KR20150030397A - System and method for treatment of ballast water - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 밸러스트수 처리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저염 해역에서 사용하기 위한 해수를 고농도로 농축시켜 저장하여 해수를 저장하는 탱크의 용량을 줄이고, 저염 해역에서 효율적으로 밸러스트수 처리를 할 수 있는 밸러스트수 처리 시스템 및 방법 에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for treating ballast water, and more particularly, to a system and method for treating ballast water, which comprises concentrating and storing seawater for use in a low salt area at a high concentration to reduce the capacity of a tank for storing seawater, And more particularly, to a system and method for treating ballast water.
선박의 안정성 및 균형의 확보를 위해 선박에는 밸러스트 탱크가 구비되어 있으며, 화물이 없는 경우 밸러스트 탱크에 일정량의 해수가 유입되어 선박의 균형을 유지한다. 여기에서, 밸러스트 탱크 내에 적재되는 물을 일반적으로 밸러스트수(ballast water)라 부른다.In order to ensure the stability and balance of ships, ships have ballast tanks. In the absence of cargo, a certain amount of seawater flows into the ballast tanks to maintain balance of ships. Here, the water loaded in the ballast tank is generally referred to as ballast water.
밸러스트수는 선박의 흘수(draft)와 트림(trim)을 조절하기 위하여 적재하는 중량물로서, 선박의 균형을 유지하여 안정성을 높이고, 화물을 충분히 적재하지 않은 경우에 추진기와 방향타가 수중에서 효과적으로 작동되게 역할을 수행한다.Ballast water is the weight to be loaded to control the draft and trim of the ship. It is necessary to maintain the equilibrium of the ship to improve the stability and to ensure that the propeller and rudder are operated efficiently in water Role.
항만이나 수로 또는 대양에서 해수 또는 담수를 취수하여 밸러스트 탱크에 적재되는 밸러스트수에는 취수된 해수 또는 담수에 포함된 여러 가지 해양생물이 포함되며, 이들이 밸러스트수와 함께 취수되어 선박의 밸러스트 탱크로 옮겨진다. 전 세계의 바다 위에서 이렇게 이동하는 밸러스트수는 매년 1백억톤에 이르는 것으로 추산되고 있다. 그런데, 밸러스트수에는 밸러스트수가 유입된 지역의 해수에 존재하는 각종 해양 생물이 포함되어 있어, 선박이 이동하고 난 후 밸러스트수를 타 지역에서 방출하면 타 지역의 해양 생물이 해당 지역의 생태계를 위협하는 문제가 발생한다. Ballast water taken from harbors or waterways or from the ocean to take in seawater or fresh water and loaded into ballast tanks includes various marine organisms contained in seawater or fresh water taken up with ballast water and transferred to ballast tanks of ships . It is estimated that the number of ballast waters moving on the oceans around the world is about 10 billion tons per year. However, since ballast water contains various marine organisms existing in seawater in the area to which ballast water has flowed, if the ballast water is discharged from the other area after the ship has moved, marine life in other areas threatens the ecosystem of the area A problem arises.
이에, 미국에서는 1996년 국가 침입종 법률을 제정하여 외래종을 침입자로 규정, 밸러스트수에 대한 관리와 통제를 의무화하였으며, 호주에서는 검역법을 개정하여 밸러스트수를 검역대상이 되는 수입화물로 규정하고 직접 검역을 실시하고 있다. 또한, 국제해사기구(International Maritime Organization)에서는 2004년 2월 국제협약을 체결하여 2009년부터 순차적으로 밸러스트 살균처리부를 선박에 탑재하도록 하여 위반시 해당 선박의 입항을 전면 금지하도록 하였다.In the United States, the National Invasive species Act was enacted in 1996, requiring the management and control of ballast water as an intruder, and mandating the management and control of ballast water. In Australia, the quarantine law was amended to define ballast water as an import cargo subject to quarantine, . In addition, the International Maritime Organization concluded an international agreement in February 2004, requiring the ballast disinfection treatment to be carried on board from 2009 onwards, which prohibits entry of the vessel in violation.
