(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水を濾過して濾過処理水を得るフィルタと、
前記フィルタに対して逆洗水を用いて逆洗浄を行う逆洗手段と、
前記逆洗手段による逆洗浄後の逆洗汚水が流通する逆洗汚水ラインと、
前記逆洗汚水ラインの内部に存在する逆洗汚水を前記逆洗汚水ラインの外部へ排出するための圧縮空気を導入する圧縮空気導入手段と、
前記フィルタに向かって逆洗水を噴射する第１逆洗水噴射ノズルと、
前記フィルタの一次側に設けられ、前記フィルタに向かって開口する吸引ノズルであって、前記第１逆洗水噴射ノズルから噴射され且つ前記フィルタを通過した逆洗水である第１逆洗汚水を吸引する吸引ノズルと、
前記吸引ノズルにより吸引された第１逆洗汚水が流通する第１逆洗汚水ラインと、
前記第１逆洗汚水ラインに設けられる第１逆洗汚水バルブと、
前記フィルタの内部に圧縮空気を導入する圧縮空気導入手段と、
前記第１逆洗汚水バルブの開閉及び前記圧縮空気導入手段を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第１逆洗汚水バルブを開くように前記第１逆洗汚水バルブを制御すると共に、前記フィルタの内部に圧縮空気を導入するように前記圧縮空気導入手段を制御し、これにより、前記第１逆洗汚水ラインの内部に存在する第１逆洗汚水を前記第１逆洗汚水ラインの外部へ排出する、バラスト水処理装置。
【請求項２】
前記フィルタの外周面に向かって前記フィルタの内部に実質的に被処理水が存在しない状態で逆洗水を噴射する第２逆洗水噴射ノズルを更に備え、
前記制御部は、前記第２逆洗水噴射ノズルからの第２逆洗水の噴射が行われる前に、前記第１逆洗汚水バルブを開くように前記第１逆洗汚水バルブを制御すると共に、前記フィルタの内部に圧縮空気を導入するように前記圧縮空気導入手段を制御する請求項１に記載のバラスト水処理装置。
【請求項３】
前記第１逆洗水噴射ノズルと前記第２逆洗水噴射ノズルとは共用される、
請求項２に記載のバラスト水処理装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記第１逆洗汚水バルブを閉じて前記フィルタ内の水がその水頭圧により排出されるのを待機し、その後、前記第１逆洗汚水バルブを開くように制御すると共に、前記フィルタの内部に圧縮空気を導入するように前記圧縮空気導入手段を制御し、これにより、前記第１逆洗汚水ラインの内部に存在する第１逆洗汚水を前記第１逆洗汚水ラインの外部へ排出する、
請求項１から３の何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、被処理水を濾過して濾過処理水を得るフィルタと、フィルタに対して逆洗水を用いて逆洗浄を行う逆洗手段と、を備えるバラスト水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タンカー等の船舶において、積み荷の原油等を降ろした後、再度目的地に向けて航行する際、航行中の船舶のバランスを取るため、一般的に、船舶に設けられたバラストタンク内にバラスト水と呼ばれる水を貯留する。バラスト水は、基本的に荷上港で取水されて、荷積港で排出される。そのため、それらの場所が異なっていれば、バラスト水中に含まれるプランクトンや細菌類の微生物が世界中を移動することになる。従って、荷上港と異なる海域の荷積港でバラスト水を排出すると、その港に別の海域の微生物を放出することになり、その海域の生態系を破壊するおそれがある。
【０００３】
バラスト水中に含まれる微生物の含有量を低減するために、バラスト水を濾過するフィルタを備えるバラスト水処理装置が用いられている。バラスト水処理装置のフィルタにおいては、高度の微生物除去性能が要求されているため、極小目開の金網などによる濾過体を必要としている。そのため、目詰まりが激しく、恒常的なフィルタの洗浄（逆洗）が重要とされている。
