KR20140108646A - 평형수의 처리 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

평형수를 처리하기 위해, 선박으로 평형수의 주입시, 평형 과아세트산 및 카탈라아제가 평형수에 첨가되며, 여기서 평형 과아세트산이 5 내지 50 mg/l 과아세트산의 양으로 첨가되고 카탈라아제가, 평형수에서, 120 시간 동안, 평형 과아세트산과 함께 도입된 과산화수소의 함량을 2 mg/l 미만으로 분해하는 양으로 첨가된다. 평형수의 처리에 적당한 장치는 평형수 탱크(1), 평형수 탱크를 채우기 위한 도관(2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) 및 평형수 탱크를 비우기 위한 도관(8, 9, 3, 4, 10)을 포함하며, 여기서 평형 과아세트산에 대한 계량 장치(15) 및 카탈라아제에 대한 계량 장치(16)가 평형수 탱크를 채우기 위한 도관에 연결되고, 환원제에 대한 계량 장치(17)가 평형수 탱크를 비우기 위한 도관에 연결된다.

Description

평형수의 처리 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR TREATING BALLAST WATER}

본 발명은 선박에서의 평형수(ballast water)의 처리 방법 및 장치에 관한 것이다.

대부분의 화물선은 선박의 안정적 자세를 보장하고 선박의 전복을 피하기 위해 선박이 화물 없이 또는 적은 화물로 항해할 때 평형수로 채워진 평형수 탱크가 장착된다. 평형수 탱크가 채워질 때, 미생물, 예컨대 박테리아, 식물성 및 동물성 플랑크톤, 및 이들의 포자가 또한 물과 함께 유입되고 다른 항구나 연안 해역에서 평형수 탱크를 비움으로써 먼 거리에 걸쳐 수송된다. 이러한 방식의 생물의 자연 서식지 바깥 생태계로의 전파는 바람직하지 않으며 상당한 문제점을 일으킬 수 있다.

이러한 평형수와 함께하는 생물의 전파는 평형수를 살생물제로 처리함으로써 방지될 수 있다.

US 제5,256,423호는 10 내지 500 ppm의 과산화수소 또는 과산화수소-형성 화합물을 평형수에 첨가함으로써 독성 플랑크톤의 낭을 살생물하는 방법을 기술한다. 과산화수소는, 그러나, 충분히 광범위한 살생물 활성을 갖지 않고, 따라서 평형수를 과산화수소로 처리하여도, "선박의 평형수와 침전물 통제 및 관리에 관한 국제 협약(International Convention for the Control and Management of Ships' Ballast Water and Sediments)"(2004)의 D2 기준에 따른 효과적인 평형수 처리에 관한 국제 해사 기구(IMO)의 요건은 항상 충족될 수 없다.

EP 제1,006,084호는 0.1 내지 200 ppm의 과카르복실산의 첨가에 의한 평형수의 처리 방법을 기술한다. 과카르복실산은 바람직하게는 과산화수소보다 상당히 더 높은 살생물 활성을 갖는 평형 과아세트산 형태의 과아세트산이다. 문헌[Y.　de　Lafontaine et al., Ecotoxicology and Enviromental Safety 71 (2008) 355-369]은 마이크로톡스(Microtox)® 테스트에서 과산화수소보다 백 배 이상 더 높은 과아세트산의 살생물 활성을 발견했다. 상표명 페라클린(PERACLEAN)® 오션(Ocean)의 평형 과아세트산을 사용한 평형수 처리는 평형수 처리에 대해 IMO에서 승인되었다.

EP 제1,671,932호는 철(II) 이온, 카탈라아제(catalase) 또는 아이오딘과 함께, 10 내지 500 ppm의 과산화수소 또는 과산화수소-형성 화합물을 첨가하는 평형수의 처리 방법을 기술한다. EP 제1,671,932호에서 기술된 방법은 평형수 처리에 대해 IMO에서 승인되지 않는다.

본 발명의 발명자는 EP 제1006084호에서 공지된 평형 과아세트산으로의 평형수 처리의 효과가 만약 카탈라아제가 평형 과아세트산과 함께 평형수에 첨가된다면 추가로 증가될 수 있음을 본 발명에 이르러 발견했다. 장점은 저온 및 저염도의 평형수에서 가장 현저히 나타난다. 추가로, 평형 과아세트산과 함께 카탈라아제의 첨가는 처리된 평형수가 배출되기 전에 미사용된 과아세트산의 제거를 단순화시킨다.

