(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクラバにおいて排ガスとスクラバ洗浄水を接触させてなるスクラバ排水に、バラスト排水を、浮遊物質濃度または濁度が一定になるように混合する混合工程と、
前記混合された排水に磁性粉を添加する処理工程と、
前記処理工程で得られた磁性フロックを磁気分離する分離工程と
を含む、排水処理方法。
【請求項２】
前記混合工程が、前記スクラバ排水中の浮遊物質濃度もしくは前記混合された排水中の浮遊物質濃度を測定する測定工程と、前記測定工程による測定結果に応じて前記バラスト排水とスクラバ排水との混合比を制御する制御工程とを含む、請求項１に記載の排水処理方法。
【請求項３】
前記混合工程が、前記スクラバ排水中の濁度もしくは前記混合された排水中の濁度を測定する測定工程と、前記測定工程による測定結果に応じて前記バラスト排水と前記スクラバ排水との混合比を制御する制御工程とを含む、請求項１に記載の排水処理方法。
【請求項４】
前記処理工程で得られた磁性フロックに、凝集剤を添加する凝集工程をさらに含み、凝集工程で得られた磁性フロックを磁気分離する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の排水処理方法。
【請求項５】
前記磁性フロックに磁場を印加する磁場印加工程をさらに含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の排水処理方法。
【請求項６】
前記分離工程において前記磁性フロックを分離した後の処理済水に殺菌処理を行う殺菌工程をさらに含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の排水処理方法。
【請求項７】
前記分離工程において前記磁性フロックを分離した後の処理済水を、前記スクラバ排水に循環させる工程をさらに含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の排水処理方法。
【請求項８】
前記分離工程において前記磁性フロックを分離した後の処理済水を、前記スクラバ排水を貯留するスクラバ排水槽に返送する工程と、前記スクラバ排水槽の排水を前記スクラバに循環させる工程をさらに含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の排水処理方法。
【請求項９】
スクラバにおいて排ガスとスクラバ洗浄水を接触させてなるスクラバ排水に、バラスト排水を浮遊物質濃度または濁度が一定になるように混合する混合装置と、
前記混合装置で得られた混合排水に磁性粉を添加する磁性粉添加装置と、
前記磁性粉添加装置で得られた磁性フロックを磁気分離する磁気分離装置と
を備える、排水処理システム。
【請求項１０】
前記混合装置が、前記スクラバ排水中の浮遊物質濃度もしくは前記混合された排水中の浮遊物質濃度または濁度を測定する測定装置と、前記測定装置による測定結果に応じて前記バラスト排水とスクラバ排水との混合比を制御する制御装置とを含む、請求項９に記載の排水処理システム。
【請求項１１】
前記磁性粉添加装置で得られた磁性フロックに、凝集剤を添加する凝集剤添加装置をさらに備える、請求項９または１０に記載の排水処理システム。
【請求項１２】
前記磁性粉添加装置が、磁性粉が添加される処理槽を備え、前記処理槽が撹拌装置を備える請求項９〜１１のいずれか１項に記載の排水処理システム。
【請求項１３】
前記磁性粉添加装置が、磁性粉が添加される処理槽を備え、前記凝集剤添加装置が、凝集剤が添加される前記処理槽とは独立した凝集槽を備え、前記処理槽及び／または前記凝集槽が撹拌装置を備える、請求項１１に記載の排水処理システム。
【請求項１４】
磁性粉を添加した後の排水に磁場を印加する磁場印加装置をさらに備える、請求項９〜１３のいずれか１項に記載の排水処理システム。
【請求項１５】
前記磁気分離装置により磁性フロックを分離した後の処理済水に殺菌処理を行う殺菌装置をさらに含む、請求項９〜１４のいずれか１項に記載の排水処理システム。
【請求項１６】
