(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶のバラスト水タンクに海水を取水する取水流路と、前記バラスト水タンクのバラスト水を排水する排水流路と、前記取水流路に設けられた第１の濾過装置と、前記第１の濾過装置の下流側の取水流路から分岐された分岐流路と、この分岐流路に順次設けられた前記第１の濾過装置より濾過精度が高い第２の濾過装置、電解水を生成する電解水生成部及びこの電解水生成部により生成された電解水を貯留する電解水貯留部と、前記排水流路に設けられ前記バラスト水タンクから排水されるバラスト水に含まれる塩素を除去する塩素除去装置と、バラスト水の取水時には前記電解水貯留部の電解水の前記取水流路への注入を制御すると共にバラスト水の排水時には前記塩素除去装置を制御する制御装置とを備え、前記電解水生成部は、前記第２の濾過装置を経た濾過水が供給される電解槽とこの電解槽に設けられた電解用電極と前記電解槽の電解水を循環させる循環ポンプとを備えた電解水生成部と、前期電解水貯留部は、前記電解槽から前記電解水生成部で生成された電解水のオーバーフローしたものを貯留し、前記第２の濾過装置はプランクトン、大腸菌等を除去・減少させる第１のフィルタとカルシウムイオン、マグネシウムイオン等を除去・減少させる第２のフィルタの２段のフィルタからなり、前記電解水生成部に供給される濾過水以外の前記第１のフィルタ及び第２のフィルタからの排出物はそれぞれ電解水注入部よりも上流側の前記取水流路に戻すようにしたことを特徴とするバラスト水処理装置。
【請求項２】
前記制御装置は電解水が注入される前記取水流路に設けられた塩素濃度センサが検出する塩素濃度に基づいてポンプによる電解水注入を制御するとともに、前記排水流路に設けられた残留塩素濃度センサが検出する残留塩素濃度に応じて前記塩素除去装置を制御する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】
前記第２の濾過装置と前記電解水生成部との間の分岐流路には濾過水を貯留する貯留槽と、この貯留槽の濾過水を前記電解水生成部に供給するポンプとを設けたことを特徴とする請求項２に記載のバラスト水処理装置。
【請求項４】
前記第２の濾過装置は、１０μｍ以上のプランクトン、大腸菌等を除去・減少させつつ、前記電解水生成部における電解水生成に必要な量の塩化物イオンを通過させる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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンカー等の船舶で使用される海水の取水及びバラスト水の排水を行うと共にバラスト水が排水されることによる環境への悪影響を防止できるようにしたバラスト水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タンカー等の船舶においては、荷揚港で積荷の原油等を降ろした後、再度積荷港に向けて航行する際、航行中の船舶のバランスを取るため、所定のタンク（バラスト水タンク）内にバラスト水と呼ばれる海水を貯留している。このタンク内のバラスト水は、通常、荷揚港で積荷を降ろす際に海水を汲み上げ貯留されると共に、積荷港で積荷を積む際に排水される。
【０００３】
そして、荷揚港で取水するバラスト水には海水中の有毒微細藻類、プランクトン、コレラ菌や大腸菌などの細菌などの微小な生物（以下、「有害生物」という。）が混入することがあり、積荷港でバラスト水をそのまま放出すると、有害生物が積荷港付近の海域を汚染することになる。これらの有害生物のうち、特に微小な生物は、環境条件によって積荷港付近の海域で増殖し、その海域に本来生息する生物を死滅させるなどの大きな被害をもたらすことがある。
【０００４】
このようなバラスト水による積荷港での水質汚染を防止するために、種々のバラスト水処理装置が提案されているが、例えば海水を電気分解して生成した次亜塩素酸を含む電解水をバラスト水タンクに注入することにより荷揚港で取水したバラスト水中の有害生物を積荷港で排水するまでに不活性化又は死滅させるようにし、バラスト水の排水によって積荷港の海域の環境を破壊しないようにしたバラスト水処理装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