본 발명은 따라서, 선박으로의 평형수의 주입시, 평형 과아세트산 및 카탈라아제가 평형수에 첨가되는 선박에서의 평형수의 처리 방법에 관한 것으로, 여기서 평형 과아세트산이 5 내지 50 mg/l 과아세트산의 양으로 첨가되고, 카탈라아제가 평형 과아세트산과 함께 도입된 과산화수소의 함량을 120 시간 이내에 평형수에서 2 mg/l 미만으로 분해하는 양으로 첨가된다.

본 발명은 추가로 평형수 탱크, 평형수 탱크를 채우기 위한 도관 및 평형수 탱크를 비우기 위한 도관을 포함하는 선박의 평형수의 처리 장치에 관한 것으로, 여기서 평형 과아세트산 및 카탈라아제에 대한 계량 장치가 평형수 탱크를 채우기 위한 도관에 연결되고, 환원제에 대한 계량 장치가 평형수 탱크를 비우기 위한 도관에 연결된다.

본 발명에 따른 방법에서, 평형 과아세트산 및 카탈라아제가 선박으로 주입시 평형수에 첨가된다.

본 발명에 따라, 평형 과아세트산은 물, 과산화수소, 아세트산 및 과아세트산으로 필수적으로 구성되는 혼합물을 지칭하며, 여기서 이들 성분은 반응식(I)에 따라 화학 평형 상태에 있다.

바람직하게는, 평형 과아세트산은 약 15 중량%의 과아세트산, 약 14 중량%의 과산화수소 및 약 27 중량%의 아세트산을 포함한다. 이러한 조성을 갖는 적당한 평형 과아세트산은 에보닉 인두스트리에스(Evonik Industries)의 브랜드명 페라클린® 오션에서 얻을 수 있다.

평형 과아세트산은 바람직하게는 물, 과산화수소, 아세트산 및 과아세트산에 더하여 5 중량% 이하의 무기산, 바람직하게는 다중인산을 포함한다. 무기산의 첨가는 반응식(I)에 따른 화학 평형의 성립을 가속화시킨다. 평형 과아세트산은 바람직하게 부가적으로 금속 이온을 착화하는 1 중량% 이하의 안정제를 포함하며, 여기서 피로인산염과 킬레이트용 포스폰산이 특히 선호된다.

평형 과아세트산은 평형수 1 리터당 5 내지 50 mg의 과아세트산의 양으로, 바람직하게는 10 내지 25 mg/l의 양으로 평형수에 첨가된다. 과아세트산은 바람직하게는 선박의 평형수 탱크로 주입되는 평형수 스트림에 첨가된다.

본 발명에 따른 방법에서, 카탈라아제는 평형 과아세트산과 함께 도입된 과산화수소의 함량을 평형수에서 120 시간 이내에 2 mg/l 미만으로 평형수에서 분해하는 양으로 평형수에 첨가된다. 바람직하게는, 가능한 빨리 24 시간 이내에 과산화수소 농도가 2 mg/l 미만의 값으로 떨어지도록 충분한 카탈라아제가 첨가된다. 요구되는 카탈라아제의 양은 따라서 첨가되는 평형 과아세트산의 양, 첨가된 평형 과아세트산에서 과산화수소 함량, 사용되는 카탈라아제의 활성도, 및 평형수의 온도와 염 함량에 의존하며 또한 평범한 실험에 의해 쉽게 결정될 수 있다. 바람직하게는, 카탈라아제가 평형수 1 리터당 0.1 내지 40 유닛(U/l)의 양으로 첨가된다.

반응식(II)에 따라 과산화수소의 분해를 촉매하는 모든 카탈라아제가 본 발명에 따른 방법에 사용될 수 있다.

바람직하게는, 카탈라아제의 수용액이 사용된다. 제넨코어(Genencor)에서 브랜드명 옵티마아제(OPTIMASE)® CA 400L로 얻을 수 있는 카탈라아제가 특히 적당하다.

