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、取水部１と、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とを備える。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、メインライン２の第１の送液ポンプ４より下流側に、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溶液供給装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃが３個直列に設置されたバイパスライン５が付設されていて、原水Ｗが上向流で通過して、殺菌剤溶液供給装置６Ｃから排出された後、再度メインライン２に合流する。そして、殺菌剤溶液供給装置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、取水部１と、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とを備える。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、メインライン２の第１の送液ポンプ４より下流側に、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溶液供給装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃが３個直列に設置されたバイパスライン５が付設されていて、原水Ｗが上向流で通過して、殺菌剤溶液供給装置６Ｃから排出された後、再度メインライン２に合流する。そして、殺菌剤溶液供給装置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、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。特許文献４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。
【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２０１０−１３０９８号公報
【特許文献３】特表２０１０−５３６５４０号公報
【特許文献４】特開２００９−２９７６１０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】
さらに、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３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。
【００１０】
そこで、特許文献４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により、多量の電力や装置的な負担を軽減してプランクトンや細菌を殺滅す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。
【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】
このようにバラスト水の処理システムは、船の中には余分なスペースはほとんどないことから、コンパクトである必要があり、さらに、多量の電気を必要としない、安全である、維持管理が容易であることが要求される。また、薬剤を用いた場合には、バラスト水の排出環境を汚染せず、Ｃａ等に起因するスケールが発生しないことが望ましい。しかしながら、従来これらの要件を十分に満足するバラスト水処理システムはなかった。
【００１５】
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】
【００１６】
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原水に塩素系の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、前記殺菌剤が顆粒又は錠剤であり、該殺菌剤が少なくとも２個以上の直列に配置された殺菌剤溶液供給装置に充填されていて、前記２個以上の殺菌剤溶液供給装置に前記原水を通過させることにより殺菌剤溶液を供給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）。
【００１７】
かかる発明（発明１）によれば、顆粒又は錠剤の殺菌剤を殺菌剤溶液供給装置に充填し、これを直列に配置することで、安定した塩素濃度で殺菌剤溶液を供給して原水を所定の塩素濃度に維持することができるので、安定した殺菌性能を維持することができる。
【００１８】
上記発明（発明１）においては、前記船舶バラスト水の処理システムが、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を備え、前記メインラインの末端にバラストタンクが設けられているとともに該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の途中には前記２個以上の殺菌剤溶液供給装置が直列に設けられていて、前記２個以上の殺菌剤溶液供給装置に前記原水を通過させることにより殺菌剤溶液を調製して前記メインラインに、前記原水中の殺菌剤濃度が１〜１００ｍｇ／ＬａｓＣｌ２となるように供給するのが好ましい（発明２）。
【００１９】
かかる発明（発明２）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溶液供給装置を経由して、殺菌剤溶液として原水が所定の塩素濃度となるようにメインラインに合流させることで、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を殺滅することができる。
【００２０】
上記発明（発明２）においては、前記殺菌剤溶液供給装置に上向流で前記原水を通過させるのが好ましい（発明３）。
【００２１】
かかる発明（発明３）によれば、上向流で原水を通過させることにより、殺菌剤溶液供給装置に充填した殺菌剤が均一に溶解するので、安定した塩素濃度で殺菌剤溶液を供給することが可能となる。
【００２２】
上記発明（発明２，３）においては、前記バイパスラインへの原水の供給手段と、前記メインラインの前記バラストタンクより上流側に殺菌剤溶液を供給した後の原水の塩素濃度センサと、前記供給手段及び前記塩素濃度センサの制御手段とを備え、前記塩素濃度センサの出力が所定の値よりも小さい場合には、前記バイパスラインへの通水量が増大するように前記供給手段を制御する一方、該塩素濃度センサの出力が所定の値よりも大きい場合には、前記バイパスラインへの通水量が減少するように前記供給手段を制御するのが好ましい（発明４）。
【００２３】
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、殺菌剤溶液の増減することで、バラストタンクに供給される原水の殺菌剤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。
【００２４】
上記発明（発明１〜４）においては、前記殺菌剤溶液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）。
【００２５】
