(57)【要約】  本発明は、船舶用のバラスト水の電解消毒装置に係り、より具体的には、船舶用のバラスト水に残留する細菌をはじめとする水中生物を除去または不活性化するための消毒装置において、両端の一方にバラスト水が流れ込まれる流入口が設けられ、他方にはバラスト水が流れ出る流出口が設けられ、前記流入口側に過流生成用のバッフル装置が設けられ、前記流出口側には残留塩素濃度測定用のセンサーが設けられ、前記バッフル装置とセンサーとの間の途上にあるチャンバー内に一対の電極を１組とする電極組が多数設けられている電解モジュールと、前記電解モジュールに電源を供給する電源供給装置と、前記バラスト水を流入・流出させるポンプと、前記ポンプに接続される配管及び弁よりなる接続手段と、を備えてなることをその技術的構成上の特徴とする。【選択図】図２
2009507638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶用のバラスト水に残留する細菌をはじめとする水中生物を除去または不活性化させるための消毒装置（１００）において、
両端の一方にバラスト水（４０）が流れ込まれる流入口（１１−１）が設けられ、他方にはバラスト水（４０）が流れ出る流出口（１１−２）が設けられ、前記流入口（１１−１）の側に過流生成用のバッフル装置（２０）が設けられ、前記流出口（１１−２）の側には残留塩素濃度測定用のセンサー（３０）が設けられ、前記バッフル装置（２０）とセンサー（３０）との間の途上にあるチャンバー（１１）内に一対の電極（１２）を１組とする電極組（１２−１）が多数設けられている電解モジュール（１０）と、
前記電解モジュール（１０）に電源を供給する電源供給装置（５０）と、
前記バラスト水（４０）を流入・流出させるポンプ（６１）と、前記ポンプ（６１）に接続される配管（６２）及び弁（６３）よりなる接続手段（６０）と、
を備えてなることを特徴とする船舶用のバラスト水の電解消毒装置。
【請求項２】
前記チャンバー（１１）は、耐酸化性の不導体であることを特徴とする請求項１に記載の船舶用のバラスト水の電解消毒装置。
【請求項３】
前記電極（１２）は、板状電極（１２−２）であることを特徴とする請求項１に記載の船舶用のバラスト水の電解消毒装置。
【請求項４】
前記電極（１２）は、網状電極（１２−３）であることを特徴とする請求項１に記載の船舶用のバラスト水の電解消毒装置。
【請求項５】
前記電極（１２）は、チタンにイリジウム酸化物をコートして得られることを特徴とする請求項１に記載の船舶用のバラスト水の電解消毒装置。
【請求項６】
前記電極（１２）は、それぞれ５〜２０ｍｍの間隔にて配設されることを特徴とする請求項１に記載の船舶用のバラスト水の電解消毒装置。
【請求項７】
前記電極組（１２−１）は流水方向と水平になるように設けられて、バラスト水の流速及び流量に応じて電流量が調節されることを特徴とする請求項１に記載の船舶用のバラスト水の電解消毒装置。
【請求項８】
流入水と最初に接触する１段目の電極（１２）は板状電極（１２−２）とし、２段目以降の電極組（１２−１）は網状電極（１２−３）とすることを特徴とする請求項１、請求項３または請求項４に記載の船舶用のバラスト水の電解消毒装置。
【請求項９】
前記板状電極（１２−２）は、流水方向と水平になるように設けられる場合に限って用いられることを特徴とする請求項１、請求項３または請求項７に記載の船舶用のバラスト水の電解消毒装置。
【請求項１０】
前記電極組（１２−１）は流水方向と垂直となるように設けられて、バラスト水の流速及び流量に応じて電流量が調節されることを特徴とする請求項１に記載の船舶用のバラスト水の電解消毒装置。
【請求項１１】
前記電極組（１２−１）の＋電源（５０−１）と―電源（５０−２）が他の電極組（１２−１）と隣り合う位置においては同じ極の電源として対応するように配置され、電極組（１２−１）内においては―電極（１２−５）と＋電極（１２−４）とが交差するように設けられ、他の電極組（１２−１）と隣り合う位置においては他の電極として配置されることを特徴とする請求項１に記載の船舶用のバラスト水の電解消毒装置。
