水処理装置
【課題】本発明は、バラスト水用のフィルタ手段およびフィルタ手段の逆洗浄水を排水する排水管の設置を不要とするバラスト水処理装置の提供を目的とするものである。
【解決手段】この目的を達成するために本発明は、入口管１２と出口管１３と二つの処理ユニット１４を備え、処理ユニット１４は水が流入出する上部開口１５および下部開口１６と、処理ユニット１４内に、複数の紫外線照射手段１７と、下部開口１５から上部開口１６へ向かう方向へ段階的に開口サイズが小さくなる複数枚のフィルタ１８を水の流れと直交するように配置し、二つの処理ユニット１４と入口管１２と出口管１３とを接続する上部接続管２３、下部接続管２４、上下接続管２５を備えた構成とし、複数の開閉弁により水の流れを制御できるので、バラスト水用のフィルタ手段を用いることなく、バラスト水の処理が可能になる。
【解決手段】この目的を達成するために本発明は、入口管１２と出口管１３と二つの処理ユニット１４を備え、処理ユニット１４は水が流入出する上部開口１５および下部開口１６と、処理ユニット１４内に、複数の紫外線照射手段１７と、下部開口１５から上部開口１６へ向かう方向へ段階的に開口サイズが小さくなる複数枚のフィルタ１８を水の流れと直交するように配置し、二つの処理ユニット１４と入口管１２と出口管１３とを接続する上部接続管２３、下部接続管２４、上下接続管２５を備えた構成とし、複数の開閉弁により水の流れを制御できるので、バラスト水用のフィルタ手段を用いることなく、バラスト水の処理が可能になる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線を用いて微生物種等を処理する水処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
紫外線を用いて微生物種を処理する水処理装置としては、船舶に搭載するバラスト水処理装置がある。
【０００３】
バラスト水とは、船舶の安定航行を行うために、船舶の停泊地において、適宜取り込まれ、また排出されるようになっており、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微生物種を含むバラスト水が、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微生物種の生態系を破壊させることがあり、このような排出地の海域における生態系の破壊が世界的に問題となっている。
【０００４】
そこで、上述した生態系の破壊を防止するため、紫外線を用いてバラスト水に含まれる微生物種を処理する、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）。
【０００５】
以下、その処理装置に関して図を参照しながら説明する。
【０００６】
図７に示すように、従来のバラスト水処理装置１０１は、バラストポンプから送水されたバラスト水の入口１０２および出口１０３と、少なくとも一つの処理ユニット１０４を備え、処理ユニット１０４はバラスト水が流入する流入口１０５と、バラスト水が流出する流出口１０６と、少なくとも一つの紫外線照射手段１０７を備えたものであって、入口１０２と処理ユニット１０４の流入口１０５とを接続する入口管１０８と、処理ユニット１０４の流出口１０６と出口１０３とを接続する出口管１０９と、バラスト水用のフィルタ手段１１０とから成り、フィルタ手段１１０にはドレン排出用の排水管１１１を備えたものである。
【０００７】
このような構成において、バラストポンプにより送水されたバラスト水は、入口１０２から入口管１０８を通ってフィルタ手段１１０を流通し、流入口１０５へと流入して、処理ユニット１０４内で紫外線照射手段によりバラスト水中の微生物種が処理され、流出口１０６から出口管１０９を通って出口１０３へと流れる。
【０００８】
このとき、バラストポンプから送水されるバラスト水には、大小さまざまな微生物が含まれ、大きな微生物は、処理ユニット１０４内をバラスト水が通過する時間内では紫外線照射手段１０７により処理できないので、処理ユニット１０４の前段にバラスト水用のフィルタ手段１１０を設けている。
【０００９】
このフィルタ手段１１０は、内部に所定の開口を有するメッシュフィルタを備え、その開口サイズよりも大きい微生物を水中から濾過して取り除くことができる。
【００１０】
またメッシュフィルタ上に、ある一定量以上の微生物が堆積すると、自動でメッシュフィルタの逆洗浄を行い、逆洗浄により排出される微生物を含んだ水は、排水管１１１を通って元の海中へと戻されるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特表２０１０−５０４８５５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記バラスト水処理装置では、バラスト水用のフィルタ手段を設置する必要があり、そのためバラスト水処理装置に許容される設置スペースに制限がある船舶内において、特に処理ユニットを一つまたは二つ程度使用する小流量のバラスト水処理装置では、バラスト水用のフィルタ手段の設置スペースが相対的に大きな割合を占め、処理ユニットを処理能力に対して小さく設計せざるを得ないため、処理ユニット内の圧力損失が大きくなることでバラストポンプに掛かる負荷が大きくなり、場合によってはバラストポンプを増設する必要があるという課題がある。
【００１３】
また、濾過除去した微生物を含む水を排水するための排水管を配管する必要があり、配管スペースの確保が必要なことに加え、この排水管を通る水に含まれる微生物は、紫外線照射手段による処理が行われないので、配管内に滞留すると、排水地の海域へと移動してしまうリスクを伴うという課題がある。
【００１４】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、バラスト水用のフィルタ手段および排水管を用いることなく短時間で大量の水を処理できる水処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために本発明のバラスト水処理装置では、水を流入させる入口管と、水を流出させる出口管と、少なくとも二つの処理ユニットを備え、処理ユニットは、水が流入または流出する上部開口および下部開口と、複数の紫外線照射手段と、下部開口から上部開口へ向かう方向へ段階的に開口サイズが小さくなる複数枚のフィルタを水の流れと直交するように配置し、複数の処理ユニットそれぞれの上部開口を接続する上部接続管と、複数の処理ユニットそれぞれの下部開口を接続する下部接続管と、上部接続管と下部接続管を接続する上下接続管を備え、下部接続管と入口管との接続部に第一開閉手段と、上部接続管と上下接続管との接続部に第二開閉手段と、出口管と上下接続管との接続部に第三開閉手段と、上下接続管の第三開閉手段と第二開閉手段の途中に第四開閉手段とを備えるものである。
【００１６】
