(57)【要約】【課題】本願発明は、微生物処理装置の前段階として、金属粉を除去する除去装置を備えることで、微生物処理装置内へ流入する金属粉を除去する。【解決手段】本発明の除去装置５０は、除去部５２と、取付部５４とを有する。除去部５２は、金属粉を除去する。取付部５４は、除去部５２を送水路に取り付ける。また、本発明のバラスト水処理装置１０は、第１送水路１６と、第２送水路１８と、第３送水路２０と、第４送水路２２とを含む。除去装置５０は、第２送水路１８に取り付けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
取入口からポンプを介して微生物処理装置に原水を供給する、送水路に設置される除去装置であって、
金属粉を除去する除去部と、
前記除去部を前記送水路に取り付ける取付部と、
を有する除去装置。
【請求項２】
前記除去部は、一辺が１００μｍ以上の金属粉を除去する請求項１に記載の除去装置。
【請求項３】
前記除去部は、不織布である請求項１または請求項２のいずれか一項に記載の除去装置。
【請求項４】
前記除去部は、逆洗フィルターである請求項１または請求項２のいずれか一項に記載の除去装置。
【請求項５】
前記除去部は、糸巻きフィルターである請求項１または請求項２のいずれか一項に記載の除去装置。
【請求項６】
取入口とポンプの第１入水口とを連絡するとともに、前記取入口と前記第１入水口との間に第１開閉弁を備える第１送水路と、
前記ポンプの第１出水口と微生物処理装置の第２入水口とを連絡するとともに、除去装置を備える第２送水路と、
前記微生物処理装置の第２出水口とバラストタンクの第３入水口とを連絡する第３送水路と、
前記バラストタンクの第３出水口と排出口とを連絡するとともに、前記第３出水口と前記排出口との間に第２開閉弁を備える第４送水路と、を含み、
前記除去装置は、
金属粉を除去する除去部と、
前記除去部を前記第２送水路に取り付ける取付部と、
を有するバラスト水処理装置。
【請求項７】
前記除去部は、一辺が１００μｍ以上の金属粉を除去する請求項６に記載のバラスト水処理装置。
【請求項８】
前記除去部は、不織布である請求項６または請求項７のいずれか一項に記載のバラスト水処理装置。
【請求項９】
前記除去部は、逆洗フィルターである請求項６または請求項７のいずれか一項に記載のバラスト水処理装置。
【請求項１０】
前記除去部は、糸巻きフィルターである請求項６または請求項７のいずれか一項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、船舶の重心安定のために積載するバラスト水を処理するバラスト水処理装置、および、このバラスト水処理装置に用いられる除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶は、所定の積荷を積載した際、適切な喫水状態を得て、安定した航行ができるように設計される。特に、タンカーや大型貨物船等といった船舶は、積載されるオイルや積載される貨物の有無により、船舶の重量が大きく変化する。以下、積載されるオイルや積載される貨物などを積荷という。
【０００３】
そこで、船舶は、積荷が積載されていない場合、あるいは、積載される積荷が少ない場合に、バラストタンク内にバラスト水を収容する。船舶は、バラスト水を収容することで、適切な喫水状態を得て、安定した航行を行う。
【０００４】
通常、荷揚げした港において、船舶は、海水などをバラスト水として汲み上げる。荷積みした港において、船舶は、バラスト水を海へ排出する。つまり、荷揚げした港の海水は、バラスト水として荷積みした港まで運ばれる。荷揚げした港の海水は、荷積みした港の海水に混ぜられる。
【０００５】
海水には、貝の幼生や魚の卵、水生微生物などが存在する。以下、貝の幼生や魚の卵、水生微生物などを水生微生物等という。荷揚げした港で海水が汲み上げられる際、この水生微生物等は、海水とともにバラストタンクへ汲み上げられる。荷積みした港で海水が排出される際、この水生微生物等は、バラスト水とともに海へ排出される。
【０００６】
近年、バラスト水の汲み上げとバラスト水の排出に伴う、水生微生物等の移動が国際的な問題となっている。すなわち、バラスト水とともに水生微生物等が移動することで、本来生息しない地域に、他の地域に生息している水生微生物等が持ち込まれる。その結果、海洋生物の生態系に乱れが生じる。
【０００７】