【請求項１２】
前記電源供給装置（５０）は交流電力を直流電力に切り替え、タイマーにより周期的に極性を切り替え、２０Ｖ以下の低電圧の直流電源を電極（１２）に供給することを特徴とする請求項１に記載の船舶用のバラスト水の電解消毒装置。
【請求項１３】
前記電源供給装置（５０）は直流電力を交流電力に切り替え、周波数変換装置により交流のサイクルを調節し、２０Ｖ以下の低電圧の交流電源を電極（１２）に供給することを特徴とする請求項１に記載の船舶用のバラスト水の電解消毒装置。
【請求項１４】
前記電源供給装置（５０）は、前記残留塩素濃度測定用のセンサー（３０）により電解モジュール（１０）に供給する電流量が制御されることを特徴とする請求項１、請求項１２または請求項１３に記載の船舶用のバラスト水の電解消毒装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は船舶用のバラスト水の電解消毒装置に係り、さらに詳しくは、板状または網状の電極組を内蔵した電解モジュールをバラスト水の配管に接続されるように配設し、バラスト水の消毒が、該バラスト水が電解モジュールを通過する過程で電解モジュールの内部の電極表面と接触することにより起こる電気化学的な反応により行われるようにし、残留塩素測定センサーにより投入電力量を自動的に調節することにより、流出水の残留塩素濃度を一定に保持する船舶用のバラスト水の消毒装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、海上において運送する荷物船舶は、類似する荷物の相互交換のために往復航海する船舶を除いては、ほとんどの場合に片道運航をすることを余儀なくされるため、片道運航を満載状態で航海し、帰還航海時には船舶のバランス、安全性及び操縦性の向上などのためにバラスト水（淡水または海水）を船内に流れ込ませてバラスト状態で航海をしている。
【０００３】
しかしながら、前記バラスト水には海洋生態系の破壊の主犯となる水中生物と水因性疾病の発生原因となる細菌などが含まれているため、全世界的に海洋汚染の原因となることから、国際海事機構（ＩＭＯ）においてはこの規制法案を用意している。
【０００４】
このため、前記バラスト水を処理する方法及び装置への研究がアメリカ、ヨーロッパ及びアジアの諸国において盛んに行われているが、このために、フィルターリング法、紫外線消毒法、高温加熱法など物理、化学、電気的な処理方法と装置が開発されている。
【０００５】
前記電気的な処理方法のうち、電気分解する過程で生成される各種のラジカルと電位差との複合効果により有害細菌を消毒する方法または装置に関連して、韓国特許出願第１０−１９９５−３６０７９号公報（１９９５年１０月１９日）に記載の「浄水器殺菌装置」は、電気化学的に水中に発生したラジカルにより逆浸透圧浄水器の貯水タンクの内部に繁殖する細菌を殺菌する装置であり、韓国特許出願第１０−２００１−７０１２７１４号公報（２００１年１０月５日）に記載の「水の電解消毒法法及び電解消毒装置」は次亜塩素酸塩と銀イオンまたは次亜塩素酸塩と銀イオン及び銅イオンが溶解された水を用いて食品製造時の原料洗浄水、機器や容器などの除菌洗浄水及び船舶の飲用水などを短時間にて消毒可能な電解消毒法法及び装置である。また、韓国特許出願第１０−２００２−３６０８６号公報（２００２年６月２６日）に記載の本発明者による「下水処理場の放流水の電解消毒設備」は、下水処理場の放流水を電気分解して消毒処理する電解消毒設備に関する発明である。
【０００６】