このような構成において、バラストポンプにより送水された水は、入口管、下部接続管を通って、第一開閉手段を介し一方の下部開口から処理ユニット内に流入し、処理ユニット内で紫外線照射手段により水中の微生物種が処理され、上部開口から上部接続管を通って、他方の上部開口を介し他方の処理ユニット内に流入し、紫外線照射手段により水中の微生物種が再び処理され、下部開口、下部接続管、第一開閉手段、第三開閉手段を介し、出口管を通ってバラスト水処理装置外へと流れる。
【００１７】
このとき、水中に含まれる微生物種の内、処理に時間とエネルギーを要するプランクトンのような大きい微生物は、一方の処理ユニット内に水の流れと直交するように配置された開口サイズの異なるメッシュのいずれかによって濾過されて処理ユニット内に留まり、紫外線照射手段により時間を掛けて処理が行われる。
【００１８】
また、上部接続管を通って他方の処理ユニット内へと流入した水は、紫外線照射手段により水中の微生物種が再び処理されると同時に、フィルタ上に堆積した微生物種の残骸を流れに巻き込み、すなわちフィルタの洗浄を行いつつバラスト水処理装置外へと流れる。
【００１９】
ここで、水中に含まれる微生物の内、細菌のような小さい微生物は、複数の処理ユニットを通過する間に十分に処理されるので、バラスト水処理装置の後段に、規定量以上の微生物種を生きたまま流入させることはない。
【発明の効果】
【００２０】
このようなバラスト水の処理過程において、複数の処理ユニットの内、流れの前段になる処理ユニットと、流れの後段になる処理ユニットを、所定の間隔で開閉手段によって切り換えることで、処理ユニット内を流れる水の流通方向が、下部開口から上部開口へ向かう方向と、上部開口から下部開口へ向かう方向とで切り換わるので、処理ユニット内に堆積する微生物の残骸を主とする堆積物による汚れ等で処理能力を損なうことなく、短時間で大量の水処理が要求されるバラスト水の処理が連続運転にて可能になる。
【００２１】
また、バラスト水用のフィルタ手段を設ける必要がなくなるので、船舶内で許容されるバラスト水処理装置の設置スペースの内、処理ユニットの設置スペースを大きく取ることができるので、処理ユニット内の圧力損失を小さくすることができ、さらに排水管の配管が不要になるので、排水管内に微生物が滞留して排水地へと移動するリスクを避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【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】同要部を示す図
【図３】同バラスト水処理装置の構成を示す構成図
【図４】同バラスト水処理装置の主要部断面を示す断面概略図
【図５】フィルタの概要を示す概略図
【図６】同バラスト水処理装置の運転状態を示すブロック図
【図７】従来のバラスト水処理装置を示す構成図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、バラスト水処理装置を、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
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。
【００２５】
図２は図１における船舶１のバラスト水の取り込み、排出経路を示している。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６をタンク流入口７側に切換え、次に船舶１内のバラストポンプ８を駆動する。
【００２６】
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、バラストポンプ８、バラスト水処理装置９、タンク流入口７を介してバラストタンク１０内に取り込まれる。
【００２７】
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をタンク流出口１１側に切換え、切換弁６をタンク流入口７とは反対側に切換え、次にバラストポンプ８を駆動する。
【００２８】
すると、バラストタンク１０内のバラスト水はタンク流出口１１から切換弁５、バラストポンプ８、バラスト水処理装置９、切換弁６を介し、シーチェスト４を介して船舶１外に排出される。
【００２９】
図３は図２におけるバラストポンプ８から切換弁６までの間に介在されたバラスト水処理装置９の構成図を示す。
【００３０】
図３に示すようにこのバラスト水処理装置９は、バラスト水を流入させる入口管１２と、バラスト水を流出させる出口管１３と、二つの処理ユニット１４を備えている。
【００３１】
この処理ユニット１４の材質は、海水による侵食に優れた耐性を持つ金属（例えば、チタン、ステンレス）であり、水平断面が矩形の略直方体形状で、耐圧性を向上させるために、所定間隔で同素材の梁が外側壁面に溶接されている。
【００３２】
また、バラスト水が、処理ユニット１４内外へとスムーズに流出入するように、配管への接続部の鉛直断面が部分的に略台形形状になっている。
【００３３】
またさらに、この処理ユニット１４の構成は、バラスト水が流入または流出する上部開口１５および下部開口１６を備え、処理ユニット１４内には、複数の紫外線照射手段として紫外線照射装置１７と、下部開口１６から上部開口１５へ向かう方向へ段階的に開口サイズが小さくなる複数枚のフィルタ１８が水の流れと直交するように配置されている。
【００３４】
またさらに配管系として、二つの処理ユニット１４のそれぞれの上部開口１５を接続する上部接続管２３と、それぞれの下部開口１６を接続する下部接続管２４と、上部接続管２３と下部接続管２４とを接続する上下接続管２５とを備えている。
【００３５】
またさらに、このバラスト水処理装置９にはバラスト水の流れを制御する複数の開閉手段としての開閉弁を備え、入口管と下部接続管との接続部に第一開閉弁１９と、上部接続管と上下接続管との接続部に第二開閉弁２０と、出口管と上下接続管との接続部に第三開閉弁２１と、上下接続管の第三開閉弁と第二開閉弁の途中に第四開閉弁２２とを備えている。
【００３６】
ここで、各々の開閉弁は、電源ＯＦＦ時に常時閉となる自動弁であり、接液部には海水による侵食に優れた耐性を持つ金属（例えば、チタン、ステンレス）が用いられており、異常が発生した時などの緊急時には、手動で開閉を行うこともできる手動レバーが併設されている。
【００３７】
図４はこのバラスト水処理装置９の主要部の断面概略図を示し、図５にフィルタ１８の概要を示す概略図を示す。
【００３８】
図４に示すように、紫外線照射手段１７は、天然石英製の保護管２７と、保護管２７内に２５４ｎｍの紫外光を主に発生させる紫外線ランプ２８と、保護管２７の両端には保護管２７内を気密に保ち処理ユニット１４壁面への取り付けを可能にするランプハウジング２９と、ランプハウジング２９内にはランプ温度を検知する温度検知手段として温度センサ３０を備えている。
【００３９】
この紫外線照射手段１７は、処理ユニット１４内にバラスト水の流水方向と直交する方向に千鳥配置で複数配設され、ランプハウジング２９が処理ユニット１４の側壁に取り付き、処理ユニット１４内に紫外線を照射できるようになっており、処理ユニット１４内には内部の紫外線照射強度を検知できる紫外強度検知手段として紫外線センサ３１を備えている。
【００４０】
