KR20160108966A - 유화 형태 검출기가 구비된 빌지 워터 처리시스템 및 처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박의 빌지 워터를 유수 분리 처리하여, 정제된 물 만을 선외로 방류하는 시스템과 처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유화 형태 검출기를 이용하여 유화 형태에 따라 적합한 해유화제를 선택하여 빌지 워터를 해유화 한 뒤에 원심분리하여 정제된 물만을 방류할 수 있도록 하는 처리시스템 및 그 처리방법에 대한 것이다.
본 발명은 빌지 워터의 유화 형태가 수중유(O/W)형인지 아니면 유중수(W/O)형인지를 검출하기 위한 유화 상태 검출기; 상기 유화 상태 검출기의 검출 결과에 따라 서로 다른 해유화제를 투입하는 해유화제 투입부; 및 상기 빌지 워터로부터 유분을 원심분리하기 위한 원심분리기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

유화 형태 검출기가 구비된 빌지 워터 처리시스템 및 처리방법{System for discharging bilge-water using oil-form detecter and the method thereof}

본 발명은 선박의 빌지 워터를 유수 분리 처리하여, 정제된 물 만을 선외로 방류하는 시스템과 처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유화 형태 검출기를 이용하여 유화 형태에 따라 적합한 해유화제를 선택하여 빌지 워터를 해유화 한 뒤에 원심분리하여 정제된 물만을 방류할 수 있도록 하는 처리시스템 및 그 처리방법에 대한 것이다.

선박 선저에 고인 빌지 워터는 선상 생활 폐수 및 선박 엔진 유지 보수 작업 시 발생하는 폐유 등이 그 주성분이다. 빌지 워터 탱크는 통상적으로 선박 엔진룸과 인접 해 있고 선박 엔진룸의 열에 의해 엔진룸의 벽 면에 생성되는 결로 현상에 의하여 다량의 응축수가 발생 할 뿐만 아니라 선박의 공간은 매우 한정되어 있다는 특성 상 빌지 워터 탱크는 거의 매일 배수 관리 되어야 한다.

최근 청결한 해양환경관리는 전 지구상의 문제로 부상 했고, 범세계적 관계 단체의 규율에 의해서 관리되고 있으며, 그 처리 기술도 첨단화로 발전하고 있다.

선박의 운행 중 롤링 등 물리적 운동 특성에 의해 빌지 워터는 쉽게 유화 된다. 빌지 워터 처리의 기본 기술은 유화 형태와 그 강약의 정도를 체크 한 후 합당한 처리를 해야 하지만, 종래의 기술은 운전자의 인지적 판단에 따라서 약품을 사용하거나, 처리 온도 상승을 시도하다가 불충분하면, 그 처리량을 하향 조절해서 처리하고 있다.

한국공개특허 10-2013-0022935 선박 내의 빌지 워터를 처리하는 방법은 다양하게 개발되어 왔다. 상기한 한국공개특허 2013-0022935에서는 빌지 워터를 빌지분리기 등을 통해 분리해서 처리하는 대신 빌지 워터에 열을 가하여 증발 시키는 방법으로 빌지 워터를 처리하는 방법을 개시하고 있다. 또는 다른 빌지 워터를 처리하는 대표적인 방법은 원심분리기를 이용하여 빌지 워터를 처리하는 방법이다. 하지만 원심분리기를 이용하여 빌지 워터를 처리하는 방법은 잔류 유분이 수 십에서 수 백 ppm 정도까지 빌지 워터를 처리하는 데에는 효과적이지만, 방류 가능한 세계적 잔류 유분 기준인 수 ppm의 기준에 부합하도록 빌지 워터를 처리하는 데에는 한계가 있다. 그 이유는 종래의 시스템에서는 원심분리시 해유화제를 사용한다 하더라도 빌지 워터에 대하여 동일한 해유화제를 사용하기 때문에 어떤 빌지 워터에 대해서는 유분을 효과적으로 제거하기도 하지만 그와 유화 형태 특성이 다른 빌지 워터에 대해서는 빌지 워터에 남아있는 유분을 충분히 제거하지 못한다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로 본 발명에 따르면, 유화 형태에 따라 그에 적합한 해유화제를 사용할 수 있도록 함으로써 원심분리기의 분리능력을 향상시킬 수 있는 빌지 워터 치리시스템 및 처리방법이 제공된다.