국제해사기구(IMO)의 "선박 밸러스트수 관리 협약"발효에 맞춰, 2009년부터 우리나라도 연안에 외래 수중 생물의 유입을 방지하기 위해 밸러스트수 배출을 통제하고 있다. 그리하여, 선박의 밸러스트수를 처리하기 위한 다양한 방법이 개발되고 있다. 예를 들어, 밸러스트 탱크 내부의 미세 해양 생물을 처리하기 위해 유입되는 해수를 필터를 통하여 거르는 방법, 자외선 처리, 오존 처리, 전기분해, 유입된 해수에 약품을 투입하는 방법 등을 사용하고 있다. In accordance with the International Maritime Organization's (IMO) "Convention on the Control of Shipboard Ballast Water", in 2009, Korea has also been controlling the discharge of ballast water to prevent the influx of foreign aquatic organisms on the coast. Thus, various methods for treating ship ballast water have been developed. For example, there is a method of filtering seawater flowing through a filter to treat micro-marine organisms in the ballast tank, ultraviolet ray treatment, ozone treatment, electrolysis, and input of chemicals into the inflowed seawater.
이 중에서 전기분해를 이용한 방법은 해수를 전기분해하여 염소를 생성하고, 생성된 염소를 통하여 해수를 처리하는 것이나, 저염도 시 염소를 생산하기에 충분한 소금을 얻지 못할 수 있다. 이를 해결하기 위해 평소에 바닷물을 저장해 두었다가 저염 해역에서 저장해둔 바닷물을 사용하고 있다. 이에, 대해서는 도 1을 참조하여 후술하여 살펴 보도록 한다.Among them, the electrolysis method may not be enough to electrolyze seawater to produce chlorine, to treat seawater through the generated chlorine, or to obtain enough salt to produce chlorine at low salinity. In order to solve this problem, we usually store seawater and use seawater stored in the low salt area. This will be described later with reference to FIG.
도 1은 종래의 밸러스트수 처리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a conventional ballast water treatment system.
도 1에서, 종래의 밸러스트수 처리 시스템(1)은 펌프(4)가 시-체스트(Sea-chest, 3)를 통해 해수를 취수하여 밸러스트수 처리기(5)에서 전기분해하여 염소를 생성한 후, 밸러스트수를 소독하여 밸러스트 탱크(6)에 저장한다. 이때, 저염 해역에서는 염소를 생산하기에 충분한 소금을 얻지 못할 수 있어, 고염 해역의 바닷물을 저장해 두기 위한 별도의 저장 탱크(7)를 이용한다. 그리고, 밸러스트수 처리기(5)로 인입되는 해수에 고염도의 해수를 공급하기 위해, 저장 탱크(7)와 연결되는 두 개의 관에 각각 밸브(8, 9)가 연결된다.1, in the conventional ballast water treatment system 1, the pump 4 takes seawater through the sea-chest 3 and electrolyzes it in the
그러나, 도 1에 도시된 종래의 밸러스트수 처리 시스템(1)을 통해 저염도 시에도 염소를 생산하기에 충분한 소금을 얻을 수 있으나, 평소에 해수를 저장하는 저장 탱크(7)의 크기가 커서 많은 부피를 차지하는 문제가 여전히 상존한다.However, the conventional ballast water treatment system 1 shown in Fig. 1 can obtain a sufficient amount of salt to produce chlorine even at a low salt concentration. However, since the size of the
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 저염 해역에서 사용하기 위한 해수를 고농도로 농축시켜 저장하여 해수를 저장하는 탱크의 용량을 줄일 수 있는 밸러스트수 처리 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a system and method for treating ballast water which can reduce the capacity of a tank for storing seawater by concentrating and storing seawater for use in a low-