평형 과아세트산 및 카탈라아제가 평형수에 첨가되는 순서는 원하는대로 선택될 수 있다. 카탈라아제는 바람직하게 평형 과아세트산과 따로 첨가된다. 바람직하게는, 카탈라아제는 평형 과아세트산과 동일한 평형수 스트림에 첨가되며, 여기서 평형 과아세트산과 카탈라아제의 첨가 지점은 공간적으로 서로 분리된다. 바람직하게는, 공간적으로 서로 멀리 분리된 첨가 지점에서 첨가가 진행되어 첫번째 첨가되는 성분이 두번째 성분의 첨가 이전에 평형수와 혼합된다.

평형수의 온도는 본 발명에 따른 방법에서 어떤 제한도 받지 않는다. 평형수는 바람직하게는, 선박으로의 주입시 0 내지 22 ℃, 특히 바람직하게는 0 내지 18 ℃ 범위의 온도를 가진다. 이 온도 범위에서, 선행 기술에 따른 방법을 사용하는 것보다 본 발명에 따른 방법을 사용하여, 더 적은 양의 과아세트산을 사용하여 충분히 효과적인 평형수의 처리가 달성되는 방식으로 더 큰 효과가 달성된다. 따라서 평형수의 가열은 불필요하다.

평형수는 예컨대 호수나 강으로부터의 담수, 저염도의 염수, 또는 고염도의 해수일 수 있다. 바람직하게는, 평형수는 선박으로의 주입시 0 내지 16 범위의 염도를 가진다. 염도라는 표현은 이 경우 실용 염도 스케일(Practical Salinity Scale) 1978에서의 무차원 염도 S를 지목한다. 이 범위의 염도에서, 본 발명에 따른 방법에서, 놀랍게도, 더 적은 양의 과아세트산을 사용하여, 충분히 효과적인 평형수의 처리가 달성되는 방식으로, EP 제1,006,084호에서 공지된 방법에서보다 더 느린 과아세트산의 분해가 달성된다.

본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시양태에서, 과아세트산 함량은 처리된 평형수가 배수되기 전에 환원제를 첨가함으로써 1 mg/l 미만으로 낮아진다. 바람직하게는, 과아세트산을 아세트산으로 수 초 동안 환원하는 환원제 예컨대 아황산나트륨, 수소아황산나트륨 또는 티오황산나트륨이 사용된다. 특별히 바람직한 환원제는 아황산나트륨 및 수소아황산나트륨이다. 이 실시양태에서, 본 발명에 따른 방법은, 과산화수소의 환원 덕택에 환원제의 추가적 소진이 없거나, 또는 오직 적은 양의 추가적 소진이 발생하기 때문에, 과아세트산의 사실상 완전한 제거에 더 적은 양의 환원제가 요구된다는 이점을 가진다.

환원제의 첨가는 바람직하게는 선박의 평형수 탱크로부터 배출되는 평형수 스트림으로 진행된다.

바람직하게는 과아세트산의 함량은 처리된 평형수에서, 바람직하게는 전류측정용 센서를 사용하여 결정되며, 환원제의 첨가는 결정된 과아세트산 함량을 사용하여 통제된다. 이 실시양태에서 본 발명에 따른 방법은, 과산화수소에 교차-민감도를 갖는 과아세트산에 대한 단순 설치된 센서를 사용한다 해도, 환원제의 첨가가 충분히 정확히 통제될 수 있어서, 환원제의 과량투여 없이도 허용되는 과아세트산의 잔여 함량이 준수될 수 있다는 이점을 가진다.

본 발명은 추가로 선박의 평형수의 처리 장치에 관한 것으로, 이 장치를 사용하여 본 발명에 따른 방법이 수행될 수 있다. 장치는 하나 이상의 평형수 탱크, 평형수 탱크를 채우기 위한 도관 및 평형수 탱크를 비우기 위한 도관을 포함한다. 평형 과아세트산 및 카탈라아제에 대한 계량 장치가 평형수 탱크를 채우기 위한 도관에 연결된다. 환원제에 대한 계량 장치가 평형수 탱크를 비우기 위한 도관에 연결된다.