본 발명의 실시예에 따른 빌지 워터 처리 시스템은 빌지 워터의 유화 형태가 수중유(O/W)형인지 아니면 유중수(W/O)형인지를 검출하기 위한 유화 형태 검출기; 상기 빌지 워터로부터 유분을 원심분리하기 위한 원심분리기; 및 상기 유화 형태 검출기의 측정 결과에 따라 서로 다른 해유화제를 해유화용 라인믹서에 투입하는 해유화제 투입부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 유화 형태 검출기는 케이스; 상기 케이스 내부에 위치하여 상하운동을 하는 피스톤부; 상기 피스톤부를 상하방향으로 이동시키기 위한 피스톤 상하이동부; 및 상기 케이스의 내측 표면부에 내설되는 유화형태감지부;를 포함하며, 상기 케이스와 상기 피스톤부는 상기 케이스 안에서 상기 피스톤부가 하부로 내려갈수록 상기 케이스와 상기 피스톤부 사이의 간격이 점점 좁아지도록 만들어진다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 유화형태감지부는 상기 케이스와 상기 피스톤부 사이의 전기전도도를 감지하기 위한 복수 개의 전기전도센서로 구성된다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 각 전기전도센서는 상기 케이스 내부의 위쪽부터 아래쪽 방향으로 서로 다른 높이의 위치에 다수 개 분포되도록 설치된다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 케이스는 부도체이고 상기 피스톤부는 도체이며, 상기 각 전기전도센서는 상기 케이스의 외부에서 내부쪽으로 삽입하여 상기 케이스 내부의 표면에 노출된다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 각 전기전도센서는 상기 케이스에 수평방향으로 상기 케이스의 내부 모양을 따라 형성되는 밴드 모양으로 배치된다.

상기 유화형태감지부는 상기 케이스에 수평방향으로 상기 케이스의 내부 모양을 따라 형성되는 일체형의 밴드모양이고, 상기 케이스와 상기 피스톤부 사이의 전기전도도를 감지한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 피스톤 상하이동부는 상기 피스톤부의 상부 또는 하부와 연결되어 상기 피스톤부를 상하방향으로 양방향운동시키기 위해 모터와 편심캠으로 이루어진다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 피스톤부의 하부 축에는 상기 피스톤부를 상부 방향으로 밀어주기 위한 압축스프링이 장착된다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 해유화제 투입부는 상기 유화 형태 검출기의 검출결과에 따라 서로 다른 해유화제를 투입한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 케이스의 하부측에는 빌지 워터가 유입되기 위한 빌지 워터 유입부 및 빌지워터를 해유화용 라인 믹서로 배출하기 위한 제 1 빌지 워터 배출부를 갖는다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 케이스의 상부측에는 상기 케이스와 상기 피스톤부 사이를 통과한 빌지 워터를 배출하기 위한 제 2 빌지 워터 배출부를 갖는다.

본 발명에 따른 빌지 워터 처리방법은 케이스 및 피스톤부를 포함하여 구성되는 유화 형태 검출기를 이용한 빌지 워터 처리방법에 있어서, 상기 유화형태 검출기로 빌지 워터를 공급하는 단계; 상기 유화 형태 검출기에서 상기 빌지 워터의 유화 형태가 수중유(O/W)형인지 아니면 유중수(W/O)형인지를 검출하는 단계; 및 상기 빌지 워터를 원심분리기에서 원심분리하는 단계;를 포함하고, 상기 유화 형태 측정단계는 상기 케이스와 상기 피스톤부 사이의 전기전도도를 측정하여 유화 형태를 측정하고, 상기 원심분리단계 이전에 상기 유화 측정 결과에 따라 서로 다른 해유화제를 공급하여 상기 빌지 워터와 혼합하는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 유화 형태 측정단계는 상기 케이스와 피스톤부 사이의 상하방향으로 서로 다른 높이의 다수 지점의 전기전도도를 측정하여 유화 형태를 측정한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 유화 형태 측정단계는 상기 케이스의 상부에서 하부 방향으로 서로 다른 높이에서 측정되는 전기전도도 값의 조합을 이용하여 유화 형태를 판단하다.

바람직한 실시예에 있어서, 높이가 낮은 곳에서의 전기전도도가 높으면 빌지 워터의 유화 상태를 수중유(O/W)형태라고 판단하고, 높이가 낮은 곳에서의 전기전도도가 낮으면 빌지 워터의 유화 상태를 유중수(W/O)형태라고 판단한다.

본 발명에 따르면, 빌지 워터의 유화 형태에 따라 그에 적합한 해유화제를 주입반응하여 원심분리를 할 수 있기 때문에 원심분리를 통한 빌지 워터의 기름제거 성능을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면 케이스와 피스톤부의 사이가 상부로 갈수록 좁게 하고 케이스 내부의 상하 방향으로 서른 다른 높이에 복 수 개의 유화검출부를 설치하고 결과적으로 케이스와 피스톤부 사이의 거리가 서로 다른 지점들에서 유화형태를 검출하기 때문에 보다 정확한 유화 형태 측정이 가능하다는 장점이 있다.