【０００４】
複数個の逆洗可能なフィルタを備え、各フィルタの導入側（１次側）と排出側（２次側）との間の圧力損失を圧力差測定により検知し、この圧力損失が既定値を超えたフィルタについて逆洗を行うようにしたバラスト水処理装置が提案されている（下記特許文献１参照）。特許文献１に提案された装置では、逆洗を行った結果生じる逆洗汚水は、ポンプにより船外に排出するようにしている。バラスト水の積載に際して同時に逆洗を行う場合には、フィルタへの堆積物は直近の周囲環境域内からの微生物だけを含んでいる。従って、このような場合には、堆積物を逆洗して生じた逆洗汚水を船外に排出しても、周囲環境の域外に微生物を移送することにはならず、生態系を破壊するおそれは少ないとされている。
【０００５】
尚、特許文献１のバラスト水処理装置では、バラスト水の積載時には、汲み上げる海水に対してフィルタによる濾過と消毒ユニットによる消毒を行うが、残留微生物は渡航中にバラストタンク内で増殖し且つ成長し得るので、バラスト水のポンプ排出時にも新たに消毒を実施する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２０１０−５０４２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１のバラスト水処理装置では、逆洗汚水をポンプにより船外に排出するようにしているが、装置が停止したときには逆洗汚水ラインに逆洗汚水が滞留する。この状態で、船舶の次の寄港地でバラスト水処理装置における逆洗が行われると、滞留していた逆洗汚水がその寄港地に排出されることになる。即ち、滞留した逆洗汚水に含まれる微生物が船舶の運航に従って移動することになる。
【０００８】
本発明は、バラスト水処理装置のフィルタの逆洗に際して発生する逆洗汚染水が逆洗汚水ライン内に滞留し、滞留した逆洗汚水に含まれる微生物が、このバラスト水処理装置を搭載した船舶等の運航に伴って移動してしまうことを予防することができるバラスト水処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、被処理水を濾過して濾過処理水を得るフィルタと、前記フィルタに向けて被処理水が流通する被処理水導入ラインと、前記フィルタで濾過された濾過処理水が流通する処理水ラインと、前記フィルタに対して逆洗水を用いて逆洗浄を行う逆洗手段と、前記逆洗手段による逆洗浄後の逆洗汚水が流通する逆洗汚水ラインと、前記逆洗汚水ラインの内部に存在する逆洗汚水を前記逆洗汚水ラインの外部へ排出するための圧縮空気を導入する圧縮空気導入手段と、を備える、バラスト水処理装置に関する。
【００１０】
また、本発明は、内部に流入した被処理水を濾過して濾過処理水として外部へ流出させる筒状のフィルタと、前記フィルタの内部に向けて被処理水が流通する被処理水導入ラインと、前記フィルタで濾過された濾過処理水が流通する処理水ラインと、前記フィルタの外周面に向かって前記フィルタの内部に被処理水が存在する状態で逆洗水を噴射する第１逆洗水噴射ノズルと、前記フィルタの外周面に向かって前記フィルタの内部に実質的に被処理水が存在しない状態で逆洗水を噴射する第２逆洗水噴射ノズルと、前記フィルタの一次側に設けられ、前記フィルタの内周面に向かって開口する吸引ノズルであって、前記第１逆洗水噴射ノズルから噴射され且つ前記フィルタを外周面から内周面に向けて通過した逆洗水である第１逆洗汚水を吸引する吸引ノズルと、前記吸引ノズルにより吸引された第１逆洗汚水が流通する第１逆洗汚水ラインと、前記第１逆洗汚水ラインに設けられる第１逆洗汚水バルブと、前記第２逆洗水噴射ノズルによる逆洗浄後の第２逆洗汚水が流通する第２逆洗汚水ラインと、前記第２逆洗汚水ラインに設けられる第２逆洗汚水バルブと、前記フィルタの内部に圧縮空気を導入する圧縮空気導入手段と、前記第１逆洗汚水バルブの開閉及び前記圧縮空気導入手段を制御する制御部と、を備えるバラスト水処理装置であって、前記第２逆洗水噴射ノズルからの第２逆洗水の噴射が行われる前に、前記制御部は、前記第１逆洗汚水バルブを開くように前記第１逆洗汚水バルブを制御すると共に、前記フィルタの内部に圧縮空気を導入するように前記圧縮空気導入手段を制御し、これにより、前記第１逆洗汚水ラインの内部に存在する第１逆洗汚水を前記第１逆洗汚水ラインの外部へ排出する、バラスト水処理装置に関する。
