KR20130012006A

KR20130012006A - 고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 방법과 시스템

Info

Publication number: KR20130012006A
Application number: KR1020127009288A
Authority: KR
Inventors: 학뢰 조; 병언 유; 청화 두; 충승 곽
Original assignee: 칭따오 헤드웨이 테크놀러지 씨오., 엘티디.
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-05-12
Publication date: 2013-01-30
Also published as: EP2540678A4; CN101786748A; JP2013523426A; EP2540678A1; US20130062290A1; WO2011120250A1; SG181987A1; CN101786748B; JP5746750B2

Abstract

본 발명은 환경보호 기술 분야에 관한 것으로서, 고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 방법은,
밸러스트수에 대해 필러링 처리하여 큰 생물과 고체를 제거하는 필러링 과정: 및
필러링된 수가 살균처리유닛을 통과하여 수중의 미새물과 세균을 죽이는 살균 과정;을 포함하며,
이와 상응하여, 본 발명은 또한 선박 밸러스트수 처리 시스템을 제시한다. 본 발명에 있어서 에너지 소비율 낮으며 효율 높으며 설치 편리하며 조작 쉬우며 처리후 오염 없는 데에 특징이 있다.

Description

고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 방법과 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR SHIP BALLAST WATER TREATMENT}

본 발명은 환경보호 기술 분야에 관한 것으로서, 특히 고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 방법에 관한 것이다.

오늘의 해양환경이 직면하는 4대 위협 중에 하나는 유해 생물에서 나온 침입적인 전파인데 선박 밸러스트수는 유해 생물이 침입하게 한 가장 중요한 전파 경로이다. 선박 밸러스트수에 대해 처리하는 것은 밸러스트수로 인한 유해 생물의 침입을 해결하는데 최선의 경로이다.

IMO에서 선박 밸러스트수로 인한 유해 생물의 침입을 다스리는 것은 국제적인 관심의 초점이라고 지적하며 각 지역에 부동한 관리 시스템으로 밸러스트수를 다스리는 것을 제창하지 않으며 그 기본 요구는 배에서 처리함, 원가가 적당함, 장치가 작고 정교함, 조작이 편리함, 해양 연안 수역 환경에 새로 오염을 시키지 않음, 처리 장치 및 조작이 안전적이고 신뢰성 있다는 것이다.

선박에서 밸러스트수의 적재량이 많은데도 불구하고 짧은 시간에 밸러스트수를 처리해야 함이 요구되므로, 그리고 해양환경 및 해양경제 지속적인 발전의 제약으로 인하여 보통의 미생물을 죽이는 방법(또는 약제)은 모두 선박 밸러스트수 외래생물 침입을 다스리는 요구에 만족할 수 없다. 여러 방법은 실험실에서 성공적이고 효과적인 것이지만 선박 밸러스트수를 다스리는 데에 사용되면 모두 해양환경 및 지속적인 발전의 요구를 충족하기 어렵다.

현재 밸러스트수의 처리 방법은 주로 기계법, 물리법 및 화학법 등이 있다. 이하,상기 3가지 방법에 대해 간단하게 소개하겠다.

1.기계법

기계법은 주로 필러링, 와류분리, 해상교환, 침적 및 부선 등의 방법이 있다.

필러링 기술에서 선진국은 대부분 막처리기술과 해당한 장치를 사용하여 미생물, 부유생물 및 세균을 여과한다. 예를 들어, 일본 특허 JP2005342626，JP20060099157，JP2006223997，JP2005342626，국제 특허 WO2007114198는 모두 막기술을 이용해 빨아내어 밸러스트수로 삼는 해수 또는 담수에 있는 세균과 미생물을 여과하며, 이러한 기술과 장치에는 비교적 높은 압력을 필요하고 에너지 소비 많을 뿐더러 막이 오염되고 막히기 쉬우며, 빠른 속도로 유동한 대유량 물에 있어서 운영 원가가 비교적 높고 처리능력이 해당 요구에 만족할 수 없다.