또한, 빌지 워터의 유화 형태를 검출하고 빌지 워터의 유화 형태가 수중유(O/W)타입일 경우 저가의 해유화제를 사용하고 빌지 워터의 유화 형태가 유중수(W/O)타입일 경우에만 고가의 해유화제를 사용할 수 있도록 함으로써 전체적인 빌지 워터를 처리하는데 소요되는 비용을 줄일 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 빌지 워터 처리시스템의 구성도이고,
도 2는 유화 형태 검출기의 구성을 보여주는 도면이고,
도 3은 유화 형태 검출기의 동작을 설명하기 위한 도면이고,
도 4는 유화 형태 검출기에 장착되는 센서의 위치를 설명하기 위한 도면이고,
도 5는 도 2의 케이스와 피스톤부 사이에 놓여지는 빌지 워터의 분산 형태를 보여주는 도면이고,
도 6은 유화형태가 유중수(W/O) 타입인 경우와 수중유(O/W) 타입인 경우의 용액의 특성을 보여주기 위한 도면이다.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 빌지 워터 처리시스템의 구성도이고, 도 2는 유화 형태 검출기의 구성을 보여주는 도면이고, 도 3은 유화 형태 검출기의 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 유화 형태 검출기에 장착되는 센서의 위치를 설명하기 위한 도면이다.

도면들을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 빌지 워터 처리시스템는 빌지 워터의 유화 형태가 수중유(O/W)형인지 아니면 유중수(W/O)형인지를 검출하기 위한 유화 형태 검출기(100), 상기 빌지 워터로부터 유분을 원심분리하기 위한 원심분리기(300) 및 상기 유화 형태 검출기(100)의 측정 결과에 따라 서로 다른 해유화제를 해유화용 라인믹서(LM1)에 투입하는 해유화제 투입부(200)로 구성된다.

상기 해유화제 투입부(200)는 상기 유화 형태 검출기(100)의 검출결과에 따라 서로 다른 해유화제를 해유화용 라인믹서(LM1)에 투입하게 되는데 이를 위해 두 개의 해유화제 탱크(T20, T21), 해유화제 공급 펌프(P20, P21) 및 해유화제 공급 밸브(V20, V21)를 갖는다.

상기 유화 형태 검출기(100)는 케이스(110), 상기 케이스(110) 내부에 위치하여 상하운동을 하는 피스톤부(120), 상기 피스톤부(120)를 상하방향으로 이동시키기 위한 피스톤 상하이동부(150) 및 상기 케이스(110)의 내측 표면부에 내설되는 유화형태감지부로 구성된다.

상기 케이스(110)의 하부측에는 빌지 워터가 유입되기 위한 빌지워터 유입부 및 빌지워터를 해유화용 라인믹서(LM1)로 배출하기 위한 제 1 빌지 워터 배출부가 있고, 상기 케이스(110)의 상부측에는 상기 케이스(110)와 상기 피스톤부(120) 사이를 통과한 빌지 워터를 배출하기 위한 제 2 빌지 워터 배출부가 형성된다.

도면들에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 케이스(110)와 상기 피스톤부(120)는 상기 케이스(110) 안에서 상기 피스톤부(120)가 상부로 올라갈수록 상기 케이스(110)와 상기 피스톤부(120) 사이의 간격이 점점 좁아지도록 만들어진다.

상기 유화형태감지부는 상기 케이스(110)와 상기 피스톤부(120) 사이의 전기전도도를 감지하기 위한 복수 개의 전기전도센서(131a, 131b, 132a, 132b, ...) 및 상기 전기전도센서들(131a, 131b, 132a, 132b, ...)에 연결되어 상기 센서들로부터 감지된 신호를 신호처리부(미도시)로 전달하기 위한 신호전달선(130a)으로 구성된다. 상기 각 전기전도센서는 상기 케이스(110) 내부의 위쪽부터 아래쪽 방향으로 서로 다른 높이의 위치에 다수 개 분포되도록 설치되며, 본 발명의 실시예에서는 상기 케이스(110)는 부도체이고 상기 피스톤부(120)는 도체이며, 상기 각 전기전도센서는 상기 케이스(110)의 외부에서 내부쪽으로 삽입하여 상기 케이스(110) 내부의 표면에 노출되도록 설치된다. 상기 각 전기전도센서는 상기 케이스(110)에 수평방향으로 상기 케이스(110)의 내부 모양을 따라 형성되는 밴드 모양으로 배치된다.

상기 유화형태감지부는 다양한 방법으로 구현이 가능한데, 본 발명의 실시예에서와 같이 피스톤의 같은 높이의 둘레에 복수 개의 감지센서(135a, 135b...)를 등간격으로 배치하여 각 감지센서에 신호전달선을 연결하여 각 감지센서에서 감지되는 신호를 개별적으로 감지하는 방식 이외에도 일체형의 밴드모양(135')으로 만들어 피스톤부(120)의 둘레를 감싸는 방식으로도 구현이 가능하며, 도 4에서는 이러한 두 가지 방식의 유화형태감지부를 보여주고 있다.