【００１１】
また、前記第１逆洗水噴射ノズルと前記第２逆洗水噴射ノズルとは共用されることがある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のバラスト水処理装置によれば、フィルタの逆洗に際して発生する逆洗汚染水が逆洗汚水ライン内に滞留し、滞留した逆洗汚水に含まれる微生物が、このバラスト水処理装置を搭載した船舶等の運航に伴って移動してしまうことを予防することができるバラスト水処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のバラスト水処理装置の第１実施形態を示すフロー図である。
【図２】本発明の第１実施形態におけるフィルタ洗浄の制御に関するタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
〔第１実施形態〕
本発明のバラスト水処理装置の第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明のバラスト水処理装置の第１実施形態を示すフロー図である。
【００１５】
図１に示すように、第１実施形態のバラスト水処理装置１は、バラスト水濾過装置２と、紫外線リアクタ６１と、第１逆洗水供給手段７と、第２逆洗水供給手段４１と、制御部９と、を備える。制御部９は、制御対象の各機器を制御可能に、各機器に信号線（不図示）により接続されている。バラスト水処理装置１には、その外部構成として、バラストタンク６２と、清浄水タンク６５とが接続されている。
【００１６】
第１実施形態のバラスト水処理装置１は、ラインとして、被処理水導入ラインＬ１と、被処理水排出ラインＬ２と、処理水ラインＬ１１と、貯留処理水排出ラインＬ１２と、第１逆洗水流通ラインＬ２１と、第２逆洗水流通ラインＬ２２と、エア抜きラインＬ３１と、を備える。「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。
【００１７】
バラスト水濾過装置２は、ケーシング５１と、フィルタ５２と、フィルタ回転手段３と、吸引ノズル４と、逆洗水噴射ノズルとしての第１逆洗水噴射ノズル６と、第２逆洗水噴射ノズル４０と、逆洗汚水排出手段５と、差圧検出手段８と、を備える。
【００１８】
ケーシング５１は、円筒状であり、その内部にフィルタ５２を収納する。フィルタ５２は、全体視で円筒状であり、内部に流入した被処理水（バラスト水）Ｗ１（主に海水）を濾過してバラスト水（濾過処理水）Ｗ２として外部へ流出させる。フィルタ回転手段３は、フィルタ５２を、その軸心を中心に回転させる。吸引ノズル４は、フィルタ５２の一次側に設けられ、フィルタ５２の内周面に向かって開口する。吸引ノズル４は、第１逆洗水噴射ノズル６から噴射され且つフィルタ５２を外周面から内周面に向けて通過した逆洗水である逆洗汚水Ｗ１１を、吸引する。
【００１９】
上述の逆洗汚水Ｗ１１は、後述する第２逆洗汚水Ｗ１２と区別する意味で、適宜、第１逆洗汚水Ｗ１１と称する。
この称呼を用いて換言すれば、吸引ノズル４は、フィルタ５２の一次側に設けられ、フィルタ５２の内周面に向かって開口する吸引ノズルであって、第１逆洗水噴射ノズル６から噴射され且つフィルタ５２を外周面から内周面に向けて通過した逆洗水である第１逆洗汚水Ｗ１１を吸引する。
【００２０】