평형수 탱크를 채우기 위한 도관 및 평형수 탱크를 비우기 위한 도관은 별도의 도관으로 설치될 수 있다. 그러나, 바람직하게는, 일부 구획에서, 평형수 탱크를 채우고 비우기 위한 공통 도관이 사용되는 방식으로 도관이 합쳐진다. 바람직하게는 이러한 공통 도관 구획에서, 평형수 탱크를 채우고 또한 평형수 탱크를 비우는데 모두 사용되는 기기, 구체적으로는 평형수를 이동시키는 펌프와 계량 장치, 예컨대 플로우 계량 장치, 온도 측정 장치 및/또는 염도 측정 장치가 배열된다. 본 발명에 따른 장치는 채우기 위한 공통 도관 및 비우기 위한 공통 도관을 갖는 다수의 평형수 탱크를 포함할 수 있다

평형 과아세트산에 대한 계량 장치는 바람직하게는 평형 과아세트산에 대한 저장 용기 및 평형수 탱크를 채우기 위한 도관으로 향하는 평형 과아세트산의 연속적인 계량을 위한 통제 밸브 또는 통제가능 펌프를 포함한다. 바람직하게는 질량 플로우 계량기 또는 부피 플로우 계량기가 통제 밸브 또는 통제가능 펌프 및 평형수 탱크를 채우기 위한 도관 사이에 배열되며, 이에 따라 계량된 평형 과아세트산의 양이 측정될 수 있고, 계량된 평형 과아세트산의 양을 통제하기 위해 통제 밸브 또는 통제가능 펌프가 작동될 수 있다. 평형 과아세트산에 대한 계량 장치는 바람직하게는 평형수가 평형 과아세트산에 대한 저장 용기로 통과할 수 없게 하는 비회귀 밸브를 부가적으로 포함한다.

카탈라아제에 대한 계량 장치는 바람직하게는 비슷한 방식으로 카탈라아제의 수용액에 대한 저장 용기 및 통제 밸브 또는 통제가능 펌프, 또한 바람직하게는 카탈라아제의 계량 및 계량된 카탈라아제의 양을 통제하기 위한 질량 플로우 계량기 또는 부피 플로우 계량기를 포함한다. 질량 플로우 계량기 또는 부피 플로우 계량기는, 그러나, 만약 사용되는 통제가능 펌프가 계산된 부피 플로우 속도가 설정되게 하는 용량형(positive-displacement) 계량 펌프 예컨대, 멤브레인 펌프, 기어 펌프 또는 피스톤 펌프라면, 생략될 수 있다.

평형수 탱크를 채우기 위한 도관에는 바람직하게는 평형 과아세트산 및 카탈라아제에 대한 계량 장치를 작동시키는 플로우 계량 장치가 제공된다. 이러한 작동은 평형수의 주입시, 평형수 스트림의 변동의 상황에서도, 평형수 내의 원하는 함량의 과아세트산 및 카탈라아제가 달성되도록 보장한다.

바람직하게는, 평형수 탱크를 채우기 위한 도관에는 온도 측정 장치 및/또는 염도 측정 장치가 부가적으로 제공되며, 이에 따라 카탈라아제에 대한 계량 장치가 작동된다. 염도는 밀도 측정을 기반으로, 바람직하게는 전도도 센서를 사용하여 전기 전도도를 기반으로 측정될 수 있다. 이러한 카탈라아제에 대한 계량 장치의 작동을 통해, 계량된 카탈라아제의 양은 온도와 염도에 대한 촉매 활성도의 의존도에 따라 설정될 수 있고 따라서 처리된 평형수에서 원하는 함량의 과산화수소가 카탈라아제의 낮은 소진과 함께 신뢰할만한 수준으로 충족될 수 있다.

환원제에 대한 계량 장치는 바람직하게는 환원제의 수용액에 대한 저장 용기 및 평형수 탱크를 비우기 위한 도관으로 향하는 환원제의 연속적인 계량을 위한 통제 밸브 또는 통제가능 펌프를 포함한다. 통제 밸브 또는 통제가능 펌프 및 평형수 탱크를 비우기 위한 도관 사이에는, 바람직하게는 계량된 환원제의 양이 측정될 수 있고 통제 밸브 또는 통제가능 펌프가 계량된 환원제의 양을 통제하기 위해 작동될 수 있는 질량 플로우 계량기 또는 부피 플로우 계량기가 배열된다. 그러나, 질량 플로우 계량기 또는 부피 플로우 계량기는 만약 사용된 통제가능 펌프가 계산된 부피 플로우 속도가 설정되게 하는 용량형 계량 펌프 예컨대, 멤브레인 펌프, 기어 펌프 또는 피스톤 펌프라면 생략될 수 있다.