상기 피스톤 상하이동부는 상기 피스톤부(120)의 상부와 연결되어 상기 피스톤부(120)를 상하방향으로 양방향운동시키기 위해 모터와 편심캠으로 이루어져 상기 모터 축이 회전하면 상기 편심캠에 의해 상기 피스톤부(120)가 상하방향으로 이동하게 된다.

상기 피스톤부(120)의 하부 축에는 상기 피스톤부(120)를 상부 방향으로 밀어주기 위한 압축스프링이 장착되어 있다. 따라서 상기 피스톤 상하이동부의 편심캠에 의해 상기 피스톤부(120)가 하부 방향으로 밀려 이동한 다음 상기 편심캠이 회전하여 상기 편심캔에 의어 미는 힘이 상기 피스톤부(120)에 가해지지 않는 동안에 상기 압축스프링에 의해 상기 피스톤부(120)는 상기 케이스(110)의 상부 방향으로 밀려 올라가게 된다.

이하에서는 상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 빌지 워터 처리시스템의 동작에 대하여 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 빌지 워터 처리방법은 상기 유화형태 검출기(100)로 빌지 워터를 공급하는 단계, 상기 유화 형태 검출기(100)에서 상기 빌지 워터의 유화 형태를 측정하는 단계 및 상기 빌지 워터를 원심분리기(300)에서 원심분리하는 단계로 이루어진다.

상기 유화 형태 측정단계는 상기 케이스(110)와 상기 피스톤부(120) 사이의 전기전도도를 측정하여 유화 형태를 측정하고 상기 유화 측정 결과에 따라 서로 다른 해유화제를 해유화용 라인믹서(LM1)에 투입하여 상기 라인믹서(LM1)에서 빌지 워터와 해유화제를 혼합 반응시켜 상기 원심분리기(300)에 공급한다.

상기 유화 형태 측정단계는 상기 케이스(110)와 피스톤부(120) 사이의 상하방향으로 서로 다른 높이의 다수 지점의 전기전도도를 측정하여 유화 형태를 측정하는데, 이렇게 취합된 서로 다른 높이에서 측정되는 전기전도도의 조합을 이용하여 유화 형태를 판단하게 된다.

도 1을 참조하면, 빌지 워터 보관탱크(T10)에 저장되어 가열된 빌지 워터는 오염 고형물 전처리용 필터(ST1)에서 1차적으로 고형물이 필터링된다. 다음 빌지 워터 공급 펌프(P10)에 의해 유화 형태 검출기(100)로 공급된다. 유화 형태 검출기(100)에서 빌지 워터의 유화 형태를 측정하여 오퍼레이터에게 측정결과를 알려주면 오퍼레이터는 검출 결과에 따라 유화 상태에 따라 서로 다른 해유화제를 선택하게 된다. 오퍼레이터가 해유화제를 선택하여 해유화용 라인믹서(LM1)로 공급해주면 상기 라인믹서(LM1)에서는 빌지 워터와 해유화제가 혼합 반응한 뒤 원심분리기로 공급된다.

해유화제는 제 1탱크(T20) 및 제 2탱크(T21)에 저장되어 있다. 상기 제 1탱크(T20)에는 유화 수중유(O/W)용 해유화제가 저장되고 상기 제 2탱크(T21)에는 유화 유중수(W/O) 해유화제가 저장된다.

상기 유화 형태 검출기(100)에서 유화 형태를 측정한 결과 빌지 워터의 유화 형태가 수중유(O/W) 타입의 빌지 워터라고 감지되면 이를 오페레이터에게 알려주어 제 1펌프(P20) 및 제 1밸브(V20)를 통해 수중유(O/W)용 해유화제가 저장되어 있는 상기 제 1탱크(T20)의 해유화제를 상기 해유화용 라인믹서(LM1)로 공급하도록 하고, 상기 유화 형태 검출기(100)에서 유화 형태를 측정한 결과 유중수(W/O) 타입의 빌지 워터라고 검출되면 이를 오페레이터에게 알려주어 제 2펌프(P21) 및 제 2밸브(V21)를 통해 유중수(W/O)용 해유화제가 저장되어 있는 상기 제 2탱크(T21)의 해유화제를 공급하도록 안내한다.

이렇게 해유화제가 공급되면 라인믹서(LM1)에서 해유화제와 빌지 워터가 혼합반응되어 원심분리기(300)로 공급된다. 원심분리기(300)에서는 해유화제와 혼합하여 반응된 빌지 워터를 원심분리를 통해 유수분리하여 유분은 오일 이송 펌프(P31)를 통해 폐유 저장 탱크(T30)으로 저장되고, 원심분리된 정제수는 정제수 이송 펌프(P30)에 의해 외부로 배출된다.

