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バラスト水処理装置とそのクリーニング方法
説明

バラスト水処理装置とそのクリーニング方法

【課題】本発明は、バラスト水処理装置の小型化を図ることを目的とするものである。
【解決手段】そして、この目的を達成するために本発明は、バラスト水流入口13、およびバラスト水流出口14を有するバラスト水処理容器15と、このバラスト水処理容器15内に設けた紫外線ランプ16とを備え、前記バラスト水処理容器15内に、光触媒体17を着脱自在に設けるとともに、この光触媒体17は、基材18に、光触媒粉19を混練した非耐紫外線性バインダー層20を付着させた構成とした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、バラスト水処理装置とそのクリーニング方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
船舶の安定航行を行うために、この船舶には、その停泊地において、バラスト水が適宜取り込まれ、また排出されるようになっているが、バラスト水を取り込む停泊地と、それを排出させる停泊地とは異なることが多いので、生態系の破壊が問題となっている。
【0003】
すなわち、バラスト水を取り込んだ停泊地に生息していた水生生物や細菌類等の生物種が、その環境とは異なる停泊地において排出されると、その排出地における生物種の生態系を破壊させることがあるのである。
【0004】
そこで、バラスト水を処理することにより、上述した生態系の破壊を防止しようとするバラスト水処理装置が提案されている(例えば下記特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】国際公開第2008/093811号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記バラスト水処理装置は、バラスト水流入口、およびバラスト水流出口を有するバラスト水処理容器と、このバラスト水処理容器内にオゾン水を流入させるオゾン注入手段とを備えた構成となっている。
【0007】
すなわち、船舶のシーチェストからくみ上げたバラスト水に、バラスト水処理容器内において、オゾン水を混入させ、オゾンの強酸化作用により、前記水生生物や細菌類等の生物種を殺滅させるようにしているのである。
【0008】
しかしながら、このようにオゾンを利用するものは、オゾン発生手段や、オゾンによりバラスト水の配管が腐食するのを防止するためのオゾン脱気手段が必要となり、その結果としてバラスト水処理装置が大型化しやすくなる。
【0009】
そこで、本発明はバラスト水処理装置の小型化を図ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
そして、この目的を達成するために本発明は、バラスト水流入口、およびバラスト水流出口を有するバラスト水処理容器と、このバラスト水処理容器内に設けた紫外線照射手段とを備え、前記バラスト水処理容器内に、光触媒体を着脱自在に設けるとともに、この光触媒体は、基材表面に、光触媒粉を混練した非耐紫外線性バインダー層を付着させた構成とし、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【0011】
以上のように本発明は、バラスト水流入口、およびバラスト水流出口を有するバラスト水処理容器と、このバラスト水処理容器内に設けた紫外線照射手段とを備え、前記バラスト水処理容器内に、光触媒体を着脱自在に設けるとともに、この光触媒体は、基材表面に、光触媒粉を混練した非耐紫外線性バインダー層を付着させた構成としたものであるので、その小型化が図れるものとなる。
【0012】
すなわち、本発明においては、バラスト水処理容器内に設けた紫外線照射手段からの紫外線と、この紫外線を受けた光触媒体により発生した、活性化された水酸ラジカルとにより、水生生物や細菌類等の生物種を殺滅させるものであるので、バラスト水処理容器外に、従来のようなオゾン発生手段や、オゾン脱気手段を設ける必要がなく、その結果として小型化が図れるものとなる。
【0013】
また、本発明における光触媒体は、基材表面に、光触媒粉を混練した非耐紫外線性バインダー層を付着させた構成としたものであるので、紫外線照射手段からの紫外線によって非耐紫外線性バインダー層表面が劣化し、剥離されることになる。
【0014】
