(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バラスト水を貯留する貯留タンクを有する船舶に適用するバラスト水浄化装置において、
前記船舶外に設けられた濾過手段により濾過されたバラスト水を前記貯留タンクに供給する第１の給水手段と、
前記バラスト水の排出時に、前記貯留タンクに貯留されたバラスト水を殺菌処理する殺菌手段と、
前記貯留タンクに貯留されたバラスト水を前記殺菌手段に供給する第２の給水手段と、
船舶へのバラスト水の供給時及び当該バラスト水を船舶から排出する排出時を判断する判断手段と、
前記判断手段の判断結果に基づいて、前記バラスト水の供給時に前記濾過手段を運転し、前記バラスト水の排水時に前記殺菌手段を運転するように制御する第１の制御手段と、
前記貯留タンクに貯留されているバラスト水に含まれている微生物または細菌を検知する検知手段と、
前記検知手段の検知結果に基づいて、前記殺菌手段の殺菌処理を制御する第２の制御手段と
を具備するバラスト水浄化装置。
【請求項２】
前記第１の給水手段は、
前記濾過手段により濾過され、前処理用殺菌手段により殺菌処理されたバラスト水を前記貯留タンクに供給する請求項１に記載のバラスト水浄化装置。
【請求項３】
前記前処理用殺菌手段は、船舶外の設備として設けられている請求項２に記載のバラスト水浄化装置。
【請求項４】
前記濾過手段によりバラスト水から除去された浮遊物を回収または分解処理する廃水処理手段を、更に備えている請求項１に記載のバラスト水浄化装置。
【請求項５】
前記貯留タンクに貯留されているバラスト水に含まれている微生物または細菌を処理するための薬品の残存量を計測する計測手段と、
前記計測手段の計測値に基づいて、前記船舶の航海前又は航海後の前記殺菌手段の殺菌処理を制御する第３の制御手段と
を更に備えている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のバラスト水浄化装置。
【請求項６】
船舶の貯留タンクに貯留されるバラスト水を浄化するバラスト水浄化装置の浄化方法であって、
前記船舶外に設けられた濾過手段により濾過されたバラスト水を前記貯留タンクに供給し、
前記バラスト水の排出時に、前記貯留タンクに貯留されたバラスト水を殺菌処理し、
前記貯留タンクに貯留されたバラスト水を前記殺菌手段に供給し、
船舶へのバラスト水の供給時及び当該バラスト水を船舶から排出する排出時を判断し、
前記判断結果に基づいて、前記バラスト水の供給時に前記濾過手段を運転し、前記バラスト水の排水時に前記殺菌手段を運転するように制御し、
前記貯留タンクに貯留されているバラスト水に含まれている微生物または細菌を検知し、
前記検知結果に基づいて前記殺菌手段の殺菌処理を制御する手順を実行するバラスト水浄化装置の浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、一般的には船舶に貯留されるバラスト水の浄化を行うためのバラスト水浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、石油タンカーや貨物運搬船などの船舶においては、石油等の貨物を輸入国まで運搬し、当該貨物を港で荷卸した後は、同重量程度の海水を船内のタンク内に貯留させることが行なわれる。この海水を船内に貯留させるのは、貨物を荷卸した後に船内が軽くなることにより、航海上でバランスがくずれるのを未然に回避するためである。即ち、船舶は、ある程度の重量が無ければ航海ができないためである。
【０００３】
このような船舶のバランスを取るための海水（または真水でもよい）は、バラスト水と呼ばれている。前記のような貨物の輸入国は、いわばバラスト水の輸出国ということになる。
【０００４】
一方、バラスト水を貯留した船舶は、輸入国から貨物の輸出国などに向けて航海し、当該輸出国の近海中にバラスト水を排出する。従って、貨物の輸出国等は、いわばバラスト水の輸入国ということになる。
【０００５】
ところで、バラスト水は、バラスト水の輸出国の近海中に生存している特異的な悪性の微生物や細菌などを含む場合がある。例えば、日本の近海中には、赤潮プランクトンと呼ばれる微生物が生存していることが知られている。このため、輸出国としての日本から他国にバラスト水が運搬された場合に、その他国の近海中で赤潮プランクトンが大量に発生するような事態が予想される。また、コレラ菌等の悪性細菌が他国で異常発生するなど、バラスト水を介した水生生物の国際的な移動の問題が発生している。
【０００６】
そこで、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（以下、バラスト条約と略す）が、２００４年２月１３日に英国（ロンドン）において、参加国７４カ国により採択された。この条約では、バラスト水の輸入国内の近海に、バラスト水を排出するときの排出基準として、いわゆるバラスト水排水の生物基準が設定されている。この基準を満たさなければ、バラスト水の輸入国はバラスト水の排水、すなわちバラストの受け入れを拒否できるということになる。
【０００７】
バラスト水排水の生物基準としては、具体的には、動植物プランクトンなどの微生物では「１０個／ｍ３」以下である。また、細菌では、コレラ菌の場合には「１個／１００ml」以下であり、大腸菌の場合には「２５０個／１００ml」以下であり、腸球菌の場合には「１００個／１００ml」以下である。
【０００８】
以上のようなバラスト水の取り扱いに関して、船内にバラスト水を貯留する前に浄化し、この浄化したバラスト水を船内に積み込むバラスト水浄化技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。このようなバラスト水浄化技術を利用することにより、例えば貨物輸送船がバラスト水の輸入国まで航海し、この輸入国に着港した後に、貯留していたバラスト水を港内に排出する場合に、既に浄化されたバラスト水を排出できる。
【０００９】
また、従来のバラスト水の浄化方法として、船内に熱処理を主体としたバラスト水浄化装置を配置して、船内バラスト水を循環浄化するバラスト水浄化技術が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。さらに、船内のバラスト水浄化装置として、バラスト水に殺菌剤を混入可能な殺菌剤混入装置と、排水中のバラスト水に空気を吹き込み可能な装置とを含むバラスト水浄化装置が提案されている（例えば、特許文献３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−２５０４０号公報
【特許文献２】特開２００４−２８４４８１号公報
【特許文献３】特開平４−３２２７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前述のバラスト水浄化技術を利用した方式には、以下のような課題がある。
【００１２】
第１に、船内に浄化した後のバラスト水を積み込んだ場合でも、殺菌しきれなかった残存微生物が航海中に増殖することがある。この場合には、バラスト水を輸入国の港内などに排出することはできない。
【００１３】
一般的に、濾過装置や殺菌装置などの浄化装置によりバラスト水を浄化しても、バラスト水中に含まれる微生物や細菌が多量に存在したり、あるいはそれらの中に浄化装置に対して抵抗性を有するものが存在する等の原因により、船内に積み込まれたバラスト水の中には微生物や細菌が残存する可能性が高い。
【００１４】
第２に、航海中に、船内の貯留タンクに貯留されたバラスト水に、空気中から微生物や細菌が混入する可能性がある。特に、バラスト水の輸出国の近海では、海中の微生物などが飛沫となって気相中に浮遊しているため、船内の貯留タンクに混入する可能性がある。
【００１５】
従って、船内に浄化した後のバラスト水を積み込んだ後に、空気中から混入した微生物や細菌が航海中に増殖し、結果としてバラスト水を輸入国の港内などに排出することはできない事態となる。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、船舶に貯留されたバラスト水を排出するときには、バラスト水に含まれる微生物や細菌が基準値を満たすことができるようなバラスト水の浄化を実現できるバラスト水浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本実施形態によれば、バラスト水浄化装置は、バラスト水を貯留する貯留タンクを有する船舶に適用するバラスト水浄化装置において、前記船舶外に設けられた濾過手段により濾過されたバラスト水を前記貯留タンクに供給する第１の給水手段と、前記バラスト水の排出時に、前記貯留タンクに貯留されたバラスト水を殺菌処理する殺菌手段と、前記貯留タンクに貯留されたバラスト水を前記殺菌手段に供給する第２の給水手段と、船舶へのバラスト水の供給時及び当該バラスト水を船舶から排出する排出時を判断する判断手段と、前記判断手段の判断結果に基づいて、前記バラスト水の供給時に前記濾過手段を運転し、前記バラスト水の排水時に前記殺菌手段を運転するように制御する第１の制御手段と、前記貯留タンクに貯留されているバラスト水に含まれている微生物または細菌を検知する検知手段と、前記検知手段の検知結果に基づいて、前記殺菌手段の殺菌処理を制御する第２の制御手段とを備えた構成である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を説明するための図。