와류분리 기술은 밸러스트수에 치수 큰 생물을 제거할 수 있으나 미생물과 해수의 비율이 비슷할 경우 그 방법은 제한을 받게 된다. 해상교환법은 대부분 기존 선박의 관로와 선실에 대해 재설계해야 하므로 기존 선박은 사용 및 조작 방면에서 제안을 받게 된다. 침적 및 부선법은 밸러스트수의 이론 면에서 연구한 적 있지만 아직까지는 선박에서 사용하기에 부적당하다.

2.물리법

물리법은 주로 가열처리,사선기술,초단파기술 및 압력변환기술동이 있다.

가열처리법은 호스트의 여분 열량을 이용해 밸러스트수에 있는 미생물을 죽인 것이다. 건강과 안전 쪽에 열처리가 가능하나 배출한 뜨거운 밸러스트수는 공공수역에 환경적인 문제를 초래할 수 있다.

사선기술에는 자외선기술과 y사선기술 등이 포함된다. 사선의 복사 작용을 통해 미생물 구성 부분에 화학 반응을 일으켜 세균을 죽이는 작용을 한다. 물 자체가 자외선에 대해 강력한 흡수작용을 하므로 자외선 살균작용의 범위와 살균 능력에 제한을 받게 되며 자외선 살균 기술은 보통 부하 낮은 작은 부피의 물과 순환유동한 물에 많이 이용하며 중국특허 출원번호 200510019793.2에서 공개된 자외선 수처리 살균 시스템은 그 예이다. 미국특허 US2004134861 및 US2005211639, 국제특허 WO2004002895 및 WO2005110607는 각각 여러 조의 자외선 램프에서 나온 자외선을 이용해 밸러스트수 연속처리 장치를 출시했다. 또한,자외선 복사와 초음 결합하면 살균 효과를 강화할 수 있으며 중국특허 출원번호 200610023241.3에서 공개된 소리와 빛 살균 음용수 처리 장치, 및 200510104266.1에서 공개된 양식용 해수에 사용된 해수강력자외선 소독 필터가 그 예이다. 미국특허 US5738780은 자외선 살균과 직류전류촉매를 결합하여 밸러스트수 처리에 사용한다. 그러나,이러한 기술들은 여전히 자외선 살균작용의 범위와 살균 능력에 의한 제약을 받음으로서, 부하가 높고 대유량의 물과 대규모 면적의 물에 대한 살균 효과는 만족스럽지 못한다. 사선기술은 안전,건강 및 환경방면에서 쟁의를 일으키지 않겠으나 처리를 당한 미생물으로 하여금 유전자 돌변하게 할 수 있다.

초단파기술은 초음파를 사용하는 각종 초단파 기술을 포함한다. 초음파에 강력한 진동이 있을 뿐만 아니라 캐비테이션도 있고 대량의 마이크로 제트를 생성함으로써 액체로 하여금 용기벽에 강력한 총격을 하도록 하며 이런 기능은 초음 세척에 응용되며 반응효과를 강화하는데에도 응용된다. 예를 들어 중국 특허 출원 번호200510117457.1에서 공개된 초음파 역할에 의한 전기 분해 폐수 처리 방법과 장치 및, 중국특허번호 99120675에서 공개된 초음파수처리 방법과 장치는 응집효과를 강화하는데에 응용되며, 중국특허 출원번호 200610085548.6에서 공개된 아조염료폐수처리방법 및 독일특허 DE19919824에서 공개된 산화유기주석기술은 초음파를 이용해 화학반응을 촉진시킨다. 초음 캐비테이션이 생성한 마이크로 지역 고압은 세포를 파손하는데에 사용할 수 있으나 이런 효과는 보통 초음 에너지를 작은 구역으로 모여야 실현할 수 있으므로 현재의 초음기술과 해당 수처리 장치는 작은 부피의 물, 및 순환유동 가능한 물에 대해 실시의 가능성이 높다. 중국특허 출원번호200610023241.3에서 공개된 소리와 빛 살균 음용수처리 장치는 그 예이다.

