Transcript 밸러스트수_처리장치

밸러스트수 처리장치 개발 현황
2006. 9. 14.
한국선급
장 승 안
BWM 관리협약-배경
1)BW는 선박 운항
에 필수
2)유해수중 유기체
및 병원균의 침입
-생태학적
-경제적
-인류건강
3) 위험방지
최소화
제거
관련기술개발
BWM 관리협약-개요
 전 문 (Preamble) : 협약의 제정 취지, 배경, 목적
 22개 조문 (Article) : 정의, 일반적 의무, 적용, 검사, 발효 요건
 부속서 (Annex) : 협약 운영을 위한 기술적 요건
 부록 : -국제 밸러스트수 관리협약증서 양식
- 밸러스트수 기록부 양식
BWM 관리협약- 검사/증서/점검
 유효한 협약증서 소지
 Ballast Record 점검
 Sampling 실시
BWM 관리협약- 발효 요건
 상선 선복량의 합계 : 세계상선 선복량의 35% (G/T)
+
 당사국 : 30개국 이상
 12 개월 후 발효
BWM 관리협약-부속서(1)
 본선 비치 문서 ; 밸러스트수관리계획서,
밸러스트수기록부
 밸러스트수 교환 (BW Exchange) 지역 ;
200마일-200미터, 50마일-200 미터, 지정된 수역
 밸러스트수 교환기준 (BW Exchange Standard: D-1)
- BW 용적 기준으로 95% 교환
- 현존선은 BWT 용적의 3배 펌핑도 인정
 밸러스트수 성능기준 (BW Performance Standard : D-2)
- 수중생물의 크기(ℓ ) :
ℓ ≥ 50㎛ = 10개 미만 /m3
10㎛ ≤ ℓ < 50㎛ = 10개 미만/㎖
- 미생물 지표 : 1) 독성 비브리오콜레라(O1 & O139) : ㎖ 당 < 1 cfu
2) 대장균 (Escherichia Coli) : 100 ㎖ 당 250 cfu 이하
3) 분변성대장균 (Intestinal Enterococci)는 100 ㎖ 당 100 cfu 이하
BWM 관리협약-부속서(2)
선박의 밸러스트수 관리
규칙
용골
거치
BW Tank
용량 ㎥
2008
09
10
11
12
13
14
15
16
17
현존선 (Existing ships)
B-3.1.2
<2009
<1500
-
D1 or D2
B-3.1.1
<2009
1500 ~
5000
-
D1 or D2
B-3.1.2
<2009
>5000
-
D1 or D2
D2
D2
D2
신 선 (New ships)
B-3.2.1
B-3.2.2
≥2009
2009
~2011
<5000
≥5000
D2
D1 or D2
≥2012
D2
D2
D1 : 밸러스트수 교환기준,
D2 : 밸러스트수 성능기준
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BWM 관리협약-지침서
G1 : 침전물 수용시설을 위한 지침서
G2 : 밸러스트수 샘플링을 위한 지침서
G3 : 밸러스트수 관리협약의 동등한 준수를 위한 지침서
G4 : 밸러스트수 관리와 BW 관리계획서 개발을 위한 지침서
G5 : 밸러스트수 수용시설을 위한 지침서
G6 : 밸러스트수 교환을 위한 지침서
G7 : 위해도 평가를 위한 지침서
G8 : 밸러스트수 관리시스템의 승인을 위한 지침서
G9 : 활성물질을 이용한 밸러스트수 관리시스템의 승인 절차서
G10 : 시제품 밸러스트수 처리 기술의 승인을 위한 절차서
G11 : 밸러스트수 교환을 위한 설계 및 구조 표준에 대한 지침서
G12 : 선박에서의 침전물 관리에 관한 지침서
G13 : 비상상황을 포함한 추가 조치를 위한 지침서
G14 : 밸러스트수 교환 지정해역에 관한 지침서
BWTreatment 장단점-1
처리기술
장
점
단
점
자외선
자외선을 통하여 종의 종류를
무독성으로 바꿈
효과적이지 못함
파장이 짧아 투과력이 약함
오존
작은 생물 처리에 유용한 방법
여과법과 병행하여 이용가능
잔류 효과 없어 2차 오염의 가능
비용이 많이 소요
고농도 배출시 해양생물에 영향
잔류효과로 2차 오염가능성 없음
차아염소산
위험물질로 취급되지 않아 법적규제 산화 이용으로 부식가능성 있음
