(57)【要約】  飲料水の殺菌やバラスト水の処理に適用可能な水処理方法であり、前記方法は、減圧領域（１０４）を備えた管路（１０２）に水を流すことを含み、減圧領域（１０４）は、前記水流にかかる圧力を１０２以上低下させて大気圧よりも低い圧力とするように構成されている。前記方法は、気体除去ポンプ（１０７）を備えた上部スペース（１０５）を有するサイフォン管路（１０２）に水を通すことを含んでもよい。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
好ましくは飲料水の殺菌方法である水処理方法であり、
減圧領域を備えた管路に水を流すことを含み、
前記減圧領域が、前記水流にかかる圧力を１０２以上低下させて大気圧よりも低い圧力とするように構成されている方法。
【請求項２】
好ましくは飲料水の殺菌方法である水処理方法であり、
減圧領域を備えた管路に水を流すことを含み、
前記減圧領域が、前記水流にかかる圧力を、大気圧（およそ１ｂａｒ）から約１０ｍｂａｒ以下に低下させるように構成されている方法。
【請求項３】
飲料水の殺菌方法である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記管路を通して、淡水を供給源から飲料水貯蔵タンクまたは導出口へと移送することを含む、請求項１、２、または３記載の方法。
【請求項５】
前記減圧領域を通る前記水流が、サイフォン作用による水流である、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
飲料水の殺菌方法であり、
淡水を供給源から管路を通して飲料水槽または導出口へと流すことを含み、
前記管路が減圧領域を備え、前記減圧領域を通る水流が、サイフォン作用による水流である方法。
【請求項７】
真空ポンプまたは気体除去ポンプを用いて前記管路内の前記減圧領域を形成する、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
微生物の蔓延を抑制するための水処理方法であり、
気体除去ポンプが設けられたサイフォン上部スペースを有する管路を通して、水を槽からタンクまたは導出口へと移送することを含む方法。
【請求項９】
前記減圧領域または前記サイフォン上部スペースへの水流が、重力によって生じる水流である、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記管路が、前記重力による流れを生じさせるための下降流部と、前記下降流部に続く上昇流部とを含み、
前記減圧領域または前記サイフォン上部スペースが、前記上昇流部の内部または前記上昇流部の下流に設けられている、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
発電タービンが、前記管路内の、前記減圧領域または前記サイフォン上部スペースの上流に配置されている、請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記減圧領域または前記サイフォン上部スペースの上流において、前記管路を流れる水を気体で過飽和させる、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記減圧領域または前記サイフォン上部スペースの上流で、水に窒素を導入する、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
紫外線照射、圧力衝撃、電気ショック、濾過、マセレーターによる処理（ｍａｃｅｒａｔｉｏｎ）、煮沸、塩素処理、オゾン処理、および／または超音波照射から選択される１以上の追加の殺菌技術により、前記管路を流れる水をさらに処理する、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記管路を流れる水から、微細小片および／または微生物を物理的に分離する工程をさらに含む、請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
貯水槽と、前記槽から減圧領域へと水を移送するための管路を含む飲料水殺菌装置であり、
前記減圧領域は、前記槽内で水にかかる圧力Ｐ２を、前記減圧領域では大気圧より低い圧力Ｐ１へと低下させる働きをする圧力低下手段に連結されており、
前記Ｐ１およびＰ２は、Ｐ２／Ｐ１≧１０２を満足する装置。
【請求項１７】
バラスト水の処理方法である、請求項１から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
水塊（例えば、海、または河川もしくは湖）中にある船のバラストタンクに、前記水塊から採取したバラスト水を積載するプロセスであり、
気体除去ポンプが設けられた圧力０．５ａｔｍ以下の上部スペース有するサイフォン管路を通し、水を前記水塊から前記バラストタンクへと送ることを含む有するプロセス。
【請求項１９】
船のバラストタンクからバラスト水を水塊中に排出する方法であり、
気体除去ポンプが設けられた上部スペースを有するサイフォン管路を通し、水を前記バラストタンクから前記水塊へと送ることを含む方法。
【請求項２０】
バラストタンクと、
前記バラストタンクへと、または前記バラストタンクから、水を移送するための管路を含む船であり、
前記管路が、気体除去ポンプが設けられたサイフォン上部スペースを有することを特徴とする船。
【請求項２１】
貯水槽とサイフォン管路を含むバラスト水移送装置であり、
前記サイフォン管路は、前記貯水槽内に設けられた孔と、サイフォン気体除去ポンプが設けられた上部スペースと、導出口を有し、
前記管路は、前記上部スペースの下流に、下降流部と上昇流部をさらに含むことが好ましく、
前記上昇流部は、圧縮気体導入のための吸気ポートをその底部付近に備えることが好ましいバラスト水移送装置。
【請求項２２】
バラストタンクと外部の水塊間でのバラスト水の移送のために構成された、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
バラストタンクと、同バラストタンクまたは第２のバラストタンク間でのバラスト水の移送のために構成された、請求項２１に記載の装置。
【請求項２４】
船上にあるバラスト水を、微生物の蔓延を抑制するように処理する方法であり、
気体除去ポンプが設けられたサイフォン上部スペースを有する管路を通し、前記船内のバラストタンクから、前記船内の別のバラストタンクへとバラスト水を循環させることを含む方法。
【請求項２５】
前記管路が、前記上部スペースの下流に上昇流部を有し、
酸素含有量１５モル％未満の気体を、前記上昇流部の下部に導入する、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記気体が窒素である、請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
