선박의 항해 안전성을 유지하기 위하여 평형수 탱크에 주입 배출되는 선박평형수는 그 안에 포함되어 있는 각종 수중생물로 인하여 지역 해양 환경에 부정적인 영향을 주고 있다. 국제해사기구(IMO)는 선박평형수를 통한 수중생물의 이동을 막기 위해, 2004년 선박평형수와 침전물 통제 및 관리를 위한 국제협약을 채택하고 2016년 9월에 발효하여, 2017년 9월 이후 정기검사가 도래하는 모든 선박은 선박평형수 처리장치를 설치하도록 하였다. 선박평형수 처리 방식에는 활성물질을 이용하여 처리하는 전기분해식, 오존식, 약품식과 물리적인 처리방식인 필터, 자외선식 등으로 나누어 지며, 두 가지 방식을 혼용하여 사용하기도 한다. 일반적으로 비용과 효율 면에서 전기분해방식이 우수한 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 직접식 전기분해 선박평형수 처리장치의 기본 원리, 구성 요소, 육상 시험 내용을 고찰하였다. 육상시험은 정부시험 시설이 설치되어 있는 KIOST 거제분원에서 $300m^3/h$ 처리 용량의 장치로 수행하였다. 이 육상시험을 통해 직접식 전기분해 선박평형수 처리장치가 IMO에서 제시하고 있는 기준을 만족하고 다른 방식에 비해 효율적인 것을 확인하였다.
선박의 항해 안전성을 유지하기 위하여 평형수 탱크에 주입 배출되는 선박평형수는 그 안에 포함되어 있는 각종 수중생물로 인하여 지역 해양 환경에 부정적인 영향을 주고 있다. 국제해사기구(IMO)는 선박평형수를 통한 수중생물의 이동을 막기 위해, 2004년 선박평형수와 침전물 통제 및 관리를 위한 국제협약을 채택하고 2016년 9월에 발효하여, 2017년 9월 이후 정기검사가 도래하는 모든 선박은 선박평형수 처리장치를 설치하도록 하였다. 선박평형수 처리 방식에는 활성물질을 이용하여 처리하는 전기분해식, 오존식, 약품식과 물리적인 처리방식인 필터, 자외선식 등으로 나누어 지며, 두 가지 방식을 혼용하여 사용하기도 한다. 일반적으로 비용과 효율 면에서 전기분해방식이 우수한 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 직접식 전기분해 선박평형수 처리장치의 기본 원리, 구성 요소, 육상 시험 내용을 고찰하였다. 육상시험은 정부시험 시설이 설치되어 있는 KIOST 거제분원에서 $300m^3/h$ 처리 용량의 장치로 수행하였다. 이 육상시험을 통해 직접식 전기분해 선박평형수 처리장치가 IMO에서 제시하고 있는 기준을 만족하고 다른 방식에 비해 효율적인 것을 확인하였다.
Ballast water filled into and discharged from the ballast tank of a ship has a negative impact on local marine environment due to various aquatic organisms contained therein. The IMO developed and adopted "The International Convention for the Control and Management of Ships Ballast Water and Sedimen...
Ballast water filled into and discharged from the ballast tank of a ship has a negative impact on local marine environment due to various aquatic organisms contained therein. The IMO developed and adopted "The International Convention for the Control and Management of Ships Ballast Water and Sediments, 2004" with the purpose of protecting the marine environment from transfer of harmful aquatic organisms in ballast water carried by ships. The IMO BWM Convention was approved in September 2016 and ships must be equipped with ballast water management system after September 2017. Ships' ballast water treatment methods are divided into using active substances as electrolytic type, ozone type, chemical dosing type and using physical treatment type as filter type, ultraviolet type. It is also used with a combination of two methods. Electrolysis is superior in terms of cost and efficiency. In this study, basic principles, components, and land base test contents of electrolysis ballast water treatment system, a direct electrolyzed ballast water treatment system, were examined. Land base test was conducted with 300m3/h capacity device at the KIOST Geoje plant where the government test facility was installed. This test validated that the system meets IMO standards.
