バラスト水処理装置、このバラスト水処理装置を搭載した船舶、及びバラスト水処理方法
【課題】濾過手段でのバイオフィルムの繁殖を防止できるとともに、オンバラスト時の高速流量化を実現すること。
【解決手段】本発明のバラスト水処理装置は、バラストタンク３０に貯える水を取水する取水手段１０と、取水手段１０で取水した水を濾過する濾過手段２０と、濾過手段２０を再生するための洗浄を行う洗浄手段５０を備え、洗浄手段５０による濾過手段２０の洗浄時に殺滅物質供給手段４０から供給される薬剤又は活性物質を含む水で洗浄を行い、洗浄後の汚染水を汚染水タンク３１に貯えることを特徴とする。
【解決手段】本発明のバラスト水処理装置は、バラストタンク３０に貯える水を取水する取水手段１０と、取水手段１０で取水した水を濾過する濾過手段２０と、濾過手段２０を再生するための洗浄を行う洗浄手段５０を備え、洗浄手段５０による濾過手段２０の洗浄時に殺滅物質供給手段４０から供給される薬剤又は活性物質を含む水で洗浄を行い、洗浄後の汚染水を汚染水タンク３１に貯えることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バラスト水の注排水に伴う微生物の移動を防止するためのバラスト水処理装置、このバラスト水処理装置を搭載した船舶、及びバラスト水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な活性物質（アクティブサブスタンス）添加型のバラスト水管理システム（ＢＷＭＳ：Ｂａｌｌａｓｔ Ｗａｔｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）は、バラスト水取水時に１０〜５０ミクロンメッシュのフィルターで大型生物（Ｌサイズプランクトン）を除去し、フィルターメッシュに残された生物は、連続的に行われるフィルター逆洗水とともに取水海域に戻し、フィルターを通過したバクテリアやＳサイズプランクトンの入った濾過水に活性物質を加え、殺滅し、バラストタンクへと導く方式をとる。これによって、Ｌサイズプランクトン殺滅が苦手な薬剤の濃度を下げられ、活性物質起因の船体や配管系の腐食、環境への活性物質による二次汚染のリスクを最小に押さえる努力がなされている。
【０００３】
通常の海域ではこの方式は有効な手段として国際海事機関（ＩＭＯ）のＢＷＭＳガイドラインであるＧ９（活性物質を使用したバラスト水管理システム承認のための手続（２００５年７月））やＧ８（バラスト水管理システムの承認のためのガイドライン（２００５年７月））を取得しているＢＷＭＳは少なくない。
しかし、上記の手段ではフィルターを通過する海水には活性物質を入れられない関係上、東京湾や大阪湾といった陸上からの河川等を通じての栄養分が豊富な海水では、季節要因の海水温度や潮位変化等により、フィルターにバクテリアの一種であるバイオフィルムが繁殖する場合がある。一度、このバイオフィルムが付着すると逆洗が不可能な状態に陥り、フィルターが閉塞状態となってバラスト水を取水することが不可能になるというリスクを抱えている。
【０００４】
一方、原油の輸送を主な目的とする大型タンカーのうち、２０万〜３０万重量トンのＶＬＣＣ（Ｖｅｒｙ Ｌａｒｇｅ Ｃｒｕｄｅ Ｏｉｌ Ｃａｒｒｉｅｒ）用のＢＷＭＳでは、オンバラストにおいて、最低でも３０００トン／ｈが求められており（バラスト水排出時には更に高速流量化が求められ、６０００トン／ｈ以上、場合によっては１万トン／ｈ）、熱回収型ＢＷＭＳは排出時処理であることから、この高速流量化を達成するには、熱交換器の寸法や価格面からいささか無理があり、現実面を直視した場合には一部、活性物質を導入せざるを得ない状況である。
【０００５】
ところで、特許文献１では、フィルターへの残留物を殺菌した後に、フィルターを通過した清浄水と混合し、バラスト水として貯留する装置が提案されている。
また、特許文献２では、バラスト水タンク内の液体を洗浄水としてフィルター装置上流側に環流させ、フィルター洗浄後の液体を、バラスト水の供給海域へ排出する装置が提案されている。
また、特許文献３では、バラストタンクからの排水の際にも、濾過装置を通過させる装置が提案されている。
また、特許文献４では、膜の洗浄時に薬剤を用いる装置が提案されている。
また、特許文献５では、濾過膜を船舶航行中に薬剤を用いて洗浄を行う装置が提案されている。
また、特許文献６では、サイズの大きな海生物とサイズの小さな海生物に分離し、サイズの小さな海生物に対して薬剤殺菌を行う装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１０２２８３号公報
【特許文献２】特開２００７−２２９５７５号公報
【特許文献３】特開２００８−２１２９０１号公報
【特許文献４】特開２００９−６２１３号公報
【特許文献５】特開２０１０−９４５８４号公報
【特許文献６】国際公開第２００８／１１４７９３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１では、殺菌した残留物を清浄水と混合するために、薬液が清浄水によって薄まり、生き残ったバクテリアが貯留中に繁殖してしまうという問題を抱えている。また、フィルターでのバイオフィルムの繁殖を有効に防止することができず、フィルターが閉塞状態となってしまうリスクを抱えている。
また、特許文献２から特許文献５では、バラスト水取水時には、フィルターに残留するプランクトンやバクテリアの繁殖を抑えることはできず、取水時から洗浄時までの時間が長くなってしまうと、バクテリアの繁殖により付着したバイオフィルムの除去が困難となってしまう。また、フィルターで分離される処理排水を海域に排出し、フィルターを通過した水だけをバラスト水として利用するため、バラスト水の貯留に時間がかかってしまうという問題を有する。
また、特許文献６では、フィルターに残留するプランクトンやバクテリアの繁殖を抑えることはできず、付着したバイオフィルムの除去が困難となってしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、濾過手段でのバイオフィルムの繁殖を防止できるとともに、オンバラスト時の高速流量化を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の本発明に対応したバラスト水処理装置においては、バラストタンクに貯える水を取水する取水手段と、取水手段で取水した水を濾過する濾過手段と、濾過手段を再生するための洗浄を行う洗浄手段を備えたバラスト水処理装置において、洗浄手段による濾過手段の洗浄時に薬剤又は活性物質を含む水で洗浄を行い、洗浄後の汚染水を汚染水タンクに貯えることを特徴とする。請求項１に記載の本発明によれば、薬剤又は活性物質を含む水で濾過手段を洗浄することでバクテリアやプランクトンを殺滅し、濾過手段でのバイオフィルムの繁殖を防止でき、また洗浄後の汚染水を汚染水タンクに貯えることでバラストとして利用できる。
【００１０】
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載のバラスト水処理装置において、洗浄手段による濾過手段の洗浄を、取水手段による取水時に行うことを特徴とする。請求項２に記載の本発明によれば、取水手段による取水時に濾過手段の洗浄を行うことで、洗浄を連続的に行えるとともに、汚染水をバラストに用いるために、オンバラスト時間を短縮できる。
【００１１】
請求項３記載の本発明は、請求項１又は請求項２に記載のバラスト水処理装置において、濾過手段の上流側で、薬剤又は活性物質を取水した水に添加することを特徴とする。請求項３に記載の本発明によれば、濾過手段の上流側で薬剤又は活性物質を添加することで、濾過手段にバイオフィルムが繁殖することがなく、濾過手段の機能低下を防止できる。
【００１２】
請求項４記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載のバラスト水処理装置において、薬剤又は活性物質を無害化する無害化手段をさらに備えたことを特徴とする。請求項４に記載の本発明によれば、薬剤又は活性物質を無害化して汚染水を海域に戻すことができる。
【００１３】
請求項５記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載のバラスト水処理装置において、薬剤又は活性物質の濃度を検出する濃度検出手段をさらに備え、薬剤又は活性物質の濃度管理を行うことを特徴とする。請求項５に記載の本発明によれば、薬剤又は活性物質の濃度管理を行うことでバクテリアやプランクトンを確実に殺滅できるとともに薬剤又は活性物質の濃度を適正に管理することができる。
【００１４】
請求項６記載の本発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載のバラスト水処理装置において、汚染水タンクに貯えられた汚染水を熱処理する熱処理手段をさらに備え、熱処理手段で熱処理した汚染水を外部へ排出することを特徴とする。請求項６に記載の本発明によれば、熱処理を行うことで、バクテリアやプランクトンを殺滅することができるとともに、例えば活性物質として塩素を用いている場合などでは無害化を行うことができる。