しかしながら、これらの従来の技術は、電気分解された水に含まれている次亜塩を消毒しようとする水に投入することにより対象水を消毒するというところに特徴がある。すなわち、従来の技術は、処理対象水と消毒水が区分されており、電気分解過程を経た消毒水に含まれている次亜塩及びラジカルを処理対象水に投入することにより消毒する方式であるため、電気分解時に発生するラジカルの寿命が極めて短くて（ヒドロキシルラジカル１／１００秒以下）処理対象水に達する前に分解されてしまうだけではなく、電極の表面近くに形成される電位差による消毒効果が活用できず、比較的に残留性の高い次亜塩素酸イオンなどに依存してしまうという不都合があり、消毒効率に限界があった。特に、処理対象水の量が膨大して瞬時に殺菌された方がよいとされるバラスト水はそのような不都合の改善がより強く切望されている。なお、海水の電気分解時に必然的に発生する残留塩素の濃度が一定の基準以上となると、海洋生態系に悪影響を及ぼす恐れがあり、これに対する適切な方案の模索が必要であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、バラスト水を電解モジュールに直接的に通過させることにより、ラジカルの生成及び電位差の発生の核心となる電極表面に処理対象となるバラスト水を直接的に接触させて流出水の基準に適するように消毒されるようにし、低い残留塩素濃度を発生しながらも、バラスト水に残留する水中生物、大腸菌及び一般細菌を効率よく不活性化させることのできる船舶用のバラスト水の電解消毒装置を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の一実施の形態による船舶用のバラスト水の電解消毒装置は、船舶用のバラスト水に残留する細菌をはじめとする水中生物を除去または不活性化するための消毒装置において、両端の一方にバラスト水が流れ込まれる流入口が設けられ、他方にはバラスト水が流れ出る流出口が設けられ、前記流入口側に過流生成用のバッフル装置が設けられ、前記流出口側には残留塩素濃度測定用のセンサーが設けられ、前記バッフル装置とセンサーとの間の途上にあるチャンバー内に一対の電極を１組とする電極組が多数設けられている電解モジュールと、前記電解モジュールに電源を供給する電源供給装置と、前記バラスト水を流入・流出させるポンプと、前記ポンプに接続される配管及び弁よりなる接続手段と、を備えてなることをその技術的な構成上の特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
このため、本発明によるバラスト水電解消毒装置は、バラスト水に残留する毒性ビブリオコレラ、大腸菌及び一般微生物などをはじめとする水中生物を有効に消毒することができる。
【００１０】
また、本発明の電解消毒装置は２０Ｖ以下の低電圧にて運転可能であることから、感電などの危険性がなく、残留塩素量が自動的に調節できることから、バラストの流出水基準に適合させることが容易であり、しかも、自動極性切り替え方式によるスケールの脱離が容易であることから、電極にスケールが固着せず、消毒装置の効率が長期に亘って維持可能になるという特徴がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本発明のさらなる目的、特徴及び利点は、図面と結び付けて後述する発明の詳細な説明から一層明確に理解できるであろう。
【図１】図１は、本発明による電解消毒装置の消毒原理を示す説明図。
【図２】図２は、本発明によるバラスト水の電解消毒装置の概念図。
【図３】図３は、図３Ａ及び図３Ｂは本発明の一実施の形態における水平型電極組を示す平面図及び斜視図。
【図４】図４は、同上図２に示す電解モジュールの拡大図。
【図５】図５は、同上図２のＡ−Ａ’による垂直断面図。
【図６】図６は、同上図４の電極組の詳細図。
【図７】図７は、図７Ａ及び図７Ｂは本発明による網状電極及び板状電極を示す平面図。
【図８】図８は、本発明によるバッフル装置の断面斜視図。
【図９】図９は、図９Ａ及び図９Ｂは本発明による電解消毒装置の投入電力による総塩素発生量、及び生物濃度（クロロフィル）の変化量を示すグラフ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面に基づき、上記の如き構成を有する本発明による船舶用のバラスト水の電解消毒装置の技術的な仕様による一実施の形態を詳述する。
【００１３】
