ろ過ユニットおよびこれを備えたバラスト水製造装置
【課題】海中に生息するプランクトンを可能な限り損傷させることなく船外へ戻すことができ、かつ小型で処理コストを低く抑えることのできるバラスト水製造装置におけるろ過システムを提供する。
【解決手段】船舶Ｓのバラスト水製造装置におけるろ過システム１であって、船舶Ｓ内に取り込まれた原水ＲＷをろ過してバラストタンク６へ供給するろ過ユニット４と、ろ過ユニット４におけるろ過膜を形成するデプスフィルタ１０に圧縮空気Ａを供給して洗浄する気体供給通路１２と、ろ過ユニット４に接続され、デプスフィルタ１０を洗浄した圧縮空気Ａを、デプスフィルタ１０内の原水ＲＷとともに船舶Ｓの外部へ排出する排出通路１４とを備え、デプスフィルタ１０を形成するろ過膜の孔径が１〜２５μｍである。
【解決手段】船舶Ｓのバラスト水製造装置におけるろ過システム１であって、船舶Ｓ内に取り込まれた原水ＲＷをろ過してバラストタンク６へ供給するろ過ユニット４と、ろ過ユニット４におけるろ過膜を形成するデプスフィルタ１０に圧縮空気Ａを供給して洗浄する気体供給通路１２と、ろ過ユニット４に接続され、デプスフィルタ１０を洗浄した圧縮空気Ａを、デプスフィルタ１０内の原水ＲＷとともに船舶Ｓの外部へ排出する排出通路１４とを備え、デプスフィルタ１０を形成するろ過膜の孔径が１〜２５μｍである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば貨物船のような船舶に搭載されるバラスト水の製造を行う装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、船舶、特に貨物船では、積荷を搭載していないときは、船の重心を下げるために、船内に設けたバラストタンクに海水などを積んで船体を安定させる対策が取られている。バラスト水は立ち寄る港で荷物を積載する際に船外へ排出されるが、外航船では、バラスト水に含まれる水生生物が多国間を行き来し、外来種として生態系に影響を与える問題が指摘されている。
【０００３】
近年、このようなバラスト水に関する問題を解決するために、国際的にバラスト水排出規則の取り組みが行われている。具体的には、バラスト水中に含まれる５０μｍ以上のプランクトン（主に動物性プランクトン）、１０〜５０μｍのプランクトン（主に植物性プランクトン）および菌類（大腸菌、腸球菌等）の数を規制するものである。これらの規制を満たすための処理方法は、通常、フィルトレーション、高速・高圧のジェット流によりプランクトンを死滅させるキャビテーションなどの機械的処理と、薬剤、オゾンなどを投入する化学的処理とを組み合わせて行われる（例えば、非特許文献１）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】海事総合誌 隔月間コンパス ２００７年９月号 ３２〜３９頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の従来のバラスト水製造装置では、フィルトレーション用のフィルタの孔径は比較的大きい５０μｍ程度であった。これは、孔径が小さいと目詰まりが起こり易くなり、これを避けるためにフィルタのろ過面積を大きくする必要があるので、装置が大型化して船舶の搭載に不利となるからである。そこで、５０μｍ以下のプランクトンは、高速高圧でスクリーンに海水を吹き付けてプランクトンをすり潰すキャビテーションや、薬剤投与によって処理している。
【０００６】
しかしながら、キャビテーションによる処理では、高速高圧で海水を吹き付けるので、動力が過大になるうえに、プランクトンの数を必要以上に減らしてしまうので、バラスト水積込み側の海洋の生態系に影響を与える恐れがある。また、薬剤等でプランクトンを処理する場合は、多量の薬剤が必要となり、毎回の処理費用が高額となってしまう。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、微粒子も取り除くことができ、かつ初期導入費用および維持管理費用を低く抑えることができるろ過ユニットと、海中に生息するプランクトンを可能な限り損傷させることなく船外へ戻すことができ、かつ小型で処理コストを低く抑えることのできるバラスト水製造装置とを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係るろ過ユニットは、ろ材とそれを収容する筐体からなるろ過ユニットであって、前記筐体が、前記ろ材に原水を供給する原水供給口と、ろ過水の取出口と、前記ろ材に逆洗用の流体を供給する流体供給口と、前記ろ材を逆洗した流体および前記原水を排出する排出口を有し、前記ろ材が孔径１〜２５μｍのデプスフィルタである。逆洗用の流体としては、気体や液体が用いられ、好ましくは気体であり、より好ましくは、空気、窒素等の不活性ガスである。
【０００９】
孔径は、以下のように定義される。一定の直径を有する粒子、好ましくは球状ポリスチレンまたはガラスビーズを水中に１００００個／Ｌ添加した液を、デプスフィルタ（外径６０ｍｍ、内径３０ｍｍ、長さ２５０ｍｍ）に２５℃、１．０ｍ３／ｈｒの条件で通水させ、デプスフィルタを透過した粒子数を光学式カウンターで測定し、通水前後の液中に存在する粒子数の差を通水前の液に存在する粒子数で除して得られる捕集率（Ｒ％）を複数の粒子について測定し、その測定値を元にして下記の近似式（１）において、Ｒが８０となる粒子の直径（Ｓ）の値を求め、これを孔径とする。
Ｒ＝１００／（１−ｍ×ｅｘｐ{−ａ×ｌｏｇ（Ｓ）}） （１）
ここで、ｍ，ａは、デプスフィルタの性状により決まる定数である。
例えば、粒子の直径が１μｍの場合は、球形ポリスチレン微粒子（１００００個／Ｌ）を添加した液を、デプスフィルタ（外径６０ｍｍ、内径３０ｍｍ、長さ２５０ｍｍ）に上記の条件で通水させることで測定が可能である。
【００１０】
この構成によれば、ろ材に孔径１〜２５μｍのデプスフィルタを用いているので、小さなプランクトンも取り除くことができるうえに、サーフェスフィルタを用いる場合に比べて、初期導入費用を抑えることができる。また、逆流洗浄を行うことで、ろ材のろ過性能を回復させて使用できるので、ろ材の交換頻度を少なくして、維持管理費用を抑えることができる。
【００１１】
本発明において、前記流体供給口と前記ろ過水取出口とが同一であることが好ましい。この構成によれば、流体供給口とろ過水取出口とを共通化して、構成を簡略化することができる。
【００１２】
本発明において、前記ろ材は複数のフィルタの両端を固定板で固定して一体化したものであることが好ましい。この構成によれば、複数のデプスフィルタを組み合わせることで、ろ過面積が大きくなるうえに、一体化により、複数のデプスフィルタが１つのサブユニットとなるので、ろ材の交換が容易になる。
【００１３】
本発明において、前記ろ材が前記ろ過水取出口に向かって斜め下方へ２０〜７０°の傾斜角で傾斜するように配置してもよい。この構成によれば、ろ過ユニットにおけるろ過水取出口と反対側が高位となるから、例えば、気体による逆流洗浄後に原水をろ過する場合、筐体内の気体が前記反対側から抜け易くなり、ろ過水にエアが混入する恐れが少なくなる。また、傾斜角が大き過ぎると、ろ過ユニットの上下方向寸法が大きくなるので、取り外し等のメンテナンスの際に、ろ過ユニットの上方にろ材を抜き出すための広いスペースが必要となり、小さ過ぎると、ろ過ユニット内の流体が抜け難くなる。
【００１４】
本発明において、前記ろ材が前記ろ過水取出口に向かって斜め上方へ２０〜７０°の傾斜角で傾斜するように配置することもできる。この構成によれば、ろ過水取出口側に位置する、デプスフィルタの開口端が斜め上方に開口することになるので、低位のデプスフィルタの閉止端付近の空気が開口端から抜けるから、デプスフィルタ内に空気が残るのを防いで、デプスフィルタの全体を使って効率的にろ過を行うことができる。
【００１５】
本発明において、前記排出口が前記原水供給口よりも上方に設けられていることが好ましい。この構成によれば、初動時または逆流洗浄を気体で行った後に、ろ過ユニット内に原水を供給して、ユニット内のいわゆる「エア抜き」を行う際に、ろ過ユニット内の気体が円滑に排出される。
【００１６】
また、本発明に係るバラスト水製造装置は、本発明に係るろ過ユニットを有し、前記ろ過ユニットから取り出したろ過水をバラスト水として、船舶のバラストタンクへ供給する装置であって、前記ろ過ユニットにおける流体供給口に接続され、ろ材を洗浄するための流体を供給する流体供給通路と、前記ろ過ユニットにおける排出口に接続され、前記ろ材を洗浄した流体を、ろ過ユニット内の原水とともに船舶の外部へ排出する排出通路と、を備えている。
【００１７】
この構成によれば、ろ材を形成するデプスフィルタの孔径が１〜２５μｍであるので、大部分のプランクトンを生かしたまま捕捉して船外へ排出することができ、バラスト水積込み側の海洋の生態系を壊さないうえに、従来のようなプランクトンを処理するためのキャビテーションや薬剤投与の必要がなくなるから、動力の消費電力量や薬剤の使用量が少なくて済む。その結果、小型で処理費用の安いシステムを構築することができる。また、ろ材を逆流洗浄しているので、ろ材のろ過性能を回復させて使用することができ、処理費用をさらに削減することができる。
【００１８】
本発明に係るろ過水の製造方法は、原水をろ材でろ過してろ過水を製造する方法であって、ろ材に原水を供給しながら、ろ過水側からろ材へ流体を供給し、この流体を前記原水とともに排出する逆洗工程を備えている。
【００１９】
この構成によれば、逆流洗浄を行うことで、ろ材のろ過性能を回復させて使用されるので、維持管理費用を抑えることができる。また、逆流洗浄中もろ過ユニットに原水が常に供給されているので、逆洗用の流体を原水供給側に逆流させることなく、スムーズに排水できる。
【００２０】
本発明において、前記ろ材として孔径１〜２５μｍのデプスフィルタを用いることが好ましい。デプスフィルタは、被ろ過物質をフィルタの表面のみで捕集するサーフェスフィルタと異なり、フィルタの厚み方向全体で被ろ過物質を捕集することができるので、捕集量が多く、フィルタが長時間目詰まりを起こすことがない。
【００２１】
本発明に係るバラスト水の製造方法は、本発明のバラスト水製造装置を用いたバラスト水製造方法であって、前記ろ材からバラストタンクへのろ過水の供給およびろ材への流体の供給を停止した状態で、前記ろ過ユニットを経て前記排出口から流体を原水とともに排出する準備工程と、ろ材からの原水の排出とろ材への流体供給とを停止した状態で、ろ過ユニットに原水を供給して、ろ過水を前記ろ過水取出口に送るろ過工程と、バラストタンクへのろ過水の供給を停止した状態で、ろ材に原水を供給しながら、ろ過水側からろ材へ流体を供給し、この流体を前記原水とともに前記排出口から前記排出通路を経て船舶の外部へ排出する逆洗工程とを備えている。
【００２２】
この構成によれば、海中に生息するプランクトンを可能な限り損傷させることなく船外へ戻すことができ、かつ小型で処理コストを低く抑えることができる。また、ろ過ユニットへは原水が常に供給されているので、通路内に急激な圧力変動が起こるのを避けることができ、水撃の発生を防止することができる。さらに、逆洗工程においても原水がろ過ユニットへ供給されるので、逆洗用流体を原水供給側に逆流させることなく、スムーズに排水できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のろ過ユニットおよびろ過水製造方法によれば、逆流洗浄を行うことで、ろ材のろ過性能を回復させて使用することができ、維持管理費用を抑えることができる。また、逆流洗浄中もろ過ユニットに原水が常に供給されているので、逆洗用流体を原水供給側に逆流させることなく、スムーズに排水できる。
