(57)【要約】    【課題】  原水となる淡水又は海水中の水生生物を死滅させる方法以外の方法で除去すると共に、除去された水生生物濃縮液を系外へ排出させない船舶用バラスト水の製造方法及び製造装置を提供すること。    【解決手段】  原水を分離膜に通すことにより原水中の水生生物を濃縮分離し、該膜処理水をバラスト水として用いる方法において、該濃縮分離された濃縮液を殺菌処理する船舶用バラスト水の製造方法。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水を分離膜に通すことにより原水中の水生生物を濃縮分離し、該膜処理水をバラスト水として用いる方法において、該濃縮分離された濃縮液を殺菌処理することを特徴とする船舶用バラスト水の製造方法。
【請求項２】
更に前記分離膜を逆洗する工程を有するものであって、該逆洗により得られる逆洗水を殺菌処理することを特徴とする請求項１記載の船舶用バラスト水の製造方法。
【請求項３】
原水を分離膜に通すことにより原水中の水生生物を該分離膜に捕捉し、該膜処理水をバラスト水として用いる方法において、該分離膜を逆洗する工程を有し、該逆洗水を殺菌処理することを特徴とする船舶用バラスト水の製造方法。
【請求項４】
前記殺菌処理が、加熱処理、機械的破砕処理又は薬品処理であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の船舶用バラスト水の製造方法。
【請求項５】
原水を耐熱性の分離膜に通すことにより原水中の水生生物を該分離膜に捕捉し、該膜処理水をバラスト水として用いる方法において、該分離膜を直接加熱殺菌する工程を有することを特徴とする船舶用バラスト水の製造方法。
【請求項６】
前記原水が、船舶が停泊する港湾域の海水、又は淡水であることを特徴とする
請求項１〜５のいずれか１項記載の船舶用バラスト水の製造方法。
【請求項７】
前記原水の分離膜処理及び殺菌処理を船舶上で行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の船舶用バラスト水の製造方法。
【請求項８】
原水を分離膜に供給する原水供給手段と、供給された原水中の水生生物を濃縮分離する又は該分離膜に捕捉する分離膜装置と、膜処理水をバラスト水として得る手段と、濃縮分離された濃縮液又は逆洗水を殺菌処理する殺菌装置を備えることを特徴とする船舶用バラスト水製造装置。
【請求項９】
原水を分離膜に供給する原水供給手段と、供給された原水中の水生生物を該分離膜に捕捉する分離膜装置と、膜処理水をバラスト水として得る手段と、該分離膜を直接加熱殺菌する殺菌装置を備えることを特徴とする船舶用バラスト水製造装置。
【請求項１０】
汲み上げられた原水を積載する複数のバラスト水槽と、該バラスト水槽に貯留された原水中の水生生物を濃縮分離する又は分離膜に捕捉する分離膜装置と、該分離膜装置で得られる膜処理水を貯留する逆洗用タンクと、それぞれのバラスト水槽と該分離膜装置を接続する原水供給管と、該逆洗用タンクとそれぞれのバラスト水槽を接続する膜処理水供給管と、濃縮分離された濃縮液又は逆洗水を殺菌処理する殺菌装置を備えることを特徴とする船舶搭載バラスト水製造装置。
【請求項１１】
汲み上げられた原水を積載する複数のバラスト水槽と、該バラスト水槽に貯留された原水中の水生生物を分離膜に捕捉する分離膜装置と、それぞれのバラスト水槽と該分離膜装置の原水流入配管を接続する原水供給管と、該分離膜装置の膜処理水流出配管とそれぞれのバラスト水槽を接続する膜処理水供給管と、該分離膜を直接加熱殺菌処理する殺菌装置を備えることを特徴とする船舶搭載バラスト水製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶の航行時における重心安定のために積載する微生物などが除去された船舶用バラスト水（以下、単に「バラスト水」とも言う。）の製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原油タンカー、鉱石運搬船、自動車運搬船等は空荷や積載貨物量が少ない状態で航行する場合がある。その際、船体が浮力により浮き上がり、スクリューや方向舵が水面下に没しなかったり、水面上の船体が風の影響を大きく受けて操縦性が損なわれ航行上極めて危険な状態となる。このため、通常の船舶は航行時の浮力を調整するため、通常載荷重量の３０〜４０重量％のバラスト水を積載する。
【０００３】
例えば、原油タンカーによる輸送は産油国と消費国の往復となり、消費国から産油国への航行では積荷がなく、消費国で船舶内の油槽に停泊区域の海水等を積載してバラスト水としている。一方、バラスト水を積んだ船舶は産油国の近海、あるいは港湾でバラスト水を排出して、原油を再度積載している。
