船舶バラスト水の処理システム
【課題】 コンパクトで多量の電気を必要とせず、安全で維持管理が容易な船舶バラスト水の処理システムを提供する。
【解決手段】 船舶バラスト水の処理システムは、原水Ｗの取水部１と、この取水部１に接続した原水Ｗを送給するメインライン２と、バラストタンク３とを備え、メインライン２の途中には第１の送液ポンプ４が設けられている。そして、第１の送液ポンプ４より下流側にバイパスライン５が付設されていて、このバイパスライン５の途中には、タブレット状に加工した塩素系の殺菌剤Ｓが充填された殺菌剤供給装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃが３個直列に設置されていて、この殺菌剤供給装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃを通過した後、再度メインライン２に合流している。そして、バイパスライン５の殺菌剤供給装置６Ａより上流側には、第２の送液ポンプ７が設けられている。
【解決手段】 船舶バラスト水の処理システムは、原水Ｗの取水部１と、この取水部１に接続した原水Ｗを送給するメインライン２と、バラストタンク３とを備え、メインライン２の途中には第１の送液ポンプ４が設けられている。そして、第１の送液ポンプ４より下流側にバイパスライン５が付設されていて、このバイパスライン５の途中には、タブレット状に加工した塩素系の殺菌剤Ｓが充填された殺菌剤供給装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃが３個直列に設置されていて、この殺菌剤供給装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃを通過した後、再度メインライン２に合流している。そして、バイパスライン５の殺菌剤供給装置６Ａより上流側には、第２の送液ポンプ７が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶のバラストタンクに積み込まれるバラスト水に含まれる細菌類およびプランクトンなどの微細水生生物の殺滅する船舶バラスト水の処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に船舶、特に貨物船は、積載貨物などの重量を含めて設計されているため、空荷または積荷が少ない状態の船舶は、プロペラ没水深度の確保、空荷時における安全航行の確保等の必要性から、出港前に港において海水を取水して船舶のバランスを取るが、このバラストとして用いられる水のことをバラスト水とよぶ。このバラスト水は、無積載で出港するとき、その出港地で港の海水などをバラストタンクに積み込む一方、逆に港内で積荷をするときには、バラスト水の排水を行う。
【０００３】
ところで、環境の異なる荷積み港と荷下し港との間を往復する船舶によってバラスト水の注排水が行われると、荷積み港と荷下し港におけるバラスト水に含まれる微生物の差異により沿岸生態系に悪影響を及ぼすことが懸念されている。そこで、船舶のバラスト水管理に関する国際会議において２００４年２月に船舶のバラスト水及び沈殿物の規制及び管理のための国際条約が採択され、バラスト水の処理が義務付けられることとなった。
【０００４】
バラスト水の処理基準として国際海事機構（ＩＭＯ）が定める基準は、船舶から排出されるバラスト水に含まれる５０μｍ以上の生物（主に動物プランクトン）の数が１ｍ３中に１０個未満、１０μｍ以上５０μｍ未満の生物（主に植物プランクトン）の数が１ｍｌ中に１０個未満、コレラ菌の数が１００ｍｌ中に１ｃｆｕ未満、大腸菌の数が１００ｍｌ中に２５０ｃｆｕ未満、腸球菌の数が１００ｍｌ中に１００ｃｆｕ未満となっている。
【０００５】
このようなバラスト水の処理基準を満たすために、バラストタンクへ注水する海水中の微生物等を殺菌する方法が種々提案されている。例えば、特許文献１には、原水をろ過した後、紫外線（ＵＶ）を照射することにより微生物等を殺菌する装置が開示されている。また、特許文献２には、バラスト水中にオゾンを注入することにより微生物等を殺菌する装置が開示されている。特許文献３には、バラスト水に次亜塩素酸ナトリウムや次亜塩素酸カルシウムなどの塩素系の殺菌剤を添加して、滞留時間を確保することにより微生物等を殺菌するバラスト水の処理方法が開示されている。特許文献４には、電解装置により電解塩素を発生させて、微生物等を殺菌するバラスト水の処理方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２０７７９６号公報
【特許文献２】特開２０１０−０１３０９８号公報
【特許文献３】特開２００９−２９７６１０号公報
【特許文献４】特表２０１０−５３６５４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載されたバラスト水処理装置では、紫外線を発生するための装置が必要であるばかりでなく、多量の電気が必要であり、発電機を設けなければならない場合が多い。さらに、ＵＶランプの定期的な洗浄が必要で手間がかかり実用的でない、という問題点がある。
【０００８】
また、特許文献２に記載されたバラスト水の処理装置では、オゾン発生のための装置と量の電気が必要であり、発電機を設けなければならない場合が多い。さらに、高価なオゾン溶解槽が必要な上に廃オゾンの処理が必要となる、という問題点がある。
【０００９】
そこで、特許文献３に記載されているように、次亜塩素酸ナトリウムや次亜塩素酸カルシウムなどの塩素系の殺菌剤を用いることが一般に行われているが、次亜塩素酸ナトリウムは有効塩素濃度が１３％程度しかないので、多量の薬剤を船舶に積載する必要があり、また、次亜塩素酸ナトリウムは、高温では不安定で分解してしまうため、冷却装置を設けて３０℃以下に保持する必要があり、管理が面倒である、という問題点がある。一方、次亜塩素酸カルシウムは、海水に溶解すると硫酸カルシウムが析出し、スケールとなるため、淡水化のための装置を設けるか、スケールの除去が必要となる、という問題点がある。さらに、これらの塩素系の殺菌剤は海水中含まれている有機物と塩素が反応してトリハロメタン等の有機ハロゲン化物が生成し、排出環境を悪化させる虞がある、という問題がある。
【００１０】
また、塩素系殺菌剤の代わりに電解装置により電解塩素を発生させて、微生物等を殺菌するバラスト水の処理方法が特許文献４に開示されているが、電解装置は高価でその制御も煩雑であり、取り扱いが困難である、という問題がある。
【００１１】
これらの従来技術の課題から、大型船舶向けのシステムとしては、コストの面から紫外線（ＵＶ）殺菌装置や、オゾン殺菌装置や、電解塩素発生装置などのそれ自身が殺菌機能を備えた装置を用いたシステムではなく、殺菌剤を使用する場合が多い。
【００１２】
このように殺菌剤を使用する場合、液体薬品では不純物や大型生物が混入すると、薬品が過剰に消費されるためコスト高になる、積載量が多くなるという問題点がある。そこで、薬品の使用量をできるだけ低減するために、バラスト水の全量をろ過などの固液分離手段により、固形物としての不純物や大型生物を分離しているが、大型のろ過装置が必要となり、設置スペースを確保する必要がある、という問題がある。
【００１３】
そこで、単位重量当りの塩素濃度が高い固形薬品を用いることが考えられるが、次亜塩素酸カルシウムのような固形薬品をそのままバラスト水に添加する際には、固体をバラスト水配管に注入する専用設備が必要となり、設置スペースを確保する必要がある、という問題がある。
【００１４】