【図２】第２の実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を説明するための図。
【図３】第３の実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を説明するための図。
【図４】第４の実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を説明するための図。
【図５】第５の実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を説明するための図。
【図６】第６の実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を説明するための図。
【図７】第７の実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を説明するための図。
【図８】第８の実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を説明するための図。
【図９】第８の実施形態に関する殺菌処理装置の構造を説明するための図。
【図１０】第９の実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を説明するための図。
【図１１】第１０の実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を説明するための図。
【図１２】第１１の実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を説明するための図。
【図１３】第１２の実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を説明するための図。
【図１４】第１３の実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を説明するための図。
【図１５】第１４の実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を説明するための平面図。
【図１６】第１５の実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を説明するための図。
【図１７】第１６の実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を説明するための図。
【図１８】第１７の実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を説明するための図。
【図１９】第１８の実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を説明するための図。
【図２０】第１９の実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下図面を参照して、実施形態を説明する。
【００２０】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を説明するための図である。
【００２１】
本実施形態のバラスト水浄化装置は、船舶外の例えば港の地上設備２と、船舶３に搭載される設備とに大別される。
【００２２】
地上設備２は、例えば港内（バラスト水の輸出国）の海水であるバラスト水１（以下、バラスト原水と表記する場合がある）を汲み上げるポンプ２０と、濾過装置２１と、水配管２２〜２４とを有する。濾過装置２１は、例えばバラスト原水１の浮遊物質を除去する膜濾過装置である。
【００２３】
一方、例えば貨物運搬船などの船舶３には、バラスト水を貯留するための貯留タンク３０、殺菌処理装置３１、貯留タンク３０から殺菌装置３１にバラスト水を供給するためのポンプ３２と水配管３３、及び殺菌処理装置３１により殺菌されたバラスト水を港内（バラスト水の輸入国）に排出するための水配管３４が設けられている。なお、船舶３には、貨物を貯留するための貨物貯留部３５が設けられている。殺菌処理装置３１は、バラスト水に含まれる微生物や細菌を殺菌するための例えば紫外線式殺菌装置である。
【００２４】
以下、本実施形態のバラスト水浄化装置の作用効果を説明する。
【００２５】
まず、船舶３は、航海前に、バラスト水の輸出国の港内に停泊しているときに、地上設備２の水配管２３を介して濾過装置２１の出口と、貯留タンク３０とが接続される。ここで、濾過装置２１の排水用出口からの廃水は、水配管２４を介してバラスト原水１が存在する港内に戻される。
【００２６】
地上設備２では、ポンプ２０の駆動により、港内からバラスト原水１が水配管２２を介して汲み上げられて、濾過装置２１の入口に送られる。濾過装置２１では、バラスト原水１中に存在する一定以上の大きさの浮遊物質が膜（例えば１０μｍのポアサイズ）表面に捕獲されて、それ以下の大きさの浮遊物質や溶解性液体を含むバラスト水のみが膜を通過し、水配管２３を介して貯留タンク３０内に供給される。一方、濾過装置２１では、膜表面に捕獲された浮遊物質を含む液体（廃水）は、水配管２４を介して元のバラスト原水１が存在する港内に戻される。
【００２７】
次に、船舶３は、バラスト水の輸出国の港内から輸入国に向けて航海を始める。この航海後に、当該輸入国の例えば港内または近海において、船舶３では、ポンプ２１を駆動することにより、貯留タンク３０に貯留されたバラスト水は、水配管３３を介して殺菌処理装置３１に供給される。
【００２８】
殺菌処理装置３１は、例えば紫外線殺菌能力により、バラスト水中に残存する微生物や細菌を、例えば所定の基準値（前述のバラスト水排水の生物基準）を満たすまで殺菌処理して、水配管３４に送り出す。水配管３４を介して、貯留タンク３０に貯留されたバラスト水は殺菌処理後に、輸入国の港内または近海の海水４の中に排出される。
【００２９】
ここで、船舶３がバラスト水の輸入国の港または近海に到着した航海後に、殺菌処理装置３１を起動して、貯留タンク３０に貯留されたバラスト水の殺菌処理を実行する場合について説明したが、航海中に殺菌処理を実行してもよい。即ち、輸入国の港または近海に到着の前の航海中に、殺菌処理装置３１を起動してもよい。この場合には、殺菌処理されたバラスト水の一部は、港または近海以外の公海に排出されることになる。
【００３０】
通常では、航海後の殺菌処理では、約１日間の停泊時間内に殺菌処理を完了させる必要があるが、航海中であれば例えば１〜２週間の航海期間をかけて殺菌処理を行うことができる。このため、船舶３に搭載する殺菌処理装置３１は相対的に殺菌能力が小さいものでよく、船舶３上での殺菌処理装置３１の設置面積や動力等を低減できる効果がある。
【００３１】
以上のように本実施形態のバラスト水浄化装置を使用することにより、船舶の航海前に濾過装置２１により濾過されたバラスト水を船舶内に積み込み、さらに、航海中または航海後に当該バラスト水を殺菌処理した後に排出する。従って、船舶内に積み込まれたバラスト水中に濾過されずに残存している微生物や細菌、及び航海中に空気中から混入した微生物や細菌を、所定の基準値（バラスト水排水の生物基準）を満たすまで殺菌処理した後のバラスト水を排出することができる。即ち、バラスト水排水の生物基準を満たすように、バラスト水の排出時の浄化を実現することができる。
【００３２】
なお、本実施形態の濾過装置２１は、浮遊物質を除去するための膜濾過装置を想定しているが、これに限ることなく他の装置でもよい。具体的には、砂濾過装置、凝集沈殿処理装置、スクリーン処理装置などである。
【００３３】
砂濾過装置は、膜濾過装置よりも大流量処理が可能である。凝集沈殿処理装置は、ＰＡＣや硫酸鉄等の凝集剤を注入して、浮遊物質を大きな塊状物質として、その後に砂濾過によりその塊状物質を除去する。凝集沈殿処理装置の特徴は、膜濾過装置や砂濾過装置よりも、粒径が小さいコロイド状物質も除去可能となり、後段の殺菌処理の効率を向上できる効果がある。また、スクリーン処理装置は、１〜２０ｍｍ程度のメッシュのあるスクリーンにより浮遊物質を除去するものであり、砂濾過装置よりもさらに大流量処理が可能となる。