前記磁気分離装置により前記磁性フロックを分離した後の処理済水を、前記スクラバに循環させる手段をさらに含む、請求項９〜１５のいずれか１項に記載の排水処理システム。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水処理方法および排水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶の運航において、スクラバ排水、バラスト排水の２種類が、排水として排出される。それぞれの排水は、その性状の相違から、異なる処理がされてきた。
【０００３】
スクラバ排水では、排水中に含まれる不純物が、主としてブラックカーボンからなる浮遊粒子である。浮遊粒子は、一般的に、遠心分離法や膜分離法により除去される。スクラバ排水の処理としては、例えば、バラスト水の取水時及び排水時に水質をモニタリングし、磁気分離を含む処理を行い、モニタリング結果に基づいて、再処理または排水を決定する方法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
一方、バラスト排水中に含まれる主な不純物は微生物である。このため、一般的に、塩素やオゾンによる殺菌法により微生物を除去し、水域に放流されることが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第5238968号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、従来、船舶には、スクラバ排水、バラスト排水の各排水系統に応じた処理施設を備える必要があり、排水処理のために船舶のスペースを割く必要があった。また、バラスト排水の処理に用いられる残留塩素や残留オゾンは海水中に放出されると生物に悪影響を与えるため、中和、無毒化といった施設も必須であった。
【０００７】
このような課題に対し、複数の処理設備を設けることなく、スクラバ排水及びバラスト排水を同時に、かつ効率的に処理する方法及びシステムが求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、一実施形態によれば、［１］排水処理方法であって、スクラバにおいて排ガスとスクラバ洗浄水を接触させてなるスクラバ排水に、バラスト排水を、浮遊物質濃度が一定になるように混合する混合工程と、前記混合された排水に磁性粉を添加する処理工程と、前記処理工程で得られた浮遊物質と磁性粉の結合物（磁性フロック）を磁気分離する分離工程とを含む。
【０００９】
［２］  ［１］に記載の排水処理方法において、前記混合工程が、前記スクラバ排水中の浮遊物質濃度もしくは前記混合された排水中の浮遊物質濃度を測定する測定工程と、前記測定工程による測定結果に応じて前記バラスト排水とスクラバ排水との混合比を制御する制御工程とを含むことが好ましい。
【００１０】
［３］  ［１］に記載の排水処理方法において、前記混合工程が、前記スクラバ排水中の濁度もしくは前記混合された排水中の濁度を測定する測定工程と、前記測定工程による測定結果に応じて前記バラスト排水と前記スクラバ排水との混合比を制御する制御工程とを含むことが好ましい。
【００１１】
［４］  ［１］〜［３］のいずれかに記載の排水処理方法において、前記処理工程で得られた磁性フロックに、凝集剤を添加する凝集工程をさらに含み、凝集工程で得られた磁性フロックを磁気分離することが好ましい。
【００１２】
［５］  ［１］〜［４］のいずれかに記載の排水処理方法において、前記磁性フロックに磁場を印加する磁場印加工程をさらに含むことが好ましい。
【００１３】
［６］  ［１］〜［５］のいずれかに記載の排水処理方法において、前記分離工程において前記磁性フロックを分離した後の処理済水に殺菌処理を行う殺菌工程をさらに含むことが好ましい。
【００１４】
［７］  ［１］〜［６］のいずれかに記載の排水処理方法において、前記分離工程において前記磁性フロックを分離した後の処理済水を、前記スクラバ排水に循環させる工程をさらに含むことが好ましい。
【００１５】
［８］  ［１］〜［７］のいずれかに記載の排水処理方法において、前記分離工程において前記磁性フロックを分離した後の処理済水を、前記スクラバ排水を貯留するスクラバ排水槽に返送する工程と、前記スクラバ排水槽の排水を前記スクラバに循環させる工程をさらに含むことが好ましい。
【００１６】