本発明は、かかる課題を解決して、コンパクトで、多量の電気を必要とせず、安全で維持管理が容易な船舶バラスト水の処理システム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、本発明は、船舶のバラストタンクに注水する水に殺菌剤を供給してプランクトンや有害細菌を殺した後、バラストタンクに貯留する船舶バラスト水の処理システムであって、原水の取水部と、この取水部に接続した原水を送給するメインラインと、該メインラインの途中に設けられた送水手段と、前記メインラインの末端に設けられたバラストタンクとを備え、前記メインラインの前記送水手段より下流側にバイパスラインが付設されており、前記バイパスラインは、該バイパスラインの途中に設けられた殺菌剤供給装置を経由して前記メインラインに合流することを特徴とする船舶バラスト水の処理システムを提供する（発明１）。
【００１６】
かかる発明（発明１）によれば、取水部からメインラインに原水を供給し、このメインラインからバイパスラインに原水を分取して、該バイパスラインの途中に設けられた殺菌剤供給装置を経由してメインラインに合流させ、殺菌剤を混入した原水をバラストタンクに貯留することで、原水（バラスト水）に含まれる細菌類およびプランクトンなどの微細水生生物の殺滅することができる。
【００１７】
上記発明（発明１）においては、前記メインラインの全流量の１／１０〜１／１００００の水量を前記バイパスラインに供給する供給手段を備えるのが好ましい（発明２）。
【００１８】
かかる発明（発明２）によれば、メインラインの全流量の１／１０〜１／１００００と比較的少ない量の原水を殺菌剤供給装置に供給することで、殺菌剤供給装置の小型化を図ることができる。
【００１９】
上記発明（発明１，２）においては、前記バイパスラインの殺菌剤供給装置より上流側に濾過手段を備えるのが好ましい（発明３）。
【００２０】
かかる発明（発明３）によれば、原水中の固形不純物がバイパスラインで除去されるので、殺菌剤供給装置内に堆積するのを防止することができる。
【００２１】
上記発明（発明２，３）においては、前記バラストタンクに供給される原水における殺菌剤の濃度センサと、前記殺菌剤供給装置から排出された水における殺菌剤の濃度センサと、前記メインラインの流量センサと、これらのセンサと接続した前記供給手段の制御装置とを備え、これらのセンサのデータに基づき前記制御装置が前記供給手段によるバイパスラインへの送水流量を制御可能となっているのが好ましい（発明４）。
【００２２】
かかる発明（発明４）によれば、バラストタンクに供給される水の殺菌剤の濃度と、殺菌剤供給装置から排出された水の殺菌剤の濃度と、メインラインの流量とに基づき供給手段を制御してバイパスラインへの送水流量を制御することで、バラストタンクに供給される水の殺菌剤の濃度を適正に維持することができ、原水のメインラインへの流入量が変動しても、原水（バラスト水）に含まれる細菌類およびプランクトンなどの微細水生生物の殺滅性能を保持することができる。
【００２３】
上記発明（発明４）においては、前記殺菌剤供給装置から供給される殺菌剤が塩素化イソシアヌル酸であるのが好ましい（発明５）。また、上記発明（発明５）においては、前記塩素化イソシアヌル酸が、１，３，５−トリクロロイソシアヌル酸であるのが好ましい（発明６）。
【００２４】
かかる発明（発明５，６）によれば、塩素化イソシアヌル酸は、有効塩素濃度が高いので、次亜塩素酸ナトリウムや次亜塩素酸カルシウムと比較して少ない積載量で所望とする効果を得ることができ、経済的にも優れている。また、残留塩素濃度の低下速度が小さく、海水中含まれている有機物と塩素が反応してトリハロメタンが生成する量も少ないので、排出環境への懸念も小さい。さらに、塩素化イソシアヌル酸は、保存安定性が高く、長期間安全に保管できるので、バラスト水の殺菌剤として好適である。特に１，３，５−トリクロロイソシアヌル酸は、有効塩素濃度が９０％以上と高く、少ない積載量で所望とする効果を得ることができ、また、残留塩素濃度の低下速度が小さい。なお、ここで有効塩素濃度とは、ＤＰＤ比色法により求めたＣｌ２濃度のことである。
【００２５】
上記発明（発明１〜６）においては、前記殺菌剤供給装置には殺菌剤が充填されており、この殺菌剤が顆粒又は錠剤となっていて、該殺菌剤供給装置に前記バイパスラインから原水を供給することで殺菌剤溶解水を排出するのが好ましい（発明７）。
【００２６】
かかる発明（発明７）によれば、バイパスラインから殺菌剤供給装置に原水を供給することで、原水中に溶解するが、この殺菌剤が顆粒又は錠剤であるので、殺菌剤溶液の濃度が制御しやすくなっている。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の船舶バラスト水の処理システムによれば、取水部からメインラインに原水を供給し、このメインラインからバイパスラインに原水を分取して、該バイパスラインの途中に設けられた殺菌剤供給装置を経由する殺菌剤供給装置出口から殺菌剤溶液を排出させているので、殺菌剤濃度を所定の範囲でコントロール可能であり、この所定の濃度の殺菌剤溶液をメインラインに合流させ、この殺菌剤溶液が混入した原水をバラストタンクに貯留することで、原水中の殺菌剤濃度を制御することができ、これにより原水中に含まれる細菌類およびプランクトンなどの微細水生生物の効率よく殺滅することができる。
【００２８】
特に前記殺菌剤供給装置に充填される供給される殺菌剤として、塩素化イソシアヌル酸、特に１，３，５−トリクロロイソシアヌル酸を用いることにより、次亜塩素酸ナトリウムや次亜塩素酸カルシウムと比較して少ない積載量で所望とする効果を得ることができ、経済的にも優れている。また、残留塩素濃度の低下速度が小さく、海水中含まれている有機物と塩素が反応してトリハロメタンが生成する量も少ないので、排出環境への懸念も小さい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る船舶バラスト水の処理システムを示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図１を参照して本実施形態の船舶バラスト水の処理システムについて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る船舶バラスト水の処理システムを示すフロー図である。
【００３１】
図１において、本実施の形態に係る船舶バラスト水の処理システムは、バラスト水としての原水Ｗの取水部１と、この取水部１に接続した原水Ｗを送給するメインライン２と、このメインライン２の末端に設けられたバラストタンク３とを備え、メインライン２の途中には送水手段としての第１の送液ポンプ４が設けられている。そして、メインライン２の第１の送液ポンプ４より下流側にバイパスライン５が付設されていて、このバイパスライン５の途中には、タブレット状に加工した塩素系の殺菌剤Ｓが充填された殺菌剤供給装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃが３個直列に設置されていて、この殺菌剤供給装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃを通過した後、再度メインライン２に合流している。そして、バイパスライン５の殺菌剤供給装置６Ａより上流側には、供給手段としての第２の送液ポンプ７と濾過手段としてのオートストレーナ８とが設けられている。
【００３２】
また、メインライン２に並行して排出ライン９Ａ、９Ｂが設けられていて、これら排出ライン９Ａ、９Ｂはメインライン２の一部を共通して連通しており、排出ライン９Ｂの末端は排水部１０となっている。なお、１１Ａ、１１Ｂは給水バルブであり、１２Ａ、１２Ｂは排水バルブである。