また、本発明のバラスト水製造装置およびバラスト水製造方法によれば、大部分のプランクトンを生かしたまま捕捉することができ、バラスト水積込み側の海洋の生態系を壊さないうえに、動力の消費電力量や薬剤の使用量が少なくて済み、その結果、小型で処理費用の安いシステムを構築することができる。また、デプスフィルタのろ過性能を回復させて使用することで、処理費用をさらに削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るろ過ユニットを備えたバラスト水製造装置の系統図である。
【図２】同上ろ過ユニットの拡大断面図である。
【図３】同上ろ過システムの運転工程表である。
【図４】デプスフィルタの孔径を変えたときの原水の供給流量と圧力損失との関係を示したグラフである。
【図５】本発明の第２実施形態に係るろ過ユニットの斜視図である。
【図６】同ろ過ユニットの固定板の平面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係るバラスト水製造装置の系統図である。
【図８】同装置の一方のろ過ユニットでろ過するときの系統図である。
【図９】同装置の他方のろ過ユニットでろ過するときの系統図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係るろ過ユニットの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るろ過ユニットを備えた船舶のバラスト水製造装置の概略系統図である。バラスト水製造装置１は船舶Ｓ内に設置されており、原水ＲＷを船舶Ｓ内に取り込むバラストポンプ２と、船舶内に取り込まれた原水ＲＷをろ過するろ過ユニット４とを備えている。ろ過ユニット４には、バラストポンプ２により原水ＲＷが供給される原水通路５と、ろ過ユニット４からのろ過水ＦＷを船舶Ｓ内に設置されたバラストタンク６に供給する送水通路８と、ろ過ユニット４内の原水ＲＷを後述する圧縮空気Ａとともに船外へ排出する排出通路１４とが接続され、送水通路８にはろ過ユニット４へ圧縮空気Ａを供給する気体供給通路１２が接続されている。これにより、船舶Ｓに搭載済みの既存のバラスト水製造装置に対して、そのろ過ユニットを本発明のろ過ユニット４に交換し、さらに既存の送水通路に気体供給通路１２を接続することで、既存のバラスト水製造装置にも本発明を容易に適用できる。
【００２６】
各通路５，８，１２，１４は配管により形成されている。ろ過ユニット４は、筒形の筐体９内にろ過膜を形成するろ材であるデプスフィルタ１０が収納されている。本実施形態では、バラストポンプ２は船舶に搭載されているが、船外に設けられてもよく、例えば、港に設置されていてもよい。
【００２７】
原水通路５には、原水流量の調整弁として機能する第１自動開閉弁ＭＶ１が接続され、原水通路５における第１自動開閉弁ＭＶ１とろ過ユニット４の間、つまりろ過ユニット４の一次側に一次圧力センサＰ１が設けられている。送水通路８には、ろ過水ＦＷの送水弁として機能する第２自動開閉弁ＭＶ２が接続され、送水通路８における第２自動開閉弁ＭＶ２とろ過ユニット４の間、つまりろ過ユニット４の二次側に二次圧力センサＰ２が設けられている。さらに、送水通路８におけるバラストタンク６の上流側にミキサー２６が設けられ、このミキサー２６により、薬剤タンク２８から投入された殺菌用の薬剤とろ過水ＦＷとが撹拌されている。投入される薬剤は、例えば、次亜塩素酸類、過酸化物である。また、薬剤を投入する方法に代えて、バラスト水管理条約で規定された基準に適合した処理水を製造するための、その他の公知の殺菌手段を用いてもよい。具体例として、オゾンと接触させる方法、紫外線を照射する方法などである。
【００２８】
気体供給通路１２には圧縮空気導入弁として作用する第３自動開閉弁ＭＶ３が接続され、排水通路１４には、排水弁として作用する第４自動開閉弁ＭＶ４が接続されている。前記気体供給通路１２の一端は図示しない空気圧縮機に接続されており、他端がろ過ユニット４の下部の二次側に接続されている。なお、気体供給通路１２の他端は、送水通路８におけるろ過ユニット４近傍、より具体的には、ろ過ユニット４と二次圧力センサＰ２との間に接続してもよい。バラストポンプ２および第１〜４自動開閉弁ＭＶ１〜ＭＶ４の駆動は、コントローラ３０により制御されている。また、一次圧力センサＰ１および二次圧力センサＰ２の出力はコントローラ３０に入力されている。
【００２９】
空気圧縮機は船舶に別の用途で搭載されているものを使用してもよいし、専用のものを設置してもよい。また、各自動開閉弁ＭＶ１〜４としては、エア駆動弁、電動弁、電磁弁あるいはコントローラを使用しない手動弁などが用いられる。
【００３０】
デプスフィルタ１０は、一端が開口し、他端が閉止部材１３により閉塞された中空円筒状であり、その一端である開口端１０ａをろ過水取出口１６に向けることにより、デプスフィルタ１０の中空部１１をろ過水取出口１６に連通させている。原水ＲＷは、デプスフィルタ１０を径方向に通過する際に、フィルタ内部の空孔により異物が捕捉され、ろ過水ＦＷが得られる。デプスフィルタ１０はまた、ろ過ユニット４の筐体９内に着脱自在に収納されて、開口端１０ａが他端である閉止端１０ｂよりも下になるよう、つまり、ろ過ユニット４がろ過水取出口１６に向かって斜め下方へ傾斜するように配置されている。デプスフィルタ１０の長手方向の中心線Ｃと水平面Ｈとのなす角である傾斜角αは２０〜７０°が好ましく、より好ましくは、３０〜６０°である。
【００３１】
ろ過ユニット４の拡大断面図である図２に示すように、傾斜したろ過ユニット４の筐体９の下側の一端壁９ａにろ過水取出口１６が設けられ、ろ過ユニット４の筐体９の周壁９ｂにおける一端壁９ａ寄りの下部に原水供給口１８が設けられ、原水供給口１８よりも上方で、筐体９の周壁９ｂにおける他端壁９ｃ寄りの上部に排出口２２が設けられている。
【００３２】
前記原水通路５が原水供給口１８に接続され、送水通路８がろ過水取出口１６に接続され、排水通路１４が排出口２２に接続されている。ろ過水取出口１６には、気体供給通路１２が接続されており、ろ過水取出口１６は、ろ過ユニット４における圧縮空気Ａの気体供給口２４も兼ねているので、気体供給口２４が、圧縮空気Ａおよび原水ＲＷの導出口である排出口２２よりも低い位置に設けられていることになる。これにより、圧縮空気Ａの圧力によるエアリフト効果を利用して、すなわちエアによって排水通路１４内の原水ＲＷを押し上げて、原水ＲＷを排水するので、原水ＲＷおよび圧縮空気Ａをスムーズに排出することができる。原水供給口１８および排出口２２は、デプスフィルタ１０の一次側に設けられており、ろ過水取出口１６は二次側に設けられている。
【００３３】
デプスフィルタ１０は外圧方式の円筒状フィルタであり、縦断面形状がコ字形である。該デプスフィルタ１０は、例えば、合成繊維や化学繊維をウェブ、不織布、紙、織物等の形態にして溶着・成形等を行い、円筒状に加工した積層タイプと呼ばれるものが例示される。合成繊維としては、ポリオレフィン、ポリエステル、あるいはナイロンやエチレンビニルアルコール共重合体などの熱溶融性ポリマーまたはポリビニルアルコールやポリアクリロニトリルなどのポリマーを用いることができる。中でも、気体による逆流洗浄を行う場合、フィルタ交換時の液きり性の観点から、ポリオレフィンおよびポリエステル、具体的には、ポリプロピレンが好ましい。また、フィルタはその厚み方向において、繊維の密度や繊度を変更し、フィルタの外側（原水流入側）において、繊維密度が低い、あるいは繊度が大きい構造が好ましい。該デプスフィルタ１０としては、他にも、フィラメントや紡績糸をスパイラル状に巻きつけた糸巻きフィルタと呼ばれるものや、スポンジのような樹脂成形体である樹脂成形タイプと呼ばれるものがある。
【００３４】
ろ過膜の孔径は、１〜２５μｍであり、より好ましくは１〜１０μｍである。孔径が小さ過ぎると目詰まりが発生し、圧力損失が大きくなる。孔径が大き過ぎると小さいプランクトンが通過してしまうので、これを減らすためにキャビテーションなどの別途手段が必要となり、バラスト水製造費用が高くなる。
【００３５】
デプスフィルタ１０は当該ろ過ユニット４においては逆洗可能であり、逆洗によりろ過性能を回復させて、ろ過時の差圧が上昇することなく使用できる。本実施形態では、逆洗は、コンプレッサ（図示しない）から気体供給通路１２（図１）を通って供給される圧縮空気Ａにより行っており、気体供給口２４からの圧縮空気Ａの供給圧は、一次圧力センサＰ１の指示圧力よりも０．０５〜０．２ＭＰａ高い圧力である。逆洗に用いられる流体は空気以外の気体、例えば窒素等でもよく、また、真水、ろ過された海水等の液体でもよい。
【００３６】
次に、図１および図３を用いて、バラスト水製造装置の運転方法、つまり、本実施形態に係るろ過ユニットによるろ過水製造方法について説明する。図３に示すように、バラスト水製造装置の運転方法は、ろ過の準備工程であるエア抜き工程、第１切替工程、ろ過工程、第２切替、第３切替および逆洗工程からなる。
【００３７】
コントローラ３０に設置された始動ボタン（図示しない）を操作してバラスト水製造装置１を作動させると、まずバラストポンプ２が起動し、第１自動開閉弁ＭＶ１と第４自動開閉弁ＭＶ４とを開いてエア抜き工程に入る。エア抜き工程では、第２自動開閉弁ＭＶ２と第３自動開閉弁ＭＶ３を閉じて、デプスフィルタ１０からバラストタンク６へのろ過水ＦＷの供給およびデプスフィルタ１０への圧縮空気Ａの供給を停止した状態で、ろ過ユニット４を経て排出通路１４に原水ＲＷを流して、船外へ排出することにより、原水通路５およびろ過ユニット４のエア抜きを行う。
【００３８】
次に、第２自動開閉弁ＭＶ２を開いて第１切替工程に入る。第１切替工程では、デプスフィルタ１０への圧縮空気Ａの供給を停止した状態で、ろ過ユニット４を経て、排出通路１４に原水ＲＷを、送水通路８にろ過水ＦＷをそれぞれ供給する。
【００３９】
つづいて、第４自動開閉弁ＭＶ４を閉じてろ過工程に入る。ろ過工程では、デプスフィルタ１０からの排水とデプスフィルタ１０への圧縮空気供給とを停止した状態で、ろ過ユニット４に原水ＲＷを供給して、ろ過水ＦＷを送水通路８に送る。このとき、原水ＲＷはデプスフィルタ１０の外側からデプスフィルタ１０のろ過膜を通過して中空部１１へ流入することにより、原水ＲＷ中の異物が除去されてろ過される。ろ過水ＦＷは送水通路８を通って、バラストタンク６へ供給される。
【００４０】
次に、第４自動開閉弁ＭＶ４を開いて第２切替工程に入る。第２切替工程では、デプスフィルタ１０への圧縮空気Ａの供給を停止した状態で、原水ＲＷをろ過ユニット４に供給することにより、ろ過水ＦＷを送水通路８に流し、原水ＲＷを排出通路１４に流す。
【００４１】
つづいて、第２自動開閉弁ＭＶ２を閉じて第３切替工程に入る。第３切替工程では、デプスフィルタ１０からバラストタンク６へのろ過水ＦＷの供給およびデプスフィルタ１０への圧縮空気Ａの供給を停止した状態で、原水ＲＷを排出通路１４に流す。こうしてデプスフィルタ１０からのろ過水ＦＷの供給を停止することにより、次の逆洗工程におけるろ過水ＦＷの流れ方向と逆方向への圧縮空気Ａの供給開始に備える。
【００４２】
次に、第２自動開閉弁ＭＶ２を閉じたままで、第３自動開閉弁ＭＶ３を開けて逆洗工程に入る。逆洗工程では、バラストタンク６へのろ過水ＦＷの供給が停止されている状態で、ろ過ユニット４に原水ＲＷを供給しながらデプスフィルタ１０の中空部１１へ圧縮空気Ａを供給し、この圧縮空気Ａを原水ＲＷとともに排出通路１４に流す。これにより、圧縮空気Ａがろ過工程とは逆方向にデプスフィルタ１０を通過して、デプスフィルタ１０に付着した異物および筐体９内に溜まった異物をろ過ユニット４外へ導出させ、排出通路１４から船舶Ｓの外部へ排出する。