【００３４】
また、本実施形態の殺菌処理装置３１は、紫外線式殺菌装置を想定しているが、これに限ることなく他の装置でもよい。具体的には、薬品注入処理装置、電気処理装置、オゾン処理装置、ＯＨラジカル処理装置などである。
【００３５】
薬品注入処理装置は、微生物や細菌の殺菌能力を有する薬品である次亜塩素酸ナトリウム溶液、塩素溶液、固形塩素、二酸化塩素等の塩素剤、あるいは過酸化水素を注入して殺菌処理を行うものである。電気処理装置は、水中に２極の電圧をかけて電気的に殺菌処理を行うものであり、プラズマ放電や高電圧処理も含む。
【００３６】
オゾン処理装置は、オゾンガスを水中に注入してオゾンの酸化力によって殺菌処理するものである。オゾン処理装置は殺菌処理のみならず、バラスト水から臭気物質や着色物質も除去することが可能である。ＯＨラジカル処理装置は、二酸化チタン等の光触媒と紫外線、オゾンと紫外線、オゾンと過酸化水素、あるいはオゾン、紫外線及び過酸化水素の組合せによる併用処理によって、強力な酸化剤であるＯＨラジカルを発生して殺菌処理を行うものである。ＯＨラジカル処理装置は殺菌処理のみならず、有機性の汚濁物質も除去することが可能となる。
【００３７】
（第２の実施形態）
図２は、第２の実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を示す図である。
【００３８】
本実施形態の装置は、地上設備２において、濾過装置２１の出口に接続された水配管２３中に配置された殺菌処理装置２５（前処理用殺菌処理装置）を備えた構成である。なお、第１の実施形態に関する図１に示すバラスト水浄化装置と同様の構成要素については、同一符号を付して説明を省略する。
【００３９】
以下、本実施形態のバラスト水浄化装置の作用効果を説明する。
【００４０】
まず、船舶３は、航海前に、バラスト水の輸出国の港内に停泊しているときに、地上設備２の水配管２３を介して濾過装置２１の出口と、貯留タンク３０とが接続される。地上設備２では、ポンプ２０の駆動により、港内からバラスト原水１が水配管２２を介して汲み上げられて、濾過装置２１の入口に送られる。
【００４１】
ここで、濾過装置２１により浮遊物質が除去されたバラスト水は、水配管２３を介して貯留タンク３０内に供給されるとき、殺菌処理装置２５を通過することで殺菌処理される。従って、航海前に、微生物や細菌が殺菌処理されたバラスト水が、貯留タンク３０内に供給される。なお、貯留タンク３０に貯留されたバラスト水中に残存又は混入した微生物や細菌は、前述の第１の実施形態と同様に、航海中または航海後に船舶３上の殺菌処理装置３１により殺菌処理される。
【００４２】
以上のようにして、船舶内に積み込まれたバラスト水は、所定の基準値（バラスト水排水の生物基準）を満たすまで殺菌処理した後に排出されることになる。即ち、バラスト水排水の生物基準を満たすように、バラスト水の排出時の浄化を実現することができる。
【００４３】
また、本実施形態によれば、予め航海前にバラスト水中の微生物や細菌を殺菌処理することにより、航海中または航海後の殺菌処理を行う殺菌処理装置３１の運転負荷を相対的に低減できる。
【００４４】
（第３の実施形態）
図３は、第３の実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を示す図である。
【００４５】
本実施形態の装置は、地上設備２において、濾過装置２１の出口に接続された水配管２３中に殺菌物質としての薬品を注入する前処理用殺菌処理装置を備えた構成である。なお、第１の実施形態に関する図１に示すバラスト水浄化装置と同様の構成要素については、同一符号を付して説明を省略する。
【００４６】
前処理用殺菌処理装置は、殺菌物質としての薬品である次亜塩素酸ナトリウム溶液を貯留するタンク２６、配管２７、及びポンプ２８を有する。
【００４７】
以下、本実施形態のバラスト水浄化装置の作用効果を説明する。
【００４８】
まず、船舶３は、航海前に、バラスト水の輸出国の港内に停泊しているときに、地上設備２の水配管２３を介して濾過装置２１の出口と、貯留タンク３０とが接続される。地上設備２では、ポンプ２０の駆動により、港内からバラスト原水１が水配管２２を介して汲み上げられて、濾過装置２１の入口に送られる。
【００４９】
ここで、ポンプ２８を駆動することにより、タンク２６中の次亜塩素酸ナトリウム溶液が、配管２７を介して水配管２３に供給される。従って、濾過装置２１により浮遊物質が除去されたバラスト水は、水配管２３を介して次亜塩素酸ナトリウム溶液と混合接触しながら、貯留タンク３０内に送られる。
【００５０】
以上のようにして、航海前に、船舶３内に積み込まれるバラスト水は、濾過処理後さらに薬品により殺菌処理される。この場合、次亜塩素酸ナトリウム溶液などの薬品は、水中での残留性が高いので、貯留タンク３０中に供給された後、航海中にもその残留性による殺菌能力が継続されることになる。従って、貯留タンク３０中に残存又は混入する微生物や細菌に対しても殺菌効果があり、航海中でのバラスト水の浄化状態を維持することができる。
【００５１】
なお、航海後には、船舶内に積み込まれたバラスト水は、船舶３に搭載された殺菌処理装置３１により殺菌処理された後に排出されることになる。従って、バラスト水排水の生物基準を満たすだけでなく、排出時に高水準の浄化を実現することが可能となる。
【００５２】
（第４の実施形態）
図４は、第４の実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を示す図である。
【００５３】
本実施形態のバラスト水浄化装置は、船舶３上に搭載された設備から構成されている。即ち、船舶３の設備として、例えば港内の海水であるバラスト原水１を汲み上げるポンプ４２と、濾過装置４１と、水配管４３〜４５とを有する。濾過装置４１は、例えばバラスト原水１の浮遊物質を除去する膜濾過装置である。
【００５４】
なお、これ以外の殺菌処理装置３１に関係する設備については、第１の実施形態に関する図１に示すバラスト水浄化装置と同様であり、同一符号を付して説明を省略する。
【００５５】
以下、本実施形態のバラスト水浄化装置の作用効果を説明する。
【００５６】
まず、船舶３は、航海前に、バラスト水の輸出国の港内に停泊しているときに、ポンプ４２の駆動によりバラスト原水１を汲み上げて、水配管４３を介して濾過装置４１に送り込む。
【００５７】
濾過装置４１は、バラスト原水１中に存在する一定以上の大きさの浮遊物質を濾過して、水配管４５を介して貯留タンク３０内に供給する。一方、濾過装置４１では、膜表面に捕獲された浮遊物質を含む液体（排水）は、水配管４４を介して元のバラスト原水１が存在する港内に戻される。
【００５８】
本実施形態によれば、濾過装置４１に関係する設備が船舶３に搭載されているため、船舶３を港内の地上設備２に連結させる必要がない。このため、船舶３は、港内の任意の位置で停泊し、バラスト原水１を積み込むことができる。また、前述の地上設備２が設置されていない港の場合でも、船舶３は、濾過装置４１による浄化処理を行った後に、当該港内からバラスト原水１を積み込むことができる。
【００５９】
（第５の実施形態）
図５は、第５の実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を示す図である。
【００６０】
本実施形態のバラスト水浄化装置は、地上設備２に相当する設備を搭載した浄化装置積載船５（以下濾過処理専用船と表記する）を含む構成である。
【００６１】
濾過処理専用船５は、例えば港内の海水であるバラスト原水１を汲み上げるポンプ５２と、濾過装置５１と、水配管５３，５４とを有する。濾過装置５１は、例えばバラスト原水１の浮遊物質を除去する膜濾過装置である。
【００６２】
なお、これ以外の殺菌処理装置３１に関係する設備については、第１の実施形態に関する図１に示すバラスト水浄化装置と同様であり、同一符号を付して説明を省略する。
【００６３】
以下、本実施形態のバラスト水浄化装置の作用効果を説明する。
【００６４】
まず、船舶３は、航海前に、バラスト水の輸出国の港内に停泊しているときに、濾過処理専用船５に接近し、当該専用船５の水配管５４を介して濾過装置５１の出口と、貯留タンク３０とが接続される。
【００６５】
濾過処理専用船５では、ポンプ５２の駆動により、港内からバラスト原水１が水配管５３を介して汲み上げられて、濾過装置５１の入口に送られる。濾過装置５１は、バラスト原水１中に存在する一定以上の大きさの浮遊物質を除去した後のバラスト水を、水配管５４を介して貯留タンク３０内に送り込む。
【００６６】
