WO2010011040A4 - 발라스트수 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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김정식
정의용
김동성
정붕익
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(주) 테크윈
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Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for treating ballast water, and more particularly, to an apparatus and method for treating ballast water in which ballast water is introduced into a ballast tank while a marine vessel is in operation, while aquatic organisms, bacteria,
  • the electrolysis of seawater produces electrolytic disinfectant and precisely controls the produced disinfectant. It is injected into seawater to purify the incoming seawater, and the ballast water discharged from the ballast tank back to the ocean is also precisely and reliably discharged through reductant and physical treatment
  • the present invention relates to a processing apparatus and method for purifying ballast water to be discharged to the ocean at a level that is free of harmful substances.
  • a ship such as a tanker or a cargo ship
  • the sea water of the same weight is stored in the ballast tank in the ship All.
  • the draft (Trim: The forward and backward inclination of the ship).
  • the ballast water is contained when there is no cargo and the ballast water is discharged to load the cargo.
  • the importer of such cargo is, as it were, the exporter of ballast water.
  • the ship storing the ballast water sails from the importing country toward the exporting country of the cargo, and discharges the ballast water in the water of the exporting country.
  • the exporting country of cargo is to be an importer of ballast water, so to speak.
  • ballast water sometimes contains specific malignant microorganisms or bacteria living in the offshore region of the ballast water exporting country.
  • ballast water containing these substances When the ballast water containing these substances is discharged into the offshore area of the importing country, damage such as destruction of the ecosystem occurs. Therefore, the international movement of aquatic organisms through ballast water is a problem.
  • Ballast Treaty an International Convention for the Regulation and Management of Ballast Water and Sediment on Ships (hereinafter abbreviated as the Ballast Treaty) was adopted by the 74 participating countries in the United Kingdom (London) on 13 February 2004.
  • the biological standard of so-called ballast water drainage is set as the discharge standard for discharging ballast water to the offshore water in the importing country of ballast water. Failing to meet these criteria, the importing country of ballast water will be able to refuse to accept a multiple of the ballast number, that is, acceptance of the ballast.
  • ballast water drainage As a biological standard of the ballast water drainage, aquatic organisms having a minimum size of 50 ⁇ or more are less than 10 pieces / 1 m3, aquatic organisms less than 10 to 50 ⁇ are less than 10 pieces / 1 ml,
  • the ballast water should be drained with less than 1 cfu / 100 ml of medium toxic Vibrio cholera, less than 250 cfu / 100 ml of Escherichia coli, and less than 100 cfu / 100 ml of enterococci. (cfu: colony formation unit)
  • the direct seawater electrolysis method is a method in which seawater introduced into a ballast tank, that is, all the ballast water (BW) is passed through an electrolytic cell to continuously sterilize the seawater, Direct and chlorine direct electrolysis.
  • BW ballast water
  • the direct oxygen electrolysis method uses OH * , O 3 , and H 2 O 2 as disinfectants, and BDD is used as the electrode to be used.
  • the advantage of such an oxygen direct electrolysis method is that it has a simple structure, a high sterilization speed, a small amount of disinfection byproducts, and no need for neutralization of fungicide.
  • disadvantages are that a high level of filter is required, the electrode used is expensive, the sterilizing agent is not persistent, the sterilization is necessary at the time of discharge, the electrolytic cell is easily contaminated, There is a risk of explosion due to the inflow of air.
  • the direct chlorine electrolysis method uses NaOCl, OCl - , and HOCl as disinfectants, and DSA is used as the electrode to be used.
  • Advantages of such a chlorine direct electrolysis method are that the structure of the apparatus is simple, the sterilization effect is residual, and the use of a low-level filter is advantageous.
  • disadvantages include difficulty in sterilization control, low sterilization rate, disinfection byproducts, neutralization of fungicides, ease of contamination of the electrolytic cell, There is a disadvantage that the explosion risk due to influx and the electrolytic efficiency are sensitive to the water quality.
  • the indirect electrolytic solution is a method in which only a part of sea water (BW) introduced into the ballast tank is electrolyzed to prepare a sterilizing agent, and the sterilizing agent is added in a predetermined amount to the ballast water to be introduced.
  • BW sea water
  • the sterilizing agent . NaOCl, OCl-, and HOCl are used as specific disinfectants, and DSA is used as the electrode to be used.
  • Advantages of the chlorine-based indirect electrolysis include advantages such as easy control of sterilization efficiency, high durability of the equipment, long life of the electrode plate, residual sterilization effect, and demonstration technology (many applications).
  • the disinfection rate is low and disinfection by-products are generated, which is a disadvantage in that it is necessary to neutralize the fungicide.
  • this is a common disadvantage of chlorine-based direct and indirect electrolysis methods. In other chemical treatment methods, It has disadvantages.
  • chlorine indirect electrolysis method has both residual toxicity and hydrogen safety simultaneously, so that sterilization control and facility safety can be secured compared with direct electrolysis method. Since 1/200 scale seawater is used, it is the most reliable and efficient electrolysis method because it is easy to install auxiliary safety equipments because the load and installation area of electrolytic cell become small.
  • FIG. 13 is a schematic diagram of an embodiment of an indirect seawater electrolysis process for treating ballast water.
  • the seawater indirect electrolysis process for treating the ballast water includes the steps of removing the harmful substances of the ballast water stored in the ballast tank with sodium hypochlorite, A ballast water treatment apparatus provided with a pretreatment unit (110) for filtering and separating seawater supplied through a water intake line flowing from an outside sea, characterized in that the ballast water treatment apparatus A pump 121 and a seawater supply unit 123 for storing seawater passing through the pump 121 and the flow meter 122.
  • the seawater supplied from the seawater supply unit 123 is electrolyzed to generate hypochlorous acid
  • a reservoir 125 for storing the sodium hypochlorite produced in the generator 124 is provided, and a reservoir 125 for storing the sodium hypochlorite generated in the generator 124 is provided,
  • a concentration meter 126 is provided to measure the concentration of sodium hypochlorite supplied from the main tank 125 so that the amount and concentration of sodium hypochlorite supplied through the concentration meter 126 and the flow meter 127 are controlled and supplied
  • the sodium hypochlorite supply unit 128 is provided.
  • the ultraviolet ray irradiating unit 130 irradiates ultraviolet rays to the ballast water when the ballast water stored in the ballast tank 129 is drained.
  • FIG. 14 is a schematic view of another embodiment of the sea water indirect electrolysis process for treating the ballast water.
  • a ballast tank is provided between the water intake line and the water drain line, As the incoming seawater passes through the pretreatment unit, the impurities contained in the seawater are filtered and separated, and a part of the seawater is introduced through the inflow pipe to generate sodium hypochlorite, which is injected into the ballast water through the discharge pipe through the concentration controller.
  • a concentration detector 201 for detecting the type and the concentration of the pests contained in the seawater passed through the pretreatment unit 200.
  • the concentration detector 201 is connected to the sea- (202), and the discharge pipe of the seawater conversion unit (202) is provided with a spray nozzle (203) Able to know.
  • FIG. 15 shows a schematic diagram according to one embodiment of a conventional direct electrolysis process for treating ballast water. As shown in FIG. 15, the structure of the ballast water is shown in FIG. The baffle device for generating vortex is provided at the inlet side of the disinfection device.
  • the baffle device for generating vortex is provided at the outlet side of the disinfection device,
  • An electrolytic module 310 provided with a sensor 330 for measuring chlorine concentration and provided with a plurality of electrode sets including a pair of electrodes in a chamber at an intermediate position between the baffle device 320 and the sensor 330;
  • a power supply unit 350 installed outside the electrolytic module 310 to supply power to the electrolytic module 310;
  • a pump 361 for introducing and discharging the ballast water, and a connection means including a pipe and a valve connected to the pump 361.
  • the indirect electrolysis solution of seawater disclosed in Fig. 13 does not have means for precisely controlling the amount of the disinfectant to be added according to the flow rate of the ballast water flowing in, There is a problem that the ballast water having a pollution source can enter the ballast tank,
  • the ballast tank is operated once or twice during the operation period, and the operation is stopped during most of the sailing time, so that the seawater is stagnated and locked in the apparatus.
  • the generator generating sodium hypochlorite is contaminated do.
  • the durability of the apparatus is weak because there is no means to prevent such contamination.
  • a sodium hypochlorite generating apparatus which is applied to a fresh water field such as a water purification plant, and includes a pump and a flow meter for supplying a predetermined amount of seawater to a generator and a seawater supply unit for storing pumped seawater , A reservoir for storing the sodium hypochlorite generated by the reaction at the generator when a constant flow rate is supplied, and a concentration meter for maintaining the concentration of sodium hypochlorite stored in the reservoir,
  • a supply unit or the like is provided.
  • sea water unlike freshwater, sea water usually has a certain concentration (1% of boundary between freshwater and sea water, and about 3% of general sea water), and means for measuring the flow of seawater and temporarily storing it are not necessary means.
  • the ballast treatment apparatus is to maintain a constant chlorine amount (about 5 to 10 ppm) for disinfecting the ballast water in accordance with the flow rate of the ballast water flowing into the ballast tank.
  • the ultraviolet irradiation unit is used for ultimately reducing the ballast water discharged from the ballast tank when discharging the ballast water and discharging the ballast water to the sea.
  • the linear velocity of the flow out of the ship is usually about 3 m / sec Therefore, there is a problem that a sufficient amount of ultraviolet irradiator is required to reliably treat the ultraviolet ray irradiation apparatus because the residence time is short, and an enormous amount of energy is required to operate the ultraviolet irradiator.
  • the electrolysis method directly transfers the ballast water flowing into the ballast tank to produce a sterilizing agent such as sodium hypochlorite, and is very sensitive to the temperature change of the ballast water.
  • a sterilizing agent such as sodium hypochlorite
  • the ballast tanks are operated from one to two times during the operation period and the operation is stopped during most of the sailing time, so that the seawater stagnates and becomes locked in the apparatus.
  • the seawater conversion unit causing the sodium hypochlorite .
  • the durability of the apparatus is weak because there is no means to prevent such contamination.
  • the electrolysis method directly transfers the ballast water flowing into the ballast tank to produce a sterilizing agent such as sodium hypochlorite, and is very sensitive to the temperature change of the ballast water.
  • a sterilizing agent such as sodium hypochlorite
  • the ballast tanks are operated once or twice during the operation period and the operation is stopped during most of the sailing time, so that seawater stagnates and becomes locked in the apparatus.
  • the electrolytic module generating sodium hypochlorite is contaminated .
  • the durability of the apparatus is weak because there is no means to prevent such contamination.
  • the electrolytic (Faraday) efficiency is changed according to the concentration of seawater under the same conditions.
  • the electrolysis module under normal operation has a drastic decrease in electrolytic efficiency from less than 2.5%
  • the treatment efficiency is determined by the concentration of the seawater, and there is a disadvantage that untreated ballast water is generated.
  • the electrolysis method directly transfers the ballast water flowing into the ballast tank to produce a sterilizing agent such as sodium hypochlorite, and is very sensitive to the temperature change of the ballast water.
  • a sterilizing agent such as sodium hypochlorite
  • an object of the present invention is to provide sodium hypochlorite by continuously generating sodium hypochlorite according to a seawater flow rate of ballast water flowing into a ballast tank or discharged from a ballast tank,
  • an apparatus and method for preventing marine pollution from occurring by providing an apparatus and method free from concentration change due to storage and reliably reducing the amount of ballast water discharged into the ocean through a ballast tank by a chemical injection method I have to.
  • Another object of the present invention is to increase the durability by securing the stability of the facility by preventing the contamination due to sticking of the contamination source by circulating the seawater for a predetermined period or continuously so that the electrolysis module for generating sodium hypochlorite does not become contaminated even during the shutdown And to provide a method and a device for providing the same.
  • Another object of the present invention is to control the flow rate of seawater as a raw material of sodium hypochlorite such as ballast water and cooling seawater so as to maintain current efficiency of the electrolysis module constantly to prevent deterioration of treatment efficiency according to different salinity And to provide a reliable apparatus and method.
  • Another object of the present invention is to provide an electrolysis module capable of electrolyzing sodium hypochlorite so that raw water supplied to an electrolysis module for generating sodium hypochlorite is used as raw water, And to provide an apparatus and method for increasing the efficiency.
  • a ballast water supply system for a ballast water supply system, comprising: a ballast water supply line
  • the sodium hypochlorite is produced, and the hydrogen gas is removed through the gas-liquid separator.
  • the hydrogen gas is supplied to the seawater line which is introduced into the ballast tank according to the amount of residual chlorine, and is stored in the ballast tank after disinfection.
  • the amount of the reducing agent is controlled by the control system and supplied to the drainage-side seawater line to be neutralized to a target amount of residual chlorine so as to be discharged to the ocean.
  • the present invention also provides a method of controlling a ballast tank in which a part of ballast water introduced from a drainage side of a ballast tank is controlled and supplied at a constant flow rate by a control system to produce sodium hypochlorite having a controlled concentration in an electrolysis module, After the disinfection, the amount of the reducing agent is controlled by the control system in accordance with the residual chlorine amount of the ballast water continuously, and the neutralized water is neutralized to the target residual chlorine amount and discharged to the ocean And a ballast water treatment apparatus.
  • the present invention provides a control system that controls the supply of cold seawater selectively flowing from a pre-heat-exchanged cold seawater line or a heat-exchanged cold seawater line through a heat exchanger at a constant flow rate to produce an adjusted concentration of sodium hypochlorite in an electrolysis module, After the hydrogen gas is removed through a separator, the hydrogen gas is supplied to the seawater line according to the amount of residual chlorine to be stored in the ballast tank after disinfection, and the amount of the reducing agent is controlled by the control system according to the residual chlorine amount of the ballast water, And neutralizing the waste water to a residual chlorine amount and discharging it to the ocean.
  • the ballast water or the cooling seawater flowing into the electrolysis module is characterized by being passed through a pretreatment filter for filtering marine microorganisms.
  • ballast water or the cooling seawater controlled and supplied at the constant flow rate is regulated by the seawater supply pump controlled by the control system after passing through the pre-treatment filter.
  • ballast water or the cooling seawater controlled and supplied at the constant flow rate is regulated by the flow control valve controlled by the control system after passing through the pre-treatment filter.
  • ballast water or the cooling seawater controlled and supplied at the constant flow rate is supplied to a seawater supply pump, which is controlled by a control system after passing through a pre-treatment filter;
  • the flow rate is regulated by a flow control valve controlled by a control system to control the ballast water or the cooling seawater transferred from the seawater supply pump.
  • the sodium hypochlorite used for the disinfection is supplied by an automatic dispenser for injecting sodium hypochlorite by using the pressure fluctuation of the ballast water or the cooling seawater without a separate power source.
  • a salt meter for measuring the salt content (NaCl) of the ballast water flowing into the ballast tank;
  • a flow meter for measuring a flow rate of the ballast water flowing into the ballast tank;
  • a residual chlorine measuring device for measuring the residual chlorine amount of the ballast water into which sodium hypochlorite is injected.
  • a saline meter for measuring the salinity (NaCl) of the ballast water in the drainage-side seawater line through which the ballast water flows past the ballast tank;
  • a flow meter for measuring the flow rate of the ballast water;
  • a residual chlorine measuring device for measuring the residual chlorine amount of the ballast water into which sodium hypochlorite is injected.
  • the cooling water line before the heat exchange is provided with a salt meter for measuring the salt (NaCl) of the cooling seawater flowing into the heat exchanger,
  • a flow meter for measuring a flow rate of ballast water flowing into the ballast tank; And a residual chlorine measuring device for measuring the residual chlorine amount of the ballast water into which sodium hypochlorite is injected.
  • the reducing agent supplied during the drainage is supplied by an injection nozzle, and the reducing agent supplied thereto is mixed and supplied while removing residual chlorine by saturating the reducing agent and the ballast water with a micro bubble generator.
  • the reducing agent introduced into the microbubble generator may include an injection pump for regulating and supplying the flow rate of the reducing agent supplied to the microbubble generator by the control of the control system; And a reducing agent storage tank for storing a reducing agent to be discharged to the injection pump.
  • the reducing agent introduced at the time of discharging is configured to be mixed by at least one vortex inducing unit which generates vortex.
  • a residual chlorine measuring device for measuring the total residual chlorine of the ballast water finally discharged is installed in the drainage-side sea water line.
  • the control system receives information from a salinity meter, a flow meter, and a residual chlorine meter installed to input sodium hypochlorite to only the desired amount of ballast water flowing into the ballast tank, and supplies the seawater supply pump, the flow control valve, and the electrolysis module Control,
  • the amount of the reducing agent is determined by inputting information from the residual chlorine measuring instrument installed to input the reducing agent for neutralizing sodium hypochlorite so as to have the residual chlorine amount only to the target amount of the ballast water discharged to the ocean, And controls the micro bubble generator and the dosing pump based on the measured information.
  • control system may include a salinity meter installed to input sodium hypochlorite to only the desired amount of ballast water discharged through the ballast tank, a control unit for controlling the seawater supply pump, the flow rate control valve, and the electrolysis module by receiving information from the flow meter ,
  • the microbubble generator and the input pump are controlled by receiving information from a residual chlorine measuring instrument installed for inputting a reducing agent for neutralizing sodium hypochlorite so as to have a residual chlorine amount only by a target amount of the ballast water discharged to the ocean. do.
  • a cleaning / injection pump for branching the sodium hypochlorite supply line past the gas-liquid separator to the electrolysis module and circulating the sodium hypochlorite continuously or periodically to the electrolysis module in which the production of sodium hypochlorite is stopped .
  • the seawater supply pump is characterized in that the flow rate of the ballast water or the cooling seawater is regulated by a change in the amount of current supplied by control of the control system.
  • the flow control valve is configured such that a flow rate of ballast water or cooling seawater supplied to the constant flow rate valve is controlled by a control system so that a plurality of constant flow rate valves are selectively opened and closed to regulate the flow rate.
  • the electrolysis module is configured to control the concentration and production amount of sodium hypochlorite while controlling the amount of supply current supplied to the rectifier by the control and control system when producing sodium hypochlorite from ballast water or cooling seawater within the rated range.
  • the electrolysis module is configured to adjust the concentration of sodium hypochlorite to satisfy a target chlorine requirement of 2 to 10 ppm.
  • the gas-liquid separator further comprises a blower for supplying outside air to dilute the separated hydrogen gas.
  • the reducing agent may be any one selected from the group consisting of sulfite-based reducing agents selected from sulfite, thiosulfate, sulfite + iodide, dithionite, and calcium sulfite, and other reducing agents selected from ascorbic acid, hydroxylamine and PAO.
  • the vortex induction unit is installed inside the drainage-side water line pipe and is composed of a plurality of screws having a plurality of rotating blades.
  • the target amount of the residual chlorine remaining in the ballast water or the cooling seawater discharged to the ocean is 0.5 to 2 ppm.
  • the dosing pump is a pump for quantitatively dosing a reducing agent, and is configured to control the flow rate of a feed pump (chemical equivalent 1: 1) through a control system according to the total residual chlorine concentration of the ballast tank side residual chlorine analyzer during ballast water discharge .
  • the charging pump is configured to prevent the salt precipitation by cyclically circulating the reducing agent storage tank in which the reducing agent supply is stopped.
  • the present invention also relates to a pretreatment filter for filtering marine microorganisms from inflowing ballast water,
  • a seawater supply pump for supplying a flow rate of the ballast water supplied from the pre-treatment filter to the electrolysis module while being controlled by a control system;
  • a flow control valve for supplying the flow rate of ballast water delivered from the seawater supply pump while controlling the flow rate of the ballast water under the control of the control system;
  • An electrolysis module for controlling the amount of supplied current by a control and control system when sodium hypochlorite is produced from the ballast water supplied from the flow control valve and adjusting the concentration of sodium hypochlorite according to a target chlorine requirement;
  • a blower for supplying outside air to the gas-liquid separator to dilute the separated hydrogen gas
  • a residual chlorine meter for measuring the residual chlorine amount of the ballast water which is installed in the seawater line before and after the ballast tank and in the seawater line on the drainage side and is injected with sodium hypochlorite;
  • a micro bubble generator that mixes the ballast water branched from the reducing agent and the seawater line with the injection nozzle to remove residual chlorine and feed the ballast water while removing residual chlorine;
  • An injection pump for regulating and supplying the flow rate of the reducing agent supplied to the micro bubble generator by control of a control system
  • a reducing agent storage tank storing a reducing agent to be discharged by the injection pump
  • a vortex induction unit installed at a drainage-side sea water line downstream of the injection nozzle to generate a vortex to help the neutralization reaction of the reducing agent;
  • a residual chlorine analyzer for measuring the total residual chlorine of the ballast water installed in the drainage-side seawater line at the rear end of the vortex inducer and measuring the degree of detoxification
  • a control system for receiving information from a residual chlorine measuring device to control a micro bubble generator and an injection pump to input a reducing agent for neutralizing sodium hypochlorite so as to have a residual chlorine amount only by a target amount of the ballast water discharged to the ocean;
  • one side is connected to a line branched on the sodium hypochlorite supply line between the gas-liquid separator and the automatic dispenser, and the other side is connected to a line branched on the flow control valve and the electrolysis module, And a cleaning / infusion pump for circulating the sodium hypochlorite continuously or periodically to the module.
  • the present invention also relates to a method for controlling a ballast water supply system
  • Controlling supply of the ballast water to the electrolysis module by controlling the seawater supply pump and the flow rate control valve according to a target amount of residual chlorine under the control of the control system;
  • the control system After the control system receives the residual chlorine amount information measured from the ballast water discharged from the ballast tank to the outside of the ship, the amount of the reducing agent is controlled in accordance with the target residual chlorine amount, and the mixture is mixed with a certain amount of ballast water, And reducing it;
  • ballast tank a step of continuously or intermittently circulating a predetermined amount of ballast water to the electrolysis module which is not operated after the sterilized ballast water is stored in the ballast tank to prevent contamination.