【００４３】
逆洗工程が完了すると、第３自動開閉弁ＭＶ３を閉めてエア抜き工程に戻る。以降このループが繰り返される。エア抜き工程の継続時間は、タイマのような時限装置により可変設定される。設定時間は処理設備の規模によって異なるが、例えば、数秒〜１分程度である。第１、第２および第３切替工程はごく短時間、例えば数秒程度であり、これもタイマのような時限装置により可変設定される。このように、ろ過工程および逆洗工程に入る前に、第１、第２および第３切替工程を経由させることで、通路内に急激な圧力変動が起こるのを避けることができる。ろ過工程および逆洗工程の時間は、原水の水質や設備の規模により異なるが、例えば、１０分程度で、これもタイマのような時限装置により可変設定される。ろ過工程から第２切替工程への移行は、一次圧力センサＰ１と二次圧力センサＰ２との差圧△Ｐ（＝Ｐ１−Ｐ２）が規定値よりも大きくなった時点で行うようにしてもよい。
【００４４】
ろ過工程中は、コントローラ３０が常時差圧△Ｐを監視しており、差圧△Ｐが警報値Ｈ１を上回ると、例えばブザーのような警報を発し注意を促す。この時点では水処理装置１は運転を継続する。さらに、差圧△Ｐが大きくなり非常停止値Ｈ２を上回ると、例えばベルのような警報を発し、水処理装置１が緊急停止する。具体的には、コントローラ３０がバラストポンプ２を停止させ、すべての自動開閉弁ＭＶ１〜４を閉止させる。
【００４５】
急激な圧力変化や、流速変化はプランクトンに損傷を与えるだけでなく、パラストポンプ２、各自動開閉弁ＭＶ１〜４、各通路５，８，１２，１４に水撃（ウォータハンマ）が発生してしまうが、図３の運転方法のように、バラストポンプ２が常に運転してバラストポンプ２からの原水ＲＷの供給が止まることがなく、しかも各自動開閉弁ＭＶ１〜４の開閉タイミングを調節しているので、マイルドな運転を行うことができる。また、原水ＲＷを流しながら逆洗を行うので、バラストポンプ２の吐出圧と圧縮空気Ａの空気圧によりスムーズに排水できるうえに、別途ドレンポンプやドレン配管が不要となり、システムを簡素化できる。
【００４６】
上記構成において、デプスフィルタ１０を形成するろ過膜の孔径が１〜２５μｍであるので、フィルタの目詰まりによる圧力損失を抑えつつ、大部分のプランクトンを生かしたまま捕捉することができ、バラスト水積込み側の海洋の生態系を壊さないうえに、従来のようなプランクトンを処理するためのキャビテーションや薬剤投与をする必要がなくなるから、動力の消費電力量や薬剤の使用量が少なくて済む。その結果、小型で処理費用の安いバラスト水製造装置を構築することができる。また、デプスフィルタ１０を逆流洗浄しているので、デプスフィルタ１０のろ過性能を回復させて使用することができ、処理費用をさらに削減することができる。さらに、安価なデプスフィルタ１０を用いているので、平膜のようなフィルタ表面で異物を捕捉するサーフェスフィルタを用いる場合に比べて、初期導入費用を抑えることができる。
【００４７】
気体供給口２４とろ過水取出口１６とが同一であるので、気体供給口２４とろ過水取出口１６とを共通化して、構成を簡単にすることができる。
【００４８】
さらに、ろ過ユニット４がろ過水取出口１６に向かうにつれて下方へ傾斜するように配置されているので、ろ過ユニット４におけるろ過水取出口１６と反対側が高位となり、気体による逆流洗浄後に原水ＲＷをろ過する際に、ろ過ユニット４内の空気Ａが抜け易くなり、ろ過水ＦＷにエアが混入する恐れが少なくなる。また、この水平方向に対する傾斜角αが大き過ぎると、ろ過ユニット４の上下寸法が大きくなるので、取り外し等のメンテナンスの際に、ろ過ユニット４の上方にデプスフィルタ１０を抜き出すための広いスペースが必要となり、小さ過ぎると、ろ過ユニット４内の空気Ａが抜け難くなる。したがって、この傾斜角αは２０〜７０°であることが好ましい。
【００４９】
排出口２２が原水供給口１８よりも上方に設けられているので、ろ過運転のために原水を供給し始める初動時、または逆流洗浄後に原水の供給を再開することによりろ過ユニット４内のエア抜きを行う際に、ろ過ユニット４内の空気Ａが円滑に排出される。
【００５０】
さらに、上記運転方法によれば、図３に示すように、システム稼働中はバラストポンプ２が常に運転している、つまり、ろ過ユニット４へは原水ＲＷが常に供給されているので、通路内に急激な圧力変動が起こるのを避けることができ、水撃の発生を防止することができる。また、逆洗工程においても原水ＲＷがろ過ユニット４へ供給されるので、圧縮空気Ａの供給圧と原水ＲＷの供給圧とにより、圧縮空気Ａを原水通路５内に逆流させることなく、原水流にのせてスムーズに排水できる。
【００５１】
また、デプスフィルタは、被ろ過物質をフィルタの表面のみで捕集するサーフェスフィルタと異なり、フィルタの厚み方向全体で被ろ過物質を捕集することができるので、捕集量が多く、フィルタが長時間目詰まりを起こすことがない。
【００５２】
本実施形態におけるデプスフィルタ１０を用いて、検証実験を行った。原水は海水で、原水の供給圧力、流量は、それぞれ０．０３ＭＰａ、０．０３７ｍ３／ｍｉｎである。逆洗用の流体には圧縮空気を用いて、圧縮空気の供給圧力、流量は、それぞれ０．１３ＭＰａ、０．４Ｎｍ３／ｍｉｎである。使用したデプスフィルタは、長さ２５ｃｍで、孔径は１μｍ，２５μｍとした。また、デプスフィルタの軸心を水平面に対して４５°傾斜させて配置した。
【００５３】
検証１：初期圧力損失
表１は、原水温度が２５℃のときの孔径０．５μｍ、１μｍおよび２５μｍのデプスフィルタにおいて、原水を供給した際のデプスフィルタの一次側と二次側との圧力の差を示したもので、図４は、原水の供給流量と圧力損失の関係を示したグラフである。表１および図４から明らかなように、１μｍおよび２５μｍのデプスフィルタにおいては圧力損失が小さいが、０．５μｍのデプスフィルタにおいては圧力損失が極めて大きく、ほとんど原水が流れなくなった。したがって、デプスフィルタの孔径は１μｍ以上であることが好ましい。
【００５４】
【表１】
【００５５】
検証２：逆洗効果
表２は、孔径１μｍと２５μｍのデプスフィルタのそれぞれにおいて、連続ろ過運転した場合と、ろ過運転・逆洗運転を交互に行った場合のデプスフィルタの状態（差圧の状況）を示したものである。ろ過・逆洗の交互運転は、ろ過運転と逆洗運転を５分毎に交互に繰り返した。連続ろ過運転をした場合、２５μｍのデプスフィルタでは約２時間で、１μｍのデプスフィルタでは約４０分間で差圧が上昇し、デプスフィルタが閉塞した。ろ過・逆洗の交互運転では、１μｍ、２５μｍのどちらのデプスフィルタにおいても、５時間連続運転後も差圧の上昇はなく、デプスフィルタの閉塞はなかった。
【００５６】
【表２】
【００５７】
検証３：ろ過水の水質
表３は、孔径１μｍ、２５μｍのデプスフィルタそれぞれにおける、原水およびろ過水１ｍｌ中に含まれるサイズ別の粒子の数（水中パーティクル数）と、除去率を示している。各データの分母が原水における水中パーティクル数、分子がろ過水における水中パーティクル数を表し、括弧内の数値は除去率を表している。孔径が２５μｍのデプスフィルタでは、粒子径が２５μｍ以上の粒子の約９６％、１０μｍ以上の粒子の約８８％が除去され、１μｍ以上の粒子でも６０％以上が除去されている。さらに、孔径が１μｍのデプスフィルタでは、粒子径が２５μｍ以上の粒子の９９％以上、１０μｍ以上の粒子の約９４％が除去され、１μｍ以上の粒子でも９０％以上が除去されている。
【００５８】
【表３】
【００５９】
検証４：薬剤投入量
表４は、デプスフィルタ１０を通過後のろ過水に残留した菌および微生物を処分するのに必要な薬剤（次亜塩素酸）の濃度を示している。「なし」は、ろ過を行わない、すなわち生の海水であり、孔径５０μｍのデプスフィルタ１０は、従来のバラスト水製造用に用いられているものである。表４からわかるように、孔径が３０μｍの場合は、従来の５０μｍのものと比べて効果が薄いが、２５μｍのデプスフィルタ１０を使用すると、従来の５０μｍの３分の１程度の濃度で済み、１０μｍの場合では、８分の１以下の濃度で済む。したがって、デプスフィルタの孔径は２５μm以下であることが好ましい。
【００６０】
【表４】
【００６１】
検証１の結果から分かるように、本実施形態に使用するデプスフィルタ１０は、孔径が１μｍであっても圧力損失がほとんどないので、デプスフィルタ１０の投影面積が少なくて済み、ろ過ユニット４が大型化するのを抑えることができる。また、検証２の結果から分かるように、逆洗を行うことで、繰り返し使用可能となる。これにより、寿命が格段に長くなる。さらに、検証３の結果から分かるように、孔径が２５μｍのもので、５０μｍ以上のプランクトンの９０％以上、１０μｍ以上のプランクトンの８０％以上を除去している。また、検証４の結果から分かるように、孔径を２５μｍとしたもので、従来の孔径５０μｍのフィルタを使用する場合と比べて、３分の１の濃度の薬剤で済む。したがって、デプスフィルタ１０の孔径は１〜２５μｍとすることができる。
【００６２】
図５は、複数のデプスフィルタ１０を備えた、本発明の第２実施形態に係るろ過ユニット４Ａを示す斜視図である。第１実施形態と同様に、ろ過ユニット４Ａは、ろ材３８とそれを収容する円筒状の筐体９Ａとからなり、筐体９Ａはろ過水取出口１６Ａと、原水供給口１８Ａと、排出口２２Ａと、気体供給口２４Ａとを有しており、ろ過水取出口１６Ａと気体供給口２４Ａとは共通としている。これらろ過水取出口１６Ａ、原水供給口１８Ａ、排出口２２Ａおよび気体供給口２４Ａの配置、機能は第１実施形態と同様である。
【００６３】
筐体９Ａの上部には蓋部９Ａｃが開閉自在に設けられ、下部には底板９Ａｄが設けられている。底板９Ａｄには、各デプスフィルタ１０に対応する位置に円形の貫通孔５２が設けられ、各デプスフィルタ１０の中空部１１がろ過水取出口１６Ａおよび気体供給口２４Ａと連通している。第２実施形態では、ろ材３８として複数のデプスフィルタ１０の両端を固定板４０で固定して一体化したサブユニットを使用している。固定手段は、例えば接着剤による固着であるが、これに限定されない。各デプスフィルタ１０は、閉止部材１３（図２）で一端を閉塞していないこと、すなわち、両端が開口した中空円筒状であることを除いて、第１実施形態と同様のものである。この実施形態では、１９本のデプスフィルタ１０を用いているが、デプスフィルタ１０の数はこれに限定されない。
【００６４】
図６は固定板４０の平面図である。固定板４０は、例えば樹脂製の板材からなり、各デプスフィルタ１０に対応する位置に円形の開口４６が形成されている。開口４６の直径はデプスフィルタ１０の外径よりも小さく設定されている。この実施形態では、固定板４０は六角形であるが、他の多角形あるいは円形でもよい。固定板４０の一側部には被係合溝４８が形成され、筐体９Ａの係合板４４に係合されて、筐体９Ａに対するろ材３８の周方向の位置決めが行われている。
【００６５】
次に図５を用いて第２実施形態のろ過ユニット４Ａの組立方法を説明する。まず、接着剤などを用いて、デプスフィルタ１０の両端が開口４６に合致するように、各デプスフィルタ１０を固定板４０に固定することで一体化して、ろ材３８をサブユニットとして完成させる。
【００６６】
つづいて、図５に示す固定板４０の被係合溝４８を筐体９Ａの係合板４４に係合させた状態で、ろ材３８を筐体９Ａに挿入する。さらに、蓋部９Ａｃを閉めることで、ろ材３８が蓋部９Ａｃと底板９Ａｄとにより挟持されて強固に支持される。
【００６７】
ここで、デプスフィルタ１０の上部は蓋部９Ａｃにより閉止されるので、デプスフィルタ１０の中空部１１内のろ過水ＦＷは、下部の底板９Ａｄの貫通孔５２を通ってろ過水取出口１６Ａから導出される。また、気体供給口２４Ａからろ過ユニット４Ａに導入された逆流洗浄用の圧縮空気Ａは、底板９Ａｄの貫通孔５２からデプスフィルタ１０の中空部１１に導かれ、デプスフィルタ１０を洗浄する。
