(57)【要約】      （修正有）【課題】バラスト水中のプランクトンと細菌類を殺滅し、かつ殺菌剤を長期間保存しても劣化せず、殺菌剤の貯留装置が小規模で船舶への搭載が容易なバラスト水処理装置を提供する。【解決手段】塩素剤供給装置５は、固形塩素剤を海水に溶解する溶解槽１４と、海から取水した海水の温度を計測する海水温度計９と、該海水を溶解槽１４に供給する海水供給装置１１と、固形塩素剤が溶解された海水からなる塩素剤溶液を、バラストタンク８に注水する海水に注入する塩素剤溶液注入装置１６とを備え、海水供給装置１１が、海水をそのまま溶解槽１４に供給する海水送水経路１７と、海水を加温する海水加温装置１９により加温された海水を溶解槽１４に供給する加温海水送水経路１８とを備え、海水温度計９により計測された海水温度が所定温度より高温であるときは海水送水経路１７を、海水温度が所定温度以下であるときは加温海水送水経路１８を選択可能となっている。【選択図】図１
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【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海水に塩素剤を供給する塩素剤供給装置を備えたバラスト水処理装置であって、
塩素剤供給装置は、固形塩素剤を海水に溶解する溶解槽と、海から取水した海水の温度を計測する海水温度計測手段と、海から取水した海水を溶解槽に供給する海水供給手段と、前記固形塩素剤が溶解された海水からなる塩素剤溶液を、バラストタンクに注水する海水に注入する塩素剤溶液注入手段とを備え、
前記海水供給手段が、海水をそのまま溶解槽に供給する海水送水経路と、海水を加温する加温手段により加温された海水を溶解槽に供給する加温海水送水経路とを備え、
前記海水温度計測手段により計測された海水温度が所定温度より高温であるときは海水送水経路を、前記海水温度が所定温度以下であるときは加温海水送水経路を選択可能となっていることを特徴とするバラスト水処理装置。
【請求項２】
船舶のバラストタンクに注水する海水に塩素剤を供給する塩素剤供給装置を備えたバラスト水処理装置であって、
塩素剤供給装置は、固形塩素剤を海水に溶解する溶解槽と、海から取水した海水の温度を計測する海水温度計測手段と、海から取水した海水を溶解槽に供給する海水供給手段と、溶解槽内の海水を加温する溶解槽加温手段と、前記固形塩素剤が溶解された海水からなる塩素剤溶液を、バラストタンクに注水する海水に注入する塩素剤溶液注入手段とを備え、
前記海水温度計測手段により計測された海水温度が所定温度以下であるときは溶解槽加温手段により溶解槽内の海水を加温するようになっていることを特徴とするバラスト水処理装置。
【請求項３】
船舶のバラストタンクに注水する海水に塩素剤を供給する塩素剤供給装置を備えたバラスト水処理装置であって、
塩素剤供給装置は、固形塩素剤を海水又は淡水に溶解する溶解槽と、海から取水した海水の温度を計測する海水温度計測手段と、海から取水した海水を溶解槽に供給する海水供給手段と、淡水を溶解槽に供給する淡水供給手段と、前記固形塩素剤が溶解された海水又は淡水からなる塩素剤溶液を、バラストタンクに注水する海水に注入する塩素剤溶液注入手段とを備え、
前記海水温度計測手段により計測された海水温度が所定温度より高温であるときは海水供給手段により海水を溶解槽に供給し、前記海水温度が所定温度以下であるときは淡水供給手段により淡水を溶解槽に供給するようになっていることを特徴とするバラスト水処理装置。
【請求項４】
淡水供給手段は、海水を淡水化する淡水化装置であることを特徴とする請求項３に記載のバラスト水処理装置。
【請求項５】