나트륨
없고 현장관리가 필요 없음
밸러스트수 유입시 마다 해초류 등의
생물 제거
미세 생물 제거가 힘들고, 기본
설치비용이 높음
해양 오염을 발생시키지 않음
전문가 필요
특별한 보관시설 필요
온도와
염분 차
이용
온도와 염분의 뚜렷한 변화는 수중
생물의 생존능력에 큰 영향
추가 연구를 필요로 하는 방법이며,
지역에 따라 크게 차이가 있음
열처리
2시간 내지 6시간을 약 36∼38℃에서
밸러스트수를 가열하면 수중 생물이
소멸되는 특성을
항해도중 열처리에 의한 밸러스트수
소독은 지속적인 관리가 필요하고 항해로
인한 온도상승효과도 감안해야 함
여과
천적,
기생물체
투입
BWTreatment 장단점-2
처리기술
장
점
단
점
포자체를 죽이는 데 효율적임
유해물질 발생
염소
온도, 적용시간, pH수준을
적정하게 맞춘다면 효과적
염소 처리된 밸러스트수가 발암
물질 유발 가능성 있음
금속 이온
염소처리법보다 효과적임
수중 생물 중 일부는 구리와 은에
선호도가 높기에 생존 가능성
초음파법
신기술로 잠재성 큼
개발 단계에 있음
유해 미생물 제거
유해물질 발생
이산화염소
살충제
선박이 철로 되어 누전 가능성
전기충격
탱크
장기저장
철분 높은 물에 장기생존 불가
석달 이상 밸러스트수 방치 불가
육상
수용시설
선박에 처리장치 불필요
큰 비용, 항만국의 법률 적용 문제
외래 해양 생물종의 유입 감소
 큰 비용
정화된
밸러스트수
Korea(1) NK O3 System-1
A. 제품개요 : 산소 ⇒ 오존 (전기장치 이용) ⇒ BW내 수중 생물체 살균
브롬화수소산 ⇒ 잔존 수중 생물체 살균
B. 제 조 자 : ㈜ 엔케이, 부산
C. 활성물질 : 브롬화수소산 생성
E. 개발현황 : 2006년 8월말 Oil Tanker에 선상실험 예정.
F. 비
용 : 약 $500,000 ~ $1,000,000 정도 예상(신선)
Korea(1) NK O3 System-2
 제품의 제원
Korea(1) NK O3 System-3
Korea(2) NK O3 System-3
Flow Diagram
Water Chiller
Cooling Water
Compressor
Refrigerated
Dryer
Cooling Water
Vent : 100%
Nitrogen to
Safe Area
Oxygen
Generator
Ozone
Generator
Cooling Water
Ozone Gas
Main Ballast Pipe
Ozone
Destruct
Korea(1) NK BW System-5
Ozone
Monitoring &
Control System
Electrolysis
Ballast
Pump
Filter
Ballast
Tank
UV
Korea(2) Techcross-1
A. 제품개요 : 전기분해 ⇒ 전위차, 라디칼, 차아염소산나트륨 이용
B. 제 조 자 : TechCross + 한국해양연구원
C. 활성물질 : 차아염소산나트륨 생성
D. 설비규모 : (75K 화물선) 반응기 - 840 x 740 x 2700 mm
정류기 - 1400 x 1300 x 2350 mm
E. 개발현황 : 밸러스트 유량 600㎥/h로 육상시험(Barge) 진행
F. 비용(1500㎥/h) : 신 선 - $160,000 ~ 170,000
현존선 - $180,000 ~ 200,000
G. 구성 : Electrode, Rectifier, Power control unit, Cooling & sensor unit
H. 기타 : 활성물질의 IMO 초기승인(Basic Approval) 완료
Korea(2) Techcross-2
 전위차에 의한 순간 살균
 발생 라디칼에 의한 순간 살균
 차아염소산나트륨에 살균
 전기적 산화
 전기적 응집
 전기적 부상
Korea(2) Techcross-3
Germany(1) SENDA System-1
A. 제품개요: 1st unit - Hydro cyclone + 50㎛ filtering
2nd unit - 150 ppm Peraclean® Ocean(산화제)