【００６８】
第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏することができるうえに、複数のデプスフィルタ１０を組み合わせてろ材３８を形成しているので、ろ過面積が大きくなり、効率よくろ過を行うことができる。さらに、複数のデプスフィルタ１０をサブユニットとして一体化しているから、一体化されたろ材３８を交換することで複数のデプスフィルタ１０を容易に交換できる。
【００６９】
図７は、第３実施形態に係るバラスト水製造装置の概略系統図である。図１の実施形態との違いは、２つの第１および第２ろ過ユニット４Ｂ，４Ｃを備えており、一方のろ過ユニット４Ｂ（４Ｃ）でろ過している間に他方のろ過ユニット４Ｃ（４Ｂ）を逆流洗浄する点で、その他の構造、動作は図１の装置と同様である。ろ過ユニット４Ｂ，４Ｃは、第１実施形態のろ過ユニット４であっても、第２実施形態のろ過ユニット４Ａであってもよい。
【００７０】
第３実施形態では、バラストポンプ２から原水ＲＷが供給される原水通路５が２つの原水枝通路５Ｂ，５Ｃに分岐して、第１および第２原水枝通路５Ｂ，５Ｃがそれぞれ第１および第２ろ過ユニット４Ｂ，４Ｃの原水供給口１８Ｂ，１８Ｃに接続されている。第１および第２原水枝通路５Ｂ，５Ｃには、それぞれ第１および第２原水流入弁Ｂ１，Ｃ１が設けられている。ミキサー２６、薬剤タンク２８を経由してろ過水ＦＷをバラストタンク６に送る送水通路８も、２つの第１および第２ろ過水枝通路８Ｂ，８Ｃに分岐して、第１および第２ろ過水枝通路８Ｂ，８Ｃがそれぞれ第１および第２ろ過ユニット４Ｂ，４Ｃのろ過水取出口１６Ｂ，１６Ｃに接続されている。第１および第２ろ過水枝通路８Ｂ，８Ｃには、それぞれ第１および第２ろ過水送水弁Ｂ２，Ｃ２が設けられている。
【００７１】
逆流洗浄用の圧縮空気Ａを供給する空気供給通路１２も２つの第１および第２空気枝通路１２Ｂ，１２Ｃに分岐して、第１および第２空気枝通路１２Ｂ，１２Ｃがそれぞれ第１および第２ろ過水枝通路８Ｂ，８Ｃにおける第１および第２ろ過水送水弁Ｂ２，Ｃ２の上流側、すなわちろ過ユニット４Ｂ，４Ｃ側に接続される。第１および第２空気枝通路１２Ｂ，１２Ｃには、それぞれ第１および第２空気供給弁Ｂ３，Ｃ３が設けられている。各ろ過ユニット４Ｂ，４Ｃ内の原水ＲＷを圧縮空気Ａとともに排出する排出通路１４も２つの第１および第２排出枝通路１４Ｂ，１４Ｃに分岐して、第１および第２排水枝通路１４Ｂ，１４Ｃがそれぞれ第１および第２ろ過ユニット４Ｂ，４Ｃの排出口２２Ｂ，２２Ｃに接続される。第１および第２排出枝通路１４Ｂ，１４Ｃには、それぞれ第１および第２排出弁Ｂ４，Ｃ４が設けられている。
【００７２】
この実施形態でも、バラストポンプ２、バラストタンク６、ミキサー２６、薬剤タンク２８および原水通路５、送水通路８、空気供給通路１２、排出通路１４は、船舶に既存のものを使用することができ、本実施形態に係るろ過ユニット４Ｂ，４Ｃと、これに接続される各枝配管のみを既存のものと交換することもできる。また各弁Ｂ１〜４およびＣ１〜４としては、エア駆動弁、電動弁、電磁弁あるいはコントローラを使用しない手動弁などが用いられる。
【００７３】
次に図８および図９を用いて、本実施形態のバラスト水製造装置の運転方法を説明する。図８は、第１ろ過ユニット４Ｂでろ過を行い、第２ろ過ユニット４Ｃを逆流洗浄しているときの系統図である。このとき、第１原水流入弁Ｂ１、第１ろ過水送水弁Ｂ２，第２原水流入弁Ｃ１，第２空気供給弁Ｃ３および第２排出弁Ｃ４が開いており、第１空気供給弁Ｂ３，第１排出弁Ｂ４および第２ろ過水送水弁Ｃ２が閉じている。バラストポンプ２により供給される原水ＲＷは、第１および第２原水枝通路５Ｂ，５Ｃを通って、第１および第２ろ過ユニット４Ｂ，４Ｃに供給される。第１ろ過ユニット４Ｂに供給された原水ＲＷはデプスフィルタ１０によりろ過され、第１送水枝通路８Ｂから送水通路８を通ってバラストタンク６に送られる。一方、空気圧縮機（図示しない）から供給された圧縮空気Ａは、第２空気枝通路１２Ｃを通って第２ろ過ユニット４Ｃに供給され、デプスフィルタ１０を逆流洗浄して、原水ＲＷとともに第２排出枝通路１４Ｃから排出通路１４を通って船舶の外へ排出される。図中の矢印ＲＡは原水ＲＷの流れを、矢印ＦＡはろ過水ＦＷの流れを、矢印ＡＡは圧縮空気Ａの流れをそれぞれ示している。
【００７４】
図９は、第２ろ過ユニット４Ｃでろ過を行い、第１ろ過ユニット４Ｂを逆流洗浄しているときの系統図である。このとき、第１原水流入弁Ｂ１、第１空気供給弁Ｂ３、第１排出弁Ｂ４、第２原水流入弁Ｃ１および第２ろ過水送水弁Ｃ２が開いており、第１ろ過水送水弁Ｂ２、第２空気供給弁Ｃ３および第２排出弁Ｃ４が閉じている。バラストポンプ２により供給される原水ＲＷは、第１および第２原水枝通路５Ａ，５Ｂを通って、第１および第２ろ過ユニット４Ｂ，４Ｃに供給される。第２ろ過ユニット４Ｃに供給された原水ＲＷはデプスフィルタ１０によりろ過され、第２送水枝通路８Ｃから送水通路８を通ってバラストタンク６に送られる。一方、空気圧縮機（図示しない）から供給された圧縮空気Ａは、第１空気枝通路１２Ｂを通って第１ろ過ユニット４Ｂに供給され、デプスフィルタ１０を逆流洗浄して、原水ＲＷとともに第１排出枝通路１４Ｂから排出通路１４を通って船舶の外へ排水される。
【００７５】
タイマなどの時限装置により、図８と図９の各弁Ｂ１〜４およびＣ１〜４の開閉状態を交互に繰り返すことで、一方のろ過ユニット４Ｂ（４Ｃ）が逆流洗浄中であっても、他方のろ過ユニット４Ｃ（４Ｂ）でろ過を行うことができる。本実施形態では、２つのろ過ユニット４Ｂ，４Ｃを設けているが、３つ以上であってもよい。
【００７６】
第３実施形態によれば、第１および第２ろ過ユニット４Ｂ，４Ｃの洗浄、ろ過が同時に行われるので、常にろ過を継続することが可能となり、バラスト水製造時間を短縮することができる。また、仮に、一方のろ過ユニット４Ｂ（４Ｃ）に異常が発生した場合でも、他方のろ過ユニット４Ｃ（４Ｂ）をろ過と逆流洗浄を交互に行うようにして使用することで、バラスト水を製造することができるので、システム全体の信頼性が向上する。
【００７７】
図１０は、第４実施形態のろ過ユニット４Ｄを示す。この実施形態では、ろ過ユニット４Ｄの円筒状の筐体９Ｄは、下側の一端壁９Ｄａと、周壁９Ｄｂと、上側の他端壁９Ｄｃとからなり、軸心Ｃが傾斜して、一端壁９Ｄａから他端壁９Dｃに向かって斜め上方へ傾斜するように配置されている。デプスフィルタ１０の長手方向の中心線Ｃと水平面Ｈとのなす角である傾斜角αは２０〜７０°が好ましく、より好ましくは、３０〜６０°である。傾斜角αが大き過ぎると、ろ過ユニット４Ｄの上下寸法が大きくなるので、取り外し等のメンテナンスの際に、ろ過ユニット４Ｄの上方にデプスフィルタ１０Ｄを抜き出すための広いスペースが必要となり、小さ過ぎると、筐体９Ｄ内の空気Ａが抜け難くなる。
【００７８】
筐体９Ｄの一端壁９Ｄａに排出通路１４に接続される排出口２２Ｄが、周壁９Ｄｂにおける一端壁９Ｄａ付近に原水通路５に接続される原水供給口１８Ｄが、周壁９Ｄｂにおける他端壁９Ｄｃ付近に気体供給通路１２に接続される気体供給口２４Ｄおよび送水通路８に接続されるろ過水取出口１６Ｄが、それぞれ形成されている。
【００７９】
筐体９Ｄの周壁９Ｄｂにおける気体供給口２４Ｄおよびろ過水取出口１６Ｄよりも軸方向の下方に環状の底板９Ｄｄが設けられ、デプスフィルタ１０Ｄの開口端１０Ｄａが該底板９Ｄｄに支持されている。つまり、筐体９Ｄにおける他端壁９Ｄｃと底板９Ｄｄとの間には空間Ｓが形成され、この空間Ｓに気体供給口２４Ｄ、ろ過水取出口１６Ｄおよびデプスフィルタ１０Ｄの開口端１０Ｄａが臨んでおり、デプスフィルタ１０Ｄの中空部１１Ｄと空間Ｓが連通している。筐体９Ｄと同心のデプスフィルタ１０Ｄも傾斜しており、開口端１０Ｄａが閉止端１０Ｄｂよりも上になるように配置されている。その他の構成は、第１実施形態と同じである。
【００８０】
第４実施形態によれば、デプスフィルタ１０Ｄの開口端１０Ｄａが斜め上方に開口しているので、逆洗工程からエア抜き工程に切り換えた際に、デプスフィルタ１０Ｄの閉止端１０Ｄｂ付近の空気が開口端１０Ｄａから抜けるから、デプスフィルタ１０Ｄに空気が残るのを防いで、ろ過工程においてデプスフィルタ１０Ｄの全体を使って効率的にろ過を行うことができる。
【００８１】
第４実施形態において、第２実施形態のようにデプスフィルタ１０Ｄを複数とすることもでき、また、第３実施形態のように、ろ過ユニット４Ｄを２つとした装置を構成することもでき、さらに、これらを組み合わせることもできる。
【００８２】
以上のとおり、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００８３】
１ バラスト水製造装置（ろ過システム）
４ ろ過ユニット
６ バラストタンク
８ 送水通路
９ 筐体
１０ デプスフィルタ（ろ材）
１２ 気体供給通路
１４ 排出通路
１６ ろ過水取出口
１８ 原水供給口
２２ 排出口
２４ 気体供給口
３８ ろ材
４０ 固定板
Ａ 圧縮空気
ＦＷ ろ過水
ＲＷ 原水
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば貨物船のような船舶に搭載されるバラスト水の製造を行う装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、船舶、特に貨物船では、積荷を搭載していないときは、船の重心を下げるために、船内に設けたバラストタンクに海水などを積んで船体を安定させる対策が取られている。バラスト水は立ち寄る港で荷物を積載する際に船外へ排出されるが、外航船では、バラスト水に含まれる水生生物が多国間を行き来し、外来種として生態系に影響を与える問題が指摘されている。
【０００３】
近年、このようなバラスト水に関する問題を解決するために、国際的にバラスト水排出規則の取り組みが行われている。具体的には、バラスト水中に含まれる５０μｍ以上のプランクトン（主に動物性プランクトン）、１０〜５０μｍのプランクトン（主に植物性プランクトン）および菌類（大腸菌、腸球菌等）の数を規制するものである。これらの規制を満たすための処理方法は、通常、フィルトレーション、高速・高圧のジェット流によりプランクトンを死滅させるキャビテーションなどの機械的処理と、薬剤、オゾンなどを投入する化学的処理とを組み合わせて行われる（例えば、非特許文献１）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】海事総合誌 隔月間コンパス ２００７年９月号 ３２〜３９頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の従来のバラスト水製造装置では、フィルトレーション用のフィルタの孔径は比較的大きい５０μｍ程度であった。これは、孔径が小さいと目詰まりが起こり易くなり、これを避けるためにフィルタのろ過面積を大きくする必要があるので、装置が大型化して船舶の搭載に不利となるからである。そこで、５０μｍ以下のプランクトンは、高速高圧でスクリーンに海水を吹き付けてプランクトンをすり潰すキャビテーションや、薬剤投与によって処理している。
【０００６】