固形塩素剤が、塩素化イソシアヌル酸、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム、ジクロロイソシアヌル酸カリウム、モノクロロイソシアヌル酸ナトリウム、モノクロロイソシアヌル酸カリウム、トリクロロイソシアヌル酸ナトリウム及びトリクロロイソシアヌル酸カリウムのうち少なくとも一つであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか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、船舶のバラストタンクに積み込むバラスト水に含まれる有害水生生物及び微生物を効率的に殺滅するためのバラスト水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、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、出港前にバラスト水の注水を行う。逆に港内で積荷をする場合には、バラスト水の排出を行う。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りバラスト水の注排水が行われると、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。
【０００３】
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。
【０００４】
バラスト水の処理技術の従来技術としては、バラストタンクへ注水中の海水に塩素系殺菌剤または過酸化水素を混入することにより海水中の生物を死滅させる方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】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】
【０００６】
特許文献１においては、海水中の生物を死滅させるために混入する塩素系殺菌剤として次亜塩素酸ナトリウム水溶液が用いられている。次亜塩素酸ナトリウム水溶液をバラスト水処理のための塩素系殺菌剤として用いる場合には以下の問題がある。
【０００７】
・次亜塩素酸ナトリウム水溶液は分解するので、貯留中に有効塩素濃度が低下して劣化する。そのため長期間の貯留が困難であり、新しい次亜塩素酸ナトリウム水溶液を頻繁に補給する必要がある。
【０００８】
・次亜塩素酸ナトリウム水溶液は通常有効塩素濃度が１２ｗｔ％のものが用いられるが、バラスト水の処理に必要とされる有効塩素量の約８倍の量の次亜塩素酸ナトリウム水溶液を貯留することになり、タンクの容積が大きいものが必要となり、船舶に搭載する装置としてコンパクトであることが要望されることに反する。
【０００９】
本発明は、かかる状況を鑑み、バラスト水中のプランクトンと細菌類を確実に殺滅し、かつ殺菌剤を長期間保存しても劣化がなく、殺菌剤を貯留する装置が小規模で船舶に搭載することが容易であるバラスト水処理装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記の課題に鑑みバラスト水に含まれるプランクトン、細菌類を殺滅するに際し、殺菌剤を長期間保存しても劣化がなく、殺菌剤を貯留する装置が小規模で船舶に搭載することが容易であるバラスト水処理装置を提供するべく鋭意研究を行った結果、上記の課題を解決する方策として、固形塩素剤を用いることに着目し、固形塩素剤を貯留し、必要に応じて海水等に溶解して塩素剤溶液をバラストタンクに注水する海水に供給するバラスト水処理装置を考案した。
【００１１】
固形塩素剤を用いることにより下記の効果がある。
【００１２】
・固形塩素剤は安定しており、分解、劣化が生じないので、固形塩素剤を用いることにより、長期間の貯留が可能である。そのため、頻繁に塩素剤を補給する必要がない。
【００１３】
・固形塩素剤はその重量に対する有効塩素量の比率が数十ｗｔ％であり、次亜塩素酸ナトリウム水溶液の１２ｗｔ％に比べて数倍に大きいため、固形塩素剤を貯留する装置は、次亜塩素酸ナトリウム水溶液の貯留槽に比べて小規模でよいので、バラスト水処理装置をコンパクトにすることができる。
【００１４】
＜固形塩素剤を溶解する海水の温度の適正範囲＞
バラスト水処理装置を設置スペースの制約のある船舶に搭載する観点から見ると、固形塩素剤を溶解する溶解槽の大きさはできるだけコンパクトにすることが望まれており、処理するバラスト水量や処理速度、バラスト水中での好ましい有効塩素濃度等を勘案して、バラストタンクに注水する海水に供給する塩素剤溶液の有効塩素濃度を所定の濃度（以下、「必要濃度」という）以上とすることが、溶解槽をコンパクトにする上で必要となる。
【００１５】