【０００４】
近年、船舶から排出されるバラスト水により特定海域に本来生息しない微生物が持ち込まれ、これに起因して海洋生態系の破壊が生じ、当該水域住民の生活に重大な被害を与えるだけではなく、全世界的な海洋環境の破壊が生じており、深刻な国際問題となっている。このため、バラスト水中の微生物除去を目的として、国際的な規模で各種の方法が検討されている。
【０００５】
バラスト水として汲み込まれる海水中の微生物を除去する方法としては、例えば海水を加熱して微生物を死滅させる方法（特開２００３−１８１４４３号公報）、海水に紫外線を照射して微生物を不活性化させる方法（特表２０００−５１５８０３号公報、特開平１１−２６５６８４号公報）、海水を電解装置に通して死滅させる方法（特開２００３−３３４５６３号公報）、ヨウ素で処理する方法（特表２００２−５０４８５１号公報）及び次亜塩素酸で処理する方法（特開平０４−３２２７８８号公報）等が提案されている。
【０００６】
また、従来、船舶用のバラスト水としては海水が使用されているものの、近年、離島の応援給水を目的として、船舶のバラスト水として水道水を用いた例も報告されている。また、産油国においては飲用水や工業用水などの淡水が不足しており、船舶用のバラスト水として水道水を用い、これを産油国に持ち込み、有効利用する方法も考えられる。
【特許文献１】特開２００３−１８１４４３号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特表２０００−５１５８０３号公報（特許請求の範囲）
【特許文献３】特開平１１−２６５６８４号公報（特許請求の範囲）
【特許文献４】特開２００３−３３４５６３号公報（特許請求の範囲）
【特許文献５】特表２００２−５０４８５１号公報（特許請求の範囲）
【特許文献６】特開平０４−３２２７８８号公報（特許請求の範囲）
【特許文献７】特開平２００３−１５４３６０号公報（特許請求の範囲）
【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、海水を加熱する方法は、加熱エネルギーの調達手段によっては経済的ではなく、また、海水に紫外線を照射する方法は、全ての微生物を死滅又は不活性化させるために要する電力が膨大であり、また高流量の海水を処理するには多数のＵＶ装置を並列に設置しなければない等装置の設置コストを高騰させる。また、海水を次亜塩素酸等の薬剤で処理する方法は、大量の薬剤が必要となり、処理後の海水の中和に多大の中和剤を使用せざるを得ない。
【０００８】
海水中の微生物を死滅させる方法は、前述の如く、微生物の死滅に完全を期し難く、また屍骸による汚染が生態系に与える影響も懸念されている。更に死滅せずに残留した少量の微生物が輸送中に増殖することから、これらの微生物を完全に除去する方法の開発が切望されている。また、海水を濾過膜に通すことで海水中の微生物を除去する方法も知られているが（特開２００３−１５４３６０号公報）、この方法で得られる膜濾過水は魚介類の洗浄等に使用されるものであって、船舶のバラスト水に使用するものではない。
【０００９】
一方、水道水などの淡水は、通常数日間放置すると例え水道水であっても添加されている遊離塩素が消失するため、腐敗臭がして飲用できなくなる。例えば我が国から産油国への航行は約１０日間程度かかるため、たとえ水道水を船舶に搭載したとしても腐敗して利用できなくなる。淡水を腐敗させる原因は淡水中の微生物であるため、微生物を公知の方法で死滅させればよい。しかし、淡水中の微生物を死滅させる方法は、前述の如く、微生物の死滅に完全を期し難く、また死滅せずに残留した少量の微生物が輸送中に増殖することから、これらの微生物を完全に除去する方法の開発が切望されている。
【００１０】
従って、本発明の目的は、原水となる淡水又は海水中の水生生物を死滅させる方法以外の方法で除去すると共に、除去された水生生物濃縮液を系外へ排出させない船舶用バラスト水の製造方法及び製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる実情において、本発明者らは鋭意検討を行った結果、原水を分離膜に通すことにより原水中の水生生物を濃縮分離し又は分離膜に捕捉し、該膜処理水をバラスト水として用いる方法において、該濃縮分離された濃縮液又は分離膜を殺菌処理すれば、あるいは逆洗工程を有する場合には、逆洗水を殺菌処理すれば、原水中の水生生物を死滅させる方法以外の方法で除去すると共に、除去された水生生物濃縮液を系外へ排出させないため、バラスト水が廃棄される航行先の海洋環境を破壊することがないこと等を見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