図１は、本発明による電解消毒装置の消毒原理を示す説明図であり、図２は、本発明によるバラスト水の電解消毒装置の概念図であり、図３のＡ及びＢは、本発明の一実施の形態における水平型電極組を示す平面図及び斜視図である。また、図４は、同上図２に示す電解モジュールの拡大図であり、図５は、同上図２のＡ−Ａ’による垂直断面図であり、図６は、同上図４の電極組の詳細図である。さらに、図７のＡ及びＢは、本発明による網状電極及び板状電極を示す平面図であり、図８は、本発明によるバッフル装置の断面斜視図であり、図９のＡ及びＢは、本発明による電解消毒装置の投入電力による総塩素発生量、及び生物濃度（クロロフィル）の変化量を示すグラフである。
【００１４】
まず、図１は、本発明による電解消毒装置の消毒原理を示すものであり、電極１２の表面において発生した電位差及びラジカルにより瞬時消毒が行われ、発生された残留塩素（次亜塩）により消毒反応が持続する様子を示している。水を電気分解すれば、ヒドロキシルラジカル（ＯＨ・）、ヒドロパーオキシラジカル（ＨＯＯ・）、スーパーオキシドラジカル（Ｏ２−）、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）、次亜塩素酸イオン（ＯＣｌ−）などのラジカルが発生するが、ラジカルは高い電位差（２Ｖ）を有し、ほとんどの有機物と非常に高速にて且つ均一に反応するという特徴がある。
【００１５】
このため、本発明による電極組の電極１２を通過すると、その中に残留する水中生物、大腸菌及び一般微生物が次第に活性化されて電位差及びラジカルによりほとんどが瞬時に消毒（死滅）され、結果として、一部生存する生物も残留塩素により不活性化されるのである。以下、電解モジュールによりバラスト水が消毒される機構を説明する。
【００１６】
（１）ラジカルによる殺菌
水を電気分解するときに両極から主として発生するラジカルとしては、ヒドロキシルラジカル（ＯＨ・）、ヒドロパーオキシラジカル（ＨＯＯ・）、スーパーオキシドラジカル（Ｏ２−）、過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）があるが、数秒から数億分の１秒といった短時間で存在する不安定な物質であるが、イオン交換により細菌を瞬時に殺菌、消毒する機能に優れているという特徴がある。
【００１７】
例えば、２ＯＨ→Ｈ２Ｏ２反応により生成された過酸化水素は強力な酸化剤であって、汚染物質を酸化分解させる能力が抜群であり、陽極及び院極から発生するＯＨ−イオンは酸化、還元反応を引き起こして汚染物質を除去する役割を果たす。
【００１８】
（２）電位差による瞬時殺菌
水に直流電源を通電させると、電位差（ＯＲＰ）が発生する。このとき、陽極（＋）から発生する＋電位差が１１００ｍＶ以上であれば、大腸菌及び一般細菌が細胞膜を破壊して瞬時に細菌などの微生物を殺菌することになる。
【００１９】
すなわち、微生物が電場に置かれると、細胞膜に微細気孔ができ、微細気孔を介して外部の電解水が浸透圧現象により微生物の体内に流れ込むと、細胞が膨張する。膨張した細胞が臨界点に達すると、溶血現象により細胞膜が破壊されて死滅されるのである。これらの一連の過程は１０−３秒内の短時間で完了するため、瞬時消毒が可能になる。
【００２０】
このとき、電極１２の極性（＋極、−極）を周期的に切り替えると、電位差による殺菌の効果が極大化される。すなわち、極性の切り替えにより＋極と−極との間の電位差がさらに大きくなるため、殺菌効果も大きくなる。特に、電解消毒装置に流れ込まれるバラスト水配管の高い流速に鑑みてみたとき、電極の極性切り替え周期が秒単位以下に短くなるほど殺菌の効果が上がるということが予想できる。
【００２１】
（３）生成された残留塩素による持続殺菌
海水を電気分解すれば、水中の塩分（ＮａＣｌ）が残留塩素（ＯＣｌ−、ＨＣｌＯ）の形態に一部切り換わる。次亜塩もラジカルの一種であるが、他のラジカルとは異なり、持続力を有し、生物を殺菌することになる。海水中電気分解時に生成される残留塩素の生成濃度は電極のコーティング材質、滞留時間及び投入電力量と相関関係を有するが、高い残留塩素濃度を海に放流する場合、他の生物破壊の原因となるため、できる限り低い濃度に維持する必要性がある。このため、できる限り次塩発生量の少ない電極を用いて短い接触時間と低い電流量にて消毒することが本発明の要旨である。