前記上部スペースにおける圧力が、０．５ａｔｍ以下である、請求項２４〜２６のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バラスト水を移送するプロセスおよびそれに好適な装置を含む、水処理のための方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
貨物輸送船は、無積載または積荷が少ない状態では、重心が高くなるため、満積載時と比べて不安定となる。このため、無積載の船の重心を下げて安定性を向上させるため、船には水（いわゆる「バラスト水」）を充填できるバラストタンクが搭載されている。船を二重船殻構造とし、内殻と外殻の間の空間をバラストタンクとすることも多い。
【０００３】
荷下ろしを行う場所で採取した水をバラスト水として使用した場合、荷積みを行う前に別の場所で前記バラスト水を排出すると、生物汚染が生じるおそれがある。荷下ろし場所から荷積み場所へ至るまでの航海中にバラスト水を排出し、比較的汚染の少ないバラスト水を沖合で採取するという選択肢もあるが、これによると、バラスト水の積載と排出を、一回ではなく二回行わなければならず、また、海上にある船が、一時的に安定性を欠いた状態となるおそれがある。
【０００４】
別の選択肢としては、積載したバラスト水に対し、少なくとも多細胞の生物汚染物質、例えば、小魚および貝類・甲殻類を死滅させる処理を行うことが挙げられる。これは、例えば、バラスト水に対し、化学的処理、脱酸素、または変動電界による処理を行うことにより実施できる。化学的処理を行った場合、バラスト水の排出場所において、生物汚染とは対照的な、化学汚染のリスクが生じる。また、その他の処理形態では、複雑かつ高価な設備および／または高レベルのエネルギー使用を要する場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで我々は、バラスト水の脱気（これにより、多細胞の生物汚染物質が駆除されるだけでなく、前記バラスト水のバラストタンク腐食能が低減される）は、周囲環境から採取したバラスト水（例えば、海水、湖水、または河川水）を、気体除去ポンプ（例えば、真空ポンプ）が設けられたサイフォン上部スペースを備え、前記気体除去ポンプにより前記上部スペースの気体圧を０．５ａｔｍ以下、好ましくは０．１５ａｔｍ以下とするよう構成されたサイフォンを使用して移送することによって、最低限の所要エネルギーで、極めて簡便かつ効果的に行えることを見出した。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
よって、一態様において、本発明は、水塊（例えば、海、または河川もしくは湖）中にある船のバラストタンクに、前記水塊から採取したバラスト水を積載するプロセスであり、気体除去ポンプが設けられた圧力０．５ａｔｍ以下の上部スペース有するサイフォン管路を通し、水を前記水塊から前記バラストタンクへと送ることを含むプロセスを提供する。
【０００７】
サイフォン作用による流れ（以下、サイフォン流ともいう）が生じてしまえば、サイフォン流の維持に必要とされる、サイフォン上部スペースの気体除去ポンプのポンプ能力は、比較的低いものとなる。具体的には、バラスト水から放出される溶存気体と、上部スペースの水面で生じる水蒸気の除去に十分なポンプ能力がありさえすればよい。すなわち、サイフォン作用が生じてしまえば、サイフォン管路内での水流の継続には、ポンプ能力は実質的に不要である。したがって、本発明のこのプロセスは、積極的かつ継続的にバラストタンクに水を出し入れする公知の方法と比べ、よりエネルギー効率的なバラスト水処理が可能なプロセスである。
【０００８】
別の態様によれば、本発明は、バラストタンクと、前記バラストタンクへと、または前記バラストタンクから、水を移送するための管路を含む船であり、前記管路が、気体除去ポンプが設けられたサイフォン上部スペースを有することを特徴とする船を提供する。
【０００９】
サイフォン管路とは、大気圧よりも低い圧力の領域を備え、これにより、大気圧下で前記管路に流入した液体が、ポンプを要することなく、前記管路に引き込まれる構成の流路を意味するものと解釈すべきである。同様に、サイフォン上部スペースは、大気圧より低い圧力の空間であればよい。従来のサイフォン管路の一例は、逆Ｕ字形のチューブであり、前記チューブでは、液体が前記チューブの流出部を重力によって下降して槽表面よりも低い高さで放出される際の液体の落下により動力を得て、槽表面上方の前記チューブの流入部を、ポンプを使用することなく、液体が上昇する。
【００１０】
サイフォン流の生成は、いくつかの方法により容易化できる。例えば、上部スペースに通じるサイフォン管路の流入部に、送水ポンプを設けてもよい。サイフォン上部スペースを（例えば、ウィンチまたはクレーンの使用により）物理的に降下させて少なくとも部分的に流入部に水を充填し、次いで、サイフォン上部スペースを上昇させて当該上部スペースに低圧力を生じさせてもよい。あるいは、サイフォン管路を、上部スペース下流において、下降流部と、これに続く上昇流部を備える構成とし、前記上昇流部の底部において、気体（例えば、窒素、もしくは窒素を多く含む空気）を導入してもよい。バラストタンクに導入される窒素処理したバラスト水は、バラストタンクの腐食や、バラスト水積載時に生き延びる多細胞生物を抑制するため、この後者の構成が特に好ましい。
【００１１】
さらに別の態様によれば、本発明は、貯水槽とサイフォン管路を含むバラスト水移送装置であり、前記サイフォン管路は、前記貯水槽内に設けられた孔と、サイフォン気体除去ポンプが設けられた上部スペースと、導出口を有し、前記管路は、前記上部スペースの下流に、下降流部と上昇流部をさらに含むことが好ましく、前記上昇流部は、圧縮気体導入のための吸気ポートをその底部付近に備えることが好ましいバラスト水移送装置を提供する。
【００１２】
バラスト水の積載の進行に伴い、船の甲板が下降する。そのため、サイフォン内の上部スペースの脱気効果を維持するためには、気体除去ポンプのポンプ流量を増加するか、上部スペース内の水位を上昇させるか、あるいは、流入部を取り囲む水の水位を低く保つ必要が生じる場合がある。後者２つの選択肢が、気体除去ポンプによる電力消費が著しく増加しないという点で好ましい。
【００１３】
よって、一実施形態においては、前記サイフォン管路の流入部および下降流部を、弁付きの、分離可能な、垂直方向に離間した複数のショートカット部によって連結してもよい。バラスト水の積載の進行に伴い、前記ショートカット部を、底部から上方向に向かって順次閉鎖する（例えば、より高い位置のショートカット部を、これに応じて、底部から上方向に向かって開放する）。