本発明は、別の実施形態によれば、［９］排水処理システムであって、スクラバにおいて排ガスとスクラバ洗浄水を接触させてなるスクラバ排水に、バラスト排水を浮遊物質濃度または濁度が一定になるように混合する混合装置と、前記混合装置で得られた混合排水に磁性粉を添加する磁性粉添加装置と、前記磁性粉添加装置で得られた磁性フロックを磁気分離する磁気分離装置とを備える。
【００１７】
［１０］  ［９］に記載の排水処理システムにおいて、前記混合装置が、前記スクラバ排水中の浮遊物質濃度もしくは前記混合された排水中の浮遊物質濃度または濁度を測定する測定装置と、前記測定装置による測定結果に応じて前記バラスト排水とスクラバ排水との混合比を制御する制御装置とを含むことが好ましい。
【００１８】
［１１］  ［９］または［１０］に記載の排水処理システムにおいて、前記磁性粉添加装置で得られた磁性フロックに、凝集剤を添加する凝集剤添加装置をさらに備えることが好ましい。
【００１９】
［１２］  ［９］〜［１１］のいずれかに記載の排水処理システムにおいて、前記磁性粉添加装置が、磁性粉が添加される処理槽を備え、前記処理槽が撹拌装置を備えることが好ましい。
【００２０】
［１３］  ［１１］に記載の排水処理システムにおいて、前記磁性粉添加装置が、磁性粉が添加される処理槽を備え、前記凝集剤添加装置が、凝集剤が添加される前記処理槽とは独立した凝集槽を備え、前記処理槽及び／または前記凝集槽が撹拌装置を備えることが好ましい。
【００２１】
［１４］  ［９］〜［１３］のいずれかに記載の排水処理システムにおいて、磁性粉を添加した後の排水に磁場を印加する磁場印加装置をさらに備えることが好ましい。
【００２２】
［１５］  ［９］〜［１４］のいずれかに記載の排水処理システムにおいて、前記磁気分離装置により磁性フロックを分離した後の処理済水に殺菌処理を行う殺菌装置をさらに含むことが好ましい。
【００２３】
［１６］  ［９］〜［１５］のいずれかに記載の排水処理システムにおいて、前記磁気分離装置により前記磁性フロックを分離した後の処理済水を、前記スクラバに循環させる手段をさらに含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の排水処理システムによれば、スクラバ排水、バラスト排水が同一の処理施設で、同時に処理可能となるため、処理施設のコンパクト化を図ることが可能となる。また、浮遊物質量の多いスクラバ排水と浮遊物質量の少ないバラスト水を混合することにより、被処理排水中の濁度を安定化させることが可能となり、被処理排水中の浮遊物質濃度を安定化できる。さらに、従来、処理後に放流されていたバラスト水をスクラバ水として再利用可能なため、スクラバ水となる海水を供給するポンプ容量の小型化も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態による排水処理方法及びシステムを示す概念図である。
【図２】本発明の第２実施形態による排水処理方法及びシステムを示す概念図である。
【図３】実験例１による、処理時間と試験用排水の濁度の関係を示すグラフである。
【図４】実験例１による、処理時間と試験用排水の生菌数の関係を示すグラフである。
【図５】実験例２による、処理時間と磁性フロックの平均粒子径の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施の形態によって限定されるものではない。また、図面は、本発明を説明するための例示的な概略図であって、本発明を限定するものではない。
【００２７】
［第１実施形態］
本発明は、第１実施形態によれば、排水処理方法であって、スクラバ（集じん装置）において排ガスとスクラバ洗浄水を接触させてなるスクラバ排水に、バラスト排水を、浮遊物質濃度が一定になるように混合する混合工程と、前記混合された排水に磁性粉を添加する処理工程と、前記処理工程で得られた浮遊物質と磁性粉の結合物（磁性フロック）を磁気分離する分離工程とを含む。
【００２８】
図１に、第１実施形態による排水処理方法を実施するための排水処理システムの一例の概念図を示す。図１を参照すると、本実施形態の排水処理システムは、主として、混合装置３と、磁性粉添加装置４と、磁気分離装置５とを備えてなる。また、混合装置３の上流には、スクラバ１０に接続したスクラバ排水槽１と、バラスト排水槽２とを備えていてもよい。
