• 전력전자학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.430-439
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• 2011

세계화와 더불어 수출 입 물동량이 크게 늘어남에 따라 세계를 왕래하는 선박의 평형수(Ballast water) 속에 존재하는 해양 유기체에 의한 생태계의 파괴가 큰 문제가 되고 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 국제규약은 선박의 평형수를 배출할 때는 반드시 미생물을 제거한 다음 바다로 배출할 것을 요구하고 있다. 이는 위한 염소발생용 전기분해 수 처리 시스템을 위해 우수한 성능을 가지는 저전압 대전류 방식의 정류기의 필요성이 커지고 있다. 본 논문에서는 선박의 평형수 처리를 위한 해수 전기분해용 정류기에 적합한 저전압 대전류 정류기 방식을 제안하고, 정류기 전력회로 설계와 제어기 설계에 필요한 실제적인 설계 가이드라인을 제시하고자 한다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제8권4호
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• pp.174-178
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• 2005

선박에서 기인하는 여러 해양오염원 중에서, 연간 100억톤 이상 사용되는 밸러스트수에 의하여 야기되는 해양생태계의 교란 파괴는 심각한 문제의 하나로 대두되고 있으며, IMO에서는 밸러스트수 배출규제에 관한 국제협약을 체결 발효할 예정이다. 이러한 IMO 국제협약에 대응하기 위해서는 국내 독자적이고 환경친화적인 대응기술의 개발이 시급히 요구되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 현재 세계적으로 개발중에 있는 밸러스트수 처리기술의 개발동향을 분석해 보고, 본 연구진이 대용량으로 해양에서 적조를 성공적으로 제거한 바 있는 실용화기술을 바탕으로, 해수전해법을 밸러스트수 처리기술에 적용하기 위하여 해수전해법의 특징 및 기본원리 등에 대한 기초 연구 및 적용가능성 등에 대한 연구를 수행하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제30권3호
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• pp.241-245
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• 2006

선박에서 발생되는 밸러스트수를 전처리하기 위하여 수중에 포함되어 있는 입자상 오염물질과 수중생물체를 자동역세척 여과장치를 이용하여 처리한 결과를 나타내었다. 밸러스트수를 처리하기 위한 전처리의 장점은 입자상의 오염물질을 제거하여 후처리공정의 처리효과를 높이는데 있다. 여과필터의 회전속도가 20rpm에서는 여과압력이 40.5mmHg이고, 40rpm 에서는 36.6mmHg이며 60rpm 이상에서는 35mmHg로 나타나 연속적으로 여과할 수 있었다. 필터의 막힘현상으로 역세 회복압력과 역세간격은 시간의 경과에 따라 조금씩 감소하고 처리유량도 감소하는 것을 관찰할 수 있었다. 회분식 여과처리공정은 자동 역세척을 수행하는 공정에 비해서 처리효율의 저하가 일어났다. 여과 처리를 통하여 $70{\mu}m$이상의 식물성 플랑크톤과 동물성 플랑크톤을 포함하는 수중생물체를 제거할 수 있었다. 실험결과를 통하여 밸러스트수 처리에 적용 가능한 기술임을 알 수 있었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제35권9호
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• pp.741-747
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• 2011

Ecological toxicity testing of the whole-effluent from the ozone ballast water treatment system was conducted as specified in the quality assurance project plans (QAPP). The growth inhibition test with microalgae, acute aquatic toxicity test with the Rotifer reproduction, toxicity test (or population growth) with the Rotifer, survival and growth toxicity test with larval fish and sediment toxicity test with amphipod were carried out to evaluate ecological toxicity on the movile test barge.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제33권6호
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• pp.952-958
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• 2009

The International Maritime Organization (IMO) has adopted the ballast water management convention at a diplomatic conference in early 2004 that all ships should be equipped with a treatment system from 2010 gradually. In this paper, the disinfection characteristic of ultra-violet (UV) rays was studied and a ballast water treatment system (BWTS) which can treat $50m^3$/h sea water was manufactured. The system consists of a disinfection chamber with six 3.5 kW UV lamps which are operated by magnetic ballasts, a programmable logic controller (PLC) and set of pipe lines. The biological disinfection efficacy of the prototype BWTS was evaluated following the IMO rules using zooplankton such as Artemia and Rotifer species for the size over $50{\mu}m$, and phytoplankton such as Tetraselmis and Thalassiosira species for the size between 10 to $50{\mu}m$. From the experimental results, the disinfection efficacy was 99.99 % that meets the IMO requirement. However, more studies on an energy saving system are needed because the consumption power of the prototype system is as high as over 21 kWh for $50m^3$/h.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권1호
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• pp.19-27
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• 2015