本実施形態によれば、濾過装置５１に関係する設備を備えた濾過処理専用船５を使用することにより、港から前述の地上設備２は不要となる。また、船舶３にも濾過装置５１に関係する設備を搭載する必要がないため、その分だけ設置スペースを節約することができる。さらに、前述の地上設備２とは異なり、濾過処理専用船５は移動が可能であるため、船舶３は、港内の任意に位置でバラスト原水１を積み込むことが可能である。
【００６７】
（第６の実施形態）
図６は、第６の実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を示す図である。
【００６８】
本実施形態のバラスト水浄化装置は、船舶３に搭載されている殺菌処理装置６１に関係する設備を搭載した浄化装置積載船６（以下殺菌処理専用船と表記する）を含む構成である。
【００６９】
殺菌処理専用船６は、殺菌処理装置６１、貯留タンク３０から殺菌装置６１にバラスト水を供給するためのポンプ６２と水配管６３、及び殺菌処理装置６１により殺菌されたバラスト水を排出するための水配管６４を搭載している。殺菌処理装置６１は、バラスト水に含まれる微生物や細菌を殺菌するための例えば紫外線式殺菌装置である。
【００７０】
なお、これ以外の濾過装置２１に関係する地上設備２については、図１に示す第１の実施形態のバラスト水浄化装置と同様であり、同一符号を付して説明を省略する。
【００７１】
以下、本実施形態のバラスト水浄化装置の作用効果を説明する。
【００７２】
まず、船舶３は、航海前に、バラスト水の輸出国の港に設置された地上設備２により、浮遊物などを濾過されたバラスト水を貯留タンク３０に貯留している。船舶３は航海後に、当該輸入国の例えば港内において、殺菌処理専用船６に接近する。そして、船舶３は、貯留タンク３０と、当該専用船６の水配管６３を介して殺菌処理装置６１とが接続される。
【００７３】
殺菌処理専用船６は、ポンプ６２を駆動することにより、貯留タンク３０に貯留されたバラスト水を汲み上げて、水配管６３を介して殺菌処理装置６１に供給する。殺菌処理装置６１は、例えば紫外線殺菌能力により、バラスト水中に残存する微生物や細菌を殺菌処理して、水配管６４を介して海水４の中に排出する。
【００７４】
本実施形態によれば、殺菌処理装置６１に関係する設備を備えた殺菌処理専用船６を使用することにより、船舶３には当該置６１に関係する設備を搭載する必要がなくなる。従って、船舶３は、バラスト水浄化装置に関する設備を搭載する必要がないため、その分だけ設置スペースを節約することができる。
【００７５】
（第７の実施形態）
図７は、第７の実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を示す図である。
【００７６】
本実施形態のバラスト水浄化装置は、船舶３に搭載されている殺菌処理装置６１に関係する設備において、殺菌処理装置３１、貯留タンク３０から殺菌装置３１にバラスト水を供給するためのポンプ３２と水配管３３、及び殺菌処理装置３１により殺菌されたバラスト水を貯留タンク３０に戻すための水配管３６を有する。さらに、船舶３は、当該設備として、貯留タンク３０からバラスト水を汲み上げて排出するためのポンプ３７及び水配管３４を搭載している。
【００７７】
なお、これ以外の濾過装置２１に関係する地上設備２については、図１に示す第１の実施形態のバラスト水浄化装置と同様であり、同一符号を付して説明を省略する。
【００７８】
以下、本実施形態のバラスト水浄化装置の作用効果を説明する。
【００７９】
まず、船舶３は、航海前に、バラスト水の輸出国の港に設置された地上設備２により、浮遊物などを濾過されたバラスト水を貯留タンク３０に貯留する。
【００８０】
船舶３は、航海を開始後に、ポンプ３２を起動して、貯留タンク３０から水配管３３を介してバラスト水を汲み上げて、殺菌処理装置３１により供給する。殺菌処理装置３１は、汲み上げられたバラスト水を殺菌処理した後に、水配管３６を介して貯留タンク３０に戻す。
【００８１】
要するに、船舶３は、航海中に、貯留タンク３０と殺菌処理装置３１との間で、バラスト水を循環させる。この循環により、貯留タンク３０に貯留されたバラスト水は、航海前に残存している微生物や細菌、及び航海中に混入した微生物や細菌が殺菌処理されることになる。
【００８２】
次に、船舶３は、航海終了後に、当該輸入国の例えば港内において、ポンプ３７を駆動することにより、貯留タンク３０に貯留されたバラスト水を汲み上げて、水配管３４を介し海水４の中に排出する。
【００８３】
本実施形態によれば、船舶３の航海中に例えば１〜２週間の期間をかけて、貯留タンク３０に貯留されたバラスト水の殺菌処理を行うことができる。従って、航海が終了するまでの期間に、バラスト水に含まれる微生物や細菌を十分に殺菌処理することができる。また、十分な期間を掛けて殺菌処理を完了させることができるため、船舶３に搭載する殺菌処理装置３１は相対的に殺菌能力が小さいものでよく、船舶３上での殺菌処理装置３１の設置面積や動力等を低減できる効果もある。
【００８４】
（第８の実施形態）
図８及び図９は、第８の実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を示す図である。
【００８５】
本実施形態のバラスト水浄化装置は、船舶３に搭載されている殺菌処理装置３８に関係する設備において、殺菌処理装置３８が貯留タンク３０のバラスト水内に浮遊している構造である。さらに、船舶３は、当該設備として、貯留タンク３０からバラスト水を汲み上げて排出するためのポンプ３７及び水配管３４を搭載している。
【００８６】
なお、これ以外の濾過装置２１に関係する地上設備２については、第１の実施形態に関する図１に示すバラスト水浄化装置と同様であり、同一符号を付して説明を省略する。
【００８７】
本実施形態の殺菌処理装置３８は、図９に示すように、複数の紫外線ランプ３８１ａ〜３８１ｃがランプ支持体３８０に設けられた構造である。ランプ支持体３８０は、比重が小さい素材から構成されており、バラスト水中に浮遊できる構造である。
【００８８】
まず、船舶３は、航海前に、バラスト水の輸出国の港に設置された地上設備２により、浮遊物などを濾過されたバラスト水を貯留タンク３０に貯留する。
【００８９】
船舶３は、航海を開始後に、貯留タンク３０に殺菌処理装置３８を浮遊させる。殺菌処理装置３８は、紫外線ランプ３８１ａ〜３８１ｃを発光させることにより、バラスト水の殺菌処理を行うことになる。
【００９０】
要するに、船舶３は、航海中に、殺菌処理装置３８により貯留タンク３０に貯留されたバラスト水中に残存している微生物や細菌、及び航海中に混入した微生物や細菌が殺菌処理されることになる。
【００９１】
次に、船舶３は、航海終了後に、当該輸入国の例えば港内において、ポンプ３７を駆動することにより、貯留タンク３０に貯留されたバラスト水を汲み上げて、水配管３４を介し海水４の中に排出する。
【００９２】
本実施形態によれば、船舶３の航海中に例えば１〜２週間の期間をかけて、貯留タンク３０に貯留されたバラスト水の殺菌処理を行うことができる。従って、航海が終了するまでの期間に、バラスト水に含まれる微生物や細菌を十分に殺菌処理することができる。
【００９３】
さらに、本実施形態であれば、殺菌処理のためにバラスト水を循環させるポンプなどの設備は不要である。また、殺菌処理装置３８は、貯留タンク３０の中に配置されるため、相対的に船舶３上に設置される殺菌処理装置３１と比較して占有スペースを節約することができる。
【００９４】
なお、殺菌処理装置３８は、紫外線ランプ３８１ａ〜３８１ｃを使用する装置ではなく、電気処理装置、オゾン処理装置、あるいは光触媒等のＯＨラジカル発生装置でもよい。電気処理装置の場合には、電極を固定化した支持体を貯留タンク３０の中に配置させる。また、オゾン処理装置の場合には、オゾン注入配管を固定化した支持体を貯留タンク３０の中に配置させる。ＯＨラジカル発生装置の場合には、装置本体を固定化した支持体を貯留タンク３０の中に配置させる。
【００９５】
（第９の実施形態）
図１０は、第９の実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を示す図である。
【００９６】
本実施形態の装置は、地上設備２において、濾過装置２１の排水側出口に接続された水配管２４に接続された廃水処理装置２９を備えた構成である。廃水処理装置２９は、水配管２４を介して排出される浮遊物を含む廃水に対して浮遊物質を濃縮し減量化する例えば汚泥乾燥装置である。
【００９７】
なお、図１に示す第１の実施形態のバラスト水浄化装置と同様の構成要素については、同一符号を付して説明を省略する。
【００９８】
以下、本実施形態のバラスト水浄化装置の作用効果を説明する。
【００９９】
まず、船舶３は、航海前に、バラスト水の輸出国の港内に停泊しているときに、地上設備２の水配管２３を介して濾過装置２１の出口と、貯留タンク３０とが接続される。地上設備２では、ポンプ２０の駆動により、港内からバラスト原水１が水配管２２を介して汲み上げられて、濾過装置２１の入口に送られる。