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。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の船舶バラスト水の処理システムによれば、少なくとも２個以上の直列に配置された殺菌剤溶液供給装置に顆粒又は錠剤の殺菌剤を充填し、前記２個以上の殺菌剤溶液供給装置に前記原水を通過させることにより殺菌剤溶液を供給しているので、安定した塩素濃度で殺菌剤溶液を供給して原水を所定の塩素濃度に維持することができるので、安定した殺菌性能を維持することができる。
【００２７】
特に前記船舶バラスト水の処理システムが、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の途中に前記２個以上の殺菌剤溶液供給装置が直列に設けられていて、前記２個以上の殺菌剤溶液供給装置に前記原水を通過させることにより殺菌剤溶液を調製して前記メインラインに、前記原水中の殺菌剤濃度が１〜１００ｍｇ／ＬａｓＣｌ２となるように供給することにより、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を殺滅することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【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。
【図２】実施例１の船舶バラスト水の処理システムにおける塩素濃度と通水時間との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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。
【００３０】
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溶液供給装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃが３個直列に設置されていて、順次これら殺菌剤溶液供給装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃの下側から流入して上側から排出される。すなわち原水Ｗが上向流で殺菌剤溶液供給装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃをそれぞれ通過する構成となっており、殺菌剤溶液供給装置６Ｃから排出された後、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の殺菌剤溶液供給装置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。
【００３１】
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と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。
【００３２】
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の殺菌剤溶液供給装置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、これらの塩素濃度センサ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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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溶液供給装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃを順次上向流で通過させることで、殺菌剤Ｓが溶解した殺菌剤溶液Ｗ１を得ることができる。このとき殺菌剤溶液供給装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃを３個直列に設けているので、バイパスライン５の流量にかかわらず殺菌剤Ｓの飽和に近い濃度の溶液とすることができる。さらに、殺菌剤溶液供給装置内の殺菌剤Ｓの充填量が同一であれば、６Ａ、６Ｂ、６Ｃの順に殺菌剤Ｓが消費されるが、万一最上流の殺菌剤溶液供給装置６Ａ内の殺菌剤Ｓがなくなっても、殺菌剤溶液Ｗ１の濃度の低下がほとんどない、という効果も奏する。さらに、殺菌剤溶液供給装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃに上向流で原水Ｗを通過させているので、殺菌剤溶液供給装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃそれぞれに充填した殺菌剤Ｓが、該装置内ではほぼ均一に溶解するため、安定した塩素濃度で殺菌剤溶液Ｗ１を供給することが可能となっている。
【００４２】
また、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（例えば、１〜１００ｍｇ／Ｌ（塩素換算））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伴い、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の流量が変動して、殺菌剤Ｓの濃度も変動してしまう。そこで、第１の塩素濃度センサ１３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。
【００４３】
本実施形態の装置では、殺菌剤溶液供給装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃを３個直列に設けているので、バイパスライン５の流量にかかわらず殺菌剤Ｓの飽和に近い濃度の溶液を供給することができるので、第１の塩素濃度センサ１３の出力が所定の値、例えば１ｍｇ／Ｌ（塩素換算）よりも小さい場合には、バイパスライン５への通水量が増大するように第２の送液ポンプ７を制御する一方、第１の塩素濃度センサ１３の出力が所定の値、例えば１００ｍｇ／Ｌ（塩素換算）よりも大きい場合には、バイパスライン５への通水量が減少する第２の送液ポンプ７を制御することができる。具体的には、バラストタンク３に流入する原水Ｗにおける所望とする殺菌剤Ｓの濃度と、第２の塩素濃度センサ１４により検知される殺菌剤溶液供給装置６Ｃから排出される殺菌剤溶液Ｗ１の濃度と、メインライン２の流量計により計測される流量とに基づき、第２の送液ポンプ７を制御すればよい。
【００４４】
上述したような第２の送液ポンプ７の制御により、バイパスライン５への流量は、メインライン２の全流量の１／１０〜１／１００００、特に１／１０〜１／１０００の水量の範囲となるのが好ましい。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１ｍｇ／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の殺菌剤溶液供給装置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、殺菌剤溶液供給装置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、殺菌剤溶液供給装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃを３個直列に設けるとともに、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、殺菌剤溶液供給装置としては、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、殺菌剤溶液供給装置を２個以上であれば良く、場合によっては４個以上としてもよい。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て試験用模擬処理システムを作成し、この試験用模擬システムの殺菌剤溶液供給装置６Ａ，６Ｂ及び６Ｃ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を、それぞれ約４ｇ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１２Ｌ／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６０ｍＬ／分（メインライン２の５％）の流量で模擬原水Ｗを引き抜き、殺菌剤溶液供給装置６Ａ，６Ｂ及び６Ｃそれぞれに上向流で通水し、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の殺菌剤溶液供給装置出口の塩素濃度を測定したところ、５０００ｍｇ／Ｌでほぼ一定であった。また、３６０分通水を連続した際の第１の塩素濃度センサ１３におけるメインライン２の出口（バラストタンク３の入口に相当）の塩素濃度を測定した結果を図１に示す。
