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[우수기술] ㈜엔케이 ‘NK-O3 Blue Ballast’
오존분사 기법…밸러스트수 처리효과 뛰어나
2010년 08월 02일 (월) 09:24:41 워터저널 webmaster@waterjournal.co.kr

 

             오존분사 기법…밸러스트수 처리효과 뛰어나
   (선박 평형수 탱크에 채우는 바닷물)
전세계 선박 중 20% ㈜엔케이 제품 채택…세계적 기술력 갖춰

 


선박 밸러스트수 해양생태계 위협

밸러스트수(Ballast Water)가 해양생태계를 교란시키는 주원인으로 꼽히고 있는 가운데, 밸러스트수에 유입된 외래 수중생물 등을 효과적으로 차단해 배출하는 국내 기술이 주목받고 있다.

‘밸러스트수’란 선박에 짐을 싣고 내리는 과정 또는 공선(空船) 상태에서 선박의 균형을 잡기 위해 선박의 평형수 탱크에 채우거나 바다로 배출하는 바닷물을 말한다. 현재 선박운송은 세계 물동량의 80% 이상을 차지하고 있으며 이에 따라 연간 약 300∼500만㎥의 밸러스트수가 해양으로 배출되고 있다. 이러한 밸러스트수로 인해 최소 7천 여 종의 생물이 다른 해역으로 이동하는 것으로 나타났다. 

때문에 선박의 밸러스트수는 해양 생태계를 위협하는 심각한 4대 위협 중 하나로 규정되어 있으며, 국제해사기구(IMO)에서는 해양침입종의 유입으로 인한 생태·경제적인 피해와 인류 건강에 대한 위협을 방지하기 위해 선박의 밸러스트수 처리를 요구하고 있다.

밸러스트수 처리 기술은 평형수에 포함되어 있는 외래 수중생물 또는 미생물 등을 사멸 또는 살균 처리해 다른 지역으로부터의 외래종 유입을 차단하는 기술을 말하며 2004년 채택된 ‘선박평형수관리협약’에 따라 신조선은 2010년부터 현존선은 2016년까지 IMO에서 승인 받은 밸러스트수 처리 설비를 의무적으로 설치해야 한다. 이에 따라 올해부터 전 세계적으로 밸러스트수 처리 설비의 수요가 폭증할 것으로 예상된다.

배출수는 ‘선박평형수관리협약’에서 정한 기준을 충족시켜야 하며 활성물질을 사용하는 처리기술인 경우에는 정부의 형식승인에 앞서 IMO의 승인을 받아야 한다.

현재 우리나라는 IMO에서 승인한 밸러스트수 처리 기술 총 12개(6개국) 중 30%에 해당하는 4개 기술을 보유하고 있어 전 세계적으로 2016년까지 약 15조 원 규모로 추정되는 밸러스트수 처리 설비 시장을 선점 할 수 있게 됐다.


유지관리 쉽고 운전비용도 경제적

특히, 오존분사 기법을 도입한 ㈜엔케이(대표 박윤소·http://www.nkcf.com)의 ‘NK-O3 BlueBallast 시스템’은 지난해 7월 IMO 환경보호위원회로부터 최종승인을 획득했으며 처리 효과가 뛰어나 주목받고 있다. 

부산 사하구 신평동에 본사를 둔 ㈜엔케이는 지난 1980년 남양금속공업사로 창업했다. 지상 대기압력의 200배로 압축한 CNG(압축천연가스)를 담는 용기가 이 회사의 주력제품이며, 선박 소화 시스템은 바다 위를 떠다니는 전세계 선박 5척 중 1척이 ㈜엔케이 제품을 채택하고 있을 정도로 세계적 기술력을 갖춘 중견기업이다.

‘NK-O3 BlueBallast 시스템’은 ㈜엔케이가 지난 2000년부터 준비한 사업 분야로 오존이 강한 살균력을 갖고 있다는 것에 착안해 연구에 착수했다. 오존은 대기 중에서 자연적으로 발생되는 강한 자극성 냄새를 갖는 무색의 기체이며, 불안정한 기체로써 쉽게 산소로 분해된다.  

오존은 매우 강한 산화제로 세균, 독소, 곰팡이와 효모의 포자, 유기물 그리고 바이러스를 산화시킬 수 있으며 이런 특징으로 인해 의료, 살균 및 수처리 산업 분야에서 수년 동안 사용돼 왔다.

   
▲ 오존발생기(Ozone Generator).

‘NK-O3 BlueBallast 시스템’은 오존발생장치와 오존주입장치로 모듈화 되어 있으며, 현장 여건에 따라 조합 및 설치가 가능하므로 모든 종류의 선박에 적용할 수 있는 것이 특징이다.