また紫外線照射手段１７の電源については、ランプハウジング２９から電源線を取り出し、処理ユニット１４に隣接された電源盤３２へと配線されている。
【００４１】
この電源盤３２内には、紫外線ランプ２８の点灯を制御する電子安定装置３３を備え、紫外線ランプ２８の温度センサ３０により検知された温度に合わせて紫外線ランプ２８に流れる電流を制御することで、紫外線ランプ２８の点灯状態を安定させることができ、また処理ユニット１４内の紫外線センサ３１により検知された紫外強度から、紫外線ランプ２８の不点灯や異常を検出し、例えば電源盤３２内に備えられた異常警報装置３４により作業者に注意を喚起することができる。
【００４２】
また電源盤３２内には、各々の開閉手段の切換え制御を行う電子基盤３５を備えている。
【００４３】
またさらに、この温度センサ３０および紫外線センサ３１により得られた値は、電源盤３２内に備えられた電子データ記録装置３６に記録することができる。
【００４４】
図４および図５に示すようにフィルタ１８は、紫外線照射手段１７と平行に、かつ隣接する紫外線照射手段１７同士の間に、バラスト水の流れを塞ぐように直交して配置される。
【００４５】
またさらに、このフィルタ１８は強度と表面積を大きく取るため、三次元の織り構造（例えば平織や綾織）のメッシュであり、複数の開口サイズの異なるメッシュを処理ユニット１４の下部開口１６から上部開口１５へ向かう方向へ段階的に開口サイズが小さくなるように配置したものである。
【００４６】
このことにより、図５（ａ）に示すように、バラスト水が開口サイズの大きなフィルタ１８から開口サイズの小さいフィルタ１８へ向かう方向へ流れた場合には、バラスト水中に含まれる大小さまざまな微生物種の内、処理に時間とエネルギーを要するプランクトン３９のような大きい微生物は、開口サイズの異なるメッシュのいずれかによって濾過され、処理ユニット１４内に留めることができる。
【００４７】
また、図５（ｂ）に示すように、バラスト水が開口サイズの小さいフィルタ１８から開口サイズの大きいフィルタ１８へ向かう方向に流れた場合には、フィルタ１８に堆積した微生物の残骸を流れに巻き込んで、すなわちフィルタ１８の洗浄を行うことができる。
【００４８】
フィルタ１８の材質は、海水による侵食に優れた耐性を持つ金属（例えばチタンやステンレス）であり、フィルタ１８表面には、数百ｎｍの紫外光により励起し、活性種を発生することができる光触媒粉を混練した耐紫外線バインダー（例えばテトラエトキシシランを加水分解し縮重合して得られるシリカ）にて担持しており、この活性種により、水中の微生物種の処理を効率良く行うことができる。
【００４９】
ここで、本発明にて用いる光触媒粉は、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ことを特徴とす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。
【００５０】
次いで、このバラスト水処理装置９の一連の運転について説明する。
【００５１】
図６に示すように、本発明のバラスト水処理装置には、３段階の運転操作状態がある。
【００５２】
先ず、上記構成において、処理ユニット１４ａを流れの前段に切換える操作について図６（ａ）に示し図３とともに説明する。
【００５３】
処理ユニット１４ａを流れの前段に切換えるためには、第一開閉弁１９を入口管１２と下部開口１６ａとを連通すると同時に下部開口１６ｂと第三開閉弁２１とを連通する方向に切換え、第二開閉弁２０を上部開口１５ａと上部開口１５ｂとを連通する方向に切換え、第三開閉弁２１を第一開閉弁１９と出口管１３とを連通する方向に切換え、第四開閉弁２２を閉とする操作を行う。
【００５４】
この操作により、バラストポンプ８により送水されたバラスト水は、入口管１２を通って、第一開閉弁１９を介し下部開口１６ａから処理ユニット１４ａ内に流入する。
【００５５】
このときバラスト水中に含まれる微生物種の内、プランクトン３９のような大きい微生物は、処理ユニット１４ａ内で下部開口１６ａから上部開口１５ａへ向かう方向へ段階的に開口サイズが小さくなる複数枚のフィルタ１８ａのいずれかによって濾過されて処理ユ ニット１４ａ内に留まり、紫外線照射手段１７により時間を掛けて処理が行われる。
【００５６】
その後バラスト水は、上部開口１５ａを介し上部接続管２３を通って、上部開口１５ｂから処理ユニット１４ｂ内に流入し、紫外線照射手段１７によりバラスト水中の微生物種は再び処理され、下部開口１６ｂ、下部接続管２４、第一開閉弁１９、第三開閉弁２１を介し、出口管１３を通ってバラスト水処理装置９外へと流れる。
【００５７】
ここで、バラスト水中に含まれる微生物の内、細菌４０のような小さい微生物は、フィルタ１８に濾過されることは無いが、二つの処理ユニット１４を通過する間に十分に処理される。
【００５８】
次に流れの前段になる処理ユニット１４を切換える操作を行う前に必ず行う中間操作について図６（ｂ）に示し図３とともに説明する。
【００５９】
二つの処理ユニット１４内のバラスト水の流通方向の切換えと、バラスト水処理装置９の連続運転を両立するために、第一開閉弁１９を入口管１２と下部開口１６ａおよび下部開口１６ｂとを連通する方向に切換え、第二開閉弁２０を第四開閉弁２２と上部開口１５ａと上部開口１５ｂとを連通する方向に切換え、第四開閉弁２２を第二開閉弁２０と第三開閉弁２１とを連通する方行に切換え、第三開閉弁２１を第四開閉弁２２と出口管１３とを連通する方向に切換えるという操作を行う。
【００６０】
この操作により、バラストポンプ８により送水されたバラスト水は、入口管１２を通って、第一開閉弁１９を介し下部開口１６ａおよび下部開口１６ｂから処理ユニット１４ａおよび処理ユニット１４ｂ内に流入する。
【００６１】
このときバラスト水中に含まれるプランクトン３９のような大きい微生物は、図５（ａ）に示すように、処理ユニット１４内で下部開口１６から上部開口１５へ向かう方向へ段階的に開口サイズが小さくなる複数枚のフィルタ１８のいずれかによって濾過されて処理ユニット１４内に留まり、紫外線照射手段１７によりバラスト水中の微生物種は処理され、上部開口１５ａおよび上部開口１５ｂを介し上部接続管２３、第二開閉弁２０、第四開閉弁２２、上下接続管２５を通って、第三開閉弁２１を介し、出口管１３を通りバラスト水処理装置９外へと流れる。
【００６２】
ここで、バラスト水中に含まれる微生物の内、細菌４０のような小さい微生物は、フィルタ１８に濾過されることは無いが、二つの処理ユニット１４を通過する間に十分に処理される。
【００６３】
次に処理ユニット１４ｂを流れの前段に切換える操作について図６（ｃ）に示し図３とともに説明する。
【００６４】
処理ユニット１４ｂを流れの前段に切換えるために、第一開閉弁１９を入口管１２と下部開口１６ｂとを連通すると同時に下部開口１６ａと第三開閉弁２１とを連通する方向に切換え、第二開閉弁２０を上部開口１５ａと上部開口１５ｂとを連通する方向に切換え、第三開閉弁２１を第一開閉弁１９と出口管１３とを連通する方向に切換え、第四開閉弁２２を閉とする操作を行う。
【００６５】
この操作により、バラストポンプ８により送水されたバラスト水は、入口管１２を通って、第一開閉弁１９を介し下部開口１６ｂから処理ユニット１４ｂ内に流入する。