すなわち、本発明（１）は、原水を分離膜に通すことにより原水中の水生生物を濃縮分離し、該膜処理水をバラスト水として用いる方法において、該濃縮分離された濃縮液を殺菌処理する船舶用バラスト水の製造方法を提供するものである。
【００１３】
また、本発明（２）は、更に前記分離膜を逆洗する工程を有するものであって、該逆洗により得られる逆洗水を殺菌処理する前記船舶用バラスト水の製造方法を提供するものである。
【００１４】
また、本発明（３）は、原水を分離膜に通すことにより原水中の水生生物を該分離膜に捕捉し、該膜処理水をバラスト水として用いる方法において、該分離膜を逆洗する工程を有し、該逆洗水を殺菌処理する前記船舶用バラスト水の製造方法を提供するものである。
【００１５】
また、本発明（４）は、前記殺菌処理が、加熱処理、機械的破砕処理又は薬品処理である前記船舶用バラスト水の製造方法を提供するものである。
【００１６】
また、本発明（５）は、原水を耐熱性の分離膜に通すことにより原水中の水生生物を該分離膜に捕捉し、該膜処理水をバラスト水として用いる方法において、該分離膜を直接加熱殺菌する工程を有する前記船舶用バラスト水の製造方法を提供するものである。
【００１７】
また、本発明（６）は、前記原水が、船舶が停泊する港湾域の海水、又は淡水である前記船舶用バラスト水の製造方法を提供するものである。
【００１８】
また、本発明（７）は、前記原水の分離膜処理及び殺菌処理を船舶上で行う前記船舶用バラスト水の製造方法を提供するものである。
【００１９】
また、本発明（８）は、原水を分離膜に供給する原水供給手段と、供給された原水中の水生生物を濃縮分離する又は該分離膜に捕捉する分離膜装置と、膜処理水をバラスト水として得る手段と、濃縮分離された濃縮液又は逆洗水を殺菌処理する殺菌装置を備える船舶用バラスト水製造装置を提供するものである。
【００２０】
また、本発明（９）は、原水を分離膜に供給する原水供給手段と、供給された原水中の水生生物を該分離膜に捕捉する分離膜装置と、膜処理水をバラスト水として得る手段と、該分離膜を直接加熱殺菌する殺菌装置を備える船舶用バラスト水製造装置を提供するものである。
【００２１】
また、本発明（１０）は、汲み上げられた原水を積載する複数のバラスト水槽と、該バラスト水槽に貯留された原水中の水生生物を濃縮分離する又は分離膜に捕捉する分離膜装置と、該分離膜装置で得られる膜処理水を貯留する逆洗用タンクと、それぞれのバラスト水槽と該分離膜装置の原水流入配管を接続する原水供給管と、該逆洗用タンクとそれぞれのバラスト水槽を接続する膜処理水供給管と、濃縮分離された濃縮液又は逆洗水を殺菌処理する殺菌装置を備える船舶搭載バラスト水製造装置を提供するものである。
【００２２】
また、本発明（１１）は、汲み上げられた原水を積載する複数のバラスト水槽と、該バラスト水槽に貯留された原水中の水生生物を分離膜に捕捉する分離膜装置と、それぞれのバラスト水槽と該分離膜装置の原水流入配管を接続する原水供給管と、該分離膜装置の膜処理水流出配管とそれぞれのバラスト水槽を接続する膜処理水供給管と、該分離膜を直接加熱殺菌処理する殺菌装置を備える船舶搭載バラスト水製造装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、バラスト水として使用される原水中の水生生物を分離膜で効果的に除去でき、更に濃縮分離された濃縮液又は逆洗水が殺菌処理されて廃棄されるため、船舶から排出されるバラスト水又は濃縮液などにより特定海域に本来生息しない微生物などが持ち込まれることはなく、更に海洋環境を破壊することもない。また、陸上処理の場合、膜処理水を、例えばバラスト水貯留槽に貯留しておけば、必要な時に船舶にバラスト水として汲み込める。また、船舶上処理の場合、バラスト水として使用される大量の原水を船舶の航行中に分離膜で効果的に処理できるため効率的である。また、被処理水の容量と比較して大幅に減容された濃縮液又は逆洗水を殺菌処理するので、殺菌処理のための装置を小型化でき、また薬剤殺菌の場合はその使用量を大幅に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明のバラスト水の製造方法において、原水としては、特に制限されないが、船舶が停泊する港湾域の海水、又は淡水が挙げられる。船舶が停泊する港湾域の海水としては、プランクトンや微生物などの水生生物の他、通常油分が０．０５〜１．０％含まれ、濁度が１〜１００度である。また、淡水としては、例えば工業用水、水道水、河川水、湖沼水、地下水又は下水処理水が挙げられる。これら淡水の多くは微生物を含み、通常濁度が１〜１００度である。