【００１５】
請求項７記載の本発明は、請求項６に記載のバラスト水処理装置において、熱処理手段として熱回収型熱交換器を用いたことを特徴とする。請求項７に記載の本発明によれば、熱交換器のバイオフィルム汚損による性能劣化を防止でき、熱回収によって省エネ化を図ることができる。
【００１６】
請求項８記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載のバラスト水処理装置において、汚染水を汚染水タンクに貯えるときに、高濃度の薬剤又は活性物質で汚染水を処理したことを特徴とする。請求項８に記載の本発明によれば、濾過手段の洗浄時に添加する薬剤又は活性物質では死滅しない、例えばＬサイズプランクトンを殺滅することができる。また、汚染水タンクに蓄えている間に時間をかけて薬剤や活性物質の効力を低下させることができるので、バラスト排出時の無害化への負担を軽減できる。
【００１７】
請求項９記載の本発明に対応した船舶においては、請求項１から請求項８のいずれかに記載のバラスト水処理装置を搭載したことを特徴とする。請求項９に記載の本発明によれば、薬剤又は活性物質を含む水で濾過手段を洗浄することでバクテリアやプランクトンを殺滅し、濾過手段でのバイオフィルムの繁殖を防止でき、また洗浄後の汚染水を汚染水タンクに貯えることでバラストとして利用できる。
【００１８】
請求項１０記載の本発明に対応したバラスト水処理方法においては、バラストタンクに貯える水を取水し、取水した水を濾過手段で濾過するとともに、濾過手段の再生のための洗浄を薬剤又は活性物質を含む水で洗浄を行い、洗浄後の汚染水を汚染水タンクに貯えることを特徴とする。請求項１０に記載の本発明によれば、薬剤又は活性物質を含む水で濾過手段を洗浄することでバクテリアやプランクトンを殺滅し、濾過手段でのバイオフィルムの繁殖を防止でき、また洗浄後の汚染水を汚染水タンクに貯えることでバラストとして利用できる。
【００１９】
請求項１１記載の本発明は、請求項１０に記載のバラスト水処理方法において、洗浄手段による濾過手段の洗浄を、取水手段による取水時に行うことを特徴とする。請求項１１に記載の本発明によれば、取水手段による取水時に濾過手段の洗浄を行うことで、洗浄を連続的に行えるとともに、汚染水をバラストに用いるために、オンバラスト時間を短縮できる。
【００２０】
請求項１２記載の本発明は、請求項１０又は請求項１１に記載のバラスト水処理方法において、薬剤又は活性物質を、濾過手段の上流側で取水した水に添加することを特徴とする。請求項１２に記載の本発明によれば、濾過手段の上流側で薬剤又は活性物質を添加することで、濾過手段にバイオフィルムが繁殖することがなく、濾過手段の機能低下を防止できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、薬剤又は活性物質を含む水で濾過手段を洗浄することでバクテリアやプランクトンを殺滅し、濾過手段でのバイオフィルムの繁殖を防止でき、また洗浄後の汚染水を汚染水タンクに貯えることでバラストとして利用できる。
【００２２】
また、洗浄手段による濾過手段の洗浄を、取水手段による取水時に行う場合には、取水手段による取水時に濾過手段の洗浄を行うことで、洗浄を連続的に行えるとともに、汚染水をバラストに用いるために、オンバラスト時間を短縮できる。
【００２３】
また、濾過手段の上流側で、薬剤又は活性物質を取水した水に添加する場合には、濾過手段の上流側で薬剤又は活性物質を添加することで、濾過手段にバイオフィルムが繁殖することがなく、濾過手段の機能低下を防止できる。
【００２４】
また、薬剤又は活性物質を無害化する無害化手段をさらに備えた場合には、薬剤又は活性物質を無害化することで、汚染水を海域に戻すことができる。
【００２５】
また、薬剤又は活性物質の濃度を検出する濃度検出手段をさらに備え、薬剤又は活性物質の濃度管理を行う場合には、薬剤又は活性物質の濃度管理を行うことでバクテリアやプランクトンを確実に殺滅できるとともに薬剤又は活性物質を必要以上に添加することを防止することができる。
【００２６】
また、汚染水タンクに貯えられた汚染水を熱処理する熱処理手段をさらに備え、熱処理手段で熱処理した汚染水を外部へ排出する場合には、熱処理を行うことで、バクテリアやプランクトンを殺滅することができるとともに、例えば活性物質として塩素を用いている場合などでは無害化を行うことができる。
【００２７】
また、熱処理手段として熱回収型熱交換器を用いた場合には、熱交換器のバイオフィルム汚損による性能劣化を防止でき、熱回収によって省エネ化を図ることができる。
【００２８】
また、汚染水を汚染水タンクに貯えるときに、高濃度の薬剤又は活性物質で汚染水を処理した場合には、濾過手段の洗浄時に添加する薬剤又は活性物質では死滅しないプランクトンを殺滅することができ、汚染水タンクに蓄えている間に時間をかけて薬剤や活性物質の効力を低下させることができるので、バラスト排出時の無害化への負担を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態によるバラスト水処理装置のライン図
【図２】同バラスト水処理装置のオンバラスト時の流れを示すライン図
【図３】同バラスト水処理装置のオンバラスト時（濾過手段の洗浄）の流れを示すライン図
【図４】同バラスト水処理装置のデバラスト時の流れを示すライン図
【図５】同バラスト水処理装置のデバラスト時（汚染水の排出）の流れを示すライン図
【図６】同バラスト水処理装置に用いる洗浄手段付濾過手段の概念構成図
【図７】同バラスト水処理装置を搭載した船舶の概略構成図
【図８】本発明の他の実施形態によるバラスト水処理装置のライン図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下に、本発明の実施形態によるバラスト水処理装置について説明する。
図１は本発明の実施形態によるバラスト水処理装置のライン図、図２は同バラスト水処理装置のオンバラスト時の流れを示すライン図、図３は同バラスト水処理装置のオンバラスト時（濾過手段の洗浄）の流れを示すライン図、図４は同バラスト水処理装置のデバラスト時の流れを示すライン図、図５は同バラスト水処理装置のデバラスト時（汚染水の排出）の流れを示すライン図、図６は同バラスト水処理装置に用いる洗浄手段付濾過手段の概念構成図、図７は同バラスト水処理装置を搭載した船舶の概略構成図である。
【００３１】
まず、図１を用いてバラスト水処理装置の構成を説明する。
図１に示すように、本実施形態のバラスト水処理装置は、水（海水）を取水する取水手段１０と、取水手段１０で取水した水を濾過する濾過手段２０と、濾過手段２０で濾過した水を貯えるバラストタンク３０と、取水手段１０で取水した水に添加する薬剤又は活性物質を貯える殺滅物質供給手段４０と、バラストタンク３０に貯えた水を海域に排水するときに薬剤又は活性物質を無害化する無害化手段６０と、濾過手段２０の洗浄後の汚染水を貯える汚染水タンク３１と、汚染水タンク３１に貯えられた汚染水を熱処理する熱処理手段７０とを備えている。
【００３２】
本実施形態における濾過手段２０は、濾過手段２０を再生するための洗浄を行う洗浄手段５０を備えている。
取水手段１０には、バラストポンプが用いられ、バラストポンプで取水シーチェスト１１から水を取水する。
濾過手段２０には、例えば１０〜５０ミクロンメッシュのフィルターが用いられ、１０〜５０ミクロンメッシュのフィルターでは大型生物（Ｌサイズプランクトン）が除去される。
バラストタンク３０は複数のタンクで構成され、バラストタンク３０の一部のタンクを汚染水タンク３１として用いることができる。
【００３３】
殺滅物質供給手段４０には、薬剤又は活性物質を貯える薬液タンクを用いることができるが、活性物質としては例えば塩素を用いることができる。また、殺滅物質供給手段４０には、電気分解生成器や紫外線照射器を用いることができる。
無害化手段６０には、薬剤又は活性物質を中和する中和液を貯える中和液タンクを用いることができ、中和液としては例えばチオ硫酸ナトリウムを用いることができる。無害化手段６０は、バラストタンク３０の残留薬剤等の無害化に用いられるとともに、汚染水タンク３１の残留薬剤等の無害化にも用いられる。また、無害化手段６０には、塩素を飛ばす加熱器を用いることができる。
熱処理手段７０には、熱回収型熱交換器を用いることができる。熱処理手段７０での熱処理によって、バクテリアやプランクトンを殺滅処理するが、例えば活性物質として塩素を用いる場合には殺滅物質の無害化を行うことができる。
【００３４】
取水シーチェスト１１から取水手段１０までの配管には、開閉バルブＶ１が設けられている。