【００６６】
このときバラスト水中に含まれるプランクトン３９のような大きい微生物は、処理ユニット１４ｂ内で下部開口１６ｂから上部開口１５ｂへ向かう方向へ段階的に開口サイズが小さくなる複数枚のフィルタ１８ｂのいずれかによって濾過されて処理ユニット１４ｂ内に留まり、紫外線照射手段１７により時間を掛けて処理が行われる。
【００６７】
その後バラスト水は、上部開口１５ｂを介し上部接続管２３を通って、上部開口１５ａから処理ユニット１４ａ内に流入し、バラスト水中の微生物種が紫外線照射手段１７により再び処理されると同時に、図５（ｂ）に示すようにバラスト水が上部開口１５ａから下部開口１６ａへ向かう方向へと、すなわち開口サイズの小さいフィルタ１８から開口サイズの大きいフィルタ１８へ向かう方向へと段階的にフィルタ１８上に堆積した微生物種の残骸を水中に巻き込みながら流れ、フィルタ１８ｂを洗浄するとともに、下部開口１６ａ、下部接続管２４、第一開閉弁１９、第三開閉弁２１を介し、出口管１３を通ってバラスト水処理装置外へと流れる。
【００６８】
このような一連の操作手順により処理ユニット１４を切換える操作を繰り返しながらバラスト水処理装置９を運転することで、バラスト水処理装置９を連続で運転し、プランクトン３９のような大きい微生物を処理ユニット１４内で処理することができる。
【００６９】
またさらに、流れの前段になる処理ユニット１４を所定間隔で切換えることで、フィルタ１８上の堆積物による汚れ等で処理能力を損なうことなく、短時間で大量の水処理が要求されるバラスト水の処理が可能になる。
【００７０】
またさらに、バラスト水用のフィルタ手段を設ける必要がないので、船舶内で許容されるバラスト水処理装置９の設置スペースの内、処理ユニット１４の設置スペースを大きく取ることができ、処理ユニット１４内の圧力損失を小さくすることができる。
【００７１】
またさらに、排水管の配管が不要になるので、排水管内に未処理の微生物が滞留して排水地へと移動するリスクを避けることができる。
【００７２】
尚、紫外線照射手段１７に用いる紫外線ランプ２８は、１８５ｎｍの光を発生するオゾンランプを用いても良く、このときには保護管２７の材質として、１８５ｎｍの光を効率良く透過する合成石英を用い、更には、保護管２７とランプハウジング２９で囲まれる空間を高真空にすることで、１８５ｎｍの光を効率よく利用することができ、オゾンを併用することでバラスト水中に含まれる微生物の処理を更に効率良く行うことができる。
【００７３】
尚、上部接続管２３の最上部に、点検のための点検口３７を設けても良く、これにより異常発生時や緊急時に即座にバラスト水処理装置９内部を確認することができる。
【００７４】
尚、第一開閉弁１９下部にドレン口３８を設けても良く、これにより異常発生時や緊急時、メンテナンス時等の必要時に内部に溜まったバラスト水を適宜抜くことができる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
以上のように本発明は、
水を流入させる入口管と、水を流出させる出口管と、二つの処理ユニットを備え、処理ユニットは、水が流入または流出する上部開口および下部開口と、複数の紫外線照射手段と、下部開口から上部開口へ向かう方向へ段階的に開口サイズが小さくなる複数枚のフィルタを水の流れと直交するように配置し、複数の処理ユニットそれぞれの上部開口を接続する上部接続管と、複数の処理ユニットそれぞれの下部開口を接続する下部接続管と、上部接続管と下部接続管を接続する上下接続管を備え、下部接続管と入口管との接続部に第一開閉弁と、上部接続管と上下接続管との接続部に第二開閉弁と、出口管と上下接続管との接続部に第三開閉弁と、上下接続管の第三開閉弁と第二開閉弁の途中に第四開閉弁とを備えるものであって、処理ユニット、入口管、出口管、上部接続管、下部接続管、上下接続管、を通る水の流れを第一開閉弁、第二開閉弁、第三開閉弁、第四開閉弁により制御できることを特徴とするものであるので、バラスト水用のフィルタ手段を用いることなく、二つの処理ユニットを所定の手順で切換えることで、フィルタが堆積物で閉塞することや処理能力の低下を防ぎつつ、バラスト水に含まれる大小さまざまな微生物の内、処理に時間とエネルギーを要するプランクトンのような大きい微生物についても処理ユニット内で連続運転にて処理することができ、かつ排水管に未処理の微生物が滞留して排水地へと移動するリスクを避けることができるものである。
【００７６】
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】
【００７７】
１ 船舶
２ 港
３ 喫水線
４ シーチェスト
５ 切換弁
６ 切換弁
７ タンク流出口
８ バラストポンプ
９ バラスト水処理装置
１０ バラストタンク
１１ タンク流出口
１２ 入口管
１３ 出口管
１４、１４ａ、１４ｂ 処理ユニット
１５、１５ａ、１５ｂ 上部開口
１６、１６ａ、１６ｂ 下部開口
１７ 紫外線照射装置
１８、１８ａ、１８ｂ フィルタ
１９ 第一開閉弁
２０ 第二開閉弁
２１ 第三開閉弁
２２ 第四開閉弁
２３ 上部接続管
２４ 下部接続管
２５ 上下接続管
２７ 保護管
２８ 紫外線ランプ
２９ ランプハウジング
３０ 温度センサ
３１ 紫外線センサ
３２ 電源盤
３３ 電子安定装置
３４ 異常警報装置
３５ 電子基盤
３６ 電子データ記録装置
３７ 点検口
３８ ドレン口
３９ プランクトン
４０ 細菌
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線を用いて微生物種等を処理する水処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
紫外線を用いて微生物種を処理する水処理装置としては、船舶に搭載するバラスト水処理装置がある。
【０００３】
バラスト水とは、船舶の安定航行を行うために、船舶の停泊地において、適宜取り込まれ、また排出されるようになっており、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微生物種を含むバラスト水が、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微生物種の生態系を破壊させることがあり、このような排出地の海域における生態系の破壊が世界的に問題となっている。
【０００４】
そこで、上述した生態系の破壊を防止するため、紫外線を用いてバラスト水に含まれる微生物種を処理する、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）。
【０００５】
以下、その処理装置に関して図を参照しながら説明する。
【０００６】
図７に示すように、従来のバラスト水処理装置１０１は、バラストポンプから送水されたバラスト水の入口１０２および出口１０３と、少なくとも一つの処理ユニット１０４を備え、処理ユニット１０４はバラスト水が流入する流入口１０５と、バラスト水が流出する流出口１０６と、少なくとも一つの紫外線照射手段１０７を備えたものであって、入口１０２と処理ユニット１０４の流入口１０５とを接続する入口管１０８と、処理ユニット１０４の流出口１０６と出口１０３とを接続する出口管１０９と、バラスト水用のフィルタ手段１１０とから成り、フィルタ手段１１０にはドレン排出用の排水管１１１を備えたものである。