【００２９】
スクラバ排水は、スクラバ１０において、船舶のエンジン排ガスと、スクラバ洗浄水とを接触させることにより得られる排水である。スクラバ洗浄水は、通常、海水をポンプで汲み上げて利用するが、本発明においては、任意選択的に処理済水を循環して用いることもできる。スクラバ排水における主な不純物は、排ガス由来の浮遊物である。浮遊物質濃度は、一般的には、船舶の運航状況により変化する。本実施形態においては、スクラバ１０から排出されたスクラバ排水は、配管Ｌ１０を経てスクラバ排水槽１に貯留され、そのまま処理に使用することができる。
【００３０】
バラスト水は、船舶の船体制御のために、世界各地の港で取りこまれる水を起源としている。バラスト水は、海水であることも、淡水であることもあるが、バクテリアやプランクトン等の水生生物を含んでいる。その種類は、取水地によってさまざまであり、水質も大きく異なる。バラスト水の量は、船舶の積荷量に依存しており、ほとんど存在しない場合もある。そして、バラスト水が不要になった場合に、微生物を低減する処理をした後に、バラスト排水として排出される。一般的に、バラスト排水における、浮遊物質濃度は低い。本実施形態においては、バラスト排水はバラスト排水槽２に貯留される。本実施形態においては、バラスト排水に、塩素やオゾンなどによる微生物殺菌を実施することなく、そのまま貯留し、処理することができる。
【００３１】
混合工程は、スクラバ排水に、バラスト排水を、浮遊物質濃度または濁度が一定になるように混合する工程である。このとき、混合後の排水（以下、混合排水ともいう）中の浮遊物質濃度または濁度が、所定の基準値以下になるように、スクラバ排水に、バラスト排水を混合することが好ましい。このような浮遊物質濃度または濁度を制御した混合は、混合装置３により実施することができる。混合装置は、例えば、スクラバ排水槽１の吐出口に設けられた流量調節弁３１と、バラスト排水槽２の吐出口に設けられた流量調節弁３２と、浮遊物質濃度測定装置３３と、制御装置３４とから構成されていても良い。具体的には、浮遊物質濃度測定装置３３の測定値が、所定の濃度基準値を満たすように、制御装置３４により、弁３１、３２の開閉を制御することにより実施することができる。
【００３２】
浮遊物質濃度測定装置３３による浮遊物質濃度は、ＪＩＳＫ０１０２の１４．１に準拠した方法などによって測定することができる。浮遊物質濃度の上記所定の基準値は、例えば、１００ｍｇ／Ｌとすることができ、５０〜７０ｍｇ／Ｌとすることもできるが、特定の基準値には限定されない。浮遊物質濃度が１００ｍｇ／Ｌ以下であれば、凝集剤を用いなくても、安定に浮遊物質を除去することができる。しかし、このような基準値は、目的に応じて、当業者が適宜設定することができる。スクラバ排水の浮遊物質濃度が基準値よりも低い場合には、バラスト排水を混合しなくてもよい。
【００３３】
図示しない別の実施形態においては、浮遊物質濃度測定装置に代えて、濁度測定装置を用いてもよい。浮遊物質濃度と濁度には一般的に強い相関関係があり、浮遊物質濃度の指標として、濁度を用いることもできるためである。この場合、排水の濁度は、ＪＩＳＫ０１０１の９．３に準拠した方法などによって測定することができ、濁度が、所定の基準値以下になるように、スクラバ排水に、バラスト排水を混合することが好ましい。濁度の上記所定の基準値は、例えば、１５０ＮＴＵとすることができ、７５〜１１０ＮＴＵとすることもできるが、特定の基準値には限定されない。濁度が１５０ＮＴＵ以下であれば、凝集剤を用いなくても、次工程で安定に浮遊物質を除去することができる。
【００３４】
なお、混合工程を実施するためには、図示する調節弁３１、３２に代えて、スクラバ排水を送液するポンプ及びバラスト排水を送液するポンプの出力及び／または流量を、制御装置により、制御することで、混合排水における浮遊物質濃度または濁度を調節することもできる。また、浮遊物質濃度測定装置３３または濁度測定装置を、混合排水が流れる配管Ｌ３に設置するのに代えて、スクラバ排水槽１の内部もしくは配管Ｌ１に設置して、混合前のスクラバ排水の浮遊物質濃度または濁度を測定する態様としてもよい。この場合、例えば、スクラバ排水の浮遊物質濃度または濁度が、船外に排出してよい程度に低い場合には、バラスト排水との混合の前に排出することもできる。バラスト排水における浮遊物質濃度または濁度は、一般的に無視できる程度だからである。本実施形態による混合工程は、例示した具体的な手段には限定されず、浮遊物質濃度または濁度が略一定になるように、スクラバ排水にバラスト排水を混合すればよい。