  • the present invention also relates to a method for the treatment of marine microorganisms, comprising filtering marine microorganisms from incoming ballast water;
  • a step of regulating the concentration of sodium hypochlorite in accordance with the target amount of residual chlorine while controlling the amount of the current by controlling the control system which receives the salt and flow rate information from the electrolysis module supplied with the variable amount of the ballast water to which the flow rate is supplied, Wow;
  • the control system After the control system receives the residual chlorine amount measured from the ballast water discharged from the ballast tank, the amount of the reducing agent is controlled according to the target residual chlorine amount, and the ballast water is mixed with a certain amount of ballast water, ;
  • the present invention also relates to a method for controlling a ballast water supply system
  • Controlling the supplied cooling seawater to the electrolysis module by controlling the seawater supply pump and the flow rate control valve according to the target residual chlorine amount by the control of the control system;
  • Cooling seawater supplied with varying flow rate is supplied from the electrolysis module. Cooling The amount of salt and ballast water in the seawater and the information on the residual chlorine measurement information are transmitted to the control system. The amount of residual chlorine is adjusted according to the target amount of residual chlorine Producing sodium chlorate by adjusting the concentration of sodium chlorate;
  • the control system After the control system receives the residual chlorine amount information measured from the ballast water discharged from the ballast tank to the outside of the ship, the amount of the reducing agent is controlled in accordance with the target residual chlorine amount, and the mixture is mixed with a certain amount of ballast water, And reducing it;
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a processing configuration for processing ballast water according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a processing structure for processing ballast water according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a processing structure for processing ballast water according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a processing configuration for processing ballast water according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a processing configuration for processing ballast water according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a processing configuration for processing ballast water according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flow chart illustrating a method for treating a pest contained in the ballast water according to the embodiment of FIG. 1,
  • FIG 8 is a flow chart illustrating a method for treating a pest contained in the ballast water according to the embodiment of Figure 2,
  • FIG. 9 is a flow chart illustrating a method for treating a pest contained in the ballast water according to the embodiment of FIG. 3,
  • FIG 10 is a flow chart illustrating a method for treating pests contained in the ballast water according to the embodiment of Figure 4 of the present invention
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a method for treating a pest contained in the ballast water according to the embodiment of FIG. 5,
  • Figure 12 is a flow chart illustrating a method for treating a pest contained in the ballast water according to the embodiment of Figure 6,
  • FIG. 13 is a schematic diagram of a conventional sea water indirect electrolysis method for treating ballast water
  • FIG. 14 is a schematic configuration diagram according to another embodiment of a sea water indirect electrolysis method for treating conventional ballast water
  • FIG. 15 is a schematic diagram of a conventional seawater direct electrolysis method for treating ballast water according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a processing structure for processing ballast water according to an embodiment of the present invention.
  • the structure of the present invention includes a pretreatment filter 1 for filtering marine microorganisms from incoming ballast water, Wow;
  • a seawater supply pump 2 for supplying a flow rate of the ballast water supplied from the pre-processing filter 1 to the electrolysis module while being controlled by a control system;
  • a flow control valve 3 for controlling the flow rate of the ballast water fed from the seawater supply pump 2 under the control of the control system;
  • An electrolysis module 4 for controlling the supply amount of the sodium hypochlorite by controlling the supply amount of sodium hypochlorite produced from the ballast water supplied from the flow control valve 3 and adjusting the concentration of sodium hypochlorite;
  • a gas-liquid separator (5) for separating hydrogen gas generated as a by-product in the production of sodium hypochlorite in the electrolysis module (4);
  • a blower 6 for supplying outside air to the gas-liquid separator 5 to
  • the blower 6 is circuit-connected to the control system 12 to control the blower.
  • the salinity meter 8, the flow meter 9 and the residual chlorine meter 10 are installed on the water intake side water line 20 preceding the pretreatment filter 1, and the residual chlorine meter 10 is connected to the automatic injector 11, Are installed on the front and rear water intake side and the drainage side sea water lines (20, 21) of the last ballast tank (13).
  • the pretreatment filter 1 is a filter for removing marine microorganisms having a function of a general filter and a specific size (50 ⁇ or 30 ⁇ ) or more.
  • This pretreatment filter has an automatic backwash function and has a structure and capacity for continuous treatment of the ballast water.
  • the seawater supply pump 2 is a booster type pump capable of maintaining a predetermined pressure for the pressure drop of the branch pipe branched from the water intake side water line 20 connected to the ballast tank and the flow for supplying stable ballast water to the electrolytic module. .
  • the seawater pump is also configured to increase or decrease the supply of ballast water by controlling the control system.
  • the flow control valve 3 uses a constant flow control valve to supply the ballast water to the electrolysis module at a constant flow rate. By controlling the control system that receives the signal of the salinity meter, a plurality of constant flow valves selectively open / So as to supply a constant flow amount per salt concentration to the electrolysis module.
  • the NaCl concentration in the ballast water supplied to the electrolytic apparatus for generating sodium chloride is generally 2.5 to 3%, and the current efficiency of the electrolytic apparatus is constant.
  • the NaCl concentration is less than 2.5%, there is a problem that the current efficiency decreases. Therefore, it is necessary to supply more current as much as the efficiency decrease or to concentrate the sea water.
  • the supply of more current than the rated capacity of the electrolytic module causes problems such as reduction of the electrode life and excessive design, and the installation of the separate concentrating facility has problems such as installation space and dilution water discharge, have.
  • the chlorine requirement (about 2 ⁇ 10ppm) for sterilizing the ballast water is constant, it receives the electric signal outputted from the ballast water flow sensor and injects sodium hypochlorite in response to the change of the treated water. And the concentration of the electrolysis module is controlled by controlling the current value of the electrolysis module.
  • the electrolysis module 4 is a device for electrolyzing NaCl of the incoming seawater to convert it to sodium hypochlorite.
  • the electrolysis module of the present invention includes a conventional electrolysis device for electrolyzing seawater to produce sodium hypochlorite
  • the control system is connected to the control system so that the control system adjusts the value of the current supplied to the rectifier of the electrolysis module 4 according to the information input from the flow meter 9 Thereby controlling the concentration of sodium hypochlorite produced.
  • the gas-liquid separator 5 separates the hydrogen gas (sodium chloride) into hydrogen gas and sodium hydrogen hypochlorite within a short period of time, discharges 0.46 m 3 / kAh of hydrogen gas (wet) as a byproduct after electrolysis in the electrolysis module, 1% (LEL 4%) or less.
  • the blower 6 is configured to introduce outside air into the gas-liquid separator for diluting the hydrogen gas.
  • the salinity meter 8 measures the NaCl of the incoming ballast water and controls the seawater supply pump and the flow control valve by transmitting salinity information to a control system 12.
  • the flow meter 9 measures the flow rate of the ballast water flowing into the ballast tank, thereby providing basic data for controlling the current value of the electrolysis module within the rated range.
  • the target chlorine requirement (about 2 to 10 ppm) for sterilizing the ballast water is constant, it receives the electric signal outputted from the flow sensor of the ballast water and injects sodium hypochlorite in accordance with the change of the treated water. And the concentration of the electrolysis module is controlled by adjusting the current value of the electrolysis module.
  • the residual chlorine analyzer 10 measures the residual chlorine amount after the injection of sodium hypochlorite, and actually measures the amount of residual chlorine injected to correct the flow proportional electrolysis module current value.
  • the automatic injector 11 is a device configured to inject sodium hypochlorite by using pressure fluctuations of ballast water without a separate power source.
  • the control system 12 includes a pretreatment filter 1, a seawater supply pump 2, a flow control valve 3, an electrolysis module 4, a blower (not shown) (2 to 10 ppm) in the target ballast water to collect and control the state information of each of the above devices in connection with the target chlorine meter (6), the salinity meter (8), the flow meter (9) and the residual chlorine meter . That is, information from the salinity meter 8, the flow meter 9, and the residual chlorine meter 10 to input the sodium hypochlorite so as to have only the desired amount of residual chlorine (2 to 10 ppm) in the ballast water flowing into the ballast tank And controls the seawater supply pump 2, the flow control valve 3, and the electrolysis module 4 in a circuit-connected manner.
  • the microbubble generator 18, the dosing pump 15, the reducing agent storage tank 17 and the residual chlorine meter 10, 16 (0.5 to 2 ppm) in the target ballast water to collect and control the state information of the respective devices. That is, the information from the residual chlorine measuring devices 10 and 16 is inputted to input the reducing agent for neutralizing sodium hypochlorite so as to have the residual chlorine amount (0.5 to 2 ppm) only as the target amount of the ballast water discharged to the ocean, The generator 18 and the charging pump 15 are controlled.
  • the ballast water is introduced by the ballast pump, the marine microorganisms of 30 or 50 ⁇ m or more are removed by a pretreatment filter, and the ballast water flowing through the branch pipe at the end of the pre-
  • the current efficiency of the electrolysis module is controlled as shown in the table below.
  • Table 1 Type of disturbance Detector Control method Change in concentration of ballast water Salinity meter Flow adjustment Increase / decrease of ballast water flow rate Flow meter Electrolysis module current increase / decrease
  • the residual chlorine control method in discharging the ballast water is such that the residual chlorine concentration is obtained through the residual chlorine analyzer 10 during discharge, the flow rate of the reducing agent feed pump is controlled to be 1: 1 chemical equivalent, and the residual chlorine analyzer 16 (M / B) generator at an upper limit of the control range (0.5 ⁇ 2ppm) to keep the system constantly under the control range (0.5 ⁇ 2ppm).
  • the ballast tank 13 is a tank in which ballast water is stored, and is a space for managing the waterline and trim of the ship when there is no cargo in the ship, so that the ship has a constant weight to ensure safe driving.
  • the injection nozzle 14 is a nozzle for injecting a part of ballast water and a reducing agent mixture.
  • the dosing pump 15 is a pump for quantitatively dosing the reducing agent and controls the flow rate of the dosing pump (chemical equivalent 1: 1) by the control system according to the total residual chlorine concentration value of the residual chlorine analyzer 10 when the ballast water is discharged .
  • the reducing agent when resting (when the reducing agent supply is stopped), the reducing agent is stored in the reducing agent storage tank 17 at regular intervals to prevent salt precipitation.
  • the residual chlorine analyzer 16 measures the total residual chlorine of the ballast water to be finally discharged and measures the degree of detoxification.
  • the control is performed so that the ballast water can be discharged in a controlled concentration range (0.5 to 2 ppm) Thereby determining whether the bubble generator operates as a bike).
  • the reducing agent storage tank 17 is a tank in which any reducing agent selected from sulfite-based reducing agents selected from sulfite, thiosulfate, sulfite + iodide, dithionite and calcium slfite or other reducing agents selected from ascorbic acid, hydroxylamine and PAO is stored. .
  • the micro bubble generator (M / B) generates air bubbles by pressurizing or crushing external air with a pump to remove residual chlorine and increase the effect of mixing the chemicals.
  • the signal of the residual chlorine meter 16 As shown in Fig.
  • the vortex inducer 19 is installed inside the drainage line 21 and is composed of a plurality of screws having a plurality of rotating blades so that the reducing agent passing through the screw is easily mixed with the ballast water .
  • Means for rotating the motor (or an underwater motor) and a power source for driving the motor (or an underwater motor) or a conventional means capable of transmitting a rotational force to the screw are sufficient.
  • a seawater supply pump (2) in which ballast water from which marine microorganisms have been removed after passing through a pretreatment filter (1) for filtering marine microorganisms from ballast water flowing from a water intake side water line (20) connected to the outside of the ship is controlled by a control system, And the flow rate control valve 3 to the electrolysis module 4 controlled by the control system so that the electrolysis reaction takes place.
  • Electrolysis of this ballast water decomposes sodium chloride (NaCl) and water (H 2 O), which are constituents of the main ballast water, into chlorine (Cl 2 ), sodium hydroxide (NaOH) and hydrogen (H 2 )
  • Sodium hydroxide is chemically reacted to form sodium hypochlorite (NaOCl), which is used as a disinfectant.
  • the sodium hypochlorite produced in the electrolysis module 4 is passed through the gas-liquid separator 5 to remove hydrogen gas generated as a byproduct in the production of sodium hypochlorite in the electrolysis module 4, Is diluted with hydrogen gas.
  • the sodium hypochlorite in the state where the hydrogen is removed through the gas-liquid separator 5 is mixed with the ballast water being transferred through the automatic injector 11 to sterilize the ballast water, and the sterilized ballast water flows into the ballast tank, do.
  • the residual chlorine amount remaining in the ballast water flowing into the ballast tank is measured by the residual chlorine measuring instrument 10 and sent to the control system 12.
  • the control system 12 is connected to the ballast tank 20 via the intake- A salt meter 8 for measuring the salt content (NaCl) of the ballast water flowing into the tank;
  • the information on the flow meter 9 for measuring the flow rate of the ballast water flowing into the ballast tank through the intake side sea water line 20 is collected and the supply amount of the ballast water being transferred through the branch pipe is supplied to the seawater supply pump 2 flow control valve (3) and controls the electrolysis module (4) to control the production amount of sodium hypochlorite (NaOCl).
  • the sodium hypochlorite contained in the ballast water stored in the ballast tank is reduced to sodium chloride by natural reduction characteristics and changes into natural sea water when a predetermined time elapses.
  • the natural sea water is supplied to the drainage- ). Normally, all of the sodium hypochlorite remains without being reduced, so that it is necessary to reduce the sodium hypochlorite again.
  • a reducing agent for neutralizing the residual chlorine in the ballast water passing through the drainage-side seawater line 21 is injected through the injection nozzle 14.
  • a reducing agent selected from sulfite-based reducing agents selected from the group consisting of sulfite, thiosulfate, sulfite + iodide, dithionite, and calcium slfite or any other reducing agent selected from ascorbic acid, hydroxylamine and PAO is added, sodium hypochlorite NaOCl) is neutralized and reduced to sodium chloride (NaCl).
  • the micro bubble generator 18 and the vortex generator 19 are activated for a faster neutralization reaction, so that the reducing agent reliably causes a neutralization reaction.
  • the residual chlorine amount of the ballast water passing through the vortex induction unit is sent to the control system 12 by the residual chlorine measuring unit 16 to control the microbubble generator 18 and the injection pump 15 when the residual chlorine amount is higher than the desired target value And the residual chlorine amount of the ballast water is controlled according to the target value.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a processing configuration for processing ballast water according to another embodiment of the present invention, and most of the configuration is the same as that of FIG. 1A. In the following, only the differences will be explained.
  • the present invention is characterized in that one side is connected to a line branched on the sodium hypochlorite supply line between the gas-liquid separator 5 and the automatic injector 11 and the other side is branched on the flow control valve 3 and the electrolysis module 4 And a cleaning / infusion pump 7 for circulating the sodium hypochlorite that has passed through the gas-liquid separator continuously or periodically to an electrolysis module connected to the line where the production of sodium hypochlorite is stopped.
  • Liquid separator 5 is circulated between the electrolytic module 4, the gas-liquid separator 5 and the cleaning / infusion pump 7 to prevent the sodium hypochlorite that has passed through the gas-liquid separator from being fixed.
  • the directional switching valve is positioned at each branch tube portion so that the ballast water is not supplied to the flow control valve 3 and the automatic injector 11, thereby making the flow path closed.
  • the cleaning / infusion pump 7 is connected to the control system 12 so as to be controlled to operate the supply circulation amount of the ballast water continuously or immediately.
  • the cleaning / infusion pump 7 is connected to the branch line after passing through the gas-liquid separator 5 in order to supply sodium hypochlorite to the automatic injector 11 urgently in the production of sodium hypochlorite in the electrolysis module 4
  • the sodium hypochlorite supplied through the line can be pressurized and connected to the branch line to be supplied to the main sodium hypochlorite supply line.
  • the cleaning / infusion pump 7 will be described in more detail. Due to the nature of the ballast water treatment system, contamination (scale, salt precipitation, slime formation, etc.) of equipment (especially electrolysis module part) In order to prevent this, it is a pump that circulates the remaining sodium hypochlorite within the electrolysis module and the gas-liquid separator in a predetermined cycle.
  • the gas is branched from the flow control valve 3 to the electrolytic module 4 by the cleaning / injection pump 7 and the gas / liquid separator 5 is connected to the automatic injector 11 (Manual or solenoid valve) is provided at a branching point on the flow path between the cleaning / injection pump 7 and the cleaning / infusion pump 7 so that the flow path is controlled manually or by the control system 12 remotely do.
  • the automatic injector 11 Manual or solenoid valve
  • the operation of the embodiment is the same as that of the embodiment of FIG. 1A except that the contamination (scaling, salt precipitation, slime formation, etc.) of the electrolysis module 4 is stopped when the sodium hypochlorite production reaction by the construction of FIG.
  • the remaining sodium hypochlorite in the gas-liquid separator and the electrolysis module circulates in a predetermined cycle.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a processing structure for processing ballast water according to another embodiment of the present invention. Most of the structures are the same as those of FIG. 1.
  • the pretreatment filter 1 of FIG. 1 is installed in the line of the electrolytic water of the ballast tank 13 instead of the residual chlorine measuring instrument 10 installed in the lines 20 and 21,
  • a branch tube branched by the electrolysis module 4 is provided to produce sodium hypochlorite and the sodium hypochlorite is injected through the automatic injector 11 through the gas-liquid separator 5,
  • a means for performing a reduction operation on the residual chlorine component with respect to the ballast water disinfected by the ballast water is provided.
  • the configuration of the present invention includes a pretreatment filter (1) installed in the sea water line (20) before the ballast tank (13);
  • a seawater supply pump 2 for branching a part of the drainage-side seawater line 21 passing through the salinity meter 8 to a branch pipe and supplying the flow rate of the ballast water to the electrolysis module while controlling the flow rate of the ballast water by controlling the control system ;
  • a flow control valve 3 for controlling the flow rate of the ballast water fed from the seawater supply pump 2 under the control of the control system;
  • An electrolysis module 4 for controlling the supply amount of the sodium hypochlorite by controlling the supply amount of sodium hypochlorite produced from the ballast water supplied from the flow control valve 3 and adjusting the concentration of sodium hypochlorite;
  • a microbubble generator 18 for supplying the ballast water branched from the reducing agent and the drainage-side seawater line 21 to the spray nozzle 14 in a micro-saturated state;
  • An injection pump 15 for regulating and supplying the flow rate of the reducing agent supplied to the micro bubble generator by the control of the control system;
  • a reducing agent storage tank 17 storing a reducing agent to be discharged by the injection pump
  • a vortex inducing unit 19 installed at the drainage-side seawater line 21 downstream of the injection nozzle to generate a vortex to help the neutralization reaction of the reducing agent;
  • the flow rate control valve 3, the flow rate control valve 3, the flow rate control valve 3, the flow rate control valve 3, the flow rate control valve 3, the flow rate control valve 3, the flow rate control valve 3, and the flow rate control valve 4, Control the electrolysis module 4,
  • Information from the residual chlorine measuring device 16 is input to the ballast water discharged to the ocean so as to have a residual chlorine amount only by the amount corresponding to the aimed amount of the ballast water discharged to the ocean and supplied to the microbubble generator 18 and the dosing pump 15 And a control system 12 for controlling the control system 12.
  • ballast water from which the marine microorganisms have been removed after passing through the pretreatment filter 1 for filtering the marine microorganisms from the ballast water flowing into and out of the ballast tank from the water intake side water line 20 connected to the outside of the ship Is supplied to the electrolysis module (4) controlled by the control system via the feed pump (2) and the flow control valve (3), and an electrolysis reaction takes place.
  • Electrolysis of this ballast water decomposes sodium chloride (NaCl) and water (H 2 O), which are constituents of the main ballast water, into chlorine (Cl 2 ), sodium hydroxide (NaOH) and hydrogen (H 2 )
  • Sodium hydroxide is chemically reacted to form sodium hypochlorite (NaOCl), which is used as a disinfectant.
  • the sodium hypochlorite produced in the electrolysis module 4 is passed through the gas-liquid separator 5 to remove hydrogen gas generated as a byproduct in the production of sodium hypochlorite in the electrolysis module 4, Is diluted with hydrogen gas.
  • the sodium hypochlorite in the state where the hydrogen is removed through the gas-liquid separator 5 is mixed with the ballast water being transferred through the automatic injector 11 to sterilize the ballast water,
  • the control system 12 includes a salt meter 8 for measuring the salt (NaCl) of the incoming ballast water;
  • the information of the flow meter 9 measuring the flow rate of the ballast water flowing through the sea water line is collected and the supply amount of the ballast water being transferred through the branch pipe is changed by controlling the flow control valve 3 of the seawater supply pump 2,
  • the electrolysis module 4 is controlled to control the production amount of sodium hypochlorite (NaOCl).
  • the sterilized ballast water is continuously subjected to a reduction process.
  • the reducing agent is injected through the spray nozzle 14 into the ballast water supplied in a vortex state by the vortex inducing unit 19 for neutralizing the chlorine component contained in the ballast water .
  • a reducing agent selected from sulfite, thiosulfate, sulfite + iodide, dithionite, and calcium slfite or any other reducing agent selected from ascorbic acid, hydroxylamine, and PAO is added, sodium hypochlorite (NaOCl) And neutralization reaction is caused to be reduced to sodium chloride (NaCl).
  • the micro bubble generator 18 and the vortex generator 19 are activated for a faster neutralization reaction, so that the reducing agent reliably causes a neutralization reaction.
  • the residual chlorine amount of the ballast water passing through the vortex inducer 19 is sent to the control system 12 by the residual chlorine measuring device 16 to control the microbubble generator 18 and the injection pump 15 when the residual chlorine amount is higher than the desired target value Thereby controlling the amount of residual chlorine in the discharged ballast water to a target value.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a processing structure for processing ballast water according to another embodiment of the present invention. Since its basic structure and operation principle are the same as those of FIG. 2, a detailed description thereof will be omitted.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a processing configuration for processing ballast water according to another embodiment of the present invention.
  • the basic configuration is the same as that of FIG. 1A.
  • the seawater used for producing the sodium hypochlorite is not obtained from the water intake side water line 20 flowing into the ballast tank but is supplied to the cooling sea water line 22 after the heat exchange through the heat exchange water line 22 or the heat exchanger 24 23).
  • the cooling water (circulating water, fresh water) used for direct cooling is used for direct cooling through circulation loop as fresh water to cool various equipments and engines of the ship, and the heat is discharged through heat exchange with seawater .
  • the seawater used in the embodiment of Fig. 5 is such that the seawater is branched.
  • the reason for this construction is that, firstly, when a facility for producing sodium hypochlorite is installed on the water intake side water line 20 or the drain water side water line 21 through which the ballast water flows, Because it is relatively easy to use the space in the place.