【０００７】
このような構成において、バラストポンプにより送水されたバラスト水は、入口１０２から入口管１０８を通ってフィルタ手段１１０を流通し、流入口１０５へと流入して、処理ユニット１０４内で紫外線照射手段によりバラスト水中の微生物種が処理され、流出口１０６から出口管１０９を通って出口１０３へと流れる。
【０００８】
このとき、バラストポンプから送水されるバラスト水には、大小さまざまな微生物が含まれ、大きな微生物は、処理ユニット１０４内をバラスト水が通過する時間内では紫外線照射手段１０７により処理できないので、処理ユニット１０４の前段にバラスト水用のフィルタ手段１１０を設けている。
【０００９】
このフィルタ手段１１０は、内部に所定の開口を有するメッシュフィルタを備え、その開口サイズよりも大きい微生物を水中から濾過して取り除くことができる。
【００１０】
またメッシュフィルタ上に、ある一定量以上の微生物が堆積すると、自動でメッシュフィルタの逆洗浄を行い、逆洗浄により排出される微生物を含んだ水は、排水管１１１を通って元の海中へと戻されるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特表２０１０−５０４８５５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記バラスト水処理装置では、バラスト水用のフィルタ手段を設置する必要があり、そのためバラスト水処理装置に許容される設置スペースに制限がある船舶内において、特に処理ユニットを一つまたは二つ程度使用する小流量のバラスト水処理装置では、バラスト水用のフィルタ手段の設置スペースが相対的に大きな割合を占め、処理ユニットを処理能力に対して小さく設計せざるを得ないため、処理ユニット内の圧力損失が大きくなることでバラストポンプに掛かる負荷が大きくなり、場合によってはバラストポンプを増設する必要があるという課題がある。
【００１３】
また、濾過除去した微生物を含む水を排水するための排水管を配管する必要があり、配管スペースの確保が必要なことに加え、この排水管を通る水に含まれる微生物は、紫外線照射手段による処理が行われないので、配管内に滞留すると、排水地の海域へと移動してしまうリスクを伴うという課題がある。
【００１４】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、バラスト水用のフィルタ手段および排水管を用いることなく短時間で大量の水を処理できる水処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために本発明のバラスト水処理装置では、水を流入させる入口管と、水を流出させる出口管と、少なくとも二つの処理ユニットを備え、処理ユニットは、水が流入または流出する上部開口および下部開口と、複数の紫外線照射手段と、下部開口から上部開口へ向かう方向へ段階的に開口サイズが小さくなる複数枚のフィルタを水の流れと直交するように配置し、複数の処理ユニットそれぞれの上部開口を接続する上部接続管と、複数の処理ユニットそれぞれの下部開口を接続する下部接続管と、上部接続管と下部接続管を接続する上下接続管を備え、下部接続管と入口管との接続部に第一開閉手段と、上部接続管と上下接続管との接続部に第二開閉手段と、出口管と上下接続管との接続部に第三開閉手段と、上下接続管の第三開閉手段と第二開閉手段の途中に第四開閉手段とを備えるものである。
【００１６】
このような構成において、バラストポンプにより送水された水は、入口管、下部接続管を通って、第一開閉手段を介し一方の下部開口から処理ユニット内に流入し、処理ユニット内で紫外線照射手段により水中の微生物種が処理され、上部開口から上部接続管を通って、他方の上部開口を介し他方の処理ユニット内に流入し、紫外線照射手段により水中の微生物種が再び処理され、下部開口、下部接続管、第一開閉手段、第三開閉手段を介し、出口管を通ってバラスト水処理装置外へと流れる。
【００１７】
このとき、水中に含まれる微生物種の内、処理に時間とエネルギーを要するプランクトンのような大きい微生物は、一方の処理ユニット内に水の流れと直交するように配置された開口サイズの異なるメッシュのいずれかによって濾過されて処理ユニット内に留まり、紫外線照射手段により時間を掛けて処理が行われる。
【００１８】
また、上部接続管を通って他方の処理ユニット内へと流入した水は、紫外線照射手段により水中の微生物種が再び処理されると同時に、フィルタ上に堆積した微生物種の残骸を流れに巻き込み、すなわちフィルタの洗浄を行いつつバラスト水処理装置外へと流れる。
【００１９】
ここで、水中に含まれる微生物の内、細菌のような小さい微生物は、複数の処理ユニットを通過する間に十分に処理されるので、バラスト水処理装置の後段に、規定量以上の微生物種を生きたまま流入させることはない。
【発明の効果】
【００２０】
このようなバラスト水の処理過程において、複数の処理ユニットの内、流れの前段になる処理ユニットと、流れの後段になる処理ユニットを、所定の間隔で開閉手段によって切り換えることで、処理ユニット内を流れる水の流通方向が、下部開口から上部開口へ向かう方向と、上部開口から下部開口へ向かう方向とで切り換わるので、処理ユニット内に堆積する微生物の残骸を主とする堆積物による汚れ等で処理能力を損なうことなく、短時間で大量の水処理が要求されるバラスト水の処理が連続運転にて可能になる。
【００２１】
また、バラスト水用のフィルタ手段を設ける必要がなくなるので、船舶内で許容されるバラスト水処理装置の設置スペースの内、処理ユニットの設置スペースを大きく取ることができるので、処理ユニット内の圧力損失を小さくすることができ、さらに排水管の配管が不要になるので、排水管内に微生物が滞留して排水地へと移動するリスクを避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【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】同要部を示す図
【図３】同バラスト水処理装置の構成を示す構成図
【図４】同バラスト水処理装置の主要部断面を示す断面概略図
【図５】フィルタの概要を示す概略図
【図６】同バラスト水処理装置の運転状態を示すブロック図
【図７】従来のバラスト水処理装置を示す構成図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、バラスト水処理装置を、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
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。
【００２５】