【００１４】
また、好ましさの低い別の実施形態では、バラスト水の積載の進行に伴い、サイフォン管路の流入部および上部スペース部を、例えば、ウィンチまたはドライブモータにより、物理的に上昇させる。この態様は、バラスト水積載装置が占める空間が、積載の進行と共に変化してしまうことから、好ましさは低い。
【００１５】
特に好ましい第３の実施形態においては、船の底部付近に位置する中間槽に、例えば、重力によってバラスト水を充填し、この中間槽から、サイフォン管路の流入部へバラスト水を導入する。この中間槽内で十分安定に水位を保つために、前記槽の側面に設けられた、水位を許容レベルに保つための弁を備えた、単一または垂直方向に離間した一連の開口部から水を充填してもよい。このような中間槽は、必要に応じ、船外に設けてもよく、例えば、船渠設備が提供するものであってもよい。このような外部の槽からのバラスト水移送に伴う、前記槽内の水位と船搭載のサイフォンユニットの上部スペース間の高さの差の維持は、例えば、水の添加または除去によって、または、前記船のバラストタンクへの移送に伴う前記槽内の水位の低下によって、容易に達成される。
【００１６】
必要に応じ、サイフォンユニット全体を船外に設けてもよく、例えば、船渠設備が提供するものとしてもよい。
【００１７】
サイフォン上部スペースにおける脱気を促進するため、前記サイフォン上部スペースにおいて、気体と水の界面を大面積とすることが好ましい。これは、例えば、水流を妨げるものを設けることによって、具体的には、サイフォン管路の下降流部の上部へと延設されたプレートもしくは阻流板、または、前記上部スペースの底部を大面積の粗面とすること等により達成できる。
【００１８】
船に積載するバラスト水に対し、前記サイフォンの上部スペースにおける真空の作用による脱気に加え、生物汚染の低減または前記バラスト水のバラストタンク腐食能の低減のためのさらなる処理を行ってもよい。このため、流入水を、メッシュまたはグリッドに通し、大きい物質がバラストタンク内に入らないようにしてもよいし、流入水をマセレーター（ｍａｃｅｒａｔｏｒ）に通し、魚類または貝類・甲殻類を死滅させてもよいし、流入水に交番電界を作用させ、微生物を死滅させてもよいし、および／または、脱気した水を窒素または窒素を多く含む空気で再飽和させてもよい。
【００１９】
バラスト水の積載完了後は、例えば、窒素または窒素を多く含む空気を勢いよく供給（ｆｌｕｓｈ）することにより、バラストタンク内の前記上部スペースを、酸素欠乏状態に保つことが好ましい。
【００２０】
バラスト水を積載した船の航海中における微生物汚染をさらに低減するため、前記バラスト水を脱気してもよく、好ましくは、さらに、同様の方法でサイフォン管路を使用し、酸素を含まないか、または酸素濃度が低い気体（例えば、窒素、酸素枯渇空気、希ガス、または、好ましさは低いが、排気ガス）を再添加してもよい。よって、さらに別の態様によれば、本発明は、船上にあるバラスト水を、微生物の蔓延を抑制するように処理する方法であり、気体除去ポンプが設けられたサイフォン上部スペースを有する管路を通し、前記船内のバラストタンクから、前記船内の別のバラストタンクへとバラスト水を循環させることを含む方法を提供する。
【００２１】
この処理方法においては、バラスト水を、あるバラストタンクから別のバラストタンクへ循環させてもよいし、あるいは、あるバラストタンクから同バラストタンクに回帰するように循環させることがより好ましい。前記脱気および気体再添加は、多くの肉眼的生物および微生物を死滅させる役割を果たし、これにより、航海中に、バラスト水に汚染生物が繁殖することを防止する。
【００２２】
航海中における嫌気性微生物の繁殖を抑制するため、前記本発明の処理方法を、空気または酸素を用いた気体再添加によって実施してもよい。脱気により溶存二酸化炭素が除去され、そして、この脱気、ならびに酸素添加の結果、偏性嫌気性菌および二酸化炭素に依存する嫌気性微生物が死滅する。しかしながら、酸素含有気体を用いた気体再添加を行う場合、まず、前記バラストタンクの上部スペースに窒素を勢いよく供給し、蓄積している可能性があるメタンを除去することが望ましい。バラストタンクの腐食を防ぐため、酸素含有気体を用いた気体再添加の後に、窒素を用いた気体再添加を行い、さらに、バラストタンクの上部スペースに勢いよく窒素を供給することが好ましい。
【００２３】
貨物運搬時における本発明の処理のさらなる利点は、航海中に増殖しうる硫化水素等の腐食性物質を除去できる点にある。ここでもまた、バラストタンクの上部スペースに窒素を勢いよく供給し、このような物質がバラストタンクの上部スペースに蓄積していたとしても、これらも確実に除去されるようにすることが望ましい。
【００２４】
酸素含有量の低い気体の使用が処理に含まれる場合、前記酸素含有量は、望ましくは１５モル％未満、特に望ましくは５モル％未満、さらに望ましくは２モル％未満である。
【００２５】
貨物運搬時におけるバラスト水処理は、電界による処理、例えば、交番電界による処理を併用し、これにより、積載されたバラスト水中の微生物が、できるだけ多く確実に排除されるようにすることが好ましい。
【００２６】
本発明によるバラスト水の処理は、サイフォン上部スペースに設けられた気体除去ポンプの所要エネルギーが少ないことから、バラスト水の積載完了後、継続的に行ってもよい。あるいは、本発明のバラスト水処理を、航海中に１回以上、例えば、３〜７日間隔で行ってもよい。
【００２７】
バラスト水を排出する場合、逆方向に動作する前記サイフォンユニットを使用すれば、排出を容易に行える。排出されたバラスト水が、排出先の水塊に悪影響を及ぼさないように、排出時に、バラスト水に通気または酸素添加することが好ましい。これは、サイフォン上部スペース下流に位置するサイフォン管路の上昇流部において、圧縮空気を用いて排出水に揚圧力を与えることによって、すなわち、積載時に圧縮窒素を使用してバラスト水に揚圧力を与える前述と同様の方法により、容易に達成できる。あるいは、排出時に、単に空気を送り込んで気泡を発生させてもよい。
【００２８】
さらに別の態様によれば、本発明は、船のバラストタンクからバラスト水を水塊中に排出する方法であり、気体除去ポンプが設けられた上部スペースを有するサイフォン管路を通し、水を前記バラストタンクから前記水塊へと送ることを含む方法を提供する。
【００２９】
上述の種々のバラスト水処理方法および装置に共通の特徴は、気体除去ポンプが設けられたサイフォン上部スペースを有する管路を通し、最低限の所要エネルギー量で水を移送して水を脱気することである。このようなプロセスや機構は、驚くべきことに水からの微生物の除去に効果的であることがわかり、さらに、海水および淡水のいずれの水処理にも適用できるという、バラスト水以外への用途も見出された。さらに別の態様において、本発明は、微生物の蔓延を抑制するための水処理方法であり、気体除去ポンプが設けられたサイフォン上部スペースを有する管路を通して、水を槽からタンクまたは導出口へと移送することを含む方法を提供する。