固形塩素剤を海水に溶解する際に、海から取水した海水をそのまま用いることが望ましいが、海水温度が所定の温度（以下、「必要温度」という）以下である場合は溶解有効塩素濃度の上限値が低く、有効塩素濃度を上記必要濃度より高くできないことが懸念される。そのような場合には、海水を必要温度より高い温度にまで加温することが望ましい。
【００１６】
また、海水と淡水とでは、温度が等しいとき、淡水に固形塩素剤を溶解する方が、海水に固形塩素剤を溶解する場合に比べて溶解有効塩素濃度の上限値が大きくなる。
【００１７】
したがって、本発明では、取水した海水の温度が上記必要温度以下である場合において、必要濃度以上の塩素剤溶液を得るための方策を下記のとおりとする。
【００１８】
１）取水した海水を加温して溶解槽へ供給する。
２）溶解槽内の海水を加温する。
３）淡水を溶解槽へ供給する。
【００１９】
本発明に係るバラスト水処理装置では、船舶のバラストタンクに注水する海水に塩素剤を供給する塩素剤供給装置を備えている。
【００２０】
＜第一発明＞
かかるバラスト水処理装置において、第一発明では、塩素剤供給装置は、固形塩素剤を海水に溶解する溶解槽と、海から取水した海水の温度を計測する海水温度計測手段と、海から取水した海水を溶解槽に供給する海水供給手段と、前記固形塩素剤が溶解された海水からなる塩素剤溶液を、バラストタンクに注水する海水に注入する塩素剤溶液注入手段とを備え、前記海水供給手段が、海水をそのまま溶解槽に供給する海水送水経路と、海水を加温する加温手段により加温された海水を溶解槽に供給する加温海水送水経路とを備え、前記海水温度計測手段により計測された海水温度が所定温度より高温であるときは海水送水経路を、前記海水温度が所定温度以下であるときは加温海水送水経路を選択可能となっていることを特徴としている。
【００２１】
第一発明に係るバラスト水処理装置では、海から取水した海水の温度が所定温度（必要温度）以下であっても、加温海水送水経路を選択することにより、海水を加温手段によって所定温度（必要温度）よりも高い温度にまで加温することが可能である。したがって、塩素剤溶液の溶解有効塩素濃度の上限値を常に必要濃度以上とすることができる。
【００２２】
＜第二発明＞
かかるバラスト水処理装置において、第二発明では、塩素剤供給装置は、固形塩素剤を海水に溶解する溶解槽と、海から取水した海水の温度を計測する海水温度計測手段と、海から取水した海水を溶解槽に供給する海水供給手段と、溶解槽内の海水を加温する溶解槽加温手段と、前記固形塩素剤が溶解された海水からなる塩素剤溶液を、バラストタンクに注水する海水に注入する塩素剤溶液注入手段とを備え、前記海水温度計測手段により計測された海水温度が所定温度以下であるときは溶解槽加温手段により溶解槽内の海水を加温するようになっていることを特徴としている。
【００２３】
第二発明に係るバラスト水処理装置では、海から取水した海水の温度が所定温度（必要温度）以下であっても、溶解槽にて該海水を溶解槽加温手段によって所定温度（必要温度）よりも高い温度にまで加温することが可能である。したがって、塩素剤溶液の溶解有効塩素濃度の上限値を常に必要濃度以上とすることができる。
【００２４】
＜第三発明＞
かかるバラスト水処理装置において、第三発明では、塩素剤供給装置は、固形塩素剤を海水又は淡水に溶解する溶解槽と、海から取水した海水の温度を計測する海水温度計測手段と、海から取水した海水を溶解槽に供給する海水供給手段と、淡水を溶解槽に供給する淡水供給手段と、前記固形塩素剤が溶解された海水又は淡水からなる塩素剤溶液を、バラストタンクに注水する海水に注入する塩素剤溶液注入手段とを備え、前記海水温度計測手段により計測された海水温度が所定温度より高温であるときは海水供給手段により海水を溶解槽に供給し、前記海水温度が所定温度以下であるときは淡水供給手段により淡水を溶解槽に供給するようになっていることを特徴としている。
【００２５】
第三発明に係るバラスト水処理装置では、海から取水した海水の温度が所定温度（必要温度）以下であっても、淡水供給手段により淡水を溶解槽に供給することが可能である。したがって、塩素剤溶液の溶解有効塩素濃度の上限値を常に必要濃度以上とすることができる。
【００２６】
第三発明に係るバラスト水処理装置の淡水供給手段は、海水を淡水化する淡水化装置であることが好ましい。これによって、海から取水した海水を利用して淡水を得ることができるので、別途淡水を用意する必要がなくなる。