【００３３】
さらに、メインライン２のバラストタンク３の直前とバイパスライン５の殺菌剤供給装置６Ｃの下流側とには、薬液センサとしての第１の塩素濃度センサ１３と第２の塩素濃度センサ１４とが設けられている。一方、排出ライン９Ａには還元剤供給機構１５に連通した還元剤供給管１６が接続されているとともに、排出ライン９Ｂにも第３の塩素濃度センサ１７が設けられている。このメインライン２の流量は図示しない流量計により計測可能となっている。そして、第１の塩素濃度センサ１３と第２の塩素濃度センサ１４と第３の塩素濃度センサ１７と第２の送液ポンプ７と還元剤供給機構１５と流量計とは、図示しないコンピュータなどの制御装置に接続しており、これらのセンサ１３，１４，１７のデータと流量計のデータとに基づき前記制御装置は、第２の送液ポンプ７および還元剤供給機構１５とを制御可能となっている。
【００３４】
上述したような船舶バラスト水の処理システムにおいて、バラスト水の殺菌剤Ｓとしては、塩素化イソシアヌル酸を含有するものを用いることができる。ここで、イソシアヌル酸とは、Ｃ３Ｈ３Ｎ３Ｏ３の分子式で表されるシアヌル酸の同位体であり、ＩＵＰＡＣ名は１，３，５−トリアジナン−２，４，６−トリオンである。塩素化イソシアヌル酸は、このイソシアヌル酸の窒素に結合した水素が塩素に置換した構造を有し、常温で固体である。塩素化イソシアヌル酸は、海水に溶解した際に残留塩素濃度の低下の度合いが小さく、長時間殺菌効果を維持することができる上に、他の生物に対する安全性が高く、保存安定性にも優れている。
【００３５】
このような、塩素化イソシアヌル酸としては、ジクロロイソシアヌル酸（１，３−ジクロロイソシアヌル酸）、またはトリクロロイソシアヌル酸（１，３，５−トリクロロイソシアヌル酸）が挙げられる。これらのうちでは、ジクロロイソシアヌル酸は、有効塩素濃度約６５％であり、トリクロロイソシアヌル酸は、有効塩素濃度約９０％であることから、有効塩素濃度が高く、価格及び容積的に有利なトリクロロイソシアヌル酸が好ましく、これらを単独であるいは混合して用いることができる。
【００３６】
この塩素化イソシアヌル酸は、顆粒状又は微小錠剤などの固形状物が好ましく、大きさ（直径）１ｍｍ以上のものが好ましい。塩素化イソシアヌル酸の大きさが１ｍｍ未満では、溶解速度が速すぎて、有効塩素濃度の低下速度が速くなる。なお、直径の上限については特に制限はないが、あまり大きすぎると保管時の見かけ密度が小さくなるばかりか、溶解にも時間がかかりすぎるため、１００ｍｍ以下とするのが一般的である。
【００３７】
上述したような殺菌剤Ｓは、バラスト水（海水）に対して１〜１００ｍｇ／Ｌ（塩素換算）、好ましくは５〜７０ｍｇ／Ｌ添加すればよい。塩素化イソシアヌル酸の添加量が塩素換算で１ｍｇ／Ｌ未満では、十分な殺菌効果が得られない一方、１００ｍｇ／Ｌを超えても、それ以上の殺菌効果の向上が得られず経済的でないばかりか、トリハロメタンなどの副生物が多く生成する傾向が増大し、環境に悪影響を及ぼす懸念が増大するため好ましくない。なお、塩素化イソシアヌル酸の添加量は、バラスト水中の有機物（ＤＯＣ、ＰＯＣなど）の量や、アンモニアの濃度によって、適宜調整すればよい。
【００３８】
また、還元剤供給機構１５は、後述するように塩素が残留する排バラスト水Ｂに還元剤を供給して残存する塩素を還元し、残留塩素濃度を目標残留塩素濃度にまで低減するものである。目標残留塩素濃度にまで低減した上で外部環境に排水する。
【００３９】
この還元剤供給機構１５から供給される還元剤としては、亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム（亜硫酸水素ナトリウム）、チオ硫酸ナトリウムなどを用いることができる。特にチオ硫酸ナトリウムを用いるのが好ましい。
【００４０】
次に、図１に示された船舶バラスト水処理装置を用いて、バラスト水の積込み時に細菌類やプランクトンの死滅処理を行うバラスト水の処理方法について以下説明する。
【００４１】
まず、原水（バラスト水）Ｗの積込み時には、給水バルブ１１Ａ，１１Ｂを開成し、排水バルブ１２Ａ，１２Ｂを閉鎖した状態で取水部１を開放すると、初期状態においては水面とバラストタンク３との水頭差により、第１の送液ポンプ４を駆動しないか、もしくは軽微な動力で駆動するだけで、原水Ｗが取水部１からメインライン２を通過してバラストタンク３に流入する。
【００４２】
このとき、第２の送液ポンプ７を駆動することで、メインライン２からバイパスライン５に原水Ｗを分岐して供給し、殺菌剤Ｓが充填された殺菌剤供給装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃを通過することで、殺菌剤Ｓが溶解した殺菌剤溶液Ｗ１を得ることができる。この殺菌剤溶液Ｗ１の濃度は、同一の流量ではほぼ一定であり、流速（≒流量）を変動させることにより濃度制御可能である。特に本実施形態においては、タブレット状に加工した殺菌剤Ｓを用いているので、殺菌剤供給装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃへの充填が容易で、殺菌剤Ｓの溶解速度をほぼ一定に保つことが可能となっている。
【００４３】
例えば、船舶のバラスト水においては、殺菌性を維持するためにバラストタンク３に流入する原水Ｗにおける殺菌剤Ｓの濃度は所定の範囲内にある必要がある。しかしながら、バラストタンク３に原水Ｗが満たされていくにしたがい、水面との水頭差が縮小するので、第１の送液ポンプ４の駆動力を増大し、これに伴いメインライン２を通過する原水Ｗの流量が変動する。また、不純物により殺菌剤Ｓにおける塩素の消費量が増大することもある。しかしながら、船舶のバラスト水においては、殺菌能を維持するためにバラストタンク３に流入する原水Ｗにおける殺菌剤Ｓの濃度は所定の範囲内にある必要がある。そこで、第１の塩素濃度センサ１３と、第２の塩素濃度センサ１４と、メインライン２の流量計とのそれぞれのデータに基づき、第２の送液ポンプ７を制御する。
【００４４】
具体的には、第２の送液ポンプ７によるバイパスライン５への分岐流量は、該メインライン２の全流量の１／１０〜１／１００００、特に１／１０〜１／１０００の水量の範囲で制御するのが好ましい。バイパスライン５への分岐流量がメインライン２の全流量の１／１０より多いと、殺菌剤溶液Ｗ１の濃度の制御が困難となり、この結果殺菌剤Ｓの溶解量が増大し、殺菌剤Ｓの積載量が多く必要となるばかりか、高い能力の第２の送液ポンプ７が必要となり経済的でない一方、バイパスライン５への分岐流量がメインライン２の全流量の１／１００００より少なくても殺菌剤溶液Ｗ１の濃度の制御が困難となり、バラストタンク３に供給する原水Ｗ中の殺菌剤Ｓの濃度が５ｍｇ／Ｌ未満となり、十分な殺菌効果が得られなくなったり、殺菌剤溶液Ｗ１の濃度が高くなりトリハロメタンが増加しやすいため好ましくない。
【００４５】
また、本実施形態においては、バイパスライン５の殺菌剤供給装置６Ａより上流側に濾過手段としてのオートストレーナ８が設けられているので、原水Ｗ中の濁質物や比較的大型の水中生物等の異物等の固形不純物をここで除去することができ、殺菌剤供給装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃ内に固形不純物が混入し、堆積するのを防止することができるようになっている。なお、オートストレーナ８の排出水は排出路８Ａを経由して排出される。
【００４６】