  • the cooled seawater side pretreatment filter 24 (see FIG. 2) is provided between the seawater supply pump 2 and the cooled seawater line 23 after the heat exchange through the heat- ) Was installed to remove the marine microorganisms having a specific size (50 ⁇ or 30 ⁇ ) or more by general filtering.
  • the efficiency of producing sodium hypochlorite is higher than that of directly supplying the sea water to the cooling water not passing through the heat exchanger 24, but when the temperature of the sea water is lowered as in winter, the temperature of the cooling water may be lowered.
  • the use of the cooling seawater line 23 after the heat exchange has a better efficiency.
  • a cooling seawater side pretreatment filter 24 for filtering the marine microorganisms from the cooling seawater line 22 before the heat exchange through the heat exchanger 24 or the cooling seawater selectively flowing from the cooling seawater line 23 after the heat exchange;
  • a seawater supply pump 2 for supplying a flow rate of cooling seawater supplied from the cooling seawater side pretreatment filter 24 to the electrolysis module while being controlled by a control system;
  • An electrolysis module 4 for controlling the supply amount of the sodium hypochlorite produced from the cooling water supplied from the flow control valve 3 and controlling the supply amount of the sodium hypochlorite while adjusting the concentration of sodium hypochlorite;
  • a residual chlorine measuring device 10 for measuring the residual chlorine amount of the ballast water introduced into the seawater line before and after the ballast tank 13 and injected with sodium hypochlorite;
  • a microbubble generator 18 for supplying the ballast water branched from the reducing agent and the drainage-side seawater line 21 to the spray nozzle 14 in a micro-saturated state;
  • An injection pump 15 for regulating and supplying the flow rate of the reducing agent supplied to the micro bubble generator by the control of the control system;
  • a reducing agent storage tank 17 storing a reducing agent to be discharged by the injection pump
  • a vortex inducing unit 19 installed at the drainage-side seawater line 21 downstream of the injection nozzle to generate a vortex to help the neutralization reaction of the reducing agent;
  • a cooling seawater side pretreatment filter 24 for filtering the marine microorganisms from the cooling seawater line 22 before the heat exchange through the heat exchanger 24 flowing in the cooling water system of the ship or the cooling seawater selectively flowing from the cooling seawater line 23 after the heat exchange ) Is supplied to the electrolysis module 4 which is controlled by the control system via the seawater supply pump 2 and the flow control valve 3 controlled by the control system after the marine microorganism has been removed through the electrolysis The reaction takes place.
  • the electrolysis of the cooling seawater decomposes sodium chloride (NaCl) and water (H 2 O), which are constituents of the main cooling seawater, into chlorine (Cl 2 ), sodium hydroxide (NaOH) and hydrogen (H 2 )
  • Sodium hydroxide is chemically reacted to form sodium hypochlorite (NaOCl), which is used as a disinfectant.
  • the sodium hypochlorite produced in the electrolysis module 4 is passed through the gas-liquid separator 5 to remove hydrogen gas generated as a byproduct in the production of sodium hypochlorite in the electrolysis module 4, Is diluted with hydrogen gas.
  • the sodium hypochlorite in the state where the hydrogen is removed through the gas-liquid separator 5 is mixed with the ballast water being transferred through the automatic injector 11 to sterilize the ballast water, and the sterilized ballast water flows into the ballast tank, do.
  • the residual chlorine amount remaining in the ballast water flowing into the ballast tank is measured by the residual chlorine measuring instrument 10 and sent to the control system 12.
  • the control system 12 measures the salinity (NaCl) of the cooling water system seawater A salt meter (8);
  • the information of the flow meter 9 measuring the flow rate of the ballast water flowing into the ballast tank through the intake side sea water line 20 is collected and the supply amount of the cooling seawater being conveyed through the branch pipe is inputted to the seawater supply pump 2 flow control valve (3) and controls the electrolysis module (4) to control the production amount of sodium hypochlorite (NaOCl).
  • the sodium hypochlorite contained in the ballast water stored in the ballast tank is reduced to sodium chloride by natural reduction characteristics and changes into natural sea water when a predetermined time elapses.
  • the natural sea water is supplied to the drainage- ). Normally, all of the sodium hypochlorite remains without being reduced, so that it is necessary to reduce the sodium hypochlorite again.
  • a reducing agent for neutralizing the residual chlorine in the ballast water passing through the drainage-side seawater line 21 is injected through the injection nozzle 14.
  • a reducing agent selected from sulfite-based reducing agents selected from the group consisting of sulfite, thiosulfate, sulfite + iodide, dithionite, and calcium slfite or any other reducing agent selected from ascorbic acid, hydroxylamine and PAO is added, sodium hypochlorite NaOCl) is neutralized and reduced to sodium chloride (NaCl).
  • the micro bubble generator 18 and the vortex generator 19 are activated for a faster neutralization reaction, so that the reducing agent reliably causes a neutralization reaction.
  • the residual chlorine amount of the ballast water passing through the vortex inducer 19 is sent to the control system 12 by the residual chlorine measuring device 16 to control the microbubble generator 18 and the injection pump 15 when the residual chlorine amount is higher than the desired target value Thereby controlling the amount of residual chlorine in the discharged ballast water to a target value.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a processing configuration for processing ballast water according to another embodiment of the present invention. Most of the configurations are the same as those of FIG. 5 described above. In the following, only the differences will be explained.
  • the present invention is characterized in that one side is connected to a line branched on the sodium hypochlorite supply line between the gas-liquid separator 5 and the automatic injector 11 and the other side is branched on the flow control valve 3 and the electrolysis module 4 And a cleaning / infusion pump 7 for circulating the sodium hypochlorite that has passed through the gas-liquid separator continuously or periodically to the electrolysis module in which the production of sodium hypochlorite is stopped.
  • FIG 7 is a flow chart illustrating a method for treating a pest contained in the ballast water according to the embodiment of Figure 1,
  • a step (S102) of controlling the supplied ballast water to the electrolysis module by controlling the seawater supply pump and the flow rate control valve according to the target residual chlorine amount by the control of the control system;
  • the control system After the control system receives the residual chlorine amount information measured from the ballast water discharged from the ballast tank to the outside of the ship, the amount of the reducing agent is controlled in accordance with the target residual chlorine amount, and the mixture is mixed with a certain amount of ballast water, (S107);
  • FIG. 8 is a flow chart illustrating a method for treating a pest contained in the ballast water according to the embodiment of FIG. 2, wherein the majority of steps are the same as in FIG. 2A and further include some steps, Respectively.
  • a step (S102) of controlling the supplied ballast water to the electrolysis module by controlling the seawater supply pump and the flow rate control valve according to the target residual chlorine amount by the control of the control system;
  • the control system After the control system receives the residual chlorine amount information measured from the ballast water discharged from the ballast tank to the outside of the ship, the amount of the reducing agent is controlled in accordance with the target residual chlorine amount, and the mixture is mixed with a certain amount of ballast water, (S107);
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a method for processing a harmful substance included in the ballast water according to the embodiment of FIG. 3. Most of the steps are the same as in FIG. 2A, and the flowcharts of the steps are different from each other. same.
  • a step (S102) of controlling the supplied ballast water to the electrolysis module by controlling the seawater supply pump and the flow rate control valve according to the target residual chlorine amount by the control of the control system;
  • a step of regulating the concentration of sodium hypochlorite in accordance with the target amount of residual chlorine while controlling the amount of the current by controlling the control system which receives the salt and flow rate information from the electrolysis module supplied with the variable amount of the ballast water to which the flow rate is supplied, (S103);
  • the control system After the control system receives the residual chlorine amount measured from the ballast water discharged to the outside of the ship, the amount of the reducing agent is controlled in accordance with the target residual chlorine amount, and the ballast water is mixed with a certain amount of ballast water, (S107);
  • FIG. 10 is a flow chart illustrating a method for treating a pest contained in the ballast water according to the embodiment of FIG. 4, wherein the majority of steps are the same as in FIG. 2C and further include some steps, Respectively.
  • a step (S102) of controlling the supplied ballast water to the electrolysis module by controlling the seawater supply pump and the flow rate control valve according to the target residual chlorine amount by the control of the control system;
  • a step of regulating the concentration of sodium hypochlorite in accordance with the target amount of residual chlorine while controlling the amount of the current by controlling the control system which receives the salt and flow rate information from the electrolysis module supplied with the variable amount of the ballast water to which the flow rate is supplied, (S103);
  • the control system After the control system receives the residual chlorine amount measured from the ballast water discharged to the outside of the ship, the amount of the reducing agent is controlled in accordance with the target residual chlorine amount, and the ballast water is mixed with a certain amount of ballast water, (S107);
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a method for processing a pest contained in the ballast water according to the embodiment of FIG. 5, wherein the majority of steps are the same as FIG. 7, and the steps of the steps are different from each other. same.
  • Cooling seawater supplied with varying flow rate is supplied from the electrolysis module. Cooling The amount of salt and ballast water in the seawater and the information on the residual chlorine measurement information are transmitted to the control system. The amount of residual chlorine is adjusted according to the target amount of residual chlorine (S105) while adjusting the concentration of sodium chlorate;
  • the control system After the control system receives the residual chlorine amount information measured from the ballast water discharged from the ballast tank to the outside of the ship, the amount of the reducing agent is controlled in accordance with the target residual chlorine amount, and the mixture is mixed with a certain amount of ballast water, (S109);
  • FIG. 12 is a flow chart illustrating a method for processing a pest contained in the ballast water according to the embodiment of FIG. 6, wherein the majority of steps are the same as in FIG. 12 and further include some steps, Respectively.
  • Cooling seawater supplied with varying flow rate is supplied from the electrolysis module. Cooling The amount of salt and ballast water in the seawater and the information on the residual chlorine measurement information are transmitted to the control system. The amount of residual chlorine is adjusted according to the target amount of residual chlorine (S105) while adjusting the concentration of sodium chlorate;
  • the control system After the control system receives the residual chlorine amount information measured from the ballast water discharged from the ballast tank to the outside of the ship, the amount of the reducing agent is controlled in accordance with the target residual chlorine amount, and the mixture is mixed with a certain amount of ballast water, (S109);
  • sodium hypochlorite is continuously produced in accordance with the amount of seawater flowing into the ballast tank or having a residual chlorine amount aimed at the ballast water discharged from the ballast tank and supplied to the seawater line,
  • the present invention provides an apparatus and a method that do not cause a change in concentration due to the storage of sodium and can reliably reduce the amount of ballast water discharged into the ocean through a ballast tank by a chemical injection method,
  • the production and input amount of the disinfectant by electrolysis is precisely controlled according to the amount of seawater flowing into the ballast tank or the amount of residual chlorine aimed at the ballast water discharged from the ballast tank,
  • the electrolysis module for generating sodium hypochlorite is circulated for a predetermined period or continuously so as not to be contaminated even during shutdown, contamination due to sticking of the contamination source is prevented and durability for the stability of the facility is increased,
  • seawater as a raw material of sodium hypochlorite such as ballast water and cooling seawater is controlled by controlling the flow rate of seawater according to the NaCl concentration in the seawater, so that the current efficiency of the electrolysis module is kept constant, And has a reliable processing efficiency

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Abstract

본 발명은 발라스트수 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 그 목적은 해양 생태계 파괴 또는 교란을 방지할 수 있도록 선박의 발라스트수를 관리 하기 위해 발라스트탱크에 유입되거나 발라스트탱크로부터 배출되는 발라스트수를 대상으로 한 발라스트수의 유량에 따라 전기분해에 의한 살균제 생산, 투입, 제거 등을 정밀하게 제어하는 장치와 방법을 제공하는 데 있다. 이러한 목적을 수행하는 본 발명은 농도조절된 차아염소산나트륨을 생산하는 전기분해모듈(4)과; 수소가스를 분리하는 기액 분리기(5)와; 발라스트수를 미세기포화하여 잔류염소를 제거하면서 환원제를 혼합 공급하는 마이크로버블발생기(18)와; 와류를 발생시키는 와류유도기(19)와; 염분계(8), 유량계(9), 잔류염소측정기(10), 해수 공급 펌프(2), 유량 제어 밸브(3), 전기분해모듈(4), 잔류염소측정기(16), 마이크로버블발생기(18) 및 투입펌프(15)를 제어하는 컨트롤시스템(12)을 포함하는 발라스트수 처리 장치 및 이를 이용한 처리방법을 그 기술적 사상의 특징으로 한다.

Description

발라스트수 처리 장치 및 방법
본 발명은 발라스트수 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 자세하게는 선박운항중 발라스트 탱크에 발라스트수인 해수를 유입시 해수 중에 포함된 수중생물, 세균 및 일반 미생물을 제거한 상태에서 발라스트 탱크에 유입되도록 하기 위해 해수를 전기분해하여 소독제를 생산하고 생산된 소독제를 정밀하게 제어하면서 해수에 투입하여 유입되는 해수를 정화하고, 발라스트탱크에서 다시 해양에 배출되는 발라스트수 역시 정밀하고 신뢰성있게 환원제 및 물리처리를 통하여 환경에 위해가 없는 수준으로 해양에 배출되도록 하는 발라스트수를 정화하는 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 유조선이나 화물 운반선 등의 선박에서는 원유 등의 화물을 수입국까지 운반하고, 상기 화물을 항(港)에 내린후는 동일 중량 정도의 해수(海水)를 선내의 발라스트 탱크 내에 저장시키는 것이 행해진다. 이와같이 해수를 선내에 저장시키는 것은 화물을 내린 후에 선내가 가벼워짐으로써 항해상에서 밸런스가 무너지는 것을 미연에 방지하기 위해 흘수(吃水: 배가 물위에 떠 있을 때 잠겨 있는 부분의 깊이)와 트림(Trim : 배의 앞뒤 경사)을 조정하기 위해서이다.
즉, 선박은 어느 정도의 중량이 없으면 부력에 의해 흘수선이 선박의 하부로 내려가게 되고, 그러면 선박의 프로펠러 등이 노출되어 추진력을 얻지 못하는 문제점, 또는 항해시 내파력이 떨어지게 되어 항해에 많은 부하가 걸리는 문제점, 또는 선체가 파괴되는 등과 같은 문제점이 발생할 수 있기 때문이다.
이러한 문제점을 방지하기 위해 선박의 밸런스를 취하기 위해 화물이 없을 경우에는 발라스트수를 담고, 화물을 적재하기 위해서는 발라스트수를 배출하게 된다.
상기와 같은 화물의 수입국은 말하자면, 발라스트수의 수출국으로 되는 것이다. 한편, 발라스트수를 저장한 선박은 수입국으로부터 화물의 수출국 등을 향하여 항해하고, 상기 수출국의 근해 중에 발라스트수를 배출한다. 따라서, 화물의 수출국 등은 말하자면, 발라스트수의 수입국으로 되는 것이다.
그런데, 발라스트수는 발라스트수의 수출국의 근해 중에 생존하고 있는 특이한 악성 미생물이나 세균 등을 포함하는 경우가 있다.
이러한 것을 담은 발라스트수가 수입국 근해에 배출시 생태계 파괴등의 피해가 발생하기 때문에 발라스트수를 통한 수생 생물의 국제적인 이동이 문제가 되고 있다.
그래서, 선박의 발라스트수 및 침전물의 규제 및 관리를 위한 국제 조약(이하, 발라스트 조약이라고 약칭함)이 2004년 2월 13일에 영국(런던)에서, 참가국 74개국에 의해 채택되었다. 이 조약에서는, 발라스트수의 수입국 내의 근해에 발라스트수를 배출할 때의 배출 기준으로서, 소위 발라스트수 배수(排水)의 생물 기준이 설정되어 있다. 이 기준을 충족시키지 못하면, 발라스트수의 수입국은 발라스트수의 배수, 즉 발라스트의 수용을 거부할 수 있게 된다. 발라스트수 배수의 생물 기준으로서는, 구체적으로는 최소 크기가 50㎛ 이상의 수생생물은 「10개 /1㎥」미만, 10 ~ 50㎛ 미만의 수생생물은 「10개 /1㎖」미만, 또한 지표 미생물중 독성 비브리오 콜레라는 「1cfu/100㎖」미만, 대장균은 「250cfu/100㎖」미만, 장구균은 「100cfu/100㎖」미만으로 발라스트수를 배수하여야 한다. (cfu:군체 형성 단위)
상기와 같은 발라스트수에 대한 선내 저장시의 정화방법과 해양에 배출시의 정화방법에 대하여 다양하게 개발되고 있는데, 이러한 정화방법 중 해수를 전기분해하여 살균제를 생산하고 이를 이용하여 발라스트수를 처리하는 기본 방법은 해수직접 전해법과 해수 간접 전해법이 있다.
먼저 상기 해수직접 전해법은 발라스트탱크로 유입되는 해수 즉, 발라스트수(BW; Ballast Water) 전량을 전해조에 통과시켜 연속 살균하는 방법으로, 이 해수직접 전해법은 생산되는 살균제에 따라 다시 산소계 직접 전해법과 염소계 직접전해법으로 나뉜다.
산소계 직접 전해법은 살균제로 OH*, O3, H2O2를 사용하는 것으로, 사용전극으로는 BDD를 사용한다. 이와 같은 산소계 직접 전해법의 장점으로는 설비 구조가 간단하고, 살균 속도가 높고, 소독부산물이 적으며, 살균제중화가 불필요하다는 장점이 있다. 반면에 단점으로는 높은수준의 필터가 요구되고, 사용 전극이 고가이고, 살균제의 잔류성 없어서 방출시 재살균이 필요하고, 전해조의 오염이 쉽고, 살균효과에 대한 검증이 필요하며 발생수소의 발라스트 탱크로의 유입에 의한 폭발 위험이 있다는 단점이 있다.
또한 염소계 직접 전해법은 살균제로 NaOCl, OCl- , HOCl을 사용하는 것으로, 사용전극으로는 DSA를 사용한다. 이와 같은 염소계 직접 전해법의 장점으로는 설비 구조 간단하고, 잔류살균 효과가 있다는 것과, 낮은수준의 필터를 사용한다는 장점이 있다. 반면에 단점으로는 살균 제어가 어렵다는 점과, 살균 속도가 낮다는 점과, 소독부산물을 생성한다는 것과, 살균제 중화가 필요하다는 것과, 전해조의 오염이 쉽다는 점과, 발생수소의 발라스트 탱크로의 유입에의한 폭발 위험, 전해 효율이 수질에 민감하다는 단점이 있다.
한편, 상기 해수 간접 전해법은 발라스트탱크로 유입되는 해수, 즉, 발라스트수(BW; Ballast Water) 일부만 전해하여 살균제를 제조하고, 이를 유입되는 발라스트수에 정량투입하는 방법으로, 살균제로는 염소계 살균제를 사용하게 된다. 구체적인 소독제로는 NaOCl, OCl- , HOCl을 사용하고, 사용전극으로는 DSA를 사용한다. 이와 같은 염소계 간접 전해법의 장점으로는 살균효율 제어가 용이하고, 설비의 내구성이 크다는 것과, 극판의 수명이 길다는 것과, 잔류살균 효과가 있다는 것과, 실증기술(적용처多)이라는 장점이 있다. 반면에 살균 속도가 낮고, 소독부산물을 발생하여 살균제 중화가 필요하다는 단점이 있으나, 이는 염소계 직접 및 간접 전해법의 공통적인 단점이며, 기타 화학적 처리 방법에 있어서도 약품 첨가에 수반하여 중화제를 주입해야 하는 단점을 가지고 있다.
상기와 같은 해수의 직간접 전해법에서 염소계 간접 전해법의 경우 잔류 소독성 및 수소안전성 등을 동시에 가지고 있어 직접 전해법에 비해 살균 제어와 설비안전성을 확보 할 수 있으며, 직접전해에 비하여 1/50 ~ 1/200 규모의 해수를 사용하기 때문에 전해조부하 및 설치면적이 작아져 부대 안전설비등을 설치하기 용이하기 때문에 전해법 중에서 가장 신뢰성 있고 효율적인 전해법이라 할 수 있다.
이하 첨부된 도면에 근거하여 종래의 기술을 보다 자세히 살펴본다.
도 13은 종래 발라스트수를 처리하는 해수 간접 전해법의 한 실시예에 따른 개략적인 구성도인데, 도시된 바와 같이 그 구성이 발라스트 탱크 내에 저장되는 발라스트수의 유해물을 차아염소산나트륨으로 제거하기 위해 선박 외부의 바다로부터 유입되는 취수라인을 통해 공급되는 해수를 여과 및 분리하도록 된 전처리부(110)가 마련된 발라스트수 처리장치에 있어서, 상기 전처리부(110)를 통과한 해수의 일부를 유입시키도록 된 펌프(121)가 구비되며, 상기 펌프(121) 및 유량계(122)를 거친 해수를 저장하도록 된 해수공급부(123)가 구비되고, 상기 해수공급부(123)에서 공급되는 해수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생성시키도록 된 발생기(124)가 구비되며, 상기 발생기(124)에서 생성된 차아염소산나트륨을 저장하도록 된 저장조(125)가 구비되고, 상기 저장조(125)에서 공급되는 차아염소산나트륨의 농도를 측정하도록 된 농도측정기(126)가 구비되며, 상기 농도측정기(126) 및 유량계(127)를 거친 차아염소산나트륨의 공급량 및 농도를 제어하여 공급하도록 된 차아염소산나트륨 공급부(128)가 구비된 구성임을 알 수 있다.
또한 발라스트탱크(129)에 저장된 발라스트수를 배수시 발라스트수에 자외선을 조사하도록 된 자외선조사부(130)가 구비되어 구성된 것임을 알 수 있다.
도 14는 종래 발라스트수를 처리하는 해수 간접 전해법의 다른 실시예에 따른 개략적인 구성도인데, 도시된 바와 같이 그 구성이 취수라인과 배수라인 사이에 발라스트 탱크가 구비되고, 상기 취수라인을 통해 유입되는 해수가 전처리부를 거치면서 해수에 포함된 불순물이 여과 및 분리되고, 상기 해수의 일부를 유입파이프를 통해 유입하여 차아염소산나트륨을 생성시켜 농도조절기를 거쳐 배출파이프를 통해 발라스트수 내에 주입하도록 해수변환부가 구비되고, 상기 전처리부(200)를 거친 해수에 포함된 유해물의 종류 및 농도를 검출하도록 된 농도검출기(201)가 구비되고, 상기 농도검출기(201)는 콘트롤러를 매개로 상기 해수변환부(202)의 농도조절기와 전기적으로 연결되고, 상기 해수변환부(202)의 배출파이프에는 분사노즐(203)이 구비된 구성임을 알 수 있다.