평형수 탱크를 비우기 위한 도관에는 바람직하게는 플로우 계량 장치와 과아세트산 함량에 대한 센서가 제공되며, 이에 따라 환원제에 대한 계량 장치가 작동된다. 이러한 환원제에 대한 계량 장치의 작동을 통해 평형수 스트림의 변동의 상황에서도, 과아세트산의 반응을 사실상 완수하는데 요구되는 환원제의 양이 환원제의 과량투여 없이 계량되며, 환원 이후의 평형수는 여전히 충분한 함량의 용존 산소를 갖고 환경에 유해한 함량의 과아세트산 또는 환원제를 갖지 않는다는 점이 보장된다.

과아세트산 함량에 대한 센서는 바람직하게는 전류측정 센서이고, 특히 바람직하게는 과아세트산이 반응식(III)에 따라 환원되는 센서이다.

적당한 과아세트산에 대한 전류측정 센서는 예컨대 프로미넨트(ProMinent)®의 상표명 둘코테스트(DULCOTEST)® PAA에서 상업적으로 얻을 수 있다. 상업적으로 제공되는 총 염소 함량을 결정하기 위한 전류측정 센서, 예컨대 프로미넨트®에서 상표명 둘코테스트® CTE-1로 제공되는 센서가 마찬가지로 적당하다. 과아세트산 함량을 결정하기 위해 전류측정 센서의 사용은, 스태프, 예컨대, 분석 기기 작동에 대한 훈련을 받지 않은 선박의 승무원이 본 발명에 따른 장치를 상당부분 자동으로 작동시킬 수 있게 만든다.

과아세트산 함량에 대한 센서는 바람직하게는 물 스트림에 동반되는 고체로 인한 센서의 손상을 방지하기 위해 평형수 탱크를 비우기 위한 도관의 측류에 배열된다. 동일한 목적으로, 필터가 바람직하게는 센서의 상류의 측류에 배열된다.

본 발명에 따른 장치는 바람직하게는 평형수 탱크를 비울 때 평형수의 플로우 속도로부터 및 평형수 내의 과아세트산의 농도로부터 과아세트산 함량을 원하는 값으로 낮추기 위한 환원제의 양을 계산하여, 환원제에 대한 계량 장치를 작동시키는 통제 기기를 포함한다. 통제 기기는 하드웨어 내장 컨트롤러로서 또는 프로세스 통제 컴퓨터 상에 계산 및 통제 프로그램으로서 설치될 수 있다. 환원제의 양은 실험으로 결정된 실험적 전환 계수를 사용하거나 환원 반응의 화학양론으로부터 계산된 전환 계수를 사용하여 평형수의 플로우 속도 및 평형수의 과아세트산 농도로부터 계산될 수 있다. 더 이상 과산화수소를 함유하지 않는 염이 없는 평형수와 아황산나트륨의 수용액을 사용한 환원에서, 전환 계수는 반응식(IV)을 기반으로 계산될 수 있다.

유사하게, 아황산수소나트륨을 사용한 환원에서, 전환 계수는 반응식(V)을 기반으로 계산될 수 있다.

용량형 계량 펌프를 통해 계량된 액체 환원제에 대해, 계량 펌프에서 설정될 부피 플로우 속도는 계산된 환원제의 양으로부터 직접적으로 계산될 수 있고 계량 펌프는 그에 따라 작동될 수 있다.

본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시양태에서, 평형수 탱크를 비우기 위한 도관에는 염도에 대한 측정 장치가 또한 제공되며, 이를 사용하여 환원제에 대한 계량 장치가 작동된다. 바람직하게는, 계량 장치는 요구되는 환원제의 양이 염도에 따라 계산되는 통제 기기에 의해 작동된다. 바람직하게는, 이 경우에, 염이 없는 평형수에 대해 계산된 환원제의 양은 실험으로 결정된 염도에 대한 보정 계수를 사용하여 보정된다. 염분이 든 평형수 및 아황산나트륨의 수용액을 사용한 환원에서, 염이 없는 평형수에 대해 계산된 환원제의 양은 바람직하게는 염도에 비례하는 분율로 증가된다. 환원제 계량에 대한 염도를 고려하면, 평형수의 변동가능한 염 함량의 경우에도 환원제의 과량투여가 일어나지 않고 미리 설정된 제한치 아래로 과아세트산 함량의 신뢰할만한 감소가 가능하다.