일본특허JP2006007184는 초음파 트랜스듀서를 관로 외벽에 붙여 초음파를 통해 관로를 통과한 밸러스트수에 대해 살균살조처리를 하는가 하면 JP2005021814는 해당 밸러스트수 파이프식 초음 살균살조장치를 제공하는 바, 장치에 초음파 트랜스듀서를 박스 양측에 설치하며 수로는 박스안을 통과한 것으로써 초음파에 의해 통과한 물에 있는 미생물을 죽인 것이다. 이 두 개의 특허는 모두 초음파가 반대편의 파이프 벽 또는 박스에 설치된 초음파 트랜스듀서 압전기 도자기에 대한 손상을 고려하지 못했으며, 그리고 초음파 트랜스듀서에 수직한 반사 에코가 압전기 도자기에 대한 손상도 무시할 수 없다. 그렇지 않으면, 초음파 트랜스듀서의 수명에 직접적인 영향을 미쳐 장치운영의 안정성과 신뢰성을 낮추게 한다. 특허출원번호98236857.7에서 공개된 초음파수처리기 및 국제특허 WO03095370에서 출시된 환형,지속적인 초음처리 밸러스트수 장치에 있어서 그 초음파 트랜스듀서도 동일한 문제를 직면하고 있다. 그러나, 빠르게 유동한 대유량 물에 대해 기존 초음파 처리 장치에 있어서 상기 문제 외에 따로 초음파기술로 처리하면 아직 에너지 보모 많음, 운영원가 높음, 소멸효과를 보증하기 어려움 등 불리한 요소가 있으며 운영성이 없다.

또 한가지 살균 방법 있는데 그것이 빠르게 압력을 변화시키는 방법이다. 고압 살균과 살조는 물에 일정 정도의 압력을 가하여 세균과 조류의 세포를 파손하도록 한 것이다. 일본특허 JP2007021287, JP2005270754, JP2005254138는 압력의 변화를 통해 초음파와 비견할 정도의 효과를 달할 수 있으나 압력변화 전환기가 생성한 소음은 선원의 건강에 영향을 미칠 수 있으며 또한 물탱크의 표면과 구조를 파손하게 할 수 있다.

3.화학법

현재 밸러스트수 처리에 사용하는 화학법은 약제법, 전기분해해수법, 접촉산화법 등이 있다.

중국특허 출원번호 02100332.7에서 공업수분야 및 곡공장소, 오수 재활용분야의 산화형 브롬복합 생명파괴-브롬 염소를 공개했으며 중국특허 출원번호200510025284.0는 글루타르알데히드, 폴리쿼터늄으로 구성된 알데하이드류 복합 고효율적인 생명파괴제를 출시했으며 중국특허 출원번호 200510025395.1에서는 IsoXTiazolinones, 염화 벤즈알코늄을 함유하며 오수 처리에 사용하는 생명파괴제를 공개했으며 WIPO에 공개된 국제특허 WO03002406는 구리양극 전기분해로 구리이온을 생성하여 살균을 한다. 이런 생명파괴제의 생물 독성이 심하고 잔류 시간이 길어 국내에서 순환식의 오수 또는 냉각수 시스템에서의 살균처리에 사용가능하겠지만 호수 등 대규모 면적, 부영양화물 및 배출해야 할 밸러스트수에 적당하지 못한다.

미국특허US2005016933는 ClO2를 첨가해 생명파괴제로 삼았으며, 국제특허WO2005061388, 미국특허 US2004099608 및 US2003029811, 일복특허 JP2007144391, JP2006239556, JP2006263563는 각각 오존을 여과하고 첨가해 생명파괴제로 삼는 수처리 기술과 해당 장치를 공개했다. 이런 장치와 기술은 2차 오염 없고 작은 유량의 물 또는 음용수에 대한 살균처리에 일정한 우세를 갖고 있으나 밸러스트수 등 대유량의 물 또는 광범위 유량의 물에 대한 살균살조처리에 있어서 운영 원가가 매우 높다.

일반적으로, 생명파괴약제를 넣은 것은 작은 물에 효과적인 것이지만 오래 시간을 유지하기 힘들며 여름에 1-2주 후에 또 추가적으로 투약을 해야 한다. 대규모 면적 및 부영양화 물을 다스리는데에 운영 원가 높음, 생명파괴제가 물에 2차 오염을 일으킴 등 문제가 있으며 밸러스트수 처리에 응용하려면 그 잔류물은 생물 독성과 독성학의 평가를 받아야 한다.