B. 제 조 자 : Hamann AG, Germany
C. 활성물질: Peraclean Ocean(과산화초산) 사용.
D. 설비규모: 설치 면적은 14.8㎡ (4.8 x 4.8 m)
E. 개발현황: 200~500㎥/Hr 육상시험 완료, 선상시험 진행 중
F. D-2시험: D-2기준 적합 or 초과, Royal NIOZ Institute(네델란드)
시험에서 해조류(algae) or 박테리아의 재성장이 없었음
G. 비용 정보 : 밸러스트수 처리 총비용은 약 0.30$/ton
H. 기타 : 활성물질의 IMO 초기승인(Basic Approval) 완료
Germany(1) SENDA System-2
SEDNA® hydrocyclones
Filtration unit with bypass
S1+
Input of Artemia lifestages
control
Germany(2) ELGA-1
A. 제품개요: 1st Module - Filter Separation
2nd Module - 활성물질 소독
B. 제 조 자 : Elga Berkefeld GmbH, Celle, Germany
C. 활성물질: 사용(특별한 취급이나 저장을 요구되지 않음)
D. 설비규모: 모든 형태, 모든 규모의 선박에 이용가능
E. 개발현황: 2006년 늦여름 경 상업적으로 이용 가능.
F. D-2 시험: 파일로트 형태의 강, 염수 및 해수에서 악조건 시험 수행
G. 운전비용: 비용이 들지 않으나 화학물의 소제 및 부속품 교환이 요구
H. 기타 : 처리수의 유량 상한치는 적용되지 않음. 안전 검토 확인됨.
Germany(2) ELGA-2
Germany(3) Jos. L. eyer GmbH
A. 제품개요: 1st-Filteration, 2nd-활성물질 소독
B. 제 조 자 : Jos. L. Meyer GmbH, Papenburg, Germany
C. 활성물질: 염화나트륨 사용.
D. 설비규모 : 유량은 시간당 300 ㎥, 면적은 엔진룸에 5㎡ 정도 필요.
E. 개발현황 : 1600TEU 컨테이너 신조선에 300 ㎥/h 규모의 프로토타입이
2005년 5월에 설치됨.
F. 비용 정보 : 현 개발단계에서 설치비용 평가 불가.
운전에 소요되는 비용은 밸러스트수 1000㎥에 약 4~10유로 정도 예상
Germany(4) Chriwa GmbH
A. 제품개요: 1st-Filteration, 2nd-micro UV
B. 제 조 자 : Chriwa GmbH
C. 활성물질: 미사용.
D. 비용 정보 : 운전에 소요되는 비용은 밸러스트수 1㎥에 약 1 Euro-cent
정도 예상 (반 년에 한 번 UV 램프 교체포함)
Norway(1) Oceansaver-1
A. 제품개요: 필터 ⇒ 이중 펄스형 충격파(Dual pulsed shock wave) ⇒
과포화(supersaturation) 및 탈산(Oxygen deprivation)의 3 단계 처리
밸러스트수는 필터, 펄스형 충격파에 노출, 과포화, 용존 산소제거 및
캐비테이션에 의해 처리. 취수 및 배출 시 모두에서 처리 가능
B. 제 조 자 : OceanSaver AS
C. 활성물질 : 사용하지 않음.
D. 처리과정 : Separation by mechnical filtration
N2 과포화
Hydro Dynamic Cavitation
E. 시험범위 : 실험실 시험 + 육상시험 완료. 선상시험 06년도 예정
F. 기타 : 모듈러 구조로서 밸러스트 배관에 연결된 필터, 분사 및
캐비테이션 부품으로 구성, 질소 생산을 위한 압축기 및
Membrane으로 구성. MetaFil 개발 주도
Norway(1) Oceansaver-2
Norway(2) OPTIMAR-1
A. 제품개요: Cyclonic separation pretreatment(필터) + UV
B. 제 조 자 : OptiMarin AS, Norway
C. 활성물질: 미사용
D. 개발현황: 총 7척(현존선 5척, 신선 2척) 설치,
UV Lamp 사용 후 처분 시 취급요건이 까다로움.
E. 비용 정보 :
- 설치비용 : 약 440,000 Euro (600 ㎥/hr x 2 pumps 용량)
- 운전비용 : UV Lamp 교체비용 (예상수명 3000시간)
- 설치면적 : 1.5m x 1.5m (용량 300㎥/h)
F. D-2 시험: 최초 개발 시보다 Filter + UV 기술에 상당한 진전있었음.
최초 개발 시에는 D-2 기준에 만족하지는 않음.