このようにしてバラストタンク３に供給する原水Ｗを所定の塩素剤Ｓの濃度とすることにより、殺菌剤Ｓから発生する有効塩素によりバラスト水としての原水Ｗ中のプランクトンや細菌類を死滅させることができる。特に、第１の塩素濃度センサ１３と、第２の塩素濃度センサ１４と、メインライン２の流量計とのそれぞれのデータに基づき、第２の送液ポンプ７を制御することで、原水Ｗがどのような水質であっても確実かつ安価にＩＭＯが定めるバラスト水基準を満たすバラスト水の処理が実現できる。
【００４７】
次に、バラスト水の排出時について説明する。バラスト水をバラストタンク３から排出する際には、排水バルブ１２Ａ，１２Ｂを開成し、給水バルブ１１Ａ，１１Ｂを閉鎖した状態で排水部１０を開放した状態で第１の送液ポンプ４を駆動する。これにより、バラストタンク３内の排バラスト水Ｂが排出ライン９Ａからメインライン２の一部を経由して、排出ライン９Ｂを経て排水部１０から排出される。
【００４８】
このとき、第３の塩素濃度センサ１７により、排バラスト水Ｂ中の残留塩素濃度をセンシングし、排バラスト水Ｂ中の残留塩素濃度に応じて、制御機構により還元剤供給機構１５から排出ライン９Ａに供給する還元剤の量を調整することにより、残留塩素を還元して、トリハロメタンの生成を抑制することができる。
【００４９】
以上、本発明について添付図面を参照して説明してきたが、本発明は前記実施形態に限定されず、種々の変形実施が可能である。例えば、殺菌剤供給装置としては、個々の装置のコンパクト化と、殺菌剤Ｓの有効利用及び濃度の安定性を考慮して、６Ａ，６Ｂ，６Ｃの３個を直列に設けたが、殺菌剤供給装置を１個又は２個としてもよい。また、濾過手段としては、オートストレーナ８を用いたが、フィルターなどの膜ろ過装置などその他のろ過手段であってもよい。さらに、還元剤はあらかじめバラストタンク３に添加してもよい。
【実施例】
【００５０】
以下の具体的実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
〔実施例１〕
【００５１】
塩類濃度４重量％の人工海水を調製し、この人工海水に動物性プランクトンであるワムシと、植物性プランクトンであるテトラセルミスとを、それぞれ２７５Ｎ／ｍＬ、１００００Ｎ／ｍＬの濃度で添加し、模擬原水Ｗとした。
【００５２】
図１に示す処理システムにおいて、オートストレーナ８の代わりに孔径５０μｍのフィルターを設けるとともに殺菌剤供給装置を１基のみとした試験用模擬システムを作成し、この殺菌剤供給装置に約粒径５ｍｍの１，３，５−トリクロロイソシアヌル酸のタブレット６２．１ｇを充填した。
【００５３】
上述したような模擬処理システムにおいて、給水バルブ１１Ａ，１１Ｂを開成し、排水バルブ１２Ａ，１２Ｂを閉鎖した状態で第１の送液ポンプ４を駆動し、取水部１から１０Ｌ／分の流量でメインライン２に模擬原水Ｗを供給するとともに、第２の送液ポンプ７を駆動して、バイパスライン５に３００ｍＬ／分（メインライン２の３％）の流量で模擬原水Ｗを引き抜き、殺菌剤供給装置に通水し、その後メインライン２にそのまま合流させた。
【００５４】
このような原水Ｗの殺菌剤供給装置出口の塩素濃度を測定したところ、１０００ｍｇ／Ｌでほぼ一定であった。また、メインライン２の出口（バラストタンク３の入口に相当）の塩素濃度と、生物濃度とを測定した。さらに、このメインライン２の出口で採取した模擬原水Ｗをそのまま放置し、３０分、６０分及び１２０分放置した後の模擬原水Ｗの塩素濃度と生物濃度とを測定した。結果を表１に示す。また、比較のために殺菌剤供給装置を通過させなかった場合（参考例）の模擬原水Ｗを１２０分放置した後の模擬原水Ｗの塩素濃度と生物濃度とを測定した結果を表１にあわせて示す。なお、塩素濃度は、ＤＰＤ比色法により測定し、生物濃度は染色と顕微鏡による目視係数測定により生きているものをカウントして算出した。
【００５５】
【表１】
【００５６】
表１から明らかなように、実施例１の船舶バラスト水の処理システムでは、メインライン２の出口で、すでにワムシ及びテトラセルミスが殺減されており、その効果が１２０分維持されていることが確認された。この結果をバラストタンク容量１００，０００ｍ３の最大規模のオイルタンカーに当てはめて、バラスト注水流量１０，０００ｍ３／ｈを処理するとした場合、１，３，５−トリクロロイソシアヌル酸は３ｔ必要となる。これを同じ塩素系の殺菌剤である次亜塩素酸ナトリウムを用いた場合、１３％水溶液が一般的であるため２３ｔの積載量となり、大型の薬品タンクが必要で、さらに次亜塩素酸ナトリウムの自己分解を抑制するための２０℃でのチラータンクも必要となる。これらのことから、本実施例で用いた１，３，５−トリクロロイソシアヌル酸を殺菌剤Ｓとして用いるのが好適であるといえる。
〔実施例２〕
【００５７】
実施例１と同様の処理システムを用いて、メインライン２の模擬原水Ｗの流量を５Ｌ／分に変更し、バイパスライン５に１２０ｍＬ／分（メインライン２の２．４％）で通水したところ、原水Ｗの殺菌剤供給装置出口の塩素濃度を測定すると１３００ｍｇ／Ｌでほぼ一定となった。このときのメインライン２の出口の塩素濃度と、生物濃度とを測定した。さらに、このメインライン２の出口で採取した模擬原水Ｗをそのまま放置し、３０分、６０分及び１２０分放置した後の模擬原水Ｗの塩素濃度と生物濃度とを測定した。結果を表２に示す。
【００５８】
【表２】
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の船舶のバラスト水処理システムは、各種船舶、特に大型の船舶において使用されるバラスト水の製造のために好適に使用できる。
【符号の説明】
【００６０】
１…取水部
２…メインライン
３…バラストタンク
４…第１の送液ポンプ（送水手段）
５…バイパスライン
６Ａ，６Ｂ，６Ｃ…殺菌剤供給装置
７…第２の送液ポンプ（供給手段）
８…オートストレーナ（濾過手段）
１３…第１の塩素濃度センサ（薬液センサ）
１４…第２の塩素濃度センサ（薬液センサ）
Ｗ…原水
Ｓ…殺菌剤
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶のバラストタンクに積み込まれるバラスト水に含まれる細菌類およびプランクトンなどの微細水生生物の殺滅する船舶バラスト水の処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に船舶、特に貨物船は、積載貨物などの重量を含めて設計されているため、空荷または積荷が少ない状態の船舶は、プロペラ没水深度の確保、空荷時における安全航行の確保等の必要性から、出港前に港において海水を取水して船舶のバランスを取るが、このバラストとして用いられる水のことをバラスト水とよぶ。このバラスト水は、無積載で出港するとき、その出港地で港の海水などをバラストタンクに積み込む一方、逆に港内で積荷をするときには、バラスト水の排水を行う。
【０００３】
ところで、環境の異なる荷積み港と荷下し港との間を往復する船舶によってバラスト水の注排水が行われると、荷積み港と荷下し港におけるバラスト水に含まれる微生物の差異により沿岸生態系に悪影響を及ぼすことが懸念されている。そこで、船舶のバラスト水管理に関する国際会議において２００４年２月に船舶のバラスト水及び沈殿物の規制及び管理のための国際条約が採択され、バラスト水の処理が義務付けられることとなった。
【０００４】
バラスト水の処理基準として国際海事機構（ＩＭＯ）が定める基準は、船舶から排出されるバラスト水に含まれる５０μｍ以上の生物（主に動物プランクトン）の数が１ｍ３中に１０個未満、１０μｍ以上５０μｍ未満の生物（主に植物プランクトン）の数が１ｍｌ中に１０個未満、コレラ菌の数が１００ｍｌ中に１ｃｆｕ未満、大腸菌の数が１００ｍｌ中に２５０ｃｆｕ未満、腸球菌の数が１００ｍｌ中に１００ｃｆｕ未満となっている。
【０００５】