또한, 해수를 고농도로 농축시켜 저장하여 저염 해역에서도 효율적으로 밸러스트수 처리를 할 수 있는 밸러스트수 처리 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a ballast water treatment system and method capable of effectively treating ballast water even in a low salt area by storing and storing seawater at a high concentration.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템은, 펌프를 통해 유입되는 해수의 일부를 농축시켜 농축수로 저장하는 농축수 처리 장치; 및 상기 농축되는 해수를 제외한 나머지 해수 또는 상기 농축수 중 적어도 하나를 전기분해하여 생성된 염소 이온을 이용하여 상기 나머지 해수를 밸러스트 탱크에 밸러스트수로 저장하는 밸러스트수 처리 장치를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a ballast water treatment system comprising: a concentrated water treatment device for concentrating a part of seawater introduced through a pump and storing the concentrate as concentrated water; And a ballast water treatment device for storing the remaining seawater as ballast water in the ballast tank using chlorine ions generated by electrolyzing at least one of the seawater other than the concentrated seawater or the concentrated water.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리 방법은, 펌프를 통해 유입되는 해수의 일부를 농축시켜 농축수를 생성하는 단계; 상기 농축수를 저장하는 단계; 선박이 항해하는 해역의 해수 염도를 감지하는 단계; 상기 해수 염도가 기준 염도 이하인 경우, 상기 농축수를 전기분해하여 염소 이온을 생성하는 단계; 및 상기 염소 이온을 이용하여 해수를 밸러스트 탱크에 밸러스트수로 저장하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for treating ballast water, comprising: concentrating a part of seawater flowing through a pump to generate concentrated water; Storing the concentrated water; Detecting the salinity of the sea in the sea where the ship is sailing; Electrolyzing the concentrated water to produce chlorine ions when the salinity is below a reference salinity; And storing the seawater as ballast water in the ballast tank using the chlorine ion.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.
본 발명에 따르면, 저염 해역에서 사용하기 위한 해수를 고농도로 농축시켜 저장하여 해수를 저장하는 탱크의 용량을 줄일 수 있다.According to the present invention, it is possible to reduce the capacity of a tank for storing seawater by concentrating and storing seawater for use in a low salt area at a high concentration.
또한, 해수를 고농도로 농축시켜 저장하여 저염 해역에서도 효율적으로 밸러스트수 처리를 할 수 있다.In addition, it is possible to concentrate and store seawater at a high concentration to efficiently treat the ballast water in the low salt area.
도 1은 종래의 밸러스트수 처리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템의 구성도이다.
도 4a 및 도 4b는 각각 도 2 및 도 3의 밸러스트수 처리 시스템의 농축수 처리 장치의 농축 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리 방법의 순서도이다.1 is a view for explaining a conventional ballast water treatment system.
2 is a configuration diagram of a ballast water treatment system according to an embodiment of the present invention.
3 is a configuration diagram of a ballast water treatment system according to another embodiment of the present invention.
4A and 4B are diagrams for explaining the principle of concentration of the concentrated water treatment apparatus of the ballast water treatment system of FIGS. 2 and 3, respectively.
5 is a flowchart of a ballast water treatment method according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.