そこで、バラスト水とともに水生微生物等が移動することを防止するために、バラスト水管理条約が採択された。バラスト水管理条約は、国際海事機関（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｍａｒｉｔｉｍｅ  Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ）により、２００４年に採択された。
【０００８】
現在、このバラスト水管理条約を遵守するために、様々なバラスト水の処理方法が提案されている。例えば、物理的、機械的に水生微生物等を殺滅する方法、熱により水生微生物等を殺滅する方法、化学薬品を用いて水生微生物等を殺滅する方法や、これらを組み合わせた方法等がある。
【０００９】
一例として、化学薬品を用いて水生生物を殺滅する方法には、バラストタンクと連結された電解槽を設けたものがある。具体的には、ポンプで取水口から汲み上げられた海水は、送水路を経て、バラストタンクに送り込まれる。バラストタンクは、電解槽と連結されている。バラストタンクから電解槽へ送り込まれた海水は、電解槽で電気分解される。電気分解により生じた次亜塩素酸ナトリウムが含まれた電解水は、バラストタンクに供給される。バラストタンク内において、次亜塩素酸ナトリウムが含まれた電解水により、水生微生物等が殺滅される。その後、バラストタンク内のバラスト水は、排水口（本願発明の「排出口」に相当）から排出される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特表２００７−５１５２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に記載された方法を用いた場合、後述する理由により、電気分解を行うために設けられた電極が損傷するという課題があった。
【００１２】
すなわち、船舶がバラスト水として海水を取り込む際、バラスト水中には、水生微生物等とともに、砂や砂利などが含まれる。
【００１３】
取水口から排水口までの水回路において、送水路を構成する配管やポンプの内部など、水の流れが速い場所では、バラスト水中に含まれる砂や砂利などが、水回路を形成する送水路の表面を研磨することがある。
【００１４】
特に、水回路の上流では、バラスト水中に含まれる砂や砂利などが多いため、その影響は顕著である。少なくとも、金属材料で構成されるポンプを通った海水中には、砂や砂利などが送水路の表面を研磨して生じた金属粉が含まれる。
【００１５】
この金属粉が電解槽に送り込まれた場合、金属粉は、電極へ引き寄せられる。電極へ引き寄せられた金属粉は、電極の表面に付着する。電極の表面に金属粉が付着した場合、電極と海水とが接する面積が少なくなるため、海水を電気分解する性能が低下するという課題があった。
【００１６】
あるいは、勢いよく電極へ引き寄せられた金属粉は、電極の表面を擦って、通り過ぎる。金属粉が通り過ぎる際、金属粉により、電極の表面が傷付けられる。
【００１７】
所定の目的を達成するために、電極の表面には、特定材料が塗布されていることがある。特定材料が塗布された電極に対して、金属粉が擦れた場合、塗布された特定材料が削られる。
【００１８】
その結果、電極が、所定の目的を達するための性能を発揮できなくなる、という課題があった。
【００１９】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、微生物処理装置の前段階として、金属粉を除去する除去装置を備えることで、微生物処理装置内へ流入する金属粉を除去することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明に関する除去装置は、除去部と、取付部とを有する。除去部は、金属粉を除去する。取付部は、除去部を送水路に取り付ける。
【００２１】
また、本発明に関するバラスト水処理装置は、第１送水路と、第２送水路と、第３送水路と、第４送水路とを含む。
【００２２】
第１送水路は、取入口とポンプの第１入水口とを連絡する。第１送水路は、取入口と第１入水口との間に第１開閉弁を備える。第２送水路は、ポンプの第１出水口と微生物処理装置の第２入水口とを連絡する。第２送水路は、除去装置を備える。第３送水路は、微生物処理装置の第２出水口とバラストタンクの第３入水口とを連絡する。第４送水路は、バラストタンクの第３出水口と排出口とを連絡する。第４送水路は、第３出水口と排出口との間に第２開閉弁を備える。
【００２３】