본 발명에 따른 장치의 특히 바람직한 실시양태에서, 평형수 탱크를 비우기 위한 도관에는 과산화수소 함량에 대한 부가적 센서가 제공되며, 본 발명에 따른 장치는, 평형수 탱크를 비울 때 평형수의 플로우 속도 및 평형수의 과아세트산과 과산화수소 농도로부터 과아세트산 및 과산화수소 함량을 원하는 값으로 떨어뜨리기 위한 환원제의 양을 계산하고, 환원제에 대한 계량 장치를 작동시키는 통제 기기를 포함한다.

본 발명에 따른 장치의 추가로 바람직한 실시양태에서, 2 내지 100 ㎛ 범위의 크기를 갖는 입자에 대한 분리 장치가 평형 과아세트산 및 카탈라아제에 대한 계량 장치의 상류에서 평형수 탱크를 채우기 위한 도관에 배열된다. 이 경우 적당한 분리 장치는 필터와 하이드로사이클론이다. 이러한 크기 범위에서 입자의 분리를 통해, 평형수 처리를 위한 평형 과아세트산 및 카탈라아제의 수요는 감소될 수 있고 평형수에서 생물의 제거 방법의 효과는 추가로 개선될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시양태를 보여주며, 일부 구획에서, 공통 도관이 평형수 탱크를 채우고 비우기 위해 사용된다. 장치는 평형수 탱크(1)를 포함한다. 도관 구획(2) 내지 (8)은 평형수 탱크를 채우기 위한 도관을 형성한다. 도관 구획(8), (9), (3), (4) 및 (10)은 평형수 탱크를 비우기 위한 도관을 형성한다. 평형수 탱크를 채우기 위한 도관과 평형수 탱크를 비우기 위한 도관은 이 경우 공통 구획 (3), (4) 및 (8)을 가진다.

공통 구획(3) 및 (4)에서, 펌프(11)가 평형수를 평형수 탱크로 그리고 평형수 탱크로부터 이동시키기 위해 배열된다. 공통 구획(3) 및 (4)에는 또한 플로우 계량 장치(12), 온도 측정 장치(13) 및 염도 측정 장치(14)도 배열된다.

평형 과아세트산에 대한 계량 장치(15) 및 카탈라아제에 대한 계량 장치(16)가 평형수 탱크를 채우기 위한 도관의 도관 구획(6)에 연결된다. 환원제에 대한 계량 장치(17)는 평형수 탱크를 비우기 위한 도관의 도관 구획(9)에 연결된다. 평형 과아세트산에 대한 계량 장치(15)는 평형 과아세트산에 대한 저장 용기(18) 및 통제가능 펌프(19)를 포함한다. 카탈라아제에 대한 계량 장치(16)는 카탈라아제의 수용액에 대한 저장 용기(20) 및 통제가능 펌프(21)를 포함한다. 환원제에 대한 계량 장치(17)는 환원제의 수용액에 대한 저장 용기(22) 및 통제가능 펌프(23)를 포함한다.

추가적으로, 과아세트산에 대한 전류측정 센서(24) 및 과산화수소에 대한 센서(25)가 평형수 탱크를 비우기 위한 도관의 도관 구획(9)에 연결된다. 대안으로, 두 센서(24, 25)가 도관 구획(8)에 또한 연결될 수 있다. 이러한 대안에서, 두 센서를 사용하여, 처리된 평형수에서 과아세트산과 과산화수소의 농도가 평형수 탱크가 채워질 때 또한 모니터링 될 수 있다.

과아세트산에 대한 두번째 전류측정 센서(26)은 평형수 탱크를 비우기 위한 도관의 도관 구획(10)에 연결된다. 과산화수소에 대한 두번째 센서는 도관 구획(10)에 또한 선택적으로 연결될 수 있다.