このため、この光触媒体表面に付着した水生生物や細菌類等の死骸なども剥離し、光触媒体の表面を常に新生面とすることができるので、この光触媒体により発生した、活性化された水酸ラジカルにより、水生生物や細菌類等の生物種を殺滅させる効果を高い状態で、維持することができるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の実施の形態1にかかるバラスト水処理装置を用いた船舶を示す斜視図
【図2】同船舶の要部正面図
【図3】同バラスト水処理装置の構成を示す正面図
【図4】同バラスト水処理装置の要部正面図
【図5】同要部拡大断面図
【図6】同要部拡大断面図
【図7】同要部拡大断面図
【図8】同要部の構成を示す図
【図9】同要部の比較例を示す図
【図10】本発明の実施の形態2にかかるバラスト水処理装置の要部拡大断面図
【図11】同要部拡大断面図
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【0017】
(実施の形態1)
図1の1は、港2に係留している船舶を示し、この船舶1の喫水線3の下方にはシーチェスト4が設けられている。
【0018】
図2は前記船舶1のバラスト水の取り込み、排出経路を示している。
【0019】
すなわち、船舶1内にバラスト水を取り込む場合には、まず船舶1内の切換弁5、をシーチェスト4側に切換え、切換弁7を流入口8側に切換え、次に船舶1内のポンプ9を駆動する。
【0020】
すると、シーチェスト4から例えば海水がバラスト水として流入し、その後、ポンプ9、流入口8を介してバラストタンク10内に取り込まれる。
【0021】
また、バラストタンク10内のバラスト水を排出する場合には、切換弁5を流出口11側に切換え、切換弁7を流入口8とは反対側に切換え、次にポンプ9を駆動する。
【0022】
すると、バラストタンク10内のバラスト水は流出口11から切換弁5、ポンプ9、切換弁7を介してシーチェスト4を介して船舶1外に排出される。
【0023】
図3は図2におけるポンプ9から切換弁7までの間に介在されたバラスト水処理装置12を示している。
【0024】
このバラスト水処理装置12は、図4に示すように、バラスト水流入口13、およびバラスト水流出口14を有する筒状のバラスト水処理容器15と、このバラスト水処理容器15内に紫外線照射手段の一例として設けた複数の紫外線ランプ16と、紫外線ランプ16間に配置した複数の光触媒体17とを備えている。
【0025】
また、光触媒体17は、図5に示すように、ガラス繊維の編布よりなる基材18表面に、光触媒粉19を混練した非耐紫外線性バインダー層(例えばアクリル樹脂、またはエポキシ樹脂等の有機樹脂バインダー層)20を付着させた構成とした。
【0026】
さらに、光触媒粉19は、図8にも示しているが、アナタース型酸化チタンとフッ素とを含み、前記アナタース型酸化チタンとフッ素が化学結合している酸化チタン光触媒であり、その詳細な内容は、本願特許出願人が先に出願しているWO2008/132824号公報に詳細に記載されている。
【0027】
再び図3に戻って説明を続けると、バラスト水処理容器15のバラスト水流入口13には、研磨剤(図6の21)が収納される洗浄液タンク22の洗浄液流出口23が、洗浄液ポンプ24、切換弁25を介して接続されている。
【0028】
また、バラスト水処理容器15のバラスト水流出口14と、洗浄液タンク22は、切換弁26を介して接続されているが、洗浄液タンク22は上面が開放された容器であるので、この容器の液面上に、前記バラスト水処理容器15のバラスト水流出口14が、切換弁26を介して接続された状態となっている。
【0029】
なお、図1に示した切換弁7は、切換弁26の下流に存在する状態となっている。
【0030】
また、図3に示すように、バラスト水処理容器15のバラスト水流入口13の上流側には、シーチェスト4から取り込んだバラスト水中に存在するゴミや、50μm以上の大きさの大型水生生物を除去するためのフィルター容器28が接続されている。
【0031】
なお、前記洗浄液タンク22の洗浄液流出口23は、切換弁25に接続されている。
【0032】
以上の構成において、船舶1にバラスト水を取り込む場合には、図2を用いて説明したように、まず船舶1内の切換弁5をシーチェスト側に切換え、切換弁7を流入口8側に切換え、次に船舶1内のポンプ9を駆動する。
【0033】
すると、シーチェスト4から例えば海水がバラスト水として流入し、その後、ポンプ9、流入口8を介してバラストタンク10内に取り込まれる。
【0034】