しかしながら、キャビテーションによる処理では、高速高圧で海水を吹き付けるので、動力が過大になるうえに、プランクトンの数を必要以上に減らしてしまうので、バラスト水積込み側の海洋の生態系に影響を与える恐れがある。また、薬剤等でプランクトンを処理する場合は、多量の薬剤が必要となり、毎回の処理費用が高額となってしまう。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、微粒子も取り除くことができ、かつ初期導入費用および維持管理費用を低く抑えることができるろ過ユニットと、海中に生息するプランクトンを可能な限り損傷させることなく船外へ戻すことができ、かつ小型で処理コストを低く抑えることのできるバラスト水製造装置とを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係るろ過ユニットは、ろ材とそれを収容する筐体からなるろ過ユニットであって、前記筐体が、前記ろ材に原水を供給する原水供給口と、ろ過水の取出口と、前記ろ材に逆洗用の流体を供給する流体供給口と、前記ろ材を逆洗した流体および前記原水を排出する排出口を有し、前記ろ材が孔径１〜２５μｍのデプスフィルタである。逆洗用の流体としては、気体や液体が用いられ、好ましくは気体であり、より好ましくは、空気、窒素等の不活性ガスである。
【０００９】
孔径は、以下のように定義される。一定の直径を有する粒子、好ましくは球状ポリスチレンまたはガラスビーズを水中に１００００個／Ｌ添加した液を、デプスフィルタ（外径６０ｍｍ、内径３０ｍｍ、長さ２５０ｍｍ）に２５℃、１．０ｍ３／ｈｒの条件で通水させ、デプスフィルタを透過した粒子数を光学式カウンターで測定し、通水前後の液中に存在する粒子数の差を通水前の液に存在する粒子数で除して得られる捕集率（Ｒ％）を複数の粒子について測定し、その測定値を元にして下記の近似式（１）において、Ｒが８０となる粒子の直径（Ｓ）の値を求め、これを孔径とする。
Ｒ＝１００／（１−ｍ×ｅｘｐ{−ａ×ｌｏｇ（Ｓ）}） （１）
ここで、ｍ，ａは、デプスフィルタの性状により決まる定数である。
例えば、粒子の直径が１μｍの場合は、球形ポリスチレン微粒子（１００００個／Ｌ）を添加した液を、デプスフィルタ（外径６０ｍｍ、内径３０ｍｍ、長さ２５０ｍｍ）に上記の条件で通水させることで測定が可能である。
【００１０】
この構成によれば、ろ材に孔径１〜２５μｍのデプスフィルタを用いているので、小さなプランクトンも取り除くことができるうえに、サーフェスフィルタを用いる場合に比べて、初期導入費用を抑えることができる。また、逆流洗浄を行うことで、ろ材のろ過性能を回復させて使用できるので、ろ材の交換頻度を少なくして、維持管理費用を抑えることができる。
【００１１】
本発明において、前記流体供給口と前記ろ過水取出口とが同一であることが好ましい。この構成によれば、流体供給口とろ過水取出口とを共通化して、構成を簡略化することができる。
【００１２】
本発明において、前記ろ材は複数のフィルタの両端を固定板で固定して一体化したものであることが好ましい。この構成によれば、複数のデプスフィルタを組み合わせることで、ろ過面積が大きくなるうえに、一体化により、複数のデプスフィルタが１つのサブユニットとなるので、ろ材の交換が容易になる。
【００１３】
本発明において、前記ろ材が前記ろ過水取出口に向かって斜め下方へ２０〜７０°の傾斜角で傾斜するように配置してもよい。この構成によれば、ろ過ユニットにおけるろ過水取出口と反対側が高位となるから、例えば、気体による逆流洗浄後に原水をろ過する場合、筐体内の気体が前記反対側から抜け易くなり、ろ過水にエアが混入する恐れが少なくなる。また、傾斜角が大き過ぎると、ろ過ユニットの上下方向寸法が大きくなるので、取り外し等のメンテナンスの際に、ろ過ユニットの上方にろ材を抜き出すための広いスペースが必要となり、小さ過ぎると、ろ過ユニット内の流体が抜け難くなる。
【００１４】
本発明において、前記ろ材が前記ろ過水取出口に向かって斜め上方へ２０〜７０°の傾斜角で傾斜するように配置することもできる。この構成によれば、ろ過水取出口側に位置する、デプスフィルタの開口端が斜め上方に開口することになるので、低位のデプスフィルタの閉止端付近の空気が開口端から抜けるから、デプスフィルタ内に空気が残るのを防いで、デプスフィルタの全体を使って効率的にろ過を行うことができる。
【００１５】
本発明において、前記排出口が前記原水供給口よりも上方に設けられていることが好ましい。この構成によれば、初動時または逆流洗浄を気体で行った後に、ろ過ユニット内に原水を供給して、ユニット内のいわゆる「エア抜き」を行う際に、ろ過ユニット内の気体が円滑に排出される。
【００１６】
また、本発明に係るバラスト水製造装置は、本発明に係るろ過ユニットを有し、前記ろ過ユニットから取り出したろ過水をバラスト水として、船舶のバラストタンクへ供給する装置であって、前記ろ過ユニットにおける流体供給口に接続され、ろ材を洗浄するための流体を供給する流体供給通路と、前記ろ過ユニットにおける排出口に接続され、前記ろ材を洗浄した流体を、ろ過ユニット内の原水とともに船舶の外部へ排出する排出通路と、を備えている。
【００１７】
この構成によれば、ろ材を形成するデプスフィルタの孔径が１〜２５μｍであるので、大部分のプランクトンを生かしたまま捕捉して船外へ排出することができ、バラスト水積込み側の海洋の生態系を壊さないうえに、従来のようなプランクトンを処理するためのキャビテーションや薬剤投与の必要がなくなるから、動力の消費電力量や薬剤の使用量が少なくて済む。その結果、小型で処理費用の安いシステムを構築することができる。また、ろ材を逆流洗浄しているので、ろ材のろ過性能を回復させて使用することができ、処理費用をさらに削減することができる。
【００１８】
本発明に係るろ過水の製造方法は、原水をろ材でろ過してろ過水を製造する方法であって、ろ材に原水を供給しながら、ろ過水側からろ材へ流体を供給し、この流体を前記原水とともに排出する逆洗工程を備えている。
【００１９】
この構成によれば、逆流洗浄を行うことで、ろ材のろ過性能を回復させて使用されるので、維持管理費用を抑えることができる。また、逆流洗浄中もろ過ユニットに原水が常に供給されているので、逆洗用の流体を原水供給側に逆流させることなく、スムーズに排水できる。
【００２０】
本発明において、前記ろ材として孔径１〜２５μｍのデプスフィルタを用いることが好ましい。デプスフィルタは、被ろ過物質をフィルタの表面のみで捕集するサーフェスフィルタと異なり、フィルタの厚み方向全体で被ろ過物質を捕集することができるので、捕集量が多く、フィルタが長時間目詰まりを起こすことがない。
【００２１】
本発明に係るバラスト水の製造方法は、本発明のバラスト水製造装置を用いたバラスト水製造方法であって、前記ろ材からバラストタンクへのろ過水の供給およびろ材への流体の供給を停止した状態で、前記ろ過ユニットを経て前記排出口から流体を原水とともに排出する準備工程と、ろ材からの原水の排出とろ材への流体供給とを停止した状態で、ろ過ユニットに原水を供給して、ろ過水を前記ろ過水取出口に送るろ過工程と、バラストタンクへのろ過水の供給を停止した状態で、ろ材に原水を供給しながら、ろ過水側からろ材へ流体を供給し、この流体を前記原水とともに前記排出口から前記排出通路を経て船舶の外部へ排出する逆洗工程とを備えている。
【００２２】
この構成によれば、海中に生息するプランクトンを可能な限り損傷させることなく船外へ戻すことができ、かつ小型で処理コストを低く抑えることができる。また、ろ過ユニットへは原水が常に供給されているので、通路内に急激な圧力変動が起こるのを避けることができ、水撃の発生を防止することができる。さらに、逆洗工程においても原水がろ過ユニットへ供給されるので、逆洗用流体を原水供給側に逆流させることなく、スムーズに排水できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のろ過ユニットおよびろ過水製造方法によれば、逆流洗浄を行うことで、ろ材のろ過性能を回復させて使用することができ、維持管理費用を抑えることができる。また、逆流洗浄中もろ過ユニットに原水が常に供給されているので、逆洗用流体を原水供給側に逆流させることなく、スムーズに排水できる。
また、本発明のバラスト水製造装置およびバラスト水製造方法によれば、大部分のプランクトンを生かしたまま捕捉することができ、バラスト水積込み側の海洋の生態系を壊さないうえに、動力の消費電力量や薬剤の使用量が少なくて済み、その結果、小型で処理費用の安いシステムを構築することができる。また、デプスフィルタのろ過性能を回復させて使用することで、処理費用をさらに削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るろ過ユニットを備えたバラスト水製造装置の系統図である。
【図２】同上ろ過ユニットの拡大断面図である。
【図３】同上ろ過システムの運転工程表である。
【図４】デプスフィルタの孔径を変えたときの原水の供給流量と圧力損失との関係を示したグラフである。
【図５】本発明の第２実施形態に係るろ過ユニットの斜視図である。
【図６】同ろ過ユニットの固定板の平面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係るバラスト水製造装置の系統図である。
【図８】同装置の一方のろ過ユニットでろ過するときの系統図である。
【図９】同装置の他方のろ過ユニットでろ過するときの系統図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係るろ過ユニットの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るろ過ユニットを備えた船舶のバラスト水製造装置の概略系統図である。バラスト水製造装置１は船舶Ｓ内に設置されており、原水ＲＷを船舶Ｓ内に取り込むバラストポンプ２と、船舶内に取り込まれた原水ＲＷをろ過するろ過ユニット４とを備えている。ろ過ユニット４には、バラストポンプ２により原水ＲＷが供給される原水通路５と、ろ過ユニット４からのろ過水ＦＷを船舶Ｓ内に設置されたバラストタンク６に供給する送水通路８と、ろ過ユニット４内の原水ＲＷを後述する圧縮空気Ａとともに船外へ排出する排出通路１４とが接続され、送水通路８にはろ過ユニット４へ圧縮空気Ａを供給する気体供給通路１２が接続されている。これにより、船舶Ｓに搭載済みの既存のバラスト水製造装置に対して、そのろ過ユニットを本発明のろ過ユニット４に交換し、さらに既存の送水通路に気体供給通路１２を接続することで、既存のバラスト水製造装置にも本発明を容易に適用できる。
【００２６】
各通路５，８，１２，１４は配管により形成されている。ろ過ユニット４は、筒形の筐体９内にろ過膜を形成するろ材であるデプスフィルタ１０が収納されている。本実施形態では、バラストポンプ２は船舶に搭載されているが、船外に設けられてもよく、例えば、港に設置されていてもよい。
【００２７】
原水通路５には、原水流量の調整弁として機能する第１自動開閉弁ＭＶ１が接続され、原水通路５における第１自動開閉弁ＭＶ１とろ過ユニット４の間、つまりろ過ユニット４の一次側に一次圧力センサＰ１が設けられている。送水通路８には、ろ過水ＦＷの送水弁として機能する第２自動開閉弁ＭＶ２が接続され、送水通路８における第２自動開閉弁ＭＶ２とろ過ユニット４の間、つまりろ過ユニット４の二次側に二次圧力センサＰ２が設けられている。さらに、送水通路８におけるバラストタンク６の上流側にミキサー２６が設けられ、このミキサー２６により、薬剤タンク２８から投入された殺菌用の薬剤とろ過水ＦＷとが撹拌されている。投入される薬剤は、例えば、次亜塩素酸類、過酸化物である。また、薬剤を投入する方法に代えて、バラスト水管理条約で規定された基準に適合した処理水を製造するための、その他の公知の殺菌手段を用いてもよい。具体例として、オゾンと接触させる方法、紫外線を照射する方法などである。
【００２８】