【００３０】
淡水（または脱塩水）処理に関する一連の実施形態では、飲料水の殺菌方法を提供してもよい。前記方法は、淡水を供給源から管路を通して飲料水タンクまたは導出口へと移送することを含み、前記管路が減圧領域を備え、前記減圧領域内における水流が、サイフォン作用による水流であることが好ましい。大規模な水の殺菌は、槽またはその他の供給源からの水流を、減圧上部スペースを介してサイフォン流とした場合に、特に、原料およびエネルギー使用の観点から、より効率的に行えることがわかった。前記減圧領域は、大気圧より低い圧力、すなわち、およそ１ｂａｒ未満の圧力を提供することが好ましい。前記減圧領域における減圧の印加および維持は、ポンプ、例えば、真空ポンプによって行ってもよい。前記減圧領域における減圧は、０．２ｂａｒ未満、特に０．１ｂａｒ未満であることが望ましく、好ましくは０．０５ｂａｒ（５０ｍｂａｒ）未満、特に０．０２ｂａｒ（２０ｍｂａｒ）未満である。このような圧力は、投入動力がわずか数ｋＷでよい標準的な真空ポンプによって達成できる。このような水処理方法に要するエネルギーは、例えば、紫外線照射を用いた従来の水殺菌手法と比べて格段に少ない。
【００３１】
世界の多くの地域において、生物汚染された水を塩素処理して汚染源の微生物を死滅させる場合が多いが、塩素は水に不快な風味を付与してしまうことがあり、また、水を飲用に供する前に、通常は活性炭フィルターを通すことにより、余分な塩素を除去しなければならない。よって、塩素処理による水の殺菌は、大量の塩素、ならびに前記塩素の除去に用いる大量の炭素フィルターの使用を伴う。その他提案されている飲料水の殺菌方法には、紫外線殺菌照射がある。しかしながら、上述のように、このようなプロセスは多量のエネルギーを必要とし、例えば、発展途上国では実施できない可能性がある。
【００３２】
好ましい実施形態において、前記水供給源は、通常、湖、槽、または河川であり、好適な槽に、かかる供給源の１以上から採取した水を充填してもよい。前記方法が、飲料水の殺菌、すなわち、淡水（または脱塩水）の処理に関する場合には、海または摂取するには塩分が高すぎるその他のいかなる水も、前記供給源としない。本明細書において、殺菌とは、本発明の方法によって得た飲料水において、増殖可能な微生物が、ヒトが摂取しても安全と考えられる程度に排除されていることを意味する。前記殺菌方法における飲料水の導出口は、通常、開閉可能な栓、または飲料水の導出に一般的に使用されているその他の導出口である。もちろん、前記管路と前記導出口の間には、例えば、殺菌水保存タンクのような中間槽が存在してもよい。
【００３３】
前記水処理、例えば、殺菌プロセスに要する入力エネルギーを最小限に抑えるにはサイフォン流が好ましいが、減圧上部スペースに水を通すプロセスによれば、水流がサイフォン流ではない場合においても、予期しなかった効果が得られることがわかった。特に、（少なくとも）２桁の減圧によって得られた大気圧より低い圧力に水をさらすことにより、殺菌効果が得られることがわかった。例えば、前記管路を流れる水は、約１０ｂａｒから約１００ｍｂａｒ、約９ｂａｒから約９０ｍｂａｒ、約８ｂａｒから約８０ｍｂａｒ、約７ｂａｒから約７０ｍｂａｒ、約６ｂａｒから約６０ｍｂａｒ、約５ｂａｒから約５０ｍｂａｒ、約４ｂａｒから約４０ｍｂａｒ、約３ｂａｒから約３００ｍｂａｒへの減圧を受けてもよい。
【００３４】
さらに別の態様では、本発明は、好ましくは飲料水の殺菌方法である水処理方法であり、減圧領域を備えた管路に水を流すことを含み、前記減圧領域が、前記水流にかかる圧力を少なくとも２桁低下させて大気圧より低い圧力とするよう構成されている方法を提供する。
【００３５】
好ましい実施形態において、前記管路を流れる水は、約２．５ｂａｒから約２５ｍｂａｒ、約２ｂａｒから約２０ｍｂａｒ、または約１．５ｂａｒから約１５ｍｂａｒへの減圧を受けてもよい。しかしながら、初期水圧が大気圧前後であれば、前記減圧領域の上流において加圧を行う必要がないため、好ましい。よって、約１ｂａｒから約１０ｍｂａｒ（またはこれ未満）への減圧が好ましい。
【００３６】
さらに別の態様では、本発明は、好ましくは飲料水の殺菌方法である水処理方法であり、
減圧領域を備えた管路に水を流すことを含み、前記減圧領域が、前記水流にかかる圧力を、大気圧（およそ１ｂａｒ）から約１０ｍｂａｒ以下に低下させるように構成されている方法を提供する。
【００３７】
大気圧（または、大気圧よりも若干高い圧力）から１０２低下させて得た減圧に水流をさらせば、アルテミア（ブラインシュリンプ）等の水生生物を死滅させるだけでなく、大腸菌等の細菌までもが死滅することがわかった。バラスト水移送時に負圧をかけると、ザリガニ等の比較的大きな生物は死滅するが、細菌またはウイルスは死滅しないという報告がこれまでになされているため、これは驚くべき結果である。既報に反し、例えば、２．３ｂａｒからおよそ１７ｍｂａｒへ圧力低下を行った本発明の方法に関する試験結果は、海水中の細菌の９３％が不活化したことを示している。これは、前記減圧の程度（〜１０２）と大気圧よりも低い終圧（〜２０ｍｂａｒ以下）との組み合わせにより、微生物の細胞内で（単細胞の細菌においても）気体膨張が生じ、その生命維持過程が妨げられることを示唆している。
【００３８】
前記減圧領域における減圧の印加および維持は、ポンプ、例えば、気体抽出ポンプまたは真空ポンプにより行ってもよい。前記減圧領域における減圧は、１０ｍｂａｒ未満、特に５ｍｂａｒ未満、とりわけ１ｍｂａｒ未満であることが望ましい。水の蒸発により、前記減圧の下限がおのずと決定される。
【００３９】
前記減圧領域付近または前記減圧領域内の管路は、当該管路を流れる水を実質的に脱酸素化する程度の減圧を可能にする構成であることが好ましく、さらに、能動的、もしくは、より好ましくは受動的に水流を妨げる部材を備え、前記水流を確実に乱流とする構成であることが望ましい。さらに、前記減圧領域における脱気を促進するため、例えば、（バラスト水に関連して先に述べたように）プレートもしくは阻流板、または大面積の粗面を前記管路に設けることにより、前記管路において、気体と水の界面を大面積とすることが好ましい。脱気を促進するため、阻流板機構またはノズルにより、前記減圧領域内の水を薄膜状または霧状に広げてもよい。前記減圧領域の前記管路の断面を、水平方向に長尺となるようにし、減圧にさらされる水流の表面積をできる限り大きくすることが特に好ましい。
【００４０】