【００２７】
固形塩素剤は、塩素化イソシアヌル酸、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム、ジクロロイソシアヌル酸カリウム、モノクロロイソシアヌル酸ナトリウム、モノクロロイソシアヌル酸カリウム、トリクロロイソシアヌル酸ナトリウム及びトリクロロイソシアヌル酸カリウムのうち少なくとも一つであることが好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明では、固形塩素剤は安定しており、分解、劣化が生じないので、固形塩素剤を用いることにより、長期間の貯留が可能である。そのため、頻繁に塩素剤を補給する必要がない。また、固形塩素剤はその重量に対する有効塩素量の比率が数十ｗｔ％であり、次亜塩素酸ナトリウム水溶液の１２ｗｔ％に比べて数倍と大きいため、固形塩素剤を貯留する装置は、次亜塩素酸ナトリウム水溶液の貯留槽に比べて小規模でよいので、バラスト水処理装置をコンパクトにすることができる。また、海から取水した海水の温度が所定温度以下であっても、加温された海水あるいは淡水が溶解槽に供給されるので、塩素剤溶液の溶解有効塩素濃度の上限値を常に必要濃度以上とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第一実施形態に係るバラスト水処理装置を示す図である。
【図２】第二実施形態に係るバラスト水処理装置を示す図である。
【図３】第三実施形態に係るバラスト水処理装置を示す図である。
【図４】固形塩素剤としてジクロロイソシアヌル酸ナトリウムを用いた場合における、海水温度と溶解有効塩素濃度の上限値との関係を示す図である。
【図５】固形塩素剤としてジクロロイソシアヌル酸ナトリウムを用いた場合における、淡水温度と溶解有効塩素濃度の上限値との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、添付図面に基づいて本発明に係るバラスト水処理装置の実施形態を説明する。
【００３１】
本発明者は、固形塩素剤を溶解する溶解槽の大きさをできるだけコンパクトにするために、処理するバラスト水量や処理速度、バラスト水中での好ましい有効塩素濃度等を勘案して、バラストタンクに注水する海水に供給する塩素剤溶液の有効塩素濃度を５ｗｔ％以上とする必要があることを見出した。
【００３２】
図４は、固形塩素剤としてジクロロイソシアヌル酸ナトリウムを用いた場合における、海水温度と溶解有効塩素濃度の上限値との関係を示している。同図に見られるように、水温が１０℃より低温では溶解有効塩素濃度の上限値が５ｗｔ％以下となる。また、固形塩素剤として他の塩素化イソシアヌル酸、塩素化イソシアヌル酸化合物（例えば、塩素化イソシアヌル酸カリウム）を用いた場合においても、水温が１０℃より低温では溶解有効塩素濃度の上限値が５ｗｔ％以下となる。溶解有効塩素濃度の上限値は海水温度が高いほど大きくなるが、海水温度が１０℃以上であれば、溶解有効塩素濃度の上限値が５ｗｔ％以上となる。したがって、海水温度を過剰に加温することは、不必要である。
【００３３】
図４で示される上記関係を踏まえ、以下で説明する実施形態では必要濃度を５ｗｔ％、必要温度を１０℃とする。
【００３４】
＜第一実施形態＞
図１は本実施形態に係るバラスト水処理装置１を示す図である。図１に示されるように、バラスト水処理装置１は、海水を船内に取り込むための海水取水ライン２、海水取水ライン２によって海水を取り込みろ過装置４に送水するためのポンプ３、海水中に存在するプランクトン類を除去するろ過装置４、ろ過装置４でろ過された海水に細菌類を死滅させる塩素剤を供給する塩素剤供給装置５、ろ過装置４でろ過された海水に塩素剤供給装置５から供給された塩素剤を拡散させる拡散器を兼ねるキャビテーション装置６、塩素剤を添加された処理水をバラストタンク８に送水する処理水送水ライン７、処理水送水ライン７から送水される処理水を貯留するバラストタンク８を備えている。
【００３５】
以下、各装置をさらに詳細に説明する。
【００３６】
１．ろ過装置４