도 15는 종래 발라스트수를 처리하는 해수 직접 전해법의 한 실시예에 따른 개략적인 구성도를 도시하고 있는데, 도시된 바와 같이 그 구성이 선박용 발라스트수에 잔류하는 세균을 포함한 수중생물을 제거 또는 불활성화하기 위한 소독장치에 있어서, 양단 일측에 발라스트수가 인입되는 유입구가 구비되고 타측에는 발라스트수가 배출되는 유출구가 구비되며, 상기 유입구 측에 와류생성용 배플장치(320)가 설치되고, 상기 유출구 측에는 잔류염소농도 측정용 센서(330)가 설치되며, 상기 배플장치(320)와 센서(330) 중간 위치의 챔버내에 한 쌍의 전극을 1세트로 하는 전극세트가 다수 설치된 전해모듈(310)과; 상기 전해모듈(310) 외측에 설치되어 전해모듈(310)에 전원을 공급하는 전원공급장치(350)와; 상기 발라스트수를 인입 및 배출시키는 펌프(361)와, 상기 펌프(361)와 연결된 배관 및 밸브로 구성된 연결수단을 포함하여 구성된 것임을 알 수 있다.
하지만 상기와 같은 종래의 발라스트수를 처리방법 중 도 13에 개시된 해수 간접 전해법은 유입되는 발라스트수의 유량에 따른 투입될 살균제의 양을 정밀하게 제어할 수 있는 수단이 없어서 미처리된 발라스트수 즉, 오염원을 가진 발라스트수가 발라스트 탱크에 유입될 수 있다는 문제점과,
또한 해수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 발생시키는 발생기에서 전기분해 후 발생하는 수소가스에 대한 처리 수단이 없어서 수소가스가 누적되면 발라스트탱크 내에서 폭발할 수 있다는 문제점과,
또한 일반적으로 발라스트탱크에는 운항기간중 한번 내지 두 번정도 가동하고 대부분의 항해시간 동안은 작동을 정지하게 됨으로 인해 장치내부에 해수가 정체되어 잠겨 있게 되는데, 이때 차아염소산나트륨을 발생시키는 발생기가 오염되게 된다. 하지만 이러한 오염을 방지할 수 있는 수단이 없어서 장치의 내구성이 약해진다는 단점이 있다.
보다 구체적으로 도 13의 문제점을 살펴보면 그 구성이 정수장 등 담수 분야에 적용되는 차아염소산나트륨 발생장치와 같이 발생기에 일정한 양의 해수를 공급하는 펌프 및 유량계와 펌핑된 해수를 저장하는 해수공급부가 구비되고, 일정유량이 공급되면서 발생기에서 반응하여 발생된 차아염소산나트륨을 저장하는 저장조와 이 저장조에 저장된 차아염소산나트륨의 농도를 측정하여 일정한 농도를 유지토록 하는 농도측정기로 구성됨으로써 필요없는 구성요소인 유량계 해수공급부 등이 구비된다는 문제점이 있다. 즉, 담수와 달리 해수는 보통 일정한 농도(담수와 해수의 경계부는 1%, 일반적인 해수는 3% 정도)를 가짐으로 인해 해수의 유량을 측정하고 이를 임시저장하는 수단은 필요가 없는 수단인 것이다.
마찬가지로 발생된 차아염소산나트륨을 저장하는 저장조를 구비하는 것과 저장된 소독제의 농도를 농도측정기로 측정하는 것 역시 용이하지 않은 구성이다. 그 이유는 저장조에 담긴 차아염소산나트륨의 농도가 현존하는 농도측정기(0~10ppm 측정가능)로 측정하기에는 너무 높은 농도(500~8000ppm)이며 저장조에 보관된 차아염소산나트륨은 시간에 따라 농도가 감소(해수의 경우 담수보다 속도가 빠름)하기 때문에 설비 가동후 휴지기간 동안 농도 저하된 소독제가 설비의 재 가동시 부가적인 처리 없이 바로 투입되므로 농도측정기에 의한 측정을 고려하더라도 정확한 제어는 용이하지 않은 구성이다.
또한 농도측정기에서 설사 측정된 농도에 따라 차아염소산나트륨공급부를 구성하는 농도제어기 및 펌프를 이용하여 해수에 투입시 정확한 해수의 유입량을 알수 있는 수단이 없어 유입되는 해수의 단위 유량당 얼마당 얼마의 저장된 차아염소산나트륨을 투입할지 제어하기가 용이하지 않다는 문제점이 있다. 즉 발라스트 처리장치의 가장 중요한 목적은 발라스트탱크에 유입되는 발라스트수의 유량에 맞추어 이를 소독하기 위한 염소요구량(약5~10ppm)을 일정하게 유지하는 것이 중요한데 이러한 수단이 구비되어 있지 않다는 문제점이 있다.
또한 발라스트수를 배출시 발라스트탱크로부터 나오는 발라스트수를 최종적으로 환원하여 바다에 배출하기 위해 자외선조사부를 사용도록 되어 있는데, 이와 같은 자외선 조사방식은 보통 선박에서 유출되는 유량의 선속도가 3m/sec정도 되므로 체류시간이 짧아 이를 신뢰성있게 처리하기 위해서는 충분한 용량의 자외선조사장치가 필요하고 이를 가동시키기 위한 엄청난 전력량이 필요하여 그 실효성이 의문시 된다는 문제점이 있다.
또한 상기 전해법은 발라스트 탱크로 유입되는 발라스트수를 직접 전해하여 차아염소산 나트륨등의 살균제를 제조하는 것으로 발라스트수의 온도변화에 매우 민감하여, 온도가 낮을 경우 발라스트 수의 전기분해 효율이 급격히 떨어지는 문제점이 있다.
그리고 도 14에 개시된 해수 간접 전해법은 유입되는 발라스트수의 유량에 따른 투입될 살균제의 양을 정밀하게 제어할 수 있는 수단이 없어서 미처리된 발라스트수 즉, 오염원을 가진 발라스트수가 발라스트 탱크에 유입될 수 있다는 문제점과,
또한 해수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 발생시키는 해수변환부에서 전기분해 후 발생하는 수소가스에 대한 처리 수단이 없어서 수소가스가 누적되면 발라스트탱크 내에서 폭발할 수 있다는 문제점과,
또한 일반적으로 발라스트탱크에는 운항기간중 한번 내지 두 번정도 가동하고 대부분의 항해시간 동안은 작동을 정지하게 됨으로 인해 장치내부에 해수가 정체되어 잠겨 있게 되는데, 이때 차아염소산나트륨을 발생시키는 해수변환부가 오염되게 된다. 하지만 이러한 오염을 방지할 수 있는 수단이 없어서 장치의 내구성이 약해진다는 단점이 있다.
또한 상기 전해법은 발라스트 탱크로 유입되는 발라스트수를 직접 전해하여 차아염소산 나트륨등의 살균제를 제조하는 것으로 발라스트수의 온도변화에 매우 민감하여, 온도가 낮을 경우 발라스트 수의 전기분해 효율이 급격히 떨어지는 문제점이 있다.
마지막으로 도 15에 개시된 해수 직접 전해법은 유입되는 발라스트수의 유량에 따른 투입될 살균제의 양을 정밀하게 제어할 수 있는 수단이 없어서 미처리된 발라스트수 즉, 오염원을 가진 발라스트수가 발라스트 탱크에 유입될 수 있다는 문제점과,
또한 해수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 발생시키는 전해모듈에서 전기분해 후 발생하는 수소가스에 대한 처리 수단이 없어서 수소가스가 누적되면 발라스트탱크 내에서 폭발할 수 있다는 문제점과,
*또한 해수가 특별한 전처리 수단을 거치지 않아 해수내의 협잡물에 의한 fouling 이 발생하여 효율 감소 및 미처리 발라스트 수가 생성 될 수 있다는 문제점과,
또한 일반적으로 발라스트탱크에는 운항기간 중 한번 내지 두 번정도 가동하고 대부분의 항해시간 동안은 작동을 정지하게 됨으로 인해 장치내부에 해수가 정체되어 잠겨 있게 되는데, 이때 차아염소산나트륨을 발생시키는 전해모듈이 오염되게 된다. 하지만 이러한 오염을 방지할 수 있는 수단이 없어서 장치의 내구성이 약해진다는 단점이 있다.
또한 일반적으로 동일조건에서 해수의 농도에 따라 전해(패러데이)효율이 변하게 되며 통상의 해수내 NaCl 농도인 2.5~3%에서 정상 작동 중인 전기분해 모듈은 2.5% 이하부터 급격한 전해효율 저하가 발생하여, 발라스트 수 전량을 전해하는 직접소독식의 경우 이러한 전해효율 저하를 방지하는 수단이 없어 처리효율이 해수의 농도에 의해 결정되어, 미처리 발라스트수가 발생하는 단점이 있다.
또한 상기 전해법은 발라스트 탱크로 유입되는 발라스트수를 직접 전해하여 차아염소산 나트륨등의 살균제를 제조하는 것으로 발라스트수의 온도변화에 매우 민감하여, 온도가 낮을 경우 발라스트 수의 전기분해 효율이 급격히 떨어지는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 발라스트탱크에 유입되거나 발라스트탱크로부터 배출되는 발라스트수를 대상으로 한 해수 유량에 따라 연속적으로 차아염소산나트륨을 생성하여 해수라인으로 공급함으로써 차아염소산나트륨의 저장에 따른 농도변화가 없는 장치와 방법을 제공하고, 발라스트탱크를 통해 해양으로 배출되는 발라스트수를 약품주입방식으로 신뢰성 있게 환원하여 무해화함으로써 해양오염을 원천적으로 배제할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 해양 생태계 파괴 또는 교란을 방지할 수 있도록 선박의 발라스트수를 관리 하기 위해 발라스트탱크에 유입되거나 발라스트탱크로부터 배출되는 발라스트수를 대상으로 한 해수 유량에 따라 전기분해에 의한 살균제 생산 및 투입량을 정밀하게 제어하는 장치와 방법을 제공하는 데 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은 해수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 발생시키는 전해모듈에서 전기분해 후 발생하는 수소가스를 제거하여 발라스트탱크 내에서의 폭발위험을 제거하는 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은 차아염소산나트륨을 발생시키는 전기분해모듈이 가동 중지중에도 오염되지 않도록 해수를 일정주기 또는 연속적으로 순환시켜 오염원의 고착에 의한 오염을 방지하여 설비의 안정성을 확보해 내구성을 증대시키는 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은 발라스트수 및 냉각해수 등의 차아염소산 나트륨의 원료가 되는 해수의 유량을 제어하여 전기분해모듈의 전류효율을 일정하게 유지하여 항구별로 상이한 염도에 따른 처리효율 저하를 방지하여 신뢰성 있는 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은 차아염소산나트륨을 발생시키는 전기분해모듈에 공급되는 원수를 냉각수계를 흐르는 냉각해수를 원수로 사용하여 항상 일정온도이상을 가진 해수가 공급되도록 함으로써 차아염소산나트륨을 전기분해하는 효율을 높인 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 취수측 해수라인으로부터 유입된 일부 발라스트수를 컨트롤시스템에 의해 정유량으로 제어 공급받아 전기분해모듈에서 농도조절된 차아염소산나트륨을 생산하여 기액 분리기를 통해 수소가스를 제거한 후, 잔류염소 량에 따라 발라스트 탱크로 유입되는 취수측 해수라인에 공급하여 소독후 발라스트 탱크에 저장하고, 배수시 발라스트수의 잔류염소량에 따라 환원제의 투입량을 컨트롤시스템으로 제어하면서 배수측 해수라인에 공급하여 목표로한 잔류염소량으로 중화시켜 해양에 배출토록 구성한 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 장치를 제공함으로써 달성된다.
또한 본 발명은 발라스트 탱크를 지난 배수측 해수라인으로부터 유입된 일부 발라스트수를 컨트롤시스템에 의해 정유량으로 제어 공급받아 전기분해모듈에서 농도조절된 차아염소산나트륨을 생산하여 기액 분리기를 통해 수소가스를 제거한 후, 잔류염소 량에 따라 배수측 해수라인에 공급하여 소독후, 연속해서 발라스트수의 잔류염소량에 따라 환원제의 투입량을 컨트롤시스템으로 제어하면서 공급하여 목표로한 잔류염소량으로 중화시켜 해양에 배출토록 구성한 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 장치를 제공함으로써 달성된다.
또한 본 발명은 열교환기를 거치는 열교환전 냉각해수라인 또는 열교환후 냉각해수라인으로부터 선택적으로 유입되는 냉각해수를 컨트롤시스템에 의해 정유량으로 제어 공급받아 전기분해모듈에서 농도조절된 차아염소산나트륨을 생산하여 기액 분리기를 통해 수소가스를 제거한 후, 잔류염소 량에 따라 취수측 해수라인에 공급하여 소독후 발라스트 탱크에 저장하고, 배수시 발라스트수의 잔류염소량에 따라 환원제의 투입량을 컨트롤시스템으로 제어하면서 공급하여 목표로한 잔류염소량으로 중화시켜 해양에 배출토록 구성한 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 장치를 제공함으로써 달성된다.
상기 전기분해모듈로 유입되는 발라스트수 또는 냉각해수는 해양미생물을 필터링하는 전처리 필터를 거친 것을 특징으로 한다.
상기 정유량으로 제어 공급되는 발라스트수 또는 냉각해수는 전처리 필터를 지난 후, 컨트롤시스템으로 제어되는 해수 공급 펌프에 의해 유량이 조절되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 정유량으로 제어 공급되는 발라스트수 또는 냉각해수는 전처리 필터를 지난 후, 컨트롤시스템으로 제어되는 유량 제어 밸브에 의해 유량이 조절되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 정유량으로 제어 공급되는 발라스트수 또는 냉각해수는 전처리 필터를 지난 후, 컨트롤시스템으로 제어되는 해수 공급 펌프와;
해수 공급 펌프로부터 이송되는 발라스트수 또는 냉각해수를 컨트롤시스템으로 제어되는 유량 제어 밸브에 의해 유량이 조절되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 소독에 사용되는 차아염소산나트륨은 별도의 전원 없이 발라스트수 또는 냉각해수의 압력 변동을 이용하여 차아염소산 나트륨을 주입하는 자동 투입기에 의해 공급되도록 구성한 것을 특징으로 한다.
상기 발라스트 탱크로 유입되는 발라스트수가 흐르는 취수측 해수라인에는 발라스트탱크로 유입되는 발라스트수의 염분(NaCl)을 측정하는 염분계와; 발라스트 탱크로 유입되는 발라스트수의 유량을 측정하는 유량계와; 차아염소산나트륨이 주입된 발라스트수의 잔류염소량을 측정하는 잔류염소 측정기가 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 발라스트 탱크를 지난 발라스트수가 흐르는 배수측 해수라인에는 발라스트수의 염분(NaCl)을 측정하는 염분계와; 발라스트수의 유량을 측정하는 유량계와; 차아염소산나트륨이 주입된 발라스트수의 잔류염소량을 측정하는 잔류염소 측정기가 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 열교환전 냉각해수라인에는 열교환기로 흐르는 냉각해수의 염분(NaCl)을 측정하는 염분계가 설치되고,
취수측 해수라인에는 발라스트 탱크로 유입되는 발라스트수의 유량을 측정하는 유량계와; 차아염소산나트륨이 주입된 발라스트수의 잔류염소량을 측정하는 잔류염소 측정기가 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 배수시 투입되는 환원제는 분사노즐에 의해 공급하되, 여기에 공급되는 환원제는 마이크로버블발생기에 의해 환원제와 발라스트수를 미세기포화하여 잔류염소를 제거하면서 혼합 공급되도록 구성한 것을 특징으로 한다.
상기 배수시 투입되는 환원제는 마이크로버블발생기에 공급되는 환원제의 유량을 컨트롤시스템의 제어에 의해 조절하며 공급하는 투입펌프와; 상기 투입펌프에 배출될 환원제를 저장하고 있는 환원제저장탱크에 의해 공급되도록 구성한 것을 특징으로 한다.
상기 배수시 투입되는 환원제는 와류를 발생시키는 하나 이상의 와류유도기에 의해 혼합되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 배수측 해수라인에는 최종 방류되는 발라스트수의 총잔류염소를 측정하는 잔류염소측정기가 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 컨트롤시스템은 발라스트탱크로 유입되는 발라스트수에 목적한 양만큼만 차아염소산나트륨을 투입하기 위해 설치된 염분계, 유량계 및 잔류염소측정기로부터의 정보를 입력받아 해수 공급 펌프, 유량 제어 밸브, 전기분해모듈을 제어하거나,
해양으로 배출되는 발라스트수에 목표로하는 양만큼만 잔류염소량을 가지도록 차아염소산나트륨 중화용 환원제를 투입하기 위해 설치된 잔류염소측정기로부터의 정보를 입력받아 환원제의 양을 결정하고 잔류염소측정기에 의해 무해화 정도를 측정한 정보를 입력받아 마이크로버블발생기 및 투입펌프를 제어하도록 구성한 것을 특징으로 한다.
또한 상기 컨트롤시스템은 발라스트탱크를 지나 배출되는 발라스트수에 목적한 양만큼만 차아염소산나트륨을 투입하기 위해 설치된 염분계, 유량계로부터의 정보를 입력받아 해수 공급 펌프, 유량 제어 밸브, 전기분해모듈을 제어하거나,
해양으로 배출되는 발라스트수에 목표로하는 양만큼만 잔류염소량을 가지도록 차아염소산나트륨 중화용 환원제를 투입하기 위해 설치된 잔류염소측정기로부터의 정보를 입력받아 마이크로버블발생기 및 투입펌프를 제어하도록 구성한 것을 특징으로 한다.
상기 기액분리기를 지난 차아염소산나트륨 공급 라인을 전기분해모듈로 분지하여 차아염소산나트륨의 생산이 중단된 전기분해모듈에 연속 또는 일정기간 마다 차아염소산나트륨을 순환시키는 세정/주입펌프를 더 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.
상기 해수 공급 펌프는 발라스트수 또는 냉각해수의 유량을 컨트롤시스템의 제어에 의해 공급되는 전류량의 변화에 의해 공급량이 조절되도록 구성한 것을 특징으로 한다.
상기 유량 제어 밸브는 정유량밸브로 공급되는 발라스트수 또는 냉각해수의 유량을 컨트롤시스템의 제어에 의해 다수개의 정유량 밸브가 선택적으로 개폐되어 유량이 조절되도록 구성한 것을 특징으로 한다.
상기 전기분해모듈은 발라스트수 또는 냉각해수로부터 차아염소산나트륨 생산시 컨트롤제어시스템에 의해 정류기에 공급되는 공급 전류량이 정격범위내에서 제어되면서 차아염소산나트륨의 농도 및 생산량을 조절하도록 구성한 것을 특징으로 한다.
상기 전기분해모듈은 목표 염소요구량인 2~10ppm을 만족하도록 차아염소산나트륨의 농도를 조절하도록 구성한 것을 특징으로 한다.
상기 기액 분리기는 외부의 공기를 공급하여 분리된 수소가스를 희석시키는 송풍기가 더 포함되어 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 환원제는 sulfite, thiosulfate, sulfite+iodide, dithionite, calcium slfite 중에서 선택된 어느하나의 아황산염 계통의 환원제 혹은 ascorbic acid, hydroxylamine, PAO 중에서 선택된 여타 환원제 중의 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
상기 와류유도기는 배수측 해수라인 배관 내부에 설치되고, 여러개의 회전날을 가진 다수개의 스크류로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 해양으로 배출되는 발라스트수 또는 냉각해수에 잔류하는 잔류염소량의 목표량은 0.5~2ppm인 것을 특징으로 한다.
상기 투입펌프는 환원제를 정량 투입하기 위한 펌프로 발라스트수 방류시 발라스트 탱크측 잔류염소 측정기의 총잔류염소 농도값에 의하여 컨트롤시스템을 통해 투입펌프(화학당량 1:1)의 유량을 제어하게 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 투입펌프는 환원제 공급이 휴지된 환원제 저장탱크를 일정주기로 순환하여 염석출을 방지토록 구성한 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 유입되는 발라스트수로부터 해양 미생물을 필터링하는 전처리 필터와,
전처리 필터로부터 공급되는 발라스트수의 유량을 컨트롤시스템의 제어에 의해 조절하면서 전기분해모듈로 공급하는 해수 공급 펌프와;
해수 공급 펌프로부터 이송되는 발라스트수의 유량을 컨트롤시스템의 제어에 의해 조절하면서 공급하는 유량 제어 밸브와;
상기 유량 제어 밸브로부터 공급된 발라스트수로부터 차아염소산나트륨 생산시 컨트롤제어시스템에 의해 공급 전류량이 제어되어 목표 염소요구량에 따라 차아염소산나트륨의 농도를 조절하면서 생산하는 전기분해모듈과;
전기분해모듈에서 차아염소산나트륨 제조시 부산물로 발생하는 수소가스를 분리하는 기액 분리기와;
상기 기액 분리기에 외부의 공기를 공급하여 분리된 수소가스를 희석시키는 송풍기와;
상기 기액분리기를 지나면서 수소가 제거된 상태의 차아염소산나트륨을 발라스트탱크로 유입되는 취수측 해수라인에 공급하는 자동 투입기와;
취수측 해수라인을 통해 발라스트탱크로 유입되는 발라스트수의 염분(NaCl)을 측정하는 염분계와;
취수측 해수라인을 통해 발라스트 탱크로 유입되는 발라스트수의 유량을 측정하는 유량계와;
발라스트탱크 전후 취수측, 배수측 해수라인에 설치되어 차아염소산나트륨이 주입된 발라스트수의 잔류염소량을 측정하는 잔류염소 측정기와;
발라스트탱크에 저장된 발라스트수를 해양에 배출시 배수측 해수라인을 지나는 발라스트수에 잔류하고 있는 염소성분을 중화하기 위한 환원제를 투입하는 분사노즐과;
상기 분사노즐로 환원제와 해수라인에서 분지된 발라스트수를 미세기포화하여 잔류염소를 제거하면서 혼합하여 공급하는 마이크로버블발생기와;
상기 마이크로버블발생기에 공급되는 환원제의 유량을 컨트롤시스템의 제어에 의해 조절하며 공급하는 투입펌프와;
상기 투입펌프에 의해 배출될 환원제를 저장하고 있는 환원제저장탱크와;
상기 분사노즐 후단의 배수측 해수라인에 설치되어 환원제의 중화반응을 돕도록 와류를 발생시키는 와류유도기와;
와류유도기 후단의 배수측 해수라인에 설치되어 최종 방류되는 발라스트수의 총잔류염소를 측정하여 무해화 정도를 측정하는 잔류염소측정기와;
상기 발라스트탱크로 유입되는 발라스트수에 목적한 양만큼만 차아염소산나트륨을 투입하기 위해 염분계, 유량계 및 잔류염소측정기로부터의 정보를 입력받아 해수 공급 펌프, 유량 제어 밸브, 전기분해모듈을 제어하거나,
해양으로 배출되는 발라스트수에 목표로하는 양만큼만 잔류염소량을 가지도록 차아염소산나트륨 중화용 환원제를 투입하기 위해 잔류염소측정기로부터의 정보를 입력받아 마이크로버블발생기 및 투입펌프를 제어하는 컨트롤시스템과;
상기 기액분리기와 자동투입기 사이의 차아염소산나트륨 공급 라인상에 분지된 라인과 일측이 연결되고 타측은 유량제어밸브와 전기분해모듈상에 분지된 라인과 연결되어 차아염소산나트륨의 생산이 중단된 전기분해모듈에 연속 또는 일정기간 마다 차아염소산나트륨을 순환시키는 세정/주입펌프로 구성된 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 장치를 제공함으로써 달성된다.