【００３５】
また、任意選択的に、浮遊物質濃度測定装置または濁度測定装置に加え、混合前、あるいは混合後の排水のほかの水質を測定する装置を設けてもよい。例えば、濁度計、ｐＨ計、塩濃度計等を、処理槽４１の前段に設置することができる。これらの測定は、混合排水が流れる配管Ｌ３で実施しても良く、その前段の配管Ｌ１、Ｌ２や、水槽１、２において実施してもよい。さらに、これらの測定結果に応じて、処理槽４１に流入させる前の排水の水質を制御するための装置を備えてもよい。水質を制御するための装置としては、例えば、ｐＨ計での測定結果に応じて、酸剤もしくはアルカリ剤を投入するｐＨ調整装置が挙げられる。ｐＨ調整装置では、ｐＨを４〜１１に調整することが好ましい。
【００３６】
混合工程に次いで、混合された排水に磁性粉を添加する処理工程を実施する。処理工程は、磁性粉添加装置４にて実施することができる。図１を参照すると、磁性粉添加装置４は、処理槽４１と、磁性粉添加ポンプ４２と、磁性粉貯留槽４３と、撹拌装置４４から構成することができる。混合工程で濃度制御された混合排水は、配管Ｌ３を通って処理槽４１に送られる。処理槽４１には、磁性粉添加ポンプ４２により、磁性粉貯留槽４３に貯留された磁性粉が添加され、撹拌装置４４により処理槽内で混合される。
【００３７】
磁性粉としては、水処理分野で用いられる通常の磁性粉を使用することができ、常磁性粉あるいは強磁性粉のいずれであってもよく、例えば、四三酸化鉄等の酸化鉄、コバルト、酸化クロム、フェライトなどを用いることができるが、これらには限定されない。磁性粉の粒径は、通常、０．０５μｍ以上１０μｍ以下の範囲のものが好ましく、０．０５μｍ以上５μｍ以下の範囲のものがより好ましい。また、磁性粉の保磁力としては、通常１０４／４πＡ／ｍ以上４×１０５／４πＡ／ｍ以下の範囲のものが好ましく、２×１０５/４πＡ／ｍ以上３×１０５／４πＡ／ｍ以下の範囲のものがより好ましい。
【００３８】
磁性粉は、粉末状で添加することもできるし、あるいは水などの分散媒に磁性粉を分散した状態で添加することもできる。磁性粉の添加量としては、浮遊物質質量の１に対して磁性粉質量が０．１〜１０となるように添加することが好ましく、０．５〜５となるように添加することがより好ましい。添加量がこの範囲未満であると、磁性フロックを形成する効率が悪くなる傾向となり、この範囲を超えると、磁性粉を不必要に過剰に使用することになりそのコストが上昇する場合がある。本発明においては、磁性粉の添加量は、略一定とし、特段の調整を行わずに実施することができる。前段の混合装置３で浮遊物質濃度を略一定に調節しているためである。しかし、浮遊物質濃度測定装置３３または濁度測定装置で測定された排水の浮遊物質濃度または濁度に応じて、調整することもできる。この場合、例えば、磁性粉添加装置４に浮遊物質濃度または濁度の測定値と磁性粉の添加量との関係表を予め格納しておき、それを参照することにより添加量を決定するようにしてもよい。
【００３９】
処理工程においては、磁性粉を混合排水に添加することで、磁性粉と浮遊物質が結合した磁性フロックを形成する。本実施形態による水処理方法によれば、混合工程により、混合排水中の浮遊物質濃度が略一定に制御されているため、処理槽４１におけるフロックの濃度変化を少なく抑えることができる。処理工程において、図示はしないが、処理槽４１に磁場印加のための磁場印加装置をさらに配設してもよい。処理槽４１に磁場を印加することにより、磁性粉が磁気を帯び、磁性粉同士の結合が促進される。すなわち、凝集速度を向上させることが可能となり、磁性フロックの形成を促進することができる。
【００４０】
処理工程後に、得られた磁性フロックを磁気分離する分離工程を実施する。分離工程は、磁気分離装置５にて実施することができる。処理工程で生成した磁性フロックを含む混合排水は、配管Ｌ４を通って磁気分離装置５に送られる。磁気分離装置５では、磁性フロックが塊となったスラッジＳが選択的に除去され、処理済水を分離することができる。