このようなバラスト水の処理基準を満たすために、バラストタンクへ注水する海水中の微生物等を殺菌する方法が種々提案されている。例えば、特許文献１には、原水をろ過した後、紫外線（ＵＶ）を照射することにより微生物等を殺菌する装置が開示されている。また、特許文献２には、バラスト水中にオゾンを注入することにより微生物等を殺菌する装置が開示されている。特許文献３には、バラスト水に次亜塩素酸ナトリウムや次亜塩素酸カルシウムなどの塩素系の殺菌剤を添加して、滞留時間を確保することにより微生物等を殺菌するバラスト水の処理方法が開示されている。特許文献４には、電解装置により電解塩素を発生させて、微生物等を殺菌するバラスト水の処理方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２０７７９６号公報
【特許文献２】特開２０１０−０１３０９８号公報
【特許文献３】特開２００９−２９７６１０号公報
【特許文献４】特表２０１０−５３６５４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載されたバラスト水処理装置では、紫外線を発生するための装置が必要であるばかりでなく、多量の電気が必要であり、発電機を設けなければならない場合が多い。さらに、ＵＶランプの定期的な洗浄が必要で手間がかかり実用的でない、という問題点がある。
【０００８】
また、特許文献２に記載されたバラスト水の処理装置では、オゾン発生のための装置と量の電気が必要であり、発電機を設けなければならない場合が多い。さらに、高価なオゾン溶解槽が必要な上に廃オゾンの処理が必要となる、という問題点がある。
【０００９】
そこで、特許文献３に記載されているように、次亜塩素酸ナトリウムや次亜塩素酸カルシウムなどの塩素系の殺菌剤を用いることが一般に行われているが、次亜塩素酸ナトリウムは有効塩素濃度が１３％程度しかないので、多量の薬剤を船舶に積載する必要があり、また、次亜塩素酸ナトリウムは、高温では不安定で分解してしまうため、冷却装置を設けて３０℃以下に保持する必要があり、管理が面倒である、という問題点がある。一方、次亜塩素酸カルシウムは、海水に溶解すると硫酸カルシウムが析出し、スケールとなるため、淡水化のための装置を設けるか、スケールの除去が必要となる、という問題点がある。さらに、これらの塩素系の殺菌剤は海水中含まれている有機物と塩素が反応してトリハロメタン等の有機ハロゲン化物が生成し、排出環境を悪化させる虞がある、という問題がある。
【００１０】
また、塩素系殺菌剤の代わりに電解装置により電解塩素を発生させて、微生物等を殺菌するバラスト水の処理方法が特許文献４に開示されているが、電解装置は高価でその制御も煩雑であり、取り扱いが困難である、という問題がある。
【００１１】
これらの従来技術の課題から、大型船舶向けのシステムとしては、コストの面から紫外線（ＵＶ）殺菌装置や、オゾン殺菌装置や、電解塩素発生装置などのそれ自身が殺菌機能を備えた装置を用いたシステムではなく、殺菌剤を使用する場合が多い。
【００１２】
このように殺菌剤を使用する場合、液体薬品では不純物や大型生物が混入すると、薬品が過剰に消費されるためコスト高になる、積載量が多くなるという問題点がある。そこで、薬品の使用量をできるだけ低減するために、バラスト水の全量をろ過などの固液分離手段により、固形物としての不純物や大型生物を分離しているが、大型のろ過装置が必要となり、設置スペースを確保する必要がある、という問題がある。
【００１３】
そこで、単位重量当りの塩素濃度が高い固形薬品を用いることが考えられるが、次亜塩素酸カルシウムのような固形薬品をそのままバラスト水に添加する際には、固体をバラスト水配管に注入する専用設備が必要となり、設置スペースを確保する必要がある、という問題がある。
【００１４】
本発明は、かかる課題を解決して、コンパクトで、多量の電気を必要とせず、安全で維持管理が容易な船舶バラスト水の処理システム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、本発明は、船舶のバラストタンクに注水する水に殺菌剤を供給してプランクトンや有害細菌を殺した後、バラストタンクに貯留する船舶バラスト水の処理システムであって、原水の取水部と、この取水部に接続した原水を送給するメインラインと、該メインラインの途中に設けられた送水手段と、前記メインラインの末端に設けられたバラストタンクとを備え、前記メインラインの前記送水手段より下流側にバイパスラインが付設されており、前記バイパスラインは、該バイパスラインの途中に設けられた殺菌剤供給装置を経由して前記メインラインに合流することを特徴とする船舶バラスト水の処理システムを提供する（発明１）。
【００１６】
かかる発明（発明１）によれば、取水部からメインラインに原水を供給し、このメインラインからバイパスラインに原水を分取して、該バイパスラインの途中に設けられた殺菌剤供給装置を経由してメインラインに合流させ、殺菌剤を混入した原水をバラストタンクに貯留することで、原水（バラスト水）に含まれる細菌類およびプランクトンなどの微細水生生物の殺滅することができる。
【００１７】
上記発明（発明１）においては、前記メインラインの全流量の１／１０〜１／１００００の水量を前記バイパスラインに供給する供給手段を備えるのが好ましい（発明２）。
【００１８】
かかる発明（発明２）によれば、メインラインの全流量の１／１０〜１／１００００と比較的少ない量の原水を殺菌剤供給装置に供給することで、殺菌剤供給装置の小型化を図ることができる。
【００１９】
上記発明（発明１，２）においては、前記バイパスラインの殺菌剤供給装置より上流側に濾過手段を備えるのが好ましい（発明３）。
【００２０】
かかる発明（発明３）によれば、原水中の固形不純物がバイパスラインで除去されるので、殺菌剤供給装置内に堆積するのを防止することができる。
【００２１】
上記発明（発明２，３）においては、前記バラストタンクに供給される原水における殺菌剤の濃度センサと、前記殺菌剤供給装置から排出された水における殺菌剤の濃度センサと、前記メインラインの流量センサと、これらのセンサと接続した前記供給手段の制御装置とを備え、これらのセンサのデータに基づき前記制御装置が前記供給手段によるバイパスラインへの送水流量を制御可能となっているのが好ましい（発明４）。
【００２２】
かかる発明（発明４）によれば、バラストタンクに供給される水の殺菌剤の濃度と、殺菌剤供給装置から排出された水の殺菌剤の濃度と、メインラインの流量とに基づき供給手段を制御してバイパスラインへの送水流量を制御することで、バラストタンクに供給される水の殺菌剤の濃度を適正に維持することができ、原水のメインラインへの流入量が変動しても、原水（バラスト水）に含まれる細菌類およびプランクトンなどの微細水生生物の殺滅性能を保持することができる。
【００２３】
上記発明（発明４）においては、前記殺菌剤供給装置から供給される殺菌剤が塩素化イソシアヌル酸であるのが好ましい（発明５）。また、上記発明（発明５）においては、前記塩素化イソシアヌル酸が、１，３，５−トリクロロイソシアヌル酸であるのが好ましい（発明６）。
【００２４】
かかる発明（発明５，６）によれば、塩素化イソシアヌル酸は、有効塩素濃度が高いので、次亜塩素酸ナトリウムや次亜塩素酸カルシウムと比較して少ない積載量で所望とする効果を得ることができ、経済的にも優れている。また、残留塩素濃度の低下速度が小さく、海水中含まれている有機物と塩素が反応してトリハロメタンが生成する量も少ないので、排出環境への懸念も小さい。さらに、塩素化イソシアヌル酸は、保存安定性が高く、長期間安全に保管できるので、バラスト水の殺菌剤として好適である。特に１，３，５−トリクロロイソシアヌル酸は、有効塩素濃度が９０％以上と高く、少ない積載量で所望とする効果を得ることができ、また、残留塩素濃度の低下速度が小さい。なお、ここで有効塩素濃度とは、ＤＰＤ比色法により求めたＣｌ２濃度のことである。