【００２２】
図２は、本発明によるバラスト水電解消毒装置１００の概念図であり、船舶のタンクにバラスト水４０を満たすときには２つの外部流入弁６３−１とタンク流入弁６３−３を開き、２つのタンク流出弁６３−２と外部流出弁６３−４を閉じて、ポンプ６１により外部流入弁６３−１に海水を流れ込ませて電解モジュール１０において海水を直接的に電気分解して消毒し、電気分解により消毒されたバラスト水を流出するときにはその逆順にすることが基本的な作業順序であり、本発明の電解消毒装置１００の接続手段６０は、浮遊固形物を除去するためのろ過フィルター（図示せず）を外部流入弁６３−１の入口にさらに備えることができる。通常、従来のバラストポンプの前端には浮遊固形物の流入を防ぐためにストレーナー（ろ過器）が設けられていて、電解消毒される前の流入水に含まれている浮遊固形物を除去する役割を果たすため、ストレーナーだけで別途のろ過フィルターなしに稼動する構成をとることができる。
【００２３】
本発明の電解モジュール１０は、中央に位置して胴体部としてのチャンバー１１内に＋電極１２−４と―電極１２−５の一対を１組とする電極組１２−１を多数取り付けており、前記チャンバー１１の両端にはバラスト水４０が通過する配管６２に接続された流入口１１−１及び流出口１１−２が設けられているが、前記流入口１１−１及び流出口１１−２の外側配管６２には多数の流入・流出用の弁６３−１、６３−２、６３−３、６３−４が設けられている。また、前記電解モジュール１０の流入口１１−１の側には過流生成用のバッフル装置２０が設けられ、前記流出口１１−２の側には残留塩素測定用のセンサー３０が設けられる。前記電解モジュール１０はバラスト水４０を電極組１２−１の間に通過させながら電源供給装置５０から電源を供給されて電気分解して電気化学的な反応によりバラスト水４０が処理されるようにする。ここで、ポンプ６１、配管６２及び弁６３は接続手段６０である。
【００２４】
前記電解モジュール１０の流入口１１−１の側のバッフル装置２０は電気分解される前の流入水を過流させることを特徴とし、前記流出口１１−２の側の残留塩素測定用のセンサー３０は電解モジュール１０を通過しながら電気分解されたバラスト水４０の残留塩素量を一定の範囲内に維持するための制御装置であって、電源供給装置５０に信号を送信して電解モジュール１０内に設けられている電極組１２−１の電流量が増減されるように制御するものである。これは、電気分解された処理水内の残留塩素量は電流量に比例して生成される特徴があるという点を用いたものである。
【００２５】
また、前記電解モジュールのチャンバー１１はバラストポンプの強い水圧に耐える強度条件と、海水の塩分及び電気分解時に発生するラジカルなど酸化性の物質に耐える耐酸化性の条件と、電流が通じない不導体の条件を満足する材質から製作されなければならない。
【００２６】
前記電源供給装置５０は、電極１２を有効に洗浄するために電極１２の極性、すなわち、（＋）極及び（−）極を周期的に切り替える切り替え方式により電極１２に付着したスケールを脱離させる自動洗浄方法である極性切り替え方式を採択している。このように、電極１２の極性を周期的に切り替えることは、電位差の消毒効果をなお一層高めるため、特に、バラスト水４０の消毒のための電解消毒装置１００において電位差による消毒の効果を高めるという役割も果たす。そして、前記電源供給装置５０は交流電力を直流電力に切り換え、内蔵されたタイマー（図示せず）により周期的に極性を切り替えて電力を供給し、２０Ｖ以下の低電圧の直流電源を前記電解モジュール１０内の電極１２に電力を供給するように構成することが好ましい。
【００２７】
このとき、切り替え周期は電極組が流水方向に垂直である場合にはやや長くても構わないが、流水方向に水平である場合に通過流速が約１００〜３００ｃｍ／秒に達するため、滞留時間が１秒未満に過ぎず、切り替え周期が秒単位以下に短い電源供給装置５０を選択することがより好ましい。
【００２８】