第１逆洗水噴射ノズル６は、第２逆洗水噴射ノズル４０とは別にフィルタ５２の二次側に設けられ、フィルタ５２の外周面に向かって、バラスト水処理運転中に第１逆洗水を噴射する。第１逆洗水噴射ノズル６からの第１逆洗水の噴射は、ケーシング５１及びフィルタ５２の内部にバラスト水（Ｗ２，Ｗ１）が存在する（満たされる）状態で行われる。
【００２１】
第２逆洗水噴射ノズル４０は、第１逆洗水噴射ノズル６とは別にフィルタ５２の二次側に設けられ、フィルタ５２の外周面に向かって第２逆洗水を噴射する。第２逆洗水噴射ノズル４０からの第２逆洗水の噴射は、ケーシング５１及びフィルタ５２の内部に実質的にバラスト水（Ｗ２，Ｗ１）が存在しない状態（第２逆洗水噴射ノズル４０からの第２逆洗水が（水中ではなく）フィルタ５２に直接当たる状態）で行われる（空間洗浄）。
【００２２】
逆洗汚水排出手段５は、吸引ノズル４で吸引された逆洗汚水Ｗ１１をケーシング５１の内部から外部へ排出する。差圧検出手段８は、フィルタ５２の一次側と二次側との差圧を検出する。制御部９は、差圧検出手段８により検出された差圧などに基づいて、逆洗水の噴射の有無、第１逆洗水噴射ノズル６と第２逆洗水噴射ノズル４０との切り換え、逆洗水の噴射時の噴射圧力などを制御する。
バラスト水濾過装置２の詳細については後述する。
【００２３】
紫外線リアクタ６１は、バラスト水濾過装置２のフィルタ５２により濾過されたバラスト水（濾過処理水）Ｗ２に対して紫外線の照射を行う。
バラストタンク６２は、紫外線リアクタ６１により紫外線の照射が行われたバラスト水（濾過処理水）Ｗ２を、貯留処理水Ｗ３として貯留する。
また、紫外線リアクタ６１は、バラストタンク６２に貯留されるバラスト水（貯留処理水）Ｗ３を船外へ排出する際に、貯留処理水Ｗ３に対して紫外線の照射を行う。
清浄水タンク６５は、バラスト水とは別に用意された清浄水Ｗ５を貯留する。
【００２４】
次に、各ラインについて詳述する。被処理水導入ラインＬ１は、一端部から被処理水Ｗ１（主に海水）が導入され、他端部において被処理水導入口２０に接続しており、被処理水Ｗ１がバラスト水濾過装置２の被処理水導入口２０に向けて流通するラインである。被処理水導入ラインＬ１には、汲み上げポンプＰ１、バルブＶ１、接続部Ｊ１、被処理水導入口２０がこの順で接続されている。
被処理水排出ラインＬ２は、一端部において被処理水導入ラインＬ１の接続部Ｊ１に接続しており、他端部からフィルタ５２内の水（バラスト水Ｗ１）が排出されるラインである。
【００２５】
処理水ラインＬ１１は、一端部においてバラスト水濾過装置２の処理水流出口２６に接続しており、他端部においてバラストタンク６２に接続しており、バラスト水濾過装置２で濾過処理されたバラスト水（濾過処理水）Ｗ２がバラストタンク６２に向けて流通するラインである。処理水ラインＬ１１には、処理水流出口２６、接続部Ｊ２１、バルブＶ１１、接続部Ｊ１１、紫外線リアクタ６１、バルブＶ１２、バラストタンク６２がこの順で設けられている。
【００２６】
貯留処理水排出ラインＬ１２は、一端部において処理水ラインＬ１１の接続部Ｊ１１に接続しており、他端部からバラスト水（貯留処理水）Ｗ３を排出するラインである。貯留処理水排出ラインＬ１２には、接続部Ｊ１１、バルブＶ１３、被処理水排出ポンプＰ１１がこの順で設けられている。
【００２７】
第１逆洗水流通ラインＬ２１は、一端部において処理水ラインＬ１１の接続部Ｊ２１に接続しており、他端部において第１逆洗水噴射ノズル６に接続しているラインである。第１逆洗水流通ラインＬ２１には、バラスト水（濾過処理水）Ｗ２が第１逆洗水噴射ノズル６に向けて流通する。第１逆洗水流通ラインＬ２１には、接続部Ｊ２１、バルブＶ２１、第１逆洗水加圧ポンプＰ２１がこの順で設けられている。
【００２８】
第２逆洗水流通ラインＬ２２は、一端部において清浄水タンク６５に接続しており、他端部において第２逆洗水噴射ノズル４０に接続しているラインである。第２逆洗水流通ラインＬ２２には、清浄水タンク６５に貯留される清浄水Ｗ５が、第２逆洗水として、第２逆洗水噴射ノズル４０に向けて流通する。第２逆洗水流通ラインＬ２２には、バルブＶ２２及び第２逆洗水加圧ポンプＰ２２がこの順で設けられている。