管路内における水流の発生は、種々の公知の手段によって行える。例えば、管路を通る水流は、重力またはポンプの作用によるものでもよい。いくつかの実施形態においては、水は、例えば、管路内の都合の良い箇所に配置されたポンプまたはインペラにより、当該管路に送り込まれる。しかしながら、所要エネルギーを最小限に抑えるには、重力によって生じる水流（以下、重力流ともいう）が好ましい。重力流によれば、動作時の所要エネルギーを低減できるだけではなく、後述するように、動作に必要なエネルギーをゼロにできる可能性もある。
【００４１】
重力流は、例えば、管路への上流側導入口を、当該管路の下流部よりも高い位置に配置することによって生じさせることができる。よって、好ましい実施形態において、前記管路は、下降流部と、それに続いて設けられた上昇流部を備えていてもよい。前記減圧領域は、前記上昇流部内、または前記上昇流部の後に配置されてもよい。前記減圧領域上流での前記管路内の重力による水圧は、それだけで（例えば、気体抽出ポンプを動作状態とする前に）、前記減圧領域に十分に水を通せるものであることが好ましい。このような実施形態においては、前記減圧領域上流の前記管路の下降流部内にタービンを配置し、前記タービンが、その動作時に、前記気体抽出ポンプの動力源として使用できるエネルギーを生成するようにすれば有利である。前記タービンは、動作中の水処理システムの所要エネルギーを全てまかない、これにより本発明の方法を極めてエネルギー効率的な方法とすることが好ましい。
【００４２】
管路を通って減圧領域へ到達する水流が機械的な力（例えば、ポンプ）によって生じたものであっても、または重力によって生じたものであっても、好ましい実施形態において、上述のバラスト水処理方法で行ったように、サイフォン流を採用することで、所要エネルギーが低減される。したがって、減圧領域を通過する水流は、サイフォン流であることが好ましい。減圧領域を通過する水流がサイフォン流である場合とは、すなわち、前記領域のすぐ上流における水圧が、前記領域内に減圧が生じていなければ、それだけで前記領域に継続的に水を流すことが不可能な程度の水圧ということである。サイフォン流の維持には気体抽出ポンプが必要であり、また、サイフォン流の維持に要するエネルギーは、サイフォン流の発生に要するエネルギーよりも格段に低いことから、通常は、前記管路内の前記減圧領域（またはサイフォン上部スペース）上流に配置した始動ポンプを用いてサイフォン流を生じさせることが好ましい。管路に水を流すために既にポンプが設けられている場合（例えば、重力流を用いない場合）には、当該ポンプが始動ポンプを兼ねることもできる。いったんサイフォン流が生じてしまえば、前記ポンプの所要エネルギーは低下し、よって、より低いポンプ電力によってサイフォン流を維持することができる。したがって、減圧領域とサイフォン流を併用することで、積極的に管路に水を送り込む水処理方法と比べて、所要エネルギーが低減される。
【００４３】
本発明の好ましい実施形態では、管路の上部スペースに真空（すなわち、吸引力）を適用し、前記減圧領域を設ける。この上部スペースにおける気体圧は、ほぼ真空〜約１０ｍｂａｒであればよい。好ましいとされている、管路の高い位置に吸引力をかける処理を行った場合、前記管路内に継続的な水流を維持するサイフォン効果が生じる。このような真空の適用による効果として、下降流部の水位が上昇流部の水位と比べて上昇することも挙げられる。１００％の真空を適用した場合、何らかの相殺システム（例えば、後述するような気体の注入）が存在しなければ、当然ながら、約１０メートルの水位差となる（１ａｔｍ＝ｐｇｈでは、水の高さｈは１０ｍとなる）。
【００４４】
減圧領域、例えば、気体除去ポンプが設けられたサイフォン上部スペースを有する管路を通して供給源または槽からタンクまたは導出口へと水を移送する、上述の各種方法においては、前記処理を、単一バッチまたは複数バッチのいずれで行ってもよい。例えば、所望の殺菌程度に応じ、ヒトが摂取できる状態となるまで、前記方法を繰り返し行い、数回にわたって前記管路に水を通過させてもよい。また、継続的な水流ループを設けてもよい。
【００４５】
本発明の方法は、所望の流量で使用すればよいが、１ｍ３／時を超える流量、特に１ｍ３／分を超える流量、さらに１ｍ３／秒を超える流量での使用に特に適している。
【００４６】
少なくともいくつかの実施形態において、上記構成の代わりに、または上記構成に加えて、管路の上昇流部の底部から前記管路に気体を注入することで（これにより、上昇流部における流体の総合密度を下降流部における密度と比べて低下させることで）、前記管路内で水を前進させてもよい。上昇流部の底部で気体の注入を行う場合、前記上昇流部の頂部またはその付近に、排気孔を設けてもよい。一上昇流部においてのみ気体注入を行う場合、このような排気は、通常、大気中に行うことができる。
【００４７】
気体注入を用いて管路内の水流を進める場合、前記気体は、加圧気体であることが好ましく、例えば、通常、約１０ｂａｒの圧力で動作する、コンプレッサーから供給される圧縮空気であることが特に好ましい。
【００４８】
いくつかの実施形態においては、最大限の脱気効果が得られるように、管路を流れる水を、減圧領域上流において、気体（例えば、窒素、酸素、または空気）で過飽和させることができる。前記過飽和領域の下流に分離器を設け、水が減圧領域に到着する前に、前記水から気泡を除去することが好ましい。このようにしなければ、気泡は前記真空ポンプによって除去されることとなり、所望の減圧の達成がより困難となる。
【００４９】
特に飲料水を提供するための上述の水処理方法のいくつかの好ましい実施形態において、水が管路を流れている間に窒素ガスを導入することにより、好ましくは、減圧領域またはサイフォン上部スペース上流で水に窒素を導入することにより、追加の殺菌効果を得ることができる。窒素の添加は、減圧脱気中に水から酸素を（窒素と共に）「剥ぎ取る（ｓｔｒｉｐ）」手助けをする。特に飲料水の処理の場合、脱気に先立ち、窒素等の気体を添加して水を過飽和させることにより、殺菌効果を向上させることができる。過飽和の結果、気体は各細菌の細胞内にいきわたり、圧力低下（特に、１０２以上の低下）が起こると、細胞壁が前記気体を収容しきれず微生物が破裂すると考えられる。有利なことに、脱気水は、上述のような脱気後の窒素飽和工程を行わなくとも、そのままバラストとして使用できる。バラストタンク内の上部スペースには、依然として窒素が充満し、微生物の再増殖を防止できる場合がある。飲料水に関しては、さらに、酸素再添加工程を下流で行ってもよい。
【００５０】
さらに別の好ましい実施形態をいくつか挙げるが、これらは、単独で用いてもよいし、あるいは、先に概略を述べた実施形態の一以上と併用し、本発明の脱気および／または殺菌効果に貢献してもよいし、これらをさらに向上させてもよい。
【００５１】