この時、本実施形態においては、図3で説明したように、前記ポンプ9と流入口8間に、バラスト水処理装置12が介在された状態となっている(切換弁25はフィルター容器28とバラスト水流入口13を連通し、切換弁26はバラスト水流出口14と切換弁7を連通している)。
【0035】
このため、シーチェスト4、ポンプ9を経由したバラスト水は、先ず、フィルター容器28内に供給され、ここで、バラスト水中に存在するゴミや、50μm以上の大きさの大型水生生物が除去される。
【0036】
そしてこの状態で、バラスト水は、次にバラスト水流入口13から、バラスト水処理容器15内へと供給される。
【0037】
バラスト水処理容器15内には図4で説明したように、紫外線照射手段の一例として設けた複数の紫外線ランプ16と、紫外線ランプ16間に配置した複数の光触媒体17とを設けている。
【0038】
このため、バラスト水処理容器15内に設けた紫外線ランプ16からの紫外線と、この紫外線を受けた光触媒体17により発生した、活性化された水酸ラジカルとにより、水生生物や細菌類等の生物種は殺滅させられることになる。
【0039】
そして、このように水生生物や細菌類等の生物種が殺滅させられたバラスト水が、次にはバラスト水処理容器15のバラスト水流出口14、切換弁26、切換弁7、流入口8を介してバラストタンク10内に取り込まれる。
【0040】
また、バラストタンク10内に取り込まれたバラスト水を排出する場合には、図2に示した船舶1内の切換弁5を流出口11側に切換え、切換弁7を流入口8とは反対側に切換え、次に船舶1内のポンプ9を駆動する(なお、この時にも切換弁25はフィルター容器28とバラスト水流入口13を連通し、切換弁26はバラスト水流出口14と切換弁7を連通している)。
【0041】
すると、図2に示したバラストタンク10内のバラスト水は流出口11から切換弁5、ポンプ9、切換弁7を介してシーチェスト4を介して船舶1外に排出されることになるが、この時にも、図3で説明したように、前記ポンプ9と流入口8間に、バラスト水処理装置12が介在された状態となっている(切換弁25はフィルター容器28とバラスト水流入口13を連通し、切換弁26はバラスト水流出口14と切換弁7を連通している)。
【0042】
このため、バラストタンク10内のバラスト水は、流出口11から切換弁5、ポンプ9を経由し、バラスト水流入口13から、バラスト水処理容器15内へと供給される。
【0043】
バラスト水処理容器15内には図4で説明したように、紫外線照射手段の一例として設けた複数の紫外線ランプ16と、紫外線ランプ16間に配置した複数の光触媒体17とを設けている。
【0044】
このため、バラスト水処理容器15内に設けた紫外線ランプ16からの紫外線と、この紫外線を受けた光触媒体17により発生した、活性化された水酸ラジカルとにより、水生生物や細菌類等の生物種は殺滅させられることになる。
【0045】
そして、このように水生生物や細菌類等の生物種が殺滅させられたバラスト水が、次にはバラスト水処理容器15のバラスト水流出口14、切換弁26、切換弁7、を介してシーチェスト4から船舶1外に排出される。
【0046】
つまり、バラスト水の取り込み時に、バラスト水処理容器15で、水生生物や細菌類等の生物種を殺滅はしたが、例えば、それら生物種の休眠胞子などが処理できずに残ってしまった場合には、それがバラストタンク10内で発芽してしまう虞もあるので、このようなバラスト水の排出時にも、バラスト水処理容器15内で、それら生物種の殺滅を行うのである。
【0047】
このようなバラスト水処理容器15内での生物種の殺滅を行った状態では、図5に示すように、光触媒体17の表面には、無機系付着物(例えばCaCO3)29や有機系付着物(例えば死滅した生物種)30が付着した状態となり、この状態では、次回使用時における光触媒体17の生物種殺滅効果が低いものとなる。
【0048】
そこで、本実施形態では、上述したバラスト水の取り込みや排出が終わった後に、図3に示す切換弁25で洗浄液ポンプ24とバラスト水流入口13を連通させ、切換弁26でバラスト水流出口14と洗浄液タンク22を連通させる。その状態で洗浄液ポンプ24を駆動することで、光触媒体17表面のクリーニングを行う。
【0049】
すると、洗浄液タンク22内に用意した洗浄液が、洗浄液流出口23、洗浄液ポンプ24、切換弁25、バラスト水流入口13を介してバラスト水処理容器15に勢いよく供給され、その結果図6に示すように、洗浄液中に含まれている研磨剤21で、無機系付着物29や有機系付着物30が、非耐紫外線性バインダー層20の表面とともに研磨除去され、図7のように光触媒体17の表面は新生面状態となる。