【００５５】
図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、人工海水（原水Ｗ）の塩素濃度を２５±５ｍｇ／Ｌ（ａｓ Ｃｌ２）に維持することができ、安定した塩素濃度で殺菌剤溶液を供給して原水を所定の塩素濃度に長時間維持することができることが確認された。なお、模擬原水Ｗ中における生物濃度は、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３６０分維持されていることが確認された。
【００５６】
なお、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。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
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】
【００５８】
１…取水部
２…メインライン
３…バラストタンク
５…バイパスライン
６Ａ，６Ｂ，６Ｃ…殺菌剤溶液供給装置
７…第２の送液ポンプ（供給手段）
１３…第１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、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。特許文献４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。
【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２０１０−１３０９８号公報
【特許文献３】特表２０１０−５３６５４０号公報
【特許文献４】特開２００９−２９７６１０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】
さらに、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３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。
【００１０】
そこで、特許文献４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により、多量の電力や装置的な負担を軽減してプランクトンや細菌を殺滅す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。
【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】
このようにバラスト水の処理システムは、船の中には余分なスペースはほとんどないことから、コンパクトである必要があり、さらに、多量の電気を必要としない、安全である、維持管理が容易であることが要求される。また、薬剤を用いた場合には、バラスト水の排出環境を汚染せず、Ｃａ等に起因するスケールが発生しないことが望ましい。しかしながら、従来これらの要件を十分に満足するバラスト水処理システムはなかった。
【００１５】
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】
【００１６】
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原水に塩素系の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、前記殺菌剤が顆粒又は錠剤であり、該殺菌剤が少なくとも２個以上の直列に配置された殺菌剤溶液供給装置に充填されていて、前記２個以上の殺菌剤溶液供給装置に前記原水を通過させることにより殺菌剤溶液を供給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）。
【００１７】
かかる発明（発明１）によれば、顆粒又は錠剤の殺菌剤を殺菌剤溶液供給装置に充填し、これを直列に配置することで、安定した塩素濃度で殺菌剤溶液を供給して原水を所定の塩素濃度に維持することができるので、安定した殺菌性能を維持することができる。
【００１８】
上記発明（発明１）においては、前記船舶バラスト水の処理システムが、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を備え、前記メインラインの末端にバラストタンクが設けられているとともに該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の途中には前記２個以上の殺菌剤溶液供給装置が直列に設けられていて、前記２個以上の殺菌剤溶液供給装置に前記原水を通過させることにより殺菌剤溶液を調製して前記メインラインに、前記原水中の殺菌剤濃度が１〜１００ｍｇ／ＬａｓＣｌ２となるように供給するのが好ましい（発明２）。
【００１９】
かかる発明（発明２）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溶液供給装置を経由して、殺菌剤溶液として原水が所定の塩素濃度となるようにメインラインに合流させることで、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を殺滅することができる。
【００２０】
上記発明（発明２）においては、前記殺菌剤溶液供給装置に上向流で前記原水を通過させるのが好ましい（発明３）。
【００２１】
かかる発明（発明３）によれば、上向流で原水を通過させることにより、殺菌剤溶液供給装置に充填した殺菌剤が均一に溶解するので、安定した塩素濃度で殺菌剤溶液を供給することが可能となる。
【００２２】
上記発明（発明２，３）においては、前記バイパスラインへの原水の供給手段と、前記メインラインの前記バラストタンクより上流側に殺菌剤溶液を供給した後の原水の塩素濃度センサと、前記供給手段及び前記塩素濃度センサの制御手段とを備え、前記塩素濃度センサの出力が所定の値よりも小さい場合には、前記バイパスラインへの通水量が増大するように前記供給手段を制御する一方、該塩素濃度センサの出力が所定の値よりも大きい場合には、前記バイパスラインへの通水量が減少するように前記供給手段を制御するのが好ましい（発明４）。
【００２３】
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、殺菌剤溶液の増減することで、バラストタンクに供給される原水の殺菌剤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。
【００２４】
