 메인 스트림에 대해서 약품 농도 및/또는 금속 이온 농도를 측정하기 위한 측정부(미도시)를 더 포함할 수도 있다. The ship ballast water treatment apparatus 200 includes a measurement unit for measuring a chemical concentration and / or a metal ion concentration with respect to a main stream passing through a midstream and a downstream point of a main pipeline 50 located below a chemical injection point and a sterilizing liquid injection point, (Not shown).

측정부에서 측정된 약품 농도 및/또는 금속 이온 농도에 기초하여 현재 생성되는 살균액 농도의 적정성을 판단하고, 그 농도가 적정값에 이르지 않은 경우에는 제어부(250)는 이를 적정한 기준 농도로 맞추기 위해 약품 주입부(220)에서 주입되는 약품의 양을 증가 혹은 감소시키는 제어 신호를 생성하여 약품 탱크(222)로 출력하거나 금속 이온 발생부(230)에서 생성되는 금속 이온의 양을 증가 혹은 감소시키는 제어 신호를 생성하여 정류부(240)로 출력할 수 있다.The control unit 250 determines the adequacy of the concentration of the sterilizing liquid currently generated on the basis of the measured drug concentration and / or the metal ion concentration in the measuring unit, and if the concentration does not reach an appropriate value, A control signal for increasing or decreasing the amount of the medicine injected from the drug injecting unit 220 and outputting the control signal to the chemical tank 222 or increasing or decreasing the amount of the metal ion generated by the metal ion generating unit 230 And outputs the generated signal to the rectifying unit 240.

기존의 약품 주입 방식에 의하면 약품의 잔류성을 최대한 이용하기 위해서 약품을 초기 살균이 가능한 수준보다 훨씬 과량 주입해야 했으나, 본 실시예에 따르면 수처리된 선박 평형수, 즉 처리수는 밸러스트 탱크 내에 저장되어 있는 동안에도 금속 이온의 존재로 인해 휘발성 없이 수중에서 지속적으로 존재하면서 그 살균 효과를 나타내게 되므로, 과량의 약품을 주입할 필요가 없게 된다. According to the conventional chemical injection method, in order to maximize the residual property of the chemical, the chemical must be injected in excess of the level at which initial sterilization is possible. However, according to the present embodiment, the water treatment equilibrium water, that is, the treated water is stored in the ballast tank It is not necessary to inject an excessive amount of medicine since the germicidal effect is continuously present in water without volatility due to the presence of metal ions.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the following claims And changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.

100, 200: 선박 평형수 처리 장치 110, 210: 유입 펌프
120: 전기분해조 130, 230: 금속 이온 발생부
140, 240: 정류부 150, 250: 제어부
160, 260: 기액분리부 220: 약품 주입부
222: 약품 탱크 224: 주입 펌프
131a, 131b, 131c: 전극부 132: 유입구
133: 유출구 134a, 134b: 층간 연결홀
100, 200: ship ballast water treatment apparatus 110, 210: inflow pump
120: Electrolysis tank 130, 230: Metal ion generator
140, 240: rectifying part 150, 250:
160, 260: gas / liquid separator 220:
222: chemical tank 224: injection pump
131a, 131b, 131c: electrode part 132:
133: Outlets 134a, 134b: Interlayer connection hole

Claims (10)