Ballast water filled into and discharged from the ballast tank of a ship has a negative impact on local marine environment due to various aquatic organisms contained therein. The IMO developed and adopted "The International Convention for the Control and Management of Ships Ballast Water and Sediments, 2004" with the purpose of protecting the marine environment from transfer of harmful aquatic organisms in ballast water carried by ships. The IMO BWM Convention was approved in September 2016 and ships must be equipped with ballast water management system after September 2017. Ships' ballast water treatment methods are divided into using active substances as electrolytic type, ozone type, chemical dosing type and using physical treatment type as filter type, ultraviolet type. It is also used with a combination of two methods. Electrolysis is superior in terms of cost and efficiency. In this study, basic principles, components, and land base test contents of electrolysis ballast water treatment system, a direct electrolyzed ballast water treatment system, were examined. Land base test was conducted with 300m3/h capacity device at the KIOST Geoje plant where the government test facility was installed. This test validated that the system meets IMO standards.
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문제 정의
그 이유는 운전이 안정적이며 비용이 비교적 저렴하며 유지보수가 쉽고 처리 효과가 확실하기 때문인 것으로 판단된다. 본 논문에서는 직접 전기분해식 선박평형수 처리장치의 기본원리, 구성요소와 IMO에서 제시하고 있는 활성물질의 최종승인 기준 및 정부형식 승인 기준을 만족하기 위해서 수행한 육상시험 내용과 결과를 고찰하고자 한다.
가설 설정
선박이 항만 내에 입항하기 전 일정한 해역에서 선박평형수를 교환하는 방안과 선박평형수를 물리, 화학적인 방법으로 살균, 소독하는 두 가지 방안이 채택되었다. 선박평형수 처리장치가 개발되기 전까지는 교환하는 방식으로 처리하고, 개발 후에는 선박평형수 처리장치를 설치하여 처리해야 한다. 2016년 9월에 협약이 승인되어 2017년 9월 이후에 국제항해에 종사하는 모든 선박은 정기검사 도래 전까지 선박평형수 처리장치를 설치하여야 한다.
제안 방법
해수 및 기수 시험을 위해 KIOST 시험 시설 인근의 남해안에서 펌프를 통해 Test water tank에 채워 염도를 측정하였다. 또한 organism density를 현장에서 직접 측정한 후 일반세균, 동물성 플랑크톤, 식물성 플랑크톤을 Feed tank에 주입하였으며, 그 후에 시험 기준 이상의 수질을 맞추기 위하여 starch 와 glucose를 Test water tank에 투입하였다.
4 and Part 4)에 따라 실시되었다. 정격처리용량 300m3/h의 장치를 250m3/h 용량으로 KIOST 거제 분원에 설치된 시험 장치에서 최대 용량으로 해수, 기수에서 각 6회씩 시험하였다. 처리 전 기본 수질, 처리 전의 생물 개체수, 처리 후의 생물 개체수가 Table 2, 3, 4, 5에 나타낸 바와 같이 IMO의 국제기준을 만족하였다.
7은 KIOST 위치와 선박평형수 처리장치가 시험시설에 설치된 모습이다. 직접 전기분해식 선박평형수 처리장치는 20 feet container 안에 모든 장치가 설치되었고(TRO sensor만 외부에 설치), Ballasting과 de-Ballasting process 테스트를 진행하였다.
대상 데이터
직접 전기분해식 선박평형수 처리장치의 육상 시험은 2013년 약 6개월간 정부시설인 KIOST(Korea Institute ofOcean Science & Technology) 거제 분원에서 실시되었다.
해수 및 기수 시험을 위해 KIOST 시험 시설 인근의 남해안에서 펌프를 통해 Test water tank에 채워 염도를 측정하였다. 또한 organism density를 현장에서 직접 측정한 후 일반세균, 동물성 플랑크톤, 식물성 플랑크톤을 Feed tank에 주입하였으며, 그 후에 시험 기준 이상의 수질을 맞추기 위하여 starch 와 glucose를 Test water tank에 투입하였다.
이론/모형
시험은 염분이 10psu 이상 차이가 나는 구간에서 각각 5회 테스트(1set)를 해야 한다. 직접 전기분해식 선박평형수 처리장치의 육상시험은 해수(>32psu)와 기수(20-22psu)에서 IMO의 G8과 G9에 따라 실시되었다. 전해조에 유입되기 전의 시험수의 기본 수질과 생물 개체수는 Table 2(수질 측정) 및Table 3(생물 개체수 측정)과 같이 측정되어 염분, 수질(총부유물질, 용존유기탄소, 입자유기탄소), 수중생물(50㎛ 이상, 10～50㎛, 일반세균) 시험 가능 기준을 만족하였다.
