• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권5호
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• pp.630-635
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• 2016

선행연구에서는 2차오염이 없는 물리적 처리방법인 전단응력을 이용한 선박평형수 처리장치에 대하여 연구하였다. 정지상태의 외부 실린더와 회전하는 내부 실린더 사이에 발생하는 전단응력을 이용하여 다양한 미생물을 파쇄 처리하는 원리이며, 전단응력은 실린더 표면의 형태나 회전속도에 따라 크기가 달라진다. 전단응력의 크기와 전단응력을 받는 시간에 따라 멸균정도가 차이를 보이기 때문에, 다양한 조건에 따른 멸균효율을 밝히는 실험이 필요하며 이를 통해 상업용 장치의 제작을 위한 기초 자료를 마련하고자 하였다. 선행연구에서는 disk type과 cylinder type의 비교를 통하여 cylinder type이 우수함을 밝혔다. 본 연구에서는 선행연구를 통하여 얻은 결과를 바탕으로 cylinder type, groove type, knurling type의 표면 조건을 변화시켜 가장 우수한 조합을 밝혀냄과 동시에 실린더 사이의 간격에 따른 회전속도 및 유속 조건을 최적화 하고자하였다. 그 결과 groove type에서 250 mL/min의 유량조건에서는 8000 rpm 이상, 혹은 500 mL/min의 유량조건에서는 10000 rpm 이상에서 100% 살균 처리되는 결과를 얻었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.426-433
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• 2020

본 연구는 선박평형수처리시스템(BWMS) 형식승인을 위한 국제해사기구(IMO)와 미국해양경찰(USCG)의 시험방법 중 차이가 큰 식물플랑크톤의 전처리 방법을 비교하기 위해 배양종, 자연종, 그리고 BWMS의 육상시험에서 채취한 식물플랑크톤 샘플을 이용해 농축과 비농축에 대한 비교시험을 수행했다. 배양종과 자연종의 비교 시험은 농축하는 과정에서 네트 손실 및 손상이 있는 것으로 확인되었으며, 이는 대상종의 생리·형태적 특성에 따라 차이가 있음을 확인했다. BWMS 육상시험에서 생물 농도가 높은 대조수의 경우 비농축한 시료 개체수가 농축한 시료보다 2배 정도 높은 값을 보였고, 생물 개체수가 낮은 처리수는 두 방법 간의 뚜렷한 차이가 없었다. 이러한 결과는 미국형식승인 방법으로 육상시험을 수행하면 시험수 조건이 더 가혹하다는 것을 의미한다. 결과적으로 식물플랑크톤 샘플링 과정에서 농축과 비농축의 차이가 있음에도 불구하고, 농축 방법이 BWMS 성능을 평가하는 방법으로 적용할 수 있을 것으로 판단된다. 하지만 처리수 내에서 살아있는 종이 샘플링의 농축 과정에서 네트 손실 및 손상이 있을 수 있기 때문에 대상종에 대한 평가방법을 개발할 필요성이 있다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.127-135
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• 2014

On lot of ships, Ballast Water Treatment Systems(BWTS) are in use, or the newly built ship should be mandatory installation by 2017. It is IMO(International Maritime Organization) regulations. Because the vessel is in long distance, It is managed this system only in the vessel and it may occur considerable cost of maintenance when a problem arises from BWTS. We describe in this paper how to monitor treated ballast water to make sure the ballast water and BWTS on a ship is in proper condition, but before the port entrance. In addition, analysing and forecasting trend signal to prevent failure. Also we can expect reduce the cost of BWTS maintenance. We can monitor the sensor data value's change which collected through satellite from BWTS. And we can observate the ballasting and de-ballasting state of the vessel easily.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.431-438
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• 2021