このバラスト水処理装置では、海水を利用して次亜塩素酸を含む電解水を生成し、バラスト水中の有害生物を不活性化又は死滅させるようにしているので、電解水生成装置を組み込むだけで良く、設備費の低減化やランニングコストの削減が図れる反面、電解水を含むバラスト水が排水されることによって積荷港の海域に生息する生物を死滅させないようにするために、バラスト水の排水前にバラスト水中の残留塩素濃度が実質的にゼロになるまでバラスト水を放置しておかなければならず、積荷港でのバラスト水の排水に時間を要する問題があった。
【０００６】
また、電解水生成装置で使用する海水の濾過精度が低いことから、電解水生成装置の電極表面に海水中の有機物やミネラルが付着して電解水の生成能力が低下したり、電解水生成のための消費電力が大きくなる問題があった。
【０００７】
そこで、本特許出願人は、船舶のバラスト水タンクに海水を取水する取水流路と、前記バラスト水タンクのバラスト水を排水する排水流路と、前記取水流路に設けられた第１の濾過装置と、前記取水回路の前記第１の濾過装置の下流に設けられこの第１の濾過装置より濾過精度が高い第２の濾過装置と、前記取水回路の前記第２の濾過装置の下流に設けられて電解水を生成する電解水生成装置と、前記排水流路に設けられて前記バラスト水タンク内のバラスト水に含まれる塩素を除去する塩素除去装置と、前記電解水生成装置で生成された電解水を前記第２の濾過装置に供給する濾過装置洗浄手段とを設けたことを特徴とするバラスト水処理装置を提案している（特許文献２参照）。
【０００８】
このバラスト水処理装置では、海水の取水時には濾過装置で濾過された海水をバラスト水としてバラスト水タンクに供給すると共に、濾過された海水の一部を電解水生成装置によって次亜塩素酸を含む電解水としてバラスト水タンクに注入してバラスト水中の有害生物を不活性化又は死滅させるようにし、バラスト水の排水時にはバラスト水に含まれる塩素を塩素除去装置で除去し、バラスト水が排水されることによって積荷港の海域の環境が破壊しないようにしつつ、バラスト水の速やかな排水が可能となる。
【０００９】
また、濾過精度の低い第１の濾過装置を通してバラスト水の取水を速やかに行いつつ、濾過精度の高い第２の濾過装置を通して電解水の生成を行うと共に第２の濾過装置を電解水で洗浄することによって第２の濾過装置の濾過精度が低下しないようし、電解水生成装置の電極表面に海水中の有機物やミネラルが付着しないようにして電解水生成装置の電解水生成能力を長期にわたって維持することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第４２６２７２０号公報
【特許文献２】特願２０１０−０３８５３８号の願書に添付した明細書、特許請求の範囲及び図面
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述したバラスト水処理装置では、海水の取水時には濾過装置で濾過された海水をバラスト水としてバラスト水タンクに供給するとともに、濾過された海水の一部を電解水生成装置によって次亜塩素酸を含む電解水としてバラスト水タンクに注入する方式のため、電解水生成装置の電解水生成能力がバラスト水タンクのバラスト水の水量に見合った多量の電解水を生成できるものでなければならず、電解水生成装置が大型化してコスト高になるとともに、消費電量が嵩む問題があった。
【００１２】
そこで本発明は、電解水を利用してバラスト水中の有害生物を効率良く不活性化又は死滅させるようにし、積荷港でのバラスト水の排水が速やかに行えるようにしつつ、電解水生成部の小型化を図り、消費電力の低減が図れるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このため第１の発明に係るバラスト水処理装置は、船舶のバラスト水タンクに海水を取水する取水流路と、前記バラスト水タンクのバラスト水を排水する排水流路と、前記取水流路に設けられた第１の濾過装置と、前記第１の濾過装置の下流側の取水流路から分岐された分岐流路と、この分岐流路に順次設けられた前記第１の濾過装置より濾過精度が高い第２の濾過装置、電解水を生成する電解水生成部及びこの電解水生成部により生成された電解水を貯留する電解水貯留部と、前記排水流路に設けられ前記バラスト水タンクから排水されるバラスト水に含まれる塩