気体供給通路１２には圧縮空気導入弁として作用する第３自動開閉弁ＭＶ３が接続され、排水通路１４には、排水弁として作用する第４自動開閉弁ＭＶ４が接続されている。前記気体供給通路１２の一端は図示しない空気圧縮機に接続されており、他端がろ過ユニット４の下部の二次側に接続されている。なお、気体供給通路１２の他端は、送水通路８におけるろ過ユニット４近傍、より具体的には、ろ過ユニット４と二次圧力センサＰ２との間に接続してもよい。バラストポンプ２および第１〜４自動開閉弁ＭＶ１〜ＭＶ４の駆動は、コントローラ３０により制御されている。また、一次圧力センサＰ１および二次圧力センサＰ２の出力はコントローラ３０に入力されている。
【００２９】
空気圧縮機は船舶に別の用途で搭載されているものを使用してもよいし、専用のものを設置してもよい。また、各自動開閉弁ＭＶ１〜４としては、エア駆動弁、電動弁、電磁弁あるいはコントローラを使用しない手動弁などが用いられる。
【００３０】
デプスフィルタ１０は、一端が開口し、他端が閉止部材１３により閉塞された中空円筒状であり、その一端である開口端１０ａをろ過水取出口１６に向けることにより、デプスフィルタ１０の中空部１１をろ過水取出口１６に連通させている。原水ＲＷは、デプスフィルタ１０を径方向に通過する際に、フィルタ内部の空孔により異物が捕捉され、ろ過水ＦＷが得られる。デプスフィルタ１０はまた、ろ過ユニット４の筐体９内に着脱自在に収納されて、開口端１０ａが他端である閉止端１０ｂよりも下になるよう、つまり、ろ過ユニット４がろ過水取出口１６に向かって斜め下方へ傾斜するように配置されている。デプスフィルタ１０の長手方向の中心線Ｃと水平面Ｈとのなす角である傾斜角αは２０〜７０°が好ましく、より好ましくは、３０〜６０°である。
【００３１】
ろ過ユニット４の拡大断面図である図２に示すように、傾斜したろ過ユニット４の筐体９の下側の一端壁９ａにろ過水取出口１６が設けられ、ろ過ユニット４の筐体９の周壁９ｂにおける一端壁９ａ寄りの下部に原水供給口１８が設けられ、原水供給口１８よりも上方で、筐体９の周壁９ｂにおける他端壁９ｃ寄りの上部に排出口２２が設けられている。
【００３２】
前記原水通路５が原水供給口１８に接続され、送水通路８がろ過水取出口１６に接続され、排水通路１４が排出口２２に接続されている。ろ過水取出口１６には、気体供給通路１２が接続されており、ろ過水取出口１６は、ろ過ユニット４における圧縮空気Ａの気体供給口２４も兼ねているので、気体供給口２４が、圧縮空気Ａおよび原水ＲＷの導出口である排出口２２よりも低い位置に設けられていることになる。これにより、圧縮空気Ａの圧力によるエアリフト効果を利用して、すなわちエアによって排水通路１４内の原水ＲＷを押し上げて、原水ＲＷを排水するので、原水ＲＷおよび圧縮空気Ａをスムーズに排出することができる。原水供給口１８および排出口２２は、デプスフィルタ１０の一次側に設けられており、ろ過水取出口１６は二次側に設けられている。
【００３３】
デプスフィルタ１０は外圧方式の円筒状フィルタであり、縦断面形状がコ字形である。該デプスフィルタ１０は、例えば、合成繊維や化学繊維をウェブ、不織布、紙、織物等の形態にして溶着・成形等を行い、円筒状に加工した積層タイプと呼ばれるものが例示される。合成繊維としては、ポリオレフィン、ポリエステル、あるいはナイロンやエチレンビニルアルコール共重合体などの熱溶融性ポリマーまたはポリビニルアルコールやポリアクリロニトリルなどのポリマーを用いることができる。中でも、気体による逆流洗浄を行う場合、フィルタ交換時の液きり性の観点から、ポリオレフィンおよびポリエステル、具体的には、ポリプロピレンが好ましい。また、フィルタはその厚み方向において、繊維の密度や繊度を変更し、フィルタの外側（原水流入側）において、繊維密度が低い、あるいは繊度が大きい構造が好ましい。該デプスフィルタ１０としては、他にも、フィラメントや紡績糸をスパイラル状に巻きつけた糸巻きフィルタと呼ばれるものや、スポンジのような樹脂成形体である樹脂成形タイプと呼ばれるものがある。
【００３４】
ろ過膜の孔径は、１〜２５μｍであり、より好ましくは１〜１０μｍである。孔径が小さ過ぎると目詰まりが発生し、圧力損失が大きくなる。孔径が大き過ぎると小さいプランクトンが通過してしまうので、これを減らすためにキャビテーションなどの別途手段が必要となり、バラスト水製造費用が高くなる。
【００３５】
デプスフィルタ１０は当該ろ過ユニット４においては逆洗可能であり、逆洗によりろ過性能を回復させて、ろ過時の差圧が上昇することなく使用できる。本実施形態では、逆洗は、コンプレッサ（図示しない）から気体供給通路１２（図１）を通って供給される圧縮空気Ａにより行っており、気体供給口２４からの圧縮空気Ａの供給圧は、一次圧力センサＰ１の指示圧力よりも０．０５〜０．２ＭＰａ高い圧力である。逆洗に用いられる流体は空気以外の気体、例えば窒素等でもよく、また、真水、ろ過された海水等の液体でもよい。
【００３６】
次に、図１および図３を用いて、バラスト水製造装置の運転方法、つまり、本実施形態に係るろ過ユニットによるろ過水製造方法について説明する。図３に示すように、バラスト水製造装置の運転方法は、ろ過の準備工程であるエア抜き工程、第１切替工程、ろ過工程、第２切替、第３切替および逆洗工程からなる。
【００３７】
コントローラ３０に設置された始動ボタン（図示しない）を操作してバラスト水製造装置１を作動させると、まずバラストポンプ２が起動し、第１自動開閉弁ＭＶ１と第４自動開閉弁ＭＶ４とを開いてエア抜き工程に入る。エア抜き工程では、第２自動開閉弁ＭＶ２と第３自動開閉弁ＭＶ３を閉じて、デプスフィルタ１０からバラストタンク６へのろ過水ＦＷの供給およびデプスフィルタ１０への圧縮空気Ａの供給を停止した状態で、ろ過ユニット４を経て排出通路１４に原水ＲＷを流して、船外へ排出することにより、原水通路５およびろ過ユニット４のエア抜きを行う。
【００３８】
次に、第２自動開閉弁ＭＶ２を開いて第１切替工程に入る。第１切替工程では、デプスフィルタ１０への圧縮空気Ａの供給を停止した状態で、ろ過ユニット４を経て、排出通路１４に原水ＲＷを、送水通路８にろ過水ＦＷをそれぞれ供給する。
【００３９】
つづいて、第４自動開閉弁ＭＶ４を閉じてろ過工程に入る。ろ過工程では、デプスフィルタ１０からの排水とデプスフィルタ１０への圧縮空気供給とを停止した状態で、ろ過ユニット４に原水ＲＷを供給して、ろ過水ＦＷを送水通路８に送る。このとき、原水ＲＷはデプスフィルタ１０の外側からデプスフィルタ１０のろ過膜を通過して中空部１１へ流入することにより、原水ＲＷ中の異物が除去されてろ過される。ろ過水ＦＷは送水通路８を通って、バラストタンク６へ供給される。
【００４０】
次に、第４自動開閉弁ＭＶ４を開いて第２切替工程に入る。第２切替工程では、デプスフィルタ１０への圧縮空気Ａの供給を停止した状態で、原水ＲＷをろ過ユニット４に供給することにより、ろ過水ＦＷを送水通路８に流し、原水ＲＷを排出通路１４に流す。
【００４１】
つづいて、第２自動開閉弁ＭＶ２を閉じて第３切替工程に入る。第３切替工程では、デプスフィルタ１０からバラストタンク６へのろ過水ＦＷの供給およびデプスフィルタ１０への圧縮空気Ａの供給を停止した状態で、原水ＲＷを排出通路１４に流す。こうしてデプスフィルタ１０からのろ過水ＦＷの供給を停止することにより、次の逆洗工程におけるろ過水ＦＷの流れ方向と逆方向への圧縮空気Ａの供給開始に備える。
【００４２】
次に、第２自動開閉弁ＭＶ２を閉じたままで、第３自動開閉弁ＭＶ３を開けて逆洗工程に入る。逆洗工程では、バラストタンク６へのろ過水ＦＷの供給が停止されている状態で、ろ過ユニット４に原水ＲＷを供給しながらデプスフィルタ１０の中空部１１へ圧縮空気Ａを供給し、この圧縮空気Ａを原水ＲＷとともに排出通路１４に流す。これにより、圧縮空気Ａがろ過工程とは逆方向にデプスフィルタ１０を通過して、デプスフィルタ１０に付着した異物および筐体９内に溜まった異物をろ過ユニット４外へ導出させ、排出通路１４から船舶Ｓの外部へ排出する。
【００４３】
逆洗工程が完了すると、第３自動開閉弁ＭＶ３を閉めてエア抜き工程に戻る。以降このループが繰り返される。エア抜き工程の継続時間は、タイマのような時限装置により可変設定される。設定時間は処理設備の規模によって異なるが、例えば、数秒〜１分程度である。第１、第２および第３切替工程はごく短時間、例えば数秒程度であり、これもタイマのような時限装置により可変設定される。このように、ろ過工程および逆洗工程に入る前に、第１、第２および第３切替工程を経由させることで、通路内に急激な圧力変動が起こるのを避けることができる。ろ過工程および逆洗工程の時間は、原水の水質や設備の規模により異なるが、例えば、１０分程度で、これもタイマのような時限装置により可変設定される。ろ過工程から第２切替工程への移行は、一次圧力センサＰ１と二次圧力センサＰ２との差圧△Ｐ（＝Ｐ１−Ｐ２）が規定値よりも大きくなった時点で行うようにしてもよい。
【００４４】
ろ過工程中は、コントローラ３０が常時差圧△Ｐを監視しており、差圧△Ｐが警報値Ｈ１を上回ると、例えばブザーのような警報を発し注意を促す。この時点では水処理装置１は運転を継続する。さらに、差圧△Ｐが大きくなり非常停止値Ｈ２を上回ると、例えばベルのような警報を発し、水処理装置１が緊急停止する。具体的には、コントローラ３０がバラストポンプ２を停止させ、すべての自動開閉弁ＭＶ１〜４を閉止させる。
【００４５】
急激な圧力変化や、流速変化はプランクトンに損傷を与えるだけでなく、パラストポンプ２、各自動開閉弁ＭＶ１〜４、各通路５，８，１２，１４に水撃（ウォータハンマ）が発生してしまうが、図３の運転方法のように、バラストポンプ２が常に運転してバラストポンプ２からの原水ＲＷの供給が止まることがなく、しかも各自動開閉弁ＭＶ１〜４の開閉タイミングを調節しているので、マイルドな運転を行うことができる。また、原水ＲＷを流しながら逆洗を行うので、バラストポンプ２の吐出圧と圧縮空気Ａの空気圧によりスムーズに排水できるうえに、別途ドレンポンプやドレン配管が不要となり、システムを簡素化できる。
【００４６】
上記構成において、デプスフィルタ１０を形成するろ過膜の孔径が１〜２５μｍであるので、フィルタの目詰まりによる圧力損失を抑えつつ、大部分のプランクトンを生かしたまま捕捉することができ、バラスト水積込み側の海洋の生態系を壊さないうえに、従来のようなプランクトンを処理するためのキャビテーションや薬剤投与をする必要がなくなるから、動力の消費電力量や薬剤の使用量が少なくて済む。その結果、小型で処理費用の安いバラスト水製造装置を構築することができる。また、デプスフィルタ１０を逆流洗浄しているので、デプスフィルタ１０のろ過性能を回復させて使用することができ、処理費用をさらに削減することができる。さらに、安価なデプスフィルタ１０を用いているので、平膜のようなフィルタ表面で異物を捕捉するサーフェスフィルタを用いる場合に比べて、初期導入費用を抑えることができる。
【００４７】
気体供給口２４とろ過水取出口１６とが同一であるので、気体供給口２４とろ過水取出口１６とを共通化して、構成を簡単にすることができる。
【００４８】
さらに、ろ過ユニット４がろ過水取出口１６に向かうにつれて下方へ傾斜するように配置されているので、ろ過ユニット４におけるろ過水取出口１６と反対側が高位となり、気体による逆流洗浄後に原水ＲＷをろ過する際に、ろ過ユニット４内の空気Ａが抜け易くなり、ろ過水ＦＷにエアが混入する恐れが少なくなる。また、この水平方向に対する傾斜角αが大き過ぎると、ろ過ユニット４の上下寸法が大きくなるので、取り外し等のメンテナンスの際に、ろ過ユニット４の上方にデプスフィルタ１０を抜き出すための広いスペースが必要となり、小さ過ぎると、ろ過ユニット４内の空気Ａが抜け難くなる。したがって、この傾斜角αは２０〜７０°であることが好ましい。
【００４９】