본 연구는 향후 보다 강화될 것으로 예측되어지는 USCG Phase II 형식승인시험을 대비하기 위해 SYBR Green I과 SYBR Gold의 염색 효율을 비교한 후 염색 효율이 높은 시약을 실제 선박평형수처리장치(electrolysis type, UV + electrolysis type)를 통과한 처리수에 적용해서 보았다. 시료의 부피가 0.5 mL ~ 2 mL, 염색 시약(Stock solution)을 100배 및 200배 희석한 조건에서 염색된 바이러스가 가장 선명하게 관찰되었다. SYBR Green I과 SYBR Gold의 염색효율은 장목한 해수조건의 실험구에서 유의한 차이를 보이지 않았지만, SYBR Gold의 노란색에 비해 SYBR Green I으로 염색된 시료에서 발현하는 녹색 형광이 보다 선명해서 관찰이 용이한 것으로 확인되었다. 선박평형수처리장치(electrolysis type, UV + electrolysis type)를 통과하지 않은 실험수 및 대조수에서의 해양 바이러스 현존량은 약 109~1010 VLP 100 mL-1 으로 확인된 반면, 처리수에서는 살아 있는 바이러스가 관찰되지 않았다. 실험수 결과를 보면, SYBR Green I은 해수, 기수, 담수 조건에서 효과적으로 염색이 되는 것으로 확인되었다. 다양한 선박평형수처리기술에 따른 추가적인 검증 및 염색 방법 개발이 필요하지만, SYBR Green I 염색법은 USCG Phase II 미국형식승인시험 바이러스 생산판별에 좋은 대안이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 공업화학전망
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• 제22권5호
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• pp.14-24
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• 2019

전 세계적인 기후변화로 인하여 선박 내 이용되는 물과 관련된 배출 규제도 매년 강화되고 있는 추세이다. 심해지는 규제를 만족하기 위하여 다양한 선박용 수처리 기술이 개발되고 있으며, 고도화 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 선박 내에서 이루어지는 수처리 공정인 선박 평형수(ballast water)처리, 조수기(fresh water generator)를 통한 선박 내 용수 공급, 대기오염 저감을 위한 스크러버(wet scrubber) 폐세정수 처리 공정과 관련된 국제해사기구(international maritime organication, IMO)와 같은 국제적인 규제 및 특정지역과 연안에 위치한 주정부 기관의 규제 현황에 대해 문헌조사를 통해 정리하였다. 이를 바탕으로 다양한 선박 내 수자원 활용과 규제에 부합하기 위해 적용되고 있는 관련 수처리 기술을 용도별로 정리하였으며, 현재 기존기술의 효율 개선 및 신기술 도입과 관련된 연구 현황을 정리하였다. 이러한 선박 내 수처리 현황 및 향후 적용될 기술개발연구를 바탕으로 지속가능한 해양환경 조성 및 기후변화 대응이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2004년도 SMICS 2004 International Symposium on Maritime and Communication Sciences
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• pp.43-48
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• 2004

A pilot-scale system of 20t/h for the treatment of ship's ballast water and the setup of dissolved hydroxyl radical was introduced in this paper. With this experimental system, the kill efficiencies of bacteria, mono-algae, protozoan reach 100% within 2.67s when dissolved OHㆍconcentration is 0.6mg/L. At the same time, the effect of hydroxyl radicals on the photosynthesis pigments of phytoplankton was done. The results indicate that the contents of chi-a, chl-b, chl-c and carotenoid are decreased to 35~64% within 8.0s further to the lowest limit of test after 5 minutes. When dissolved OHㆍratio concentration is 0.68mg/L, the attenuation efficiencies of photosynthesis pigment are 100%. Therefore the invasive marine species can be killed in the process of the inputting and discharge ship's ballast water.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권5호
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• pp.483-489
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• 2016

본 연구는 USCG phase-II의 형식승인 기준인 자연상태 생물군집의 75 % 이상 유지하여야 하는 평가체계에 대비하여 자연생물군집 농축 및 선박평형수관리시스템(Ballast Water Management System, BWMS) 처리 전 후 생물사멸시험을 실시하였다. 자연 식물플랑크톤군집의 농축 조사는 중영양수계인 장목만과 부영양화수계의 마산만에서 동계에 수행하였다. 장목만과 마산만에서 1톤 기준으로 생물을 농축하였을 경우, $10-50{\mu}m$ 크기 생물 현존량은 $4.7{\times}10^4cells\;mL^{-1}$과 $0.8{\times}10^4cells\;mL^{-1}$ 이었고, 농축생물의 생존율은 90.4 %와 88.0 %로 각각 나타났다. 특히 장목만에서는 Skeletonema costatum-like species 같은 체인을 형성하는 소형 규조류가 극우점한 반면, 마산만에서는 $<10{\mu}m$보다 작은 편모조류 및 체인을 형성하지 않는 대형 와편모조류(Akashiwo sanguinea, Heterocapsa triquetra)가 우점하였다. 이와 같은 우점종 세포크기의 차이로 장목만 농축효율이 마산만보다 높게 나타났다. BWMS 장비를 통과한 처리 당일 생물 사멸률은 장목만이 90.4 %로, 마산만의 93 %보다 약간 낮았고, 장목만에서 BWMS 처리 5일 경과 후, 대조군의 대상생물의 사멸률은 6.7 %로 나타났다. 처리군에서는 >99 %로 대부분 사멸되어, 시험생물로서의 적용 가능성을 확인할 수 있었다. 결과적으로 동계와 같이 해역내 생물량이 낮을 경우, 주간 8시간 수행한 네트의 생물농축만으로 는 USCG Phase II의 형식승인 기준인 500톤 탱크에 $1.0{\times}10^3cells\;mL^{-1}$ 이상으로 자연생물 개체수 밀도를 충족하기는 쉽지 않다는 것을 파악하였고, 이를 보완하기 위해서는 일정기간 자연생물을 대량 배양 및 채집할 수 있는 시스템 도입이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.4328-4334
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• 2015

