(57)【要約】【課題】水中に生成したオゾンの微細気泡を長期間維持できる水中のオゾンガスの微細化気泡の維持方法、維持装置及びバラスト水の処理方法を提供すること。【解決手段】海水をオゾン溶解タンクに導入する海水導入工程と、海水を電気分解して陽極側に強酸性電解水を生成する電解水生成工程とを有し、前記海水導入工程に、オゾンガスの気泡を微細化して微細化気泡を生成して前記海水中に溶解する微細化気泡溶解工程を有し、前記微細化気泡溶解工程の前工程又は後工程で前記強酸性電解水を添加する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
海水をオゾン溶解タンクに導入する海水導入工程と、海水を電気分解して陽極側に強酸性電解水を生成する電解水生成工程とを有し、
前記海水導入工程に、オゾンガスの気泡を微細化して微細化気泡を生成して前記海水中に溶解する微細化気泡溶解工程を有し、
前記微細化気泡溶解工程の前工程又は後工程で前記強酸性電解水を添加することを特徴とする水中のオゾンガスの微細化気泡の維持方法。
【請求項２】
オゾンガスの微細化気泡の径が、５〜５００μｍの範囲であることを特徴とする請求項１記載の水中のオゾンガスの微細化気泡の維持方法。
【請求項３】
海水をオゾン溶解水タンクに導入する経路に、オゾンガスの気泡を微細化して微細化気泡を生成して前記海水中に溶解する微細化気泡溶解手段を有し、
海水を導入して電気分解により陽極側に強酸性電解水を生成する電解水生成手段を有し、
前記電解水生成手段で生成された強酸性電解水を供給する配管を、前記微細化気泡溶解手段の前方又は後方に接続したことを特徴とする水中のオゾンガスの微細化気泡の維持装置。
【請求項４】
前記微細化気泡溶解手段が、ベンチュリー管又は多孔板からなることを特徴とする請求項３記載の水中のオゾンガスの微細化気泡の維持装置。
【請求項５】
海水をバラストタンクに導入する経路にろ過膜又はスリット板を設けて、海水中の水生生物を処理するバラスト水処理方法において、前記ろ過膜又はスリット板により水生生物を処理後に、前記請求項１又は２記載の水中のオゾンガスの微細化気泡の維持方法により生成されたオゾン溶解水を添加することを特徴とするバラスト水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中のオゾンガスの微細化気泡の維持方法、維持装置及びバラスト水の処理方法に関し、詳しくは、例えば海水に溶解するオゾンガスの微細化気泡を長期間に渡って維持できる方法、装置及びバラスト水の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原油等を輸送する貨物用船舶には、航行時の船体の安定性を保つためにバラストタンク
が設けられている。通常、原油等が積載されていないときには、バラストタンク内をバラ
スト水で満たし、原油等を積み込む際にバラスト水を排出することにより、船体の浮力を
調整し、船体を安定化させている。
【０００３】
このようにバラスト水は、船舶の安全な航行のために必要な水であり、通常、荷役を行
う港湾の海水が利用される。その量は、世界的にみると年間１００億トンを超えるといわ
れている。
【０００４】
ところで、バラスト水中には、それを取水した港湾に生息する水生生物が混入しており
、船舶の移動に伴い、これら水生生物が同時に異国に運ばれることになる。
【０００５】
従って、もともとその海域には生息していなかった生物種が、既存生物種に取って代わ
るといった生態系の破壊が深刻化している。
【０００６】
このような背景の中、国際海事機関（ＩＭＯ）の外交会議において、船舶のバラスト水
及び沈殿物の規制及び管理のための条約（以下、条約という）が採択され、バラスト水処
理装置を用いたバラスト水管理の実施義務が２００９年以降の建造船から適用される予定
となっている。
【０００７】
また、条約によりバラスト水の排出基準は、以下の表１に示すように定められている。
【０００８】
【表１】
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【０００９】
このため、バラスト水の排出時には外洋に存在する生物数の１００分の１程度まで除去
あるいは殺滅することが必要となっている。
【００１０】
以上のような背景から、上記のような問題を解決できるバラスト水の処理技術の開発が
急務となっている。
【００１１】
従来、特許文献１には、海水に蒸気の注入と同時または相前後してオゾンを注入するようにする技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１６０４３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１によると、蒸気注入管から、バラスト水中に蒸気を注入すると、注入された蒸気は、バラスト水中で拡大して、バラスト水中に気泡群が生成され、この気泡は、バラスト水で急冷されて崩壊し、気泡群の崩壊に伴なう衝撃波によってオゾンが微細化、活性化されると記載されている。