또한 본 발명은 발라스트수를 유입하는 단계와;
유입되는 발라스트수로부터 해양미생물을 필터링하는 단계와;
공급되는 발라스트수를 컨트롤시스템의 제어에 의해 목표로한 잔류염소량에 맞게 해수 공급 펌프와 유량 제어 밸브를 제어하여 전기분해모듈로 가변공급하는 단계와;
유량이 가변적으로 공급되는 발라스트수를 전기분해모듈에서 공급받아 염분,유량 및 잔류염소측정 정보를 전달받은 컨트롤시스템의 제어에 의해 전류량을 조절하면서 목표로한 잔류염소량에 맞게 차아염소산나트륨의 농도를 조절하면서 생산하는 단계와;
전기분해모듈에서 생산되는 차아염소산나트륨 중에 포함된 수소가스를 기액분리하는 단계와;
기액분리된 차아염소산나트륨을 발라스트탱크로 흐르는 발라스트수에 공급하여 소독하는 단계와;
소독된 발라스트수를 발라스트탱크에 저장하는 단계와;
이후 발라스트탱크로부터 선박외부로 배출되는 발라스트수에서 측정된 잔류염소량 정보를 받은 컨트롤시스템에 의해 목표로한 잔류염소량에 맞게 환원제투입량을 제어한후 일정량의 발라스트수와 혼합하여 미세기포화시킨 후 발라스트수에 투입하여 환원시키는 단계와;
환원제가 혼합된 발라스트수에 와류를 발생시켜 혼합하여 환원을 촉진하는 단계와;
이후 배수하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 방법을 제공함으로써 달성된다.
상기 소독된 발라스트수를 발라스트탱크에 저장하는 단계 이후에 가동이 중지된 전기분해모듈에 일정량의 발라스트수를 연속 또는 간헐적으로 순환시켜 오염을 방지하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 유입되는 발라스트수로부터 해양미생물을 필터링하는 단계와;
오염원이 제거된 발라스트수를 발라스트탱크에 저장하는 단계와;
발라스트탱크에서 배출되는 라인으로부터 공급되는 발라스트수를 컨트롤시스템의 제어에 의해 목표로한 잔류염소량에 맞게 해수 공급 펌프와 유량 제어 밸브를 제어하여 전기분해모듈로 가변공급하는 단계와;
유량이 가변적으로 공급되는 발라스트수를 전기분해모듈에서 공급받아 염분,유량 정보를 전달받은 컨트롤시스템의 제어에 의해 전류량을 조절하면서 목표로한 잔류염소량에 맞게 차아염소산나트륨의 농도를 조절하면서 생산하는 단계와;
전기분해모듈에서 생산되는 차아염소산나트륨 중에 포함된 수소가스를 기액분리하는 단계와;
기액분리된 차아염소산나트륨을 선박외부로 배출되는 배수측 해수라인 중의 발라스트수에 공급하여 소독하는 단계와;
이후 차아염소산나트륨이 잔류된 발라스트수에 1차로 와류를 발생시키는 단계와;
이후 발라스트탱크에서 배출되는 발라스트수에서 측정된 잔류염소량 정보를 받은 컨트롤시스템에 의해 목표로한 잔류염소량에 맞게 환원제투입량을 제어한후 일정량의 발라스트수와 혼합하여 미세기포화시킨 후 발라스트수에 투입하여 환원시키는 단계와;
환원제가 혼합된 발라스트수에 2차 와류를 발생시켜 혼합하여 환원을 촉진하는 단계와;
이후 배수하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 방법을 제공함으로써 달성된다.
상기 배수하는 단계 이후에 가동이 중지된 전기분해모듈에 일정량의 발라스트수를 연속 또는 간헐적으로 순환시켜 오염을 방지하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 발라스트수를 유입하는 단계와;
유입되는 발라스트수로부터 해양미생물을 필터링하는 단계와;
*냉각해수를 열교환전 냉각해수라인 또는 열교환후 냉각해수라인으로부터 선택적으로 유입하는 단계와;
유입되는 냉각해수로부터 해양미생물을 필터링하는 단계와;
공급되는 냉각해수를 컨트롤시스템의 제어에 의해 목표로한 잔류염소량에 맞게 해수 공급 펌프와 유량 제어 밸브를 제어하여 전기분해모듈로 가변공급하는 단계와;
유량이 가변적으로 공급되는 냉각해수를 전기분해모듈에서 공급받아 냉각해수의 염분과 발라스트수의 유량 및 잔류염소측정 정보를 전달받은 컨트롤시스템의 제어에 의해 전류량을 조절하면서 목표로한 잔류염소량에 맞게 차아염소산나트륨의 농도를 조절하면서 생산하는 단계와;
전기분해모듈에서 생산되는 차아염소산나트륨 중에 포함된 수소가스를 기액분리하는 단계와;
기액분리된 차아염소산나트륨을 발라스트탱크로 흐르는 발라스트수에 공급하여 소독하는 단계와;
소독된 발라스트수를 발라스트탱크에 저장하는 단계와;
이후 발라스트탱크로부터 선박외부로 배출되는 발라스트수에서 측정된 잔류염소량 정보를 받은 컨트롤시스템에 의해 목표로한 잔류염소량에 맞게 환원제투입량을 제어한후 일정량의 발라스트수와 혼합하여 미세기포화시킨 후 발라스트수에 투입하여 환원시키는 단계와;
환원제가 혼합된 발라스트수에 와류를 발생시켜 혼합하여 환원을 촉진하는 단계와;
이후 배수하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 방법을 제공함으로써 달성된다.
상기 소독된 발라스트수를 발라스트탱크에 저장하는 단계(S108) 이후에 가동이 중지된 전기분해모듈에 일정량의 냉각해수를 연속 또는 간헐적으로 순환시켜 오염을 방지하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 발라스트수를 처리하는 처리구성을 보인 개략적인 구성도이고,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발라스트수를 처리하는 처리구성을 보인 개략적인 구성도이고,
도 3은 본 발명에 또 다른 실시예에 따른 발라스트수를 처리하는 처리구성을 보인 개략적인 구성도이고,
도 4는 본 발명에 또 다른 실시예에 따른 발라스트수를 처리하는 처리구성을 보인 개략적인 구성도이고,
도 5는 본 발명에 또 다른 실시예에 따른 발라스트수를 처리하는 처리구성을 보인 개략적인 구성도이고,
도 6은 본 발명에 또 다른 실시예에 따른 발라스트수를 처리하는 처리구성을 보인 개략적인 구성도이고,
도 7은 본 발명 도 1의 실시예에 따른 발라스트수에 포함된 유해물을 처리하기 위한 방법을 나타낸 흐름도이고,
도 8은 본 발명 도 2의 실시예에 따른 발라스트수에 포함된 유해물을 처리하기 위한 방법을 나타낸 흐름도이고,
도 9는 본 발명 도 3의 실시예에 따른 발라스트수에 포함된 유해물을 처리하기 위한 방법을 나타낸 흐름도이고,
도 10은 본 발명 도 4의 실시예에 따른 발라스트수에 포함된 유해물을 처리하기 위한 방법을 나타낸 흐름도이고,
도 11은 본 발명 도 5의 실시예에 따른 발라스트수에 포함된 유해물을 처리하기 위한 방법을 나타낸 흐름도이고,
도 12는 본 발명 도 6의 실시예에 따른 발라스트수에 포함된 유해물을 처리하기 위한 방법을 나타낸 흐름도이고,
도 13은 종래 발라스트수를 처리하는 해수 간접 전해법의 한 실시예에 따른 개략적인 구성도이고,
도 14는 종래 발라스트수를 처리하는 해수 간접 전해법의 다른 실시예에 따른 개략적인 구성도이고,
도 15는 종래 발라스트수를 처리하는 해수 직접 전해법의 한 실시예에 따른 개략적인 구성도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
(1) : 전처리 필터 (2) : 해수 공급 펌프
(3) : 유량 제어 밸브 (4) : 전기분해모듈
(5) : 기액 분리기 (6) : 송풍기
(7) : 세정/주입펌프 (8) : 염분계
(9) : 유량계 (10) : 잔류염소 측정기
(11) : 자동 투입기 (12) : 컨트롤시스템
(13) : 발라스트탱크 (14) : 분사노즐
(15) : 투입펌프 (16) : 잔류염소측정기
(17) : 환원제저장탱크 (18) : 마이크로버블발생기
(19) : 와류유도기 (20) : 취수측 해수라인
(21) : 배수측 해수라인 (22) : 열교환전 냉각해수라인
(23) : 열교환후 냉각해수라인 (24) : 냉각해수측 전처리필터
(25) : 열교환기
이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 발라스트수를 처리하는 처리구성을 보인 개략적인 구성도인데, 도시된 바와 같이 본 발명의 구성은 유입되는 발라스트수로부터 해양미생물을 필터링하는 전처리 필터(1)와; 전처리 필터(1)로부터 공급되는 발라스트수의 유량을 컨트롤시스템의 제어에 의해 조절하면서 전기분해모듈로 공급하는 해수 공급 펌프(2)와; 해수 공급 펌프(2)로부터 이송되는 발라스트수의 유량을 컨트롤시스템의 제어에 의해 조절하면서 공급하는 유량 제어 밸브(3)와; 상기 유량 제어 밸브(3)로부터 공급된 발라스트수로부터 차아염소산나트륨 생산시 컨트롤제어시스템에 의해 공급 전류량이 제어되어 차아염소산나트륨의 농도를 조절하면서 생산하는 전기분해모듈(4)과; 전기분해모듈(4)에서 차아염소산나트륨 제조시 부산물로 발생하는 수소가스를 분리하는 기액 분리기(5)와; 상기 기액 분리기(5)에 외부의 공기를 공급하여 분리된 수소가스를 희석시키는 송풍기(6)와; 상기 기액분리기(5)를 지나면서 수소가 제거된 상태의 차아염소산나트륨을 발라스트탱크로 유입되는 취수측 해수라인(20)에 공급하는 자동 투입기(11)와; 취수측 해수라인(20)을 통해 발라스트탱크로 유입되는 발라스트수의 염분(NaCl)을 측정하는 염분계(8)와; 취수측 해수라인(20)을 통해 발라스트 탱크로 유입되는 발라스트수의 유량을 측정하는 유량계(9)와; 발라스트탱크(13) 전후 해수라인에 설치되어 차아염소산나트륨이 주입된 발라스트수의 잔류염소량을 측정하는 잔류염소 측정기(10)와; 발라스트탱크(13)에 저장된 발라스트수를 해양에 배출시 배수측 해수라인(21)을 지나는 발라스트수에 잔류하고 있는 염소성분을 중화하기 위한 환원제를 투입하는 분사노즐(14)과; 상기 분사노즐(14)로 환원제와 배수측 해수라인(21)에서 분지된 발라스트수를 미세기포화하여 공급하는 마이크로버블발생기(18)와; 상기 마이크로버블발생기에 공급되는 환원제의 유량을 컨트롤시스템의 제어에 의해 조절하며 공급하는 투입펌프(15)와; 상기 투입펌프에 의해 배출될 환원제를 저장하고 있는 환원제저장탱크(17)와; 상기 분사노즐 후단의 배수측 해수라인(21)에 설치되어 환원제의 중화반응을 돕도록 와류를 발생시키는 와류유도기(19)와; 와류유도기(19) 후단의 배수측 해수라인(21)에 설치되어 최종 방류되는 발라스트수의 총잔류염소를 측정하여 무해화 정도를 측정하는 잔류염소측정기(16)와; 상기 발라스트탱크로 유입되는 발라스트수에 목적한 양만큼만 차아염소산나트륨을 투입하기 위해 염분계(8), 유량계(9) 및 잔류염소측정기(10)로부터의 정보를 입력받아 해수 공급 펌프(2), 유량 제어 밸브(3), 전기분해모듈(4)을 제어하거나, 해양으로 배출되는 발라스트수에 목표로하는 양만큼만 잔류염소량을 가지도록 차아염소산나트륨 중화용 환원제를 투입하기 위해 잔류염소측정기(10)로부터의 정보를 입력받아 환원제의 양을 결정하고 잔류염소측정기(16)에 의해 무해화 정도를 측정하며 마이크로버블발생기(18) 및 투입펌프(15)를 제어하는 컨트롤시스템(12)으로 구성된다.
상기에서 송풍기(6)는 컨트롤시스템(12)에 회로연결되어 그 송풍기를 제어하게 된다.
상기 염분계(8), 유량계(9) 및 잔류염소측정기(10)는 전처리필터(1)를 지난 취수측 해수라인(20) 상에 설치하되, 잔류염소측정기(10)는 자동투입기(11)를 지난 발라스트탱크(13)의 전후 취수측, 배수측 해수라인(20, 21) 상에 설치한다.
이하 보다 구체적으로 상기 각 구성요소를 설명한다.
상기 전처리 필터(1)는 일반적인 필터의 기능과 특정 크기(50㎛ 또는 30 ㎛) 이상의 해양 미생물을 제거하는 필터이다. 이 전처리필터는 자동 역세 기능을 갖추어 연속적인 발라스트수 처리가 가능한 구조와 용량을 갖는다.
상기 해수 공급 펌프(2)는 발라스트탱크와 연결된 취수측 해수라인(20)으로부터 분지된 분지관의 압력 저하와 전해모듈에 안정적인 발라스트수 공급을 위한 흐름을 위해 일정압력을 유지할 수 있는 부스터 형태의 펌프로 구성하면 바람직하다. 또한 이 해수펌프는 컨트롤시스템의 제어에 의해 발라스트수의 공급량을 증감할수 있게 구성된다.
상기 유량 제어 밸브(3)는 일정 유량으로 전기분해모듈에 발라스트수가 공급될되도록 하는 정유량 컨트롤 밸브를 사용하는데, 염분계의 신호를 받은 컨트롤시스템의 제어에 의해 다수개의 정유량 밸브가 선택적으로 개폐되어 염분농도별 일정유량을 전기분해모듈로 공급하도록 구성하도록 구성된다.
이와 같이 염분 농도별 유량을 제어하여 전기분해모듈에 공급 하는 이유는 설명하면 다음과 같다.
차염(차아염소산나트륨)발생용 전기분해장치에 공급되는 발라스트수 중 NaCl 농도는 일반적으로 2.5~3% 이며 이때 전기분해장치의 전류효율은 일정하게 된다.
만약 NaCl 농도가 2.5% 미만인 경우에는 전류효율이 감소하는 문제가 있어 효율 감소분만큼 더 많은 전류를 공급 하거나, 해수를 농축하여 공급해야 한다. 하지만 전기분해모듈의 정격용량 보다 많은 전류의 공급은 전극 수명 감소 및 과다설계 등의 문제점을 야기하며, 별도의 농축설비 설치는 설치공간의 문제, 희석수 배출의 문제 등을 가지고 있어 적용에 한계가 있다.
발라스트수를 소독하기 위한 염소요구량(약 2~10ppm)은 일정하므로 발라스트수의 유량센서에서 출력되는 전기 신호를 받아 처리수량의 변화에 대응하여 차아염소산나트륨을 주입하는 제어방식이며, 해수농도별로 주입량을 일정하게 하고, 전기분해모듈의 전류값을 조절하여 농도를 제어하는 것이다.
따라서 낮은 농도의 해수에서 전기분해장치에 공급되는 해수의 유량을 증가시키면 전류효율이 증가하는 현상이 있다(전극 표면 농도구배가 작아짐). 이러한 현상을 이용하여 낮은 농도의 해수인 경우 유량을 증가시켜 전류효율 감소없이[전류에 따른 차염생산량이 일정] 안정적으로 설비를 관리하고, 농도외란과 관계 없이 발라스트수의 차염농도를 제어 할 수 있게 된다.
상기 전기분해모듈(4)은 유입되는 해수의 NaCl을 전기분해하여 차아염소산나트륨으로 변환하는 장치로, 본 발명의 전기분해모듈은 해수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생산하는 통상의 전기분해장치와 여기에 전기를 안정적으로 공급하는 정류기로 구성되는데, 컨트롤시스템과 회로연결구성되어 컨트롤시스템이 유량계(9)로부터 입력되는 정보에 따라 이 전기분해모듈(4)의 정류기에 공급되는 전류값을 조절하여 생산되는 차아염소산 나트륨의 농도를 제어하게 된다.
상기 기액 분리기(5)는 전기분해모듈에서 전기분해 후 그 부산물로서 수소가스(습윤)가 0.46m3/kAh 가 배출되며, 이러한 수소를 짧은 시간내에 차아염소산나트륨과 수소기체로 분리하고, 외부공기로부터 1%(LEL 4%) 이하로 희석될 수 있도록 하는 장치이다.
상기 송풍기(6)는 수소가스 희석을 위하여 기액 분리기에 외부의 공기를 유입하도록 구성된다.
상기 염분계(8)는 유입되는 발라스트수의 NaCl을 측정하는 것으로 컨트롤시스템(control system, 12)에 염분농도 정보를 전달하여 해수공급펌프 및 유량제어밸브 등을 제어하게 된다.
상기 유량계(9)는 발라스트탱크로 유입되는 발라스트수의 유량을 측정하는 것으로 전기분해모듈의 전류값을 정격범위내에서 제어하기 위한 기초 데이터를 제공하게 된다.
즉, 발라스트수를 소독하기 위한 목표 염소요구량(약 2~10ppm)은 일정하므로 발라스트수의 유량센서에서 출력되는 전기 신호를 받아 처리수량의 변화에 대응하여 차아염소산나트륨을 주입하는 제어방식이며, 주입량을 일정하게 하고, 전기분해모듈의 전류값을 조절하여 농도를 제어하게 된다.
상기 잔류염소 측정기(10)는 차아염소산 나트륨 주입 후 잔류염소량을 측정하는 것으로, 실제 주입된 잔류염소량을 측정하여 유량비례 전기분해모듈 전류값을 보정한다.
상기 자동 투입기(11)는 별도의 전원 없이 발라스트 수의 압력 변동을 이용하여 차아염소산 나트륨이 주입될 수 있도록 구성된 장치이다.
상기 컨트롤시스템(12)은 유입되는 발라스트수에 차아염소산나트륨을 생산 및 투입하기 위해 전처리필터(1), 해수공급펌프(2), 유량제어밸브(3), 전기분해모듈(4), 송풍기(6), 염분계(8), 유량계(9) 및 잔류염소측정기(10)와 연결되어 목표로하는 발라스트수 중 잔류염소량(2~10ppm)에 따라 상기 각 장치의 상태 정보를 취합하여 제어하도록 회로 연결 된다. 즉, 발라스트탱크로 유입되는 발라스트수에 목적한 양만큼만 잔류염소량(2~10ppm)을 갖도록 차아염소산나트륨을 투입하기 위해 염분계(8), 유량계(9) 및 잔류염소측정기(10)로부터의 정보를 입력받아 해수 공급 펌프(2), 유량 제어 밸브(3), 전기분해모듈(4)을 제어하게 회로연결된다.
또한 차아염소산나트륨에 의해 소독된 후 잔류염소를 포함하고 있는 발라스트수를 해양에 배출시는 마이크로버블발생기(18), 투입펌프(15), 환원제저장탱크(17) 및 잔류염소측정기(10, 16)와 연결되어 목표로하는 발라스트수 중 잔류염소량(0.5~2ppm)에 따라 상기 각 장치의 상태 정보를 취합하여 제어하도록 회로 연결 된다. 즉, 해양으로 배출되는 발라스트수에 목표로하는 양만큼만 잔류염소량(0.5~2ppm)을 가지도록 차아염소산나트륨 중화용 환원제를 투입하기 위해 잔류염소측정기(10, 16)로부터의 정보를 입력받아 마이크로버블발생기(18) 및 투입펌프(15)를 제어하게 회로 구성된다.
구체적으로 발라스트수 주입시 살균 제어방법은 발라스트 펌프에 의하여 발라스트수가 유입되고, 30 혹은 50 ㎛ 이상의 해양미생물을 전처리 필터로 제거한 후, 전처리필터 후단의 분지관을 통해 유입되는 발라스트수를 원료로 차아염소산 나트륨을 제조하는데, 발라스트수 유입량 대비 일정량의 차아염소산 나트륨을 발생시키기 위하여, 전기분해모듈의 전류효율을 일정하게 유지하기 위해 아래표와 같이 제어한다.
표 1
외란의 종류 검출기 제어방법
발라스트수 농도 변화 염도계 유량 조정
발라스트수 유량 증감 유량계 전기분해모듈 전류 증감
또한 발라스트수를 배출시 잔류염소 제어방법은 배출시 잔류염소 측정기(10)를 통하여 잔류염소 농도를 획득하고, 환원제 투입펌프의 유량을 제어하여 1:1 화학 당량으로 투입하고, 잔류염소 측정기(16)를 통해 배출시 잔류염소 농도를 계속 모니터링하며 관리범위(0.5~2ppm) 상한치에서 보조적 수단인 마이크로버블(M/B) 발생기를 가동하여 관리 범위 이하(0.5~2ppm)에서 상시 관리 되도록 한다.