開閉バルブＶ１から取水手段１０までの配管には、混合弁９１が設けられ、混合弁９１に殺滅物質供給手段４０からの給水管４１が接続されている。給水管４１には、殺滅物質供給ポンプＹＰ１が設けられている。
取水手段１０から濾過手段２０までの配管には、開閉バルブＶ２が設けられている。
取水手段１０から開閉バルブＶ２までの配管には、切替弁９２が設けられ、切替弁９２に排水シーチェスト８１への排水管８２が接続されている。排水管８２には、開閉バルブＶ３が設けられている。
【００３５】
濾過手段２０の出口は、配管によってバラストタンク３０に接続されている。濾過手段２０とバラストタンク３０を接続する配管には、分岐弁９３が設けられ、分岐弁９３に逆洗用ポンプ５１への分岐管８３が接続されている。なお、本実施形態では、分岐弁９３として説明するが、分岐弁９３は切替弁であってもよい。分岐弁９３を用いた場合には、バラストタンク３０への取水を継続して行いながら、濾過手段２０の洗浄を行うことができ、分岐弁９３に代えて切替弁を用いた場合には、バラストタンク３０への取水の停止時に濾過手段２０の洗浄を行うことができる。
【００３６】
逆洗用ポンプ５１の出口は、洗浄用配管８４によって濾過手段２０に接続されている。
濾過手段２０には排出管８５が接続され、洗浄用配管８４によって供給され、濾過手段２０を洗浄した後の汚染水は、排出管８５によって汚染水タンク３１に貯えられる。
汚染水タンク３１と熱処理手段７０とは配管８６で接続され、熱処理手段７０の下流側の配管８７は、切替弁９４に接続されている。
切替弁９４は、分岐弁９３とバラストタンク３０との間の配管に設けられている。
分岐弁９３と切替弁９４との間の配管には切替弁９５が設けられている。
【００３７】
また、混合弁９１と取水手段１０との間の配管には、切替弁９６が設けられている。
そして、切替弁９５と切替弁９６とは、配管８８で接続されている。
配管８８には、開閉バルブＶ４が設けられている。開閉バルブＶ４から切替弁９６までの間の配管８８には、混合弁９７が設けられている。
混合弁９７には、無害化手段６０からの配管６１が接続され、配管６１にはポンプＹＰ２が設けられている。
【００３８】
熱処理手段７０は、ポンプ７１と熱回収型熱交換器７２と熱交換器７３とから構成されている。ポンプ７１によって汚染水タンク３１から導出させた汚染水は、熱回収型熱交換器７２で吸熱した後に熱交換器７３で更に加熱され、その後熱回収型熱交換器７２で放熱し、配管８７に導出される。
熱交換器７３は、熱源手段７４によって加熱される。熱源手段７４は、熱交換器７３、復水タンク７５、循環ポンプ７６とともに配管にて環状に接続され、配管内を熱媒体が循環する。熱源手段７４には、補助ボイラーや排熱回収サイレンサーが用いられる。
【００３９】
本実施形態のバラスト水処理装置は、混合弁９１の下流側に薬剤又は活性物質の濃度を検出する濃度検出手段９８を備えている。
濃度検出手段９８は、取水手段１０から濾過手段２０までの配管に設けることが好ましい。特に、取水手段１０と切替弁９２の間に設けることにより、デバラスト時にも濃度検出を行うことができる。
本実施形態のバラスト水処理装置は、濃度検出手段９８を備えることで、薬剤又は活性物質の濃度管理を行い、殺滅物質供給手段４０から供給する薬剤又は活性物質の調整を行う。
【００４０】
次に、図２を用いてバラスト水処理装置のオンバラスト時の流れを説明する。
取水手段１０によって、取水シーチェスト１１から取水した水は、濾過手段２０で濾過された後に、バラストタンク３０に貯えられる。
この取水時には、殺滅物質供給手段４０の薬剤又は活性物質が、混合弁９６から水に添加される。
従って、薬剤又は活性物質が添加された水は、取水手段１０で混合が促進され、濾過手段２０に至る。
【００４１】
オンバラスト時には、開閉弁Ｖ１及び開閉弁Ｖ２を開、開閉弁Ｖ３及び開閉弁Ｖ４を閉としている。
また、オンバラスト時には、切替弁９４は配管８７への流れを閉とし、切替弁９６は配管８８への流れを閉としている。
濃度検出手段９８は、取水手段１０の下流側に設けているため、取水手段１０により薬剤又は活性物質が攪拌され、安定した濃度を検出することができる。
【００４２】
このように濾過手段２０に至った水は、薬剤又は活性物質が添加されているため、バクテリアやプランクトンを殺滅し、濾過手段２０でのバイオフィルムの繁殖を防止できる。
また、濃度検出手段９８によって、薬剤又は活性物質の濃度を検出し、薬剤又は活性物質の濃度管理を行うことで、バクテリアやプランクトンを確実に殺滅できるとともに薬剤又は活性物質を必要以上に添加することを防止することができる。
【００４３】
次に、図３を用いてバラスト水処理装置のオンバラスト時（濾過手段の洗浄）の流れを説明する。
なお、図３では濾過手段２０の洗浄時の流れを説明するために、図２と別に説明するが、本実施形態では分岐弁９３を用いているため、図２の流れと図３の流れは同時に行われる。
【００４４】
取水手段１０によって、取水シーチェスト１１から取水し、濾過手段２０で濾過された後の水の一部は、逆洗用ポンプ５１によって分岐弁９３から濾過手段２０に戻される。
濾過手段２０で濾過された後の水の一部には、殺滅物質供給手段４０の薬剤又は活性物質が添加されている。
【００４５】
オンバラスト時には、開閉弁Ｖ１及び開閉弁Ｖ２を開、開閉弁Ｖ３及び開閉弁Ｖ４を閉としている。
また、オンバラスト時には、切替弁９４は配管８７への流れを閉とし、切替弁９６は配管８８への流れを閉としている。
洗浄用配管８４によって供給され、濾過手段２０に至った水は、洗浄手段５０によって濾過手段２０を洗浄し、濾過手段２０を洗浄した後の汚染水は、排出管８５によって汚染水タンク３１に貯えられる。
この汚染水には、薬剤又は活性物質が添加されているため、バクテリアやプランクトンを殺滅し、濾過手段２０でのバイオフィルムの繁殖を防止できる。
【００４６】
次に、図４を用いてバラスト水処理装置のデバラスト時の流れを説明する。
取水手段１０によって、バラストタンク３０内のバラスト水は、配管８８及び排水管８２を経由して排水シーチェスト８１から排出される。
このバラスト水の排出時には、薬剤又は活性物質を中和する中和液が、無害化手段６０から供給され、混合弁９７から水に添加される。
無害化手段６０から供給される中和液で、薬剤又は活性物質を無害化することで、バラスト水を海域に戻すことができる。
【００４７】
デバラスト時には、開閉弁Ｖ１及び開閉弁Ｖ２を閉、開閉弁Ｖ３及び開閉弁Ｖ４を開としている。
また、デバラスト時には、切替弁９５及び切替弁９６は配管８８とを接続している。
【００４８】
次に、図５を用いてバラスト水処理装置のデバラスト時（汚染水の排出）の流れを説明する。
ポンプ７１によって、汚染水タンク３１内の汚染水は、配管８６から熱処理手段７０を経由し、熱処理された汚染水は、切替弁９４、切替弁９５、配管８８及び排水管８２を経由して排水シーチェスト８１から排出される。
熱処理手段７０によって熱処理を行うことで、バクテリアやプランクトンを殺滅することができるとともに、例えば活性物質として塩素を用いている場合などでは無害化を行うことができる。
またバラスト水の排出時には、薬剤又は活性物質を中和する中和液が、無害化手段６０から供給され、混合弁９７から水に添加される。
無害化手段６０から供給される中和液で、薬剤又は活性物質を無害化することで、バラスト水を海域に戻すことができる。
【００４９】
デバラスト時には、開閉弁Ｖ１及び開閉弁Ｖ２を閉、開閉弁Ｖ３及び開閉弁Ｖ４を開としている。
また、デバラスト時には、切替弁９５及び切替弁９６は配管８８とを接続している。
なお、本実施形態では、バラストタンク３０からの排水と、汚染水タンク３１からの排水を別々に行う説明を行ったが、バラストタンク３０からの排水と、汚染水タンク３１からの排水を同時に行うこともできる。
【００５０】
次に、図６を用いてバラスト水処理装置に用いる洗浄手段付濾過手段の構成について説明する。
濾過手段２０は、円筒状のフィルター部材２１で構成され、フィルター部材２１の外周部から内周部に水が導入されることで濾過が行われる。
フィルター部材２１は、例えば、リング状のディスクを積層したものや、金網、ノッチワイヤー、不織布によって構成されたものが用いられる。
【００５１】
洗浄手段５０は、フィルター部材２１の一部を区画し、逆洗水を流すための隔壁５２、５３と、フィルター部材２１を回転させるモータ（図示せず）とから構成される。一対の隔壁５２は、フィルター部材２１の内部を区画し、一対の隔壁５３はフィルター部材２１の外部を区画している。
洗浄用配管８４は、一対の隔壁５２で区画された領域に接続され、排出管８５は、一対の隔壁５３で区画された領域に接続される。
【００５２】
上記構成によって、一対の隔壁５３で囲まれた領域以外では、フィルター部材２１には、取水シーチェスト１１から取水され、薬剤又は活性物質が添加された水が導入され、フィルター部材２１で濾過された水は、一対の隔壁５２で囲まれた領域以外から、バラストタンク３０に導出される。