【0050】
このとき、本実施形態における光触媒体17は、上述のごとく、ガラス繊維の編布よりなる基材18表面に、光触媒粉19を混練した非耐紫外線性バインダー層(例えばアクリル樹脂、またはエポキシ樹脂等の有機樹脂バインダー層)20を付着させた構成としているので、紫外線ランプ16からの紫外線で劣化し、剥離しやすい状態となっている。
【0051】
このため、図7のように、前記研磨剤21で、無機系付着物29や有機系付着物30が、非耐紫外線性バインダー層20の表面とともに簡単に研磨除去され、光触媒体17の表面は新生面状態となる。
【0052】
したがって、次回の使用時にも、この光触媒体17による生物種殺滅効果を、高い状態で維持できるものとなる。
【0053】
なお、本実施形態では、1度の洗浄により、光触媒粉19と非耐紫外線性バインダー層20よりなる層表面の略1/100が除去されることを想定し、この一度に研磨除去される量の100倍の厚みを、前記光触媒粉19と非耐紫外線性バインダー層20の厚みとした。
【0054】
これは、バラスト水の取り込み、排出が、合計、1年間に略70回程度となることから設定した値である(なお、図5〜図7では図面の都合上、光触媒粉19と非耐紫外線性バインダー層20の途中を省略している)。
【0055】
また、紫外線ランプ16は長期間の使用において電極の損耗や石英管内壁の黒化が発生することから、紫外線照射強度が低下する。
【0056】
したがって、紫外線ランプ16は点灯開始から数千時間で定期的に交換する必要がある。
【0057】
以上の説明からも理解されるように、光触媒体17と紫外線ランプ16は、船舶の定期点検の時期に合わせて1回/1年交換することが望ましく、そのために、これらの光触媒体17と紫外線ランプ16は、バラスト水処理容器15内に、着脱自在に装着された状態となっている。
【0058】
このような光触媒体17表面のクリーニングを行うが、このときに光触媒体17を構成する光触媒粉19が、上述したようにアナタース型酸化チタンとフッ素とを含み、前記アナタース型酸化チタンとフッ素が化学結合している酸化チタン光触媒であることが特徴点の一つである。
【0059】
すなわち、このような構造の光触媒粉19では、図8に示すように光触媒粉19中のフッ素はチタンとは化学的に結合するが、非耐紫外線性バインダー20aとは結合せず、よって光触媒粉19と非耐紫外線性バインダー20aとの結合状態は弱く、その結果として、上述したクリーニングにより、光触媒体17表面、および無機系付着物29や有機系付着物30の研磨、除去が効果的に行われることになるのである。
【0060】
なお、図9はフッ素を含有しない光触媒粉31と非耐紫外線性バインダー20aとの結合状態を示し、この状態では、光触媒粉19と比べて光触媒粉31はO−Hを介した結合が多い状態となっているので、上述したクリーニングを行っても、光触媒体17表面、および無機系付着物29や有機系付着物30の研磨、除去が簡単には行われないことになる。
【0061】
(実施の形態2)
図10、図11は実施の形態2を説明するためのものである。
【0062】
すなわち、この実施の形態2では、実施の形態1で使用した研磨剤21を用いることなく、無機系付着物29や有機系付着物30を、非耐紫外線性バインダー層20の表面とともに除去し、光触媒体17の表面を新生面状態とするものである。
【0063】
具体的には、光触媒体17を構成する非耐紫外線性バインダー層20の表面は、上述のごとく、紫外線ランプ16からの紫外線で劣化し、剥離しやすい状態となっているので、紫外線の強度が強い場合には、前記研磨剤21を用いることなく、通常のバラスト水処理動作時で簡単に、剥離させることができることもある。
【0064】
このため、この実施の形態2では、図10から図11の変化から理解されるように、前記研磨剤21を用いることなく、紫外線ランプ16からの紫外線と、バラスト水の勢いで、無機系付着物29や有機系付着物30を、非耐紫外線性バインダー層20の表面とともに除去し、光触媒体17の表面を新生面状態とするようにした。
【0065】
したがって、次回の使用時にも、この光触媒体17による生物種殺滅効果を、高い状態で維持できるものとなる。
【産業上の利用可能性】
【0066】
以上のように本発明は、バラスト水流入口、およびバラスト水流出口を有するバラスト水処理容器と、このバラスト水処理容器内に設けた紫外線照射手段とを備え、前記バラスト水処理容器内に、光触媒体を着脱自在に設けるとともに、この光触媒体は、基材表面に、光触媒粉を混練した非耐紫外線性バインダー層を付着させた構成としたものであるので、その小型化が図れるものとなる。