【００２５】
また、淡水中及び海水中の微生物のうち、特に腐敗に影響すると共に、国際的に問題とされる微生物としては、大腸菌群、コレラ菌、腸球菌、ミジンコの幼生、北太平洋ヒトデの幼生、アジア昆布の幼生、ゼブラ貝の幼生及び毒性藻類等が挙げられ、これらの微生物の大きさはほとんどが数μｍであり、最も小さいもので０．３〜０．５μｍである。また、原水中に含まれるプランクトンとしては、例えば、動物プランクトン又は植物プランクトンが挙げられ、これらプランクトンの大きさは微生物より大きい。
【００２６】
本発明において、原水を分離膜に通すことにより原水中の水生生物を濃縮分離するか、又は該分離膜に捕捉し、該膜処理水をバラスト水として用いる。すなわち、本発明で用いる分離膜は、クロスフロータイプ又は全量濾過タイプのいずれも使用でき、具体的には精密濾過膜、限外濾過膜、逆浸透膜が挙げられる。精密濾過膜（ＭＦ）は、中空糸膜、平膜、プリーツ膜、スパイラル膜及び管状膜が挙げられる。このうち、中空糸膜が、単位体積当りの濾過面積を最も大とすることができる点で好ましい。中空糸膜は、中空糸を多数本並列に並べられて用いるもので、中空構造を有し、更に該中空構造を形成する孔に連通して、膜面の該孔に連通する細孔を多数形成したものであり、外圧式と内圧式とがある。本発明において、精密濾過膜を用いる場合は、中空糸膜の細孔の径としては、０．０１〜０．４μｍ、好ましくは０．０１〜０．３μｍである。また、金属膜又はセラミック膜を用いる場合は、目開きは０．１〜５．０μｍである。
【００２７】
また、限外濾過膜の場合は、中空糸膜の細孔の径としては、０．００２〜０．０１μｍである。原水中に生息する微生物の大きさは通常数μｍ、最小のものでも０．３〜０．５μｍ程度であり、従って、上記細孔径の中空糸膜を使用すれば、原水中のこれらの微生物やプランクトンをほぼ完全に除去することができる。また、膜面に付着した水生生物を除去して、その濾過能力を回復するために逆洗を行うことが好ましいが、本逆洗とは別に、濾過中に膜面の外側から気泡でバブルさせて膜面に付着した水生生物を剥離除去する操作ができる点で外圧式中空糸膜を使用することが好ましい。
【００２８】
また、分離膜は浸漬型膜装置又は加圧型膜装置として使用される。浸漬型膜装置を用いる方法は、原水貯槽中に浸漬された該装置の該膜の方を吸引ポンプで吸引して原水中の水生生物を除去する方法である。また、浸漬型膜装置及び加圧型膜装置ともに、前述した通り、膜の下方から微細な気泡を発生させて、膜に付着した水生生物を適宜剥離させながら、膜の表面を洗浄しつつ濾過を継続することができる。
【００２９】
本発明で使用する精密濾過膜の素材としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスルホン、親水化ポリスルホン、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、ポリエーテルスルホン、酢酸セルロースなどが挙げられる。また、本発明で使用する耐熱性の分離膜としては、金属分離膜、セラミック分離膜、ポリスルホン、ポリフッ化ビニリデン等の分離膜が挙げられる。
【００３０】
原水の処理に使用される逆浸透膜は、通常逆浸透膜モジュールを組み込んだ逆浸透膜装置として使用される。逆浸透膜モジュールとしては、例えば透過水集水管に袋状の逆浸透膜をスパイラル状に巻きつけ、その上部を外装体で被覆する構造のものや外圧中空糸モジュールが挙げられる。原水はポンプにより逆浸透膜モジュールに圧入される。これにより、原水中の塩類、有機物が除去されると共に、水生生物をほぼ完全に除去することができる。従って、原水が海水の場合は、逆浸透膜の透過水は淡水化されている。
【００３１】
クロスフロータイプの分離膜の場合、水生生物が濃縮分離された濃縮液は殺菌処理され、また、分離膜を逆洗する工程を有する場合には、該逆洗水も殺菌処理される。水生生物除去工程において、時間が経過するにつれ、膜の目詰まりの原因物質となる微生物等が分離膜に付着して膜の入口と出口で膜差圧が上昇してくる。このため、原水の濾過を停止し、膜処理水を洗浄水として分離膜を逆洗する。逆洗工程を行うことにより、分離膜の濾過機能が回復する。そして、逆洗工程を終えると、再度水生生物除去工程に移り、これを繰り返し行うことで、長期間に亘る濾過を可能にする。濃縮液と逆洗水はそれぞれ個別に殺菌処理してもよいが、濃縮液と逆洗水を混合し、該混合液を殺菌処理することが、処理効率がよい点で好ましい。濃縮液と逆洗水の混合方法としては、例えば濃縮液が溜められた濃縮液貯留槽に逆洗工程で得られる逆洗水を流入させ混合する方法が挙げられる。全量濾過タイプの分離膜の場合、該分離膜を逆洗する工程を有し、該逆洗水が殺菌処理される。これら濃縮分離された濃縮液、濃縮分離された濃縮液と逆洗水の混合液、又は逆洗水（以下、「濃縮液等」とも言う。）は殺菌処理されて廃棄されるため、特に船舶上で分離膜処理される場合には、船舶から排出されるバラスト水により特定海域に本来生息しない微生物などが持ち込まれることはなく、更に海洋環境を破壊することもない。