【００１３】
しかし、この微細化されたオゾンの気泡は、時間の経過と共に合体して、気泡サイズが大きくなってしまいオゾンの活性が失われる欠点がある。
【００１４】
そこで、本発明の課題は、水中に生成したオゾンの微細化気泡を長期間維持できる水中のオゾンガスの微細化気泡の維持方法、維持装置及びバラスト水の処理方法を提供することにある。
【００１５】
本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
【００１７】
（請求項１）
海水をオゾン溶解タンクに導入する海水導入工程と、海水を電気分解して陽極側に強酸性電解水を生成する電解水生成工程とを有し、
前記海水導入工程に、オゾンガスの気泡を微細化して微細化気泡を生成して前記海水中に溶解する微細化気泡溶解工程を有し、
前記微細化気泡溶解工程の前工程又は後工程で前記強酸性電解水を添加することを特徴とする水中のオゾンガスの微細化気泡の維持方法。
【００１８】
（請求項２）
オゾンガスの微細化気泡の径が、５〜５００μｍの範囲であることを特徴とする請求項１記載の水中のオゾンガスの微細化気泡の維持方法。
【００１９】
（請求項３）
海水をオゾン溶解水タンクに導入する経路に、オゾンガスの気泡を微細化して微細化気泡を生成して前記海水中に溶解する微細化気泡溶解手段を有し、
海水を導入して電気分解により陽極側に強酸性電解水を生成する電解水生成手段を有し、
前記電解水生成手段で生成された強酸性電解水を供給する配管を、前記微細化気泡溶解手段の前方又は後方に接続したことを特徴とする水中のオゾンガスの微細化気泡の維持装置。
【００２０】
（請求項４）
前記微細化気泡溶解手段が、ベンチュリー管又は多孔板からなることを特徴とする請求項３記載のオゾンガスの微細化気泡の維持装置。
【００２１】
（請求項５）
海水をバラストタンクに導入する経路にろ過膜又はスリット板を設けて、海水中の水生生物を処理するバラスト水処理方法において、前記ろ過膜又はスリット板により水生生物を処理後に、前記請求項１又は２記載の水中のオゾンガスの微細化気泡の維持方法により生成されたオゾン溶解水を添加することを特徴とするバラスト水の処理方法。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、水中に生成したオゾンの微細化気泡を長期間維持できる水中のオゾンガスの微細化気泡の維持方法、維持装置及びバラスト水の処理方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係るオゾンガスの微細化気泡の維持方法を実施する維持装置の一例を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１において、１はバラストタンクであり、バラスト水が導入され、貯留される。バラスト水には、例えば海水、淡水などが用いられる。本発明では主に海水を使用した例について説明する。
【００２５】
バラスト水は、動物プランクトン、植物プランクトン、細菌などの水生生物を含み、かかる水生生物を含む海水は、図示しないポンプで汲み上げられて、たとえば膜処理装置２で所定径までの微生物等を除去し、その後オゾン処理されてバラストタンク１に送られる。本バラスト水は、膜処理装置２からバラストタンク１に至るバラストタンク送液配管１０に、微細気泡化されたオゾンを含むオゾン溶解水が所定量添加供給されて、前記膜処理装置２で除去できなかった水生生物が殺虫あるいは殺菌され、バラストタンク１内に水生生物を含まないバラスト水を貯留できるようにする。
【００２６】
３はオゾン溶解タンクであり、該タンク３の入口には微細化気泡溶解手段４が設けられている。微細化気泡溶解手段４は、図示の例ではベンチュリー管４０を用いている。
【００２７】
４１は図示しない海水ポンプにより海水を導入する導入管であり、ベンチュリー管４０の入口部４２に接続されている。
【００２８】
５はオゾン発生装置であり、該発生装置５で発生したオゾンは、配管５０を介してベンチュリー管４０の前方に供給される。
【００２９】
かかるベンチュリー管４０の存在により、海水中に導入されたオゾン気泡は、微細気泡化する（この気泡をマイクロバブルとも称する）。微細化気泡の径は５〜５００μｍの範囲が好ましく、より好ましくは５０〜３００μｍの範囲である。
【００３０】
微細化気泡は、海水に分散・混入された状態で存在しており、かかる状態を本発明では微細化気泡の溶解と表現している。
【００３１】