이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템의 구성도이다.2 is a configuration diagram of a ballast water treatment system according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템(10)은, 시-체스트(60)를 통해 펌프(70)로 취수하는 해수를 밸러스트 탱크(80)에 밸러스트수로 처리하여 저장하기 위해, 농축수 처리 장치(100), 밸러스트수 처리 장치(200), 염도 감지 장치(300), 밸브 제어 장치(400) 등을 포함한다.2, the ballast
농축수 처리 장치(100)는 펌프(70)를 통해 유입되는 해수의 일부를 농축시켜 농축수로 저장한다. 구체적으로, 농축수 처리 장치(100)는 밸러스트수 처리 장치(200)와 독립적으로 마련되며, 펌프(70)를 통해 밸러스트수 처리 장치(200)로 유입되는 해수 중에서 일부를 따로 빼내어 저염 해역에서 사용될 경우를 대비하여 농축시켜 저장하게 된다. 즉, 염소를 이용하여 살균 처리하기 위해, 염소보다 상대적으로 고농도의 소금물을 필요로 하는데, 이러한 필요를 농축수 처리 장치(100)에서 고농도의 소금물을 만들어 해결한다. 예를 들어, 적도 지방에서 펌프(70)를 통해 해수를 취수하여 농축, 저장한 농축수를 극지방에서 사용함으로써, 농축수를 저장하는 탱크의 공간 낭비를 막을 수 있다.The concentrated
밸러스트수 처리 장치(200)는 해수를 전기분해하여 생성된 염소 이온을 이용하여 해수를 살균 처리하며, 살균 처리된 해수를 밸러스트수로 밸러스트 탱크(80)에 저장한다. 밸러스트수 처리 장치(200)에서는 펌프(70)를 통해 밸러스트수 처리 장치(200)로 인입된 해수 또는 농축수 처리 장치(100)를 통해 농축된 농축수를 전기분해한다. 예를 들어, 만일 선박이 고염 해역을 항해하는 경우, 고농도의 소금물을 바로 얻을 수 있으므로, 펌프(70)를 통해 해수를 취수하여 일부를 전기분해하고, 이로부터 얻어지는 염소 성분으로 펌프(70)를 통해 유입되는 고염 해역의 해수를 살균 처리한다. 또한, 만일 선박이 저염 해역을 항해하는 경우, 고농도의 소금물을 필요로 하며, 농축수 처리 장치(100)로부터 농축수를 전달받아, 농축수를 전기분해하거나 또는 농축수에 저염 해역의 해수를 혼합하여 전기분해하여 얻어지는 염소 성분으로 펌프(70)를 통해 유입되는 저염 해역의 해수를 살균 처리한다. 즉, 선박이 항해하는 해역의 염분 농도에 따라 적절히 농축수를 이용하여 해수를 전기분해하여 염소 성분을 획득하고, 획득된 염소 성분으로 펌프(70)를 통해 유입되는 해수를 살균 처리하여 밸러스트수를 밸러스트 탱크(60)로 취수하는 역할을 한다.The ballast
염도 감지 장치(300)는 해수의 염도를 측정하는 장치이다. 구체적으로, 염도 감지 장치(300)는 선박이 항해하고 있는 항해 해역의 해수(51)를 취수하고, 이를 분석하여 염도를 산출한다. 염도 감지 장치(300)에 의해 항해 해역의 해수(51)의 염도를 산출함으로써, 농축수 처리 장치(100)의 농축수의 사용 여부를 결정하게 된다. 예를 들어, 항해 해역의 해수(51)의 염도가 일정 염도를 넘을 경우에는 펌프(70)를 통해 유입되는 항해 해역의 해수(51)로부터 염소 성분을 얻을 수 있으므로, 농축수를 이용할 필요가 없을 것이다. 그러나, 항해 해역의 해수(51)의 염도가 일정 염도를 넘지 못할 경우에는 펌프(70)를 통해 유입되는 항해 해역의 해수(51)로부터 염소 성분을 충분이 얻기 어려우므로, 농축수 처리 장치(100)로부터 농축수를 전달받아 전기분해하여 염소 성분을 얻을 수 있을 것이다.The