素を除去する塩素除去装置と、バラスト水の取水時には前記電解水貯留部の電解水の前記取水流路への注入を制御すると共にバラスト水の排水時には前記塩素除去装置を制御する制御装置とを備え、前記電解水生成部は、前記第２の濾過装置を経た濾過水が供給される電解槽とこの電解槽に設けられた電解用電極と前記電解槽の電解水を循環させる循環ポンプとを備えた電解水生成部と、前期電解水貯留部は、前記電解槽から前記電解水生成部で生成された電解水のオーバーフローしたものを貯留し、前記第２の濾過装置はプランクトン、大腸菌等を除去・減少させる第１のフィルタとカルシウムイオン、マグネシウムイオン等を除去・減少させる第２のフィルタの２段のフィルタからなり、前記電解水生成部に供給される濾過水以外の前記第１のフィルタ及び第２のフィルタからの排出物はそれぞれ電解水注入部よりも上流側の前記取水流路に戻すようにしたことを特徴とする。
【００１４】
また、第２のバラスト水処理装置に係る発明は、第１の発明において、前記制御装置は電解水が注入される前記取水流路に設けられた塩素濃度センサが検出する塩素濃度に基づいてポンプによる電解水注入を制御するとともに、前記排水流路に設けられた残留塩素濃度センサが検出する残留塩素濃度に応じて前記塩素除去装置を制御することを特徴とする。
【００１５】
また、第３のバラスト水処理装置に係る発明は、第２の発明において、前記第２の濾過装置と前記電解水生成部との間の分岐流路には濾過水を貯留する貯留槽と、この貯留槽の濾過水を前記電解水生成部に供給するポンプとを設けたことを特徴とする。
【００１８】
第４のバラスト水処理装置に係る発明は、第１の発明において、前記第２の濾過装置は、１０μｍ以上のプランクトン、大腸菌等を除去・減少させつつ、前記電解水生成部における電解水生成に必要な量の塩化物イオンを通過させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、電解水生成部の小型化を図り、消費電力の低減が図れるようにしながら電解水を利用してバラスト水中の有害生物を効率良く不活性化又は死滅させることができ、積荷港でのバラスト水の排水時にはバラスト水に含まれる塩素を塩素除去装置で除去してバラスト水の排水が速やかに行えるようにしつつ、バラスト水が排水されることによって積荷港の海域の環境が破壊されるのを確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態の説明に適用されるバラスト水処理装置の概略構成説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための形態について、図１を参照しながら説明する。本発明のバラスト水処理装置の実施形態を示す図１において、１はタンカー等の船舶に設けられて複数の収容室に区画されるも各室が連通したバラスト水を貯留するバラスト水タンク、２はバラスト水タンク１に海水を取水する取水流路２であり、取水流路２にはバラスト水ポンプ３と、例えばスプリング式フィルタ等の５０μｍ以上のゴミ、砂、泥、海藻等を除去する第１の濾過装置４とが設けられている。５は排水流路で、一端がバラスト水タンク１に連結する第１の排水流路５Ａと第２の排水流路５Ｂとを有し、これらを前記バラスト水ポンプ３及び排水バルブ６を介して連結することによりバラスト水タンク１のバラスト水を船舶外に排水する排水流路である。
【００２２】
７は第１の濾過装置４の下流側の取水流路２の分岐部２Ａに接続された分岐流路で、この分岐流路７には開閉弁８と、送水ポンプ９と、１０μｍ以上のプランクトン、大腸菌等の殆どを除去・減少させるプレフィルタ１０Ａ（第１のフイルタ）及びカルシウムイオン、マグネシウムイオン等の不純物の７０〜８０％を除去・減少させるナノフィルタ１０Ｂ（第２のフィルタ）の２段のフィルタからなり第１の濾過装置４より濾過精度が高い第２の濾過装置１０と、貯留槽１１と、定量ポンプ１２と、電解水生成装置１３とが順次設けられている。
【００２３】
従って、前記第２の濾過装置１０は、１０μｍ以上のプランクトン、大腸菌等を除去・減少させつつ、後述する電解水生成部１３Ａにおける電解水生成に必要な量の塩化物イオンを通過させることとなる。
【００２４】