【００４１】
磁気分離装置５としては、水処理分野で用いられる一般的な磁気分離装置を用いることができ、その種類や機構は特には限定されない。磁性フロックを固液分離し、塊となった磁性フロックをスラッジＳとして除去し、処理済水を選択的に取り出すことができる構成を持つものであればよい。磁気分離装置５の一例として、下半部が処理槽４１から供給される排水に浸かるように配された、磁石が配された回転盤や回転ドラムを備えた磁気分離装置を用いることができる。この場合は、磁気吸引力によって回転盤や回転ドラムの表面に磁性フロックを付着させ、塊となった磁性フロックを回転盤や回転ドラムの表面から、スクレーパーにより掻きとることにより、磁性フロック由来のスラッジと、処理済水とに分離することができる。その他に、インラインミキサを備えた配管に設けた磁気分離装置を用いることもできる。この場合は、配管Ｌ４につながる配管の外側面に電磁石を配した構成とすることができる。電磁石をオンにした状態では、磁性フロックが電磁石により引き寄せられ、配管の内側側面に貯留される。磁性フロックが塊となったスラッジは、別途スラッジ排出のための運転モードを設けて、電磁石をオフにしつつ、排水のかわりに清浄な水を流し、スラッジ取出し経路を通じて配管から排出させることができる。
【００４２】
その他にも、処理槽４１の底面に電磁石を配した構成として、磁性粉添加装置と磁気分離装置を一体として構成する態様も本実施形態の一部を構成する。すなわち、処理槽４１において、処理工程と磁気分離工程との両方を実施する態様とすることもできる。この場合、電磁石をオンにした状態では、磁性フロックが電磁石により引き寄せられ、処理槽４１の底面に固定される。磁性フロックが塊となったスラッジは、別途スラッジ排出のための運転モードを設けて、電磁石をオフにしつつ、処理槽４１に、排水のかわりに清浄な水を供給し、スラッジ取出すことができる。
【００４３】
分離工程においては、浮遊物及び微生物がスラッジＳとなって除去される。スラッジが分離された処理済水は、微生物濃度及び浮遊物質濃度が法的基準値以下になっている場合には、配管Ｌ６を通って船舶外の水域に放流される。基準をみたさない場合には、配管Ｌ７によりスクラバ排水槽１に返送し、場合によりさらに配管Ｌ１１によりスクラバ１０に循環して再利用し、再処理に供することができる。また、任意選択的に、放流前の処理済水に、塩素注入や紫外線殺菌、オゾン殺菌、膜ろ過置等、汎用の殺菌処理を実施してもよく、本実施形態による排水処理システムは、これらの殺菌処理に必要な、塩素注入設備や紫外線殺菌設備、オゾン殺菌設備、膜ろ過装置等の殺菌装置を備えていてもよい。本実施形態においては、処理済水からは、磁気分離装置で概ね微生物が除かれているため、殺菌装置への負荷は小さくなる。さらには、処理済水もまた、配管Ｌ７によりスクラバ排水槽１に返送し、配管Ｌ１１によりスクラバ１０に循環させて用いることもできる。処理済水は、スクラバ排水槽１中のスクラバ排水の浮遊物濃度を低減して、スクラバ１０に循環することでスクラバ洗浄水として利用することができる。そして、処理済水を循環利用することにより、スクラバ洗浄水を船外からくみ上げるためのポンプ動力を低減させることができるというさらなる利点が得られる。
【００４４】
第１実施形態による排水処理方法及び排水処理システムによれば、スクラバ排水とバラスト排水を一つのシステムで同時に処理することができる。また、混合工程において、磁性粉添加前の混合排水の浮遊物質濃度を略一定とすることができるため、混合排水の性状を略一定に保つことができる。そのため、凝集剤を添加しなくても、安定に磁性フロック形成を実施することができ、後段の磁気分離によって、排水中の浮遊物及び微生物を同時に効率的に除去することができる。
【００４５】
［第２実施形態］
本発明は、第２実施形態によれば、排水処理方法であって、スクラバにおいて排ガスとスクラバ洗浄水を接触させてなるスクラバ排水に、バラスト排水を、浮遊物質濃度が一定になるように混合する混合工程と、前記混合された排水に磁性粉を添加する処理工程と、前記処理工程で得られた磁性フロックに凝集剤を添加する凝集工程と、前記凝集工程で得られた磁性フロックを磁気分離する分離工程とを含む。