【０１００】
濾過装置２１により浮遊物質が除去されたバラスト水は、水配管２３を介して船舶３の貯留タンク３０内に供給される。ここで、濾過装置２１では、膜表面に捕獲された浮遊物質を含む廃水は、廃水用出口から水配管２４を介して廃水処理装置２９に送られる。
【０１０１】
廃水処理装置２９は、汚泥乾燥処理などの廃水処理を実行し、廃水中の浮遊物質を濃縮および乾燥処分して、元のバラスト原水１が存在する港内に戻す。なお、貯留タンク３０に貯留されたバラスト水中に残存又は混入した微生物や細菌は、前述の第１の実施形態と同様に、航海中または航海後に船舶３上の殺菌処理装置３１により殺菌処理される。
【０１０２】
本実施形態によれば、航海前に濾過装置２１によりバラスト水を浄化したときに排出される廃水を、廃水処理装置２９により廃水処理した後に港内の海水中に戻す。従って、廃水の浮遊物質の濃度が高い場合でも、港内の海水環境の汚染を抑制することができる。
【０１０３】
（第１０の実施形態）
図１１は、第１０の実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を示す図である。
【０１０４】
本実施形態の装置は、船舶３上に浄化装置の設備を搭載し、かつ当該浄化装置を制御する制御装置１１０（以下コントローラ）を搭載している構成である。コントローラ１１０は、コンピュータのハードウェアとソフトウェアから構成されている。
【０１０５】
船舶３の設備として、貨物貯留部３５に配置される重量計３９が設けられている。重量計３９の出力部は、コントローラ１１０のバラスト水の積上げ時−バラスト水排水時判断部（以下、排水時判断部と表記）１１１の入力部に接続されている。排水時判断部１１１の出力部は、バラスト水積上げ時濾過装置運転制御部（以下、濾過装置運転制御部と表記）１１２及びバラスト水排水時ＵＶ殺菌運転制御部（以下、殺菌運転制御部と表記）１１３のそれぞれの入力部に接続されている。ここで、ＵＶは紫外線を意味する。
【０１０６】
濾過装置運転制御部１１２は、濾過装置４１及びポンプ４２を制御する。殺菌運転制御部１１３は、殺菌処理装置３１及びポンプ３２を制御する。
【０１０７】
なお、図４に示す第４の実施形態のバラスト水浄化装置と同様の構成要素については、同一符号を付して説明を省略する。
【０１０８】
以下、本実施形態のバラスト水浄化装置の作用効果を説明する。
【０１０９】
コントローラ１１０の排水時判断部１１１は、重量計３９からの計測値を監視し、当該計測値が設定値（Ｌ）以下の場合には、貨物貯留部３５内が空となり、バラスト水の積上げ時（積み込み時）と判断する。一方、排水時判断部１１１は、当該計測値が設定値（Ｈ）以上の場合には、貨物貯留部３５内には貨物が満タンとなり、バラスト水排水時と判断する。ここで、当該計測値が設定値（Ｌ）と設定値（Ｈ）との間の場合には、排水時判断部１１１は航海中と判断する。
【０１１０】
排水時判断部１１１からバラスト水積上げ時との判断結果を受けた場合に、濾過装置運転制御部１１２は、濾過装置４１及びポンプ４２を制御してバラスト水を積み上げる。即ち、船舶３は、航海前に、ポンプ４２の駆動によりバラスト原水１を汲み上げて、水配管４３を介して濾過装置４１に送り込む。濾過装置４１は、バラスト原水１中に存在する一定以上の大きさの浮遊物質を濾過して、水配管４５を介して貯留タンク３０内に供給する。
【０１１１】
一方、排水時判断部１１１からバラスト水排水時との判断結果を受けた場合に、殺菌運転制御部１１３は、殺菌処理装置３１及びポンプ３２を制御して、貯留タンク３０から殺菌処理後のバラスト水を排水する。なお、排水時判断部１１１が航海中と判断した場合には、濾過装置運転制御部１１２及び殺菌運転制御部１１３は、いずれも制御動作を実行しない。
【０１１２】
本実施形態によれば、船舶３の貨物貯留部３５内の貨物積載状態に基づいて、貯留タンク３０へのバラスト水の積み込み運転、及び貯留タンク３０からのバラスト水の排水運転を自動的に行うことができる。
【０１１３】
なお、本実施形態は、貨物貯留部３５内の重量計３９からの計測値に基づいて、バラスト水の自動運転を制御する構成であるが、重量計３９を使用しない構成も可能である。
【０１１４】
具体的には、貨物輸送船などの船舶３の入国信号に基づいて、排水時判断部１１１が判断を実行する構成である。この入国信号とは、船舶が各国の領海内に入ったことを検知する検知信号であり、例えば無線連絡等の入国連絡信号、船本体が着港した時の赤外線検知信号、船の番号等の検知信号等に相当する。
【０１１５】
また、貨物輸送船などの船舶３の航海方向検知信号に基づいて、排水時判断部１１１が判断を実行する構成でもよい。この航海方向検知信号とは、バラスト水積上げ時と排水時とでは貨物輸送船の航海方向が異なり、例えば船内の航海方向値、航海流速の正負等による計測信号のことである。
【０１１６】
さらに、貯留タンク３０内に水位計を設けて、ポンプ４２のフィードバック制御をする構成とすることもできる。ポンプ流量が小さい場合には、バラスト水積上げ時間が長くなり船の停留時間が長くなるので、それを適性に制御することで同時間を短く停留時間も短くすることができるからである。
【０１１７】
（第１１の実施形態）
図１２は、第１１の実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を示す図である。
【０１１８】
本実施形態の装置は、船舶３上に浄化装置の設備を搭載し、かつ当該浄化装置を制御する制御装置１１０（以下コントローラ）を搭載している構成である。コントローラ１１０は、コンピュータのハードウェアとソフトウェアから構成されている。
【０１１９】
船舶３の設備として、貯留タンク３０内に配置された生物計測計１２１が設けられている。生物計測計１２１は、計測値をコントローラ１１０のバラスト水排水時ＵＶ殺菌運転制御部（以下、殺菌運転制御部と表記、ＵＶは紫外線を意味する）１２０の入力部に出力する。生物計測計１２１は、例えば遺伝子や免疫反応を用いた大腸菌センサである。
【０１２０】
殺菌運転制御部１２０は、生物計測計１２１からの計測値に基づいて殺菌処理装置３１及びポンプ３２を制御する。
【０１２１】
なお、図４に示す第４の実施形態のバラスト水浄化装置と同様の構成要素については、同一符号を付して説明を省略する。
【０１２２】
以下、本実施形態のバラスト水浄化装置の作用効果を説明する。
【０１２３】
本実施形態は、船舶３の航海後のバラスト水排水時に、生物計測計１２１から設定値よりも高い計測値を出力した場合に、殺菌運転制御部１２０は、殺菌処理装置３１及びポンプ３２の起動時に、殺菌処理装置３１の殺菌能力を高める制御を実行する。また、殺菌運転制御部１２０は、ポンプ１３１の流量を減少させる制御を実行する。
【０１２４】
即ち、生物計測計１２１から設定値よりも高い計測値が出力されている場合には、殺菌運転制御部１２０は、貯留タンク３０内の大腸菌が増大していると判断し、殺菌処理装置３１の殺菌能力を高める制御を実行する。具体的には、殺菌処理装置３１は、印加電圧を高くして殺菌処理装置３１の紫外線ランプの発光強度を増加させる。又は、殺菌処理装置３１に組み込まれている複数の紫外線ランプの中で、起動させる紫外線ランプ数を増加させる。
【０１２５】
一方、生物計測計１２１から設定値よりも低い計測値が出力されている場合には、殺菌運転制御部１２０は、貯留タンク３０内の大腸菌が基準値より少ないと判断し、前記とは逆に殺菌処理装置３１の殺菌能力を低下させる制御を実行する。また、ポンプ１３１の流量を定常または増大させる制御を実行する。
【０１２６】
殺菌運転制御部１２０は、以上のような制御運転を、ＯＮ−ＯＦＦ制御、ＰＩ制御（比例積分制御）あるいはＰＩＤ制御（比例積分微分制御）方式に基づいて実行する。
【０１２７】
本実施形態によれば、バラスト水の排水時に、生物計測計１２１により貯留タンク３０内に貯留されているバラスト水中に含まれる大腸菌の状態を監視し、これに適応する殺菌能力を発揮するように殺菌処理装置３１の運転制御を実行する。従って、殺菌処理装置３１の適正な運転が可能となり、運転コストの低減化を実現できる。また、コントローラ１１０が生物計測計１２１の計測値をディスプレイに表示させることにより、貯留タンク３０内のバラスト水中に含まれる大腸菌の状態を、常に監視できる効果もある。
【０１２８】
なお、本実施形態は、生物計測計１２１として大腸菌センサを使用する場合について述べたが、これに限ることなく、植物プランクトンを検知するための蛍光強度若しくは比色反応による藻類センサや、画像計測による生物センサ等でもよい。また、殺菌処理装置３１は、紫外線ランプを使用する装置ではなく、電気処理装置、オゾン処理装置、あるいは光触媒等のＯＨラジカル発生装置でもよい。