상기 발라스트탱크(13)는 발라스트수가 저장되는 탱크로 선박에 화물이 없을때 선박의 흘수선과 트림을 관리하여 선박이 일정한 무게를 가지도록 하여 안전 운행을 도모하기 위한 공간이다.
상기 분사노즐(14)은 발라스트수 일부와 환원제 혼합액을 투입하기 위한 노즐이다.
상기 투입펌프(15)는 환원제를 정량 투입 하기 위한 펌프로 발라스트수 방류시 잔류염소 측정기(10)의 총잔류염소 농도값에 의하여 컨트롤시스템에 의해 투입펌프(화학당량 1:1)의 유량을 제어하게 된다.
또한 휴지시(환원제 공급 휴지시)는 일정주기로 환원제 저장탱크(17)를 순환하여 염석출을 방지토록 구성한다.
상기 잔류염소 측정기(16)는 최종 방류되는 발라스트수의 총잔류염소를 측정하여 무해화 정도를 측정하는 것으로, 관리농도 범위(0.5~2ppm)에서 발라스트수가 방류 될 수 있도록 제어(총잔류염소농도에 의해 바이크로버블 발생기 작동유무 결정)하는 장치이다.
상기 환원제 저장 탱크(17)는 sulfite, thiosulfate, sulfite+iodide, dithionite, calcium slfite 중에서 선택된 어느하나의 아황산염 계통의 환원제 혹은 ascorbic acid, hydroxylamine, PAO 중에서 선택된 여타 환원제가 저장되는 탱크로 상시 실온에서 포화농도로 저장되도록 구성한다.
상기 마이크로 버블(M/B : micro bubble) 발생기는 외부 공기를 펌프로 가압 혹은 분쇄하여 주입하여 미세기포를 발생시켜 잔류염소를 제거하고, 약품 혼입효과 증대시키는 것으로, 잔류염소 측정기(16)의 신호에 의해 간헐적으로 기동하게 구성한다.
상기 와류 유도기(19)는 배수측 해수라인(21) 배관 내부에 설치되는 것으로 여러개의 회전날을 가진 다수개의 스크류로 이루어져 스크류 회전에 의해 이를 통과하는 환원제가 발라스트수와 용이하게 혼합되도록 하는 장치이다. 이를 회전시키는 수단은 모터(또는 수중모터) 및 이를 구동시키는 전원장치 또는 스크류에 회전력을 전해줄 수 있는 통상의 수단이면 충분하다.
이하 상기 도1a의 실시예에 따른 작동을 상세히 설명한다.
선박의 외부와 연결된 취수측 해수라인(20)으로부터 유입되는 발라스트수로부터 해양미생물을 필터링하는 전처리 필터(1)를 거친 후 해양미생물이 제거된 발라스트수가 컨트롤시스템에 의해 제어되는 해수 공급 펌프(2)와 유량 제어 밸브(3)를 거쳐 컨트롤시스템에 의해 제어되는 전기분해모듈(4)로 공급되어 전기분해반응이 일어나게 된다. 이 발라스트수를 전기분해하면 주요 발라스트수의 구성성분인 염화나트륨(NaCl)과 물(H2O)이 각각 염소(Cl2), 수산화나트륨(NaOH), 수소(H2)로 분해되고, 염소와 수산화나트륨이 화학반응하여 차아염소산나트륨(NaOCl)이 형성되어 소독제로 사용되게 된다.
전기분해모듈(4)에서 생산된 차아염소산나트륨(NaOCl)은 기액 분리기(5)를 거치면서 전기분해모듈(4)에서 차아염소산나트륨 제조시 부산물로 발생하는 수소가스가 제거되고, 송풍기(6)에 의해 분리된 수소가스가 희석된다.
기액분리기(5)를 지나면서 수소가 제거된 상태의 차아염소산나트륨은 자동 투입기(11)를 통해 이송중인 발라스트수와 혼합되면서 발라스트수를 소독하게 되고, 소독된 발라스트수는 발라스트탱크로 유입되어 저장된다.
이때 발라스트탱크로 유입되는 발라스트수에 잔류하는 잔류염소량은 잔류염소측정기(10)에 의해 측정되어, 컨트롤시스템(12)으로 보내지는데 컨트롤시스템(12)은 취수측 해수라인(20)을 통해 발라스트탱크로 유입되는 발라스트수의 염분(NaCl)을 측정하는 염분계(8)와; 취수측 해수라인(20)을 통해 발라스트 탱크로 유입되는 발라스트수의 유량을 측정하는 유량계(9)의 정보를 취합하여 분지관을 통해 이송중인 발라스트수의 공급량을 해수공급펌프(2) 유량제어밸브(3)를 제어하여 변경시키고, 아울러 전기분해모듈(4)을 제어하여 차아염소산나트륨(NaOCl)의 생산량을 조절하게 된다.
이후 상기 발라스트 탱크 내 저장된 발라스트수에 포함된 차아염소산나트륨은 일정시간이 경과하게 되면 자연 환원특성에 의해 염화나트륨으로 환원되어 자연상태의 해수로 변화되고, 이 자연상태의 해수는 배수측 해수라인(21)을 통해 선박 외부로 배출되는데, 통상 차아염소산나트륨은 전부가 환원되지 않고 잔류하게 됨으로 이를 재차 환원시키는 과정이 필요하게 된다.
이를 위해 발라스트탱크(13)에 저장된 발라스트수를 해양에 배출시 배수측 해수라인(21)을 지나는 발라스트수에 잔류하고 있는 염소성분을 중화하기 위한 환원제가 분사노즐(14)을 통해 투입된다. 이와 같이 환원제 즉, sulfite, thiosulfate, sulfite+iodide, dithionite, calcium slfite 중에서 선택된 어느하나의 아황산염 계통의 환원제 혹은 ascorbic acid, hydroxylamine, PAO 중에서 선택된 여타 환원제중의 어느 하나의 환원제가 투입되면 차아염소산나트륨(NaOCl)은 중화반응을 일으켜 염화나트륨(NaCl)으로 환원되게 된다.
이때 보다 신속한 중화반응을 위해 마이크로버블발생기(18) 및 와류유도기(19)가 가동되어 환원제가 신뢰성 있게 중화반응을 일으키게 된다.
와류유도기를 지난 발라스트수의 잔류염소량은 잔류염소측정기(16)에 의해 컨트롤시스템(12)으로 보내져 원하는 목표치보다 잔류염소량이 높을 경우 마이크로버블발생기(18) 및 투입펌프(15)를 제어하여 배출되는 발라스트수의 잔류염소량을 목표치에 맞게 제어하게 된다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발라스트수를 처리하는 처리구성을 보인 개략적인 구성도이며, 대부분의 구성은 상기 도1a의 구성과 동일하다. 이하에서는 차이가 나는 구성만을 설명한다.
본 발명은 기액분리기(5)와 자동투입기(11) 사이의 차아염소산나트륨 공급 라인상에 분지된 라인과 일측이 연결되고 타측은 유량제어밸브(3)와 전기분해모듈(4)상에 분지된 라인과 연결되어 차아염소산나트륨의 생산이 중단된 전기분해모듈에 연속 또는 일정기간 마다 기액분리기를 지난 차아염소산나트륨을 순환시키는 세정/주입펌프(7)를 더 포함하여 구성할 수 있다.
이와 같이 구성하는 이유는 전기분해모듈(4)이 가동을 중지하면 일정시간동안 장치 내부에 발라스트수와 일부 차아염소산나트륨이 고여 있게 되는데, 이로 인해 오염원(미생물이나 이물질)이 장치에 고착되어 장치가 훼손될 염려가 있기 때문에 기액분리기를 지난 차아염소산나트륨을 전기분해모듈(4)과 기액분리기(5)와 세정/주입펌프(7) 간을 순환하도록 하여 고착되지 않게 하기 위함이다.
이러한 작동시 발라스트수는 유량제어밸브(3) 쪽 및 자동투입기(11)쪽으로 으로 공급되지 않도록 각각의 분지관 부분에 방향 절환용 밸브가 위치하게 되어 유로를 폐회로로 만들게 된다.
상기와 구성시 세정/주입펌프(7)는 컨트롤시스템(12)에 회로연결되어 발라스트수의 공급순환량을 연속 또는 일전기간마다 작동하도록 제어되게 된다.
또한 상기 세정/주입펌프(7)는 전기분해모듈(4)에서 차아염소산나트륨 생산시 긴급하게 차아염소산나트륨을 자동투입기(11)에 공급하기 위해, 기액분리기(5)를 지난후, 분지라인을 통해 공급받는 차아염소산나트륨을 가압하여 주 차아염소산나트륨 공급라인에 공급되도록 분지라인을 연결 구성할 수 있다.
상기 세정/주입펌프(7)에 대해 보다 자세히 설명하면, 발라스트수 처리 시스템의 특성상 연속운전 되지 않고 간헐 운전되어 설비(특히 전기분해모듈 부분)의 오염(스케일, 염석출, 슬라임 형성 등)이 휴지시 발생되며, 이를 예방하기 위하여 전기분해모듈과 기액분리기내 잔존 차아염소산나트륨을 일정주기 단위로 순환 시키는 펌프이다.
또한 정상운전 조건(3% NaCl 염수 등)에서는 작동되지 않고, 낮은 농도 해수 사용시 유량 증가에 따른 차아염소산나트륨 주입시 보조펌프로 사용될 수 있도록 구성된다.
또한 비상운전시(급속 주입이 필요할 시) 차아염소산나트륨을 주입하는 역할을 하게 구성하였다.
또한 도면상 도시가 생략되었으나, 유량제어밸브(3)에서 전기분해모듈(4)사이의 유로상에서 분지되어 세정/주입펌프(7)로 분지된 곳과, 기액분리기(5)에서 자동투입기(11)사이의 유로상에서 분지되어 세정/주입펌프로(7)로 분지된 곳에는 유로 변경용밸브(수동 또는 전자밸브)가 설치되어 수동 또는 컨트롤시스템(12)에 의해 원격으로 그 유로가 제어되게 구성 된다.
이하 상기 도 2의 실시예에 따른 작동을 상세히 설명한다.
상기 실시예의 작동은 도1a의 실시예 구성과 동일하고, 다만 도1a의 구성에 의한 차아염소산나트륨 생산 반응이 휴지되었을 경우, 전기분해모듈(4)의 오염(스케일, 염석출, 슬라임 형성 등)을 예방하기 위하여 전기분해모듈과 기액분리기내 잔존 차아염소산 나트륨을 일정주기 단위로 순환하게 된다.
도 3은 본 발명에 또 다른 실시예에 따른 발라스트수를 처리하는 처리구성을 보인 개략적인 구성도인데, 대부분의 구성은 상기 도 1의 구성과 동일하다.
도 1에 따른 실시예와 가장 차이가 나는 부분은 발라스트탱크(13)의 이후에 본 발명의 장치 구성이 구비된다는 것이고, 이에 따라 도 1에 구비된 발라스트탱크(13) 전후 취수측, 배수측 해수라인(20, 21)에 설치된 잔류염소측정기(10)가 제외되고, 대신 발라스트탱크(13) 전 해수라인에 도 1의 전처리필터(1)가 설치되고, 이후 염분계(8)를 지난 다음에 차아염소산나트륨을 생산하기 위해 전기분해모듈(4)로 분지되는 분지관이 설치되고, 기액분리기(5)를 지나 자동투입기(11)를 통해 차아염소산나트륨이 투입되는 소독작업이 이루어지고, 이후 연속적으로 소독된 발라스트수에 대한 잔류염소성분에 대한 환원작업이 이루어지는 수단이 구비된다는 것이다.
이하 구체적으로 도 3의 실시예에 따른 구성을 설명한다.
본 발명의 구성은 발라스트탱크(13) 전 취수측 해수라인(20)에 설치된 전처리필터(1)와;
발라스트탱크(13)에서 배출된 배수측 해수라인(21)을 흐르는 발라스트수의 염분(NaCl)을 측정하는 염분계(8)와;
염분계(8)를 지난 배수측 해수라인(21)의 일부를 분지관으로 분지하여 공급되는 발라스트수의 유량을 컨트롤시스템의 제어에 의해 조절하면서 전기분해모듈로 공급하는 해수 공급 펌프(2)와;
해수 공급 펌프(2)로부터 이송되는 발라스트수의 유량을 컨트롤시스템의 제어에 의해 조절하면서 공급하는 유량 제어 밸브(3)와;
상기 유량 제어 밸브(3)로부터 공급된 발라스트수로부터 차아염소산나트륨 생산시 컨트롤제어시스템에 의해 공급 전류량이 제어되어 차아염소산나트륨의 농도를 조절하면서 생산하는 전기분해모듈(4)과;
전기분해모듈(4)에서 차아염소산나트륨 제조시 부산물로 발생하는 수소가스를 분리하는 기액 분리기(5)와;
상기 기액 분리기(5)에 외부의 공기를 공급하여 분리된 수소가스를 희석시키는 송풍기(6)와;
상기 기액분리기(5)를 지나면서 수소가 제거된 상태의 차아염소산나트륨을 유량계(9)를 지난 배수측 해수라인(21)에 공급하는 자동 투입기(11)와;
상기 해수공급펌프(2)쪽으로 분지되는 지점을 지난 배수측 해수라인(21)을 통해 흐르는 발라스트수의 유량을 측정하는 유량계(9)와;
상기 자동 투입기(11)를 지난 발라스트수를 와류시키는 와류유도기(19)와;
와류유도기(19)를 지난 발라스트수를 해양에 배출전에 잔류하고 있는 염소성분을 중화하기 위한 환원제를 투입하는 분사노즐(14)과;
상기 분사노즐(14)로 환원제와 배수측 해수라인(21)에서 분지된 발라스트수를 미세기포화하여 공급하는 마이크로버블발생기(18)와;
상기 마이크로버블발생기에 공급되는 환원제의 유량을 컨트롤시스템의 제어에 의해 조절하며 공급하는 투입펌프(15)와;
상기 투입펌프에 의해 배출될 환원제를 저장하고 있는 환원제저장탱크(17)와;
상기 분사노즐 후단의 배수측 해수라인(21)에 설치되어 환원제의 중화반응을 돕도록 와류를 발생시키는 와류유도기(19)와;
와류유도기(19) 후단의 배수측 해수라인(21)에 설치되어 최종 방류되는 발라스트수의 총잔류염소를 측정하여 무해화 정도를 측정하는 잔류염소측정기(16)와;
발라스트탱크를 지나 배출되는 발라스트수에 목적한 양만큼만 차아염소산나트륨을 투입하기 위해 염분계(8), 유량계(9)로부터의 정보를 입력받아 해수 공급 펌프(2), 유량 제어 밸브(3), 전기분해모듈(4)을 제어하거나,
해양으로 배출되는 발라스트수에 목표로하는 양만큼만 잔류염소량을 가지도록 차아염소산나트륨 중화용 환원제를 투입하기 위해 잔류염소측정기(16)로부터의 정보를 입력받아 마이크로버블발생기(18) 및 투입펌프(15)를 제어하는 컨트롤시스템(12)으로 구성된다.
이하 상기 도1c의 실시예에 따른 작동을 상세히 설명한다.
선박의 외부와 연결된 취수측 해수라인(20)으로부터 발라스트탱크로 유입 및 유출되는 발라스트수로부터 해양미생물을 필터링하는 전처리 필터(1)를 거친후 해양미생물이 제거된 발라스트수가 컨트롤시스템에 의해 제어되는 해수 공급 펌프(2)와 유량 제어 밸브(3)를 거쳐 컨트롤시스템에 의해 제어되는 전기분해모듈(4)로 공급되어 전기분해반응이 일어나게 된다. 이 발라스트수를 전기분해하면 주요 발라스트수의 구성성분인 염화나트륨(NaCl)과 물(H2O) 이 각각 염소(Cl2), 수산화나트륨(NaOH), 수소(H2) 로 분해되고, 염소와 수산화나트륨이 화학반응하여 차아염소산나트륨(NaOCl)이 형성되어 소독제로 사용되게 된다.
전기분해모듈(4)에서 생산된 차아염소산나트륨(NaOCl)은 기액 분리기(5)를 거치면서 전기분해모듈(4)에서 차아염소산나트륨 제조시 부산물로 발생하는 수소가스가 제거되고, 송풍기(6)에 의해 분리된 수소가스가 희석된다.
기액분리기(5)를 지나면서 수소가 제거된 상태의 차아염소산나트륨은 자동 투입기(11)를 통해 이송중인 발라스트수와 혼합되면서 발라스트수를 소독하게 되고,
이때 컨트롤시스템(12)은 유입되는 발라스트수의 염분(NaCl)을 측정하는 염분계(8)와; 해수라인을 통해 흐르는 발라스트수의 유량을 측정하는 유량계(9)의 정보를 취합하여 분지관을 통해 이송중인 발라스트수의 공급량을 해수공급펌프(2) 유량제어밸브(3)를 제어하여 변경시키고, 아울러 전기분해모듈(4)을 제어하여 차아염소산나트륨(NaOCl)의 생산량을 조절하게 된다.
이후 소독된 발라스트수는 연속적으로 환원과정을 거치게 되는데 발라스트수에 포함된 염소성분을 중화하기 위한 와류유도기(19)에 의해 와류상태로 공급되는 발라스트수에 환원제가 분사노즐(14)을 통해 투입된다. 이와 같이 환원제 즉, sulfite, thiosulfate, sulfite+iodide, dithionite, calcium slfite중에서 선택된 어느 하나의 아황산염 계통의 환원제 혹은 ascorbic acid, hydroxylamine, PAO중에서 선택된 어느 하나의 여타 환원제가 투입되면 차아염소산나트륨(NaOCl)은 중화반응을 일으켜 염화나트륨(NaCl)으로 환원되게 된다.
이때 보다 신속한 중화반응을 위해 마이크로버블발생기(18) 및 와류유도기(19)가 가동되어 환원제가 신뢰성 있게 중화반응을 일으키게 된다. 와류유도기(19)를 지난 발라스트수의 잔류염소량은 잔류염소측정기(16)에 의해 컨트롤시스템(12)으로 보내져 원하는 목표치보다 잔류염소량이 높을 경우 마이크로버블발생기(18) 및 투입펌프(15)를 제어하여 배출되는 발라스트수의 잔류염소량을 목표치에 맞게 제어하게 된다.
도 4는 본 발명에 또 다른 실시예에 따른 발라스트수를 처리하는 처리구성을 보인 개략적인 구성도인데, 기본적인 구성 및 작동원리가 도 2의 설명과 동일하기 때문에 구체적인 설명은 생략한다.
도 5는 본 발명에 또 다른 실시예에 따른 발라스트수를 처리하는 처리구성을 보인 개략적인 구성도인데, 기본적인 구성은 도1a와 동일하다. 다만 차아염소산나트륨을 생산하는데 사용되는 해수를 발라스트탱크로 유입되는 취수측 해수라인(20)에서 얻는 것이 아니고, 열교환전 냉각해수라인(22) 또는 열교환기(24)를 지난 열교환후 냉각해수라인(23)을 통해 선택적으로 공급받는 다는 점이 다르다.
일반적으로 선박에는 발라스트수 뿐만 아니라 다른 용도로 사용되는 해수도 존재한다. 즉, 선박의 각종장비, 엔진등을 냉각하기 위하여 담수로서 순환루프를 통하여 직접냉각에 이용하고, 냉각에 사용된 냉각수(순환수, 담수)는 해수와 열교환을 통해 열을 방출하는 구조를 가지는데, 도 5의 실시예에 사용되는 해수가 이러한 해수를 분지하여 사용하는 것이다.
이와 같이 구성하는 이유는 첫째는 발라스트수가 지나는 취수측 해수라인(20)이나 배수측 해수라인(21)에 차아염소산나트륨을 생산하는 설비를 설치시 장소가 협소하여 공간활용이 어려울 수 있는데 냉각수 계통 라인은 비교적 장소의 공간활용이 용이하기 때문이다.
또한 발라스트수를 원수로 사용하여 차아염소산나트륨을 생산시 온도의 영향에 의해 10℃ 이하에서 급격한 효율저하가 일어날 수 있는데, 냉각수 계통 라인을 이용하면 항시 일정한 온도, 혹은 10℃ 이상의 해수가 공급되어 농도 제어가 용이하며, 신뢰성 있는 운전이 가능하기 때문이다.
따라서 냉각해수라인으로부터 해수를 공급받기 위해 열교환전 냉각해수라인(22) 또는 열교환기(24)를 지난 열교환후 냉각해수라인(23)으로부터 해수공급펌프(2) 사이에 냉각해수측 전처리필터(24)를 설치하여 일반적인 필터링과 특정 크기(50㎛ 또는 30 ㎛) 이상의 해양 미생물을 제거하도록 하였다.
상기에서 열교환전 냉각해수라인(22) 또는 열교환기(24)를 지난 열교환후 냉각해수라인(23)으로부터 밸브전환(도시없음)을 통해 선택적으로 공급받는 이유는 열교환기(24)를 지나면서 담수 또는 순환수와 열교환된 냉각해수의 온도가 차이나기 때문에 필요에 따라 선택적으로 공급받도록 구성한 것이다.
물론 열교환기(24)를 지나지 않은 냉각해수도 직접 해수를 공급받는 것보다는 차아염소산나트륨을 생산하는 효율은 높지만 겨울철과 같이 해수의 온도가 낮아지게 되면 냉각해수의 온도도 낮아질 수 있으므로 열교환기(24)를 지난 열교환후 냉각해수라인(23)을 사용하면 보다 좋은 효율을 가지게 된다.