上記発明（発明１〜４）においては、前記殺菌剤溶液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）。
【００２５】
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。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の船舶バラスト水の処理システムによれば、少なくとも２個以上の直列に配置された殺菌剤溶液供給装置に顆粒又は錠剤の殺菌剤を充填し、前記２個以上の殺菌剤溶液供給装置に前記原水を通過させることにより殺菌剤溶液を供給しているので、安定した塩素濃度で殺菌剤溶液を供給して原水を所定の塩素濃度に維持することができるので、安定した殺菌性能を維持することができる。
【００２７】
特に前記船舶バラスト水の処理システムが、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の途中に前記２個以上の殺菌剤溶液供給装置が直列に設けられていて、前記２個以上の殺菌剤溶液供給装置に前記原水を通過させることにより殺菌剤溶液を調製して前記メインラインに、前記原水中の殺菌剤濃度が１〜１００ｍｇ／ＬａｓＣｌ２となるように供給することにより、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を殺滅することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【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。
【図２】実施例１の船舶バラスト水の処理システムにおける塩素濃度と通水時間との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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。
【００３０】
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溶液供給装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃが３個直列に設置されていて、順次これら殺菌剤溶液供給装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃの下側から流入して上側から排出される。すなわち原水Ｗが上向流で殺菌剤溶液供給装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃをそれぞれ通過する構成となっており、殺菌剤溶液供給装置６Ｃから排出された後、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の殺菌剤溶液供給装置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。
【００３１】
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と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。
【００３２】
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の殺菌剤溶液供給装置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、これらの塩素濃度センサ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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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溶液供給装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃを順次上向流で通過させることで、殺菌剤Ｓが溶解した殺菌剤溶液Ｗ１を得ることができる。このとき殺菌剤溶液供給装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃを３個直列に設けているので、バイパスライン５の流量にかかわらず殺菌剤Ｓの飽和に近い濃度の溶液とすることができる。さらに、殺菌剤溶液供給装置内の殺菌剤Ｓの充填量が同一であれば、６Ａ、６Ｂ、６Ｃの順に殺菌剤Ｓが消費されるが、万一最上流の殺菌剤溶液供給装置６Ａ内の殺菌剤Ｓがなくなっても、殺菌剤溶液Ｗ１の濃度の低下がほとんどない、という効果も奏する。さらに、殺菌剤溶液供給装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃに上向流で原水Ｗを通過させているので、殺菌剤溶液供給装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃそれぞれに充填した殺菌剤Ｓが、該装置内ではほぼ均一に溶解するため、安定した塩素濃度で殺菌剤溶液Ｗ１を供給することが可能となっている。
【００４２】
また、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（例えば、１〜１００ｍｇ／Ｌ（塩素換算））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伴い、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の流量が変動して、殺菌剤Ｓの濃度も変動してしまう。そこで、第１の塩素濃度センサ１３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。
【００４３】
本実施形態の装置では、殺菌剤溶液供給装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃを３個直列に設けているので、バイパスライン５の流量にかかわらず殺菌剤Ｓの飽和に近い濃度の溶液を供給することができるので、第１の塩素濃度センサ１３の出力が所定の値、例えば１ｍｇ／Ｌ（塩素換算）よりも小さい場合には、バイパスライン５への通水量が増大するように第２の送液ポンプ７を制御する一方、第１の塩素濃度センサ１３の出力が所定の値、例えば１００ｍｇ／Ｌ（塩素換算）よりも大きい場合には、バイパスライン５への通水量が減少する第２の送液ポンプ７を制御することができる。具体的には、バラストタンク３に流入する原水Ｗにおける所望とする殺菌剤Ｓの濃度と、第２の塩素濃度センサ１４により検知される殺菌剤溶液供給装置６Ｃから排出される殺菌剤溶液Ｗ１の濃度と、メインライン２の流量計により計測される流量とに基づき、第２の送液ポンプ７を制御すればよい。
【００４４】