ろ過装置４は、船側部に設けられたシーチェスト（海水吸入口）から取水され、ポンプ３によって海水取水ライン２を通して取水される海水中に存在するプランクトン類を除去するものであり、目開き１０〜２００μｍのフィルタを備えたものを用いる。目開きを１０〜２００μｍにしたのは動物性プランクトン、植物性プランクトンの捕捉率を一定のレベルに保ちつつ、逆流洗浄頻度を少なくして寄港地でのバラスト水処理時間を短縮するためである。逆に言えば、目開きが２００μｍより大きいと動物プランクトン、植物プランクトンの捕捉率が著しく低くなるし、目開きが１０μｍより小さいと逆流洗浄頻度が多くなり寄港地でのバラスト水処理時間が長くなるので好ましくない。特に目開き５０μｍ程度のものを用いるのが、捕捉率と逆流洗浄頻度とを最適に設定できるので、好ましい。
【００３７】
２．塩素剤供給装置５
塩素剤供給装置５は、ろ過装置４によってろ過されてキャビテーション装置６に供給される海水に、細菌類を死滅させる塩素剤を供給するものである。
【００３８】
該塩素剤供給装置５は、固形塩素剤を溶解するための海水を海から取水するためのポンプ１０と、該海水の温度を計測する海水温度計測手段としての海水温度計９と、該海水を溶解槽１４へ供給する海水供給手段としての海水供給装置１１と、固形塩素剤を貯留する貯留槽１２と、該貯留槽１２に貯留された固形塩素剤を溶解槽１４に供給する切出装置１３と、上記海水に固形塩素剤を溶解して塩素剤溶液を生成するための溶解槽１４と、該塩素剤溶液を塩素剤溶液注入手段としての塩素剤溶液注入装置１６に供給するポンプ１５と、ろ過装置４から供給された海水に上記固形塩素剤溶液を注入する該塩素剤溶液注入装置１６とを有している。
【００３９】
２−１．海水温度計９
海から取水した海水の温度を計測し、温度データを海水供給装置１１の後述の制御装置２１へ出力する（図１における破線）。
【００４０】
２−２．海水供給装置１１
海水供給装置１１は、海水温度計９により計測された海水の温度が１０℃以下である場合は該海水を加温して溶解槽１４へ供給する。該海水供給装置１１は、ポンプ１０によって送水された海水をそのまま溶解槽１４に供給する海水送水経路１７と、加温された海水を溶解槽１４に供給する加温海水送水経路１８と、加温海水送水経路１８に接続され海水を加温する加温手段としての海水加温装置１９と、海水送水経路１７および加温海水送水経路１８のいずれかを選択するための切換弁２０と、海水温度計９からの温度データを受けて、海水温度が１０℃より高温であるときは海水送水経路１７を、該海水温度が１０℃以下であるときは加温海水送水経路１８を選択するように切換弁２０を操作する制御装置２１とを有している。
【００４１】
上記切換弁２０は、海水送水経路１７と加温海水送水経路１８とが接続される二位置に設けられており、上流側に位置する切換弁２０Ａおよび下流側に位置する切換弁２０Ｂとを有している。また、上記海水加温装置１９は、船舶のエンジンからの廃熱を利用する熱交換器を用いて海水を加温するようにすることが可能である。
【００４２】
２−３．貯留槽１２
貯留槽１２は、粉粒体状の固形塩素剤を貯留するホッパである。該固形塩素剤としては、例えば、塩素化イソシアヌル酸、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム、ジクロロイソシアヌル酸カリウム、モノクロロイソシアヌル酸ナトリウム、モノクロロイソシアヌル酸カリウム、トリクロロイソシアヌル酸ナトリウム及びトリクロロイソシアヌル酸カリウムのうち少なくとも一つが用いられる。
【００４３】
２−４．切出装置１３
例えばロータリーバルブ等、粉粒体を切り出すのに適した装置であればよい。
【００４４】
２−５．溶解槽１４
溶解槽１４内には撹拌機（図示せず）が設けられており、貯留槽１２から切り出された固形塩素剤を海水に溶解して塩素剤溶液を生成する。
【００４５】
２−６．塩素剤溶液注入装置１６
塩素剤溶液注入装置１６は、溶解槽１４で固形塩素剤が海水に溶解されて生成された塩素剤溶液を、ろ過装置４でろ過された海水に注入する。該塩素剤溶液注入装置１６は、例えば、上記ろ過された海水をバラストタンク８へ送水する配管に設けられ該配管内に塩素剤溶液を注入するための複数のノズル（図示せず）を有しており、塩素剤溶液の注入量をポンプ１５又は流量調整弁（図示せず）により制御できるようになっている。
【００４６】