이러한 실시예에 따른 본 발명의 구성을 설명하면,
유입되는 발라스트수로부터 해양미생물을 필터링하는 전처리 필터(1)와;
열교환기(24)를 거치는 열교환전 냉각해수라인(22) 또는 열교환후 냉각해수라인(23)으로부터 선택적으로 유입되는 냉각해수로부터 해양미생물을 필터링하는 냉각해수측 전처리 필터(24)와;
냉각해수측 전처리 필터(24)로부터 공급되는 냉각해수의 유량을 컨트롤시스템의 제어에 의해 조절하면서 전기분해모듈로 공급하는 해수 공급 펌프(2)와;
해수 공급 펌프(2)로부터 이송되는 냉각해수의 유량을 컨트롤시스템의 제어에 의해 조절하면서 공급하는 유량 제어 밸브(3)와;
상기 유량 제어 밸브(3)로부터 공급된 냉각해수로부터 차아염소산나트륨 생산시 컨트롤제어시스템에 의해 공급 전류량이 제어되어 차아염소산나트륨의 농도를 조절하면서 생산하는 전기분해모듈(4)과;
전기분해모듈(4)에서 차아염소산나트륨 제조시 부산물로 발생하는 수소가스를 분리하는 기액 분리기(5)와;
상기 기액 분리기(5)에 외부의 공기를 공급하여 분리된 수소가스를 희석시키는 송풍기(6)와;
상기 기액분리기(5)를 지나면서 수소가 제거된 상태의 차아염소산나트륨을 발라스트탱크로 유입되는 취수측 해수라인(20)에 공급하는 자동 투입기(11)와;
열교환전 냉각해수라인(22)을 통해 열교환기(25)로 흐르는 냉각해수의 염분(NaCl)을 측정하는 염분계(8)와;
취수측 해수라인(20)을 통해 발라스트 탱크로 유입되는 발라스트수의 유량을 측정하는 유량계(9)와;
발라스트탱크(13) 전후 해수라인에 설치되어 차아염소산나트륨이 주입된 발라스트수의 잔류염소량을 측정하는 잔류염소 측정기(10)와;
발라스트탱크(13)에 저장된 발라스트수를 해양에 배출시 배수측 해수라인(21)을 지나는 발라스트수에 잔류하고 있는 염소성분을 중화하기 위한 환원제를 투입하는 분사노즐(14)과;
상기 분사노즐(14)로 환원제와 배수측 해수라인(21)에서 분지된 발라스트수를 미세기포화하여 공급하는 마이크로버블발생기(18)와;
상기 마이크로버블발생기에 공급되는 환원제의 유량을 컨트롤시스템의 제어에 의해 조절하며 공급하는 투입펌프(15)와;
상기 투입펌프에 의해 배출될 환원제를 저장하고 있는 환원제저장탱크(17)와;
상기 분사노즐 후단의 배수측 해수라인(21)에 설치되어 환원제의 중화반응을 돕도록 와류를 발생시키는 와류유도기(19)와;
와류유도기(19) 후단의 배수측 해수라인(21)에 설치되어 최종 방류되는 발라스트수의 총잔류염소를 측정하여 무해화 정도를 측정하는 잔류염소측정기(16)와;
상기 발라스트탱크로 유입되는 발라스트수에 목적한 양만큼만 차아염소산나트륨을 투입하기 위해 열교환전 냉각해수라인(22)을 통해 열교환기(25)로 흐르는 냉각해수의 염분(NaCl)을 측정하는 염분계(8), 취수측 해수라인(20)에 설치된 유량계(9) 및 발라스트탱크 전후 취수측, 배수측 해수라인(20, 21)에 설치된 잔류염소측정기(10)로부터의 정보를 입력받아 해수 공급 펌프(2), 유량 제어 밸브(3), 전기분해모듈(4)을 제어하거나,
해양으로 배출되는 발라스트수에 목표로하는 양만큼만 잔류염소량을 가지도록 차아염소산나트륨 중화용 환원제를 투입하기 위해 잔류염소측정기(10, 16)로부터의 정보를 입력받아 마이크로버블발생기(18) 및 투입펌프(15)를 제어하는 컨트롤시스템(12)으로 구성된다.
이하 상기 도1e의 실시예에 따른 작동을 상세히 설명한다.
선박의 냉각수계를 흐르는 열교환기(24)를 거치는 열교환전 냉각해수라인(22) 또는 열교환후 냉각해수라인(23)으로부터 선택적으로 유입되는 냉각해수로부터 해양미생물을 필터링하는 냉각해수측 전처리 필터(24)를 거친후 해양미생물이 제거된 냉각해수수가 컨트롤시스템에 의해 제어되는 해수 공급 펌프(2)와 유량 제어 밸브(3)를 거쳐 컨트롤시스템에 의해 제어되는 전기분해모듈(4)로 공급되어 전기분해반응이 일어나게 된다. 이 냉각해수를 전기분해하면 주요 냉각해수의 구성성분인 염화나트륨(NaCl)과 물(H2O)이 각각 염소(Cl2), 수산화나트륨(NaOH), 수소(H2)로 분해되고, 염소와 수산화나트륨이 화학반응하여 차아염소산나트륨(NaOCl)이 형성되어 소독제로 사용되게 된다.
전기분해모듈(4)에서 생산된 차아염소산나트륨(NaOCl)은 기액 분리기(5)를 거치면서 전기분해모듈(4)에서 차아염소산나트륨 제조시 부산물로 발생하는 수소가스가 제거되고, 송풍기(6)에 의해 분리된 수소가스가 희석된다.
기액분리기(5)를 지나면서 수소가 제거된 상태의 차아염소산나트륨은 자동 투입기(11)를 통해 이송중인 발라스트수와 혼합되면서 발라스트수를 소독하게 되고, 소독된 발라스트수는 발라스트탱크로 유입되어 저장된다.
이때 발라스트탱크로 유입되는 발라스트수에 잔류하는 잔류염소량은 잔류염소측정기(10)에 의해 측정되어, 컨트롤시스템(12)으로 보내지는데 컨트롤시스템(12)은 냉각수 계통 해수의 염분(NaCl)을 측정하는 염분계(8)와; 취수측 해수라인(20)을 통해 발라스트 탱크로 유입되는 발라스트수의 유량을 측정하는 유량계(9)의 정보를 취합하여 분지관을 통해 이송중인 냉각해수의 공급량을 해수공급펌프(2) 유량제어밸브(3)를 제어하여 변경시키고, 아울러 전기분해모듈(4)을 제어하여 차아염소산나트륨(NaOCl)의 생산량을 조절하게 된다.
이후 상기 발라스트 탱크 내 저장된 발라스트수에 포함된 차아염소산나트륨은 일정시간이 경과하게 되면 자연 환원특성에 의해 염화나트륨으로 환원되어 자연상태의 해수로 변화되고, 이 자연상태의 해수는 배수측 해수라인(21)을 통해 선박 외부로 배출되는데, 통상 차아염소산나트륨은 전부가 환원되지 않고 잔류하게 됨으로 이를 재차 환원시키는 과정이 필요하게 된다.
이를 위해 발라스트탱크(13)에 저장된 발라스트수를 해양에 배출시 배수측 해수라인(21)을 지나는 발라스트수에 잔류하고 있는 염소성분을 중화하기 위한 환원제가 분사노즐(14)을 통해 투입된다. 이와 같이 환원제 즉, sulfite, thiosulfate, sulfite+iodide, dithionite, calcium slfite 중에서 선택된 어느하나의 아황산염 계통의 환원제 혹은 ascorbic acid, hydroxylamine, PAO 중에서 선택된 여타 환원제중의 어느 하나의 환원제가 투입되면 차아염소산나트륨(NaOCl)은 중화반응을 일으켜 염화나트륨(NaCl)으로 환원되게 된다.
이때 보다 신속한 중화반응을 위해 마이크로버블발생기(18) 및 와류유도기(19)가 가동되어 환원제가 신뢰성 있게 중화반응을 일으키게 된다. 와류유도기(19)를 지난 발라스트수의 잔류염소량은 잔류염소측정기(16)에 의해 컨트롤시스템(12)으로 보내져 원하는 목표치보다 잔류염소량이 높을 경우 마이크로버블발생기(18) 및 투입펌프(15)를 제어하여 배출되는 발라스트수의 잔류염소량을 목표치에 맞게 제어하게 된다.
도 6은 본 발명에 또 다른 실시예에 따른 발라스트수를 처리하는 처리구성을 보인 개략적인 구성도인데, 대부분의 구성은 상기 도 5의 구성과 동일하다. 이하에서는 차이가 나는 구성만을 설명한다.
본 발명은 기액분리기(5)와 자동투입기(11) 사이의 차아염소산나트륨 공급 라인상에 분지된 라인과 일측이 연결되고 타측은 유량제어밸브(3)와 전기분해모듈(4)상에 분지된 라인과 연결되어 차아염소산나트륨의 생산이 중단된 전기분해모듈에 연속 또는 일정기간 마다 기액분리기를 지난 차아염소산나트륨을 순환시키는 세정/주입펌프(7)를 더 포함하여 구성한 것이다.
이하 상기 도 1 내지 도 6에 따른 각 실시예에 의한 발라스트수에 포함된 유해물을 소독하고, 환원시킨 후 배출하는 처리방법을 첨부된 도면에 따라 설명한다.
도 7은 본 발명 도 1의 실시예에 따른 발라스트수에 포함된 유해물을 처리하기 위한 방법을 나타낸 흐름도인데, 도시된 바와 같이
발라스트수를 유입하는 단계(S100)와;
유입되는 발라스트수로부터 해양미생물을 필터링하는 단계(S101);
공급되는 발라스트수를 컨트롤시스템의 제어에 의해 목표로한 잔류염소량에 맞게 해수 공급 펌프와 유량 제어 밸브를 제어하여 전기분해모듈로 가변공급하는 단계(S102)와;
유량이 가변적으로 공급되는 발라스트수를 전기분해모듈에서 공급받아 염분,유량 및 잔류염소측정 정보를 전달받은 컨트롤시스템의 제어에 의해 전류량을 조절하면서 목표로한 잔류염소량에 맞게 차아염소산나트륨의 농도를 조절하면서 생산하는 단계(S103)와;
전기분해모듈에서 생산되는 차아염소산나트륨 중에 포함된 수소가스를 기액분리하는 단계(S104)와;
기액분리된 차아염소산나트륨을 발라스트탱크로 흐르는 발라스트수에 공급하여 소독하는 단계(S105)와;
소독된 발라스트수를 발라스트탱크에 저장하는 단계(S106)와;
이후 발라스트탱크로부터 선박외부로 배출되는 발라스트수에서 측정된 잔류염소량 정보를 받은 컨트롤시스템에 의해 목표로한 잔류염소량에 맞게 환원제투입량을 제어한후 일정량의 발라스트수와 혼합하여 미세기포화시킨 후 발라스트수에 투입하여 환원시키는 단계(S107)와;
환원제가 혼합된 발라스트수에 와류를 발생시켜 혼합하여 환원을 촉진하는 단계(S108)와;
이후 배수하는 단계(S109);로 이루어진다.
도 8은 본 발명 도 2의 실시예에 따른 발라스트수에 포함된 유해물을 처리하기 위한 방법을 나타낸 흐름도인데, 대부분의 단계는 도2a와 동일하고 일부 단계를 더 포함하는 흐름도인데 각각의 단계는 다음과 같다.
발라스트수를 유입하는 단계(S100)와;
유입되는 발라스트수로부터 해양미생물을 필터링하는 단계(S101);
공급되는 발라스트수를 컨트롤시스템의 제어에 의해 목표로한 잔류염소량에 맞게 해수 공급 펌프와 유량 제어 밸브를 제어하여 전기분해모듈로 가변공급하는 단계(S102)와;
유량이 가변적으로 공급되는 발라스트수를 전기분해모듈에서 공급받아 염분,유량 및 잔류염소측정 정보를 전달받은 컨트롤시스템의 제어에 의해 전류량을 조절하면서 목표로한 잔류염소량에 맞게 차아염소산나트륨의 농도를 조절하면서 생산하는 단계(S103)와;
전기분해모듈에서 생산되는 차아염소산나트륨 중에 포함된 수소가스를 기액분리하는 단계(S104)와;
기액분리된 차아염소산나트륨을 발라스트탱크로 흐르는 발라스트수에 공급하여 소독하는 단계(S105)와;
소독된 발라스트수를 발라스트탱크에 저장하는 단계(S106)와;
이후 가동이 중지된 전기분해모듈에 일정량의 발라스트수를 연속 또는 간헐적으로 순환시켜 오염을 방지하는 단계(S110)와;
이후 발라스트탱크로부터 선박외부로 배출되는 발라스트수에서 측정된 잔류염소량 정보를 받은 컨트롤시스템에 의해 목표로 한 잔류염소량에 맞게 환원제투입량을 제어한후 일정량의 발라스트수와 혼합하여 미세기포화시킨 후 발라스트수에 투입하여 환원시키는 단계(S107)와;
환원제가 혼합된 발라스트수에 와류를 발생시켜 혼합하여 환원을 촉진하는 단계(S108)와;
이후 배수하는 단계(S109);로 구성된다.
도 9는 본 발명 도 3의 실시예에 따른 발라스트수에 포함된 유해물을 처리하기 위한 방법을 나타낸 흐름도로 대부분의 단계는 도2a와 동일하고 일부 단계의 순서가 다른 흐름도인데 각각의 단계는 다음과 같다.
유입되는 발라스트수로부터 해양미생물을 필터링하는 단계(S100)와;
오염원이 제거된 발라스트수를 발라스트탱크에 저장하는 단계(S101)와;
공급되는 발라스트수를 컨트롤시스템의 제어에 의해 목표로한 잔류염소량에 맞게 해수 공급 펌프와 유량 제어 밸브를 제어하여 전기분해모듈로 가변공급하는 단계(S102)와;
유량이 가변적으로 공급되는 발라스트수를 전기분해모듈에서 공급받아 염분,유량 정보를 전달받은 컨트롤시스템의 제어에 의해 전류량을 조절하면서 목표로한 잔류염소량에 맞게 차아염소산나트륨의 농도를 조절하면서 생산하는 단계(S103)와;
전기분해모듈에서 생산되는 차아염소산나트륨 중에 포함된 수소가스를 기액분리하는 단계(S104)와;
기액분리된 차아염소산나트륨을 선박외부로 배출되는 배수측 해수라인(21) 중의 발라스트수에 공급하여 소독하는 단계(S105)와;
이후 차아염소산나트륨이 잔류된 발라스트수에 1차로 와류를 발생시키는 단계(S106)와;
이후 선박외부로 배출되는 발라스트수에서 측정된 잔류염소량 정보를 받은 컨트롤시스템에 의해 목표로한 잔류염소량에 맞게 환원제투입량을 제어한후 일정량의 발라스트수와 혼합하여 미세기포화시킨 후 발라스트수에 투입하여 환원시키는 단계(S107)와;
환원제가 혼합된 발라스트수에 2차 와류를 발생시켜 혼합하여 환원을 촉진하는 단계(S108)와;
이후 배수하는 단계(S109);로 구성된다.
도 10은 본 발명 도 4의 실시예에 따른 발라스트수에 포함된 유해물을 처리하기 위한 방법을 나타낸 흐름도이고, 대부분의 단계는 도2c와 동일하고 일부 단계를 더 포함하는 흐름도인데 각각의 단계는 다음과 같다.
유입되는 발라스트수로부터 해양미생물을 필터링하는 단계(S100)와;
오염원이 제거된 발라스트수를 발라스트탱크에 저장하는 단계(S101)와;
공급되는 발라스트수를 컨트롤시스템의 제어에 의해 목표로한 잔류염소량에 맞게 해수 공급 펌프와 유량 제어 밸브를 제어하여 전기분해모듈로 가변공급하는 단계(S102)와;
유량이 가변적으로 공급되는 발라스트수를 전기분해모듈에서 공급받아 염분,유량 정보를 전달받은 컨트롤시스템의 제어에 의해 전류량을 조절하면서 목표로한 잔류염소량에 맞게 차아염소산나트륨의 농도를 조절하면서 생산하는 단계(S103)와;
전기분해모듈에서 생산되는 차아염소산나트륨 중에 포함된 수소가스를 기액분리하는 단계(S104)와;
기액분리된 차아염소산나트륨을 선박외부로 배출되는 배수측 해수라인(21) 중의 발라스트수에 공급하여 소독하는 단계(S105)와;
이후 차아염소산나트륨이 잔류된 발라스트수에 1차로 와류를 발생시키는 단계(S106)와;
이후 선박외부로 배출되는 발라스트수에서 측정된 잔류염소량 정보를 받은 컨트롤시스템에 의해 목표로한 잔류염소량에 맞게 환원제투입량을 제어한후 일정량의 발라스트수와 혼합하여 미세기포화시킨 후 발라스트수에 투입하여 환원시키는 단계(S107)와;
환원제가 혼합된 발라스트수에 2차 와류를 발생시켜 혼합하여 환원을 촉진하는 단계(S108)와;
이후 배수하는 단계(S109)와;
이후 가동이 중지된 전기분해모듈에 일정량의 발라스트수를 연속 또는 간헐적으로 순환시켜 오염을 방지하는 단계(S110)로 구성된다.
도 11은 본 발명 도 5의 실시예에 따른 발라스트수에 포함된 유해물을 처리하기 위한 방법을 나타낸 흐름도로 대부분의 단계는 도 7과 동일하고 일부 단계의 순서가 다른 흐름도인데 각각의 단계는 다음과 같다.
발라스트수를 유입하는 단계(S100)와;
유입되는 발라스트수로부터 해양미생물을 필터링하는 단계(S101)와;
냉각해수를 열교환전 냉각해수라인 또는 열교환후 냉각해수라인으로부터 선택적으로 유입하는 단계(S102)와;
유입되는 냉각해수로부터 해양미생물을 필터링하는 단계(S103)와;
공급되는 냉각해수를 컨트롤시스템의 제어에 의해 목표로한 잔류염소량에 맞게 해수 공급 펌프와 유량 제어 밸브를 제어하여 전기분해모듈로 가변공급하는 단계(S104)와;
유량이 가변적으로 공급되는 냉각해수를 전기분해모듈에서 공급받아 냉각해수의 염분과 발라스트수의 유량 및 잔류염소측정 정보를 전달받은 컨트롤시스템의 제어에 의해 전류량을 조절하면서 목표로한 잔류염소량에 맞게 차아염소산나트륨의 농도를 조절하면서 생산하는 단계(S105)와;
전기분해모듈에서 생산되는 차아염소산나트륨 중에 포함된 수소가스를 기액분리하는 단계(S106)와;
*기액분리된 차아염소산나트륨을 발라스트탱크로 흐르는 발라스트수에 공급하여 소독하는 단계(S107)와;
소독된 발라스트수를 발라스트탱크에 저장하는 단계(S108)와;
이후 발라스트탱크로부터 선박외부로 배출되는 발라스트수에서 측정된 잔류염소량 정보를 받은 컨트롤시스템에 의해 목표로한 잔류염소량에 맞게 환원제투입량을 제어한후 일정량의 발라스트수와 혼합하여 미세기포화시킨 후 발라스트수에 투입하여 환원시키는 단계(S109)와;
환원제가 혼합된 발라스트수에 와류를 발생시켜 혼합하여 환원을 촉진하는 단계(S110)와;
이후 배수하는 단계(S111);로 이루어진다.
도 12는 본 발명 도 6의 실시예에 따른 발라스트수에 포함된 유해물을 처리하기 위한 방법을 나타낸 흐름도인데, 대부분의 단계는 도 12와 동일하고 일부 단계를 더 포함하는 흐름도인데 각각의 단계는 다음과 같다.
발라스트수를 유입하는 단계(S100)와;
유입되는 발라스트수로부터 해양미생물을 필터링하는 단계(S101)와;
*냉각해수를 열교환전 냉각해수라인 또는 열교환후 냉각해수라인으로부터 선택적으로 유입하는 단계(S102)와;
유입되는 냉각해수로부터 해양미생물을 필터링하는 단계(S103)와;
공급되는 냉각해수를 컨트롤시스템의 제어에 의해 목표로한 잔류염소량에 맞게 해수 공급 펌프와 유량 제어 밸브를 제어하여 전기분해모듈로 가변공급하는 단계(S104)와;
유량이 가변적으로 공급되는 냉각해수를 전기분해모듈에서 공급받아 냉각해수의 염분과 발라스트수의 유량 및 잔류염소측정 정보를 전달받은 컨트롤시스템의 제어에 의해 전류량을 조절하면서 목표로한 잔류염소량에 맞게 차아염소산나트륨의 농도를 조절하면서 생산하는 단계(S105)와;
전기분해모듈에서 생산되는 차아염소산나트륨 중에 포함된 수소가스를 기액분리하는 단계(S106)와;
기액분리된 차아염소산나트륨을 발라스트탱크로 흐르는 발라스트수에 공급하여 소독하는 단계(S107)와;
소독된 발라스트수를 발라스트탱크에 저장하는 단계(S108)와;
이후 가동이 중지된 전기분해모듈에 일정량의 냉각해수를 연속 또는 간헐적으로 순환시켜 오염을 방지하는 단계(S112)와;
이후 발라스트탱크로부터 선박외부로 배출되는 발라스트수에서 측정된 잔류염소량 정보를 받은 컨트롤시스템에 의해 목표로한 잔류염소량에 맞게 환원제투입량을 제어한후 일정량의 발라스트수와 혼합하여 미세기포화시킨 후 발라스트수에 투입하여 환원시키는 단계(S109)와;
환원제가 혼합된 발라스트수에 와류를 발생시켜 혼합하여 환원을 촉진하는 단계(S110)와;
이후 배수하는 단계(S111);로 이루어진다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명은 발라스트탱크에 유입되거나 발라스트탱크로부터 배출되는 발라스트수를 목표로 한 잔류염소량을 가지게 유입되는 해수 유량에 따라 연속적으로 차아염소산나트륨을 생성하여 해수라인으로 공급함으로써 차아염소산나트륨의 저장에 따른 농도변화가 없는 장치와 방법을 제공하고, 발라스트탱크를 통해 해양으로 배출되는 발라스트수를 약품주입방식으로 신뢰성 있게 환원하여 무해화함으로써 해양오염을 원천적으로 배제할 수 있다는 장점과,
또한 선박의 발라스트수를 관리 하기 위해 발라스트탱크에 유입되거나 발라스트탱크로부터 배출되는 발라스트수를 목표로 한 잔류염소량을 가지게 유입되는 해수 유량에 따라 전기분해에 의한 살균제 생산 및 투입량을 정밀하게 제어함으로써 해양 생태계 파괴 또는 교란을 방지할 수 있다는 장점과,
또한 유입되는 해수 유량에 따라 전기분해에 의한 살균제 생산 및 투입량을 정밀하게 제어함으로써 설비의 안정성과 신뢰성 확보할 수 있다는 장점과,
또한 해수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 발생시키는 전해모듈에서 전기분해 후 발생하는 수소가스를 제거함으로써 발라스트탱크 내에서의 폭발위험을 원천적으로 제거하였다는 장점과,
또한 차아염소산나트륨을 발생시키는 전기분해모듈이 가동 중지중에도 오염되지 않도록 해수를 일정주기 또는 연속적으로 순환시킴으로써 오염원의 고착에 의한 오염을 방지하여 설비의 안정성을 위한 내구성을 증대시켰다는 장점과,
또한 발라스트수 및 냉각해수 등의 차아염소산 나트륨의 원료가 되는 해수를 해수내 NaCl 농도에 따라 해수의 유량을 제어하여 전기분해모듈의 전류효율을 일정하게 유지하여 항구별로 상이한 염도에 따른 처리효율 저하를 방지하여 신뢰성 있는 처리효율을 가지는 장점과,
또한 차아염소산나트륨을 발생시키는 전기분해모듈에 공급되는 원수를 냉각수계에 흐르는 냉각해수를 원수로 사용하여 항상 일정온도 이상을 가진 해수가 공급되도록 함으로써 전기분해 효율을 높인 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명이다.