원심분리기(300)에서 생성된 고형물은 원심분리 고형물 수집 탱크(T40)에 저장된다.

이하에서는, 유화 형태 검출기(100)에서 빌지 워터의 유화 형태를 측정하는 단계에 대해 구체적으로 설명한다.

빌지 워터는 이송 펌프(P10)의 압력에 의해 유화 형태 검출기(100)의 유입 파이프(L200)를 경유하여 유화 형태 검출기(100)로 유입되고, 그 전에 검출된 빌지 워터는 제 2 빌지 워터 배출부를 통해 배출된다.

도면들에서 볼 수 있는 바와 같이 케이스(110)와 피스톤부(120) 사이의 간격은 상부로 갈수록 그 간격이 줄어들고 하부로 갈수록 그 간격이 넓어지는 구조이다. 특히 피스톤부(120)가 상하운동 사이클에서 아래로 이동해 있는 상태에서는 상기 케이스(110)와 피스톤부(120)의 최상부가 서로 밀착하게 되어 그들 사이의 간격은 제로가 되어 상기 케이스(110)와 상기 피스톤부(120)의 틈이 막히게 된다.

상기 케이스(110)와 피스톤부(120) 사이의 틈이 막히는 동안에는 검출 대상 빌지 워터가 정지 상태가 되는 대신 이송 펌프(P10)로부터 배출 되는 빌지 워터는 바이패스 자동 밸브(V100)를 경유하여 원심분리기(300) 등을 향하여 이송된다.

상기 케이스(110)와 피스톤부(120) 사이의 틈이 막히는 동안에는 상기 피스톤부(120)가 모터(152) 및 편심캠(151)의 회전운동에 의해 아래쪽으로 이동해 있는 상태이므로 검출된 빌지 워터를 상기 제 2 빌지 워터 배출부를 통해 배출하게 된다.

편심캠(S113)은 모터(M)에 의해 화살표(S114) 방향으로 계속해서 회전하고 이 회전력에 의해 상기 피스톤부(120)는 상기 케이스(110) 내에서 아래 방향으로 이동하였다가 아래로 이동된 상기 피스톤부(120)는 압착스프링(S111)의 복원력에 의해 위쪽 방향으로 이동하게 된다. 그 결과 상기 케이스(110)와 피스톤부(120) 사이의 상부 틈이 막혔다 열렸다 하는 동작이 반복되게 된다.

피스톤부(120)의 같은 높이의 둘레에 복수 개의 전기전도센서를 등간격으로 배치하여 상기 케이스(110)와 상기 피스톤부(120) 사이의 전기전도도를 측정하는 상기 유화형태감지부는 피스톤부(120)의 서로 다른 높이에 장착되어 결과적으로 상기 케이스(110)와 상기 피스톤부(120) 사이의 높이가 서로 다른 각 부분의 전기전도도를 측정하게 된다.

따라서, 유화 형태 검출기(100)에서는 서로 다른 높이에서의 전기전도도(Electric Conductivity)를 측정하여 빌지 워터의 유화 형태가 수중유(O/W)형인지 아니면 유중수(W/O)형인지를 검출하게 된다.

상기 피스톤부(120)와 상기 전기전도센서들 사이에 놓이게 되는 빌지 워터의 유화형태가 유중수(W/O) 타입인지 아니면 수중유(O/W) 타입인지에 따라 각 높이에서의 전기전도도 특성이 다르게 나타난다는 점을 이용하여 빌지 워터의 유화형태를 검출한다.

유화형태가 유중수(W/O) 타입인지 아니면 수중유(O/W) 타입인지는 빌지 워터가 유화되는 과정에서의 유화제의 종류, 빌지 워터의 산성도(PH) 그리고 빌지 워터의 온도 등에 의해 결정된다. 빌지 워터 내에 동일한 함량의 기름이 함유되어 있다 하더라도 이러한 조건들에 따라 빌지 워터의 유화형태가 유중수(W/O) 타입이 될 수도 있고 수중유(O/W) 타입이 될 수도 있다. 유중수(W/O) 타입의 빌지 워터와 수중유(O/W) 타입의 빌지 워터는 그 물질적 특성이 서로 다르다.

도 5는 상기 케이스(110)와 상기 피스톤부(120) 사이에 놓여지는 빌지 워터의 분산 상태를 보여주는 도면이고, 도 6은 유화형태가 유중수(W/O) 타입인 경우와 수중유(O/W) 타입인 경우의 용액의 특성을 보여주기 위한 도면이다.