上述したような第２の送液ポンプ７の制御により、バイパスライン５への流量は、メインライン２の全流量の１／１０〜１／１００００、特に１／１０〜１／１０００の水量の範囲となるのが好ましい。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１ｍｇ／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の殺菌剤溶液供給装置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、殺菌剤溶液供給装置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、殺菌剤溶液供給装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃを３個直列に設けるとともに、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、殺菌剤溶液供給装置としては、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、殺菌剤溶液供給装置を２個以上であれば良く、場合によっては４個以上としてもよい。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て試験用模擬処理システムを作成し、この試験用模擬システムの殺菌剤溶液供給装置６Ａ，６Ｂ及び６Ｃ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を、それぞれ約４ｇ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１２Ｌ／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６０ｍＬ／分（メインライン２の５％）の流量で模擬原水Ｗを引き抜き、殺菌剤溶液供給装置６Ａ，６Ｂ及び６Ｃそれぞれに上向流で通水し、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の殺菌剤溶液供給装置出口の塩素濃度を測定したところ、５０００ｍｇ／Ｌでほぼ一定であった。また、３６０分通水を連続した際の第１の塩素濃度センサ１３におけるメインライン２の出口（バラストタンク３の入口に相当）の塩素濃度を測定した結果を図１に示す。
【００５５】
図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、人工海水（原水Ｗ）の塩素濃度を２５±５ｍｇ／Ｌ（ａｓ Ｃｌ２）に維持することができ、安定した塩素濃度で殺菌剤溶液を供給して原水を所定の塩素濃度に長時間維持することができることが確認された。なお、模擬原水Ｗ中における生物濃度は、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３６０分維持されていることが確認された。
【００５６】
なお、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。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
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】
【００５８】
１…取水部
２…メインライン
３…バラストタンク
５…バイパスライン
６Ａ，６Ｂ，６Ｃ…殺菌剤溶液供給装置
７…第２の送液ポンプ（供給手段）
１３…第１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原水に塩素系の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、
前記殺菌剤が顆粒又は錠剤であり、該殺菌剤が少なくとも２個以上の直列に配置された殺菌剤溶液供給装置に充填されていて、
前記２個以上の殺菌剤溶液供給装置に前記原水を通過させることにより殺菌剤溶液を供給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】
前記船舶バラスト水の処理システムが、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を備え、
前記メインラインの末端にバラストタンクが設けられているとともに該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の途中には前記２個以上の殺菌剤溶液供給装置が直列に設けられていて、
前記２個以上の殺菌剤溶液供給装置に前記原水を通過させることにより殺菌剤溶液を調製して前記メインラインに、前記原水中の殺菌剤濃度が１〜１００ｍｇ／ＬａｓＣｌ２となるように供給す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】
前記殺菌剤溶液供給装置に上向流で前記原水を通過させることを特徴とする請求項２に記載の船舶バラスト水の処理システム。
【請求項４】
前記バイパスラインへの原水の供給手段と、前記メインラインの前記バラストタンクより上流側に殺菌剤溶液を供給した後の原水の塩素濃度センサと、前記供給手段及び前記塩素濃度センサの制御手段とを備え、前記塩素濃度センサの出力が所定の値よりも小さい場合には、前記バイパスラインへの通水量が増大するように前記供給手段を制御する一方、該塩素濃度センサの出力が所定の値よりも大きい場合には、前記バイパスラインへの通水量が減少するように前記供給手段を制御す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】
前記殺菌剤溶液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１】
船舶のバラストタンクに注水する原水に塩素系の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、
前記殺菌剤が顆粒又は錠剤であり、該殺菌剤が少なくとも２個以上の直列に配置された殺菌剤溶液供給装置に充填されていて、
前記２個以上の殺菌剤溶液供給装置に前記原水を通過させることにより殺菌剤溶液を供給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】
前記船舶バラスト水の処理システムが、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を備え、
前記メインラインの末端にバラストタンクが設けられているとともに該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の途中には前記２個以上の殺菌剤溶液供給装置が直列に設けられていて、
前記２個以上の殺菌剤溶液供給装置に前記原水を通過させることにより殺菌剤溶液を調製して前記メインラインに、前記原水中の殺菌剤濃度が１〜１００ｍｇ／ＬａｓＣｌ２となるように供給す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】
前記殺菌剤溶液供給装置に上向流で前記原水を通過させることを特徴とする請求項２に記載の船舶バラスト水の処理システム。
【請求項４】
前記バイパスラインへの原水の供給手段と、前記メインラインの前記バラストタンクより上流側に殺菌剤溶液を供給した後の原水の塩素濃度センサと、前記供給手段及び前記塩素濃度センサの制御手段とを備え、前記塩素濃度センサの出力が所定の値よりも小さい場合には、前記バイパスラインへの通水量が増大するように前記供給手段を制御する一方、該塩素濃度センサの出力が所定の値よりも大きい場合には、前記バイパスラインへの通水量が減少するように前記供給手段を制御す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】
前記殺菌剤溶液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。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−２５４４０３（Ｐ２０１２−２５４４０３Ａ）
【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２０１１−１２８０９７（Ｐ２０１１−１２８０９７）
【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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