Claims (35)

  1. 취수측 해수라인(20)으로부터 유입된 일부 발라스트수를 컨트롤시스템(12)에 의해 정유량으로 제어 공급받아 전기분해모듈(4)에서 농도조절된 차아염소산나트륨을 생산하여 기액 분리기(5)를 통해 수소가스를 제거한 후, 잔류염소량에 따라 발라스트 탱크(13)로 유입되는 취수측 해수라인(20)에 공급하여 소독후 발라스트 탱크(13)에 저장하고, 배수시 발라스트수의 잔류염소량에 따라 환원제의 투입량을 컨트롤시스템(12)으로 제어하면서 배수측 해수라인(21)에 공급하여 목표로한 잔류염소량으로 중화시켜 해양에 배출토록 구성한 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 장치.
  2. 발라스트 탱크(13)를 지난 배수측 해수라인(21)으로부터 유입된 일부 발라스트수를 컨트롤시스템(12)에 의해 정유량으로 제어 공급받아 전기분해모듈(4)에서 농도조절된 차아염소산나트륨을 생산하여 기액 분리기(5)를 통해 수소가스를 제거한 후, 잔류염소 량에 따라 배수측 해수라인(21)에 공급하여 소독후, 연속해서 발라스트수의 잔류염소량에 따라 환원제의 투입량을 컨트롤시스템(12)으로 제어하면서 공급하여 목표로한 잔류염소량으로 중화시켜 해양에 배출토록 구성한 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 장치.
  3. 열교환기(24)를 거치는 열교환전 냉각해수라인(22) 또는 열교환후 냉각해수라인(23)으로부터 선택적으로 유입되는 냉각해수를 컨트롤시스템(12)에 의해 정유량으로 제어 공급받아 전기분해모듈(4)에서 농도조절된 차아염소산나트륨을 생산하여 기액 분리기(5)를 통해 수소가스를 제거한 후, 잔류염소 량에 따라 취수측 해수라인(20)에 공급하여 소독후 발라스트 탱크(13)에 저장하고, 배수시 발라스트수의 잔류염소량에 따라 환원제의 투입량을 컨트롤시스템(12)으로 제어하면서 공급하여 목표로한 잔류염소량으로 중화시켜 해양에 배출토록 구성한 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 장치.
  4. 제 1항 내지 3항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 전기분해모듈(4)로 유입되는 발라스트수 또는 냉각해수는 해양미생물을 필터링하는 전처리 필터를 거친 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 장치.
  5. 제 1항 내지 3항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 정유량으로 제어 공급되는 발라스트수 또는 냉각해수는 전처리 필터를 지난 후, 컨트롤시스템(12)으로 제어되는 해수 공급 펌프(2)에 의해 유량이 조절되도록 구성된 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 장치.
  6. 제 1항 내지 3항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 정유량으로 제어 공급되는 발라스트수 또는 냉각해수는 전처리 필터를 지난 후, 컨트롤시스템(12)으로 제어되는 유량 제어 밸브(3)에 의해 유량이 조절되도록 구성된 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 장치.
  7. 제 1항 내지 3항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 정유량으로 제어 공급되는 발라스트수 또는 냉각해수는 전처리 필터를 지난 후, 컨트롤시스템(12)으로 제어되는 해수 공급 펌프(2)와;
    해수 공급 펌프(2)로부터 이송되는 발라스트수 또는 냉각해수를 컨트롤시스템(12)으로 제어되는 유량 제어 밸브(3)에 의해 유량이 조절되도록 구성된 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 장치.
  8. 제 1항 내지 3항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 소독에 사용되는 차아염소산나트륨은 별도의 전원 없이 발라스트수 또는 냉각해수의 압력 변동을 이용하여 차아염소산 나트륨을 주입하는 자동 투입기(11)에 의해 공급되도록 구성한 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 발라스트 탱크(13)로 유입되는 발라스트수가 흐르는 취수측 해수라인(20)에는 발라스트탱크로 유입되는 발라스트수의 염분(NaCl)을 측정하는 염분계(8)와; 발라스트 탱크로 유입되는 발라스트수의 유량을 측정하는 유량계(9)와; 차아염소산나트륨이 주입된 발라스트수의 잔류염소량을 측정하는 잔류염소 측정기(10)가 설치된 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 장치.
  10. 제 2항에 있어서,
    상기 발라스트 탱크(13)를 지난 발라스트수가 흐르는 배수측 해수라인(21)에는 발라스트수의 염분(NaCl)을 측정하는 염분계(8)와; 발라스트수의 유량을 측정하는 유량계(9)와; 차아염소산나트륨이 주입된 발라스트수의 잔류염소량을 측정하는 잔류염소 측정기(16)가 설치된 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 장치.
  11. 제 3항에 있어서,
    상기 열교환전 냉각해수라인(22)에는 열교환기(25)로 흐르는 냉각해수의 염분(NaCl)을 측정하는 염분계(8)가 설치되고,
    취수측 해수라인(20)에는 발라스트 탱크로 유입되는 발라스트수의 유량을 측정하는 유량계(9)와; 차아염소산나트륨이 주입된 발라스트수의 잔류염소량을 측정하는 잔류염소 측정기(10)가 설치된 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 장치.
  12. 제 1항 내지 3항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 배수시 투입되는 환원제는 분사노즐(14)에 의해 공급하되, 여기에 공급되는 환원제는 마이크로버블발생기(18)에 의해 환원제와 발라스트수를 미세기포화하여 잔류염소를 제거하면서 혼합 공급되도록 구성한 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 장치.
  13. 제 1항 내지 3항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 배수시 투입되는 환원제는 마이크로버블발생기에 공급되는 환원제의 유량을 컨트롤시스템의 제어에 의해 조절하며 공급하는 투입펌프(15)와; 상기 투입펌프에 배출될 환원제를 저장하고 있는 환원제저장탱크(17)에 의해 공급되도록 구성한 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 장치.
  14. 제 1항 내지 3항중 어느 한항에 있어서,
    상기 배수시 투입되는 환원제는 와류를 발생시키는 하나 이상의 와류유도기(19)에 의해 혼합되도록 구성된 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 장치.
  15. 제 1항 내지 3항중 어느 한항에 있어서,
    상기 배수측 해수라인(21)에는 최종 방류되는 발라스트수의 총잔류염소를 측정하는 잔류염소측정기(16)가 설치된 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 장치.
  16. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 컨트롤시스템(12)은 발라스트탱크로 유입되는 발라스트수에 목적한 양만큼만 차아염소산나트륨을 투입하기 위해 설치된 염분계(8), 유량계(9) 및 잔류염소측정기(10)로부터의 정보를 입력받아 해수 공급 펌프(2), 유량 제어 밸브(3), 전기분해모듈(4)을 제어하거나,
    해양으로 배출되는 발라스트수에 목표로하는 양만큼만 잔류염소량을 가지도록 차아염소산나트륨 중화용 환원제를 투입하기 위해 설치된 잔류염소측정기(10)로부터의 정보를 입력받아 환원제의 양을 결정하고 잔류염소측정기(16)에 의해 무해화 정도를 측정한 정보를 입력받아 마이크로버블발생기(18) 및 투입펌프(15)를 제어하도록 구성한 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 장치.
  17. 제 2항에 있어서,
    상기 컨트롤시스템(12)은 발라스트탱크를 지나 배출되는 발라스트수에 목적한 양만큼만 차아염소산나트륨을 투입하기 위해 설치된 염분계(8), 유량계(9)로부터의 정보를 입력받아 해수 공급 펌프(2), 유량 제어 밸브(3), 전기분해모듈(4)을 제어하거나,
    해양으로 배출되는 발라스트수에 목표로하는 양만큼만 잔류염소량을 가지도록 차아염소산나트륨 중화용 환원제를 투입하기 위해 설치된 잔류염소측정기(16)로부터의 정보를 입력받아 마이크로버블발생기(18) 및 투입펌프(15)를 제어하도록 구성한 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 장치.
  18. 제 1항 내지 3항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 기액분리기(5)를 지난 차아염소산나트륨 공급 라인을 전기분해모듈(4)로 분지하여 차아염소산나트륨의 생산이 중단된 전기분해모듈에 연속 또는 일정기간 마다 차아염소산나트륨을 순환시키는 세정/주입펌프(7)를 더 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 장치.
  19. 제 5항에 있어서,
    상기 해수 공급 펌프(2)는 발라스트수 또는 냉각해수의 유량을 컨트롤시스템의 제어에 의해 공급되는 전류량의 변화에 의해 공급량이 조절되도록 구성한 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 장치.
  20. 제 6항에 있어서,
    상기 유량 제어 밸브(3)는 정유량밸브로 공급되는 발라스트수 또는 냉각해수의 유량을 컨트롤시스템의 제어에 의해 다수개의 정유량 밸브가 선택적으로 개폐되어 유량이 조절되도록 구성한 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 장치.
  21. 제 1항 내지 3항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 전기분해모듈(4)은 발라스트수 또는 냉각해수로부터 차아염소산나트륨 생산시 컨트롤제어시스템에 의해 정류기에 공급되는 공급 전류량이 정격범위내에서 제어되면서 차아염소산나트륨의 농도 및 생산량을 조절하도록 구성한 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 장치.
  22. 제 1항 내지 3항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 전기분해모듈은 목표 염소요구량인 2~10ppm을 만족하도록 차아염소산나트륨의 농도를 조절하도록 구성한 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 장치.
  23. 제 1항 내지 3항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 기액 분리기(5)는 외부의 공기를 공급하여 분리된 수소가스를 희석시키는 송풍기(6)가 더 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 장치.
  24. 제 1항 내지 3항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 환원제는 sulfite, thiosulfate, sulfite+iodide, dithionite, calcium slfite 중에서 선택된 어느하나의 아황산염 계통의 환원제 혹은 ascorbic acid, hydroxylamine, PAO 중에서 선택된 여타 환원제 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 장치.
  25. 제 14항에 있어서,
    상기 와류유도기(19)는 배수측 해수라인(21) 배관 내부에 설치되고, 여러개의 회전날을 가진 다수개의 스크류로 이루어진 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 장치.
  26. 제 1항 내지 3항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 해양으로 배출되는 발라스트수 또는 냉각해수에 잔류하는 잔류염소량의 목표량은 0.5~2ppm인 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 장치.
  27. 제 13항에 있어서,
    상기 투입펌프(15)는 환원제를 정량 투입 하기 위한 펌프로 발라스트수 방류시 발라스트 탱크측 잔류염소 측정기(10)의 총잔류염소 농도값에 의하여 컨트롤시스템을 통해 투입펌프(화학당량 1:1)의 유량을 제어하게 구성된 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 장치.
  28. 제 13항에 있어서,
    상기 투입펌프(15)는 환원제 공급이 휴지된 환원제 저장탱크(17)를 일정주기로 순환하여 염석출을 방지토록 구성한 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 장치.
  29. 유입되는 발라스트수로부터 해양미생물을 필터링하는 전처리 필터(1)와;
    전처리 필터(1)로부터 공급되는 발라스트수의 유량을 컨트롤시스템의 제어에 의해 조절하면서 전기분해모듈로 공급하는 해수 공급 펌프(2)와;
    해수 공급 펌프(2)로부터 이송되는 발라스트수의 유량을 컨트롤시스템의 제어에 의해 조절하면서 공급하는 유량 제어 밸브(3)와;
    상기 유량 제어 밸브(3)로부터 공급된 발라스트수로부터 차아염소산나트륨 생산시 컨트롤제어시스템에 의해 공급 전류량이 제어되어 목표 염소요구량에 따라 차아염소산나트륨의 농도를 조절하면서 생산하는 전기분해모듈(4)과;
    전기분해모듈(4)에서 차아염소산나트륨 제조시 부산물로 발생하는 수소가스를 분리하는 기액 분리기(5)와;
    상기 기액 분리기(5)에 외부의 공기를 공급하여 분리된 수소가스를 희석시키는 송풍기(6)와;
    상기 기액분리기(5)를 지나면서 수소가 제거된 상태의 차아염소산나트륨을 발라스트탱크로 유입되는 취수측 해수라인(20)에 공급하는 자동 투입기(11)와;
    취수측 해수라인(20)을 통해 발라스트탱크로 유입되는 발라스트수의 염분(NaCl)을 측정하는 염분계(8)와;
    취수측 해수라인(20)을 통해 발라스트 탱크로 유입되는 발라스트수의 유량을 측정하는 유량계(9)와;
    발라스트탱크(13) 전후 취수측,배수측 해수라인(20, 21)에 설치되어 차아염소산나트륨이 주입된 발라스트수의 잔류염소량을 측정하는 잔류염소 측정기(10)와;
    발라스트탱크(13)에 저장된 발라스트수를 해양에 배출시 배수측 해수라인(21)을 지나는 발라스트수에 잔류하고 있는 염소성분을 중화하기 위한 환원제를 투입하는 분사노즐(14)과;
    상기 분사노즐(14)로 환원제와 배수측 해수라인(21)에서 분지된 발라스트수를 미세기포화하여 잔류염소를 제거하면서 혼합하여 공급하는 마이크로버블발생기(18)와;
    상기 마이크로버블발생기에 공급되는 환원제의 유량을 컨트롤시스템의 제어에 의해 조절하며 공급하는 투입펌프(15)와;
    상기 투입펌프에 의해 배출될 환원제를 저장하고 있는 환원제저장탱크(17)와;
    상기 분사노즐 후단의 배수측 해수라인(21)에 설치되어 환원제의 중화반응을 돕도록 와류를 발생시키는 와류유도기(19)와;
    와류유도기(19) 후단의 배수측 해수라인(21)에 설치되어 최종 방류되는 발라스트수의 총잔류염소를 측정하여 무해화 정도를 측정하는 잔류염소측정기(16)와;
    상기 발라스트탱크로 유입되는 발라스트수에 목적한 양만큼만 차아염소산나트륨을 투입하기 위해 염분계(8), 유량계(9) 및 잔류염소측정기(10)로부터의 정보를 입력받아 해수 공급 펌프(2), 유량 제어 밸브(3), 전기분해모듈(4)을 제어하거나,
    해양으로 배출되는 발라스트수에 목표로하는 양만큼만 잔류염소량을 가지도록 차아염소산나트륨 중화용 환원제를 투입하기 위해 잔류염소측정기(10)로부터의 정보를 입력받아 환원제의 양을 결정하고 잔류염소측정기(16)에 의해 무해화 정도를 측정하며 마이크로버블발생기(18) 및 투입펌프(15)를 제어하는 컨트롤시스템(12)과;
    상기 기액분리기(5)와 자동투입기(11) 사이의 차아염소산나트륨 공급 라인상에 분지된 라인과 일측이 연결되고 타측은 유량제어밸브(3)와 전기분해모듈(4)상에 분지된 라인과 연결되어 차아염소산나트륨의 생산이 중단된 전기분해모듈에 연속 또는 일정기간 마다 차아염소산나트륨을 순환시키는 세정/주입펌프(7)로 구성된 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 장치.
  30. 발라스트수를 유입하는 단계(S100)와;
    유입되는 발라스트수로부터 해양미생물을 필터링하는 단계(S101);
    공급되는 발라스트수를 컨트롤시스템의 제어에 의해 목표로한 잔류염소량에 맞게 해수 공급 펌프와 유량 제어 밸브를 제어하여 전기분해모듈로 가변공급하는 단계(S102)와;
    유량이 가변적으로 공급되는 발라스트수를 전기분해모듈에서 공급받아 염분,유량 및 잔류염소측정 정보를 전달받은 컨트롤시스템의 제어에 의해 전류량을 조절하면서 목표로한 잔류염소량에 맞게 차아염소산나트륨의 농도를 조절하면서 생산하는 단계(S103)와;
    전기분해모듈에서 생산되는 차아염소산나트륨 중에 포함된 수소가스를 기액분리하는 단계(S104)와;
    기액분리된 차아염소산나트륨을 발라스트탱크로 흐르는 발라스트수에 공급하여 소독하는 단계(S105)와;
    소독된 발라스트수를 발라스트탱크에 저장하는 단계(S106)와;
    이후 발라스트탱크로부터 선박외부로 배출되는 발라스트수에서 측정된 잔류염소량 정보를 받은 컨트롤시스템에 의해 목표로한 잔류염소량에 맞게 환원제투입량을 제어한후 일정량의 발라스트수와 혼합하여 미세기포화시킨 후 발라스트수에 투입하여 환원시키는 단계(S107)와;
    환원제가 혼합된 발라스트수에 와류를 발생시켜 혼합하여 환원을 촉진하는 단계(S108)와;
    이후 배수하는 단계(S109);로 이루어진 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 방법.
  31. 제 30항에 있어서,
    상기 소독된 발라스트수를 발라스트탱크에 저장하는 단계(S106) 이후에 가동이 중지된 전기분해모듈에 일정량의 발라스트수를 연속 또는 간헐적으로 순환시켜 오염을 방지하는 단계(S110)를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 방법.
  32. 유입되는 발라스트수로부터 해양미생물을 필터링하는 단계(S100)와;
    오염원이 제거된 발라스트수를 발라스트탱크에 저장하는 단계(S101)와;
    발라스트탱크에서 배출되는 라인으로부터 공급되는 발라스트수를 컨트롤시스템의 제어에 의해 목표로한 잔류염소량에 맞게 해수 공급 펌프와 유량 제어 밸브를 제어하여 전기분해모듈로 가변공급하는 단계(S102)와;
    유량이 가변적으로 공급되는 발라스트수를 전기분해모듈에서 공급받아 염분,유량 정보를 전달받은 컨트롤시스템의 제어에 의해 전류량을 조절하면서 목표로한 잔류염소량에 맞게 차아염소산나트륨의 농도를 조절하면서 생산하는 단계(S103)와;
    전기분해모듈에서 생산되는 차아염소산나트륨 중에 포함된 수소가스를 기액분리하는 단계(S104)와;
    기액분리된 차아염소산나트륨을 선박외부로 배출되는 배수측 해수라인 중의 발라스트수에 공급하여 소독하는 단계(S105)와;
    이후 차아염소산나트륨이 잔류된 발라스트수에 1차로 와류를 발생시키는 단계(S106)와;
    이후 발라스트탱크에서 배출되는 발라스트수에서 측정된 잔류염소량 정보를 받은 컨트롤시스템에 의해 목표로한 잔류염소량에 맞게 환원제투입량을 제어한후 일정량의 발라스트수와 혼합하여 미세기포화시킨 후 발라스트수에 투입하여 환원시키는 단계(S107)와;
    환원제가 혼합된 발라스트수에 2차 와류를 발생시켜 혼합하여 환원을 촉진하는 단계(S108)와;
    이후 배수하는 단계(S109);로 이루어진 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 방법.
  33. 제 32항에 있어서,
    상기 배수하는 단계(S109) 이후에 가동이 중지된 전기분해모듈에 일정량의 발라스트수를 연속 또는 간헐적으로 순환시켜 오염을 방지하는 단계(S110)를 더 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 방법.
  34. 발라스트수를 유입하는 단계(S100)와;
    유입되는 발라스트수로부터 해양미생물을 필터링하는 단계(S101)와;
    냉각해수를 열교환전 냉각해수라인 또는 열교환후 냉각해수라인으로부터 선택적으로 유입하는 단계(S102)와;
    유입되는 냉각해수로부터 해양미생물을 필터링하는 단계(S103)와;
    공급되는 냉각해수를 컨트롤시스템의 제어에 의해 목표로한 잔류염소량에 맞게 해수 공급 펌프와 유량 제어 밸브를 제어하여 전기분해모듈로 가변공급하는 단계(S104)와;
    유량이 가변적으로 공급되는 냉각해수를 전기분해모듈에서 공급받아 냉각해수의 염분과 발라스트수의 유량 및 잔류염소측정 정보를 전달받은 컨트롤시스템의 제어에 의해 전류량을 조절하면서 목표로한 잔류염소량에 맞게 차아염소산나트륨의 농도를 조절하면서 생산하는 단계(S105)와;
    전기분해모듈에서 생산되는 차아염소산나트륨 중에 포함된 수소가스를 기액분리하는 단계(S106)와;
    기액분리된 차아염소산나트륨을 발라스트탱크로 흐르는 발라스트수에 공급하여 소독하는 단계(S107)와;
    소독된 발라스트수를 발라스트탱크에 저장하는 단계(S108)와;
    이후 발라스트탱크로부터 선박외부로 배출되는 발라스트수에서 측정된 잔류염소량 정보를 받은 컨트롤시스템에 의해 목표로한 잔류염소량에 맞게 환원제투입량을 제어한후 일정량의 발라스트수와 혼합하여 미세기포화시킨 후 발라스트수에 투입하여 환원시키는 단계(S109)와;
    환원제가 혼합된 발라스트수에 와류를 발생시켜 혼합하여 환원을 촉진하는 단계(S110)와;
    이후 배수하는 단계(S111);로 이루어진 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 방법.
  35. 제 34항에 있어서,
    상기 소독된 발라스트수를 발라스트탱크에 저장하는 단계(S108) 이후에 가동이 중지된 전기분해모듈에 일정량의 냉각해수를 연속 또는 간헐적으로 순환시켜 오염을 방지하는 단계(S112)를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리 방법.
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