특히, 이미 설치된 밸러스트 시스템 등에도 적용할 수 있으며, 유지관리가 쉽고 운전비용이 경제적이다. 추가적인 화학약품을 사용할 필요가 없으며 효과적인 제어 및 모니터링이 가능한 것도 장점으로 꼽힌다.
‘NK-O3 BlueBallast 시스템’은 대기 중 공기로부터 질소를 제거해 고농도의 산소를 발생시킨 후 이를 고전압 또는 고전류의 전기장에 통과시킴으로써 고농도의 오존을 생성해 수 처리에 이용한다.

생성된 오존은 밸러스트 배관을 통해 주입되며, 해양 침입종 중 일부는 오존과 직접 접촉해 사멸되고, 오존이 해수 내의 다른 화합물과 반응해 생성되는 총잔류산화물(TRO)에 의해 잔류 해양 침입종이 사멸된다.

   
▲ [그림2] NK-O3 BlueBallast 시스템 개략도


특히, 오존과 TRO 모두 배출 전에 분해됨으로써 처리된 밸러스트수가 배출되는 수역에 영향을 주지 않지만 보다 확실한 처리를 위해 중화장치(TRO Neutralizer) 또한 시스템에 포함돼 있다.

무엇보다 이 시스템은 사람이 오존에 직접 노출되는 것이 감지되거나 유사시 대기 중 오존농도가 위해 농도(0.1㎎/L)까지 증가하면 프로그램에 의해 오존발생장치의 오존생산을 중단하고 경보시스템이 작동해 안전성을 높였다. 

‘NK-O3 BlueBallast 시스템’은 △오존 발생기 △오존 주입기 △오존 파괴기 △중화장치 △제어·감시 장치 등으로 구성된 시스템이다. 시스템은 선박의 밸러스트수 펌프 용량에 따라 오존 주입량이 최대 2.5㎎/L 농도로 설계된 오존 살균 방식의 처리장치이며, 제어용 컴퓨터에 의한 자동 운전 방식으로 운영된다. 

   
▲ NK-O3 Blue Ballast 시스템’을 갖춘 ㈜엔케이 시험선.


밸러스트수 처리 특허 20여건 보유

오존발생기(Ozone Generator)는 산소발생기로부터 생산된 고순도 산소를 원료로 필요한 오존을 발생시키는 장치이다. 오존발생기는 ‘Shell & Tube’ 방식으로 스테인리스 관-다발 속에 유전관을 삽입하고 개개의 유전관에 고전류를 흘려 오존을 발생시키며, 유전관 외부에는 냉각수를 흘려보내 오존 발생시 생성되는 열을 냉각시킨다.

오존주입장치(Ozone Injector)는 오존발생기로부터 생산된 오존을 밸러스트수에 효과적으로 용해시키는 장치로써, ‘Side-stream injection’방식이다. 밸러스트수 배관으로부터 소량의 해수를 분지 및 순화펌프로 가압시킨 후 오존과 혼합한 뒤 노즐을 통해 배관으로 재주입한다.

오존파괴기(Ozone Destructor)는 오존발생기로부터 생산된 오존을 산소로 분해하는 장치로써, 촉매방식이다. 오존파괴기는 발생된 오존을 오존주입장치로 공급(정상운전)하지 못하는 비정상적인 운전조건인 경우 산소로 파괴시킨 후 대기로 배출한다. 오존파괴기에 유입된 오존의 농도 및 유량에 상관없이 0.1㎎/L 이하로 배출시킨다.

중화장치(TRO Neutralizer)는 오존으로 처리된 밸러스트수를 배출할 때 잔류 TRO농도가 0.1㎎/L 이상인 경우 정량펌프를 이용해 TRO 농도와 밸러스트수 유량에 비례해 중화제를 자동 주입함으로써 TRO 농도를 0.1㎎/L 이하로 배출하기 위한 장치이다.

제어·감시장치(Control & Monitoring System)를 통해 시스템의 모든 운전 및 상태를 자동으로 제어 및 감시한다. 제어·감시 장치는 중앙제어반(MCP, Main Control Panel)과 계측장치로 구성되며, 주요 계측장비로는 산소·오존 분석기, 대기 오존·산소 감지기, 이슬점 분석기, TRO 분석기, 유량계 등이 있다.

한편, ㈜엔케이는 밸러스트수 처리장치에 총 20여 건의 특허를 보유하고 있으며, 더 나아가 최근 지식경제부의 선박 오·폐수 처리장치 개발 과제에 주관기업으로 선정, 크루즈 용 오·폐수처리장치 개발에도 뛰어들었다.

㈜엔케이는 장기적으로 밸러스트수 처리장치와 오·폐수 처리장치 등 수처리 환경사업 분야의 다양한 제품 포트폴리오를 구성할 계획이다. [문의 = 051-204-2211∼3]

 

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