도 1의 장치는 플로우 계량 장치(12)의 측정치를 사용하여 평형 과아세트산을 계량하기 위한 통제가능 펌프(19)를 작동시키는 프로세스 통제 컴퓨터(27)를 가진다. 프로세스 통제 컴퓨터(27)는 플로우 계량 장치(12), 온도 측정 장치(13) 및 염도 측정 장치(14)의 측정치를 사용하여 카탈라아제의 수용액을 계량하기 위한 통제가능 펌프(21)를 부가적으로 작동시키며, 플로우 계량 장치(12), 염도 측정 장치(14), 과아세트산에 대한 전류측정 센서(24) 및 과산화수소에 대한 센서(25)의 측정치를 사용하여 환원제의 수용액을 계량하기 위한 통제가능 펌프(23)를 작동시킨다. 프로세스 통제 컴퓨터(27)는 과산화수소에 대한 센서(25) 및 과아세트산에 대한 두 번째 전류측정 센서(26)의 측정치를 사용하여, 평형수 탱크를 비울 때 평형수 내의 과산화수소 및 과아세트산의 함량에 대한 제한치의 준수를 부가적으로 모니터링한다. 이 모니터링에서, 도관 구획(10)에 연결된 과산화수소에 대한 부가적 센서의 측정치가 또한 사용된다.

도 1의 장치는, 평형수 탱크를 채울 때 2 내지 100 ㎛의 크기를 갖는 입자를 평형수 스트림으로부터 분리하고 라인(29)을 통해 지류로 제거하는 하이드로사이클론(28)을 부가적으로 포함한다. 도 1의 장치는 계량 장치(15) 및 (16)의 하류에서 평형수 탱크를 채우기 위한 도관에 고정 혼합기(30)로 설치된 혼합 장치를 부가적으로 포함하며, 이로써 계량된 평형 과아세트산 및 계량된 카탈라아제가 평형수가 평형수 탱크(1)로 공급되기 전에 평형수에 분산된다.

한편으로, 본 발명에 따른 장치는 효과적이고 신뢰할만한 평형수의 처리를 가능하게 하며, 여기서 미생물은 평형수가 선박으로 주입시 광범위하게 살생물되며, 다른 한편으로, 이는 간단한 방식으로 그리고 화학약품의 적은 소진으로, 처리된 평형수의 제거시 평형수의 과아세트산 및 과산화수소 함량이 낮아서 이들이 처리된 평형수가 배출되는 곳의 수역과 서식하는 생물에 어떠한 불리한 효과를 가지지 않는 것을 보장한다.

이하의 실시예는 본 발명의 주제를 제한하지 않으면서 발명을 명확하게 한다.

<실시예>

처리된 물에서 과아세트산 안정성

과산화수소 및 과아세트산 함량의 감소에 대한 평형 과아세트산 및 카탈라아제의 공동 첨가의 효과가 상이한 온도에서 저염수 및 고염수에 대해 연구되었다. 이러한 목적하에, 수돗물 또는 북해(네덜란드 텍셀(Texel), 염도 25.9)의 바닷물이, 더 정확한 계량을 위해 카탈라아제 용액이 첨가 전 탈염수로 1,000 또는 10,000 배 희석되어, 23 ℃ 또는 2 ℃에서 150 mg/l의 평형 과아세트산 페라클린® 오션 및 다양한 양의 제넨코어의 옵티마아제® CA 400L 카탈라아제 용액(3743 유닛/용액 그램의 비활성도(specific activity))과 함께 혼합되었다. 그 이후, 처리된 물은 언급된 온도에서 유리병에 저장되었고 과산화수소 및 과아세트산 함량은 이어서 샘플링되어 과산화수소(이칼륨 산화티타늄 디옥살레이트 디히드레이트 시약, 385 nm에서 흡수) 및 과아세트산의 함량에 대해(2,2'-아지노비스(3-에틸벤조티아졸린-6-술폰산)(ABTS) 시약, 412 nm에서 흡수) 광도(photometric) 측정되었다.

도 2 및 3은 우측 컬럼에서 ㎕/l로 정해진 정량의 옵티마아제® CA 400L의 첨가시 23 ℃의 처리된 수돗물에서 과산화수소 및 과아세트산(PAA) 함량의 감소를 보여준다.

도 4 및 5는 유사한 방식으로, 2 ℃의 처리된 수돗물에서 과산화수소 및 과아세트산 함량의 감소를 보여준다.

도 6 및 7은 유사하게 23 ℃의 처리된 해수에서 과산화수소 및 과아세트산 함량의 감소를 보여준다.

도 8 및 9는 2 ℃의 처리된 해수에서 과산화수소 및 과아세트산의 함량 감소를 보여준다.