도 5 및 6을 참조하면, 유중수(Water in Oil, W/O) 타입의 빌지워터의 경우 유분 연속매 내에 존재하는 분산매가 물(수적 분산매)이 되고 수중유(Oil in Water, O/W) 타입의 빌지 워터의 경우 수분 연속매 내에 존재하는 분산매가 기름(유적 분산매)이 되며, 물과 기름은 그 표면의 구조와 특성 그리고 이에 따른 표면장력이 서로 다르게 때문에 빌지 워터의 유화형태가 유중수(W/O) 타입인지 수중유(O/W) 타입인지에 따라 유분을 분리하기 위한 해유화제 또는 처리 방식이 달라져야 한다.

특히 수중유(O/W)타입의 빌지 워터를 유화하기 위한 해유화제는 상당히 저렴한데 비해 유중수(W/O)타입의 빌지 워터를 유화하기 위한 해유화제는 상당히 고가인데 만약 유화 형태를 측정하지 않고 유화 형태를 고려하지 않고 동일한 해유화제를 사용할 경우, 수중유(O/W)타입의 빌지 워터 뿐만 아니라 유중수(W/O)타입의 빌지 워터까지 모두 유화하기 위해서는 결국 유중수(W/O)타입의 빌지 워터를 유화하기 위한 고가의 해유화제를 항상 사용해야만 하고 결국 빌지 워터를 처리하기 위한 비용이 증가하게 되는 결과를 초래하게 된다.

따라서 빌지 워터의 유화 형태를 검출하고 빌지 워터의 유화 형태가 수중유(O/W)타입일 경우 저가의 해유화제를 사용하고 빌지 워터의 유화 형태가 유중수(W/O)타입일 경우에만 고가의 해유화제를 사용할 수 있도록 하면 전체적인 빌지 워터를 처리하는데 소요되는 비용을 줄 일수 있다.

도 5에서 볼 수 있는 바와 같이 빌지 워터가 상기 유화 형태 검출기(100)에 유입되고 상기 빌지 워터가 상기 케이스(110)와 상기 피스톤부(120) 사이의 간격이 좁은 영역에서는 상기 빌지 워터에 함유되어 있는 유분이 풍선효과에 의해 납작하고 넓은 모양으로 변형된다.

즉 하부에서 상기 케이스(110)와 상기 피스톤부(120)의 간격이 충분한 경우에는 빌지 워터에 유화된 분산질은 원래의 형상(일반적으로 구형의 수적 또는 유적)을 유지하지만 그 간격이 매우 적은 상부에서는 빌지 워터에 유화된 분산질은 풍선효과에 의해서, 수적 또는 유적이 원래의 구형에서, 납작한 원반처럼 넓은 바닥 면적을 가지게 되어 검출 핀에 용이하게 접촉되고 전기전도도를 측정이 용이하게 된다.

따라서 상기 케이스(110)와 상기 피스톤부(120)의 사이가 넓은 부분의 전기전도센서는 유화된 빌지 워터의 연속매 전기전도도를 검출하여 유수 형태를 판정하고 그 사이가 좁은 부분의 감지센서는 좁은 틈으로 인해 발생한 풍선효과에 의해 납작한 체적을 가지게 된 분산질과 연속매의 전기전도도 동시에 검출하게 된다.

아래의 표는 서로 다른 높이에 설치된 전기전도센서의 값에 따라 유화 형태를 측정하는 예를 보여주고 있다.

No.	높이별 전기전도센서					유화 형태
	S131a	S132a	S133a	S134a	S135a
1	100	100	100	100	100	거의 전부 수분
2	100	100	100	100	90	O/W유화 (수중유(O/W)용 해유화제 극미량 주입)
3	100	100	100	90	70	O/W유화 (수중유(O/W)용 해유화제 미량 주입)
4	100	100	90	70	40	O/W유화 (수중유(O/W)용 해유화제 소량 주입)
5	50	40	40	20	10	O/W유화(고도 유화)
6	0	0	0	0	0	거의 전부 유분
7	0	0	0	10	30	W/O유화, 대부분 유분
8	0	0	20	40	60	W/O유화, 소량 유분
9	0	0	30	60	90	W/O유화, 미량 유분 (유중수(W/O)용 해유화제 주입)

위의 표 1에서 1번의 경우 전기전도도가 어느 높이에서도 100이므로 이는 빌지 워터는 거의 전부 수분이라는 것을 의미한다. 따라서, 유분이 함유되지 않은 빌지 워터라고 판단되기 때문에 약품 반응 없이 원심분리기(300)만 통과시킨다.