【００２５】
上記発明（発明１〜６）においては、前記殺菌剤供給装置には殺菌剤が充填されており、この殺菌剤が顆粒又は錠剤となっていて、該殺菌剤供給装置に前記バイパスラインから原水を供給することで殺菌剤溶解水を排出するのが好ましい（発明７）。
【００２６】
かかる発明（発明７）によれば、バイパスラインから殺菌剤供給装置に原水を供給することで、原水中に溶解するが、この殺菌剤が顆粒又は錠剤であるので、殺菌剤溶液の濃度が制御しやすくなっている。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の船舶バラスト水の処理システムによれば、取水部からメインラインに原水を供給し、このメインラインからバイパスラインに原水を分取して、該バイパスラインの途中に設けられた殺菌剤供給装置を経由する殺菌剤供給装置出口から殺菌剤溶液を排出させているので、殺菌剤濃度を所定の範囲でコントロール可能であり、この所定の濃度の殺菌剤溶液をメインラインに合流させ、この殺菌剤溶液が混入した原水をバラストタンクに貯留することで、原水中の殺菌剤濃度を制御することができ、これにより原水中に含まれる細菌類およびプランクトンなどの微細水生生物の効率よく殺滅することができる。
【００２８】
特に前記殺菌剤供給装置に充填される供給される殺菌剤として、塩素化イソシアヌル酸、特に１，３，５−トリクロロイソシアヌル酸を用いることにより、次亜塩素酸ナトリウムや次亜塩素酸カルシウムと比較して少ない積載量で所望とする効果を得ることができ、経済的にも優れている。また、残留塩素濃度の低下速度が小さく、海水中含まれている有機物と塩素が反応してトリハロメタンが生成する量も少ないので、排出環境への懸念も小さい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る船舶バラスト水の処理システムを示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図１を参照して本実施形態の船舶バラスト水の処理システムについて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る船舶バラスト水の処理システムを示すフロー図である。
【００３１】
図１において、本実施の形態に係る船舶バラスト水の処理システムは、バラスト水としての原水Ｗの取水部１と、この取水部１に接続した原水Ｗを送給するメインライン２と、このメインライン２の末端に設けられたバラストタンク３とを備え、メインライン２の途中には送水手段としての第１の送液ポンプ４が設けられている。そして、メインライン２の第１の送液ポンプ４より下流側にバイパスライン５が付設されていて、このバイパスライン５の途中には、タブレット状に加工した塩素系の殺菌剤Ｓが充填された殺菌剤供給装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃが３個直列に設置されていて、この殺菌剤供給装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃを通過した後、再度メインライン２に合流している。そして、バイパスライン５の殺菌剤供給装置６Ａより上流側には、供給手段としての第２の送液ポンプ７と濾過手段としてのオートストレーナ８とが設けられている。
【００３２】
また、メインライン２に並行して排出ライン９Ａ、９Ｂが設けられていて、これら排出ライン９Ａ、９Ｂはメインライン２の一部を共通して連通しており、排出ライン９Ｂの末端は排水部１０となっている。なお、１１Ａ、１１Ｂは給水バルブであり、１２Ａ、１２Ｂは排水バルブである。
【００３３】
さらに、メインライン２のバラストタンク３の直前とバイパスライン５の殺菌剤供給装置６Ｃの下流側とには、薬液センサとしての第１の塩素濃度センサ１３と第２の塩素濃度センサ１４とが設けられている。一方、排出ライン９Ａには還元剤供給機構１５に連通した還元剤供給管１６が接続されているとともに、排出ライン９Ｂにも第３の塩素濃度センサ１７が設けられている。このメインライン２の流量は図示しない流量計により計測可能となっている。そして、第１の塩素濃度センサ１３と第２の塩素濃度センサ１４と第３の塩素濃度センサ１７と第２の送液ポンプ７と還元剤供給機構１５と流量計とは、図示しないコンピュータなどの制御装置に接続しており、これらのセンサ１３，１４，１７のデータと流量計のデータとに基づき前記制御装置は、第２の送液ポンプ７および還元剤供給機構１５とを制御可能となっている。
【００３４】
上述したような船舶バラスト水の処理システムにおいて、バラスト水の殺菌剤Ｓとしては、塩素化イソシアヌル酸を含有するものを用いることができる。ここで、イソシアヌル酸とは、Ｃ３Ｈ３Ｎ３Ｏ３の分子式で表されるシアヌル酸の同位体であり、ＩＵＰＡＣ名は１，３，５−トリアジナン−２，４，６−トリオンである。塩素化イソシアヌル酸は、このイソシアヌル酸の窒素に結合した水素が塩素に置換した構造を有し、常温で固体である。塩素化イソシアヌル酸は、海水に溶解した際に残留塩素濃度の低下の度合いが小さく、長時間殺菌効果を維持することができる上に、他の生物に対する安全性が高く、保存安定性にも優れている。
【００３５】
このような、塩素化イソシアヌル酸としては、ジクロロイソシアヌル酸（１，３−ジクロロイソシアヌル酸）、またはトリクロロイソシアヌル酸（１，３，５−トリクロロイソシアヌル酸）が挙げられる。これらのうちでは、ジクロロイソシアヌル酸は、有効塩素濃度約６５％であり、トリクロロイソシアヌル酸は、有効塩素濃度約９０％であることから、有効塩素濃度が高く、価格及び容積的に有利なトリクロロイソシアヌル酸が好ましく、これらを単独であるいは混合して用いることができる。
【００３６】
この塩素化イソシアヌル酸は、顆粒状又は微小錠剤などの固形状物が好ましく、大きさ（直径）１ｍｍ以上のものが好ましい。塩素化イソシアヌル酸の大きさが１ｍｍ未満では、溶解速度が速すぎて、有効塩素濃度の低下速度が速くなる。なお、直径の上限については特に制限はないが、あまり大きすぎると保管時の見かけ密度が小さくなるばかりか、溶解にも時間がかかりすぎるため、１００ｍｍ以下とするのが一般的である。
【００３７】
上述したような殺菌剤Ｓは、バラスト水（海水）に対して１〜１００ｍｇ／Ｌ（塩素換算）、好ましくは５〜７０ｍｇ／Ｌ添加すればよい。塩素化イソシアヌル酸の添加量が塩素換算で１ｍｇ／Ｌ未満では、十分な殺菌効果が得られない一方、１００ｍｇ／Ｌを超えても、それ以上の殺菌効果の向上が得られず経済的でないばかりか、トリハロメタンなどの副生物が多く生成する傾向が増大し、環境に悪影響を及ぼす懸念が増大するため好ましくない。なお、塩素化イソシアヌル酸の添加量は、バラスト水中の有機物（ＤＯＣ、ＰＯＣなど）の量や、アンモニアの濃度によって、適宜調整すればよい。
【００３８】
また、還元剤供給機構１５は、後述するように塩素が残留する排バラスト水Ｂに還元剤を供給して残存する塩素を還元し、残留塩素濃度を目標残留塩素濃度にまで低減するものである。目標残留塩素濃度にまで低減した上で外部環境に排水する。
【００３９】
この還元剤供給機構１５から供給される還元剤としては、亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム（亜硫酸水素ナトリウム）、チオ硫酸ナトリウムなどを用いることができる。特にチオ硫酸ナトリウムを用いるのが好ましい。
【００４０】