전기분해해수법은 해수를 전기분해하여 양극에 생성된 염소로 고효율적이 소독기능을 가진 차아염소산을 생성하여 미생물과 세균을 죽이고 음극에서 생성된 과산화수소도 강한 살균능력을 갖고 있다.

국제특허 WO2006058261는 전기분해를 통해 차염소산염을 생성한 밸러스트수 처리방법과 해당 시스템을 공개했으며 일본특허 JP2001000974에서 공개된 전기분해 밸러스트수 처리 장치, 그리고, 이와 비슷한 중국특허 출원번호 200510046991.8에서 공개된 선박 밸러스트수 전기분해처리 시스템, 중국특허 출원번호 200480027174.1에서 공개된 처리 수 저장장치의 전기분해 장치는 처리할 수중에 있는 염소이온, 물분자를 과산화활성 물질(주로ClO-，OH-，H2O2임)로 전해하여 물에 있는 세균과 조류의 세포, RNA, DNA에 대해 산화작용을 하여 불활성화되고 사망하도록 함으로서 살균살조의 효과를 달하며 처리된 물은 소독작용을 유지하도록 한다. 전기분해해수의 방법은 비교적 좋은 살균 효과가 있지만 전기분해법으로 세균을 죽이면 발암물질인 클로로포름을 생성할 수 있어 환경에 2차 오염을 일으킬 수 있으니 이 방법은 지속 큰 쟁의가 있다.

접촉산화법은 현재 밸러스트수 처리함에 있어서 선진적인 방법이다. 현재 국제에서 IMO 최종 인가를 받은 선박 밸러스트수 처리 시스템에 사용한 기술은 스웨댄 Alfa Laval 그룹에서 개발된 PureBallast 밸러스트수 처리 시스템인데 그 시스템은 바로 광접촉산화의 처리방법을 사용한 것이다. PureBallast 밸러스트수 처리 시스템에서 핵심유닛은 광촉매 Wallenius AOT유닛이며 해당 유닛에 티타니아가 촉매제로서 자외선이 비쳐 매우 강한 산화성을 가진 수산기 유리기를 생성한다. 이런 수산기 유리기는 현재 불소 외에 가장 강한 산화제이며 산화능력은 과산화수 소수와 오존의 106-109배이다. 수산기 유리기가 작용하여 미생물은 연쇄반응을 통해 결국 이산화탄소와 물로 산화분해된다. 그러나, 실제 응용시의 효율은 티타니아 자체의 결정체 구조, 표면 결함과 빛강도, 온도, PH값 등 여러 외부요소에 달려있다.

하지만, 유감스럽게도 현재 기술에서 거의 모두 장치의 원가 투입 많음, 에너지 소비 많음, 오염물 제거 효율 저하, 탄소, 질소, 황오염물질 동시 제거 불가등 등 결함이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 방법을 제공하고 이에 고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 시스템을 제시하도록 함으로써, 선박 밸러스트수 중의 미생물과 세균을 효과적으로 불활성화시킬 수 있도록 한 것이다.체계적으로 처리된 밸러스트수는 국제해사기구(IMO)에서 2004년에 제정한 <선박 밸러스트수 및 침적물 제어와 관리 국제 협약>에 만족할 수 있다.

본 발명의 방법은 하기 기술 방안에 의해 이루어진 것이다.

고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 방법에 있어서,

밸러스트수에 대해 필러링 처리하여 큰 생물과 고체를 제거하는 필러링 과정: 및

필러링된 수가 살균처리유닛을 통과하여 수중의 미새물과 세균을 죽이는 살균 과정;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 방법에 있어서, 상기 필터링 과정에서 상기 밸러스트수에 대해 필러링 처리시 필터를 사용했으며, 상기 필터는 전자동 백플러싱 필터로서 온라인 자동세척 기능을 실현할 수 있어 시스템의 처리에 영향을 미치지 않는 것을 특징으로 하며,

상기 고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 방법에 있어서, 상기 살균 과정에서 상기 살균처리유닛은 고효율적인 생물과 세균 불화성물질을 온라인 생성할수 있으며, 상기 불화성물질 중에서 적어도 수산기 유리기, 차아 염소산, 차아 염소산나트륨, 과산화수소수 중에서 하나 이상을 포함해야 하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라 상기 방법을 구현하는 시스템은 하기 기술 방안에 의해 이루어진 것이다.