【００３２】
濃縮液等を殺菌処理する方法としては、例えば加熱処理、機械的破砕処理又は薬品処理の各種方法が挙げられる。濃縮液等のプランクトンを死滅させるには、加熱処理、機械的破砕処理又は薬品処理のいずれの処理方法でもよく、濃縮液等の大腸菌等の微生物を死滅させるには、加熱処理又は薬品処理がよい。加熱処理としては、濃縮液等を８０℃程度に加熱して水生生物を死滅させる方法が挙げられ、機械的破砕処理としては、濃縮液等中の水生生物を例えば超音波処理により破砕して死滅させる方法が挙げられ、薬品処理としては、濃縮液等に次亜塩素酸等の殺菌剤を添加する方法が挙げられる。濃縮液等の殺菌処理は、例えば濃縮液等を濃縮液等貯留槽に流入させ、連続的にあるいは所定量溜まった後に逐次行えばよい。原水の分離膜処理において、殺菌処理が加熱処理や薬品処理の場合、濃縮液と逆洗水の混合液は、通常原水に対する割合は約１０％程度であり、逆洗水は、原水に対する割合は約１％程度であるため、原水を全量処理する場合に比べて遥かに少量の熱量又は薬品量でよく、省エネルギーであるか、また薬品によって海洋環境等を破壊することも少ない。
【００３３】
また、本発明においては、分離膜が全量濾過タイプの金属分離膜又はセラミック分離膜の場合、該分離膜を直接加熱殺菌する工程を設けることが、分離膜面に捕捉された水生生物を直接的に殺菌でき、処理効率が向上する点で好ましい。分離膜を直接加熱殺菌する方法としては、例えば、ハウジング内に原水室と処理水室を仕切る分離膜を収容し、原水室に原水を供給し、処理水室から処理水を排出し、処理水を原水室へ循環する循環ラインと、該循環ラインの循環水を加熱する加熱手段を有する濾過装置を用い、任意の時間の濾過を行った後、原水の供給を停止し、加熱した循環水を原水室に循環する方法や処理後にハウジング内の原水及び処理水を排出し、しかる後に蒸気をハウジング内に直接供給する方法が挙げられる。
【００３４】
原水を分離膜に通す方法としては、特に制限されないが、分離膜を組み込んだ膜装置の２基以上を並列配置することが好ましい。この場合、一の膜装置が逆洗工程又は回生工程であっても、他の膜装置は水生生物除去工程を実施することができ、多量の膜処理水を連続して得ることができる。また、本発明の船舶用バラスト水の製造方法において、原水の分離膜処理、殺菌処理及び分離膜の直接加熱処理は陸上で行うことも、また船舶上で行うこともできる。陸上処理の場合、該水生生物除去工程で得られる膜処理水はバラスト水貯留槽に貯留しておくことが、バラスト水貯留槽から停泊中の船舶にバラスト水を高流速で送液することができ、船舶の停泊期間をブラスト水の汲み込みのために延長させることがなくなる点で好ましい。
【００３５】
本発明のバラスト水の製造方法において、原水が海水の場合、分離膜で処理する前に予め、海水中の油分を除去することが、分離膜表面の目詰まりを防止し、透過能力の低下を防止することができる点で好ましい。すなわち、水生生物や他の濁質と異なり、油分は膜面に付着すると容易に除去することができず、分離膜を目詰まりさせ、分離能力の低下の原因となる。
【００３６】
海水の油分を除去する方法としては、特に制限されず、公知の油水分離装置を用いることができる。油水分離装置は、疎水性吸着材を用いたものが、簡易な方法で且つ高い油分吸着能力を示すので好ましい。疎水性吸着材としては、親油性のポリエチレンやポリプロピレン等の素材で作製された不織布フィルター、粉体物、及び中空糸膜が挙げられる。具体的には、油分吸着材「ダイヤマルス（商標登録）」を使用すると、極めて効率よく油分を除去することができる。海水の油分の除去工程により、例えば油分０．０５〜１．０％の海水は、油分０．００５〜０．０２％の海水とすることができる。
【００３７】
また、本発明においては、分離膜における微生物除去の負荷を低減させるために海水中の濁質を予め除去することが好ましい。海水中の濁質を除去する方法としては、特に制限されず、公知の除濁装置を用いることができる。除濁装置としては、砂濾過装置、ポリエチレンやポリプロピレン製の不織布濾過布を備えた装置、濾過槽体中に充填された繊維の束を立設した長繊維束除濁装置等が挙げられる。油分吸着材「ダイヤマルス（商標登録）」を使用すると油分の除去と濁質を共に除去することができる点で好ましい。