排出口２２が原水供給口１８よりも上方に設けられているので、ろ過運転のために原水を供給し始める初動時、または逆流洗浄後に原水の供給を再開することによりろ過ユニット４内のエア抜きを行う際に、ろ過ユニット４内の空気Ａが円滑に排出される。
【００５０】
さらに、上記運転方法によれば、図３に示すように、システム稼働中はバラストポンプ２が常に運転している、つまり、ろ過ユニット４へは原水ＲＷが常に供給されているので、通路内に急激な圧力変動が起こるのを避けることができ、水撃の発生を防止することができる。また、逆洗工程においても原水ＲＷがろ過ユニット４へ供給されるので、圧縮空気Ａの供給圧と原水ＲＷの供給圧とにより、圧縮空気Ａを原水通路５内に逆流させることなく、原水流にのせてスムーズに排水できる。
【００５１】
また、デプスフィルタは、被ろ過物質をフィルタの表面のみで捕集するサーフェスフィルタと異なり、フィルタの厚み方向全体で被ろ過物質を捕集することができるので、捕集量が多く、フィルタが長時間目詰まりを起こすことがない。
【００５２】
本実施形態におけるデプスフィルタ１０を用いて、検証実験を行った。原水は海水で、原水の供給圧力、流量は、それぞれ０．０３ＭＰａ、０．０３７ｍ３／ｍｉｎである。逆洗用の流体には圧縮空気を用いて、圧縮空気の供給圧力、流量は、それぞれ０．１３ＭＰａ、０．４Ｎｍ３／ｍｉｎである。使用したデプスフィルタは、長さ２５ｃｍで、孔径は１μｍ，２５μｍとした。また、デプスフィルタの軸心を水平面に対して４５°傾斜させて配置した。
【００５３】
検証１：初期圧力損失
表１は、原水温度が２５℃のときの孔径０．５μｍ、１μｍおよび２５μｍのデプスフィルタにおいて、原水を供給した際のデプスフィルタの一次側と二次側との圧力の差を示したもので、図４は、原水の供給流量と圧力損失の関係を示したグラフである。表１および図４から明らかなように、１μｍおよび２５μｍのデプスフィルタにおいては圧力損失が小さいが、０．５μｍのデプスフィルタにおいては圧力損失が極めて大きく、ほとんど原水が流れなくなった。したがって、デプスフィルタの孔径は１μｍ以上であることが好ましい。
【００５４】
【表１】
【００５５】
検証２：逆洗効果
表２は、孔径１μｍと２５μｍのデプスフィルタのそれぞれにおいて、連続ろ過運転した場合と、ろ過運転・逆洗運転を交互に行った場合のデプスフィルタの状態（差圧の状況）を示したものである。ろ過・逆洗の交互運転は、ろ過運転と逆洗運転を５分毎に交互に繰り返した。連続ろ過運転をした場合、２５μｍのデプスフィルタでは約２時間で、１μｍのデプスフィルタでは約４０分間で差圧が上昇し、デプスフィルタが閉塞した。ろ過・逆洗の交互運転では、１μｍ、２５μｍのどちらのデプスフィルタにおいても、５時間連続運転後も差圧の上昇はなく、デプスフィルタの閉塞はなかった。
【００５６】
【表２】
【００５７】
検証３：ろ過水の水質
表３は、孔径１μｍ、２５μｍのデプスフィルタそれぞれにおける、原水およびろ過水１ｍｌ中に含まれるサイズ別の粒子の数（水中パーティクル数）と、除去率を示している。各データの分母が原水における水中パーティクル数、分子がろ過水における水中パーティクル数を表し、括弧内の数値は除去率を表している。孔径が２５μｍのデプスフィルタでは、粒子径が２５μｍ以上の粒子の約９６％、１０μｍ以上の粒子の約８８％が除去され、１μｍ以上の粒子でも６０％以上が除去されている。さらに、孔径が１μｍのデプスフィルタでは、粒子径が２５μｍ以上の粒子の９９％以上、１０μｍ以上の粒子の約９４％が除去され、１μｍ以上の粒子でも９０％以上が除去されている。
【００５８】
【表３】
【００５９】
検証４：薬剤投入量
表４は、デプスフィルタ１０を通過後のろ過水に残留した菌および微生物を処分するのに必要な薬剤（次亜塩素酸）の濃度を示している。「なし」は、ろ過を行わない、すなわち生の海水であり、孔径５０μｍのデプスフィルタ１０は、従来のバラスト水製造用に用いられているものである。表４からわかるように、孔径が３０μｍの場合は、従来の５０μｍのものと比べて効果が薄いが、２５μｍのデプスフィルタ１０を使用すると、従来の５０μｍの３分の１程度の濃度で済み、１０μｍの場合では、８分の１以下の濃度で済む。したがって、デプスフィルタの孔径は２５μm以下であることが好ましい。
【００６０】
【表４】
【００６１】
検証１の結果から分かるように、本実施形態に使用するデプスフィルタ１０は、孔径が１μｍであっても圧力損失がほとんどないので、デプスフィルタ１０の投影面積が少なくて済み、ろ過ユニット４が大型化するのを抑えることができる。また、検証２の結果から分かるように、逆洗を行うことで、繰り返し使用可能となる。これにより、寿命が格段に長くなる。さらに、検証３の結果から分かるように、孔径が２５μｍのもので、５０μｍ以上のプランクトンの９０％以上、１０μｍ以上のプランクトンの８０％以上を除去している。また、検証４の結果から分かるように、孔径を２５μｍとしたもので、従来の孔径５０μｍのフィルタを使用する場合と比べて、３分の１の濃度の薬剤で済む。したがって、デプスフィルタ１０の孔径は１〜２５μｍとすることができる。
【００６２】
図５は、複数のデプスフィルタ１０を備えた、本発明の第２実施形態に係るろ過ユニット４Ａを示す斜視図である。第１実施形態と同様に、ろ過ユニット４Ａは、ろ材３８とそれを収容する円筒状の筐体９Ａとからなり、筐体９Ａはろ過水取出口１６Ａと、原水供給口１８Ａと、排出口２２Ａと、気体供給口２４Ａとを有しており、ろ過水取出口１６Ａと気体供給口２４Ａとは共通としている。これらろ過水取出口１６Ａ、原水供給口１８Ａ、排出口２２Ａおよび気体供給口２４Ａの配置、機能は第１実施形態と同様である。
【００６３】
筐体９Ａの上部には蓋部９Ａｃが開閉自在に設けられ、下部には底板９Ａｄが設けられている。底板９Ａｄには、各デプスフィルタ１０に対応する位置に円形の貫通孔５２が設けられ、各デプスフィルタ１０の中空部１１がろ過水取出口１６Ａおよび気体供給口２４Ａと連通している。第２実施形態では、ろ材３８として複数のデプスフィルタ１０の両端を固定板４０で固定して一体化したサブユニットを使用している。固定手段は、例えば接着剤による固着であるが、これに限定されない。各デプスフィルタ１０は、閉止部材１３（図２）で一端を閉塞していないこと、すなわち、両端が開口した中空円筒状であることを除いて、第１実施形態と同様のものである。この実施形態では、１９本のデプスフィルタ１０を用いているが、デプスフィルタ１０の数はこれに限定されない。
【００６４】
図６は固定板４０の平面図である。固定板４０は、例えば樹脂製の板材からなり、各デプスフィルタ１０に対応する位置に円形の開口４６が形成されている。開口４６の直径はデプスフィルタ１０の外径よりも小さく設定されている。この実施形態では、固定板４０は六角形であるが、他の多角形あるいは円形でもよい。固定板４０の一側部には被係合溝４８が形成され、筐体９Ａの係合板４４に係合されて、筐体９Ａに対するろ材３８の周方向の位置決めが行われている。
【００６５】
次に図５を用いて第２実施形態のろ過ユニット４Ａの組立方法を説明する。まず、接着剤などを用いて、デプスフィルタ１０の両端が開口４６に合致するように、各デプスフィルタ１０を固定板４０に固定することで一体化して、ろ材３８をサブユニットとして完成させる。
【００６６】
つづいて、図５に示す固定板４０の被係合溝４８を筐体９Ａの係合板４４に係合させた状態で、ろ材３８を筐体９Ａに挿入する。さらに、蓋部９Ａｃを閉めることで、ろ材３８が蓋部９Ａｃと底板９Ａｄとにより挟持されて強固に支持される。
【００６７】
ここで、デプスフィルタ１０の上部は蓋部９Ａｃにより閉止されるので、デプスフィルタ１０の中空部１１内のろ過水ＦＷは、下部の底板９Ａｄの貫通孔５２を通ってろ過水取出口１６Ａから導出される。また、気体供給口２４Ａからろ過ユニット４Ａに導入された逆流洗浄用の圧縮空気Ａは、底板９Ａｄの貫通孔５２からデプスフィルタ１０の中空部１１に導かれ、デプスフィルタ１０を洗浄する。
【００６８】
第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏することができるうえに、複数のデプスフィルタ１０を組み合わせてろ材３８を形成しているので、ろ過面積が大きくなり、効率よくろ過を行うことができる。さらに、複数のデプスフィルタ１０をサブユニットとして一体化しているから、一体化されたろ材３８を交換することで複数のデプスフィルタ１０を容易に交換できる。
【００６９】
図７は、第３実施形態に係るバラスト水製造装置の概略系統図である。図１の実施形態との違いは、２つの第１および第２ろ過ユニット４Ｂ，４Ｃを備えており、一方のろ過ユニット４Ｂ（４Ｃ）でろ過している間に他方のろ過ユニット４Ｃ（４Ｂ）を逆流洗浄する点で、その他の構造、動作は図１の装置と同様である。ろ過ユニット４Ｂ，４Ｃは、第１実施形態のろ過ユニット４であっても、第２実施形態のろ過ユニット４Ａであってもよい。
【００７０】
第３実施形態では、バラストポンプ２から原水ＲＷが供給される原水通路５が２つの原水枝通路５Ｂ，５Ｃに分岐して、第１および第２原水枝通路５Ｂ，５Ｃがそれぞれ第１および第２ろ過ユニット４Ｂ，４Ｃの原水供給口１８Ｂ，１８Ｃに接続されている。第１および第２原水枝通路５Ｂ，５Ｃには、それぞれ第１および第２原水流入弁Ｂ１，Ｃ１が設けられている。ミキサー２６、薬剤タンク２８を経由してろ過水ＦＷをバラストタンク６に送る送水通路８も、２つの第１および第２ろ過水枝通路８Ｂ，８Ｃに分岐して、第１および第２ろ過水枝通路８Ｂ，８Ｃがそれぞれ第１および第２ろ過ユニット４Ｂ，４Ｃのろ過水取出口１６Ｂ，１６Ｃに接続されている。第１および第２ろ過水枝通路８Ｂ，８Ｃには、それぞれ第１および第２ろ過水送水弁Ｂ２，Ｃ２が設けられている。
【００７１】
逆流洗浄用の圧縮空気Ａを供給する空気供給通路１２も２つの第１および第２空気枝通路１２Ｂ，１２Ｃに分岐して、第１および第２空気枝通路１２Ｂ，１２Ｃがそれぞれ第１および第２ろ過水枝通路８Ｂ，８Ｃにおける第１および第２ろ過水送水弁Ｂ２，Ｃ２の上流側、すなわちろ過ユニット４Ｂ，４Ｃ側に接続される。第１および第２空気枝通路１２Ｂ，１２Ｃには、それぞれ第１および第２空気供給弁Ｂ３，Ｃ３が設けられている。各ろ過ユニット４Ｂ，４Ｃ内の原水ＲＷを圧縮空気Ａとともに排出する排出通路１４も２つの第１および第２排出枝通路１４Ｂ，１４Ｃに分岐して、第１および第２排水枝通路１４Ｂ，１４Ｃがそれぞれ第１および第２ろ過ユニット４Ｂ，４Ｃの排出口２２Ｂ，２２Ｃに接続される。第１および第２排出枝通路１４Ｂ，１４Ｃには、それぞれ第１および第２排出弁Ｂ４，Ｃ４が設けられている。
【００７２】
この実施形態でも、バラストポンプ２、バラストタンク６、ミキサー２６、薬剤タンク２８および原水通路５、送水通路８、空気供給通路１２、排出通路１４は、船舶に既存のものを使用することができ、本実施形態に係るろ過ユニット４Ｂ，４Ｃと、これに接続される各枝配管のみを既存のものと交換することもできる。また各弁Ｂ１〜４およびＣ１〜４としては、エア駆動弁、電動弁、電磁弁あるいはコントローラを使用しない手動弁などが用いられる。
【００７３】
次に図８および図９を用いて、本実施形態のバラスト水製造装置の運転方法を説明する。図８は、第１ろ過ユニット４Ｂでろ過を行い、第２ろ過ユニット４Ｃを逆流洗浄しているときの系統図である。このとき、第１原水流入弁Ｂ１、第１ろ過水送水弁Ｂ２，第２原水流入弁Ｃ１，第２空気供給弁Ｃ３および第２排出弁Ｃ４が開いており、第１空気供給弁Ｂ３，第１排出弁Ｂ４および第２ろ過水送水弁Ｃ２が閉じている。バラストポンプ２により供給される原水ＲＷは、第１および第２原水枝通路５Ｂ，５Ｃを通って、第１および第２ろ過ユニット４Ｂ，４Ｃに供給される。第１ろ過ユニット４Ｂに供給された原水ＲＷはデプスフィルタ１０によりろ過され、第１送水枝通路８Ｂから送水通路８を通ってバラストタンク６に送られる。一方、空気圧縮機（図示しない）から供給された圧縮空気Ａは、第２空気枝通路１２Ｃを通って第２ろ過ユニット４Ｃに供給され、デプスフィルタ１０を逆流洗浄して、原水ＲＷとともに第２排出枝通路１４Ｃから排出通路１４を通って船舶の外へ排出される。図中の矢印ＲＡは原水ＲＷの流れを、矢印ＦＡはろ過水ＦＷの流れを、矢印ＡＡは圧縮空気Ａの流れをそれぞれ示している。