고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 시스템에 있어서, 밸러스트 펌프(1), 큰 생물과 고체 제거용 필터(2), 수중의 미생물과 세균을 죽이는 살균처리유닛(3), 컨트롤 유닛(4), 총 산화물질 계측기를 포함하는 검사유닛(5), 유량검사유닛(6), 염도 또는 전도율 검사유닛(7), 밸러스트(8)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 시스템에 있어서 상기 필터(2)는 온라인 전자동 백플러싱식의 작업방식인 것을 특징으로 한다.

상기 고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 시스템에 있어서 상기 필터(2)의 필터 소자는 디스크식, 주형, 원추형, 원추주형 편직물 또는 설형 여과망인 것을 특징으로 한다.

상기 고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 시스템에 있어서 상기 필터(2)의 정밀도는 10-200 마이크론인 것을 특징으로 한다.

상기 고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 시스템에 있어서 상기 살균처리유닛(3)은 고효율적인 생물과 세균 불화성물질을 온라인 생성할 수 있으며, 상기 불화성물질 중에서 적어도 수산기 유리기, 차아 염소산, 차아 염소산나트륨, 과산화수소수 중에서 하나 이상을 포함해야 하는 것을 특징으로 한다.

상기 고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 시스템에 있어서 상기 살균처리유닛(3)은 온라인 생성한 불화성물질의 농도가 0.2-10 mg/l인 것을 특징으로 한다.

상기 고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 시스템에 있어서 상기 살균처리유닛(3) 안에 희귀금속으로 도포된 안정적인 양극 전극 또는 반도체 촉매 재료가 들어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 시스템에 있어서 상기 살균처리유닛(3)의 처리 유량은 50-4000 m³/h이며 처리유량은 300 m³/h일 경우 전류는 50-3000 A이고 전압은 3-40 V인 것을 특징으로 한다.

상기 고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 시스템에 있어서 상기 살균처리유닛(3)의 전원은 직류, 사인교류 또는 구형파교류 전원인 것을 특징으로 한다.

상기 고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 시스템에 있어서 상기 시스템은 일단 또는 다단 처리 장치에 의해 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 시스템의 작업원리는 밸러스트 펌프(1)은 수송관로를 통해 밸러스트수를 필터(2)에 보내고, 필터(2)에서 밸러스트수 중에 큰 오물과 생물체가 제거되고, 밸러스트수는 살균처리유닛(3)에 유입되여 살균처리유닛(3)에서 생물체와 세균을 죽이고 요구에 알맞은 무해수가 밸러스트에 유입된 것이다.

본 발명은 어떠한 화학 물질도 첨가하지 않고, 에너지 소비율 낮으며 효율 높으며 설치 편리하며 조작 쉬우며 반응 생성물에 오염 없고, 생물 불활성화 및 살균효과가 국제해사기구의 요구에 달할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 시스템의 실시예를 나타낸 원리도이다.

실시예1은 본 발명에 따른 방법의 실시예이며, 실시예2는 본 발명에 따른 시스템이다.

실시예 1

고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 방법에 있어서 하기와 같은 과정을 포함하는 바

A,필러링 과정: 밸러스트수에 대해 필러링처리하여 큰 생물과 고체를 제거하며

B, 살균 과정: 필러링된 수는 살균처리유닛을 통과하여 수중의 미생물과 세균을 죽이는 것을 특징으로 한다.

상기 고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 방법에 있어서 과정A에서 상기 밸러스트수에 대해 필러링 처리시 필터를 사용했으며, 상기 필터는 전자동 백플러싱 필터로서 온라인 자동세척 기능을 실현할 수 있어 시스템의 처리에 영향을 미치지 않는 것을 특징으로 하며,

상기 고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 방법에 있어서 과정B에서의 상기 살균처리유닛은 고효율적인 생물과 세균 불화성물질을 온라인 생성할 수 있으며, 상기 불화성물질 중에 적어도 수산기 유리기, 차아 염소산, 차아 염소산나트륨, 과산화수 소수 중의 하나 또는 그 이상을 포함해야 하는 것을 특징으로 한다.