一方、一対の隔壁５２で囲まれた領域では、フィルター部材２１には、洗浄用配管８４から、薬剤又は活性物質が添加された水が導入され、フィルター部材２１を洗浄した後の汚染水は、一対の隔壁５３で囲まれた領域から、排出管８５を通って汚染水タンク３１に導出される。
フィルター部材２１が回転することで、濾過時のフィルター部材２１の汚れは、連続して洗浄される。
【００５３】
次に、図７を用いてバラスト水処理装置を搭載した船舶の構成を説明する。
船体１の船尾２側には、補助ボイラーや排熱回収サイレンサーなどで構成される熱源手段７４が配置されている。
汚染水タンク３１の汚染水は、ポンプ７１によって熱回収型熱交換器７２、熱交換器７３に導かれ、熱処理される。熱処理された汚染水は、熱回収型熱交換器７２で、熱処理前の汚染水を加熱する。従って、熱交換器７３では、熱ロス分の熱を、熱源手段７４から補充すればよい。
【００５４】
以下に本発明の他の実施形態によるバラスト水処理装置について説明する。図８は同バラスト水処理装置のライン図である。上記実施形態と同一機能部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００５５】
図８に示すバラスト水処理装置では、上記実施形態における熱処理手段７０に代えて高濃度滅菌物質供給手段１００を備えている。
なお、高濃度滅菌物質供給手段１００として薬剤を用いる場合は、前述の殺滅物質供給手段４０から高濃度の薬液供給を受けることも可能である。
高濃度滅菌物質供給手段１００は、汚染水タンク３１に貯える汚染水に添加する高濃度の薬剤又は活性物質を貯えている。ここで、高濃度滅菌物質供給手段１００から供給される高濃度の薬剤又は活性物質は、殺滅物質供給手段４０から添加される薬剤又は活性物質の濃度では死滅しないＬサイズプランクトンを殺滅する濃度の薬剤又は活性物質である。例えば、殺滅物質供給手段４０から添加される塩素の濃度が５ｐｐｍであるとき、高濃度滅菌物質供給手段１００から添加される塩酸濃度を３０ｐｐｍとする。
濾過手段２０から汚染水タンク３１までの排出管８５には、混合弁９９が設けられ、混合弁９９に高濃度滅菌物質供給手段１００からの給水管１０１が接続されている。給水管１０１には、高濃度殺滅物質供給ポンプＹＰ３が設けられている。
【００５６】
本実施形態におけるバラスト水処理装置は、上記実施形態における図３に示すオンバラスト時（濾過手段の洗浄）に、高濃度滅菌物質供給手段１００から高濃度の薬剤又は活性物質を、排出管８５を流れる汚染水に添加する。
また、本実施形態におけるバラスト水処理装置は、上記実施形態における図５に示すバラスト水処理装置のデバラスト時（汚染水の排出）に、配管８６からポンプ７１によって、汚染水は、配管８７、切替弁９４、切替弁９５、配管８８及び排水管８２を経由して排水シーチェスト８１から排出される。なお、ポンプ７１を省略したい場合は各バラストタンクに繋がる通常の配管系を通じて排出することが出来る。
【００５７】
本実施形態によれば、濾過手段２０の洗浄時に添加する薬剤又は活性物質では死滅しない、例えばＬサイズプランクトンを殺滅することができる。また、汚染水タンク３１に蓄えている間に時間をかけて薬剤や活性物質の効力を低下させることができる。
なお、図８に示すバラスト水処理装置では、上記実施形態における熱処理手段７０に代えて高濃度滅菌物質供給手段１００を備える場合で説明したが、熱処理手段７０とともに高濃度滅菌物質供給手段１００を用いてもよい。
【００５８】
以上のように本実施形態は、バラストタンク３０に貯える水を取水する取水手段１０と、取水手段１０で取水した水を濾過する濾過手段２０と、濾過手段２０を再生するための洗浄を行う洗浄手段５０を備え、洗浄手段５０による濾過手段２０の洗浄時に薬剤又は活性物質を含む水で洗浄を行い、洗浄後の汚染水を汚染水タンク３１に貯えるものであり、本実施形態によれば、薬剤又は活性物質を含む水で濾過手段２０を洗浄することでバクテリアやプランクトンを殺滅し、濾過手段２０でのバイオフィルムの繁殖を防止でき、また洗浄後の汚染水を汚染水タンク３１に貯えることでバラストとして利用できる。
【００５９】
また本実施形態によれば、洗浄手段５０による濾過手段２０の洗浄を、取水手段１０による取水時に行うことで、洗浄を連続的に行えるとともに、汚染水をバラストに用いるために、オンバラスト時間を短縮できる。
【００６０】
また本実施形態によれば、薬剤又は活性物質を、濾過手段２０の上流側で水に添加することで、濾過手段２０にバイオフィルムが繁殖することがなく、濾過手段２０の機能低下を防止できる。
【００６１】
また本実施形態によれば、薬剤又は活性物質を無害化する無害化手段６０をさらに備え、薬剤又は活性物質を無害化することで、汚染水を海域に戻すことができる。
【００６２】
また本実施形態によれば、薬剤又は活性物質の濃度を検出する濃度検出手段９８をさらに備え、薬剤又は活性物質の濃度管理を行うことでバクテリアやプランクトンを確実に殺滅できるとともに薬剤又は活性物質を必要以上に添加することを防止することができる。
【００６３】
また本実施形態によれば、汚染水タンク３１に貯えられた汚染水を熱処理する熱処理手段７０をさらに備え、熱処理手段７０で熱処理した汚染水を外部へ排出することで、バクテリアやプランクトンを殺滅することができるとともに、例えば活性物質として塩素を用いている場合などでは無害化を行うことができる。
【００６４】
また本実施形態によれば、熱処理手段７０として熱回収型熱交換器７２を用いたことで、熱回収によって省エネ化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、特に原油の輸送を主な目的とする大型タンカーに適したバラスト水処理装置、このバラスト水処理装置を搭載した船舶、及びバラスト水処理方法である。
【符号の説明】
【００６６】
１０ 取水手段
２０ 濾過手段
３０ バラストタンク
３１ 汚染水タンク
４０ 殺滅物質供給手段
５０ 洗浄手段
６０ 無害化手段
７０ 熱処理手段
７２ 熱回収型熱交換器
９８ 濃度検出手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バラスト水の注排水に伴う微生物の移動を防止するためのバラスト水処理装置、このバラスト水処理装置を搭載した船舶、及びバラスト水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な活性物質（アクティブサブスタンス）添加型のバラスト水管理システム（ＢＷＭＳ：Ｂａｌｌａｓｔ Ｗａｔｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）は、バラスト水取水時に１０〜５０ミクロンメッシュのフィルターで大型生物（Ｌサイズプランクトン）を除去し、フィルターメッシュに残された生物は、連続的に行われるフィルター逆洗水とともに取水海域に戻し、フィルターを通過したバクテリアやＳサイズプランクトンの入った濾過水に活性物質を加え、殺滅し、バラストタンクへと導く方式をとる。これによって、Ｌサイズプランクトン殺滅が苦手な薬剤の濃度を下げられ、活性物質起因の船体や配管系の腐食、環境への活性物質による二次汚染のリスクを最小に押さえる努力がなされている。
【０００３】
通常の海域ではこの方式は有効な手段として国際海事機関（ＩＭＯ）のＢＷＭＳガイドラインであるＧ９（活性物質を使用したバラスト水管理システム承認のための手続（２００５年７月））やＧ８（バラスト水管理システムの承認のためのガイドライン（２００５年７月））を取得しているＢＷＭＳは少なくない。
しかし、上記の手段ではフィルターを通過する海水には活性物質を入れられない関係上、東京湾や大阪湾といった陸上からの河川等を通じての栄養分が豊富な海水では、季節要因の海水温度や潮位変化等により、フィルターにバクテリアの一種であるバイオフィルムが繁殖する場合がある。一度、このバイオフィルムが付着すると逆洗が不可能な状態に陥り、フィルターが閉塞状態となってバラスト水を取水することが不可能になるというリスクを抱えている。
【０００４】
一方、原油の輸送を主な目的とする大型タンカーのうち、２０万〜３０万重量トンのＶＬＣＣ（Ｖｅｒｙ Ｌａｒｇｅ Ｃｒｕｄｅ Ｏｉｌ Ｃａｒｒｉｅｒ）用のＢＷＭＳでは、オンバラストにおいて、最低でも３０００トン／ｈが求められており（バラスト水排出時には更に高速流量化が求められ、６０００トン／ｈ以上、場合によっては１万トン／ｈ）、熱回収型ＢＷＭＳは排出時処理であることから、この高速流量化を達成するには、熱交換器の寸法や価格面からいささか無理があり、現実面を直視した場合には一部、活性物質を導入せざるを得ない状況である。
【０００５】
ところで、特許文献１では、フィルターへの残留物を殺菌した後に、フィルターを通過した清浄水と混合し、バラスト水として貯留する装置が提案されている。
また、特許文献２では、バラスト水タンク内の液体を洗浄水としてフィルター装置上流側に環流させ、フィルター洗浄後の液体を、バラスト水の供給海域へ排出する装置が提案されている。