【００４６】
図２に、第２実施形態による排水処理方法を実施するための排水処理システムの一例の概念図を示す。図２を参照すると、本実施形態の排水処理システムは、主として、混合装置３と、磁性粉添加装置４と、凝集剤添加装置６１と、磁気分離装置５とを備えてなる。また、混合装置３の上流には、スクラバ１０に接続したスクラバ排水槽１と、バラスト排水槽２とを備えていてもよい。
【００４７】
第２実施形態による排水処理方法においても、スクラバ排水、バラスト排水の特性は第１実施形態と同様であり、説明を省略する。また、混合工程、処理工程についても、第１実施形態において例示した装置を用いて、第１実施形態において例示した態様にて実施することができるため、説明を省略する。第２実施形態においては、処理工程後にさらに凝集工程を備え、凝集工程において、任意選択的に、磁場の印加を実施することができる点で第１実施形態と異なっている。
【００４８】
凝集工程は、処理工程で得られた磁性フロックに凝集剤を添加する工程である。図２を参照すると、凝集工程は、凝集剤添加装置６１にて実施することができる。図２を参照すると、凝集剤添加装置６１は、典型的には凝集剤添加ポンプであってよく、凝集剤貯留槽６２に貯留された凝集剤を処理槽４１に添加する。凝集剤の添加は、撹拌装置４４で排水を撹拌しながら実施することができる。図示する実施形態においては、磁性粉を添加する処理工程と、凝集剤を添加する凝集工程とを同じ処理槽４１で実施することができる。これらの工程は、実質的に同時に行うこともできる。
【００４９】
凝集剤は、粉末状で添加したり、あるいは水などの分散媒に凝集剤を分散した状態で添加したりすることができる。凝集剤の成分としては、例えば、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）、ポリ硫酸第二鉄（ポリ鉄）、硫酸アルミニウム（硫酸バンド）、高分子（ノニオン系、カチオン系、アニオン系、両性）などが挙げられ、排水の性状により凝集剤を選定することができる。凝集剤の添加量としては、浮遊物質質量の１に対して凝集剤質量が０．００５〜１となるように添加することが好ましく、０．０１〜０．５となるように添加することがより好ましい。添加量がこの範囲未満であると、磁性フロックの形成を助ける効率が悪くなる傾向となる場合があり、この範囲を超えると、凝集剤を不必要に過剰に使用することになりそのコストが上昇する場合がある。本実施形態においては、混合工程で浮遊物質濃度を所定の値以下に調整しているため、凝集剤の添加量は、特に調節を要さずに一定とすることができる点で有利である。しかし、任意選択的に、混合工程で測定した浮遊物質濃度または濁度に応じて、凝集剤の添加量を制御してもよい。その際、凝集剤の添加量制御装置に測定値と凝集剤の添加量との関係表を予め格納しておき、それを参照することにより添加量を決定するようにしてもよい。例えば、バラスト水が充分に存在しない場合は浮遊物質濃度を所定の値以下に調整することが不可能であるため、凝集剤の添加量を増やす制御を行うことが好ましい。
【００５０】
第２実施形態において、処理槽４１には、磁場を印可する磁場印加装置６３が設置されている。磁場印加装置６３は、磁性粉に弱磁場を印加することができるものであればよい。処理槽４１に磁場を印可することで、磁性粉が磁気を帯び、磁性粉同士の結合が促進される。すなわち、凝集速度を向上させることが可能となり、磁性フロックの形成を促進するためである。なお、磁場印加装置６３は、任意選択的な構成要素であり、第２実施形態において、磁場印加装置を備えない場合もある。
【００５１】
図示しない他の実施形態において、処理槽とは別に、処理槽の後段に独立した凝集槽を設けてもよい。この場合、凝集槽は、凝集剤添加装置（ポンプ）と、凝集剤貯留槽と、撹拌装置を備え、任意選択的に磁場印加装置を備えていてもよい。
【００５２】
処理槽４１における凝集工程を経た磁性フロックを含む混合排水は、配管Ｌ４を通って磁気分離装置５に送られる。磁気分離装置５では、磁性フロックが塊となったスラッジＳが選択的に除去され、処理済水を分離することができる。磁気分離装置５の態様は、第１実施形態において説明した各種態様及びその他の任意の態様とすることができる。また、処理槽４１もしくは図示しない凝集槽の底面に電磁石を配した構成として、処理槽４１もしくは凝集槽と磁気分離装置５を一体として構成する態様も本発明の一部を構成する。