塩素剤溶液は注入率を5〜100mg/lとするように供給することが好ましい。その理由は、塩素剤溶液を供給したとき、注入率が５mg/lより小さいと有効塩素が水中の還元性物質、有機物と反応して残留せず、細菌類やプランクトンを死滅できないし、100mg/lより大きいと副生するトリハロメタン生成量が増大し環境に影響を与え、また腐食の問題や塩素剤の費用や塩素剤貯留槽が大きくなり高コストとなる等の問題があり、不具合が生じるからである。
【００４７】
塩素剤溶液はキャビテーション装置６の上流側およびキャビテーション装置６の少なくともいずれか一方に供給される。キャビテーション装置６として、後述するベンチュリ管を用いる場合には、塩素剤溶液はベンチュリ管の上流側およびベンチュリ管ののど部のいずれか一方に供給される。また、塩素剤溶液をベンチュリ管の上流側に供給する場合には、キャビテーションが発生するベンチュリ管のど部に達するまでに塩素剤溶液を流路内である程度拡散させておき、キャビテーションにより塩素剤の拡散、混合を進めて、さらに塩素剤の細菌類への浸透を促進して塩素剤の殺滅効果を促進できる。なお、塩素剤溶液をベンチュリ管の上流側に供給するためには、ベンチュリ管よりも上流側の流路内に塩素剤溶液の注入口を設けておけばよい。また、塩素剤溶液をベンチュリ管ののど部に供給する場合には、ベンチュリ管のエジェクタ作用により自吸されるので塩素剤溶液の注入ポンプが不要となる。
【００４８】
３．キャビテーション装置６
キャビテーション装置６は、ろ過装置４によりろ過された海水中に塩素剤を拡散させる拡散器を兼ねており、例えば、ベンチュリ管を用いることが好ましい。ベンチュリ管は塩素剤を海水中に拡散させると共に、ろ過装置４を通過したプランクトンに対してベンチュリ管により発生するキャビテーションにより損傷を与えるか殺滅するものである。
【００４９】
ベンチュリ管は、管路断面積が徐々に小さくなる絞り部、最小断面積部であるのど部、徐々に管路断面積が広がる広がり部（ディフューザ部）からなる。のど部での流速の急上昇に伴う静圧の急激な低下によりキャビテーション気泡が発生し、広がり部での流速の低下に伴う急激な圧力上昇により成長したキャビテーション気泡が急激に崩壊するようなキャビテーションが発生する。
【００５０】
キャビテーションによって海水中に塩素剤を急速に拡散させて塩素剤による細菌類の殺菌作用を促進させる。このようにキャビテーションの拡散作用により塩素剤の海水中への混合を促進するため、塩素剤を注入するだけの場合に比べて塩素剤の供給量を低減できるので、塩素剤を還元して無害化するための塩素還元剤の供給量を低減できる。
【００５１】
また、海水中の水生生物はキャビテーション気泡が崩壊することによる衝撃圧、せん断力、高温、酸化力の強いＯＨラジカルの作用などにより、損傷を与えるか破壊され殺滅される。このベンチュリ管のキャビテーションによれば、特に、比較的固い殻を有する原虫類、動物プランクトンの外殻を破壊し、塩素剤の浸透を促進して確実に死滅させることができる。
【００５２】
拡散器を兼ねるキャビテーション装置として、ベンチュリ管以外に海水流路内に攪拌流れを生じさせるスタティックミキサや攪拌翼を回転させる撹拌器を用いてもよい。
【００５３】
次に、本実施形態に係るバラスト水処理装置１によるバラスト水の処理について説明する。
【００５４】
まず、ポンプ３を稼動することによって、海水取水ライン２から海水が船内に取り込まれ、ろ過装置４へ送水される。該ろ過装置４において、該ろ過装置４の目開きに応じた大きさの動物性プランクトン、植物性プランクトン等が除去される。該ろ過装置４で捕捉された水生生物等は、ろ過装置４のフィルタ等を逆洗することにより洗い流されて海に戻される。ろ過装置４で捕捉された水生生物等を海に戻しても同一の海域なので生態系に悪影響はない。つまり、本実施形態ではバラスト水を積み込む際に処理をしているので、ろ過装置４の逆洗水をそのまま放流できるのである。ろ過装置４においてろ過された海水は、塩素剤溶液注入装置１６へ供給される。
【００５５】