一方、電源供給時に極性を切り替える他の方法として、直流電力を交流電力に切り替え、周波数変換装置（インバーター）により交流のサイクルを調節し、交流電力のボルトを２０Ｖ以下に下げて２０Ｖ以下の低電圧の交流電力を電極１２に供給して消毒効率を高めるという方法がある。交流電力はそれ自体が既に周期を有している電力であるため、整流器を経ることなく、交流のボルトを下げて注入すれば、自然に電極の極性が周期的に切り替わるため、直流電源に比べてより優れた効率を示すこともできる。但し、交流電流は、直流とは異なり、緩やかな曲線を示すため、電極の寿命がやや短くなるという欠点がある。
【００２９】
図３Ａ及び図３Ｂは本発明の一実施の形態として、水平型電極組の構成を概略に示す平面図及び斜視図であり、特に、図３Ａは本発明の電極組１２−１のチャンバー１１内構造を説明するために一部の構成を示すものであり、バラスト水４０の流れ方向に電極組１２−１が２つの端をなして水平に配列される様子を平面的に示している。
【００３０】
本発明において、前記電解モジュールの電極１２はバラスト水４０の流水方向に水平になるように配列するが、処理対象となるバラスト水４０のポンプ吐出量により使用電極１２の面積、個数及び段数を異ならせて電流量を調節することを特徴とし、電極の配列方式にも垂直型と水平型があるが、垂直型の方が水平型よりも瞬時消毒効率に優れているが、電極１２が流水を塞ぐことにより耐久性に問題点がある恐れがあり、電極１２を流水方向に水平に設けることがより好ましい。
【００３１】
しかしながら、水平型の場合、バラスト水４０と電極１２との接触頻度が低下して瞬時消毒効率が低下する恐れがあり、バラスト水４０と電極１２との接触頻度を高めるために流れ込まれるバラスト水４０に過流を生成させて電極と当接する頻度を最大化可能に、図２に示すように過流を引き起こすバッフル装置２０を流入口１１−１の側に取り付け、必要に応じて、使用電極１２も板状電極１２−２よりは網状電極１２−３を用いることにより、同じ電流量にて瞬時消毒効率を高めることができる（図６Ａ及び図６Ｂ参照）。
【００３２】
図４は、前記図２に示す電解モジュールの拡大図であり、図５は、前記図２のＡ−Ａ’による垂直断面図であり、図６は、前記図４の電極組の詳細図であって、図４及び図６は電解モジュール１０を電極の配列に垂直になるように切り取った断面であって、電極組１２−１が多段に配列されている様子と、前記電極組１２−１の＋電源５０−１と―電源５０−２が他の電極組１２−１と隣り合う位置においては同じ極の電源として対応するように配置され、電極組１２−１内においては―電極１２−５と＋電極１２−４が交差するように設けられ、他の電極組１２−１と隣り合う位置においては他の電極として配置されることを示している。また、前記電極１２間の間隔はそれぞれ５〜２０ｍｍにて配置して電極１２の間隔が狭すぎて流水の流れを妨げたり、広すぎて電気分解の効率が低下することを防ぐ。
【００３３】
図４Ｂは、電解モジュール１０を電極の配列に水平になるように切り取った断面図であって、網状電極１２−３の全面が現れるように配列されたことを示している。
【００３４】
そして、前記電極の材質は、電解時に発生する酸化性物質に耐久性を有するために耐酸化性のものであり、安定性の維持のために不溶性の材質である伝導体素材である必要があるため、チタン素材にイリジウム酸化物をコートした不溶性の電極として用いることが好ましい。
【００３５】
電解モジュール１０の内部の多数の電極組１２−１は電極１２間の間隔を維持し、且つ、短絡を防ぐために、スペーサーまたはインナーケースに取り付けて用いることもできる。前記スペーサーまたはインナーケースは絶縁される必要があるため、ＰＶＣ系の絶縁性合成樹脂から製作することが好ましいが、より好ましくは、電気分解時に発生する酸化物質により強い特性があるＰＰ、ＦＲＰなどの素材が好適である。
【００３６】
図７Ａ及び図７Ｂは、本発明による網状電極及び板状電極を示す平面図であり、図７Ａは、本発明による電解消毒装置に用いられる電極を示すものであり、垂直型及び水平型電極の両方ともに使用可能な網状電極１２−３を、図７Ｂは水平型の電極にのみ使用可能な板状電極１２−２を示すものである。
【００３７】