【００５３】
第２実施形態においても、分離工程においては、浮遊物及び微生物がスラッジＳとなって除去される。スラッジが分離された処理済水は、微生物濃度及び浮遊物質濃度が法的基準値以下になっている場合には、配管Ｌ６を通って船舶外の水域に放流することができる。基準をみたさない場合には、あるいは必要に応じて、配管Ｌ７によりスクラバ排水槽１に循環して再処理に供することができる。分離工程の後段であって、処理済水が放流される前段には、第１実施形態において説明したのと同様に、殺菌装置を備えて、殺菌工程を実施してもよい。また、処理済水を配管Ｌ７によりスクラバ排水槽１に循環して、スクラバ排水の浮遊物濃度を低減し、配管１１によりスクラバ１０に循環して、スクラバ水として利用することもできる。
【００５４】
第２実施形態による排水処理方法及び排水処理システムによれば、凝集剤添加装置をさらに設け、凝集剤を添加する工程を含むことで、スクラバ排水における浮遊物質濃度または濁度の変化がより大きい場合にも、安定した排水処理が可能になる。また、凝集剤を添加する処理槽あるいは凝集槽に磁場印加を可能とすることで、磁性フロックの形成を促進し、処理時間を大幅に短縮することが可能となる。
【実施例】
【００５５】
以下、本発明を、実施例を参照してより詳細に説明する。しかしながら、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００５６】
［実験例１］
本システムによる、浮遊物質と微生物の除去性能を検証した。スクラバ実排水に、微生物として大腸菌を１０００ｃｆｕとなるように添加して作成し、静置したものの上澄みを採取し、本発明における混合排水の試験用排水とした。この試験用排水単体、試験用排水に磁性粉とポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）を添加して磁気分離を行ったもの、試験用排水に磁性粉とＰＡＣを添加した後に高分子凝集剤を添加し、磁気分離を行ったものの３種類で比較した。磁性粉（四三酸化鉄）は浮遊物質質量に対して１：１となるように添加し、ＰＡＣは磁性粉添加後の濁度に対してＡＬＴ比５となるように添加し、２０秒間１５０ｒｐｍで急速撹拌を行った後、１０分間２０ｒｐｍでの緩速攪拌を行った。その後、高分子凝集剤を０．０１ｐｐｍとなるように添加して５分間２０ｒｐｍで緩速攪拌を行い、磁性フロックを形成させ、ネオジム磁石上に置き、上澄みの濁度及び生菌数を測定した。それぞれの結果を図３および４に示す。本システムにより、濁質が十分除去でき、生菌数も削減可能であることがわかった。
【００５７】
［実験例２］
次に、同じ試験用排水を用い、凝集剤のみと凝集剤に磁場印可を組合せた時の磁性フロックの粒径を比較した。凝集剤は、実験例１と同じものを用い、浮遊物質質量に対してＰＡＣ、高分子凝集剤ともに実験例１と同量を添加した。この試料に対し、一方は、０．４Ｔのネオジウム磁石を用いて磁場を印加し、他方は磁場を印加することなく、凝集剤の添加時点を０分として、時間とフロック径の関係を調べた。磁場の印加は、測定中継続した。フロック径は、粒度分布系で測定し、中央値を測定値とした。図５に結果のグラフを示す。凝集剤のみではフロック径が１ｍｍ以上となるのに１５分程度要していたのに対し、磁場印可を組合せることで５分以内に１ｍｍ以上となることがわかり、磁場の印加により、フロック成長の時間を大幅に短縮可能であることがわかった。
【符号の説明】
【００５８】
１    スクラバ排水
１０  スクラバ
２    バラスト排水
３    混合装置
３１  調節弁
３２  調節弁
３３  浮遊物質濃度測定装置
３４  制御装置
４    磁性粉添加装置
４１  処理槽
４２  磁性粉添加ポンプ
４３  磁性粉貯留槽
４４  撹拌装置
５    磁気分離装置
６１  凝集剤添加装置（ポンプ）
６２  凝集剤貯留槽
６３  磁場印加装置
【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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