밸브 제어 장치(400)는 시체스트(60), 밸러스트 탱크(80), 농축수 처리 장치(100), 밸러스트수 처리 장치(200) 등 각각의 장치들 사이에 연결되는 배관에 설치된 밸브들을 제어한다. 예를 들어, 밸브 제어 장치(400)는 농축수 처리 장치(100)의 농축수가 기준량 이하인 경우, 농축수 처리 장치(100)로 해수로 유입시키도록 제1 밸브(412)를 열고, 농축수가 충분한 경우 밸드(412)를 닫는다. 또한, 밸브 제어 장치(400)는 밸러스트수 처리 장치(200)에서 염소를 생산할 수 있을 정도로 해수가 고염도인 경우, 제2 밸브(414)를 닫아 농축수가 농축수 처리 장치(100)에서 밸러스트수 처리 장치(200)로 흐르는 것을 막고, 해수가 저염도인 경우에는 제2 밸브(414)를 열어 농축수 처리 장치(100)에서 밸러스트수 처리 장치(200)로 농축수가 흐르도록 한다.The
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템의 구성도이다.3 is a configuration diagram of a ballast water treatment system according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 다른 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템(15)은, 시-체스트(60)를 통해 펌프(70)로 취수하는 해수를 밸러스트 탱크(80)에 밸러스트수로 처리하여 저장하기 위해, 해수 농축부(110) 및 농축수 탱크(120)를 포함하는 농축수 처리 장치(100), 밸러스트수 처리부(210) 및 해수 여과부(220)를 포함하는 밸러스트수 처리 장치(200), 센서부(310) 및 염도 분석부(320)를 포함하는 염도 감지 장치(300), 밸브 제어부(420)와 제1 및 제2 밸브(412, 414)를 포함하는 밸브 제어 장치(400) 등을 포함한다.The ballast
농축수 처리 장치(100)는, 펌프(70)를 통해 들어오는 해수의 일부를 농축시키는 해수 농축부(110) 및 상기 농축수를 저장하는 농축수 탱크(120)를 더 포함한다. The concentrated
해수 농축부(110)는 역삼투 방식 등을 이용하여 저염도의 해수를 고염도의 농축수로 농축시킬 수 있으며, 상기 역삼투 방식 외에 당업자가 채택 가능한 여러 농축 방식도 본 발명의 권리 범위에 속한다 할 것이다. 또한, 해수 농축부(110)는 해수를 30% 정도의 농도까지 농축시킬 수 있을 것이나, 이에만 제한되지 않고, 이 이상으로 농축시킬 수 있음은 당업자에게 자명하다 할 것이다. The
농축수 탱크(120)는 해수 농축부(110)에서 농축된 해수인 농축수를 별도로 저장하는 탱크이며, 밸러스트 탱크(80)와는 독립적으로 배치된다. 이때, 해수 농축부(110)에 의해 해수를 고농도로 농축시킬 수 있으므로, 농축수 탱크(120)의 부피를 줄일 수 있을 것이다. 농축수 탱크(120)의 크기나 구조 등의 스펙은 밸러스트수 처리 장치(200)의 처리 용량과 관련하여 적절히 결정될 수 있을 것이다.The
밸러스트수 처리 장치(200)는, 염소 이온을 생성하고, 이를 이용하여 밸러스트 탱크(80)로 유입되는 해수를 살균 처리하는 밸러스트수 처리부(210) 및 펌프를 통해 유입되는 해수를 여과하는 해수 여과부(220)를 더 포함한다. The ballast
밸러스트수 처리부(210)는 펌프(70)를 통해 바로 얻어진 해수 또는 농축수를 전기분해하거나, 상기 해수 및 농축수를 혼합한 혼합수를 전기분해하며, 이러한 전기분해로 생성된 염소 이온을 이용하여 는 펌프(70)를 통해 유입되는 해수를 살균 처리한다. 전기분해를 통하여 해수, 농축수, 또는 혼합수에 포함된 염화나트륨(NaCl) 성분은 차아염소산나트륨(NaOCl)이나 차아염소산(HClO)으로 전환되며, 상기 살균 소독 물질로 해수 중에 있는 해양 생물을 제거하게 된다. 이때, 시체스트(60), 펌프(70), 밸러스트 탱크(80)로 이루어진 유로에 밸러스트 처리부(210)가 간접적으로 연결되는 간접식 및 밸러스트 처리부(210)가 유로에 직접 연결되는 직접식으로 구성될 수 있음은 당업자에게 자명하다 할 것이다. The ballast