また、特許文献３では、バラストタンクからの排水の際にも、濾過装置を通過させる装置が提案されている。
また、特許文献４では、膜の洗浄時に薬剤を用いる装置が提案されている。
また、特許文献５では、濾過膜を船舶航行中に薬剤を用いて洗浄を行う装置が提案されている。
また、特許文献６では、サイズの大きな海生物とサイズの小さな海生物に分離し、サイズの小さな海生物に対して薬剤殺菌を行う装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１０２２８３号公報
【特許文献２】特開２００７−２２９５７５号公報
【特許文献３】特開２００８−２１２９０１号公報
【特許文献４】特開２００９−６２１３号公報
【特許文献５】特開２０１０−９４５８４号公報
【特許文献６】国際公開第２００８／１１４７９３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１では、殺菌した残留物を清浄水と混合するために、薬液が清浄水によって薄まり、生き残ったバクテリアが貯留中に繁殖してしまうという問題を抱えている。また、フィルターでのバイオフィルムの繁殖を有効に防止することができず、フィルターが閉塞状態となってしまうリスクを抱えている。
また、特許文献２から特許文献５では、バラスト水取水時には、フィルターに残留するプランクトンやバクテリアの繁殖を抑えることはできず、取水時から洗浄時までの時間が長くなってしまうと、バクテリアの繁殖により付着したバイオフィルムの除去が困難となってしまう。また、フィルターで分離される処理排水を海域に排出し、フィルターを通過した水だけをバラスト水として利用するため、バラスト水の貯留に時間がかかってしまうという問題を有する。
また、特許文献６では、フィルターに残留するプランクトンやバクテリアの繁殖を抑えることはできず、付着したバイオフィルムの除去が困難となってしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、濾過手段でのバイオフィルムの繁殖を防止できるとともに、オンバラスト時の高速流量化を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の本発明に対応したバラスト水処理装置においては、バラストタンクに貯える水を取水する取水手段と、取水手段で取水した水を濾過する濾過手段と、濾過手段を再生するための洗浄を行う洗浄手段を備えたバラスト水処理装置において、洗浄手段による濾過手段の洗浄時に薬剤又は活性物質を含む水で洗浄を行い、洗浄後の汚染水を汚染水タンクに貯えることを特徴とする。請求項１に記載の本発明によれば、薬剤又は活性物質を含む水で濾過手段を洗浄することでバクテリアやプランクトンを殺滅し、濾過手段でのバイオフィルムの繁殖を防止でき、また洗浄後の汚染水を汚染水タンクに貯えることでバラストとして利用できる。
【００１０】
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載のバラスト水処理装置において、洗浄手段による濾過手段の洗浄を、取水手段による取水時に行うことを特徴とする。請求項２に記載の本発明によれば、取水手段による取水時に濾過手段の洗浄を行うことで、洗浄を連続的に行えるとともに、汚染水をバラストに用いるために、オンバラスト時間を短縮できる。
【００１１】
請求項３記載の本発明は、請求項１又は請求項２に記載のバラスト水処理装置において、濾過手段の上流側で、薬剤又は活性物質を取水した水に添加することを特徴とする。請求項３に記載の本発明によれば、濾過手段の上流側で薬剤又は活性物質を添加することで、濾過手段にバイオフィルムが繁殖することがなく、濾過手段の機能低下を防止できる。
【００１２】
請求項４記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載のバラスト水処理装置において、薬剤又は活性物質を無害化する無害化手段をさらに備えたことを特徴とする。請求項４に記載の本発明によれば、薬剤又は活性物質を無害化して汚染水を海域に戻すことができる。
【００１３】
請求項５記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載のバラスト水処理装置において、薬剤又は活性物質の濃度を検出する濃度検出手段をさらに備え、薬剤又は活性物質の濃度管理を行うことを特徴とする。請求項５に記載の本発明によれば、薬剤又は活性物質の濃度管理を行うことでバクテリアやプランクトンを確実に殺滅できるとともに薬剤又は活性物質の濃度を適正に管理することができる。
【００１４】
請求項６記載の本発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載のバラスト水処理装置において、汚染水タンクに貯えられた汚染水を熱処理する熱処理手段をさらに備え、熱処理手段で熱処理した汚染水を外部へ排出することを特徴とする。請求項６に記載の本発明によれば、熱処理を行うことで、バクテリアやプランクトンを殺滅することができるとともに、例えば活性物質として塩素を用いている場合などでは無害化を行うことができる。
【００１５】
請求項７記載の本発明は、請求項６に記載のバラスト水処理装置において、熱処理手段として熱回収型熱交換器を用いたことを特徴とする。請求項７に記載の本発明によれば、熱交換器のバイオフィルム汚損による性能劣化を防止でき、熱回収によって省エネ化を図ることができる。
【００１６】
請求項８記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載のバラスト水処理装置において、汚染水を汚染水タンクに貯えるときに、高濃度の薬剤又は活性物質で汚染水を処理したことを特徴とする。請求項８に記載の本発明によれば、濾過手段の洗浄時に添加する薬剤又は活性物質では死滅しない、例えばＬサイズプランクトンを殺滅することができる。また、汚染水タンクに蓄えている間に時間をかけて薬剤や活性物質の効力を低下させることができるので、バラスト排出時の無害化への負担を軽減できる。
【００１７】
請求項９記載の本発明に対応した船舶においては、請求項１から請求項８のいずれかに記載のバラスト水処理装置を搭載したことを特徴とする。請求項９に記載の本発明によれば、薬剤又は活性物質を含む水で濾過手段を洗浄することでバクテリアやプランクトンを殺滅し、濾過手段でのバイオフィルムの繁殖を防止でき、また洗浄後の汚染水を汚染水タンクに貯えることでバラストとして利用できる。
【００１８】
請求項１０記載の本発明に対応したバラスト水処理方法においては、バラストタンクに貯える水を取水し、取水した水を濾過手段で濾過するとともに、濾過手段の再生のための洗浄を薬剤又は活性物質を含む水で洗浄を行い、洗浄後の汚染水を汚染水タンクに貯えることを特徴とする。請求項１０に記載の本発明によれば、薬剤又は活性物質を含む水で濾過手段を洗浄することでバクテリアやプランクトンを殺滅し、濾過手段でのバイオフィルムの繁殖を防止でき、また洗浄後の汚染水を汚染水タンクに貯えることでバラストとして利用できる。
【００１９】
請求項１１記載の本発明は、請求項１０に記載のバラスト水処理方法において、洗浄手段による濾過手段の洗浄を、取水手段による取水時に行うことを特徴とする。請求項１１に記載の本発明によれば、取水手段による取水時に濾過手段の洗浄を行うことで、洗浄を連続的に行えるとともに、汚染水をバラストに用いるために、オンバラスト時間を短縮できる。
【００２０】
請求項１２記載の本発明は、請求項１０又は請求項１１に記載のバラスト水処理方法において、薬剤又は活性物質を、濾過手段の上流側で取水した水に添加することを特徴とする。請求項１２に記載の本発明によれば、濾過手段の上流側で薬剤又は活性物質を添加することで、濾過手段にバイオフィルムが繁殖することがなく、濾過手段の機能低下を防止できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、薬剤又は活性物質を含む水で濾過手段を洗浄することでバクテリアやプランクトンを殺滅し、濾過手段でのバイオフィルムの繁殖を防止でき、また洗浄後の汚染水を汚染水タンクに貯えることでバラストとして利用できる。
【００２２】
また、洗浄手段による濾過手段の洗浄を、取水手段による取水時に行う場合には、取水手段による取水時に濾過手段の洗浄を行うことで、洗浄を連続的に行えるとともに、汚染水をバラストに用いるために、オンバラスト時間を短縮できる。
【００２３】
また、濾過手段の上流側で、薬剤又は活性物質を取水した水に添加する場合には、濾過手段の上流側で薬剤又は活性物質を添加することで、濾過手段にバイオフィルムが繁殖することがなく、濾過手段の機能低下を防止できる。
【００２４】
また、薬剤又は活性物質を無害化する無害化手段をさらに備えた場合には、薬剤又は活性物質を無害化することで、汚染水を海域に戻すことができる。
【００２５】