【０１２９】
（第１２の実施形態）
図１３は、第１２の実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を示す図である。
【０１３０】
本実施形態の装置は、地上設備２上の浄化装置の設備において、濾過装置２１からのバラスト水を船舶３の貯留タンク３０に送り込むための水配管２３中に配置された残留塩素濃度計１３１、及び航海前殺菌制御装置（以下航海前コントローラと表記）１３０を有する構成である。なお、航海前コントローラ１３０は、コンピュータのハードウェアとソフトウェアから構成されている。
【０１３１】
航海前コントローラ１３０は、残留塩素濃度計１３１からの出力信号に基づいて、次亜塩素酸ナトリウム溶液を貯留するタンク２６からの殺菌用薬品の注入を行うためのポンプ２８を制御する。
【０１３２】
なお、図３に示す第３の実施形態のバラスト水浄化装置と同様の構成要素については、同一符号を付して説明を省略する。
【０１３３】
以下、本実施形態のバラスト水浄化装置の作用効果を説明する。
【０１３４】
航海前コントローラ１３０は、航海前に、バラスト水を濾過装置２１により浄化して船舶３の貯留タンク３０に積み込むときに、残留塩素濃度計１３１の計測値（CLPV）を連続的に計測することで、水配管２３中を流れるバラスト水の残留塩素濃度を監視している。
【０１３５】
航海前コントローラ１３０は、下記式（１）及び（２）に示す制御モデル式に基づいて、ＰＩ制御方式によるポンプ２８の流量制御を実行する。具体的には、航海前コントローラ１３０は、ポンプ２８の流量制御目標値ＱＣＬを演算し、このＱＣＬ値をポンプ２８に送信する。これにより、航海前コントローラ１３０は、ポンプ２８が残留塩素濃度の目標値CLＳＶに、例えば0.1〜2.0mg/Lのいずれかの数値に設定した値に近づくように制御運転を実行する。
【数１】
0005537582.tif 000002
【０１３６】
本実施形態によれば、残留塩素濃度計１３１を使用して、船舶３内に積み込むバラスト水の残留塩素濃度を監視し、当該濃度を一定値に調整するように、タンク２６からの次亜塩素酸ナトリウム溶液を注入する。従って、次亜塩素酸ナトリウムの不足により、船舶３内に積み込むバラスト水中に残存する微生物などの殺菌不足を解消することができる。
【０１３７】
一方、次亜塩素酸ナトリウムの入れ過ぎにより、バラスト水中の有機物と次亜塩素酸ナトリウムとが反応して、トリハロメタン等の発ガン性副生成物が発生することを抑制できる。従って、航海前に、適正な環境状態のバラスト水を船舶３内に積み込むことが可能となる。
【０１３８】
なお、本実施形態は、航海前の殺菌処理として次亜塩素酸ナトリウムの注入を想定したが、これに限ることなく、他の殺菌剤でもよい、具体的には、固形塩素、液体塩素、二酸化塩素等である。また、薬品の注入方法ではなく、紫外線式殺菌装置、オゾン殺菌装置、あるいは光触媒殺菌装置等の装置を利用することも可能である。
【０１３９】
また、本実施形態は、残留塩素濃度計１３１をセンサとして使用したが、前記のように他の殺菌方法を適用する場合には、当然ながら、各々の殺菌装置に応じたセンサを利用することになる。具体的には、紫外線式殺菌装置や光触媒殺菌装置の場合には、紫外線透過率計、濁度計等の紫外線の透過性を計測するセンサが使用される。この場合、水の透過性が悪くなれば紫外線が透過しなくなるので、生物に紫外線が当たらなくなり、殺菌効率が悪くなるという因果関係があるからである。また、オゾン殺菌装置の場合には、水中の溶存オゾン濃度計、気中の排オゾン濃度計又は水中の濁度計等の水質センサが使用される。これらの計測値とオゾン殺菌力との間に因果関係があるからである。
【０１４０】
さらに、本実施形態は、航海前の殺菌対象位置として、濾過装置２１の通過水を利用しているが、その位置に限定されない。すなわち、航海中又は航海後排出時の殺菌装置にも適用することが可能である。
【０１４１】
（第１３の実施形態）
図１４は、第１３の実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を示す図である。
【０１４２】
本実施形態の装置は、船舶（例えば、貨物輸送船）３上に設けられた構成であり、２つのバラスト水用の第１及び第２の貯留タンク８０，８１を有する構成である。船舶３には、紫外線殺菌装置３１、バラスト水の原水供給用ポンプ６０、第１の貯留タンク８０内のバラスト水供給用ポンプ６１、バラスト水排水用ポンプ６２、及び水循環用ポンプ６３が設けられている。さらに、船舶３には、水配管７０〜７８及び制御装置９０が設けられている。
【０１４３】
以下、本実施形態の作用効果を説明する。
【０１４４】
まず、本実施形態の船舶３は、例えば貨物を降ろした国の停泊港において、原水供給用ポンプ６０を駆動することによって、海水であるバラスト原水１をバラスト水の第１の貯留タンク８０に供給する。船舶３が航海を開始すると、制御装置９０は、バラスト水供給用ポンプ６１を駆動し、かつ紫外線殺菌装置３１を駆動する。これにより、第１の貯留タンク８０内のバラスト水は、殺菌装置３１により悪性生物などが殺菌処理されて、第２の貯留タンク８１に供給される。
【０１４５】
一方、船舶３は、バラスト水の排出先の港では、排水用ポンプ６２を駆動することにより、第１及び第２の貯留タンク８０，８１内の浄化されたバラスト水を排出先の海水４に排出する。
【０１４６】
このような基本的な動作において、以下船舶３の航海中における作用効果を説明する。
【０１４７】
まず、図１４に示すように、水循環ポンプ６３の入口側は、水配管７８を介して第２の貯留タンク８１内の低部に連結されている。同ポンプ６３の出口側は、第１の貯留タンク８０内の上部に連結されている。
【０１４８】
制御装置９０は、内部にタイマ９１を有し、紫外線殺菌装置３１、バラスト水供給用ポンプ６１、及び水循環用ポンプ６３のそれぞれを駆動制御する。制御装置９０は、船舶３の航海前に予めタイマ９１に設定された時間情報に基づいて、航海安定性が維持できるような制御動作を実行する。即ち、タイマ９１には、紫外線殺菌装置３１、バラスト水供給用ポンプ６１、及び水循環用ポンプ６３の駆動開始時刻が同時刻（ｔ）になるように設定されている。また、それらの駆動停止時刻も、同時刻（ｔ＋１）になるように設定されている。
【０１４９】
船舶３の航海中に、制御装置９０は、タイマ９１で設定された時間通りに、紫外線殺菌装置３１、バラスト水供給用ポンプ６１、及び水循環用ポンプ６３のそれぞれを同時に駆動させる。ここで、バラスト水供給用ポンプ６１及び水循環用ポンプ６３は、同一の流量設定値が設定されているものとする。
【０１５０】
バラスト水供給用ポンプ６１の駆動により、第１の貯留タンク８０内からバラスト水が取り出されて、第２の貯留タンク８１に供給される。このとき、紫外線殺菌装置３１により殺菌されたバラスト水が、第２の貯留タンク８１に供給される。
【０１５１】
第１の貯留タンク８０内は、バラスト水供給用ポンプ６１の駆動により、水量が減少していく。同時に、水循環用ポンプ６３の駆動により、第２の貯留タンク８１から第１の貯留タンク８０にバラスト水が供給される。従って、第１の貯留タンク８０内の減少分は、第２の貯留タンク８１からの供給分により補充される。このような循環作用により、所定の時間経過後に、第１及び第２の貯留タンク８０，８１では、水量の変化がなくなり、水量が一定となる。
【０１５２】
一方、第１の貯留タンク８０内の水中に存在する悪性生物は、紫外線殺菌装置３１で紫外線照射されることにより、遺伝子ＤＮＡに損傷が発生するため増殖できなくなる。よって、ＤＮＡに損傷を受けて増殖不能となった悪性生物を含む浄化水が、第２の貯留タンク８１内へ供給される。このような紫外線殺菌装置３１、バラスト水供給用ポンプ６１、及び水循環用ポンプ６３の同時運転を継続することにより、第１及び第２の貯留タンク８０，８１内の水中に存在する悪性生物が徐々に減少し、船舶３の航海終了時には、バラスト水の生物排出基準以下となっている。そして、航海終了時に、制御装置９０は、排水用ポンプ６２を駆動することにより、第１及び第２の貯留タンク８０，８１内のバラスト水浄化水を排出先の海水４に排出する。
【０１５３】
以上のように本実施形態によれば、バラスト水供給用ポンプ６１及び水循環用ポンプ６３の２台のポンプを同時駆動制御することで、第１及び第２の貯留タンク８０，８１内の水量を一定化させることにより、船舶３の航海中の安定性を維持することができる。換言すれば、第１及び第２の貯留タンク８０，８１の一方の水量が増減するような回避することにより、航海中の船舶３の姿勢が不安定化することを防止できる。また、２台のポンプ６１，６３と同時に、紫外線殺菌装置３１を駆動制御することで、航海中にバラスト水の生物排出基準を満たすことが可能となる。
【０１５４】