실시예2

도면1 참조, 고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 시스템에 있어서, 밸러스트 펌프(1), 큰 생물과 고체 제거용 필터(2), 수중의 미생물과 세균을 죽이는 살균처리유닛(3), 컨트롤 유닛(4), 총 산화물질 계측기를 포함하는 검사유닛(5), 유량검사유닛(6), 염도 또는 전도율 검사유닛(7), 밸러스트(8)를 포함하는 바, 밸러스트 펌프(1)는 바다에서 해수를 빨아내어 염도 또는 전도율 검사유닛(7), 큰 생물과 고체 제거용 필터(2), 수중의 미생물과 세균을 죽이는 살균처리유닛(3),총 산화물질 계측기를 포함하는 검사유닛(5), 유량검사유닛(6), 밸러스트(8) 등의 부품을 통해 마지막에 바다로 배출하며, 컨트롤 유닛(4)은 처리된 신호를 집중적으로 상기 각 부품에 접수 및 발송하는 것을 특징으로 한다.

상기 고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 시스템에 있어서 상기 필터(2)는 온라인 전자동 백플러싱 식의 작업 방식인 것을 특징으로 한다.

상기 고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 시스템에 있어서 상기 살균처리유닛(3)은 고효율적인 생물과 세균 불화성물질을 온라인 생성할 수 있으며, 상기 불화성물질 중에 적어도 수산기 유리기, 차아 염소산, 차아 염소산나트륨, 과산화수 소수 중의 하나 또는 그 이상을 포함해야 한 것을 특징으로 한다.

상기 고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 시스템에 있어서 상기 살균처리유닛(3)은 온라인 생성한 불활성 물질의 농도는 0.2-10 mg/l인 것을 특징으로 한다.

상기 고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 시스템에 있어서 상기 살균처리유닛(3)의 처리 유량은 50-4000 m³/h이며 처리유량이 300 m³/h일 경우 전류는 50-3000 A이고 전압은 3-40 V인 것을 특징으로 한다.

상기 고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 시스템에 있어서 상기 살균처리유닛(3)의 전원은 직류, 사인교류 또는 구형파 교류 전원인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 수처리 시스템에 대형 생물 또는 불순물이 시스템에 들어가 밸러스트에서 침적물을 형성하는 것을 방지하고 동시에 살균처리 유닛의 효율을 향상시키기 위해, 살균처리 유닛 앞에서 정밀도가 10-200 마이크론인 전자동 백플러싱 필터를 설치함으로써 부피 큰 생물 및 기타 불순물을 제거할 수 있다. 상기 필터는 압력 손실이 설정치를 초과하면 자동적으로 백플러싱을 하며 필러링과 밸플러싱을 동시에 하므로 조작인원 현장에서 조작할 필요 없다. 상기 필터는 물을 넣을 때 동작을 하며 배출할 때 동작을 하지 않는다.

상기 시스템에 살균처리 유닛을 사용했으며, 살균처리 유닛은 시스템의 핵심 부품으로서 고성능의 반도체 촉매 재료를 사용했으며 생성한 수산기 유리기 등 활성물질의 양이 크고 전류의 효율이 높으며 사용 수명이 엄청 길다. 이 부분에 의해 전부 밸러스트주 중에 생물을 제거할 수 있다.