また、薬剤又は活性物質の濃度を検出する濃度検出手段をさらに備え、薬剤又は活性物質の濃度管理を行う場合には、薬剤又は活性物質の濃度管理を行うことでバクテリアやプランクトンを確実に殺滅できるとともに薬剤又は活性物質を必要以上に添加することを防止することができる。
【００２６】
また、汚染水タンクに貯えられた汚染水を熱処理する熱処理手段をさらに備え、熱処理手段で熱処理した汚染水を外部へ排出する場合には、熱処理を行うことで、バクテリアやプランクトンを殺滅することができるとともに、例えば活性物質として塩素を用いている場合などでは無害化を行うことができる。
【００２７】
また、熱処理手段として熱回収型熱交換器を用いた場合には、熱交換器のバイオフィルム汚損による性能劣化を防止でき、熱回収によって省エネ化を図ることができる。
【００２８】
また、汚染水を汚染水タンクに貯えるときに、高濃度の薬剤又は活性物質で汚染水を処理した場合には、濾過手段の洗浄時に添加する薬剤又は活性物質では死滅しないプランクトンを殺滅することができ、汚染水タンクに蓄えている間に時間をかけて薬剤や活性物質の効力を低下させることができるので、バラスト排出時の無害化への負担を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態によるバラスト水処理装置のライン図
【図２】同バラスト水処理装置のオンバラスト時の流れを示すライン図
【図３】同バラスト水処理装置のオンバラスト時（濾過手段の洗浄）の流れを示すライン図
【図４】同バラスト水処理装置のデバラスト時の流れを示すライン図
【図５】同バラスト水処理装置のデバラスト時（汚染水の排出）の流れを示すライン図
【図６】同バラスト水処理装置に用いる洗浄手段付濾過手段の概念構成図
【図７】同バラスト水処理装置を搭載した船舶の概略構成図
【図８】本発明の他の実施形態によるバラスト水処理装置のライン図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下に、本発明の実施形態によるバラスト水処理装置について説明する。
図１は本発明の実施形態によるバラスト水処理装置のライン図、図２は同バラスト水処理装置のオンバラスト時の流れを示すライン図、図３は同バラスト水処理装置のオンバラスト時（濾過手段の洗浄）の流れを示すライン図、図４は同バラスト水処理装置のデバラスト時の流れを示すライン図、図５は同バラスト水処理装置のデバラスト時（汚染水の排出）の流れを示すライン図、図６は同バラスト水処理装置に用いる洗浄手段付濾過手段の概念構成図、図７は同バラスト水処理装置を搭載した船舶の概略構成図である。
【００３１】
まず、図１を用いてバラスト水処理装置の構成を説明する。
図１に示すように、本実施形態のバラスト水処理装置は、水（海水）を取水する取水手段１０と、取水手段１０で取水した水を濾過する濾過手段２０と、濾過手段２０で濾過した水を貯えるバラストタンク３０と、取水手段１０で取水した水に添加する薬剤又は活性物質を貯える殺滅物質供給手段４０と、バラストタンク３０に貯えた水を海域に排水するときに薬剤又は活性物質を無害化する無害化手段６０と、濾過手段２０の洗浄後の汚染水を貯える汚染水タンク３１と、汚染水タンク３１に貯えられた汚染水を熱処理する熱処理手段７０とを備えている。
【００３２】
本実施形態における濾過手段２０は、濾過手段２０を再生するための洗浄を行う洗浄手段５０を備えている。
取水手段１０には、バラストポンプが用いられ、バラストポンプで取水シーチェスト１１から水を取水する。
濾過手段２０には、例えば１０〜５０ミクロンメッシュのフィルターが用いられ、１０〜５０ミクロンメッシュのフィルターでは大型生物（Ｌサイズプランクトン）が除去される。
バラストタンク３０は複数のタンクで構成され、バラストタンク３０の一部のタンクを汚染水タンク３１として用いることができる。
【００３３】
殺滅物質供給手段４０には、薬剤又は活性物質を貯える薬液タンクを用いることができるが、活性物質としては例えば塩素を用いることができる。また、殺滅物質供給手段４０には、電気分解生成器や紫外線照射器を用いることができる。
無害化手段６０には、薬剤又は活性物質を中和する中和液を貯える中和液タンクを用いることができ、中和液としては例えばチオ硫酸ナトリウムを用いることができる。無害化手段６０は、バラストタンク３０の残留薬剤等の無害化に用いられるとともに、汚染水タンク３１の残留薬剤等の無害化にも用いられる。また、無害化手段６０には、塩素を飛ばす加熱器を用いることができる。
熱処理手段７０には、熱回収型熱交換器を用いることができる。熱処理手段７０での熱処理によって、バクテリアやプランクトンを殺滅処理するが、例えば活性物質として塩素を用いる場合には殺滅物質の無害化を行うことができる。
【００３４】
取水シーチェスト１１から取水手段１０までの配管には、開閉バルブＶ１が設けられている。
開閉バルブＶ１から取水手段１０までの配管には、混合弁９１が設けられ、混合弁９１に殺滅物質供給手段４０からの給水管４１が接続されている。給水管４１には、殺滅物質供給ポンプＹＰ１が設けられている。
取水手段１０から濾過手段２０までの配管には、開閉バルブＶ２が設けられている。
取水手段１０から開閉バルブＶ２までの配管には、切替弁９２が設けられ、切替弁９２に排水シーチェスト８１への排水管８２が接続されている。排水管８２には、開閉バルブＶ３が設けられている。
【００３５】
濾過手段２０の出口は、配管によってバラストタンク３０に接続されている。濾過手段２０とバラストタンク３０を接続する配管には、分岐弁９３が設けられ、分岐弁９３に逆洗用ポンプ５１への分岐管８３が接続されている。なお、本実施形態では、分岐弁９３として説明するが、分岐弁９３は切替弁であってもよい。分岐弁９３を用いた場合には、バラストタンク３０への取水を継続して行いながら、濾過手段２０の洗浄を行うことができ、分岐弁９３に代えて切替弁を用いた場合には、バラストタンク３０への取水の停止時に濾過手段２０の洗浄を行うことができる。
【００３６】
逆洗用ポンプ５１の出口は、洗浄用配管８４によって濾過手段２０に接続されている。
濾過手段２０には排出管８５が接続され、洗浄用配管８４によって供給され、濾過手段２０を洗浄した後の汚染水は、排出管８５によって汚染水タンク３１に貯えられる。
汚染水タンク３１と熱処理手段７０とは配管８６で接続され、熱処理手段７０の下流側の配管８７は、切替弁９４に接続されている。
切替弁９４は、分岐弁９３とバラストタンク３０との間の配管に設けられている。
分岐弁９３と切替弁９４との間の配管には切替弁９５が設けられている。
【００３７】
また、混合弁９１と取水手段１０との間の配管には、切替弁９６が設けられている。
そして、切替弁９５と切替弁９６とは、配管８８で接続されている。
配管８８には、開閉バルブＶ４が設けられている。開閉バルブＶ４から切替弁９６までの間の配管８８には、混合弁９７が設けられている。
混合弁９７には、無害化手段６０からの配管６１が接続され、配管６１にはポンプＹＰ２が設けられている。
【００３８】
熱処理手段７０は、ポンプ７１と熱回収型熱交換器７２と熱交換器７３とから構成されている。ポンプ７１によって汚染水タンク３１から導出させた汚染水は、熱回収型熱交換器７２で吸熱した後に熱交換器７３で更に加熱され、その後熱回収型熱交換器７２で放熱し、配管８７に導出される。
熱交換器７３は、熱源手段７４によって加熱される。熱源手段７４は、熱交換器７３、復水タンク７５、循環ポンプ７６とともに配管にて環状に接続され、配管内を熱媒体が循環する。熱源手段７４には、補助ボイラーや排熱回収サイレンサーが用いられる。
【００３９】
本実施形態のバラスト水処理装置は、混合弁９１の下流側に薬剤又は活性物質の濃度を検出する濃度検出手段９８を備えている。
濃度検出手段９８は、取水手段１０から濾過手段２０までの配管に設けることが好ましい。特に、取水手段１０と切替弁９２の間に設けることにより、デバラスト時にも濃度検出を行うことができる。
本実施形態のバラスト水処理装置は、濃度検出手段９８を備えることで、薬剤又は活性物質の濃度管理を行い、殺滅物質供給手段４０から供給する薬剤又は活性物質の調整を行う。
【００４０】
次に、図２を用いてバラスト水処理装置のオンバラスト時の流れを説明する。
取水手段１０によって、取水シーチェスト１１から取水した水は、濾過手段２０で濾過された後に、バラストタンク３０に貯えられる。
この取水時には、殺滅物質供給手段４０の薬剤又は活性物質が、混合弁９６から水に添加される。
従って、薬剤又は活性物質が添加された水は、取水手段１０で混合が促進され、濾過手段２０に至る。
【００４１】
オンバラスト時には、開閉弁Ｖ１及び開閉弁Ｖ２を開、開閉弁Ｖ３及び開閉弁Ｖ４を閉としている。
また、オンバラスト時には、切替弁９４は配管８７への流れを閉とし、切替弁９６は配管８８への流れを閉としている。
濃度検出手段９８は、取水手段１０の下流側に設けているため、取水手段１０により薬剤又は活性物質が攪拌され、安定した濃度を検出することができる。
【００４２】
