국내에는 현재 50,435척의 5톤 미만 어선이 존재하나, 국내외 법규상 이러한 선박에서 발생하는 선저폐수를 관리하기 위한 제 도적·기술적 장치가 마련되어 있지 않다. 이로 인해 무단으로 배출되는 선저폐수는 심각한 환경오염을 유발하고, 이에 따른 경제적 손실 도 발생한다. 이에 본 연구는 소형선박용 유수 분리 장치의 내부 유동 분포를 개선하기 위해 Filter case cover 형상을 개발하였다. 입구각 0°, 30°, 45°의 세 가지 형상을 대상으로 Computational Fluid Dynamics 해석을 수행하였으며, 45° 형상에서 균일한 속도 분포와 안정적 선회 유동이 형성되어 Filter 전체 면적을 효율적으로 활용하는 것을 확인하였다. 이후 상용 Filter 6종에 대해 단일 성능평가를 수행한 결과, 양 전하막 처리된 활성탄이 유성분 흡착에 효과적임을 확인하였다. 이를 기반으로 기계적 여과 필터와 활성탄 필터로 구성된 3단계 여과 시 스템을 제안하였으며, 30ppm 유수 혼합액을 이용한 실험에서 배출수의 유분 농도를 0ppm에 근접하게 낮추고, 장시간 운전 중에도 안정적 인 유량과 처리 특성을 유지하였다. 본 연구는 형상 및 필터 구성을 최적화하여 설계 효율이 향상된 소형선박용 유수 분리 시스템의 기초 기술을 제시하며, 국내 연안의 환경오염을 방지하고 지속 가능한 생태계를 조성하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

A total of 50,435 fishing boats under 5 gross tonnage are in operation across the country; however, neither domestic nor international regulations provide institutional or technical measures to manage bilge water originating from such small vessels. Unauthorized discharges of bilge water cause serious marine environmental pollution and result in significant economic losses. To address this issue, this study developed a filter case cover geometry to improve the internal flow distribution of an oil water separation system for small vessels. Three inlet configurations with angles of 0°, 30°, and 45° were analyzed using computational fluid dynamics (CFD) to compare velocity uniformity and pathline patterns. The results confirmed that the 45° inlet configuration produced a uniform velocity distribution and stable swirling flow, enabling efficient utilization of the entire filter surface. Subsequently, six types of commercial filter media were evaluated through single-unit performance tests, demonstrating that positively charged activated carbon exhibits superior adsorption efficiency for oil components. Based on these results, a three-stage filtration system, consisting of two mechanical filters and an activated-carbon filter, is proposed. in experimental tests, the system reduced the effluent oil concentration to nearly 0ppm while maintaining a stable flow rate and consistent filtering performance during long-term operation. This study presents a fundamental technology for a small-vessel bilge water treatment system with improved design efficiency through optimized geometry and filter configuration. The proposed system is expected to contribute to the prevention of coastal marine pollution and establishment of a sustainable marine ecosystem.

요 약
Abstract
1. 서 론
2. 관련연구
3. 실험 장치 및 방법
    3.1 해석 모델 검토
    3.2 수치 해석 기법 및 경계 조건
4. 결과 및 고찰
    4.1 형상 개발 모델 CFD 해석 결과
    4.2 Filter 재질별 선저폐수 처리 능력
    4.3 시스템 성능 평가
5. 결 론
사 사
References

• 오정모(국립목포해양대학교 기관시스템공학부 교수) | Jungmo Oh (Professor, Division of Marine System Engineering, Mokpo National Maritime University, Mokpo 58628, Korea) Corresponding author
• 박진규(국립목포해양대학교 기관시스템공학부 조교수) | Jinkyu Park (Assistant Professor, Division of Marine System Engineering, Mokpo National Maritime University, Mokpo 58628, Korea)
• 임승훈(국립목포해양대학교 대학원 박사과정) | Seunghun Lim (Doctoral Program, Department of Marine Engineering, Graduate School of Mokpo National Maritime University, Mokpo 58628, Korea)
• 김신효(국립목포해양대학교 대학원 석사과정) | Shinhyo Kim (Master’s Course, Department of Marine Engineering, Graduate School of Mokpo National Maritime University, Mokpo 58628, Korea)