前記減圧領域は、淡水に対し、前記淡水に含まれる微生物の大部分の死滅もしく不活化に十分な効果を発揮するが、前記減圧領域（またはサイフォン上部スペース）の上流または下流のいずれかにおいて、少なくとも１つの別の殺菌技術を併用することが望ましい。このような技術の代表例としては、紫外線照射、電気ショック、窒素飽和、塩素処理、オゾン処理、圧力衝撃、マセレーターによる処理（ｍａｃｅｒａｔｉｏｎ）、濾過、および／または超音波処理が挙げられる。塩素処理を行う場合、塩素暴露は、減圧の不在下で通常要求されるよりも低レベルとなる。また、塩素処理によれば、動作時に淡水に加えて他の原料が必要となるため、実際のところ、塩素処理は、追加の殺菌技術として好ましいものではない。減圧領域上流で通常行われる窒素飽和もまた、同様に、追加の材料が必要となるため、好ましいものではない。
【００５２】
本発明の方法においては、前記追加の殺菌技術として、圧力衝撃、超音波照射、および／または紫外線照射を用いることが特に好ましい。
【００５３】
圧力衝撃を用いる場合、減圧領域上流で圧力衝撃を与えることが好ましい。圧力衝撃を与える方法としては、例えば、管路にくびれを設けること等により、前記管路内の断面積がより小さい部分から断面積がより大きい部分へと水を流すようにすることが挙げられる。しかしながら、この方法をエネルギー効率的に実施できるのは、供給源からの水流が重力流である場合のみである。
【００５４】
好ましい追加の殺菌技術として、超音波照射が挙げられる。例えば、高出力の超音波を印加し、細胞崩壊を促進して細菌を死滅させる空洞現象を発生させることができる。超音波は、処理対象の水に含まれる藻類から油を除去する上で、特に有用となりうる。
【００５５】
本発明の実施形態には、特に、水のオゾン処理との併用という用途がある。飲料水中の微生物を死滅させる目的で、塩素の代わりにしばしばオゾンが使用される。オゾンは崩壊して酸素に戻り、処理水に残存することはないが、その反応性と電位の高さゆえに、処理システム内の管路パイプ、封止部材、その他の構成部材にダメージをもたらす恐れがあるため、処理直後にオゾンを除去することが望ましい。一般的には、炭素フィルターをオゾンの除去に使用できる。一連の実施形態において、減圧領域（またはサイフォン上部スペース）への導入前に、管路内で水をオゾン処理する方法が提供される。水中に残存するオゾンの除去を、この目的で炭素フィルターを用いる代わりに、脱気によって行えば有利である。
【００５６】
本発明の方法に使用される、別の好ましい追加の抗菌処理として、紫外線照射が挙げられる。例えば、水の供給源が、本発明によって提供される脱酸素や減圧の印加に対して耐性を有する微生物に汚染されていることが判明した場合のように、水流の紫外線照射が所望される場合には、前記管路は、これに対応できる設備を備えることが好ましい。
【００５７】
このようなＵＶ処理は、前記管路の内側または外側に設置した紫外線ランプによって容易に行える。効率化のため、このようなランプを、水流方向に延びる平行なランプの束とし、水流内に配置してもよい。しかしながら、前記管路内の水位が浅い部分、例えば、前記管路の断面の横幅が縦幅より大きい部分においては、これら紫外線ランプを水流の上方に配置することがより好ましい。前記ランプは、水流方向において、１ｍ以上、好ましくは５ｍ以上、特に１０ｍ以上の間隔で、流水を照射するように配置することが好ましい。最大限の照射効率が確実に達成されるように、照射領域内の管路の内壁の少なくとも一部を、紫外線反射性とする（例えば、研磨する）。必要に応じ、前記紫外線ランプを前記管路の外側に設置し、当該箇所において、前記管路の関連部分がＵＶ光透過壁を備えるようにするか、あるいは、前記管路を開放してもよい。特に好ましい構成は、前記紫外線ランプを減圧領域の上部スペースに設置し、さらに任意に、前記減圧領域のすぐ後に続く前記管路の下降流部にも、前記紫外線ランプを設置する構成である。
【００５８】
上述のように、供給源からの水流を重力によって生じさせる好ましい構成の場合、管路内にタービンを設置し、当該処理システムの真空ポンプおよび紫外線ランプを動作させるための電気を発電させることが好ましい。好適なタービンの一例として、Ｇｏｒｌｏｖ氏が開発した螺旋型タービンが挙げられる（米国特許第５４５１１３８号明細書、米国特許第６０３６４４３号明細書等参照）。
【００５９】
前記タービンからの電気出力は、前記真空ポンプおよび紫外線ランプの動作に要する電気出力でありさえすればよいが、前記タービンが減圧領域上流に位置する場合には、前記タービンを動作することで、前記タービンと前記減圧領域間での水の圧力が低減される。好ましい実施形態においては、前記システムは、前記タービンの非動作時においても、前記水圧が、前記減圧領域を通過する水流の確立に十分であるように構成される。そして、前記タービンが動作状態となると、サイフォン流の維持および紫外線照射の実施に十分な電気出力となる。このようにして、外部の電力供給源の必要性が最小限に抑えられる。
【００６０】
前記管路において、前記真空ポンプのすぐ下流の部分は、システム動作中、完全に水で満たされることがない下降流部を有することが望ましい。この部分は、垂直であっても傾斜していてもよく、流れる水を乱流とする阻流板またはその他の手段を備えることが好ましい。この部分にも、紫外線ランプを装備させてもよい。さらにこの部分に、タービン、特に、螺旋型タービンを装備させてもよい。このようなタービンは、水の運動エネルギーの一部を利用することによって、前記システムの所要エネルギーをまかなう働きをしうる。このことは、供給源からの水流を、重力ではなく、ポンプ作用によって生じさせる場合に特に重要である。真空の上部スペースから、水が充填されている管路内の箇所までの垂直方向の水の落下は、５ｍ以上であることが好ましく、９ｍ以上であることがより好ましい。
【００６１】
実用上、減圧領域をそれぞれ有する２以上の管路を並列配置して使用し、修理または保守のために一方の管路が非稼働となる期間、水処理を継続できる構成とすることが好ましい。
【００６２】
本発明の方法で使用される水は、例えば、セラミック、粘土、または活性炭のろ床でろ過し、純度を高めることが好ましい。このようなろ過処理は、減圧領域またはサイフォン上部スペースの上流または下流のいずれで行ってもよい。
【００６３】
さらに、バラスト水または飲料水のいずれの水処理に関しても、脱気プロセスで生じる死滅した微生物またはそれらの副生成物を物理的に除去することが望ましいと認められている。例えば、藻類は破断すると、毒素を放出する場合があると知られている。よって、一連の実施形態では、減圧領域に水を通す前に、前記水から微細小片および／または微生物を除去する手段を設けている。これは、管路の減圧領域上流部分において、物理的に水をろ過することにより実施もよい。別の実施形態においては、例えば、減圧が不完全な１回目の管路内通水時に上部スペースで前記ろ過を行い、その後、減圧を印加した状態で、後続の管路内通水を行ってもよい。メッシュフィルター、遠心分離器、サイクロン式分離器、および／または超音波照射の１以上を用いて、不要な物質を分離してもよい。上述のように、藻類を破砕し、前記藻類から油を抽出するために、管路を流れる水に超音波を印加してもよい。