상기 시스템에서 컨트롤 유닛은 각종 감시센서신호에 의한 채집처리, 경보신호에 의한 처리, 시스템의 시동와 종료 순서에 의한 자동 컨트롤을 포함한 전체 시스템의 제어를 책임지며, 컨트롤 유닛에 시스템 운영에 필요한 컨트롤 프로그램이 포함되어 있다. 각 구성부분에 의한 작업상태, 센서가 실시 검측한 데이터와 상태를 포함한 관리 시스템의 작업 상태를 나타내며, 장치가 고장날 경우 소리와 빛 경보를 보내 전원을 자동적으로 차단하여 시스템의 운영을 종지 시킬 수 있으며, 장치의 운영 상황을 저장 및 기록하며, 정식적인 검사 요구에 의해 나타내거나 프린트할 수 있다. 조작 인원은 컨트롤 유닛을 통해 시스템을 제어하고 조절할 수 있다. 컨트롤 유닛에 원격통신인터페이스가 있으며 이 인터페이스를 통해 원격모듈과 원격 컨트롤, 원격 디스플레이 및 원격 경보 기능을 구현할 수 있다. 아울러, 컨트롤 유닛에 경보출력 인터페이스도 있으며 머신 컨트롤실 기타 신호와의 용합을 구현할 수 있음으로써 경보신호가 엔진실 아무 구석에도 쉽게 알아차릴 수 있도록 한다. 컨트롤 유닛은 각 벨브의 개폐상태, 염도계, 유량계, 전원의 전류값, 전압값, 총 산화물질측계측기(TRO)값 등 시스템 센서 신호, 및 선박의 운항 데이터를 포함한 전체 시스템의 각종 감시센서신호를 채집한다. 컨트롤 유닛의 컴퓨터 시스템은 내장된 프로그램을 통해 채집한 각 데이터에 의하여 전류값, 전압값을 계산하여 시스템의 운영 상황을 조절하며, 최저의 운영 상태에 도달하면 시스템은 지속적으로 최저 상태하의 운영을 유지한다. 컨트롤 유닛에 기록과 저장 시스템이 있으며 최소 24개월 동안 시스템의 운영 데이터를 기록하고 저장할 수 있다.

상기 시스템에서 센서를 사용했으며 센서는 전도율 또는 염도, 유량, 총산화물질계측기(TRO) 등 파라미터의 측정을 감시할 수 있으며 시스템의 운영상태를 제때에 정확히 반영할 수 있음으로써, 시스템을 컨트롤하고 조절하여 이상적인 처리 효과를 달하도록 한다. 전도율 또는 염도와 유량은 컨트롤 유닛 프로그램에 중요한 파라미터이며 컨트롤 유닛은 내부 저장 프로그램의 전용을 통해 살균처리 유닛이 해당한 초기 운영 모드로 들어가게 한다.

상기 시스템에서 배전박스를 사용했으며 배전박스는 전기 분배 장치이며 필터, 살균처리 유닛, 컨트롤 유닛 및 각 센서에 필요한 전원은 모두 여기에서 분배된다.

본 발명에 따른 수처리 시스템은 운영 및 유지하기가 간편하며 자동제어를 실현했으며 우호적인 사용자 인터페이스를 갖고 있으며 조작하기 쉽다. 그 중에 처리 시스템은 유닛모듈화 구조를 사용했으며 유닛 처리 유량은 50-4000 m³/h 이므로 작은 톤수의 선박에서의 설치방식이 유연성이 있고 간편하며, 큰 톤수의 선박에서 하나 또는 여러 조의 유닛을 병렬하는 방식을 사용할 수 있으며 설치 방식이 유연성이 있고 차지한 공간이 작으며 공간이 좁은 낡은 선박에서도 설치 가능하다.

전체의 시스템은 완전 밀봉된 것이며 주변에서 일하는 직원에게 화학 위험과 소음등 영향을 미칠 가능성이 없다. 상기 시스템은 온라인 생성한 활성 물질에 대해 생물불활성화 시키고 살균하는 것으로서 아무런 화학약품을 첨가 및 저장할 필요 없으므로 경제적이며 선박에 있는 인원에게 위협을 주지 않는다. 그러므로 상기 시스템은 안전적이고 신뢰적이며 경제적이고 실용적인 것이다. 상기 시스템에서 생성한 활성물질은 농도가 낮고 감쇠한 속도가 빠르고 배출 후에 주변 환경에 아무런 영향이 없을뿐더러 시스템 운영하는데 소비하는 에너지가 적어 "에너지 절감 및 환경 보호" 요구에 맞다

본 발명에 따른 시스템을 사용하여 선박 밸러스트수 처리에 대해 실험을 했으며 하기 표1과 표2를 참조한다.

생물유형	단위	유입수	처리수 제0일	처리수제 5일	IMO 요구	캘리포니아요구
>50 μm	cell/m³	213304	0	0	<10	0
>10-50 μm	cell/l	2.023 x10⁶	0	0	<104	<10
대장균	cfu/100ml	2200	<1	<1	<250	<126
장내세균	cfu/100ml	91	<1	<1	<100	<33

생물유형	단위	유입수	처리수제 0일	처리수 제5일	IMO요구	캘리포니아요구
>50 μm	cell/m³	3214	0	0	<10	0
>10-50 μm	cell/l	3.22x10⁵	5.7	0.7	<104	<10
대장균	cfu/100ml	230	<1	<1	<250	<126
장내세균	cfu/100ml	42.3	<1	<1	<100	<33

상기 두 가지 표에서 보는 바와 같이 상기 시스템의 수처리 능력은 IMO와 캘리포니아의 선박밸러스트수 처리 요구에 완전히 만족할 수 있다.