선박 외부에서 유입되는 해수를 처리하여 밸러스트 탱크에 선박 평형수로 저장하는 선박 평형수 처리 장치로서,
상기 해수가 진행되는 메인 배관의 상류 지점에서 상기 해수의 일부를 유입하는 유입 펌프;
상기 유입 펌프에 의해 유입되는 해수를 전기분해하여 차아염소산을 생성하고 상기 차아염소산이 포함된 1차 처리수를 배출하는 전기분해조;
상기 전기분해조의 후단에 연결되며 상기 1차 처리수를 전기분해하여 발생된 금속 이온을 포함시킨 2차 처리수를 상기 메인 배관으로 배출하는 금속 이온 발생부;
상기 전기분해조 및 상기 금속 이온 발생부에 전류를 공급하는 정류부; 및
상기 정류부에서 상기 전기분해조 및 상기 금속 이온 발생부에 공급하는 전류를 제어하는 제어부를 포함하는 선박 평형수 처리 장치.
A ship ballast water treatment apparatus for treating sea water flowing from the outside of a ship and storing the ballast tank as ship ballast water,
An inflow pump for introducing a part of the seawater at a point upstream of the main pipeline where the seawater runs;
An electrolysis tank for electrolyzing the seawater introduced by the inflow pump to generate hypochlorous acid and to discharge the primary treated water containing the hypochlorous acid;
A metal ion generator connected to a downstream end of the electrolytic bath for discharging secondary treatment water containing metal ions generated by electrolyzing the primary treatment water to the main pipe;
A rectifying unit for supplying a current to the electrolytic bath and the metal ion generating unit; And
And a control unit for controlling a current supplied from the rectifying unit to the electrolysis tank and the metal ion generating unit.
제1항에 있어서,
상기 메인 배관에 설치되어 상기 선박 평형수의 차아염소산 농도 및 금속 이온 농도 중 적어도 하나의 농도를 측정하는 측정부를 더 포함하되,
상기 제어부는 상기 측정부에서 측정한 상기 차아염소산 농도 및 상기 금속 이온 농도에 기초하여, 상기 정류부에서 상기 전기분해조 및 상기 금속 이온 발생부 중 적어도 하나에 공급하는 전류값을 제어하는 선박 평형수 처리 장치.
The method of claim 1,
Further comprising: a measurement unit installed in the main pipe for measuring a concentration of at least one of hypochlorous acid concentration and metal ion concentration of the ship equilibrium water,
Wherein the control unit controls the current value supplied to at least one of the electrolytic bath and the metal ion generating unit in the rectifying unit based on the hypochlorous acid concentration and the metal ion concentration measured by the measuring unit Device.
선박 외부에서 유입되는 해수를 처리하여 밸러스트 탱크에 선박 평형수로 저장하는 선박 평형수 처리 장치로서,
상기 해수가 진행되는 메인 배관에 살균 효과를 가지는 약품을 주입하는 약품 주입부;
상기 메인 배관의 상류 지점에서 상기 해수의 일부를 유입하고 전기분해하여 발생된 금속 이온을 상기 메인 배관에 재주입하는 금속 이온 주입부; 및
상기 약품 주입부에서 주입되는 약품의 양 및 상기 금속 이온 주입부에서 발생되는 금속이온의 양 중 적어도 하나를 제어하는 제어부를 포함하는 선박 평형수 처리 장치.
A ship ballast water treatment apparatus for treating sea water flowing from the outside of a ship and storing the ballast tank as ship ballast water,
A chemical injector for injecting a drug having a sterilizing effect into the main pipeline where the seawater flows;
A metal ion implantation unit for introducing a part of the seawater at a point upstream of the main pipeline and re-injecting the generated metal ions into the main pipeline by electrolysis; And
And a control unit for controlling at least one of the amount of medicine injected from the medicine injection unit and the amount of metal ions generated from the metal ion injection unit.
제3항에 있어서,
상기 약품은 염소계 물질, 페라클린(Peraclean), 비타민 K3(Vitamin K3), 철산염 이온(Ferrate ion) 중 하나 혹은 둘 이상의 조합을 포함하는 선박 평형수 처리 장치.
The method of claim 3,
Wherein the medicament comprises one or more of a chlorine-based material, Peraclean, vitamin K3 (Vitamin K3), ferrate ion (Ferrate ion) or a combination of two or more thereof.
제3항에 있어서,
상기 금속 이온 주입부는,
상기 메인 배관의 상류 지점에서 상기 해수의 일부를 유입하는 유입 펌프;
상기 유입 펌프에 의해 유입된 해수를 전기분해하여 금속 이온을 생성하고 상기 메인 배관으로 배출하는 금속 이온 발생부; 및
상기 금속 이온 발생부에 전류를 공급하는 정류부를 포함하되,
상기 제어부는 상기 정류부에서 상기 금속 이온 발생부에 공급하는 전류를 제어하는 선박 평형수 처리 장치.
The method of claim 3,
The metal ion implantation unit may include:
An inflow pump for introducing a part of the seawater at a point upstream of the main pipe;
A metal ion generating unit for electrolyzing the seawater introduced by the inflow pump to generate metal ions and discharge the metal ions to the main pipe; And
It includes a rectifier for supplying a current to the metal ion generating unit,
The control unit is a ballast water treatment apparatus for controlling the current supplied to the metal ion generating unit in the rectifying unit.
제1항 또는 제5항에 있어서,
상기 금속 이온 발생부는 구리 및 은 중 하나 이상의 금속 혹은 구리 및 은이 포함된 합금으로 이루어진 전극부를 포함하는 선박 평형수 처리 장치.
6. The method according to claim 1 or 5,
Wherein the metal ion generating part includes an electrode part made of at least one of copper and silver or an alloy containing copper and silver.
제1항 또는 제5항에 있어서,
상기 금속 이온 발생부는 복수의 층으로 구분되는 전극부를 포함하며,
각 층의 전극부는 하나 이상의 금속판이 서로 평행하게 배열된 형태를 가지는 선박 평형수 처리 장치.
6. The method according to claim 1 or 5,
Wherein the metal ion generating part includes an electrode part divided into a plurality of layers,
Wherein the electrode portions of each layer have a shape in which one or more metal plates are arranged parallel to each other.
제7항에 있어서,
상기 금속 이온 발생부는 하층에서 상층으로 연결되는 층간 연결홀이 지그재그로 배치되는 선박 평형수 처리 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the metal ion generating unit is arranged in a zigzag manner in the interlayer connection holes connected from the lower layer to the upper layer.
제5항에 있어서,
상기 메인 배관에 설치되어 상기 선박 평형수의 약품 농도 및 금속 이온 농도 중 적어도 하나의 농도를 측정하는 측정부를 더 포함하되,
상기 제어부는 상기 측정부에서 측정한 상기 약품 농도 및 상기 금속 이온 농도에 기초하여, 상기 정류부에서 상기 금속 이온 발생부에 공급하는 전류값을 제어하는 선박 평형수 처리 장치.
6. The method of claim 5,
And a measuring unit installed in the main pipe for measuring at least one concentration of the chemical concentration and the metal ion concentration of the ship ballast water,
Wherein the control unit controls a current value supplied from the rectifying unit to the metal ion generating unit based on the chemical concentration and the metal ion concentration measured by the measuring unit.
제1항 또는 제5항에 있어서,
상기 금속 이온 발생부의 후단에 연결되며 상기 금속 이온 발생부에서 생성된 부산물인 기체 성분을 분리한 액체 성분만이 상기 메인 배관에 주입되도록 하는 기액분리부를 더 포함하는 선박 평형수 처리 장치.
6. The method according to claim 1 or 5,
Further comprising a gas-liquid separator connected to a rear end of the metal ion generating unit and adapted to inject only the liquid component separated from the gas component, which is a by-product generated in the metal ion generating unit, into the main pipe.
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