６は電解水生成手段である。電解水生成手段６は陽極６０と陰極６１を備えており、陽極室６２と陰極室６３が隔膜６４によって仕切られている。
【００３２】
電解水生成手段６に海水が導入されると、電気分解により、希薄食塩水の電解の場合と同様に、陽極６０に酸素、陰極６１に水素が発生し、陽極６０付近に希薄塩酸水溶液が、陰極６１付近には希薄水酸化ナトリウム水溶液が生じる。
【００３３】
以下に電解反応を示す。
【００３４】
（＋）陽極反応
２Ｃｌ−    →    ２Ｃｌ  ＋  ２ｅ
【００３５】
陽極で生じる原子状塩素Ｃｌは、水と反応してＨＣｌ微量の酸素が発生する。
２Ｃｌ  ＋  Ｈ２Ｏ  →  ２ＨＣｌ  ＋  １／２Ｏ２
【００３６】
（−）陰極反応
２Ｎａ＋  ＋  ２Ｈ２Ｏ  →  ２ＮａＯＨ  ＋  Ｈ２
【００３７】
以上の電解反応から、陽極６０側では、塩酸が生成し、強酸性電解水が得られる。この強酸性電解水は配管６５を介して、前記微細化気泡溶解手段４の前方又は後方の何れかに供給される。従って、配管６５は前記微細化気泡溶解手段４の前方又は後方の何れかに接続される。
【００３８】
本発明では、強酸性電解水の供給により、微細化気泡が溶解して海水は、酸性となり、微細化気泡の再結合を防止できる効果がある。
【００３９】
また本発明において、海水を電気分解する電解水生成手段６を設けると、強酸性液を別途手配する必要がない。特にバラスト水を積載する船舶においては、低コスト化が望まれているので、かかる要望も満足する。
【００４０】
次に、本発明において、微細化気泡の再結合を防止できる作用を説明する。
【００４１】
海水の中の気液界面に存在するＨ＋とＯＨ−は電気的にバランスしているが、海水が酸性となりｐＨが低下すると、気液界面のゼータ電位が下がり（マイナスの絶対値が小さくなり）、ＯＨ−を極性化しやすくなることにより、気泡同士は反発しあい、オゾンガス微細気泡の合体（再結合）が抑制されると推測されている。
【００４２】
従って、微細化気泡（マイクロバブル）を長期間維持することが可能となり、配管３０を介してオゾン溶解水をバラストタンクやその前のバラスト水導入管に添加すると、短時間に効率的に殺菌効果を発揮する。
【００４３】
以上の説明では、オゾン処理の前処理として膜処理の例を説明したが、図２に示すようなスリット板を用いることもできる。
【００４４】
スリット板２０は図３に示すような直線状のスリット２００が複数形成されており、スリット２００の開口幅は、好ましくは２００μｍ〜５００μｍの範囲である。
【００４５】
バラスト水がスリット板２０に向かって配管２１内を圧送され、その圧送されたバラスト水は乱流状態のままスリット板２０のスリット２００を通過しようとする。スリット２００を通過しようとする際に剪断現象が生じることで液中の水生生物を破壊して殺減する。
【００４６】
なお、スリットは直線状に限定されず、円弧状（曲線状の一例）でもよい。またスリット板の枚数は１枚でもよいが、２以上の複数枚でもよい。
【００４７】
上記態様では、微細化気泡溶解手段４として、ベンチュリー管４０を用いたが、これに限定されず、多孔板又はオリフィス板を用いることもでき、またマイクロバブルを生成可能であれば、種々の装置を使用でき、例えばエジェクター、スタティックミキサーなどの混合機を使用できる。
【００４８】
オゾンの全バラスト水に対する注入率は、膜処理やスリット板によって分離又は殺減できない細菌類などを殺菌する上で、最大で５ｐｐｍ（ｇオゾン／ｍ３バラスト水）が好ましく、より好ましくは０．５〜５ｐｐｍの範囲である。
【００４９】
なお、本発明では、海水の電解によって陰極６１側に生成した水酸化ナトリウムは、例えば、バラストタンク１の手前のバラストタンク送液配管１０に注入することで、ｐＨを中性化してオゾンガス微細気泡の再結合を促進してバラストタンク１内へのオゾンガス混入を防止する。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施態様を示すフロー図
【図２】本発明に使用できるスリット板を示す概略断面図
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線概略断面図
【符号の説明】
【００５１】
１：バラストタンク
１０：バラストタンク送液配管
２：膜処理装置
２０：スリット板
２００：スリット
２１：配管
３：オゾン溶解タンク
３０：配管
４：微細化気泡溶解手段
４０：ベンチュリー管
４１：導入管
４２：入口部
５：オゾン発生装置
５０：配管
６：電解水生成手段
６０：陽極
６１：陰極
６２：陽極室
６３：陰極室
６４：隔膜
６５：配管
【図１】
2008055352.tif 000004
【図２】
2008055352.tif 000005
【図３】
2008055352.tif 000006