본 발명에 아무 화학물질도 첨가하지 않으며 에너지 소비율 낮고 효율이 높으며 설치 간편하고 조작하기 쉬우며 반응 산물이 오염 없고 생물 불활성화 및 살균 효과가 매우 좋다.

본문에서 본 발명에 의한 실시예와 현제로써의 우선 실시 방식에 대해서 구체적으로 설명했으며, 본 발명의 구상은 기타 각종 형식으로 실시하고 운용할 수 있고 그러한 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

1 : 밸러스트 펌프
2 : 필터
3 : 살균처리유닛
4 : 컨트롤 유닛
5 : 총산화물질 계측기 검사유닛
6 : 유량검사유닛
7 : 염도 또는 전도율 검사유닛
8 : 밸러스트

Claims

밸러스트수에 대해 필러링 처리하여 큰 생물과 고체를 제거하는 필러링 과정; 및
필러링된 수가 살균처리유닛을 통과하여 수중의 미새물과 세균을 죽이는 살균 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 방법.
제1항에 있어서
상기 필터링 과정에서 상기 밸러스트수에 대해 필러링 처리시 필터를 사용했으며, 상기 필터는 전자동 백플러싱 필터로서 온라인 자동세척 기능을 실현할 수 있어 시스템의 처리에 영향을 미치지 않는 것을 특징으로 하는 고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 방법.
제1항에 있어서
상기 살균 과정에서 상기 살균처리유닛은 고효율적인 생물과 세균 불화성물질을 온라인 생성할 수 있으며, 상기 불화성물질 중에 적어도 수산기 유리기, 차아 염소산, 차아 염소산나트륨, 과산화수소수 중에서 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 방법.
밸러스트 펌프(1), 큰 생물과 고체 제거용 필터(2), 수중의 미생물과 세균을 죽이는 살균처리유닛(3), 컨트롤 유닛(4), 총 산화물질 계측기를 포함하는 검사유닛(5), 유량검사유닛(6), 염도 또는 전도율 검사유닛(7), 밸러스트(8)를 포함하는 것을 특징으로 하는 신형 고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 시스템.
제4항에 있어서
상기 필터(2)는 온라인 전자동 백플러싱 식의 작업방식인 것을 특징으로 하는 신형 고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 시스템.
제5항에 있어서
상기 필터(2)의 필터 소자는 디스크식, 주형, 원추형, 원추주형 편직물 또는 설형 여과망이며, 상기 필터(2)의 정밀도는 10-200 마이크론인 것을 특징으로 하는 신형 고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 시스템.
제4항에 있어서
상기 살균처리유닛(3)은 고효율적인 생물과 세균 불화성물질을 온라인 생성할 수 있으며, 상기 불화성물질 중에 적어도 수산기 유리기, 차아 염소산, 차아 염소산나트륨, 과산화수소수 중에서 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 신형 고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 시스템.
제7항에 있어서
상기 살균처리유닛(3)은 온라인 생성한 불화성물질의 농도가 0.2-10 mg/l인 것을 특징으로 하는 신형 고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 시스템.
제7항에 있어서
상기 살균처리유닛(3) 안에 희귀금속으로 도포된 안정적인 양극 전극 또는 반도체 촉매 재료가 들어 있는 것을 특징으로 하는 신형 고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 시스템.
제7항에 있어서
상기 살균처리유닛(3)의 처리 유량은 50-4000 m³/h이며 처리유량이 300 m³/h일 경우 전류는 50-3000 A이고 전압은 3-40 V이며, 상기 살균처리유닛(3)의 전원은 직류, 사인교류 또는 구형파교류 전원인 것을 특징으로 하는 신형 고효율적인 불활성화 및 에너지 절약의 선박 밸러스트수 처리 시스템.