【0067】
すなわち、本発明においては、バラスト水処理容器内に設けた紫外線照射手段からの紫外線と、この紫外線を受けた光触媒体により発生した、活性化された水酸ラジカルとにより、水生生物や細菌類等の生物種を殺滅させるものであるので、バラスト水処理容器外に、従来のようなオゾン発生手段や、オゾン脱気手段を設ける必要がなく、その結果として小型化が図れるものとなる。
【0068】
また、本発明における光触媒体は、基材表面に、光触媒粉を混練した非耐紫外線性バインダー層を付着させた構成としたものであるので、紫外線照射手段からの紫外線によって非耐紫外線性バインダー層表面が劣化し、剥離されることになる。
【0069】
このため、この光触媒体表面に付着した水生生物や細菌類等の死骸なども剥離し、光触媒体の表面を常に新生面とすることができるので、この光触媒体により発生した、活性化された水酸ラジカルにより、水生生物や細菌類等の生物種を殺滅させる効果を高い状態で、維持することができるものとなる。
【0070】
したがって、船舶のバラスト水処理装置としての活用が期待される。
【符号の説明】
【0071】
1 船舶
2 港
3 喫水線
4 シーチェスト
5 切換弁
7 切換弁
8 流入口
9 ポンプ
10 バラストタンク
11 流出口
12 バラスト水処理装置
13 バラスト水流入口
14 バラスト水流出口
15 バラスト水処理容器
16 紫外線ランプ
17 光触媒体
18 基材
19 光触媒粉
20 非耐紫外線性バインダー層
20a 非耐紫外線性バインダー
21 研磨剤
22 洗浄液タンク
23 洗浄液流出口
24 洗浄液ポンプ
25 切換弁
26 切換弁
28 フィルター容器
29 無機系付着物
30 有機系付着物
31 光触媒粉

【特許請求の範囲】
【請求項1】
バラスト水流入口、およびバラスト水流出口を有するバラスト水処理容器と、このバラスト水処理容器内に設けた紫外線照射手段とを備え、前記バラスト水処理容器内に、光触媒体を着脱自在に設けるとともに、この光触媒体は、基材表面に、光触媒粉を混練した非耐紫外線性バインダー層を付着させた構成としたバラスト水処理装置。
【請求項2】
光触媒体の基材としてガラス繊維を用いた請求項1に記載のバラスト水処理装置。
【請求項3】
光触媒体の基材としてガラス繊維の編布を用いた請求項2に記載のバラスト水処理装置。
【請求項4】
非耐紫外線性バインダーとして有機樹脂バインダーを用いた請求項1から3のいずれか一つに記載のバラスト水処理装置。
【請求項5】
有機樹脂バインダーとして、アクリル樹脂、またはエポキシ樹脂を用いた請求項4に記載のバラスト水処理装置。
【請求項6】
バラスト水処理容器内に、紫外線照射手段として、複数の紫外線ランプを着脱自在に装着した請求項1から5のいずれか一つに記載のバラスト水処理装置。
【請求項7】
バラスト水処理容器内に、複数の光触媒体を着脱自在に装着した請求項6に記載のバラスト水処理装置。
【請求項8】
光触媒粉は、アナタース型酸化チタンとフッ素とを含み、前記アナタース型酸化チタンとフッ素が化学結合している酸化チタン光触媒である請求項1から7のいずれか一つに記載のバラスト水処理装置。
【請求項9】
請求項1から8のいずれか一つに記載のバラスト水処理装置のクリーニング方法であって、紫外線照射手段から紫外線を照射した状態で、バラスト水処理容器のバラスト水流入口からバラスト水を流入させるバラスト水処理装置のクリーニング方法。
【請求項10】
請求項1から8のいずれか一つに記載のバラスト水処理装置のクリーニング方法であって、
バラスト水を、バラスト水処理容器のバラスト水流出口から供給後に、バラスト水流入口からバラスト水処理容器内に、研磨剤を洗浄液とともに流入させるバラスト水処理装置のクリーニング方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【公開番号】特開2012−91094(P2012−91094A)
【公開日】平成24年5月17日(2012.5.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−239256(P2010−239256)
【出願日】平成22年10月26日(2010.10.26)
【出願人】(000005821)パナソニック株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】