2번의 경우 상기 케이스와 상기 피스톤부 사이 공간에서 높이가 낮은 쪽에서는 전기전도도가 높다는 것을 볼 때 유화 형태가 수중유(O/W) 형태라고 볼 수 있고, 높이가 높아 케이스와 피스톤부가 밀착되는 부분에서는 전기전도도가 아주 조금 낮아지는 것을 볼 때 극미량의 유분이 함유되어 있다고 판단할 수 있으므로 제 1탱크(T20)에 저장되어 있는 수중유(O/W)형 해유화제를 극미량 주입하여 라인믹서(LM1)에서 혼합하여 해유화한 후 원심분리기(300)에서 유수분리한다.

3번의 경우 상기 케이스와 상기 피스톤부 사이 공간에서 높이가 낮은 쪽에서는 전기전도도가 높다는 것을 볼 때 유화 형태가 수중유(O/W) 형태라고 볼 수 있고, 높이가 높아 케이스와 피스톤부가 밀착되는 부분에서는 전기전도도가 약간 낮아지는 것을 볼 때 미량의 유분이 함유되어 있다고 판단할 수 있으므로, 제 1탱크(T20)에 저장되어 있는 수중유(O/W)형 해유화제를 미량 주입하여 라인믹서(LM1)에서 혼합하여 해유화한 후 원심분리기(300)로 유수분리한다.

4번의 경우 상기 케이스와 상기 피스톤부 사이 공간에서 높이가 낮은 쪽에서는 전기전도도가 높다는 것을 볼 때 유화 형태가 수중유(O/W) 형태라고 볼 수 있고, 높이가 높아 케이스와 피스톤부가 밀착되는 부분에서는 전기전도도가 어느 정도 낮아지는 것을 볼 때 미량의 유분이 함유되어 있다고 판단할 수 있으므로, 제 1탱크(T20)에 저장되어 있는 수중유(O/W)형 해유화제를 소량 주입하여 라인믹서(LM1)에서 혼합하여 해유화한 후 원심분리기(300)로 유수분리한다.

5번의 경우 과다한 유분이 유화된 상태임으로, 정화 처리 없이 폐유 보관 탱크(T30)로 이송 처리한다. 6번의 경우 역시 거의 전부가 유분임으로, 정화 처리 없이 폐유 보관 탱크(T30)로 이송 처리한다. 7번의 경우 역시 대부분 유분임으로, 정화 처리 없이 폐유 보관 탱크(T30)로 이송 처리한다. 8번의 경우 역시 폐유가 상당량 포함되어 있으므로 정화 처리 없이 폐유 보관 탱크(T30)로 이송 처리한다.

9번의 경우 유중수(W/O) 유화 형태이고, 유중수(W/O)형 해유화제를 주입 후 라인 믹서(LM1)에서 혼합하여 해유화한 후 원심분리기(300)로 유수분리한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

100 : 유화 상태 검출기 200 : 해유화제 투입부
300 : 원심분리기 T10 : 빌지 워터 보관탱크
T20 : 제 1 탱크 [유화 수중유(O/W)용 해유화제 탱크]
T21 : 제 2 탱크 [유화 유중수적(W/O)용 해유화제 탱크]
T30 : 폐유 저장 탱크 T40 : 원심분리 고형물 수집 탱크
H10 : 빌지 워터 가열용 히터 B10 : 빌지 워터
ST1 : 오염 고형물 전처리용 필터 P10 : 빌지 워터 공급 펌프
P20 : 제 1 펌프 [유화 수중유(O/W)용 해유화제 공급 정량 펌프]
P21 : 제 2 펌프 [유화 유중수적(W/O)용 해유화제 공급 정량 펌프]
P30 : 정제수 이송 펌프 P31 : 오일 이송 펌프
V20 : 제 1 밸브 [유화 수중유(O/W)용 해유화제 공급 자동 밸브]
V21 : 제 2 밸브 [유화 유중수적(W/O)용 해유화제 공급 자동 밸브]
LM1 : 라인 믹서 V100 : 바이패스 자동 밸브

Claims (16)