次に、図１に示された船舶バラスト水処理装置を用いて、バラスト水の積込み時に細菌類やプランクトンの死滅処理を行うバラスト水の処理方法について以下説明する。
【００４１】
まず、原水（バラスト水）Ｗの積込み時には、給水バルブ１１Ａ，１１Ｂを開成し、排水バルブ１２Ａ，１２Ｂを閉鎖した状態で取水部１を開放すると、初期状態においては水面とバラストタンク３との水頭差により、第１の送液ポンプ４を駆動しないか、もしくは軽微な動力で駆動するだけで、原水Ｗが取水部１からメインライン２を通過してバラストタンク３に流入する。
【００４２】
このとき、第２の送液ポンプ７を駆動することで、メインライン２からバイパスライン５に原水Ｗを分岐して供給し、殺菌剤Ｓが充填された殺菌剤供給装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃを通過することで、殺菌剤Ｓが溶解した殺菌剤溶液Ｗ１を得ることができる。この殺菌剤溶液Ｗ１の濃度は、同一の流量ではほぼ一定であり、流速（≒流量）を変動させることにより濃度制御可能である。特に本実施形態においては、タブレット状に加工した殺菌剤Ｓを用いているので、殺菌剤供給装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃへの充填が容易で、殺菌剤Ｓの溶解速度をほぼ一定に保つことが可能となっている。
【００４３】
例えば、船舶のバラスト水においては、殺菌性を維持するためにバラストタンク３に流入する原水Ｗにおける殺菌剤Ｓの濃度は所定の範囲内にある必要がある。しかしながら、バラストタンク３に原水Ｗが満たされていくにしたがい、水面との水頭差が縮小するので、第１の送液ポンプ４の駆動力を増大し、これに伴いメインライン２を通過する原水Ｗの流量が変動する。また、不純物により殺菌剤Ｓにおける塩素の消費量が増大することもある。しかしながら、船舶のバラスト水においては、殺菌能を維持するためにバラストタンク３に流入する原水Ｗにおける殺菌剤Ｓの濃度は所定の範囲内にある必要がある。そこで、第１の塩素濃度センサ１３と、第２の塩素濃度センサ１４と、メインライン２の流量計とのそれぞれのデータに基づき、第２の送液ポンプ７を制御する。
【００４４】
具体的には、第２の送液ポンプ７によるバイパスライン５への分岐流量は、該メインライン２の全流量の１／１０〜１／１００００、特に１／１０〜１／１０００の水量の範囲で制御するのが好ましい。バイパスライン５への分岐流量がメインライン２の全流量の１／１０より多いと、殺菌剤溶液Ｗ１の濃度の制御が困難となり、この結果殺菌剤Ｓの溶解量が増大し、殺菌剤Ｓの積載量が多く必要となるばかりか、高い能力の第２の送液ポンプ７が必要となり経済的でない一方、バイパスライン５への分岐流量がメインライン２の全流量の１／１００００より少なくても殺菌剤溶液Ｗ１の濃度の制御が困難となり、バラストタンク３に供給する原水Ｗ中の殺菌剤Ｓの濃度が５ｍｇ／Ｌ未満となり、十分な殺菌効果が得られなくなったり、殺菌剤溶液Ｗ１の濃度が高くなりトリハロメタンが増加しやすいため好ましくない。
【００４５】
また、本実施形態においては、バイパスライン５の殺菌剤供給装置６Ａより上流側に濾過手段としてのオートストレーナ８が設けられているので、原水Ｗ中の濁質物や比較的大型の水中生物等の異物等の固形不純物をここで除去することができ、殺菌剤供給装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃ内に固形不純物が混入し、堆積するのを防止することができるようになっている。なお、オートストレーナ８の排出水は排出路８Ａを経由して排出される。
【００４６】
このようにしてバラストタンク３に供給する原水Ｗを所定の塩素剤Ｓの濃度とすることにより、殺菌剤Ｓから発生する有効塩素によりバラスト水としての原水Ｗ中のプランクトンや細菌類を死滅させることができる。特に、第１の塩素濃度センサ１３と、第２の塩素濃度センサ１４と、メインライン２の流量計とのそれぞれのデータに基づき、第２の送液ポンプ７を制御することで、原水Ｗがどのような水質であっても確実かつ安価にＩＭＯが定めるバラスト水基準を満たすバラスト水の処理が実現できる。
【００４７】
次に、バラスト水の排出時について説明する。バラスト水をバラストタンク３から排出する際には、排水バルブ１２Ａ，１２Ｂを開成し、給水バルブ１１Ａ，１１Ｂを閉鎖した状態で排水部１０を開放した状態で第１の送液ポンプ４を駆動する。これにより、バラストタンク３内の排バラスト水Ｂが排出ライン９Ａからメインライン２の一部を経由して、排出ライン９Ｂを経て排水部１０から排出される。
【００４８】
このとき、第３の塩素濃度センサ１７により、排バラスト水Ｂ中の残留塩素濃度をセンシングし、排バラスト水Ｂ中の残留塩素濃度に応じて、制御機構により還元剤供給機構１５から排出ライン９Ａに供給する還元剤の量を調整することにより、残留塩素を還元して、トリハロメタンの生成を抑制することができる。
【００４９】
以上、本発明について添付図面を参照して説明してきたが、本発明は前記実施形態に限定されず、種々の変形実施が可能である。例えば、殺菌剤供給装置としては、個々の装置のコンパクト化と、殺菌剤Ｓの有効利用及び濃度の安定性を考慮して、６Ａ，６Ｂ，６Ｃの３個を直列に設けたが、殺菌剤供給装置を１個又は２個としてもよい。また、濾過手段としては、オートストレーナ８を用いたが、フィルターなどの膜ろ過装置などその他のろ過手段であってもよい。さらに、還元剤はあらかじめバラストタンク３に添加してもよい。
【実施例】
【００５０】
以下の具体的実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
〔実施例１〕
【００５１】
塩類濃度４重量％の人工海水を調製し、この人工海水に動物性プランクトンであるワムシと、植物性プランクトンであるテトラセルミスとを、それぞれ２７５Ｎ／ｍＬ、１００００Ｎ／ｍＬの濃度で添加し、模擬原水Ｗとした。
【００５２】
図１に示す処理システムにおいて、オートストレーナ８の代わりに孔径５０μｍのフィルターを設けるとともに殺菌剤供給装置を１基のみとした試験用模擬システムを作成し、この殺菌剤供給装置に約粒径５ｍｍの１，３，５−トリクロロイソシアヌル酸のタブレット６２．１ｇを充填した。
【００５３】
上述したような模擬処理システムにおいて、給水バルブ１１Ａ，１１Ｂを開成し、排水バルブ１２Ａ，１２Ｂを閉鎖した状態で第１の送液ポンプ４を駆動し、取水部１から１０Ｌ／分の流量でメインライン２に模擬原水Ｗを供給するとともに、第２の送液ポンプ７を駆動して、バイパスライン５に３００ｍＬ／分（メインライン２の３％）の流量で模擬原水Ｗを引き抜き、殺菌剤供給装置に通水し、その後メインライン２にそのまま合流させた。
【００５４】
このような原水Ｗの殺菌剤供給装置出口の塩素濃度を測定したところ、１０００ｍｇ／Ｌでほぼ一定であった。また、メインライン２の出口（バラストタンク３の入口に相当）の塩素濃度と、生物濃度とを測定した。さらに、このメインライン２の出口で採取した模擬原水Ｗをそのまま放置し、３０分、６０分及び１２０分放置した後の模擬原水Ｗの塩素濃度と生物濃度とを測定した。結果を表１に示す。また、比較のために殺菌剤供給装置を通過させなかった場合（参考例）の模擬原水Ｗを１２０分放置した後の模擬原水Ｗの塩素濃度と生物濃度とを測定した結果を表１にあわせて示す。なお、塩素濃度は、ＤＰＤ比色法により測定し、生物濃度は染色と顕微鏡による目視係数測定により生きているものをカウントして算出した。
【００５５】
【表１】
【００５６】