최근에 국제해사기구(IMO)에서 선박 평형수 처리장치(Ballast water treatment system, BWTS)와 관련된 국제 규정을 강화함에 따라 이에 대응할 수 있는 BWTS 기술개발의 중요성이 대두되고 있다. 지금까지는 세계 각국에서 선박 평형수 처리기술을 처리방식에 따라 크게 물리적 방식(막분리, 원심분리, 자외선 등)과 화학적 처리방식(염소처리, 오존처리, 화확약품 등)으로 개발하여 왔으나, 기존의 기술 방식들은 추가적인 구동전력, 낮은 생산성, 잔류처리 문제 등으로 기술적인 보완이나 대안이 요구되고 있다. 본 연구에서는 기존과는 다른 새로운 방식의 기계식 방식 평형수 처리장치의 설계를 위한 유동해석 연구이다. 고속 회전하는 몇 가지 디스크 형상에 따라 유동에서 발생하는 여러 가지 유동특성을 전산유체해석(CFD)를 통하여 분석하였다. 평판형 및 계단형 형상에서는 반경을 따라서 국부적으로 공동현상이 발생가능하며, 원주형에서는 전단응력 강도를 높일 수 있었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제12권3호
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• pp.209-216
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• 2009

선박평형수를 통한 수중생물의 이동을 막기 위해, IMO에서는 2004년 2월 선박 평형수와 침전물 관리 국제협약을 제정하였다. 이 협약을 위해, 각국은 협약 비준과 법제화를 준비하고 협약의 성능기준을 만족시킬 수 있는 처리장치 개발을 촉진시키고 있다. Electro-$Cleen^{TM}$ 처리장치는 2006년 3월 IMO 기본승인을 받았고, 2008년 10월 최종승인을 받았다. 형식승인은 한국 정부로부터 2008년 12월에 발급되었다. 본 논문은 Electro-$Cleen^{TM}$ 처리장치의 기본 원리, 구성 요소, 실선 설치 및 선상 시험 내용을 검토하였다. 선상 시험은 8300 GT M/V Yokohama와 27,000 DWT M/V Greenwing으로 수행하였다. 이들 선상 시험을 통해 Electro-$Cleen^{TM}$ 처리장치가 IMO 기준을 만족시키며 신조선 및 현존선에 설치하기가 적합함을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제29권1호
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• pp.16-22
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• 2019

Indirect oxidation using chlorine species oxidizing agents is often effective in wastewater treatment using an electrochemical oxidation process. When chlorine ions are contained in the wastewater, oxidizing agents of various chlorine species are produced during electrolysis. In a ballast water management system, it is also used to treat ballast water by electrolyzing seawater to produce a chlorine species oxidizer. However, ballast water in the brackish zone and some wastewater has a low chlorine ion concentration. Therefore, it is necessary to study the chlorine generation current efficiency at various chlorine concentration conditions. In this study, the chlorine generating current efficiency of a boron-doped diamond(BDD) electrode and insoluble electrodes are compared with various chloride ion concentrations. The results of this study show that the current efficiency of the BDD electrode is better than that of the insoluble electrodes. The chlorine generation current efficiency is better in the order of BDD, MMO(mixed metal oxide), $Ti/RuO_2$, and $Ti/IrO_2$ electrodes. In particular, when the concentration of sodium chloride is 10 g/L or less, the current efficiency of the BDD electrode is excellent.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권5호
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• pp.675-681
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• 2011

본 논문에서는 선박평형수 처리시스템의 핵심부품인 중압 자외선 램프와 자기식 안정기의 설계 및 제작에 대하여 기술하였다. 자외선 램프의 최적 방전조건을 확보하기 위하여 봉입되는 아르곤 가스와 수은량 변화에 따른 전기 광학적 특성변화를 분석하였다. 시제작 램프의 전압은 490 [V], 전류는 8.6 [A], 전력은 4.0 [kW]이며, 자외선 세기는 현재 사용되고 동등한 제품과 비교해 15 [%] 이상 향상되었다. 자기식 안정기는 이론적 해석과 시뮬레이션을 통해 UI 코어를 사용한 단상 내철형으로 설계하였으며, 무부하 전압은 920 [V]이고 정격출력은 8.5 [kVA]이다. 시제작 자외선 램프 및 안정기를 적용한 350 [$m^3/h$]급 선박평형수 처리시스템에서 해수에 포함된 플랑크톤 사멸률을 평가한 결과 99.99 [%] 이상으로 IMO에서 정한 규정을 만족하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 춘계학술대회 및 창립 30주년 심포지엄(논문집)
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• pp.221-226
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• 2006

본 연구는 밸러스트수를 처리하기 연속여과 공정에서 역세척 조건에 따른 막오염 특성을 관찰하였다. 선박에서 발생되는 밸러스트수를 전처리하기 위하여 수중에 포함되어 있는 입자상 오염물질과 수중생물체를 자동역세척 여과장치를 이용하여 처리한 결과 클 나타내었다. 밸러스트수를 처리하기 위한 전처리의 장점은 입자상의 오염물질을 제거하여 후처리공정의 처리효과를 높이는데 있다. 처리장치의 용량은 $10m^3/h$ 이다. 테스트 결과 역세척 주기와 역세척 지속시간은 전체 시스템의 효율과 역세척 효율을 고려하여 역세척 지속시간은 6초가 적당한 것을 나타났으며, 도출된 지속시간을 기준으로 하여 95%의 제거효율은 얻었다. 1시간동안의 역세척 주기가 필요하였다. 여과처리를 통하여 $70{\mu}m$ 이상의 식물성 플랑크톤과 동물성 플랑크톤을 포함하는 수중생물체를 제거할 수 있었다. 실험결과를 통하여 밸러스트수 처리에 적용 가능한 기술임을 알 수 있었다. 이 연구에서 밸러스트수 처리를 위한 우수한 여과처리시스템임을 보여 주었다.