なお、本実施形態では、制御装置９０は、内部タイマ９１を使用して、紫外線殺菌装置３１、バラスト水供給用ポンプ６１、及び水循環用ポンプ６３を同時刻に駆動するように制御する構成であるが、これに限ることなく、時間遅れを考慮した制御でもよい。即ち、各ポンプ６１，６３を時間的に少しずつずらして駆動させることにより、第１及び第２の貯留タンク８０，８１内の水量を一定化させる構成でもよい。また、制御装置９０は、内部タイマ９１を使用することなく、例えば船舶３の航海速度情報に基づいて、紫外線殺菌装置３１、バラスト水供給用ポンプ６１、及び水循環用ポンプ６３のそれぞれを駆動制御する構成でもよい。
【０１５５】
（第１４の実施形態）
図１５は、第１４の実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を示す平面図である。即ち、図１４に示す船舶３を上から見た図である。なお、図１４に示すものと同一の構成要素については同一符号を付して説明を省略する。また、本実施形態の装置は、図１５で図示していなくても、図１４に示す全ての構成要素を備えている。
【０１５６】
本実施形態の装置は、図１５に示すように、船舶３の内部に、バラスト水の貯留槽である第１及び第２の貯留タンク８０，８１以外に、第３及び第４の貯留タンク８２，８３の４個の貯留タンクがバランスよく均一に配置された構成である。
【０１５７】
第１及び第２の貯留タンク８０，８１の間には、水配管７３，７４、紫外線殺菌装置３１、及びバラスト水供給用ポンプ６１のそれぞれが設けられている。また、本実施形態では、第２及び第３の貯留タンク８１，８２の間には、水配管７８及び水循環用ポンプ６３のそれぞれが設けられている。
【０１５８】
第３及び第４の貯留タンク８２，８３の間には、水配管７９ａ及び水循環用ポンプ６４のそれぞれが設けられている。なお、この間には、紫外線殺菌装置３１に相当する殺菌装置３１０が設けられていてもよい。さらに、第４及び第１の貯留タンク８３，８０の間には、水配管７９ｂ及び水循環用ポンプ６５のそれぞれが設けられている。
【０１５９】
このような構成において、前述の図１４に示す第１３の実施形態と同様に、船舶３の航海中において、制御装置９０は、タイマ９１に設定された時間情報に基づいて、バラスト水供給用ポンプ６１、水循環用ポンプ６３〜６５、及び紫外線殺菌装置３１を同時に駆動制御する。ここで、バラスト水供給用ポンプ６１及び水循環用ポンプ６３〜６５は、同一の流量設定値が設定されているものとする。
【０１６０】
このような制御により、前述の第１３の実施形態と同様に、第１から第４の貯留タンク８０〜８３は、循環作用により、所定の時間経過後には水量の変化がなくなり、水量が一定となる。また、紫外線殺菌装置３１により殺菌されたバラスト水が、第２の貯留タンク８１に供給される。ここで、紫外線殺菌装置３１０が設けられている場合には、さらに殺菌されたバラスト水が、第４の貯留タンク８３にも供給される。
【０１６１】
このような紫外線殺菌装置３１（又は殺菌装置３１０）、バラスト水供給用ポンプ６１、及び水循環用ポンプ６３〜６５の同時運転を継続することにより、第１から第４の貯留タンク８０〜８３内の水中に存在する悪性生物が徐々に減少し、船舶３の航海終了時には、バラスト水の生物排出基準以下となっている。そして、航海終了時に、制御装置９０は、排水用ポンプ６２を駆動することにより、第１から第４の貯留タンク８０〜８３内のバラスト水浄化水を排出先の海水４に排出する。従って、本実施形態によれば、第１から第４の貯留タンク８０〜８３内の水量を一定化させることにより、船舶３の航海中の安定性を維持することができる。また、紫外線殺菌装置３１（又は殺菌装置３１０）を駆動制御することで、航海中にバラスト水の生物排出基準を満たすことが可能となる。
【０１６２】
なお、本実施形態では、第１から第４の貯留タンク８０〜８３及びポンプ６１、６３〜６５のそれぞれを４個ずつ配置した構成であるが、個数は単なる一例であり、これ以外の個数でもよい。また、貯留タンクの形状、容量も特に限定されていない。さらに、本実施形態では、水配管を隣接する貯留タンク８０〜８３に連結する方式であるが、これに限ることなく、対角線上に水配管を接続したり、１つ飛ばして水配管を接続したりするような構成でもよい。
【０１６３】
（第１５の実施形態）
図１６は、第１５の実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を示す図である。なお、図１４に示すものと同一の構成要素については、同一符号を付して説明を省略する。
【０１６４】
本実施形態の装置は、同一のバラスト水の貯留タンクに返送循環する構成である。即ち、図１６に示すように、紫外線殺菌装置３１の出口側は、水配管７４０を介して第１の貯留タンク８０の上部に連結されている。
【０１６５】
本実施形態の制御装置９０は、船舶３の航海中において、タイマ９１に設定された時間情報に基づいて、バラスト水供給用ポンプ６１及び紫外線殺菌装置３１を同時に駆動制御することにより、紫外線殺菌装置３１により浄化されたバラスト水を元の貯留タンク８０に返送するものである。この返送循環作用により、第１の貯留タンク８０の水量はほとんど変化しないので、船舶３の航海安定性は維持されたままとなる。また、当然ながら、第２の貯留タンク８１の水量は全く変化しないため、船舶３の航海状態には影響がない。
【０１６６】
なお、返送循環作用以外の作用効果は、前述の第１３の実施形態の装置と同様である。また、前述の第１４の実施形態と同様に、貯留タンクの個数、種類、容量などについてもとくに限定はなく、いずれの場合でも適用可能である。
【０１６７】
（第１６の実施形態）
図１７は、第１６の実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を示す図である。なお、図１４に示すものと同一の構成要素については、同一符号を付して説明を省略する。
【０１６８】
本実施形態の装置は、第１の貯留タンク８０内に配設された水位計１７０を有する。水位計１７０は、航海安定度の一指標となる計測値を示す出力信号を、制御装置９０に送出するように構成されている。
【０１６９】
本実施形態の制御装置９０は、船舶３の航海中において、紫外線殺菌装置３１、バラスト水供給用ポンプ６１及び水循環用ポンプ６３のそれぞれを駆動制御し、航海中の船舶３の航海安定度を維持する。この場合、制御装置９０は、内部メモリに、予め水位計１７０の下限設定値ＨＬと、上限設定値ＨＨとが設定されている。
【０１７０】
制御装置９０は、水位計１７０の計測値が下限設定値ＨＬ以下になった時に、水循環用ポンプ６３を駆動させて、第２の貯留タンク８１から第１の貯留タンク８０にバラスト水を供給する。一方、制御装置９０は、水位計１７０の計測値が上限設定値ＨＨ以上になった時に、水循環用ポンプ６３の駆動を停止させる。このような制御（シーケンス制御）により水循環用ポンプ６３を駆動制御することで、第１の貯留タンク８０内の水位が、下限設定値ＨＬと上限設定値ＨＨとの範囲内を変動することになる。
【０１７１】
以上本実施形態によれば、船舶３の航海安定性の指標として水位計１７０の計測値を使用し、この計測値に基づいて水循環用ポンプ６３の駆動を制御することで、第１の貯留タンク８０内の水量を一定範囲内に維持できる。従って、簡単な構成により、船舶３の航海安定性を維持することができる。なお、紫外線殺菌装置３１により航海中にバラスト水の生物排出基準を満たす効果については、前述の第１３の実施形態の場合と同様である。
【０１７２】
本実施形態では、１個の水位計１７０が第１の貯留タンク８０内に設置された構成であるが、第２の貯留タンク９内にも設置する構成でもよい。この場合、制御装置９０は、２個の水位計からの計測値を入力して、各計測値の差分が一定値以内になるように水循環用ポンプ６３の駆動制御を実行することができる。従って、第１の貯留タンク８０だけでなく、第１及び第２の貯留タンク８０，８１からなる貯留タンク全体の水量のバランスを取ることが可能となり、船舶３の航海上での安定性をさらに向上させることができる。
【０１７３】
また、本実施形態では、制御装置９０は、水循環用ポンプ６３を駆動制御する制御動作であるが、当然ながら、バラスト水供給用ポンプ６１や紫外線殺菌装置３１の駆動制御も同時に実行する。
【０１７４】
（第１７の実施形態）
図１８は、第１７の実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を示す図である。なお、図１４に示すものと同一の構成要素については、同一符号を付して説明を省略する。
【０１７５】
本実施形態の装置は、例えば船舶３のデッキ上中央部に配設された振動計１８０を有する。振動計１８０は、航海安定度の一指標となる計測値（揺れ状態値）を示す出力信号を、制御装置９０に送出するように構成されている。
【０１７６】