도면은 과산화수소가 카탈라아제에 의해 분해되기 때문에 카탈라아제 양의 증가에 따라 과산화수소 함량이 더 빠르게 감소하는 것을 보여준다. 그러나, 도면은 놀랍게도, 카탈라아제 양의 증가에 따라, 과아세트산 함량이 더 느리게 감소하는 것 또한 보여준다. 효과는 저염도 함량(도 3)에서 그리고 또한 저온의 해수에서(도 9) 특히 두드러진다. 따라서, 과아세트산이 평형수 처리에서 과산화수소보다 더 큰 살생물 활성도를 가지기 때문에, 평형수 처리에서 평형 과아세트산의 살생물 활성도는 카탈라아제의 첨가를 통해 효과적인 처리가 더 적은 양의 평형 과아세트산으로 가능하거나 또는 동량의 평형 과아세트산의 경우에는 생물의 더 높은 살생률이 달성되도록 하는 방식으로 놀랍도록 증가될 수 있다.

Claims (15)

1. 선박으로의 평형수 주입시,
   5 내지 50 mg/l의 과아세트산의 양으로 첨가된 평형 과아세트산; 및
   상기 평형 과아세트산과 함께 도입된 과산화수소의 함량을 120 시간 이내에 평형수 내에서 2 mg/l 미만으로 분해하는 양으로 첨가된 카탈라아제(catalase)
   가 평형수에 첨가되는 것을 특징으로 하는, 선박에서의 평형수의 처리 방법.
2. 제1항에 있어서, 선박으로의 평형수 주입시, 평형수가 0 내지 18 ℃ 범위의 온도를 갖는 것인 처리 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 선박으로의 평형수 주입시, 평형수가 0 내지 16 범위의 염도를 갖는 것인 처리 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 카탈라아제가 0.1 내지 40 유닛/l의 양으로 첨가되는 것인 처리 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 처리된 평형수가 배출되기 이전에, 환원제를 첨가함으로써 과아세트산 함량이 1 mg/l 미만으로 감소되는 것을 특징으로 하는 처리 방법.
6. 제5항에 있어서, 아황산나트륨 또는 아황산수소나트륨이 환원제로 첨가되는 것을 특징으로 하는 처리 방법.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 처리된 평형수 내 과아세트산 함량이 전류측정 센서를 사용하여 결정되고, 환원제의 첨가가 결정된 과아세트산의 함량을 사용하여 통제되는 것을 특징으로 하는 처리 방법.
8. 하나 이상의 평형수 탱크(1), 평형수 탱크를 채우기 위한 도관(2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) 및 평형수 탱크를 비우기 위한 도관(8, 9, 3, 4, 10)을 포함하며,
   평형 과아세트산 및 카탈라아제에 대한 계량 장치(15, 16)가 평형수 탱크를 채우기 위한 도관에 연결되고, 환원제에 대한 계량 장치(17)가 평형수 탱크를 비우기 위한 도관에 연결된 것을 특징으로 하는, 선박에서의 평형수의 처리 장치.
9. 제8항에 있어서, 평형수 탱크를 채우기 위한 도관에, 평형 과아세트산 및 카탈라아제에 대한 계량 장치(15, 16)를 작동시키는 플로우 계량 장치(12)가 제공된 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 평형수 탱크를 채우기 위한 도관에, 카탈라아제에 대한 계량 장치(16)를 작동시키는, 온도 측정 장치(13) 및/또는 염도 측정 장치(14)가 제공된 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 평형수 탱크를 비우기 위한 도관에, 환원제에 대한 계량 장치(17)를 작동시키는 과아세트산 함량에 대한 센서(24) 및 플로우 계량 장치(12)가 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제11항에 있어서, 과아세트산 함량에 대한 센서가 전류측정 센서인 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 평형수 탱크를 비우기 위한 도관에, 환원제에 대한 계량 장치(17)를 작동시키는 염도에 대한 측정 장치(14)가 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 평형수를 비우기 위한 도관에, 환원제에 대한 계량 장치(17)를 작동시키는 과산화수소 함량에 대한 센서(25)가 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
15. 제8항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 2 내지 100 ㎛ 범위의 크기를 갖는 입자에 대한 분리 장치(28)가 평형 과아세트산 및 카탈라아제에 대한 계량 장치(15, 16)의 상류의 평형수 탱크를 채우기 위한 도관에 배열되는 것을 특징으로 하는 장치.
    
    

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