前記図３に関する説明において一部説明したように、本発明による電解モジュールにおいては、バラスト水４０の流入方向に垂直または水平に電極１２が配列されるが、垂直型モデルの場合には水が電極面を通過しなければならないため、網状電極１２−３が用いられ、水平型の場合には水が電極の面と面との間に通過するため、電極は板状電極を用いることができ、網状電極を用いても構わなく、単一の電解モジュール内において板状電極と網状電極を併用することもできる。
【００３８】
但し、水平型であっても、電極の面と面との間に水が通過するときよりも水が電極面と接触する接触頻度を高めるためには、相対的に過流が多く発生する網状電極の方が消毒効率が高いというメリットがある。これに対し、網状電極は板状電極よりも衝撃に弱いため、強い水圧に長時間露出される場合、物理的な損傷を蒙ることがあるため、電極の寿命が板状電極よりも短いという欠点がある。このため、バラスト水４０が流れ込まれて最初に接触する電極１２は板状電極１２−２とし、バラスト水が流れ込まれる圧力により磨耗または損傷を極力抑え、２段目以降の電極組１２−１は網状電極１２−３として、電極面自体において発生する過流により電極とバラスト水が接触する頻度が最大となるように構成することができる。
【００３９】
前記図８は過流生成用のバッフル装置２０の斜視断面図であり、装置２０内に斜めに取り付けられたバッフル羽根２０−１により流れ込まれるバラスト水４０が回転力を有することになるため、電極面との接触頻度を高めて消毒効率を高めることができる。上述したように、本発明による電解消毒装置は、多段の電極組を内蔵した電解モジュールによりバラスト水を消毒する。バラストポンプを用いてバラスト水を一旦外部から電解モジュール内に流れ込ませる。流れ込まれたバラスト水が流水方向と水平になるように配列された電極組を通過すると、バラスト水が電極面と接触しながら電気化学的な反応により直接的に消毒されるのである。
【００４０】
現在、残留塩素量に対する制限数値は規定されていないが、通常、国際海事機構（ＩＭＯ）においては、約２０ｐｐｍ以下であれば、流出水として好適であると認めている傾向にあるため、流出水の塩素濃度は約２０ｐｐｍ以下になるように措置をとることが好ましい。前記残留塩素測定センサーと電源供給装置が自動的に作動されるようにして電解モジュールにおいて処理されるバラスト水の残留塩素濃度が上がり、一定数値以下に維持されるように調節する。
【００４１】
以上の過程を経て電気分解され、残留塩素濃度が調節されたバラスト水は電解モジュールの流出口及び配管を介して外部に流れ出る過程を経る。
【００４２】
図９は、本発明による電解消毒装置の殺菌力を確かめるために、電解消毒装置における消費電力量による残留次塩の濃度とクロロフィルにより測定した生物濃度を示すものであり、図９Ａは電解消毒装置の投入電力による総塩素発生量を示すものであり、図９Ｂは投入電力による生物濃度をクロロフィルにより測定した数値を示すグラフである。
【００４３】
【表１】
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【００４４】
前記表及び図９Ａ及び図９Ｂから明らかなように、次塩濃度（総塩素発生量）は投入電力量が増大するに伴い上がるが、投入電力が３０Ｗ程度であれば、２２ｍｇ／ｌの次塩濃度を発生することから、流出水として好適な数値であると判断され、生物濃度は原水に比べてほとんど９９％以上死滅されて、消毒効率や流出次塩濃度を考慮したときに好適であった。
【００４５】
上記の実験結果から、投入する電力量を調節することにより、バラスト水の残留塩素量及び消毒効率を調節してより効率よい殺菌が行えるということが分かる。
【００４６】
以上、本発明の好適な実施の形態を詳細に説明したが、当業者には、請求の範囲で規定された本発明の精神と範囲から逸脱することなく、その形態や細部に種々の変更がなされても良いことは明らかである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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