このように濾過手段２０に至った水は、薬剤又は活性物質が添加されているため、バクテリアやプランクトンを殺滅し、濾過手段２０でのバイオフィルムの繁殖を防止できる。
また、濃度検出手段９８によって、薬剤又は活性物質の濃度を検出し、薬剤又は活性物質の濃度管理を行うことで、バクテリアやプランクトンを確実に殺滅できるとともに薬剤又は活性物質を必要以上に添加することを防止することができる。
【００４３】
次に、図３を用いてバラスト水処理装置のオンバラスト時（濾過手段の洗浄）の流れを説明する。
なお、図３では濾過手段２０の洗浄時の流れを説明するために、図２と別に説明するが、本実施形態では分岐弁９３を用いているため、図２の流れと図３の流れは同時に行われる。
【００４４】
取水手段１０によって、取水シーチェスト１１から取水し、濾過手段２０で濾過された後の水の一部は、逆洗用ポンプ５１によって分岐弁９３から濾過手段２０に戻される。
濾過手段２０で濾過された後の水の一部には、殺滅物質供給手段４０の薬剤又は活性物質が添加されている。
【００４５】
オンバラスト時には、開閉弁Ｖ１及び開閉弁Ｖ２を開、開閉弁Ｖ３及び開閉弁Ｖ４を閉としている。
また、オンバラスト時には、切替弁９４は配管８７への流れを閉とし、切替弁９６は配管８８への流れを閉としている。
洗浄用配管８４によって供給され、濾過手段２０に至った水は、洗浄手段５０によって濾過手段２０を洗浄し、濾過手段２０を洗浄した後の汚染水は、排出管８５によって汚染水タンク３１に貯えられる。
この汚染水には、薬剤又は活性物質が添加されているため、バクテリアやプランクトンを殺滅し、濾過手段２０でのバイオフィルムの繁殖を防止できる。
【００４６】
次に、図４を用いてバラスト水処理装置のデバラスト時の流れを説明する。
取水手段１０によって、バラストタンク３０内のバラスト水は、配管８８及び排水管８２を経由して排水シーチェスト８１から排出される。
このバラスト水の排出時には、薬剤又は活性物質を中和する中和液が、無害化手段６０から供給され、混合弁９７から水に添加される。
無害化手段６０から供給される中和液で、薬剤又は活性物質を無害化することで、バラスト水を海域に戻すことができる。
【００４７】
デバラスト時には、開閉弁Ｖ１及び開閉弁Ｖ２を閉、開閉弁Ｖ３及び開閉弁Ｖ４を開としている。
また、デバラスト時には、切替弁９５及び切替弁９６は配管８８とを接続している。
【００４８】
次に、図５を用いてバラスト水処理装置のデバラスト時（汚染水の排出）の流れを説明する。
ポンプ７１によって、汚染水タンク３１内の汚染水は、配管８６から熱処理手段７０を経由し、熱処理された汚染水は、切替弁９４、切替弁９５、配管８８及び排水管８２を経由して排水シーチェスト８１から排出される。
熱処理手段７０によって熱処理を行うことで、バクテリアやプランクトンを殺滅することができるとともに、例えば活性物質として塩素を用いている場合などでは無害化を行うことができる。
またバラスト水の排出時には、薬剤又は活性物質を中和する中和液が、無害化手段６０から供給され、混合弁９７から水に添加される。
無害化手段６０から供給される中和液で、薬剤又は活性物質を無害化することで、バラスト水を海域に戻すことができる。
【００４９】
デバラスト時には、開閉弁Ｖ１及び開閉弁Ｖ２を閉、開閉弁Ｖ３及び開閉弁Ｖ４を開としている。
また、デバラスト時には、切替弁９５及び切替弁９６は配管８８とを接続している。
なお、本実施形態では、バラストタンク３０からの排水と、汚染水タンク３１からの排水を別々に行う説明を行ったが、バラストタンク３０からの排水と、汚染水タンク３１からの排水を同時に行うこともできる。
【００５０】
次に、図６を用いてバラスト水処理装置に用いる洗浄手段付濾過手段の構成について説明する。
濾過手段２０は、円筒状のフィルター部材２１で構成され、フィルター部材２１の外周部から内周部に水が導入されることで濾過が行われる。
フィルター部材２１は、例えば、リング状のディスクを積層したものや、金網、ノッチワイヤー、不織布によって構成されたものが用いられる。
【００５１】
洗浄手段５０は、フィルター部材２１の一部を区画し、逆洗水を流すための隔壁５２、５３と、フィルター部材２１を回転させるモータ（図示せず）とから構成される。一対の隔壁５２は、フィルター部材２１の内部を区画し、一対の隔壁５３はフィルター部材２１の外部を区画している。
洗浄用配管８４は、一対の隔壁５２で区画された領域に接続され、排出管８５は、一対の隔壁５３で区画された領域に接続される。
【００５２】
上記構成によって、一対の隔壁５３で囲まれた領域以外では、フィルター部材２１には、取水シーチェスト１１から取水され、薬剤又は活性物質が添加された水が導入され、フィルター部材２１で濾過された水は、一対の隔壁５２で囲まれた領域以外から、バラストタンク３０に導出される。
一方、一対の隔壁５２で囲まれた領域では、フィルター部材２１には、洗浄用配管８４から、薬剤又は活性物質が添加された水が導入され、フィルター部材２１を洗浄した後の汚染水は、一対の隔壁５３で囲まれた領域から、排出管８５を通って汚染水タンク３１に導出される。
フィルター部材２１が回転することで、濾過時のフィルター部材２１の汚れは、連続して洗浄される。
【００５３】
次に、図７を用いてバラスト水処理装置を搭載した船舶の構成を説明する。
船体１の船尾２側には、補助ボイラーや排熱回収サイレンサーなどで構成される熱源手段７４が配置されている。
汚染水タンク３１の汚染水は、ポンプ７１によって熱回収型熱交換器７２、熱交換器７３に導かれ、熱処理される。熱処理された汚染水は、熱回収型熱交換器７２で、熱処理前の汚染水を加熱する。従って、熱交換器７３では、熱ロス分の熱を、熱源手段７４から補充すればよい。
【００５４】
以下に本発明の他の実施形態によるバラスト水処理装置について説明する。図８は同バラスト水処理装置のライン図である。上記実施形態と同一機能部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００５５】
図８に示すバラスト水処理装置では、上記実施形態における熱処理手段７０に代えて高濃度滅菌物質供給手段１００を備えている。
なお、高濃度滅菌物質供給手段１００として薬剤を用いる場合は、前述の殺滅物質供給手段４０から高濃度の薬液供給を受けることも可能である。
高濃度滅菌物質供給手段１００は、汚染水タンク３１に貯える汚染水に添加する高濃度の薬剤又は活性物質を貯えている。ここで、高濃度滅菌物質供給手段１００から供給される高濃度の薬剤又は活性物質は、殺滅物質供給手段４０から添加される薬剤又は活性物質の濃度では死滅しないＬサイズプランクトンを殺滅する濃度の薬剤又は活性物質である。例えば、殺滅物質供給手段４０から添加される塩素の濃度が５ｐｐｍであるとき、高濃度滅菌物質供給手段１００から添加される塩酸濃度を３０ｐｐｍとする。
濾過手段２０から汚染水タンク３１までの排出管８５には、混合弁９９が設けられ、混合弁９９に高濃度滅菌物質供給手段１００からの給水管１０１が接続されている。給水管１０１には、高濃度殺滅物質供給ポンプＹＰ３が設けられている。
【００５６】
本実施形態におけるバラスト水処理装置は、上記実施形態における図３に示すオンバラスト時（濾過手段の洗浄）に、高濃度滅菌物質供給手段１００から高濃度の薬剤又は活性物質を、排出管８５を流れる汚染水に添加する。
また、本実施形態におけるバラスト水処理装置は、上記実施形態における図５に示すバラスト水処理装置のデバラスト時（汚染水の排出）に、配管８６からポンプ７１によって、汚染水は、配管８７、切替弁９４、切替弁９５、配管８８及び排水管８２を経由して排水シーチェスト８１から排出される。なお、ポンプ７１を省略したい場合は各バラストタンクに繋がる通常の配管系を通じて排出することが出来る。
【００５７】
本実施形態によれば、濾過手段２０の洗浄時に添加する薬剤又は活性物質では死滅しない、例えばＬサイズプランクトンを殺滅することができる。また、汚染水タンク３１に蓄えている間に時間をかけて薬剤や活性物質の効力を低下させることができる。
なお、図８に示すバラスト水処理装置では、上記実施形態における熱処理手段７０に代えて高濃度滅菌物質供給手段１００を備える場合で説明したが、熱処理手段７０とともに高濃度滅菌物質供給手段１００を用いてもよい。
【００５８】
以上のように本実施形態は、バラストタンク３０に貯える水を取水する取水手段１０と、取水手段１０で取水した水を濾過する濾過手段２０と、濾過手段２０を再生するための洗浄を行う洗浄手段５０を備え、洗浄手段５０による濾過手段２０の洗浄時に薬剤又は活性物質を含む水で洗浄を行い、洗浄後の汚染水を汚染水タンク３１に貯えるものであり、本実施形態によれば、薬剤又は活性物質を含む水で濾過手段２０を洗浄することでバクテリアやプランクトンを殺滅し、濾過手段２０でのバイオフィルムの繁殖を防止でき、また洗浄後の汚染水を汚染水タンク３１に貯えることでバラストとして利用できる。
【００５９】