【００７４】
図９は、第２ろ過ユニット４Ｃでろ過を行い、第１ろ過ユニット４Ｂを逆流洗浄しているときの系統図である。このとき、第１原水流入弁Ｂ１、第１空気供給弁Ｂ３、第１排出弁Ｂ４、第２原水流入弁Ｃ１および第２ろ過水送水弁Ｃ２が開いており、第１ろ過水送水弁Ｂ２、第２空気供給弁Ｃ３および第２排出弁Ｃ４が閉じている。バラストポンプ２により供給される原水ＲＷは、第１および第２原水枝通路５Ａ，５Ｂを通って、第１および第２ろ過ユニット４Ｂ，４Ｃに供給される。第２ろ過ユニット４Ｃに供給された原水ＲＷはデプスフィルタ１０によりろ過され、第２送水枝通路８Ｃから送水通路８を通ってバラストタンク６に送られる。一方、空気圧縮機（図示しない）から供給された圧縮空気Ａは、第１空気枝通路１２Ｂを通って第１ろ過ユニット４Ｂに供給され、デプスフィルタ１０を逆流洗浄して、原水ＲＷとともに第１排出枝通路１４Ｂから排出通路１４を通って船舶の外へ排水される。
【００７５】
タイマなどの時限装置により、図８と図９の各弁Ｂ１〜４およびＣ１〜４の開閉状態を交互に繰り返すことで、一方のろ過ユニット４Ｂ（４Ｃ）が逆流洗浄中であっても、他方のろ過ユニット４Ｃ（４Ｂ）でろ過を行うことができる。本実施形態では、２つのろ過ユニット４Ｂ，４Ｃを設けているが、３つ以上であってもよい。
【００７６】
第３実施形態によれば、第１および第２ろ過ユニット４Ｂ，４Ｃの洗浄、ろ過が同時に行われるので、常にろ過を継続することが可能となり、バラスト水製造時間を短縮することができる。また、仮に、一方のろ過ユニット４Ｂ（４Ｃ）に異常が発生した場合でも、他方のろ過ユニット４Ｃ（４Ｂ）をろ過と逆流洗浄を交互に行うようにして使用することで、バラスト水を製造することができるので、システム全体の信頼性が向上する。
【００７７】
図１０は、第４実施形態のろ過ユニット４Ｄを示す。この実施形態では、ろ過ユニット４Ｄの円筒状の筐体９Ｄは、下側の一端壁９Ｄａと、周壁９Ｄｂと、上側の他端壁９Ｄｃとからなり、軸心Ｃが傾斜して、一端壁９Ｄａから他端壁９Dｃに向かって斜め上方へ傾斜するように配置されている。デプスフィルタ１０の長手方向の中心線Ｃと水平面Ｈとのなす角である傾斜角αは２０〜７０°が好ましく、より好ましくは、３０〜６０°である。傾斜角αが大き過ぎると、ろ過ユニット４Ｄの上下寸法が大きくなるので、取り外し等のメンテナンスの際に、ろ過ユニット４Ｄの上方にデプスフィルタ１０Ｄを抜き出すための広いスペースが必要となり、小さ過ぎると、筐体９Ｄ内の空気Ａが抜け難くなる。
【００７８】
筐体９Ｄの一端壁９Ｄａに排出通路１４に接続される排出口２２Ｄが、周壁９Ｄｂにおける一端壁９Ｄａ付近に原水通路５に接続される原水供給口１８Ｄが、周壁９Ｄｂにおける他端壁９Ｄｃ付近に気体供給通路１２に接続される気体供給口２４Ｄおよび送水通路８に接続されるろ過水取出口１６Ｄが、それぞれ形成されている。
【００７９】
筐体９Ｄの周壁９Ｄｂにおける気体供給口２４Ｄおよびろ過水取出口１６Ｄよりも軸方向の下方に環状の底板９Ｄｄが設けられ、デプスフィルタ１０Ｄの開口端１０Ｄａが該底板９Ｄｄに支持されている。つまり、筐体９Ｄにおける他端壁９Ｄｃと底板９Ｄｄとの間には空間Ｓが形成され、この空間Ｓに気体供給口２４Ｄ、ろ過水取出口１６Ｄおよびデプスフィルタ１０Ｄの開口端１０Ｄａが臨んでおり、デプスフィルタ１０Ｄの中空部１１Ｄと空間Ｓが連通している。筐体９Ｄと同心のデプスフィルタ１０Ｄも傾斜しており、開口端１０Ｄａが閉止端１０Ｄｂよりも上になるように配置されている。その他の構成は、第１実施形態と同じである。
【００８０】
第４実施形態によれば、デプスフィルタ１０Ｄの開口端１０Ｄａが斜め上方に開口しているので、逆洗工程からエア抜き工程に切り換えた際に、デプスフィルタ１０Ｄの閉止端１０Ｄｂ付近の空気が開口端１０Ｄａから抜けるから、デプスフィルタ１０Ｄに空気が残るのを防いで、ろ過工程においてデプスフィルタ１０Ｄの全体を使って効率的にろ過を行うことができる。
【００８１】
第４実施形態において、第２実施形態のようにデプスフィルタ１０Ｄを複数とすることもでき、また、第３実施形態のように、ろ過ユニット４Ｄを２つとした装置を構成することもでき、さらに、これらを組み合わせることもできる。
【００８２】
以上のとおり、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００８３】
１ バラスト水製造装置（ろ過システム）
４ ろ過ユニット
６ バラストタンク
８ 送水通路
９ 筐体
１０ デプスフィルタ（ろ材）
１２ 気体供給通路
１４ 排出通路
１６ ろ過水取出口
１８ 原水供給口
２２ 排出口
２４ 気体供給口
３８ ろ材
４０ 固定板
Ａ 圧縮空気
ＦＷ ろ過水
ＲＷ 原水
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ろ材とそれを収容する筐体からなるろ過ユニットであって、
前記筐体が、前記ろ材に原水を供給する原水供給口と、ろ過水の取出口と、前記ろ材に逆洗用の流体を供給する流体供給口と、前記ろ材を逆洗した流体および前記原水を排出する排出口を有し、
前記ろ材が孔径１〜２５μｍのデプスフィルタであるろ過ユニット。
【請求項２】
請求項１において、前記流体供給口と前記ろ過水取出口とが同一であるろ過ユニット。
【請求項３】
請求項１または２において、前記ろ材は複数のデプスフィルタの両端を固定板で固定して一体化したものであるろ過ユニット。
【請求項４】
請求項１，２または３において、前記ろ材が前記ろ過水取出口に向かって斜め下方へ傾斜するように配置されており、この傾斜角が水平方向に対して２０〜７０°であるろ過ユニット。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項において、前記排出口が前記原水供給口よりも上方に設けられているろ過ユニット
【請求項６】
請求項１，２または３において、前記ろ材が前記ろ過水取出口に向かって斜め上方へ傾斜するように配置されており、この傾斜角が水平方向に対して２０〜７０°であるろ過ユニット。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載のろ過ユニットを有し、前記ろ過ユニットから取り出したろ過水をバラスト水として、船舶のバラストタンクへ供給する装置であって、
前記ろ過ユニットにおける流体供給口に接続され、ろ材を洗浄するための流体を供給する流体供給通路と、
前記ろ過ユニットにおける排出口に接続され、前記ろ材を洗浄した流体を、ろ過ユニット内の原水とともに船舶の外部へ排出する排出通路と、
を備えたバラスト水製造装置。
【請求項８】
原水をろ材でろ過してろ過水を製造する方法であって、
ろ材に原水を供給しながら、ろ過水側からろ材へ流体を供給し、この流体を前記原水とともに排出する逆洗工程を備えたろ過水製造方法。
【請求項９】
請求項８において、前記ろ材として孔径１〜２５μｍのデプスフィルタを用いるろ過水製造方法。
【請求項１０】
請求項７に記載のバラスト水製造装置を用いたバラスト水製造方法であって、
前記ろ材からバラストタンクへのろ過水の供給およびろ材への流体の供給を停止した状態で、前記ろ過ユニットを経て前記排出口から流体を原水とともに排出する準備工程と、
ろ材からの原水の排出とろ材への流体供給とを停止した状態で、ろ過ユニットに原水を供給して、ろ過水を前記ろ過水取出口に送るろ過工程と、
バラストタンクへのろ過水の供給を停止した状態で、ろ材に原水を供給しながら、ろ過水側からろ材へ流体を供給し、この流体を前記原水とともに前記排出口から前記排出通路を経て船舶の外部へ排出する逆洗工程と、
を備えたバラスト水製造方法。
【請求項１】
ろ材とそれを収容する筐体からなるろ過ユニットであって、
前記筐体が、前記ろ材に原水を供給する原水供給口と、ろ過水の取出口と、前記ろ材に逆洗用の流体を供給する流体供給口と、前記ろ材を逆洗した流体および前記原水を排出する排出口を有し、
前記ろ材が孔径１〜２５μｍのデプスフィルタであるろ過ユニット。
【請求項２】
請求項１において、前記流体供給口と前記ろ過水取出口とが同一であるろ過ユニット。
【請求項３】
請求項１または２において、前記ろ材は複数のデプスフィルタの両端を固定板で固定して一体化したものであるろ過ユニット。
【請求項４】
請求項１，２または３において、前記ろ材が前記ろ過水取出口に向かって斜め下方へ傾斜するように配置されており、この傾斜角が水平方向に対して２０〜７０°であるろ過ユニット。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項において、前記排出口が前記原水供給口よりも上方に設けられているろ過ユニット
【請求項６】
請求項１，２または３において、前記ろ材が前記ろ過水取出口に向かって斜め上方へ傾斜するように配置されており、この傾斜角が水平方向に対して２０〜７０°であるろ過ユニット。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載のろ過ユニットを有し、前記ろ過ユニットから取り出したろ過水をバラスト水として、船舶のバラストタンクへ供給する装置であって、
前記ろ過ユニットにおける流体供給口に接続され、ろ材を洗浄するための流体を供給する流体供給通路と、
前記ろ過ユニットにおける排出口に接続され、前記ろ材を洗浄した流体を、ろ過ユニット内の原水とともに船舶の外部へ排出する排出通路と、
を備えたバラスト水製造装置。
【請求項８】
原水をろ材でろ過してろ過水を製造する方法であって、
ろ材に原水を供給しながら、ろ過水側からろ材へ流体を供給し、この流体を前記原水とともに排出する逆洗工程を備えたろ過水製造方法。
【請求項９】
請求項８において、前記ろ材として孔径１〜２５μｍのデプスフィルタを用いるろ過水製造方法。
【請求項１０】
請求項７に記載のバラスト水製造装置を用いたバラスト水製造方法であって、
前記ろ材からバラストタンクへのろ過水の供給およびろ材への流体の供給を停止した状態で、前記ろ過ユニットを経て前記排出口から流体を原水とともに排出する準備工程と、
ろ材からの原水の排出とろ材への流体供給とを停止した状態で、ろ過ユニットに原水を供給して、ろ過水を前記ろ過水取出口に送るろ過工程と、
バラストタンクへのろ過水の供給を停止した状態で、ろ材に原水を供給しながら、ろ過水側からろ材へ流体を供給し、この流体を前記原水とともに前記排出口から前記排出通路を経て船舶の外部へ排出する逆洗工程と、
を備えたバラスト水製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−２０７７９５（Ｐ２０１０−２０７７９５Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８５２２３（Ｐ２００９−１８５２２３）
【出願日】平成２１年８月７日（２００９．８．７）
【出願人】（０００００１０８５）株式会社クラレ (1,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月７日（２００９．８．７）
【出願人】（０００００１０８５）株式会社クラレ (1,607)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]