図２は図１における船舶１のバラスト水の取り込み、排出経路を示している。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６をタンク流入口７側に切換え、次に船舶１内のバラストポンプ８を駆動する。
【００２６】
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、バラストポンプ８、バラスト水処理装置９、タンク流入口７を介してバラストタンク１０内に取り込まれる。
【００２７】
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をタンク流出口１１側に切換え、切換弁６をタンク流入口７とは反対側に切換え、次にバラストポンプ８を駆動する。
【００２８】
すると、バラストタンク１０内のバラスト水はタンク流出口１１から切換弁５、バラストポンプ８、バラスト水処理装置９、切換弁６を介し、シーチェスト４を介して船舶１外に排出される。
【００２９】
図３は図２におけるバラストポンプ８から切換弁６までの間に介在されたバラスト水処理装置９の構成図を示す。
【００３０】
図３に示すようにこのバラスト水処理装置９は、バラスト水を流入させる入口管１２と、バラスト水を流出させる出口管１３と、二つの処理ユニット１４を備えている。
【００３１】
この処理ユニット１４の材質は、海水による侵食に優れた耐性を持つ金属（例えば、チタン、ステンレス）であり、水平断面が矩形の略直方体形状で、耐圧性を向上させるために、所定間隔で同素材の梁が外側壁面に溶接されている。
【００３２】
また、バラスト水が、処理ユニット１４内外へとスムーズに流出入するように、配管への接続部の鉛直断面が部分的に略台形形状になっている。
【００３３】
またさらに、この処理ユニット１４の構成は、バラスト水が流入または流出する上部開口１５および下部開口１６を備え、処理ユニット１４内には、複数の紫外線照射手段として紫外線照射装置１７と、下部開口１６から上部開口１５へ向かう方向へ段階的に開口サイズが小さくなる複数枚のフィルタ１８が水の流れと直交するように配置されている。
【００３４】
またさらに配管系として、二つの処理ユニット１４のそれぞれの上部開口１５を接続する上部接続管２３と、それぞれの下部開口１６を接続する下部接続管２４と、上部接続管２３と下部接続管２４とを接続する上下接続管２５とを備えている。
【００３５】
またさらに、このバラスト水処理装置９にはバラスト水の流れを制御する複数の開閉手段としての開閉弁を備え、入口管と下部接続管との接続部に第一開閉弁１９と、上部接続管と上下接続管との接続部に第二開閉弁２０と、出口管と上下接続管との接続部に第三開閉弁２１と、上下接続管の第三開閉弁と第二開閉弁の途中に第四開閉弁２２とを備えている。
【００３６】
ここで、各々の開閉弁は、電源ＯＦＦ時に常時閉となる自動弁であり、接液部には海水による侵食に優れた耐性を持つ金属（例えば、チタン、ステンレス）が用いられており、異常が発生した時などの緊急時には、手動で開閉を行うこともできる手動レバーが併設されている。
【００３７】
図４はこのバラスト水処理装置９の主要部の断面概略図を示し、図５にフィルタ１８の概要を示す概略図を示す。
【００３８】
図４に示すように、紫外線照射手段１７は、天然石英製の保護管２７と、保護管２７内に２５４ｎｍの紫外光を主に発生させる紫外線ランプ２８と、保護管２７の両端には保護管２７内を気密に保ち処理ユニット１４壁面への取り付けを可能にするランプハウジング２９と、ランプハウジング２９内にはランプ温度を検知する温度検知手段として温度センサ３０を備えている。
【００３９】
この紫外線照射手段１７は、処理ユニット１４内にバラスト水の流水方向と直交する方向に千鳥配置で複数配設され、ランプハウジング２９が処理ユニット１４の側壁に取り付き、処理ユニット１４内に紫外線を照射できるようになっており、処理ユニット１４内には内部の紫外線照射強度を検知できる紫外強度検知手段として紫外線センサ３１を備えている。
【００４０】
また紫外線照射手段１７の電源については、ランプハウジング２９から電源線を取り出し、処理ユニット１４に隣接された電源盤３２へと配線されている。
【００４１】
この電源盤３２内には、紫外線ランプ２８の点灯を制御する電子安定装置３３を備え、紫外線ランプ２８の温度センサ３０により検知された温度に合わせて紫外線ランプ２８に流れる電流を制御することで、紫外線ランプ２８の点灯状態を安定させることができ、また処理ユニット１４内の紫外線センサ３１により検知された紫外強度から、紫外線ランプ２８の不点灯や異常を検出し、例えば電源盤３２内に備えられた異常警報装置３４により作業者に注意を喚起することができる。
【００４２】
また電源盤３２内には、各々の開閉手段の切換え制御を行う電子基盤３５を備えている。
【００４３】
またさらに、この温度センサ３０および紫外線センサ３１により得られた値は、電源盤３２内に備えられた電子データ記録装置３６に記録することができる。
【００４４】
図４および図５に示すようにフィルタ１８は、紫外線照射手段１７と平行に、かつ隣接する紫外線照射手段１７同士の間に、バラスト水の流れを塞ぐように直交して配置される。
【００４５】
またさらに、このフィルタ１８は強度と表面積を大きく取るため、三次元の織り構造（例えば平織や綾織）のメッシュであり、複数の開口サイズの異なるメッシュを処理ユニット１４の下部開口１６から上部開口１５へ向かう方向へ段階的に開口サイズが小さくなるように配置したものである。
【００４６】
このことにより、図５（ａ）に示すように、バラスト水が開口サイズの大きなフィルタ１８から開口サイズの小さいフィルタ１８へ向かう方向へ流れた場合には、バラスト水中に含まれる大小さまざまな微生物種の内、処理に時間とエネルギーを要するプランクトン３９のような大きい微生物は、開口サイズの異なるメッシュのいずれかによって濾過され、処理ユニット１４内に留めることができる。
【００４７】
また、図５（ｂ）に示すように、バラスト水が開口サイズの小さいフィルタ１８から開口サイズの大きいフィルタ１８へ向かう方向に流れた場合には、フィルタ１８に堆積した微生物の残骸を流れに巻き込んで、すなわちフィルタ１８の洗浄を行うことができる。
【００４８】
フィルタ１８の材質は、海水による侵食に優れた耐性を持つ金属（例えばチタンやステンレス）であり、フィルタ１８表面には、数百ｎｍの紫外光により励起し、活性種を発生することができる光触媒粉を混練した耐紫外線バインダー（例えばテトラエトキシシランを加水分解し縮重合して得られるシリカ）にて担持しており、この活性種により、水中の微生物種の処理を効率良く行うことができる。
【００４９】
ここで、本発明にて用いる光触媒粉は、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ことを特徴とす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。
【００５０】
次いで、このバラスト水処理装置９の一連の運転について説明する。
【００５１】
図６に示すように、本発明のバラスト水処理装置には、３段階の運転操作状態がある。
【００５２】
先ず、上記構成において、処理ユニット１４ａを流れの前段に切換える操作について図６（ａ）に示し図３とともに説明する。