一方、ポンプ１０を稼動することによって、上記海水取水ライン２と異なる経路を経て海水が船内に取り込まれ、海水供給装置１１へ送水される。また、海水温度計９は、該海水が海水供給装置１１へ送水される前に該海水の温度を測定し、海水温度データを制御装置２１へ出力する。該制御装置２１は、海水温度計９からの温度データを受けて、海水温度が１０℃より高温であるときは海水送水経路１７を、該海水温度が１０℃以下であるときは加温海水送水経路１８を選択するように切換弁２０Ａ，２０Ｂを操作する（図１における破線）。この結果、海水の温度が１０℃より高温であるときは、該海水は、海水送水経路１７を経て、加温されることなくそのまま溶解槽１４へ送水される。また、該海水温度が１０℃以下であるときは、海水は、加温海水送水経路１８を通って海水加温装置１９で１０℃よりも高温になるまで加温されてから溶解槽１４へ送水される。
【００５６】
そして、上記溶解槽１４において、貯留槽１２から切出装置１３によって切り出された所定量の固形塩素剤が海水に溶解し、塩素剤溶液が生成される。該塩素剤溶液はポンプ１５によって塩素剤溶液注入装置１６へ供給される。この結果、ろ過装置でろ過された海水に塩素剤溶液が供給され、該塩素剤溶液が供給された該海水はキャビテーション装置６へ送水される。
【００５７】
キャビテーション装置６において、上述したメカニズムによりキャビテーションが発生して、塩素剤の海水中への拡散が促進され細菌類の殺滅効果を増進する。さらに、キャビテーションにより海水中の水生生物に衝撃圧、せん断力、高温、酸化力の強いＯＨラジカルが作用し、水生生物に損傷を与えるか破壊して該水生生物を殺滅する。
【００５８】
キャビテーション装置６で塩素剤が拡散された海水は、処理水送水ライン７を経てバラストタンク８に送水され、該バラストタンク８に貯留される。そして、該バラストタンク８へ送水される過程及び該バラストタンク８における貯留中に塩素剤から発生する有効塩素により海水中のプランクトンや細菌類が殺滅される。
【００５９】
以上のように、本実施形態においては、ろ過装置で１０〜２００μｍ以上の動物性プランクトン、植物性プランクトンを除去し、塩素剤を供給して、ろ過された海水に含まれるプランクトンや細菌類を死滅させるようにしたので、確実に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。
【００６０】
本実施形態では、分解、劣化が生じにくい固形塩素剤を海水に溶解して塩素剤溶液を生成しているので、該固形塩素剤の長期間の貯留が可能である。したがって、頻繁に塩素剤を補給する必要がない。また、固形塩素剤はその重量に対する有効塩素量の比率が数十ｗｔ％であり、次亜塩素酸ナトリウム水溶液の１２ｗｔ％に比べて数倍と大きいため、固形塩素剤を貯留する装置は、次亜塩素酸ナトリウム水溶液の貯留槽に比べて小規模でよいので、バラスト水処理装置をコンパクトにすることができる。
【００６１】
また、本実施形態では、ポンプ１０によって船内に取り込んだ海水の温度が１０℃以下であっても、加温海水送水経路１８が選択されて海水加温装置１９によって１０℃よりも高い温度まで加温されるので、塩素剤溶液の溶解有効塩素濃度の上限値を常に５ｗｔ％以上とすることができる。
【００６２】
本実施形態では、切換弁を制御装置により操作することとしたが、これに代えて、該切換弁を手動で操作することとしてもよい。
【００６３】
＜第二実施形態＞
本実施形態は、溶解槽内に設けられた溶解槽加温装置により該溶解槽内の海水を加温可能となっている点で、加温海水送水経路にて海水加温装置により海水を加温可能となっている第一実施形態と構成が異なっている。本実施形態では、第一実施形態との相違点を中心に説明し、第一実施形態と同一の部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００６４】
図２は、本実施形態に係るバラスト水処理装置１’を示す図である。本実施形態に係るバラスト水処理装置１’は、第一実施形態における海水供給装置１１を有しておらず、溶解槽１４内に溶解槽加温手段としての溶解槽加温装置２２が設けられている。該溶解槽加温装置２２は、例えば、熱交換器や加熱ヒータにより構成される。また、海水温度計９は、海水温度を測定して温度データを溶解槽加温装置２２へ出力するようになっている（図２における破線）。
【００６５】