【００２９】
ラインの各所には、各種のバルブ及びポンプが設けられている。具体的には、被処理水導入ラインＬ１における接続部Ｊ１よりも上流側には、汲み上げポンプＰ１が設けられている。汲み上げポンプＰ１は、被処理水導入ラインＬ１の一端部から被処理水Ｗ１（主に海水）を汲み上げる。被処理水導入ラインＬ１における汲み上げポンプＰ１と接続部Ｊ１との間には、バルブＶ１が設けられている。被処理水排出ラインＬ２には、バルブＶ２が設けられている。
【００３０】
処理水ラインＬ１１における処理水流出口２６と紫外線リアクタ６１との間（詳細には、接続部Ｊ２１と接続部Ｊ１１との間）には、バルブＶ１１が設けられている。処理水ラインＬ１１における紫外線リアクタ６１とバラストタンク６２との間には、バルブＶ１２が設けられている。貯留処理水排出ラインＬ１２には、バルブＶ１３及び被処理水排出ポンプＰ１１が設けられている。被処理水排出ポンプＰ１１は、貯留処理水排出ラインＬ１２を流通する水を吸引し、加圧する（吐出する）
【００３１】
第１逆洗水流通ラインＬ２１における接続部Ｊ２１と第１逆洗水加圧ポンプＰ２１との間には、バルブＶ２１が設けられている。第１逆洗水流通ラインＬ２１におけるバルブＶ２１と第１逆洗水噴射ノズル６との間には、第１逆洗水加圧ポンプＰ２１が設けられている。第１逆洗水加圧ポンプＰ２１は、第１逆洗水流通ラインＬ２１を流通する水を吸引し、加圧する（吐出する）。
第２逆洗水加圧ポンプＰ２２は、第２逆洗水流通ラインＬ２２を流通する水を吸引し、加圧する（吐出する）。
【００３２】
次に、バラスト水濾過装置２の詳細について説明する。ケーシング５１は、上部開口部及び下部開口部を有する円筒状に形成されており、上部開口部が蓋部１０で密閉され、下部開口部が底部１１で密閉されている。蓋部１０には、エア抜きラインＬ３１が接続されている。エア抜きラインＬ３１には、ケーシング５１の内部のエアを抜くためのエア抜きバルブＶ３１が設けられている。
【００３３】
より詳細には、図示のように、エア抜きラインＬ３１は、圧縮空気導入手段７１の圧縮空気供給ラインＬ４１と部分的に共通のラインにより構成され、この共通のライン部分の一端側で蓋部１０に接続されている。そして、エア抜きバルブＶ３１は、この共通のライン部分から分岐したライン部分に配置されている。
圧縮空気供給ラインＬ４１の他端側は、バルブＶ４１を介して圧縮空気供給源７２としての、例えば、コンプレッサ等に接続されている。
圧縮空気導入手段７１は、フィルタ５２の内部に圧縮空気を導入する手段であり、圧縮空気供給ラインＬ４１、バルブＶ４１、及び、圧縮空気供給源７２を含んで構成される。
【００３４】
フィルタ５２は、上部開口部及び下部開口部を有し、全体視で円筒状に形成されている。フィルタ５２の詳細については後述する。ケーシング５１とフィルタ５２との間には、処理水流出空間２７が形成される。上部開口部は、上閉止部１３で密閉されている。下部開口部は、下閉止部１４及び後述する下部回転軸部材１６とで密閉されている。
【００３５】
フィルタ回転手段３は、上部回転軸部材１５と、下部回転軸部材１６と、上部回転軸部材１５を回転させるモータ１７とで構成されている。上部回転軸部材１５は、フィルタ５２の上閉止部１３に、フィルタ５２の軸心位置に軸心方向上向きに突設して設けられている。下部回転軸部材１６は、フィルタ５２の下閉止部１４に、フィルタ５２の軸心位置に軸心方向下向きに突設して設けられている。
【００３６】
上部回転軸部材１５は、ケーシング５１の蓋部１０を貫通し且つシーリングされた軸受部材１８を介して、蓋部１０に回転自在に且つ液密に支持されている。下部回転軸部材１６は、ケーシング５１の底部１１を貫通し且つシーリングされた軸受部材１９を介して、底部１１に回転自在に且つ液密に支持されている。下部回転軸部材１６は、フィルタ５２の内部と連通する管状体となっており、ケーシング５１の底部１１からケーシング５１の外部に突出する。下部回転軸部材１６には、ケーシング５１への被処理水導入口２０が接続されている。