【００６４】
本発明の実施形態について、バラスト水または飲料水を処理する場合を例に挙げて説明したが、本明細書に記載の方法および装置には、これら以外の用途もありうる。例えば、水産養殖に使用する水に関しても、細菌および／または不要な気体（ＣＯ２等）の除去が有益となりうる。処理対象の水は、淡水および／または海水であってもよい。スモルト化前のサケの養殖では、スモルト（サケ稚魚）を海中の囲いへと移動させる前に、通常、孵化場を、淡水の再生水（少量の塩水を含有する場合もある）の水流にさらす。このような水は、その再生の過程で減圧領域を備えた管路内で処理すれば有益である。
【００６５】
本発明の実施形態のいくつかを、あくまでも例示目的で、さらに添付図面を参照しながら説明する。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】図１は、本発明の第１のバラスト水積載装置を備えた船の概略断面図である。
【図２】図２は、本発明の第２のバラスト水積載装置を備えた船の概略断面図である。
【図３】図３は、本発明の沿岸設置型バラスト水積載装置の概略断面図である。
【図４】図４は、重力流を使用する、一実施形態の水処理装置の概略図である。
【図５】図５は、ポンプによる水流を使用する、別の実施形態の水処理装置の概略図である。
【図６】図６は、サイフォン流を使用する、さらに別の実施形態の水処理装置の概略図である。
【図７】図７は、さらに別の実施形態の水処理装置の第１のバージョンの概略図である。
【図８】図８は、さらに別の実施形態の水処理装置の第２のバージョンの概略図である。
【図９】図９は、図１から図８に示す各装置用のスカム除去（ｓｋｉｍｍｉｎｇ）システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
図１は、水塊２（例えば、海）に浮かぶ船１を示し、船１は、超過圧力の発生を防止するための通気孔４を有するバラストタンク３を備える。前記船は、中間槽５を底部に備え、中間槽５には、前記船の外殻７に設けられた一または複数の弁付き孔６を介して前記水塊から採取した水を、所望水位まで充填できる。
【００６８】
槽５内の水に浸漬され、かつ、始動ポンプ９を備えたサイフォン管路８が、流入部１０を介し、上部スペース１１、下降流部１２、上昇流部１３へと至り、導出口１４を介してバラストタンク３への排出を行うように延びている。上部スペース１１は、気体除去ポンプ１５を備え、気体除去ポンプ１５は、水移送時に、前記上部スペース内を０．５気圧以下、好ましくは０．１気圧以下、特に０．０５気圧以下の圧力に保つことができる。上昇流部１３は、その底部付近に、圧縮窒素源（図示せず）から圧縮窒素を吸気するための吸気口１６を備えている。
【００６９】
バラスト水積載時、槽５内の水位は、孔６の開閉により、サイフォン管路の導入口を覆うのに十分な高水位に保たれる。始動ポンプ９および気体除去ポンプ１５を動作させて流入部１０内の水を吸い上げ、サイフォン作用を起こして下降流部１２へと水を導入する。その後、上昇流部１３に圧縮窒素を導入して上昇流部１３内の水を上昇させ、バラストタンク３に流入させる。サイフォン流が確立すれば、前記始動ポンプのスイッチを切ってもよい。
【００７０】
下降流部１２内部の上部には、その上部の気体含有部における水流を妨げるためのプレートまたは阻流板１７が設けられている。上部スペース１１の底部から槽５内の水位までの垂直距離は、５ｍ以上であることが好ましく、８ｍ以上であることが特に好ましい。前記垂直距離の上限は、言うまでもなく、水の密度と大気圧によって決定されるものであり、約１０メートルである。
【００７１】
図２に示す代替の実施形態においては、流入部１０は、その導入口が水塊中にあり、複数の弁付きショートカット部１８により、下降流部１２と連結されている。バラストの積載が始まると、最下段のショートカット部のみを開放するが、水の積載が進んで船体がより深く水中に沈むにつれ、最下段を閉鎖し、２番目に低い段を開放し、このような手順を順次行い積載を完了する。
【００７２】
図３に示す第２の代替の実施形態においては、槽１９、上部スペース１１、下降流部１２、および上昇流部１３が陸上に設置されている。バラスト水の積載の進行に伴い、槽１９内の水位と船の甲板との間の相対的な高さの差の維持を、前記槽１９に対し、当該槽の壁に設けられた弁付き孔２０を介して水塊から採取した水を添加することによって行う。
【００７３】
図４には、飲料水処理装置１０１が図示されており、飲料水処理装置１０１は、槽から（図示せず）重力流によって供給された水１０３を含む管路１０２を備える。管路１０２は減圧領域１０４を備え、減圧領域１０４は、真空ポンプ１０７に取り付けられた排気口１０６を備えた上部スペース１０５を有する。上部スペース１０５内には、減圧領域１０４内を流れる水を照射する紫外線ランプアレイ１０８が配置されている。管路１０２内において、減圧領域１０４上流に、真空ポンプ１０７および紫外線ランプアレイ１０８に電力を供給するように構成された発電タービン１０９が配置されている。上部スペース１０５の下流において、管路１０２は下降流部１１０を有し、下降流部１１０は、水流を妨げるための阻流板１１１と、水の運動エネルギーの一部を捕捉するためのさらに別のタービン１１２を備えている。下降流部１１０内の水位は、上部スペース下方の水位よりも５ｍ以上低いことが好ましく、９ｍ以上低いことが特に好ましい。上部スペース１０５において、さらに別の阻流板（図示せず）を採用して水を薄膜状に広げ、水の真空への露出を最大限にしてもよい。
【００７４】
動作時には、タービン１０９、ポンプ１０７、およびランプ１０８を始動させる前に、減圧領域１０４内に水流を発生させる。水流は、上部スペース１０５の上流では、重力によって発生させる。次いで、上流タービン１０９を始動させ、上流タービン１０９と下流タービン１１１とによって発生させた電力を用いて真空ポンプ１０７を動作させ、例えば、減圧領域１０４に約１０ｍｂａｒの圧力を発生させる。領域１０４における減圧がサイフォン流の維持に十分なものとなれば、タービン１０９および１１１からの電力を使用して、紫外線ランプ１０８を始動させればよい。
【００７５】