前記電解水生成装置１３は電解水生成部１３Ａと、電解水貯留部１３Ｂとからなる。前記電解水生成部１３Ａは貯留槽１１に貯留された濾過水が定量ポンプ１２によって供給される電解槽１４と、この電解槽１４に設けられた電解用電極１５と、電解槽１４の電解水を循環させることによりナノフィルタ１０Ｂで除去しきれなかったカルシウムイオン、マグネシウムイオン等の不純物がスケールとなって電解用電極１５に付着するのを防止する循環ポンプ１６とからなり、電解槽１４から電解水生成部１３Ａで生成された次亜塩素酸を含む電解水のオーバーフローしたものは電解水貯留部１３Ｂに貯留するようにしてある。また、電解槽貯留部１３Ｂには水位検出用電極１７が取り付けられると共に、電解水に含まれる水素ガス、塩素ガス等の気体を船外に排出するための排気管１８が取り付けられている。
【００２５】
前記電解槽貯留部１３Ｂに貯留された電解水は流量計１９、定量ポンプ２０、及び開閉弁２１が順次設けられた電解水注入管２２を介して第１の濾過装置４の下流側の取水流路２の分岐部２Ａよりもさらに下流側の取水流路２の電解水注入部２Ｂに注入されるようにしている。また、第１の濾過装置４の排出物は排出弁２３及び第２の排出流路５Ｂを介して船外に排出されるようにしてある。
【００２６】
また、第２の濾過装置１０のプレフィルタ１０Ａから排出弁２４を介して排出される小さなゴミとナノフィルタ１０Ｂから貯留槽１１に供給される濾過水以外のナノフィルタ１０Ｂからの約３分の２の排水は、排水管２５を介して取水流路２の分岐部２Ａと電解水注入部２Ｂとの間の排出物戻り部２Ｃを介して取水流路２に戻されている。
【００２７】
２６は電解水注入部２Ｂよりも下流側の取水流路２に設けられた塩素濃度センサ、２７は排水流路５Ａに設けられた残留塩素濃度センサ、２８は残留塩素濃度センサ２７の取付け位置よりも下流側の排水流路５Ａにチオ硫酸ナトリウム水溶液等の中和剤をポンプ２９を介して投入する塩素除去装置である。
【００２８】
なお、バラスト水処理装置を統括的に制御する制御装置（図示せず）が設けられ、ソーラバッテリ（図示せず）等を電源とし、バラスト水の取水及び排水と電解水生成部１３Ａの作動を制御し、更には塩素濃度センサ２６が検出する塩素濃度に応じて電解水注入を制御するとともに、残留塩素濃度センサ２７が検出する残留塩素濃度に応じて前記塩素除去装置２８を制御する。例えば、ポンプ２９のオン／オフデューティ制御を行い、開時間と閉時間との比を制御したり、ポンプ２９の開度度合を制御することにより、残留塩素濃度センサ２７が検出する残留塩素濃度に応じて前記塩素除去装置２８を制御して、排水流路５Ａへの中和剤の投入量を制御する。
【００２９】
そして、荷揚港において原油等の荷揚が行われた際に、バラスト水ポンプ３を運転すると、取水流路２の第１の濾過装置４で濾過された海水の一部（取水流路の流量の５００分の１以上）は分岐部２Ａから分岐流路７に入り、開閉弁８、送水ポンプ９を介して第２の濾過装置１０のプレフィルタ１０Ａに入り、ここでプランクトン、大腸菌等の殆どが除去・減少される。そして、さらにナノフィルタ１０Ｂに入り、ここでカルシウムイオン、マグネシウムイオン等の不純物の７０〜８０％が除去・減少される。そして、ナノフィルタ１０Ｂを通過した濾過水は貯留槽１１に貯留されたのち、定量ポンプ１２を介して電解水生成部１３Ａの電解槽１４に送られる。
【００３０】
前記ナノフィルタ１０Ｂは濾過精度が高く、濾過水以外の残りの３分の２の水が排水管２５を経て取水流路２に排水されるため、分岐流路７に流れるのが取水量の５００分の１以上であって、ナノフィルタ１０Ｂを通過するのがその３分の１であるから、ナノフィルタ１３Ｂを通過する濾過水の流量は取水流路２の流量の１５００分の１以上と僅かになるが、濾過水は貯留槽１１に一旦貯留され、貯留槽１１から定量ポンプ１２で電解槽１４に送られるため、第２の濾過装置１０から電解槽１４に濾過水を安定供給することができる。
【００３１】
電解水生成部１３Ａの電解槽１４に供給される濾過された海水は電解用電極１５により次亜塩素酸を含む電解水となり、この電解水は電解槽１４からオーバーフローして電解槽貯留部１３Ｂに貯留される。また、電解槽１４の電解水は既に第２の濾過装置１０によってプランクトンや大腸菌、カルシウムイオン、マグネシウムイオン等の不純物がナノレベルで除去・減少されたものであり、しかも電解槽１４の電解水は循環ポンプ１６で循環させているため（循環させながら電解している。）、電解槽１４に僅かに残ったカルシウムイオン、マグネシウムイオン等の不純物がスケールとなって電解用電極１５に付着しないようにでき、電解水生成部１３の電解用電極１５を長期にわたって良好に使用できるようにしている。