【００５３】
処理ユニット１４ａを流れの前段に切換えるためには、第一開閉弁１９を入口管１２と下部開口１６ａとを連通すると同時に下部開口１６ｂと第三開閉弁２１とを連通する方向に切換え、第二開閉弁２０を上部開口１５ａと上部開口１５ｂとを連通する方向に切換え、第三開閉弁２１を第一開閉弁１９と出口管１３とを連通する方向に切換え、第四開閉弁２２を閉とする操作を行う。
【００５４】
この操作により、バラストポンプ８により送水されたバラスト水は、入口管１２を通って、第一開閉弁１９を介し下部開口１６ａから処理ユニット１４ａ内に流入する。
【００５５】
このときバラスト水中に含まれる微生物種の内、プランクトン３９のような大きい微生物は、処理ユニット１４ａ内で下部開口１６ａから上部開口１５ａへ向かう方向へ段階的に開口サイズが小さくなる複数枚のフィルタ１８ａのいずれかによって濾過されて処理ユ ニット１４ａ内に留まり、紫外線照射手段１７により時間を掛けて処理が行われる。
【００５６】
その後バラスト水は、上部開口１５ａを介し上部接続管２３を通って、上部開口１５ｂから処理ユニット１４ｂ内に流入し、紫外線照射手段１７によりバラスト水中の微生物種は再び処理され、下部開口１６ｂ、下部接続管２４、第一開閉弁１９、第三開閉弁２１を介し、出口管１３を通ってバラスト水処理装置９外へと流れる。
【００５７】
ここで、バラスト水中に含まれる微生物の内、細菌４０のような小さい微生物は、フィルタ１８に濾過されることは無いが、二つの処理ユニット１４を通過する間に十分に処理される。
【００５８】
次に流れの前段になる処理ユニット１４を切換える操作を行う前に必ず行う中間操作について図６（ｂ）に示し図３とともに説明する。
【００５９】
二つの処理ユニット１４内のバラスト水の流通方向の切換えと、バラスト水処理装置９の連続運転を両立するために、第一開閉弁１９を入口管１２と下部開口１６ａおよび下部開口１６ｂとを連通する方向に切換え、第二開閉弁２０を第四開閉弁２２と上部開口１５ａと上部開口１５ｂとを連通する方向に切換え、第四開閉弁２２を第二開閉弁２０と第三開閉弁２１とを連通する方行に切換え、第三開閉弁２１を第四開閉弁２２と出口管１３とを連通する方向に切換えるという操作を行う。
【００６０】
この操作により、バラストポンプ８により送水されたバラスト水は、入口管１２を通って、第一開閉弁１９を介し下部開口１６ａおよび下部開口１６ｂから処理ユニット１４ａおよび処理ユニット１４ｂ内に流入する。
【００６１】
このときバラスト水中に含まれるプランクトン３９のような大きい微生物は、図５（ａ）に示すように、処理ユニット１４内で下部開口１６から上部開口１５へ向かう方向へ段階的に開口サイズが小さくなる複数枚のフィルタ１８のいずれかによって濾過されて処理ユニット１４内に留まり、紫外線照射手段１７によりバラスト水中の微生物種は処理され、上部開口１５ａおよび上部開口１５ｂを介し上部接続管２３、第二開閉弁２０、第四開閉弁２２、上下接続管２５を通って、第三開閉弁２１を介し、出口管１３を通りバラスト水処理装置９外へと流れる。
【００６２】
ここで、バラスト水中に含まれる微生物の内、細菌４０のような小さい微生物は、フィルタ１８に濾過されることは無いが、二つの処理ユニット１４を通過する間に十分に処理される。
【００６３】
次に処理ユニット１４ｂを流れの前段に切換える操作について図６（ｃ）に示し図３とともに説明する。
【００６４】
処理ユニット１４ｂを流れの前段に切換えるために、第一開閉弁１９を入口管１２と下部開口１６ｂとを連通すると同時に下部開口１６ａと第三開閉弁２１とを連通する方向に切換え、第二開閉弁２０を上部開口１５ａと上部開口１５ｂとを連通する方向に切換え、第三開閉弁２１を第一開閉弁１９と出口管１３とを連通する方向に切換え、第四開閉弁２２を閉とする操作を行う。
【００６５】
この操作により、バラストポンプ８により送水されたバラスト水は、入口管１２を通って、第一開閉弁１９を介し下部開口１６ｂから処理ユニット１４ｂ内に流入する。
【００６６】
このときバラスト水中に含まれるプランクトン３９のような大きい微生物は、処理ユニット１４ｂ内で下部開口１６ｂから上部開口１５ｂへ向かう方向へ段階的に開口サイズが小さくなる複数枚のフィルタ１８ｂのいずれかによって濾過されて処理ユニット１４ｂ内に留まり、紫外線照射手段１７により時間を掛けて処理が行われる。
【００６７】
その後バラスト水は、上部開口１５ｂを介し上部接続管２３を通って、上部開口１５ａから処理ユニット１４ａ内に流入し、バラスト水中の微生物種が紫外線照射手段１７により再び処理されると同時に、図５（ｂ）に示すようにバラスト水が上部開口１５ａから下部開口１６ａへ向かう方向へと、すなわち開口サイズの小さいフィルタ１８から開口サイズの大きいフィルタ１８へ向かう方向へと段階的にフィルタ１８上に堆積した微生物種の残骸を水中に巻き込みながら流れ、フィルタ１８ｂを洗浄するとともに、下部開口１６ａ、下部接続管２４、第一開閉弁１９、第三開閉弁２１を介し、出口管１３を通ってバラスト水処理装置外へと流れる。
【００６８】
このような一連の操作手順により処理ユニット１４を切換える操作を繰り返しながらバラスト水処理装置９を運転することで、バラスト水処理装置９を連続で運転し、プランクトン３９のような大きい微生物を処理ユニット１４内で処理することができる。
【００６９】
またさらに、流れの前段になる処理ユニット１４を所定間隔で切換えることで、フィルタ１８上の堆積物による汚れ等で処理能力を損なうことなく、短時間で大量の水処理が要求されるバラスト水の処理が可能になる。
【００７０】
またさらに、バラスト水用のフィルタ手段を設ける必要がないので、船舶内で許容されるバラスト水処理装置９の設置スペースの内、処理ユニット１４の設置スペースを大きく取ることができ、処理ユニット１４内の圧力損失を小さくすることができる。
【００７１】
またさらに、排水管の配管が不要になるので、排水管内に未処理の微生物が滞留して排水地へと移動するリスクを避けることができる。
【００７２】
尚、紫外線照射手段１７に用いる紫外線ランプ２８は、１８５ｎｍの光を発生するオゾンランプを用いても良く、このときには保護管２７の材質として、１８５ｎｍの光を効率良く透過する合成石英を用い、更には、保護管２７とランプハウジング２９で囲まれる空間を高真空にすることで、１８５ｎｍの光を効率よく利用することができ、オゾンを併用することでバラスト水中に含まれる微生物の処理を更に効率良く行うことができる。
【００７３】
尚、上部接続管２３の最上部に、点検のための点検口３７を設けても良く、これにより異常発生時や緊急時に即座にバラスト水処理装置９内部を確認することができる。
【００７４】
尚、第一開閉弁１９下部にドレン口３８を設けても良く、これにより異常発生時や緊急時、メンテナンス時等の必要時に内部に溜まったバラスト水を適宜抜くことができる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
以上のように本発明は、