G.구
성 : MicroKill Separator and(or) MicroKill Filter Separator +
MicroKill UV
Norway(2) OPTIMAR-2
Norway(2) OPTIMAR-3
Norway(3) Pureballast-1
A. 제품개요: 자동 Back Flushing Filter +
Benrad AOT (Advanced Oxidation Technology)
B. 제 조 자 : Alfa Laval
C. 설비규모: 유량 50 ~ 5000㎥/Hr, 설치 면적 3㎡ (용량 500㎥/h)
D. 개발현황: 2003년 9월부터 자동차 운반선에서 선상시험 실시 중임
E. 비용정보: 0.04€ (전력소모 및 소모품 비용 포함)
전력 소모 약 15kW 소모(500 ㎥/h 경우)
여객선 등에는 적합하나, 대용량 화물선에는 불가.
Norway(3) Pureballast-2
Japan(1) JFE BWMS
A. 제품개요: 필터 ⇒ 활성물질 ⇒ Venturi-tubes의 Cavitation
B. 제 조 자 : JFE Engineering Corporation
C. 활성물질: 차아염소산염
D. 개발현황: 250 ㎥/Hr 육상시험 실시
D-2 기준 만족. 08년 11월 경 선상시험 가능.
D. 기타 : - 활성물질 보관소 필요(합성수지나 스테인리스스틸)
- 소독과정에서의 염소나 과산화수소의 잉여물 처리과정 필요.
Japan(2) Special Pipe-1
A. 제품개요: Special Pipe + 오존
B. 제 조 자 : The Japan Association of Marine Safety
C. 활성물질 : 오존 (Maximum injection 비율 : 4mg/l)
D. 비용정보 : $ 1million (54,000 GT 현존선)
밸러스트수 처리비용 - $0.15/㎥
E. 선상시험 : 06년 9월, 컨테이너 선박에 설치예정
Japan(2) Special Pipe-2
원형 Special Pipe의 효과:
-한번 통과로 식물플랑크톤
과 동물플랑크톤 각각 55%,
65% 사멸/비활성화
-오존 주입으로 각각 99%,
89% 제거 효율
개선된 Special Pipe의 효과
-모든 식물플랑크톤과 동물
플랑크톤 각각 70%, 90%
사멸/비활성화
-자연 해수에서 115m3/hr
Japan(3) Hybrid Ballast
A. 제품개요: 1st-Filteration, 2nd-전해질 상태의 염소 주입
B. 제 조 자 : Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.
C. 활성물질: 처리과정에서 차아염소산 생성.
D. 개발현황: 2007~2008년 경 full-scale test 예정.
Japan(4) Intake Ballast
A. 제품개요: 1st–응고과정 (활성물질에 응고되어 flock 형성)
2nd-magnetic 분리과정 (flock 제거)
B. 제 조 자 : Hitachi, Ltd.
C. 활성물질 : Polymer, Magnetite
D. 개발현황 : 2008년 LPG 캐리어 선박에 탑재 예정
India-Hydrodynamic Cavitation
A. 제품개요: Cavitation 발생 ⇒ shock-wave 나 liquid jet가
수중생물체를 파괴시키는 시스템
B. 개발현황 : 개발 중에 있으며, 2008년 경에 이용 가능
UK
A. 제품개요 : 1st – hydrocyclone (비교적 큰 크기의 부유물 분리)
2nd – 필터 (비교적 작은 크기의 부유물 제거)
3rd – UV (살균과정)
B. 개발현황 : 실험실 수준, 2007년 하반기 선상에서 사용 가능
C. 비용 정보 : 소형선박에 대한 설치 비용은 약 ₤ 50,000 정도
유지비용은 일 년에 약 ₤ 1,000 정도
USA NEI Venturi Oxygen StrippingTM-1
USA NEI Venturi Oxygen StrippingTM-2
• 기계 공간에 직경 12”의 벤투리관
• 2,500m3/hr 불활성 기체 발생기
Israel
A. 제품개요: 촉매응집 + Arkal 필터 + 자외선 + 산화제
B. 제 조 자 : ARKAL FILTRATION SYSTEMS, Israel