【００３８】
本発明の製造方法により得られた船舶用バラスト水は、船舶内バラスト水槽に貯留される間、１回又は複数回、再度の分離膜処理を行ってもよく、特に海洋に廃棄される際、船舶に搭載されたバラスト水を分離膜処理し、その膜処理水をそのまま海洋に廃棄することが好ましい。その際、発生する濃縮液又は逆洗水も殺菌処理して海洋に廃棄される。膜処理水であるバラスト水を船舶に積載後、廃棄までにはプランクトンや微生物が増殖することがあり、積載時には基準をクリアする水質であっても、廃棄時には基準を超える水質となる場合があるが、再度の分離膜処理により廃棄時に基準をクリアする水質とすることができる。
【００３９】
本発明の船舶用バラスト水の製造装置は、原水を分離膜に供給する原水供給手段と、供給された原水中の水生生物を濃縮分離する又は該分離膜に捕捉する分離膜装置と、膜処理水をバラスト水として得る手段と、濃縮分離された濃縮液又は逆洗水を殺菌処理する殺菌装置を備える装置（装置I）、原水を分離膜に供給する原水供給手段と、供給された原水中の水生生物を該分離膜に捕捉する分離膜装置と、膜処理水をバラスト水として得る手段と、該分離膜を直接加熱殺菌する殺菌装置を備える装置（装置II）、汲み上げられた原水を積載する複数のバラスト水槽と、該バラスト水槽に貯留された原水中の水生生物を濃縮分離する又は分離膜に捕捉する分離膜装置と、該分離膜装置で得られる膜処理水を貯留する逆洗用タンクと、それぞれのバラスト水槽と該分離膜装置を接続する原水供給管と、該逆洗用タンクとそれぞれのバラスト水槽を接続する膜処理水供給管と、濃縮分離された濃縮液又は逆洗水を殺菌処理する殺菌装置を備える装置（装置III）、及び汲み上げられた原水を積載する複数のバラスト水槽と、該バラスト水槽に貯留された原水中の水生生物を分離膜に捕捉する分離膜装置と、それぞれのバラスト水槽と該分離膜装置を接続する原水供給管と、該分離膜装置とそれぞれのバラスト水槽を接続する膜処理水供給管と、該分離膜を直接加熱殺菌処理する殺菌装置を備える装置（装置IV）が挙げられる。
【００４０】
装置I〜装置IVは船上に設置することができ、また装置I及び装置IIは陸上に設置することもできる。装置I〜装置IVにおいて、原水中の水生生物を濃縮分離する分離膜装置は、クロスフロータイプの分離膜を収容した装置であり、また、原水中の水生生物を分離膜に捕捉する分離膜装置は、全量濾過タイプの分離膜を収容した装置である。濃縮分離された濃縮液又は逆洗水を溜める貯留槽は、濃縮液貯留槽と逆洗水貯留槽が別の貯留槽であっても、同一の貯留槽であってもよい。また、濃縮分離された濃縮液又は逆洗水を溜める貯留槽は、殺菌装置を付設したもの、すなわち、殺菌装置組込タイプの貯留槽であってもよい。装置II及び装置IVにおいて、例えば分離膜装置はハウジング内に原水室と処理水室を仕切る分離膜を収容し、原水室に原水を供給し、処理水室から処理水を排出する装置であって、分離膜を直接加熱殺菌する殺菌装置は、当該ハウジングと、処理水を原水室へ循環する循環ラインと、該循環ラインの循環水を加熱する加熱手段を有する装置である。装置I及び装置IIのバラスト水として得る手段は、分離膜装置で得られる膜処理水をバラスト水として用いるように直接あるいはバラスト水貯留槽を介して船舶のバラスト水槽に供給できる配管、弁等を含むものである。
【００４１】
装置IIIに係る船舶用バラスト水の製造装置の一例を図１のフロー図を参照して説明する。図１中、船舶搭載バラスト水の製造装置１０は、装置全体が船舶上に搭載されるものであって、汲み上げられた原水を積載する複数のバラスト水槽１（１１〜１６）と、バラスト水槽１に貯留された原水中の水生生物を除去する分離膜装置２と、分離膜装置２で得られる膜処理水が流入する逆洗用タンク５と、それぞれのバラスト水槽１１〜１６と分離膜装置２の原水流入配管２８を接続する原水供給管２１〜２６と、逆洗用タンク５の膜処理水流出配管３８とそれぞれのバラスト水槽１１〜１６を接続する膜処理水供給管３１〜３６と、濃縮分離された濃縮液又は逆洗水を殺菌処理する殺菌装置３を備え、原水が海水の場合、必要に応じて分離膜装置２の前段に、海水中の油分を除去する油分吸着除去装置４を備える。また、油分吸着除去装置４の後段で且つ分離膜装置２の前段に、必要に応じて不図示の除濁装置を設置することができる。また、船舶搭載バラスト水の製造装置１０の関連設備としては、バラスト水槽１に貯留された原水を分離膜装置２に供給する送液ポンプなどがある。
【００４２】
船舶搭載バラスト水の製造装置１０を使用して原水中の水生生物を除去する方法としては、バラスト水槽毎に水生生物除去工程を実施する循環処理方法、あるいは空きバラスト水槽を利用する非循環処理方法が挙げられる。これらは、図１中のバルブを適宜操作することで実施することができる。