除去装置は、除去部と、取付部とを有する。除去部は、金属粉を除去する。取付部は、除去部を送水路に取り付ける。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の除去装置、あるいは、バラスト水処理装置によれば、原水中に金属粉が含まれていた場合、微生物処理装置に原水が供給される前に、金属粉を除去できる。
【００２５】
その結果、特に、電極を備える構造を有する微生物処理装置において、電極の性能劣化や電極の損傷を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態１におけるバラスト水処理装置の概念図
【図２】本発明の実施の形態１における除去装置の斜視図
【図３】本発明の実施の形態１における除去装置の使用状態を示す説明図
【図４】本発明の実施の形態１における除去装置の除去部である逆洗フィルターの組立斜視図
【図５】本発明の実施の形態１における除去装置の除去部である逆洗フィルターの要部拡大図
【図６】本発明の実施の形態１における他のバラスト水処理装置の概念図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態における除去装置と、この除去装置が用いられるバラスト水処理装置について、図面を参照しながら説明する。
【００２８】
なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００２９】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１におけるバラスト水処理装置について、概要を説明する。
【００３０】
図１は、本発明の実施の形態１におけるバラスト水処理装置の概念図である。図２は、本発明の実施の形態１における除去装置の斜視図である。図３は、本発明の実施の形態１における除去装置の使用状態を示す説明図である。図４は、本発明の実施の形態１における除去装置の除去部である逆洗フィルターの組立斜視図である。図５は、本発明の実施の形態１における除去装置の除去部である逆洗フィルターの要部拡大図である。
【００３１】
図１に示すように、バラスト水処理装置１０は、船舶１２に搭載される。バラスト水処理装置１０は、制御部１４により駆動される。
【００３２】
バラスト水処理装置１０は、第１送水路１６と、第２送水路１８と、第３送水路２０と、第４送水路２２とを含む。バラスト水処理装置１０は、第１送水路１６から第４送水路２２により、水回路を構成する。第１送水路１６から第４送水路２２は、金属材料の配管で構成できる。金属材料としては、ＳＵＳ３１６（ＪＩＳ規格）などのステンレス鋼や、鉄にエポキシ樹脂（Ｅｐｏｘｙ  Ｒｅｓｉｎ）を塗布したものが利用できる。また、第１送水路１６から第４送水路２２は、樹脂製の配管を用いてもよい。
【００３３】
第１送水路１６は、取入口２４とポンプ２６の第１入水口２６Ａとを連絡する。第１送水路１６は、取入口２４と第１入水口２６Ａとの間に第１開閉弁２８を備える。取入口２４は、船舶１２の船底に設けられる。
【００３４】
第２送水路１８は、ポンプ２６の第１出水口２６Ｂと微生物処理装置３０の第２入水口３０Ａとを連絡する。第２送水路１８は、後述する除去装置５０を備える。
【００３５】
第３送水路２０は、微生物処理装置３０の第２出水口３０Ｂとバラストタンク３４の第３入水口３４Ａとを連絡する。
【００３６】
第４送水路２２は、バラストタンク３４の第３出水口３４Ｂと排出口３６とを連絡する。第４送水路２２は、第３出水口３４Ｂと排出口３６との間に第２開閉弁３８を備える。
【００３７】
図２に示すように、除去装置５０は、除去部５２と、取付部５４とを有する。図３に示すように、除去部５２は、一辺が１００μｍ以上の金属粉５６を除去する。取付部５４は、除去部５２を第２送水路１８に取り付ける。図４に示すように、除去装置５０は、除去部である逆洗フィルター５２Ａと、取付部５４Ａとを有する。図５は、図４の要部拡大図である。
【００３８】
除去部５２は、一辺が１００μｍ以上の金属粉５６を除去する。水生微生物等５８や、一辺が１００μｍに満たない金属粉６０は、除去部５２を通過する。除去部５２は、一辺が１００μｍを超えるものであれば、砂６１や砂利６２なども除去できる。
【００３９】
除去部５２を構成する具体例は、つぎのとおりである。除去部５２は、不織布で構成できる。除去部は、逆洗フィルター５２Ａで構成できる。除去部５２は、糸巻きフィルターで構成できる。その他、除去部５２は、砂ろ過や、中空糸や、金網や、パンチングメタルなどでも構成できる。逆洗フィルター５２Ａとは圧力損失が高くなった場合に、図４中、矢印で示すように、水の流れを切り換える。逆洗フィルター５２Ａは、通常の水の流れとは逆方向に水を流すことで、フィルターに詰まった捕捉物を排出する、いわゆる逆洗が可能なフィルターのことである。
