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해저침적 HNS 회수용 기계장치의 성능요건 기반 개념설계
황호진 해양환경안전학회 2020 海洋環境安全學會誌 Vol.26 No.6
Hazardous and noxious substances (HNS) may cause maritime incidents during marine transportation, which are liable to lead to a large amount of spillage or discharge into the sea. The damage to the marine environment caused by the HNS spill or discharge is known to be much greater than the damage caused by oil spill. Particularly dangerous is HNS, which is deposited or buried in the seabed, as it can damage the organisms that live on, in, and near the bottom of the sea, the so-called “benthos,” forming the benthic ecosystem. Therefore, it is vital that the HNS deposited on the seabed be recovered. In order to do so, procedures and equipment are required for accurate detection, stabilization treatment, and recovery of HNS in subsea sediment. Thus, when developing a mechanical recovery system, the performance requirements should be selected using performance indices, and the conceptual design of the mechanical recovery system should be based on performance requirements decided upon and selected in advance. Therefore, this study was conducted to arrive at a conceptual design for a mechanical recovery system for the recovery of HNS deposited on the seabed. In the design of the system, based on the fundamental scenario, the method of suction foundation with the function of self enclosing was adopted for recovering the HNS sediment in the subsea sediment. The mechanical recovery system comprises the suction foundation, pollution prevention, a pump system, control system, monitoring device, location information device, transfer device, and tanks. This conceptual design is expected to be reflected and used in the basic design of the components and shapes of the mechanical recovery system. 위험유해물질(HNS, Hazardous and Noxious Substances)은 해상운송 과정에서 다양한 사고에 노출되어 있어 많은 양이 바다에 유출될 우려가 있다. HNS 유출에 따른 해양환경의 손상은 유류 유출에 의한 손상보다도 훨씬 큰 것으로 알려져 있다. 특히 해저로 침강하여 침적되는 HNS는 해저생태계에 돌이키기 어려운 피해를 주게 되므로, 반드시 회수되어야 한다. 해저로부터 HNS를 회수하기 위해서는 해저침적 HNS에 대한 정확한 탐지, 안정화 처리 및 회수를 위한 절차와 장비가 필요하다. 그 중에서도 기계적 회수장치를 개발하기 위해서는 성능지표를 이용하여 성능요건을 선정하고, 이를 토대로 기계적 회수장치에 대한 개념설계가 이루어져야 한다. 따라서 본 연구에서는 해저침적 HNS의 회수 절차에서 요구되는 기계적 회수장치에 대한 개념설계안을 제시하였다. 개념설계안으로 해저침적 HNS를 회수하기 위한 기본 시나리오를 제시하고, 자체적 밀폐 성능을 가지는 흡인 기초를 활용하는 방안을 채택하였다. 기계적 회수장치는 흡인 기초, 오염 방지, 펌프 시스템, 제어 시스템, 모니터링 장비, 위치정보 장비, 이송 장비, 탱크로 구성된다. 이러한 개념설계안은 기계적 회수장치의 부품 및 형상을 결정하는 기본설계에 반영되어 활용될 것으로 기대된다.
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항만 해저침적 위험유해물질(HNS) 회수용 기계장치의 성능요건 분석
황호진 해양환경안전학회 2020 해양환경안전학회지 Vol.26 No.6
Approximately 6,000 chemicals are transported through the sea, including hazardous and noxious substances (HNS), which cause marine pollution and are harmful to marine life. The HNS discharged into the sea during the maritime transportation process undergoes physical and chemical changes on the sea surface and in seawater, and some types of HNS sink and are deposited on the seabed. The HNS deposited on the seabed adversely affects the benthic ecosystem, and hence, it is desirable to detect, treat, and recover the HNS on the seabed. Therefore, this study was conducted to analyze the performance requirements that should be considered as the top priority when developing a mechanical system for recovering the HNS deposited on the seabed. Various types of existing dredging devices used for collecting and recovering pollutants from river beds and seabeds were investigated, and 10 performance indices for the mechanical devices were selected. The new performance requirements for the development of the seabed-deposited HNS recovery system were proposed using performance indices. By considering the depth of water in domestic seaports, some of the performance requirements of the mechanical system for recovering deposited HNS from the seabed were obtained as follows: production rate (50–300 m3/hr), maximum operation depth (50m), sediment type (most forms), percentage of solids (10% or higher), horizontal operating accuracy (±10cm), limiting currents (3–5knots). These performance requirements are expected to be useful in the conceptual and basic design of mechanical systems for recovering seabed-deposited HNS. 해상을 통하여 운송되는 화학물질은 6,000여종에 이르며, 이러한 화학물질에는 해양을 오염시키거나 해양생물에 해로운 HNS(Hazardous and Noxious Substances)가 포함되어 있다. 해상운송 과정에서 바다로 유출된 HNS는 해상 및 해중에서 물리적, 화학적 변화를 거치게 되는데, 어떤 종류의 HNS는 해저로 침강하여 퇴적되기도 한다. 해저에 침적된 HNS는 해저생태계에 커다란 악영향을 주기 때문에 해저침적 HNS를 탐지․처리하여 회수하는 것이 바람직하다. 따라서 본 연구는 해저침적된 HNS를 회수하기 위한 기계장치를 개발할 때, 최우선으로 고려해야 하는 성능요건을 제시하였다. 해저의 오염물질을 회수하기 위하여 현재 사용되는 다양한 방식의 준설장비에 대하여 조사하고, 준설장비의 방식별 성능지표를 분석함으로써 기계장치에 대한 10가지의 성능지표를 선정하였다. 이러한 성능지표를 활용하여 해저침적 HNS 회수용 기계장치의 개발을 위한 성능요건을 제안하였다. 국내 항만의 수심을 고려하여, 해저침적 HNS 회수용 기계장치의 성능요건을 생산율(50~300m3/hr), 최대운용수심(50m), 저질 종류(대부분의 저질 형태), 고형률(10% 이상), 수평 작업 정확도(±10cm), 제한 유속(3~5knot) 등으로 제안하였다. 이러한 성능요건은 해저침적 HNS 회수용 기계장치의 개념설계와 기본설계에 활용될 것으로 기대된다.
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