【００４３】
循環処理方法の一例を次に示す。先ずバラスト水槽１１の原水を単独で処理する。すなわちバラスト水槽１１の原水を分離膜に通し、得られた膜処理水をバラスト水槽１１に戻すことにより循環処理する。次いでバラスト水槽１２の原水を単独で処理する。すなわちバラスト水槽１２の原水を分離膜に通し、得られた膜処理水をバラスト水槽１２に戻すことにより循環処理する。これを他のバラスト水槽１３〜１６についても順次行う。また、分離膜装置２で生成する濃縮液又は逆洗水は、不図示の貯留槽に貯留された後、逐次、殺菌装置３により殺菌処理され殺菌水として海洋に排出される。なお、バラスト水槽１１〜１６中、原水供給管の原水取水口と、膜処理水供給管の膜処理水流出口はできるだけ離すことが好ましい。
【００４４】
非循環処理方法の一例を次に示す。原水は船舶内の複数のバラスト水槽の中、１つを空きバラスト水槽とし、他のバラスト水槽に積載する。この場合、空きバラスト水槽が膜処理水の貯留槽となる。例えば、バラスト水槽１１〜１５に原水を積載し、バラスト水槽１６を空きバラスト水槽とする。バラスト水槽１１の原水を分離膜に通し、得られた膜処理水を空きバラスト水槽１６に供給し、次いでバラスト水槽１２の原水を分離膜に通し、得られた膜処理水を空きバラスト水槽１１に供給し、該１パス処理を順次行う。これにより、水生生物除去工程終了後は、複数のバラスト水槽の中、１つの空きバラスト水槽以外のバラスト水槽には膜処理水が貯留されることになる。また、分離膜装置２で生成する濃縮液又は逆洗水は、前記同様、逐次、殺菌装置３により殺菌処理され廃棄される。なお、膜処理水が貯留されたバラスト水槽の配置は、船体の重心を安定に保つ位置関係にあることが好ましい。また、水生生物除去工程後、バラスト水槽の底部に残存する海水のひき残し分は、次亜塩素酸など薬剤の添加や加熱処理など公知の殺菌処理が行われる。この海水のひき残し分は比較的少量であるため、殺菌剤の使用量も少量でよく、また加熱に伴う消費エネルギーも少ない。
【００４５】
次に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、これは単に例示であって本発明を制限するものではない。
【実施例１】
【００４６】
実施例１
図２に示した陸上設置の実験用バラスト水製造装置を用いて行った。すなわち、国内のＡ港湾域の海水（以下「原海水」と言う。）を実験用バラスト水製造装置の原海水タンクに汲み上げ、この海水を下記の運転条件で処理した。原海水、分離膜処理水、濃縮液等及び濃縮液殺菌処理水中のプランクトン群を下記測定方法により測定した。その結果を表１に示す。なお、原海水の油分はｎ−ヘキサン抽出物として８ｍｇ／ｌ、原海水の濁度は５度であった。
【００４７】
（実験用バラスト水製造装置）
図２に示す装置を用いた。実験用バラスト水製造装置２０は中空糸膜型分離膜装置２ａを主体とするもので、処理能力０．５ｍ３／時の精密濾過膜（孔径０．１μｍ、ＰＶＤＦ膜）からなる中空糸膜モジュール（旭化成社製）にポンプ８で圧入するものを用いた。また、中空糸膜型分離膜装置２ａと逆洗タンク５間は処理水管４２で接続し、逆洗タンク５と処理水貯槽１６ａ間はオーバーフロー管３８で接続した。また逆洗ポンプ４５を設置し、逆洗タンク５内の濾過水を逆洗配管４３によって前記精密濾過膜を逆洗できるようにした。また中空糸膜型分離膜装置２ａと濃縮液等貯留槽９は配管４７で接続し、濃縮液等貯留槽９と殺菌装置３は配管４８で接続した。
【００４８】
（運転方法）
原海水を中空糸膜型分離膜装置２ａに０．５ｍ３／時の処理量で供給し、処理水の回収率９５％で処理し、濃縮液は濃縮液等貯留槽９に回収した。また水生生物除去工程１５分に対して、逆洗工程１分とし、これを繰り返した。また水生生物が濃縮された液及び逆洗水は、中空糸膜型分離膜装置２ａ下部から濃縮液等貯留槽９に抜液し、殺菌装置３により逐次殺菌処理を行い処理液は廃棄した。殺菌処理は濃縮液を９５℃、１分間加熱することで行った。
【００４９】
（水生生物の測定方法）
顕微鏡により生存プランクトンの個数を計測した。プランクトンの屍骸については、動きがないこと及び外観形態から判断し、計測外とした。表示は植物プランクトンが個／ｍｌで、動物プランクトンが個／ｍ３である。また、大腸菌は、ＢＧＬＢ培地に試料を添加し、３５℃で２４時間培養した後、大腸菌を計測し、ＣＦＵ／１００ｍｌで表示した。
【００５０】
【表１】
2006000729.tif 000002
【実施例２】
【００５１】