【００４０】
このような構成のバラスト水処理装置について、動作を説明する。
【００４１】
積荷が積載された船舶が、港に入る。港において、船舶から積荷が荷揚げされる。積荷が少なくなれば、船舶の重量が軽くなる。船舶は、適切な喫水状態を保つために、バラスト水を収容する。
【００４２】
図１を用いて、さらに詳細に説明する。制御部１４は、取入口２４を閉から開に切替える。制御部１４は、第１開閉弁２８を閉から開に切替える。制御部１４は、ポンプ２６を駆動して、原水である海水を汲み上げる。ポンプ２６で汲み上げられた海水は、第１送水路１６から第２送水路１８を経て、微生物処理装置３０に流れ込む。微生物処理装置３０の前段には、除去装置５０が設置される。
【００４３】
ポンプ２６で汲み上げられた海水は、取入口２４から除去装置５０に至るまでの水回路内において、金属粉を含む。金属粉は、ポンプ２６で汲み上げられた海水に含まれる砂や砂利などが、水回路を構成する金属材料と擦れ合うことで生じる。金属粉は、多様な寸法のものが生じる。図３で示した、一辺が１００μｍ以上の金属粉５６が、微生物処理装置３０内へ進入すると、陽極４０Ａと陰極４０Ｂとを有する電極４０に付着することがある。あるいは、一辺が１００μｍ以上の金属粉５６が、微生物処理装置３０内へ進入すると、陽極４０Ａと陰極４０Ｂとを有する電極を傷付けることがある。
【００４４】
そこで、上述した構成により、除去部５２は、一辺が１００μｍ以上の金属粉５６が、微生物処理装置３０内に進入しないよう、作用する。
【００４５】
除去部５２が不織布で構成される場合、つぎの作用効果を奏する。すなわち、不織布は、多孔性であり、繊維間にたくさんの空隙を有する。よって、不織布を用いた場合、不織布を設けたことによる圧力損失を小さくすることができる。
【００４６】
除去部が逆洗フィルター５２Ａで構成される場合、逆洗が可能となり、大量のバラスト水処理に適している。特に、逆洗フィルター５２Ａは、図４、図５に示す、複数の輪状ディスク６４を用いるディスクフィルターが有効である。ディスクフィルターは、輪状ディスク６４を内部に備える筒部６６を有する。輪状ディスク６４には、水が通る複数の溝６８が設けられる。隣り合う輪状ディスク６４において、輪状ディスク６４に設けられた溝６８の合わせ面７０が、無数のろ孔７２を構成する。無数のろ孔７２により、金属粉、砂や砂利が除去される。ディスクフィルターを用いれば、筒部６６の寸法を変更して、内部に備えられる輪状ディスク６４の数を調整することができる。ディスクフィルターを用いれば、輪状ディスク６４の数を調整することで、浄化される水の量に応じた除去部である逆洗フィルター５２Ａを提供することができる。なお、逆洗フィルター５２Ａは、逆洗の自動、手動を問わない。
【００４７】
除去部５２が糸巻きフィルターで構成される場合、糸の巻き方により、所望の濾過精度を実現できる。具体的には、糸巻きフィルターにおいて、外側よりも内側の濾過精度を高くすることが可能となる。また、安価に入手することもでき、経済的な効果も期待できる。
【００４８】
一方、除去部５２の目が細かくなり過ぎると、水回路における圧力損失が生じる。水回路に圧力損失が生じると、必要とされるバラスト水を溜めるまでに要する時間が長くなり、作業性が悪くなる。また、バラスト水を溜めるまでに長い時間を要すれば、港に停泊するためのチャージ費用が増加するなど、経済的にも負担が大きくなる。
【００４９】
一般的に、微生物処理装置３０で殺滅される水生微生物等は、一辺の長さが５０μｍ程度までの大きさのものが想定されている。よって、除去装置５０で、これらの水生微生物等を除去する必要はない。これらの水生微生物等を円滑に通過させるとともに、微生物処理装置３０内の構成要素に傷を与えない寸法として、発明者は、つぎの寸法を導き出した。つまり、除去すべき金属粉の寸法は、一辺が１００μｍ以上である。
【００５０】
なお、当然のことながら、一辺が１００μｍ以上の金属粉を除去する除去部５２を設ければ、一辺が１００μｍを超える砂６１や砂利６２なども除去できる。
【００５１】
つぎに、図１に示すように、微生物処理装置３０に供給された海水には、水生微生物等を殺滅する方法が施される。この方法は、物理的、機械的な方法、熱による方法、化学薬品を用いる方法、その他の方法、あるいは、これらの方法の組み合わせてもよい。