본 연구는 선박평형수처리장치 성능을 평가하기 위한 일환으로 Evan blue, Aniline blue 그리고 CMFDA 염색방법을 활용하여 해양부유생물의 생사판별을 이해하고자 하였다. Evans blue와 Aniline blue의 염색은 죽은 생물을 파란색으로 염색하여 죽은 생물을 평가하는 방법이고, CMFDA의 방법은 살아있는 생물을 녹색으로 염색하여 평가한다. 현장 동 식물플랑크톤 군집을 대상으로 Evans blue와 Aniline blue의 방법을 적용한 결과, 죽은 생물을 90%이상 염색시키는 것으로 나타났다. 하지만, 살아있는 일부 식물플랑크톤의 군집에서도 파란색으로 염색 되어, 실제 선박평형수 처리장장치의 성능을 평가하기에는 일정의 한계성을 나타내었다. 한편, 살아있는 생물을 염색하는CMFDA방법을 적용한 결과, 현장의 부유생물의 70%의 염색효과를 보였다. CMFDA방법은 FDA방법과 유사하게 살아있는 생물을 녹색으로 염색하여 생물 생사판별이 가능하게 함으로, 두 가지 방법을 중복염색(double staining)하는 방법을 고안해 보다 높은 효율의 생사판별방법을 찾고자 노력하였다. 그 결과, 두 가지의 염색시약을 중복으로 염색한 실험군에서 95%이상의 높은 효율을 보였고. 이는 단일 염색한 실험군보다 상대적으로 높은 염색효율을 얻을 수 있었다. 따라서 CMFDA+ FDA를 중복염색한 평가법이 해양생물의 생사를 판별하는데 보다 높은 효율을 보였고, 선박평형수처리장치의 성능을 평가하는 방법으로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국해양공학회지
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• 제28권4호
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• pp.345-350
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• 2014

A special usage impeller pump for ballast water treatment is part of an offshore plant's structure. It has to maintain a high corrosion resistance in an extreme environment, in which it can contact several kinds of aqueous solutions. The duplex stainless steel used in such severe environments is known to have corrosion resistance and excellent mechanical properties. This study estimated the performance of an impeller pump system designed using duplex stainless steel through a computational fluid dynamics analysis. As a result, it was determined that the pressure drop increases and the impeller performance is lowered if the equivalent roughness is enlarged. The surface precision of the duplex stainless steel must be consistently maintained. If thisis the case, it was determined that the existing STS steel can be substituted for the Duplex stainless steel.

• 한국항해항만학회지
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• 제32권6호
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• pp.499-503
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• 2008

국제해사기구(IMO) 해양환경보호위원회(MEPC)의 회의 결과 새로이 제정된 선박의 밸러스트 수 처리 기준(D2규정)에 부합하는 밸러스트 수 처리 공정의 개발이 전 세계적으로 활발히 진행되고 있다. 밸러스트 수 처리 시스템에서 여과공정의 경우 $10{\mu}m$ 이상의 미세물질을 시간당 500톤 이상의 대용량으로 처리해야하며, 선내의 좁은 공간에 최소의 부피로 설계되어야 하는 제한요소가 전제되므로 실용적인 처리장치의 개발이 매우 어렵다. 본 연구에서는 이러한 제한요소를 극복하기 위한 방안으로 차세대 자기 역세형 메디아 필터에 관한 연구를 추진하게 되었으며 여재층의 두께에 따른 압력과 유량의 측정변화와 어느 크기의 입자까지 여과할 수 있는지 확인하기 위하여 진공여과 후 여과수 중의 입자의 입도 분석실험을 수행한 결과 원하는 성능옳 얼기 위한 각 메디아별 입자크기와 여재층의 두께를 구할 수 있었다.