ポンプ１０を稼動することによって船内に取り込まれた海水は溶解槽１４に送水される。また、海水温度計９は、該海水が溶解槽１４へ送水される前に該海水の温度を測定し、海水温度データを溶解槽加温装置２２へ出力する。該溶解槽加温装置２２は、海水温度計９からの温度データを受けて、海水温度が１０℃より高温であるときには作動せず、該海水温度が１０℃以下であるときには溶解槽１４内の海水を１０℃よりも高温になるまで加温する。したがって、溶解槽１４内で生成される塩素剤溶液の溶解有効塩素濃度の上限値を常に５ｗｔ％以上とすることができる。
【００６６】
＜第三実施形態＞
本実施形態は、ポンプ１０によって船内に取り込まれた海水の温度が１０℃以下であるとき、塩素剤溶液の溶解有効塩素濃度の上限値を常に５ｗｔ％以上とするために、該海水を淡水化するようになっている点で、該海水を加温する第一実施形態と構成が異なっている。本実施形態では、第一実施形態との相違点を中心に説明し、第一実施形態と同一の部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００６７】
図５は、固形塩素剤としてジクロロイソシアヌル酸ナトリウムを用いた場合における、淡水温度と溶解有効塩素濃度の上限値との関係を示している。図４と比較すると判るように、淡水に固形塩素剤を溶解する方が、海水に比べて溶解有効塩素濃度の上限値が大きい。また、固形塩素剤として他の塩素化イソシアヌル酸、塩素化イソシアヌル酸化合物（例えば、塩素化イソシアヌル酸カリウム）を用いた場合においても、同様の関係である。本実施形態に係るバラスト水処理装置は、船内に取り込まれた海水が１０℃以下であるとき、海水を淡水化することにより、塩素剤溶液の溶解有効塩素濃度の上限値を常に５ｗｔ％以上とするようになっている。
【００６８】
図３は、本実施形態に係るバラスト水処理装置１”を示す図である。図３に示されているように、本実施形態に係るバラスト水処理装置１”は、第一実施形態における海水加温装置１９に代えて、海水を淡水化するための淡水供給手段としての淡水化装置２３が設けられている。該淡水化装置２３は、例えば、イオン交換、逆浸透ろ過、電気透析、蒸留等により海水から塩分を除去する。また、本実施形態では、淡水化装置２３に接続される経路を「淡水化送水経路２４」という。
【００６９】
本実施形態において、海水温度計９は、ポンプ１０を稼動することによって船内に取り込まれた海水の温度を測定して温度データを制御装置２１に出力する（図３の破線）。該制御装置２１は、海水温度計９からの温度データを受けて、海水温度が１０℃より高温であるときは海水送水経路１７を、該海水温度が１０℃以下であるときは淡水送水経路２４を選択するように切換弁２０Ａ，２０Ｂを操作する（図３の破線）。したがって、海水の温度が１０℃より高温であるときは、該海水は、海水送水経路１７を経て、そのまま溶解槽１４へ送水される。また、該海水温度が１０℃以下であるときは、海水は、淡水送水経路２４にて淡水化装置２３で淡水化されてから溶解槽１４へ送水される。この結果、溶解槽１４内で生成される塩素剤溶液の溶解有効塩素濃度の上限値を常に５ｗｔ％以上とすることができる。
【００７０】
また、本実施形態では、淡水化装置２３を設けて海水を淡水化することとしたが、該淡水化装置２３に代えて、あるいは淡水化装置２３とともに、淡水を貯留する淡水槽（図示せず）を設けておき、海水温度が１０℃以下であるときは、上記海水を溶解槽１４へ送水することなく、上記淡水槽から淡水を溶解槽１４へ送水することとしてもよい。この場合、上記淡水槽には、例えば、水道水、河川水、湖沼水などを貯留することができる。
【００７１】
本実施形態では、切換弁を制御装置により操作することとしたが、これに代えて、該切換弁を手動で操作することとしてもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１  バラスト水処理装置
５  塩素剤供給装置
８  バラストタンク
９  海水温度計（海水温度計測手段）
１１  海水供給装置（海水供給手段）
１４  溶解槽
１６  塩素剤溶液注入装置（塩素剤溶液注入手段）
１７  海水送水経路、
１８  加温海水送水経路
１９  海水加温装置（加温手段）
２２  溶解槽加温装置（溶解槽加温手段）
２３  淡水化装置
【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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