図５には、飲料水の処理装置１０１’が図示されており、飲料水処理装置１０１’は、始動ポンプ１１３を用いて供給源（図示せず）から供給された水を含む管路１０２を備える。管路１０２は、図４に示す実施形態と同様に、減圧領域１０４、上部スペース１０５、排気口１０６、真空ポンプ１０７、紫外線ランプ１０８、下降流部１１０、阻流板１１１、およびタービン１１２を備える。始動ポンプ１１３を用いてサイフォン流を起こし、その後、タービン１１２を用いて、真空ポンプ１０７およびランプ１０８が要するエネルギーの少なくとも一部を供給する。サイフォン流が生じてしまえば、始動ポンプ１１３の所要エネルギーは低減し、よって、より低電力の（したがって、よりエネルギー消費の少ない）ポンプ１１４を代わりに使用することができる。あるいは、前記２つのポンプ１１３および１１４の代わりに、使用電力可変型の単一のポンプを使用してもよい。
【００７６】
図６に示す装置１０１’’では、槽１２０から当該槽より１０ｍ以上上方に位置する減圧領域１０４へと、管路１０２を通して未処理の水を引き上げる。上部スペース１０４には真空ポンプ１０７が連結され、真空ポンプ１０７は、バッテリー１２３を備えたソーラパネル１２２によって電力供給される。低電力（例えば、０．２５ｋＷ）ポンプを使用してもよい。管路１０２は、上部スペース１０４の下流に、処理水タンク１２４に通じる下降流パイプ１１０を有する。動作時には、入口弁１２６によって槽１２０からの水の引き上げを防止し、かつ出口弁１２８によってタンク１２４を閉鎖した状態で、真空ポンプ１０７のスイッチを入れる。上部スペース１０４において適切な低圧力Ｐ１が測定されると、入口弁１２６を開放し、管路１０２を通して減圧領域１０４へと水を吸引させる。減圧後、管路１０２の下降流部１１０に沿って処理水が流れ、下降流パイプの底に溜まっていく。水位が槽１２０と等しくなれば、出口弁１２８を開放し、処理水をタンク１２４へと放出することができる。槽１２０（圧力Ｐ２）および上部スペース１０４（圧力Ｐ１）間に好適な圧力差が確実に維持されるように（例えば、Ｐ２／Ｐ１≧１００となるように）、必要に応じ、弁１２８を閉鎖および再開放することができる。
【００７７】
図７は、図６に示した装置１０１’’の変型例に関するものである。この実施形態では、処理水タンク１２４よりも重力的に高い位置にある槽１２０から、未処理の水が装置に導入される。例えば、手押しポンプ１３０によって、水を槽１２０に移送してもよい。管路１０２を通って減圧領域１０４へ到達する重力流が存在する。前述と同様に、減圧領域１０４は、ソーラパネル１２２（および、任意のバッテリー１２３）に動力を供給される真空ポンプ１０７と連結している。装置１０１’’の操作は、処理プロセスの開始に必要となるポンプ電力がより低いということ以外、実質的に前述と同様である。
【００７８】
図８は、図６および図７に示す装置１０１’’のさらに別の変型例を示している。この実施形態では、真空ポンプ１０７の代わりに、真空発生送りパイプ１３２を使用している。例えば、汚水を送りパイプ１３２に注入すると、電気を要することなく、減圧領域１０４に真空を発生させることができる。前記真空発生器の入口弁１３４を開放し、送りパイプ１３２に水を充填する。次いで、出口弁１３６を開放し、パイプ１３２から水を流出させ、真空を生じさせる。さらに別の弁１３８により、送りパイプ１３２が、真空の上部スペース１０４に連結されている。上部スペース１０４において好適な圧力Ｐ１が測定されるまで、送りパイプ１３２における水の充填および排出を何度でも行うことができる。減圧領域が形成されれば、弁１３８を閉鎖して上部スペース１０４を隔離し、次に、入口弁１２６を開放して槽１２０から上部スペース１０４へと水を流すことができる。出口弁１２８は、管路１０２から処理水を除去し、かつ、圧力Ｐ１を、槽１２０と比べて約１０２低い、低レベルに保持するように、必要に応じ、閉鎖および再開放することができる。
【００７９】
図示していないが、図６〜８に示すいずれの装置においても、上述のようなタービンを組み込むことができる。さらに、図４〜８に示すいずれの装置においても、上部スペース１０４上流において、管路１０２と連通する、窒素等の気体の供給源１１６（図４に概略を図示）を設けてもよい。処理対象の水を気体で過飽和させることにより、真空ポンプ１０７の脱気効果を向上させることができる。また、このような気体源１１６と上部スペース１０４との間に気泡分離器を設け、脱気の妨げとなり得る気泡を除去してもよい。
【００８０】
最後に、図９には、チューブインチューブ原理に基づくスカム除去システム２００を示している。送り管路２０２に水を導入する際、前記水に供給源２０４から気体を添加して気泡を生じさせる。バクテリア、藻類、ウイルス等の除去すべき微生物は、真空の上部スペース２０４に向かって上昇する際に、前記気泡に付着する。モータ２４２によって動力を供給される、回転するファン翼またはプロペラ２４０が、上部スペース２０４に配置されている。実質的に空気抵抗が存在しないため、ファン２４０は、気泡によって収集された物理的な物質に効果的に衝撃を与え、この残留物を外部パイプ２４４へとはじき飛ばす。前記残留物は、外部パイプ２４４から別途収集される。処理水は、送り管路２０２の同軸パイプ２４６を降下する。当該スカム除去プロセスは、１０ｍｂａｒ以下の完全な真空ではなく、約１００ｍｂａｒの減圧下で実施されてもよい。分離プロセスは、装置２００の第１回目のスカム除去ランで行ってもよいし、あるいは、上述のように減圧領域をかける下流装置ループに連結された、上流ループで実施されてもよい。藻類等の物質を、大幅な減圧による水の脱気前に除去すれば、水からの除去が困難な油および／または毒素の放出につながるこれら物質の破断の防止に役立つ。
【実施例】
【００８１】
実施例１において、大腸菌型細菌、特に、大腸菌を添加した海水に対し、一連の試験を実施した。異なる温度の管路に、２３００ｍｂａｒの圧力で、前記水をポンプ作用により送り込んだ。これらの試験の一部においては、真空ポンプを使用して、管路内に減圧領域を設けた。結果を表１に示す。
【００８２】
【表１】
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【００８３】
表１の結果は、減圧領域が、広範な温度にわたり、大腸菌の死滅に極めて有効であることを示している。
【００８４】
実施例２において、大腸菌型細菌、特に大腸菌で汚染された海水に対し、２４℃の温度条件で、同様の試験を、ただし気体を添加して実施した。表２の結果は、殺菌効果がさらに向上したことを実証している。また、より少ない減圧で、同様の殺菌効果が得られた。
【００８５】
【表２】
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【図１】
2013544647.tif 000005
【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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