해수 여과부(220)는 펌프(70) 다음에 설치되어, 밸러스트 처리부(210)로 유입되는 해수에서 이물질과 미생물 등을 필터로 여과하는 역할을 한다. 그리하여, 해수 여과부(220)에 의해 미생물을 1차적으로 여과시킬 수 있어, 밸러스트수의 처리를 위한 염소의 양을 줄일 수 있다. 이를 통해, 농축수 탱크(120)의 부피를 줄일 수 있는 효과까지 얻을 수 있다.The seawater filtration unit 220 is installed after the
염도 감지 장치(300)는 선박이 항해하는 해역의 해수 염도를 감지하는 역할을 하며, 선박이 항해하는 해역의 해수(51)에 접촉하여 염분을 측정하는 센서부(310) 및 센서부(310)로부터 획득된 염분을 분석하여 해수 염도를 산출하는 염도 분석부(320)를 더 포함한다.The
센서부(310)는 선박이 항해하는 해역의 해수(51)에 직접 접촉하여 해수의 염분을 확인하게 된다. 센서부(310)는 1개의 센서만을 이용할 수도 있으나, 정확한 측정을 위해 복수개의 단위 센서가 선박이 항해하는 해역의 해수(51)에 직접 접촉하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 선박이 항해하는 전방 및 후방, 양 측면 등 여러 곳에서 해수의 염분을 획득함으로써 보다 정확한 염분을 측정할 수 있다.The
염도 분석부(320)는 센서부(310)로부터 획득한 염분 데이터로부터 항해 해역의 해수(51)의 염도를 산출하게 된다. 이때, 염도 분석부(320)는 센서부(310)로부터 수 많은 데이터를 전달받아 이를 분석하여 해수 염도를 산출함으로써 보다 정확한 해수 염도를 산출할 수 있다.The
밸브 제어 장치(400)는 해수 농축부(110) 측으로 분기되어 흐르는 해수의 유입을 차단 및 허용하는 제1 밸브(412) 및 농축수 탱크(120)에서 밸러스트수 처리 장치(200) 측으로 흐르는 농축수의 유입을 차단 및 허용하는 제2 밸브(414)와, 상기 제1 및 제2 밸브(412, 414)의 개폐를 제어하는 밸브 제어부(420)를 더 포함한다.The
구체적으로, 밸브 제어부(420)는 농축수 탱크(120)의 농축수 저장량이 기준 저장량 이하인 경우 제1 밸브(412)를 개방하고, 농축수 탱크(120)의 농축수 저장량이 기준 저장량을 초과하는 경우 제1 밸브(412)를 폐쇄함으로써, 해수 농축부(110) 측으로 분기되어 흐르는 해수의 유입을 차단 및 허용한다.More specifically, the
또한, 밸브 제어부(420)는 염도 감지 장치(300)에 의해 측정된 항해 해역의 해수 염도가 기준 염도 이하인 경우 제2 밸브(414)를 개방하고, 해수 염도가 기준 염도를 초과하는 경우 제2 밸브(414)를 폐쇄함으로써, 농축수 탱크(120)에서 밸러스트수 처리 장치(200) 측으로 흐르는 농축수의 유입을 차단 및 허용한다. 즉, 선박이 항해하는 해역의 해수(51)의 염분을 측정하여 밸러스트수 처리 장치(200)로 농축수를 유입시키게 되고, 해수 염도에 따라 농축수의 양을 조절할 수 있다.The
도 4a 및 도 4b는 각각 도 2 및 도 3의 밸러스트수 처리 시스템의 농축수 처리 장치의 농축 원리를 설명하기 위한 도면이다.Figs. 4A and 4B are views for explaining the principle of concentration of the concentrated water treatment apparatus of the ballast water treatment system of Figs. 2 and 3, respectively.