성능/효과
처리 전 기본 수질, 처리 전의 생물 개체수, 처리 후의 생물 개체수가 Table 2, 3, 4, 5에 나타낸 바와 같이 IMO의 국제기준을 만족하였다. 시험 결과에 나타난 바와 같이 비교적 작은 크기의 전해조에서 생성되는 활성물질이 저농도인 10ppm임에도 불구하고 전처리장치인 Plankill Pipe Unit의 효과적인 작용으로 여러 번의 시험에서 확실한 수중 미생물 및 세균의 사멸효과를 나타내었으며, 5일이 지난 후까지 TRO가 잔류하여 효과가 지속되었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
선박평형수를 통한 수중생물의 이동이 미치는 영향은 무엇인가?
해상을 이용한 무역과 교통량이 급속히 증가함에 따라, 선박평형수에 의해 해양생물이 이동함에 따른 환경파괴 문제가 그동안 꾸준히 제기되어 왔다. 많은 해역에서 이러한 외래 침입종의 영향으로 생태계 교란이 놀랄만한 속도로 증가되고, 이러한 외래 침입종의 문제는 해상 교통량의 증가로 인하여 계속 발생할 것으로 예상된다.(Kim[2009])
선박평형수란 무엇인가?
선박의 항해 안전성을 유지하기 위하여 평형수 탱크에 주입 배출되는 선박평형수는 그 안에 포함되어 있는 각종 수중생물로 인하여 지역 해양 환경에 부정적인 영향을 주고 있다. 국제해사기구(IMO)는 선박평형수를 통한 수중생물의 이동을 막기 위해, 2004년 선박평형수와 침전물 통제 및 관리를 위한 국제협약을 채택하고 2016년 9월에 발효하여, 2017년 9월 이후 정기검사가 도래하는 모든 선박은 선박평형수 처리장치를 설치하도록 하였다.
IMO에서 선박평형수와 관련된 국제협약을 채택한 이유는 무엇인가?
선박의 항해 안전성을 유지하기 위하여 평형수 탱크에 주입 배출되는 선박평형수는 그 안에 포함되어 있는 각종 수중생물로 인하여 지역 해양 환경에 부정적인 영향을 주고 있다. 국제해사기구(IMO)는 선박평형수를 통한 수중생물의 이동을 막기 위해, 2004년 선박평형수와 침전물 통제 및 관리를 위한 국제협약을 채택하고 2016년 9월에 발효하여, 2017년 9월 이후 정기검사가 도래하는 모든 선박은 선박평형수 처리장치를 설치하도록 하였다. 선박평형수 처리 방식에는 활성물질을 이용하여 처리하는 전기분해식, 오존식, 약품식과 물리적인 처리방식인 필터, 자외선식 등으로 나누어 지며, 두 가지 방식을 혼용하여 사용하기도 한다.
참고문헌 (7)
Han, K. H.(2009), "Development status of ballast water treatment system", Marine Korea, Vol. 3, pp. 88-93
Jung, Y. Mi, Yoon, Y. J., Kang, J. W.(2013), "Do We Eat Zebra Mussel Instead of Traditional Mussel in Korea", The Magazine of the Korean Society of Civil Engineers, Vol. 61, pp. 91-93
KTM Application for IMO Final Approval(2013) MEPC 67th session, submitted by the Republic of Korea, Appendix 1-12
Kim, E. C.(2009), "Installation and Shipboard Test of the Ballast Water Treatment System Electro-Cleen", Journal of the Korean Society for Marine Environmental Engineering Vol. 12, No. 3, pp. 209-216
Kim, E. C, J. H. Oh and Lee, S. G.(2012) "Considertion on the concentration of the active substances produced by the ballast water treatement system", Journal of the Korean Society for Marine Environment Engineering, Vol. 15, pp. 219-226
Lloyd's Register(2007), "Ballast Water Treatment Technology, Lloyd's Register"
Yoon, B. S., Rho, J. H., Kim, K. I., Park, K. S., Kim, H. R.(2005), "Development of Ballast Water Treatment Technology(Feasibility Study of NaOCl Produced by Electrolysis)", Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy, Vol. 8, No. 4, pp. 174-178.
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