本実施形態の制御装置９０は、船舶３の航海中において、紫外線殺菌装置３１、バラスト水供給用ポンプ６１及び水循環用ポンプ６３のそれぞれを駆動制御し、航海中の船舶３の航海安定度を維持する。この場合、制御装置９０は、内部メモリに、予め振動計１８０の揺れ状態値の基準値が設定されている。
【０１７７】
制御装置９０は、振動計２４の計測値が基準値以下になった時に、水循環用ポンプ６３を駆動させて、第２の貯留タンク８１から第１の貯留タンク８０にバラスト水を供給する。一方、制御装置９０は、振動計２４の計測値が基準値を超えた時に、水循環用ポンプ６３の駆動を停止させる。このような制御（シーケンス制御）により水循環用ポンプ６３を駆動制御することで、第１の貯留タンク８０内の水位を一定範囲内に抑制することができる。
【０１７８】
以上本実施形態によれば、船舶３の航海安定性の指標として振動計１８０の計測値を使用し、この計測値に基づいて水循環用ポンプ６３の駆動を制御することで、第１の貯留タンク８０内の水量を一定範囲内に維持できる。従って、簡単な構成により、船舶３の航海安定性を維持することができる。なお、紫外線殺菌装置３１により航海中にバラスト水の生物排出基準を満たす効果については、前述の第１３の実施形態の場合と同様である。
【０１７９】
本実施形態では、１個の振動計１８０が例えば船舶３のデッキ上中央部に設置された構成であるが、他の場所に設置する構成でもよい。また、振動計１８０は１個だけでなく、複数個でもよい。また、振動計１８０以外の計測器による揺れ状態値を利用することも可能である。さらに、本実施形態では、制御装置９０は、水循環用ポンプ６３を駆動制御する制御動作であるが、当然ながら、バラスト水供給用ポンプ６１や紫外線殺菌装置３１の駆動制御も同時に実行する。
【０１８０】
（第１８の実施形態）
図１９は、第１８の実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を示す図である。なお、図１４に示すものと同一の構成要素については、同一符号を付して説明を省略する。
【０１８１】
本実施形態の装置は、例えば船舶３のデッキ上中央部に配設された風速計１９０を有する。風速計１９０は、航海安定度の一指標となる計測値（風速値）を示す出力信号を、制御装置９０に送出するように構成されている。
【０１８２】
本実施形態の制御装置９０は、船舶３の航海中において、紫外線殺菌装置３１、バラスト水供給用ポンプ６１及び水循環用ポンプ６３のそれぞれを駆動制御し、航海中の船舶３の航海安定度を維持する。この場合、制御装置９０は、内部メモリに、予め風速計１９０の風速の基準値が設定されている。
【０１８３】
制御装置９０は、風速計１９０の計測値が基準値以下になった時に、水循環用ポンプ６３を駆動させて、第２の貯留タンク８１から第１の貯留タンク８０にバラスト水を供給する。一方、制御装置９０は、風速計１９０の計測値が基準値を超えた時に、水循環用ポンプ６３の駆動を停止させる。このような制御（シーケンス制御）により水循環用ポンプ６３を駆動制御することで、第１の貯留タンク８０内の水位を一定範囲内に抑制することができる。
【０１８４】
以上本実施形態によれば、船舶３の航海安定性の指標として風速計１９０の計測値を使用し、この計測値に基づいて水循環用ポンプ６３の駆動を制御することで、第１の貯留タンク８０内の水量を一定範囲内に維持できる。従って、簡単な構成により、船舶３の航海安定性を維持することができる。なお、紫外線殺菌装置３１により航海中にバラスト水の生物排出基準を満たす効果については、前述の第１３の実施形態の場合と同様である。
【０１８５】
本実施形態では、１個の風速計１９０が例えば船舶３のデッキ上中央部に設置された構成であるが、他の場所に設置する構成でもよい。また、風速計１９０は１個だけでなく、複数個でもよい。また、本実施形態では、制御装置９０は、水循環用ポンプ６３を駆動制御する制御動作であるが、当然ながら、バラスト水供給用ポンプ６１や紫外線殺菌装置３１の駆動制御も同時に実行する。さらに、風速計１９０以外に、図示しない風向計の利用若しくは併用することも可能である。
【０１８６】
さらに、本実施形態の変形例として、風速計１９０の代わりに、波の強度計測装置を使用する構成でもよい。この場合でも、本実施形態と同様の作用効果が得られる。特に、波の強度は航海安定度に対して影響が大きい因子であるため、本変形例の構成であれば、波浪により船舶３の航海安定度の低下を招くような時に、当該航海安定度を維持させる効果が大きい。
【０１８７】
またさらに、本実施形態の変形例として、風速計１９０の代わりに、雨量強度計を使用する構成でもよい。この場合でも、本実施形態と同様の作用効果が得られる。特に、大雨の際には航海安定度に対する影響が大きいため、本変形例の構成であれば、大雨により船舶３の航海安定度の低下を招くような時に、当該航海安定度を維持させる効果が大きい。
【０１８８】
なお、前記水位計１７０、振動計１８０、風速計１９０、風向計、波の強度計測装置、及び雨量強度計の計測器の中で、２種以上の計測器からの計測結果に基づいて水循環用ポンプ６３の駆動制御を実行して、船舶３の航海安定度を維持させる構成でもよい。この場合には、複数種の計測結果を使用するため、航海安定度を総合的に評価することが可能となるため、航海安定性の向上を図ることができる。
【０１８９】
（第１９の実施形態）
図２０は、第１９の実施形態に関するバラスト水浄化装置の構成を示す図である。なお、図１４に示すものと同一の構成要素については、同一符号を付して説明を省略する。
【０１９０】
本実施形態の装置は、制御装置９０に接続している通信装置９２、及び気象情報を管理しているサーバ９３を有する。通信装置９２とサーバ９３とは、無線通信により接続されている。サーバ９３は、通信装置９２を介して、船舶３の航海中における風速値、風向値、波の強度値、雨量強度値等の気象情報を制御装置９０に送信する。
【０１９１】
本実施形態の制御装置９０は、前述したように、船舶３の航海中において、紫外線殺菌装置３１、バラスト水供給用ポンプ６１及び水循環用ポンプ６３のそれぞれを駆動制御し、航海中の船舶３の航海安定度を維持する。この場合、制御装置９０は、内部メモリに、サーバ９３から受信した気象情報を格納する。
【０１９２】
本実施形態によれば、制御装置９０は、船舶３の航海中において、サーバ９３から風速値、風向値、波の強度値、雨量強度値等の気象情報を、必要に応じて受信できる。制御装置９０は、これらの気象情報に基づいて、特に水循環用ポンプ６３を駆動制御することにより、船舶３の航海安定度を維持させることができる。この場合、気象情報を取得するための各種の計測器を船舶上に設置する必要がないため、当該計測器の設置に必要なスペースや、メンテナンスが不要となる。
【０１９３】
また、船舶３の航海中だけでなく、航海先の航海ルート上の気象情報も利用できる。従って、航海先の航海安定性の維持に必要な制御動作や、将来のバラスト水浄化装置の運用に対して有効な利用が可能となる。
【０１９４】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１９５】
１…バラスト原水、２…地上設備、３…船舶、２０…ポンプ、２１…濾過装置、
２２〜２４…水配管、３０…貯留タンク、３１…殺菌処理装置、３２…ポンプ、
３３，３４…水配管、３５…貨物貯留部、６０…バラスト水の原水供給用ポンプ、
６１…バラスト水供給用ポンプ、６２…バラスト水排水用ポンプ、
６３…水循環用ポンプ、７０〜７８…水配管、８０〜８３…貯留タンク、
９０…制御装置、９１…タイマ、９２…通信装置、９３…サーバ、１７０…水位計、
１８０…振動計、１９０…風速計。
【図１】
0005537582.tif 000003
【図２】
0005537582.tif 000004
【図３】
0005537582.tif 000005
【図４】
0005537582.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
0005537582.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
0005537582.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
0005537582.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
0005537582.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
0005537582.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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