また本実施形態によれば、洗浄手段５０による濾過手段２０の洗浄を、取水手段１０による取水時に行うことで、洗浄を連続的に行えるとともに、汚染水をバラストに用いるために、オンバラスト時間を短縮できる。
【００６０】
また本実施形態によれば、薬剤又は活性物質を、濾過手段２０の上流側で水に添加することで、濾過手段２０にバイオフィルムが繁殖することがなく、濾過手段２０の機能低下を防止できる。
【００６１】
また本実施形態によれば、薬剤又は活性物質を無害化する無害化手段６０をさらに備え、薬剤又は活性物質を無害化することで、汚染水を海域に戻すことができる。
【００６２】
また本実施形態によれば、薬剤又は活性物質の濃度を検出する濃度検出手段９８をさらに備え、薬剤又は活性物質の濃度管理を行うことでバクテリアやプランクトンを確実に殺滅できるとともに薬剤又は活性物質を必要以上に添加することを防止することができる。
【００６３】
また本実施形態によれば、汚染水タンク３１に貯えられた汚染水を熱処理する熱処理手段７０をさらに備え、熱処理手段７０で熱処理した汚染水を外部へ排出することで、バクテリアやプランクトンを殺滅することができるとともに、例えば活性物質として塩素を用いている場合などでは無害化を行うことができる。
【００６４】
また本実施形態によれば、熱処理手段７０として熱回収型熱交換器７２を用いたことで、熱回収によって省エネ化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、特に原油の輸送を主な目的とする大型タンカーに適したバラスト水処理装置、このバラスト水処理装置を搭載した船舶、及びバラスト水処理方法である。
【符号の説明】
【００６６】
１０ 取水手段
２０ 濾過手段
３０ バラストタンク
３１ 汚染水タンク
４０ 殺滅物質供給手段
５０ 洗浄手段
６０ 無害化手段
７０ 熱処理手段
７２ 熱回収型熱交換器
９８ 濃度検出手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バラストタンクに貯える水を取水する取水手段と、前記取水手段で取水した前記水を濾過する濾過手段と、前記濾過手段を再生するための洗浄を行う洗浄手段を備えたバラスト水処理装置において、前記洗浄手段による前記濾過手段の洗浄時に薬剤又は活性物質を含む水で洗浄を行い、洗浄後の汚染水を汚染水タンクに貯えることを特徴とするバラスト水処理装置。
【請求項２】
前記洗浄手段による前記濾過手段の洗浄を、前記取水手段による取水時に行うことを特徴とする請求項１に記載のバラスト水処理装置。
【請求項３】
前記濾過手段の上流側で、前記薬剤又は前記活性物質を前記取水した前記水に添加することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のバラスト水処理装置。
【請求項４】
前記薬剤又は前記活性物質を無害化する無害化手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のバラスト水処理装置。
【請求項５】
前記薬剤又は前記活性物質の濃度を検出する濃度検出手段をさらに備え、前記薬剤又は前記活性物質の濃度管理を行うことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のバラスト水処理装置。
【請求項６】
前記汚染水タンクに貯えられた前記汚染水を熱処理する熱処理手段をさらに備え、前記熱処理手段で熱処理した前記汚染水を外部へ排出することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のバラスト水処理装置。
【請求項７】
前記熱処理手段として熱回収型熱交換器を用いたことを特徴とする請求項６に記載のバラスト水処理装置。
【請求項８】
前記汚染水を前記汚染水タンクに貯えるときに、高濃度の薬剤又は活性物質で前記汚染水を処理したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のバラスト水処理装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載のバラスト水処理装置を搭載したことを特徴とする船舶。
【請求項１０】
バラストタンクに貯える水を取水し、取水した前記水を濾過手段で濾過するとともに、前記濾過手段の再生のための洗浄を薬剤又は活性物質を含む水で洗浄を行い、洗浄後の汚染水を汚染水タンクに貯えることを特徴とするバラスト水処理方法。
【請求項１１】
前記洗浄手段による前記濾過手段の洗浄を、前記取水手段による取水時に行うことを特徴とする請求項１０に記載のバラスト水処理方法。
【請求項１２】
前記薬剤又は前記活性物質を、前記濾過手段の上流側で前記取水した前記水に添加することを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載のバラスト水処理方法。
【請求項１】
バラストタンクに貯える水を取水する取水手段と、前記取水手段で取水した前記水を濾過する濾過手段と、前記濾過手段を再生するための洗浄を行う洗浄手段を備えたバラスト水処理装置において、前記洗浄手段による前記濾過手段の洗浄時に薬剤又は活性物質を含む水で洗浄を行い、洗浄後の汚染水を汚染水タンクに貯えることを特徴とするバラスト水処理装置。
【請求項２】
前記洗浄手段による前記濾過手段の洗浄を、前記取水手段による取水時に行うことを特徴とする請求項１に記載のバラスト水処理装置。
【請求項３】
前記濾過手段の上流側で、前記薬剤又は前記活性物質を前記取水した前記水に添加することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のバラスト水処理装置。
【請求項４】
前記薬剤又は前記活性物質を無害化する無害化手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のバラスト水処理装置。
【請求項５】
前記薬剤又は前記活性物質の濃度を検出する濃度検出手段をさらに備え、前記薬剤又は前記活性物質の濃度管理を行うことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のバラスト水処理装置。
【請求項６】
前記汚染水タンクに貯えられた前記汚染水を熱処理する熱処理手段をさらに備え、前記熱処理手段で熱処理した前記汚染水を外部へ排出することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のバラスト水処理装置。
【請求項７】
前記熱処理手段として熱回収型熱交換器を用いたことを特徴とする請求項６に記載のバラスト水処理装置。
【請求項８】
前記汚染水を前記汚染水タンクに貯えるときに、高濃度の薬剤又は活性物質で前記汚染水を処理したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のバラスト水処理装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載のバラスト水処理装置を搭載したことを特徴とする船舶。
【請求項１０】
バラストタンクに貯える水を取水し、取水した前記水を濾過手段で濾過するとともに、前記濾過手段の再生のための洗浄を薬剤又は活性物質を含む水で洗浄を行い、洗浄後の汚染水を汚染水タンクに貯えることを特徴とするバラスト水処理方法。
【請求項１１】
前記洗浄手段による前記濾過手段の洗浄を、前記取水手段による取水時に行うことを特徴とする請求項１０に記載のバラスト水処理方法。
【請求項１２】
前記薬剤又は前記活性物質を、前記濾過手段の上流側で前記取水した前記水に添加することを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載のバラスト水処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−９１４３８（Ｐ２０１３−９１４３８Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３５１４７（Ｐ２０１１−２３５１４７）
【出願日】平成２３年１０月２６日（２０１１．１０．２６）
【出願人】（５０１２０４５２５）独立行政法人海上技術安全研究所 (185)
【出願人】（３９５００８３３３）株式会社大晃産業 (12)
【出願人】（０００１９３５８６）水野ストレーナー工業株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２６日（２０１１．１０．２６）
【出願人】（５０１２０４５２５）独立行政法人海上技術安全研究所 (185)
【出願人】（３９５００８３３３）株式会社大晃産業 (12)
【出願人】（０００１９３５８６）水野ストレーナー工業株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
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