1. 빌지 워터 처리시스템에 있어서,
   상기 빌지 워터의 유화 형태가 수중유(O/W)형인지 아니면 유중수(W/O)형인지를 검출하기 위한 유화 상태 검출기;
   상기 유화 상태 검출기의 검출 결과에 따라 서로 다른 해유화제를 투입하는 해유화제 투입부; 및
   상기 빌지 워터로부터 유분을 원심분리하기 위한 원심분리기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 빌지 워터 처리시스템.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 유화 상태 검출기는 :
   케이스;
   상기 케이스 내부에 위치하여 상하운동을 하는 피스톤부;
   상기 피스톤부를 상하방향으로 이동시키기 위한 피스톤 상하이동부; 및
   상기 케이스의 내측 표면부에 내설되는 유화형태감지부;를 포함하며,
   상기 케이스와 상기 피스톤부는 상기 케이스 안에서 상기 피스톤부가 하부로 내려갈수록 상기 케이스와 상기 피스톤부 사이의 간격이 점점 좁아지도록 만들어진 것을 특징으로 하는 빌지 워터 처리시스템.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 유화형태감지부는 상기 케이스와 상기 피스톤부 사이의 전기전도도를 감지하기 위한 복수 개의 전기전도센서로 구성되는 것을 특징으로 하는 빌지 워터 처리시스템.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 각 전기전도센서는 상기 케이스 내부의 위쪽부터 아래쪽 방향으로 서로 다른 높이의 위치에 다수 개 분포되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 빌지 워터 처리시스템.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 케이스는 부도체이고 상기 피스톤부는 도체이며, 상기 각 전기전도센서는 상기 케이스의 외부에서 내부쪽으로 삽입하여 상기 케이스 내부의 표면에 노출되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 빌지 워터 처리시스템.
   
6. 제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 각 전기전도센서는 상기 케이스에 수평방향으로 상기 케이스의 내부 모양을 따라 형성되는 밴드 모양으로 배치되는 것을 특징으로 하는 빌지 워터 처리시스템.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 유화형태감지부는 상기 케이스에 수평방향으로 상기 케이스의 내부 모양을 따라 형성되는 일체형의 밴드모양이고, 상기 케이스와 상기 피스톤부 사이의 전기전도도를 감지하는 것을 특징으로 하는 빌지 워터 처리시스템.
   
8. 제 1항에 있어서,
   상기 피스톤 상하이동부는 상기 피스톤부의 상부 또는 하부와 연결되어 상기 피스톤부를 상하방향으로 양방향운동시키기 위해 모터와 편심캠으로 이루어진 것을 특징으로 하는 빌지 워터 처리시스템.
   
9. 제 1항에 있어서,
   상기 피스톤부의 하부 축에는 상기 피스톤부를 상부 방향으로 밀어주기 위한 압축스프링이 장착되는 것을 특징으로 하는 빌지 워터 처리시스템.
   
10. 제 1항에 있어서,
    상기 해유화제 투입부는 상기 유화 상태 검출기의 유화 형태 검출결과에 따라 서로 다른 해유화제를 투입하는 것을 특징으로 하는 빌지 워터 처리시스템.
    
11. 제 1항에 있어서,
    상기 케이스의 하부측에는 빌지 워터가 유입되기 위한 빌지 워터 유입부 및 빌지워터를 해유화용 라인믹서로 배출하기 위한 제 1 빌지 워터 배출부를 갖는 것을 특징으로 하는 빌지 워터 처리시스템.
    
12. 제 11항에 있어서,
    상기 케이스의 상부측에는 상기 케이스와 상기 피스톤부 사이를 통과한 빌지 워터를 배출하기 위한 제 2 빌지 워터 배출부를 갖는 것을 특징으로 하는 빌지 워터 처리시스템.
    
13. 케이스 및 피스톤부를 포함하여 구성되는 유화 상태 검출기를 이용한 빌지 워터 처리방법에 있어서,
    상기 유화 형태 검출기로 빌지 워터를 공급하는 단계;
    상기 유화 형태 검출기에서 상기 빌지 워터의 유화 형태가 수중유(O/W)형인지 아니면 유중수(W/O)형인지를 검출하는 단계; 및
    상기 빌지 워터를 원심분리기에서 원심분리하는 단계;를 포함하고,
    상기 유화 형태 측정단계는 상기 케이스와 상기 피스톤부 사이의 전기전도도를 측정하여 유화 형태를 측정하고,
    상기 원심분리단계 이전에 상기 유화 형태 측정 결과에 따라 서로 다른 해유화제를 공급하여 상기 빌지워터와 혼합하는 것을 특징으로 하는 빌지 워터 처리방법.
    
14. 제 13항에 있어서,
    상기 유화 상태 측정단계는 상기 케이스와 피스톤부 사이의 상하방향으로 서로 다른 높이의 다수 지점의 전기전도도를 측정하여 유화 형태를 측정하는 것을 특징으로 하는 빌지 워터 처리방법.
    
15. 제 14항에 있어서,
    상기 유화 상태 측정단계는 상기 케이스의 상부에서 하부 방향으로 서로 다른 높이에서 측정되는 전기전도도 값의 조합을 이용하여 유화 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 빌지 워터 처리방법.
16. 제 15항에 있어서,
    높이가 낮은 곳에서의 전기전도도가 높으면 빌지 워터의 유화 형태를 수중유(O/W)형태라고 판단하고, 높이가 낮은 곳에서의 전기전도도가 낮으면 빌지 워터의 유화 형태를 유중수(W/O)형태라고 판단하는 것을 특징으로 하는 빌지 워터 처리방법.
    
    
    

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