水を流入させる入口管と、水を流出させる出口管と、二つの処理ユニットを備え、処理ユニットは、水が流入または流出する上部開口および下部開口と、複数の紫外線照射手段と、下部開口から上部開口へ向かう方向へ段階的に開口サイズが小さくなる複数枚のフィルタを水の流れと直交するように配置し、複数の処理ユニットそれぞれの上部開口を接続する上部接続管と、複数の処理ユニットそれぞれの下部開口を接続する下部接続管と、上部接続管と下部接続管を接続する上下接続管を備え、下部接続管と入口管との接続部に第一開閉弁と、上部接続管と上下接続管との接続部に第二開閉弁と、出口管と上下接続管との接続部に第三開閉弁と、上下接続管の第三開閉弁と第二開閉弁の途中に第四開閉弁とを備えるものであって、処理ユニット、入口管、出口管、上部接続管、下部接続管、上下接続管、を通る水の流れを第一開閉弁、第二開閉弁、第三開閉弁、第四開閉弁により制御できることを特徴とするものであるので、バラスト水用のフィルタ手段を用いることなく、二つの処理ユニットを所定の手順で切換えることで、フィルタが堆積物で閉塞することや処理能力の低下を防ぎつつ、バラスト水に含まれる大小さまざまな微生物の内、処理に時間とエネルギーを要するプランクトンのような大きい微生物についても処理ユニット内で連続運転にて処理することができ、かつ排水管に未処理の微生物が滞留して排水地へと移動するリスクを避けることができるものである。
【００７６】
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】
【００７７】
１ 船舶
２ 港
３ 喫水線
４ シーチェスト
５ 切換弁
６ 切換弁
７ タンク流出口
８ バラストポンプ
９ バラスト水処理装置
１０ バラストタンク
１１ タンク流出口
１２ 入口管
１３ 出口管
１４、１４ａ、１４ｂ 処理ユニット
１５、１５ａ、１５ｂ 上部開口
１６、１６ａ、１６ｂ 下部開口
１７ 紫外線照射装置
１８、１８ａ、１８ｂ フィルタ
１９ 第一開閉弁
２０ 第二開閉弁
２１ 第三開閉弁
２２ 第四開閉弁
２３ 上部接続管
２４ 下部接続管
２５ 上下接続管
２７ 保護管
２８ 紫外線ランプ
２９ ランプハウジング
３０ 温度センサ
３１ 紫外線センサ
３２ 電源盤
３３ 電子安定装置
３４ 異常警報装置
３５ 電子基盤
３６ 電子データ記録装置
３７ 点検口
３８ ドレン口
３９ プランクトン
４０ 細菌
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を流入させる入口管と、水を流出させる出口管と、二つの処理ユニットを備え、
前記処理ユニットは、
水が流入または流出する上部開口および下部開口と、
複数の紫外線照射手段と、
前記下部開口から前記上部開口へ向かう方向へ段階的に開口サイズが小さくなる複数枚のフィルタを水の流れと直交するように配置し、
前記二つの処理ユニットそれぞれの前記上部開口を接続する上部接続管と、
前記二つの処理ユニットそれぞれの前記下部開口を接続する下部接続管と、
前記上部接続管と前記下部接続管を接続する上下接続管を備え、
前記下部接続管と前記入口管との接続部に第一開閉手段と、
前記上部接続管と前記上下接続管との接続部に第二開閉手段と、
前記出口管と前記上下接続管との接続部に第三開閉手段と、
前記上下接続管の前記第三開閉手段と前記第二開閉手段の途中に第四開閉手段とを備え、
前記処理ユニット、前記入口管、前記上部接続管、前記下部接続管、前記出口管、前記上下接続管、を通る水の流れを前記第一開閉手段、前記第二開閉手段、前記第三開閉手段、前記第四開閉手段により制御することを特徴とする水処理装置。
【請求項２】
光触媒粉を混練した非耐紫外線性バインダーによりフィルタ上に担持させたことを特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
【請求項３】
処理ユニット内に紫外強度検知手段を備えることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の水処理装置。
【請求項４】
紫外線照射手段に温度検知手段を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の水処理装置。
【請求項５】
紫外線照射手段の点灯を制御する電子安定装置を備え、前記電子安定装置は前記紫外線照射手段に備えられた温度検知手段と連動し、前記紫外線照射手段に流す電流値を制御できることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の水処理装置。
【請求項１】
水を流入させる入口管と、水を流出させる出口管と、二つの処理ユニットを備え、
前記処理ユニットは、
水が流入または流出する上部開口および下部開口と、
複数の紫外線照射手段と、
前記下部開口から前記上部開口へ向かう方向へ段階的に開口サイズが小さくなる複数枚のフィルタを水の流れと直交するように配置し、
前記二つの処理ユニットそれぞれの前記上部開口を接続する上部接続管と、
前記二つの処理ユニットそれぞれの前記下部開口を接続する下部接続管と、
前記上部接続管と前記下部接続管を接続する上下接続管を備え、
前記下部接続管と前記入口管との接続部に第一開閉手段と、
前記上部接続管と前記上下接続管との接続部に第二開閉手段と、
前記出口管と前記上下接続管との接続部に第三開閉手段と、
前記上下接続管の前記第三開閉手段と前記第二開閉手段の途中に第四開閉手段とを備え、
前記処理ユニット、前記入口管、前記上部接続管、前記下部接続管、前記出口管、前記上下接続管、を通る水の流れを前記第一開閉手段、前記第二開閉手段、前記第三開閉手段、前記第四開閉手段により制御することを特徴とする水処理装置。
【請求項２】
光触媒粉を混練した非耐紫外線性バインダーによりフィルタ上に担持させたことを特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
【請求項３】
処理ユニット内に紫外強度検知手段を備えることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の水処理装置。
【請求項４】
紫外線照射手段に温度検知手段を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の水処理装置。
【請求項５】
紫外線照射手段の点灯を制御する電子安定装置を備え、前記電子安定装置は前記紫外線照射手段に備えられた温度検知手段と連動し、前記紫外線照射手段に流す電流値を制御できることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の水処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２０５９７５（Ｐ２０１２−２０５９７５Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７１６３５（Ｐ２０１１−７１６３５）
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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