전술한 바와 같이, 농축수 처리 장치(200)에서 바닷물을 농축시키기 위한 여러 방식이 있지만, 멤브레인(Membrane)을 이용한 역삼투 방식을 채택할 수 있다. 이는 역삼투 방식이 에너지 소비가 가장 적고 조작이 용이하기 때문이다.As described above, there are various methods for concentrating seawater in the concentrated
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 해수 농축부(110)는 내부에 해수를 수용할 수 있는 하우징(115)과 상기 하우징(115)을 두 영역(A, B)로 분리하는 삼투막(117)을 포함할 수 있다. 두 영역 중 한 영역(A)에는 해수, 다른 영역(B)에는 청정수를 두고, 중간에 멤브레인(membrane)의 역할을 하는 삼투막(117)을 배치하게 되면, 일반적으로 염도가 높은 해수 쪽으로 물이 이동한다. 그러나, 해수의 상부에 압력을 가하면, 압력에 의해 A 영역에서 B 영역으로 물이 이동한다. 이러한 방식으로 해수를 농축하고, 농축수를 농축수 탱크(120)에 저장하는 것이다. 이러한 박막을 이용한 역삼투 방식을 통해, 에너지 소비가 적고 조작이 용이해지는 장점이 있다4A and 4B, the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리 방법의 순서도이다.5 is a flowchart of a ballast water treatment method according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 펌프를 통해 유입되는 해수의 일부를 농축시켜 농축수를 생성하고(S110), 농축수를 저장하며(S120), 선박이 항해하는 해역의 해수 염도를 감지하여(S130), 해수 염도가 기준 염도 이하인 경우(S140, Yes), 농축수를 전기분해하여(S150), 염소 이온을 생성한다(S160). 이때, 해수 염도가 기준 염도를 초과하는 경우(S140, No), 선박이 항해하는 해역의 해수를 전기분해하여(S155), 염소 이온을 생성한다(S160). 그런 후에, 염소 이온을 이용하여 해수를 살균 처리하고(S170), 살균 처리된 해수를 밸러스트 탱크에 밸러스트수로 저장한다(S180).Referring to FIG. 5, concentrated water is generated by concentrating a part of the seawater flowing through the pump (S110), stored concentrated water (S120), sensing the salinity of the sea in the sea where the ship is sailing (S130) If the salinity is below the reference salinity (S140, Yes), the concentrated water is electrolyzed (S150) to generate chlorine ions (S160). At this time, if the salinity of the sea water exceeds the reference salinity (S140, No), the sea water in the sea where the ship is sailing is electrolyzed (S155) to generate chlorine ions (S160). Thereafter, the seawater is sterilized using chlorine ions (S170), and the sterilized seawater is stored in the ballast tank as ballast water (S180).
극지방 같은 저염 해역에서는 해수의 소금 농도가 낮기 때문에 해수를 소독하기에 충분한 염소를 얻는데 어려움이 있으나, 원하는 양의 소금을 얻기 위하여 해수를 농축하여 저장함으로써, 밸러스트 탱크와 별도로 마련되는 저장 탱크의 비효율적인 공간 낭비를 막고, 저염 해역에서의 BWTS(BALLAST WATER TREATMENT SYSTEM)의 효율적인 운영에 활용할 수 있을 것이다.In low salt waters such as polar regions, the salt concentration of seawater is low, so it is difficult to obtain enough chlorine to disinfect seawater. However, by concentrating and storing seawater to obtain a desired amount of salt, the inefficient It will be possible to prevent waste of space and to utilize BWTS (BALLAST WATER TREATMENT SYSTEM) in low salt area for efficient operation.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
10: 밸러스트수 처리 시스템
100: 농축수 처리 장치
200: 밸러스트수 처리 장치
300: 염도 감지 장치
400: 밸브 제어 장치10: Ballast water treatment system
100: Concentrated water treatment device
200: Ballast water treatment system
300: Salinity sensor
400: Valve control device
Claims (10)
상기 농축되는 해수를 제외한 나머지 해수 또는 상기 농축수 중 적어도 하나를 전기분해하여 생성된 염소 이온을 이용하여 상기 나머지 해수를 밸러스트 탱크에 밸러스트수로 저장하는 밸러스트수 처리 장치를 포함하는, 밸러스트수 처리 시스템.A concentrated water treatment device for concentrating a part of the seawater flowing through the pump and storing the concentrate as concentrated water; And
And a ballast water treatment system for storing the remaining seawater as ballast water in the ballast tank using chlorine ions generated by electrolyzing at least one of the seawater other than the concentrated seawater or the concentrated water, .
선박이 항해하는 해역의 해수 염도를 감지하는 염도 감지 장치를 더 포함하는, 밸러스트수 처리 시스템.The method according to claim 1,
Further comprising a salinity sensing device for sensing seawater salinity in the sea area of the vessel sailing.