【００３２】
電解槽貯留部１３Ｂの次亜塩素酸を含む電解水は電解水注入管２２の流量計１９、定量ポンプ２０及び開閉弁２１を通って電解水注入部２Ｂを介して取水流路２に注入される。そして、ここで第１の濾過装置４を通過した大部分の海水と混合され、電解水を含むバラスト水となってバラスト水タンク１に供給される。このため、従来のように電解水生成装置で大量の電解水を生成してバラスト水タンク１に供給するものに比べて電解水生成部１３Ａを小型にすることができ、消費電力の小さなものを使用することができる。しかも、電解水生成部１３Ａで作られた電解水を電解水貯留部１３Ｂに溜め、定量ポンプ２０で取水流路２に注入しているので、電解水を取水流路２に安定供給することができる。
【００３３】
このようにして取水流路２の第１の濾過装置４を通過した海水の一部を分岐流路７に分流し、ここで第２の濾過装置１０でナノレベルにまで濾過したのち、電解水生成部１３Ａで次亜塩素酸を含む電解水を生成し、電解水貯留部１３Ｂに貯留してから取水流路２に注入し、第１の濾過装置４で濾過された大部分の海水と電解水とを混合してバラスト水としてバラスト水タンク１に供給するようにしたので、次亜塩素酸を含む電解水をバラスト水タンクに直接注入するものに比べて少量の電解水を取水流路２に注入しながら、バラスト水中の有害生物を不活性化又は死滅させるようにでき、電解水生成部１３Ａの小型化を図り、消費電力の低減が図れる。
【００３４】
また、制御装置はバラスト水の取水制御や電解水生成部１３の作動、並びに電解水の注入の制御を行いながら、塩素濃度センサ２６が検出する塩素濃度が高濃度（１０ｍｇ／Ｌ以上）になったときには定量ポンプ２０を停止するとともに、開閉弁２１を閉じ、高濃度の電解水が過度に注入されないようにし、塩素濃度センサ２６が検出する塩素濃度がある程度低下したら（例えば、１ｍｇ／Ｌ）、電解水の注入を再開させるようにしているので、取水時の取水流路２での電解水注入を適度に、かつ効率良く行うことができる。
【００３５】
また、電解水生成部１３Ａに供給される濾過水以外のプレフィルタ１０Ａ及びナノフィルタ１０Ｂからの排出物は外部に排出されることなく、排出管２５を通って取水流路２の電解水注入部２Ｂよりも上流側の排出物戻り部２Ｃに戻されるため、これらの排出物に含まれる有害生物等も電解水によって不活性化又は死滅させることができる。
【００３６】
積荷港でバラスト水ポンプ３を運転すると、バラスト水タンク１のバラスト水は汲み上げられて、排水流路５Ａ，バラスト水ポンプ３、開かれた排水弁６及び排水流路５Ｂを通って船舶外に排出される。このとき、排出流路５Ａを流れるバラスト水に含まれる残留塩素濃度が残留塩素濃度センサ２７で検出され、ポンプ２９の駆動を制御することにより検出された残留塩素濃度に応じた量の中和剤が塩素除去装置２８から排水流路５Ａに投入されるので、バラスト水に含まれる残留塩素が塩素除去装置２８からの適量の中和剤投入によって効率良く除去され、バラスト水が排水されることによって積荷港の海域の環境を破壊しないようにしつつ、バラスト水を速やかに排出させることができる。
【００３７】
以上本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。
【符号の説明】
【００３８】
１          バラスト水タンク
２          取水流路
２Ａ        分岐部
２Ｂ        電解水注入部
２Ｃ        排出物戻り部
４          第１の濾過装置
５          排水流路
７          分岐流路
１０        第２の濾過装置
１０Ａ      プレフィルタ
１０Ｂ      ナノフィルタ
１１        貯留槽
１２        定量ポンプ
１３        電解水生成装置
１３Ａ      電解水生成部
１３Ｂ      電解水貯留部
１４        電解槽
１５        電解用電極
２２        電解水注入管
２６        塩素濃度センサ
２７        残留塩素濃度センサ
２８        塩素除去装置
【図１】
0005570889.tif 000002