【００５２】
水生微生物等が殺滅処理された海水は、第３送水路２０を介してバラストタンク３４へ供給される。このとき、第２開閉弁３８は、閉となっている。
【００５３】
その後、船舶１２に搭載されていた積荷は、荷揚げが完了する。船舶１２には、所定量の海水が、バラスト水としてバラストタンク３４内に貯水される。所定量のバラスト水が確保できれば、制御部１４は、第１開閉弁２８と取入口２４とを閉とする。制御部１４は、ポンプ２６を停止する。適切な喫水状態が確保できた船舶１２は、港を出て行く。
【００５４】
目的とする港へ到着した船舶１２には、積荷が荷積みされる。積荷が荷積みされることで増す重量を見越して、バラストタンク３４内のバラスト水が排出される。制御部１４は、第２開閉弁３８を閉から開に切替える。制御部１４は、排出口３６を閉から開に切替える。バラストタンク３４内に溜められたバラスト水は、第４送水路２２を介して船外へ排出される。
【００５５】
なお、図１に示されたバラスト水処理装置１０には、適宜、開閉弁やポンプを追加して設けてもよい。適宜、開閉弁やポンプを追加して設けることで、より細やかな制御が可能となる。
【００５６】
図６は、本発明の実施の形態１における他のバラスト水処理装置の概念図である。図１に示したバラスト水処理装置１０と図６に示したバラスト水処理装置１１０との違いは、第１開閉弁１２８と第２開閉弁１３８とが一体となっている点である。
【００５７】
また、図１に示したバラスト水処理装置１０と図６に示したバラスト水処理装置１１０との違いは、取入口１２４と排出口１３６とが共用となっている点である。
【００５８】
本構成とすれば、バラスト水処理装置１１０を小型化することができる。
【００５９】
上述したように、本発明の実施の形態における除去装置、および、バラスト水処理装置において、顕著な効果を奏する微生物処理装置は、化学薬品を用いて水生微生物等を殺滅する方法が挙げられる。特に、水溶液を電気分解して、必要な化学薬品を精製する方法である。
【００６０】
また、微生物処理装置は、紫外線を照射して水生微生物等を殺滅する方法にも有効である。この方法では、紫外線を照射するランプのレンズに傷が生じることを防止できる。
【００６１】
その他、金属粉により、構成要素に損傷が生じる微生物処理装置で、この損傷により、水生微生物等の殺滅能力が低下するものであれば、同様の作用効果を奏することが期待できる。
【００６２】
以上の説明から明らかなように、本発明の実施の形態における除去装置、あるいは、バラスト水処理装置によれば、原水中に金属粉が含まれていた場合、微生物処理装置に原水が供給される前に、金属粉を除去できる。
【００６３】
その結果、特に、電極を備える構造を有する微生物処理装置において、電極の性能劣化や電極の損傷を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明における除去装置、この除去装置が用いられるバラスト水処理装置は、外洋を航海する船舶のみならず、湖や河川を航行する船舶でも、有用である。
【符号の説明】
【００６５】
１０，１１０    バラスト水処理装置
１２    船舶
１４    制御部
１６    第１送水路
１８    第２送水路
２０    第３送水路
２２    第４送水路
２４，１２４    取入口
２６    ポンプ
２６Ａ    第１入水口
２６Ｂ    第１出水口
２８，１２８    第１開閉弁
３０    微生物処理装置
３０Ａ    第２入水口
３０Ｂ    第２出水口
３４    バラストタンク
３４Ａ    第３入水口
３４Ｂ    第３出水口
３６，１３６    排出口
３８，１３８    第２開閉弁
５０    除去装置
５２    除去部
５２Ａ    逆洗フィルター（除去部）
５４，５４Ａ    取付部
５６    金属粉（一辺が１００μｍ以上）
５８    水生微生物等
６０    金属粉（一辺が１００μｍ未満）
６１    砂
６２    砂利
６４    輪状ディスク
６６    筒部
６８    溝
７０    合わせ面
７２    ろ孔
【図１】
2015000390.tif 000003
【図２】
2015000390.tif 000004
【図３】
2015000390.tif 000005
【図４】
2015000390.tif 000006
【図５】
2015000390.tif 000007
【図６】
2015000390.tif 000008