상기 염도 감지 장치는, 상기 선박이 항해하는 해역의 해수에 접촉하여 염분을 측정하는 센서부 및 상기 센서부로부터 획득된 염분을 분석하여 해수 염도를 산출하는 염도 분석부를 포함하는, 밸러스트수 처리 시스템.3. The method of claim 2,
Wherein the salinity sensing apparatus includes a sensor unit for measuring salinity by contacting the seawater of the sea where the ship is sailing, and a salinity analyzer for analyzing the salinity obtained from the sensor unit to calculate the salinity of the seawater.
상기 농축수 처리 장치는, 상기 해수의 일부를 농축시키는 해수 농축부 및 상기 농축수를 저장하는 농축수 탱크를 포함하는, 밸러스트수 처리 시스템.3. The method of claim 2,
Wherein the concentrated water processing apparatus includes a seawater concentrating unit for concentrating a part of the seawater and a concentrated water tank for storing the concentrated water.
상기 해수 농축부 측으로 분기되어 흐르는 해수의 유입을 차단 및 허용하는 제1 밸브 및 상기 농축수 탱크에서 상기 밸러스트수 처리 장치 측으로 흐르는 농축수의 유입을 차단 및 허용하는 제2 밸브를 더 포함하는, 밸러스트수 처리 시스템.5. The method of claim 4,
Further comprising: a first valve for shutting off and allowing inflow of seawater branched to the seawater concentrator side and for allowing flow of concentrated water flowing from the concentrated water tank to the ballast water treatment apparatus side; Water treatment system.
상기 제1 및 제2 밸브의 개폐를 제어하는 밸브 제어부를 더 포함하는, 밸러스트수 처리 시스템.6. The method of claim 5,
And a valve control unit for controlling opening and closing of the first and second valves.
상기 밸브 제어부는, 상기 농축수 탱크의 농축수 저장량이 기준 저장량 이하인 경우 상기 제1 밸브를 개방하고, 상기 농축수 탱크의 농축수 저장량이 기준 저장량을 초과하는 경우 상기 제1 밸브를 폐쇄하는, 밸러스트수 처리 시스템.The method according to claim 6,
Wherein the valve control unit opens the first valve when the concentrated water storage amount of the concentrated water tank is equal to or less than the reference storage amount and closes the first valve when the concentrated water storage amount of the concentrated water tank exceeds the reference storage amount, Water treatment system.
상기 밸브 제어부는, 상기 해역의 해수 염도가 기준 염도 이하인 경우 상기 제2 밸브를 개방하고, 상기 해역의 해수 염도가 기준 염도를 초과하는 경우 상기 제2 밸브를 폐쇄하는, 밸러스트수 처리 시스템.The method according to claim 6,
Wherein the valve control unit opens the second valve when the seawater salinity in the sea area is less than or equal to the reference salinity and closes the second valve when the sea salt salinity in the sea area exceeds the reference salinity.
상기 밸러스트수 처리 장치는, 상기 염소 이온을 생성하여 상기 나머지 해수를 살균 처리하는 밸러스트수 처리부 및 상기 펌프를 통해 유입되는 해수를 여과하는 해수 여과부를 더 포함하는, 밸러스트수 처리 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the ballast water treatment apparatus further comprises a ballast water treatment section for generating the chlorine ion to sterilize the remaining seawater and a seawater filtration section for filtering seawater flowing through the pump.
상기 농축수를 저장하는 단계;
선박이 항해하는 해역의 해수 염도를 감지하는 단계;
상기 해수 염도가 기준 염도 이하인 경우, 상기 농축수를 전기분해하여 염소 이온을 생성하는 단계; 및
상기 염소 이온을 이용하여 해수를 밸러스트 탱크에 밸러스트수로 저장하는 단계를 포함하는, 밸러스트수 처리 방법.Concentrating a part of the seawater flowing through the pump to generate concentrated water;
Storing the concentrated water;
Detecting the salinity of the sea in the sea where the ship is sailing;
Electrolyzing the concentrated water to produce chlorine ions when the salinity is below a reference salinity; And
And storing the seawater as ballast water in the ballast tank using the chlorine ion.
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