表１から明らかなように、実施例１の船舶バラスト水の処理システムでは、メインライン２の出口で、すでにワムシ及びテトラセルミスが殺減されており、その効果が１２０分維持されていることが確認された。この結果をバラストタンク容量１００，０００ｍ３の最大規模のオイルタンカーに当てはめて、バラスト注水流量１０，０００ｍ３／ｈを処理するとした場合、１，３，５−トリクロロイソシアヌル酸は３ｔ必要となる。これを同じ塩素系の殺菌剤である次亜塩素酸ナトリウムを用いた場合、１３％水溶液が一般的であるため２３ｔの積載量となり、大型の薬品タンクが必要で、さらに次亜塩素酸ナトリウムの自己分解を抑制するための２０℃でのチラータンクも必要となる。これらのことから、本実施例で用いた１，３，５−トリクロロイソシアヌル酸を殺菌剤Ｓとして用いるのが好適であるといえる。
〔実施例２〕
【００５７】
実施例１と同様の処理システムを用いて、メインライン２の模擬原水Ｗの流量を５Ｌ／分に変更し、バイパスライン５に１２０ｍＬ／分（メインライン２の２．４％）で通水したところ、原水Ｗの殺菌剤供給装置出口の塩素濃度を測定すると１３００ｍｇ／Ｌでほぼ一定となった。このときのメインライン２の出口の塩素濃度と、生物濃度とを測定した。さらに、このメインライン２の出口で採取した模擬原水Ｗをそのまま放置し、３０分、６０分及び１２０分放置した後の模擬原水Ｗの塩素濃度と生物濃度とを測定した。結果を表２に示す。
【００５８】
【表２】
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の船舶のバラスト水処理システムは、各種船舶、特に大型の船舶において使用されるバラスト水の製造のために好適に使用できる。
【符号の説明】
【００６０】
１…取水部
２…メインライン
３…バラストタンク
４…第１の送液ポンプ（送水手段）
５…バイパスライン
６Ａ，６Ｂ，６Ｃ…殺菌剤供給装置
７…第２の送液ポンプ（供給手段）
８…オートストレーナ（濾過手段）
１３…第１の塩素濃度センサ（薬液センサ）
１４…第２の塩素濃度センサ（薬液センサ）
Ｗ…原水
Ｓ…殺菌剤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶のバラストタンクに注水する水に殺菌剤を供給してプランクトンや有害細菌を殺した後、バラストタンクに貯留する船舶バラスト水の処理システムであって、
原水の取水部と、この取水部に接続した原水を送給するメインラインと、該メインラインの途中に設けられた送水手段と、前記メインラインの末端に設けられたバラストタンクとを備え、
前記メインラインの前記送水手段より下流側にバイパスラインが付設されており、
前記バイパスラインは、該バイパスラインの途中に設けられた殺菌剤供給装置を経由して前記メインラインに合流することを特徴とする船舶バラスト水の処理システム。
【請求項２】
前記メインラインの全流量の１／１０〜１／１００００の水量を前記バイパスラインに供給する供給手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の船舶バラスト水の処理システム。
【請求項３】
前記バイパスラインの殺菌剤供給装置より上流側に濾過手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の船舶バラスト水の処理システム。
【請求項４】
前記バラストタンクに供給される原水における殺菌剤の濃度センサと、前記殺菌剤供給装置から排出された水における殺菌剤の濃度センサと、前記メインラインの流量センサと、これらのセンサと接続した前記供給手段の制御装置とを備え、これらのセンサのデータに基づき前記制御装置が前記供給手段によるバイパスラインへの送水流量を制御可能となっていることを特徴とする請求項２又は３に記載の船舶バラスト水の処理システム。
【請求項５】
前記殺菌剤供給装置から供給される殺菌剤が塩素化イソシアヌル酸であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の船舶バラスト水の処理システム。
【請求項６】
前記塩素化イソシアヌル酸が、１，３，５−トリクロロイソシアヌル酸であることを特徴とする請求項５に記載の船舶バラスト水の処理システム。
【請求項７】
前記殺菌剤供給装置には殺菌剤が充填されており、この殺菌剤が顆粒又は錠剤となっていて、該殺菌剤供給装置に前記バイパスラインから原水を供給することで殺菌剤溶解水を排出することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の船舶バラスト水の処理システム。
【請求項１】
船舶のバラストタンクに注水する水に殺菌剤を供給してプランクトンや有害細菌を殺した後、バラストタンクに貯留する船舶バラスト水の処理システムであって、
原水の取水部と、この取水部に接続した原水を送給するメインラインと、該メインラインの途中に設けられた送水手段と、前記メインラインの末端に設けられたバラストタンクとを備え、
前記メインラインの前記送水手段より下流側にバイパスラインが付設されており、
前記バイパスラインは、該バイパスラインの途中に設けられた殺菌剤供給装置を経由して前記メインラインに合流することを特徴とする船舶バラスト水の処理システム。
【請求項２】
前記メインラインの全流量の１／１０〜１／１００００の水量を前記バイパスラインに供給する供給手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の船舶バラスト水の処理システム。
【請求項３】
前記バイパスラインの殺菌剤供給装置より上流側に濾過手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の船舶バラスト水の処理システム。
【請求項４】
前記バラストタンクに供給される原水における殺菌剤の濃度センサと、前記殺菌剤供給装置から排出された水における殺菌剤の濃度センサと、前記メインラインの流量センサと、これらのセンサと接続した前記供給手段の制御装置とを備え、これらのセンサのデータに基づき前記制御装置が前記供給手段によるバイパスラインへの送水流量を制御可能となっていることを特徴とする請求項２又は３に記載の船舶バラスト水の処理システム。
【請求項５】
前記殺菌剤供給装置から供給される殺菌剤が塩素化イソシアヌル酸であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の船舶バラスト水の処理システム。
【請求項６】
前記塩素化イソシアヌル酸が、１，３，５−トリクロロイソシアヌル酸であることを特徴とする請求項５に記載の船舶バラスト水の処理システム。
【請求項７】
前記殺菌剤供給装置には殺菌剤が充填されており、この殺菌剤が顆粒又は錠剤となっていて、該殺菌剤供給装置に前記バイパスラインから原水を供給することで殺菌剤溶解水を排出することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の船舶バラスト水の処理システム。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−２５４４０２（Ｐ２０１２−２５４４０２Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２８０９６（Ｐ２０１１−１２８０９６）
【出願日】平成２３年６月８日（２０１１．６．８）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月８日（２０１１．６．８）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
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