殺菌処理の濃縮液９５℃、１分間の加熱処理に代えて、原水を周波数２８ｋＨｚ、照射時間１分間の超音波処理し、温度上昇防止のため冷却する処理をした以外は、実施例１と同様に行った。その結果、濃縮液殺菌処理水中の植物プランクトンはゼロ、動物プランクトンはゼロであった。しかし大腸菌は死滅しなかった。
【実施例３】
【００５２】
殺菌処理の濃縮液９５℃、１分間の加熱処理に代えて、原水に次亜塩素酸１０ｍｇ/ｌを添加した以外は、実施例１と同様に行った。その結果、濃縮液殺菌処理水中の植物プランクトンはゼロ、動物プランクトンはゼロであった。大腸菌も実施例１と同様に完全に死滅した。
【実施例４】
【００５３】
下記の実験用バラスト水製造装置及び運転方法を用いた以外は、実施例１と同様の方法で行った。その結果を表２に示す。
（実験用バラスト水製造装置）
図３に示す装置を用いた。実験用バラスト水製造装置３０は全量濾過型分離膜装置２ｂを主体とするもので、分離膜４６には目開き３μｍの精密金属濾過膜「メタルファイバーフィルタ-ＦＡ３（富士フィルタ社製）を用いた。また、原海水タンク１１ａと分離膜装置２ｂ間は配管２１（２８）で接続し、分離膜装置２ｂと逆洗タンク５間は処理水管４２で接続し、逆洗タンク５と処理水貯槽１６ａ間はオーバーフロー管３８で接続した。また逆洗ポンプ４５を設置し、逆洗タンク５内の濾過水を逆洗配管４３によって前記精密金属濾過膜を逆洗できるようにした。また分離膜装置２ｂと逆洗水貯留槽９ａは配管４７で接続し、濃縮液等貯留槽９と殺菌装置３は配管４８で接続した。
【００５４】
（運転方法）
原海水を分離膜装置２ｂに０．５ｍ３／時の処理量で供給した。また水生生物除去工程１５分に対して、逆洗工程１分とし、これを繰り返した。逆洗により水生生物を取り込んだ液は、分離膜装置２ｂの原水室から逆洗水貯留槽９ａに抜液し、逐次殺菌処理を行い処理液は廃棄した。殺菌処理は逆洗水を９５℃、１分間加熱することで行った。
【００５５】
【表２】
2006000729.tif 000003
【実施例５】
【００５６】
殺菌処理の濃縮液９５℃、１分間の加熱処理に代えて、原水を周波数２８ｋＨｚ、照射時間１分間の超音波処理した以外は、実施例４と同様に行った。その結果、逆洗水の殺菌処理水中の植物プランクトンはゼロ、動物プランクトンはゼロであった。
【実施例６】
【００５７】
殺菌処理の濃縮液９５℃、１分間の加熱処理に代えて、原水に次亜塩素酸１０ｍｇ/ｌを添加した以外は、実施例４と同様に行った。その結果、濃縮液殺菌処理水中の植物プランクトンはゼロ、動物プランクトンはゼロであった。
【実施例７】
【００５８】
目開き３μｍの精密金属濾過膜「メタルファイバーフィルタ-ＦＡ３（富士フィルタ社製）に代えて、目開き５μｍの精密金属濾過膜「メタルファイバーフィルタ-ＦＡ５（富士フィルタ社製）を用いた以外は、実施例４と同様の方法で行った。その結果を表３に示す。
【００５９】
【表３】
2006000729.tif 000004
【実施例８】
【００６０】
殺菌処理の濃縮液９５℃、１分間の加熱処理に代えて、原水を周波数２８ｋＨｚ、照射時間１分間の超音波処理した以外は、実施例７と同様に行った。その結果、濃縮液殺菌処理水中の植物プランクトンはゼロ、動物プランクトンはゼロであった。
【実施例９】
【００６１】
殺菌処理の濃縮液９５℃、１分間の加熱処理に代えて、原水に次亜塩素酸１０ｍｇ/ｌを添加した以外は、実施例７と同様に行った。その結果、濃縮液殺菌処理水中の植物プランクトンはゼロ、動物プランクトンはゼロであった。
【００６２】
各実施例に示すように、原海水をバラスト水製造装置の分離膜装置で処理することにより、原海水中のプランクトン群が検出されないか、あるいは極微量の残存まで除去された。また濃縮液と逆洗水の混合液、又は逆洗水を殺菌処理することにより、濃縮液等中のプランクトン群は完全に除去できた。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本実施の形態例の船舶搭載バラスト水製造装置のフロー図である。
【図２】実施例１で使用したバラスト水製造装置のフロー図である。
【図３】実施例４で使用したバラスト水製造装置のフロー図である。
【符号の説明】
【００６４】
２    分離膜装置
３    殺菌装置
４    油分吸着除去装置
５    逆洗タンク
７    中空糸膜モジュール
８    処理槽
９    濃縮液貯留槽
１０    船舶搭載バラスト水製造装置
１１〜１６  バラスト水槽
１１ａ  原海水貯留槽
２０、３０    実験用バラスト水製造装置
【図１】
2006000729.tif 000005
【図２】
2006000729.tif 000006
【図３】
2006000729.tif 000007