【００３７】
被処理水導入口２０には、被処理水導入ラインＬ１が接続されている。ケーシング５１の側部には、処理水流出口２６が設けられている。処理水流出口２６には、処理水ラインＬ１１が接続されている。
被処理水導入ラインＬ１を流通し且つ被処理水導入口２０から導入された被処理水Ｗ１は、下部回転軸部材１６を通ってフィルタ５２の内部に入る。その被処理水Ｗ１は、フィルタ５２を通過して濾過されて、ケーシング５１とフィルタ５２との間に形成される処理水流出空間２７に入り、処理水流出口２６から流出する。
【００３８】
逆洗汚水排出手段５は、逆洗汚水集合管２８と、逆洗汚水排出管２９と、バルブＶ３２とを備える。逆洗汚水集合管２８は、複数の吸引ノズル４に接続する。逆洗汚水集合管２８には、複数の吸引ノズル４で吸引された逆洗汚水Ｗ１１が集合して、下方に向けて流通する。逆洗汚水排出管２９は、逆洗汚水集合管２８の下端部に接続し、逆洗汚水Ｗ１１を外部へ排出する。バルブＶ３２は、逆洗汚水排出管２９に設けられている。
【００３９】
逆洗汚水排出管２９は、吸引ノズル４により吸引された第１逆洗汚水Ｗ１１が流通するラインであり、適宜「第１逆洗汚水ライン２９」ともいう。バルブＶ３２を適宜「第１逆洗汚水バルブＶ３２」ともいう。
【００４０】
逆洗汚水集合管２８においては、上端部が閉鎖し、下端部が開口している。逆洗汚水集合管２８は、フィルタ５２の軸心に配置されている。逆洗汚水集合管２８の上端部は、フィルタ５２の上閉止部１３の中央に設けられた孔に、嵌合して支持されている。逆洗汚水集合管２８の下端部は、フィルタ５２の下閉止部１４の下部回転軸部材１６の内部を、フィルタ５２の回転を妨げないように通り、ケーシング５１の被処理水導入口２０に固定されて支持されている。
【００４１】
吸引ノズル４は、逆洗汚水集合管２８に接続し、フィルタ５２の内周面に向かって開口する。吸引ノズル４は、フィルタ５２の軸方向全域から吸引可能であることが好ましい。なお、吸引ノズル４の構成は特に限定されるものではない。例えば、吸引ノズル４を、フィルタ５２の軸方向に直線状及び／又は周方向に角度を変えて複数配置することができる。周方向に角度を変えて複数配置される吸引ノズル４は、同じ高さに配置してもよく、或いは高さを変えて配置してもよい。
【００４２】
本実施形態においては、複数の吸引ノズル４は、フィルタ５２の軸方向（上下方向）に直線状に配置されて、逆洗汚水集合管２８と接続している。また、フィルタ５２の内周面に対向した位置でフィルタ５２に向かって開口している吸引ノズル４の開口部は、フィルタ５２の内周面に摺動可能に密着している。
【００４３】
上下方向に配置されている複数の吸引ノズル４の間の未吸引部を無くすため、フィルタ５２の軸方向に２列に配置され、一方の列の吸引ノズル４の間に他方の列の吸引ノズル４が位置している。具体的には、複数の吸引ノズル４は、逆洗汚水集合管２８の左右側に、高さ方向に交互に配置されている。なお、吸引ノズル４をフィルタ５２の軸方向に配置する他の例として、複数の吸引ノズル４をフィルタ５２の軸方向に、吸引ノズル４の間に未吸引部が存在しない間隔で螺旋状に配置してもよい。
【００４４】
吸引ノズル４の開口部がフィルタ５２の内周面に摺動可能に密着した状態で、複数の吸引ノズル４は、フィルタ５２の軸方向に直線状に配置されて逆洗汚水集合管２８に接続している。上下方向に配置されている複数の吸引ノズル４は、各吸引ノズル４の間の未吸引部を無くすため、逆洗汚水集合管２８の左右側に、高さ方向に交互に配置されている。そのため、フィルタ５２の１回の回転でフィルタ５２の内周面全域からの吸引を行うことができる。
【００４５】
第１逆洗水噴射ノズル６は、ケーシング５１の側部に設けられており、ケーシング５１の内部に開口している。第１逆洗水噴射ノズル６は、フィルタ５２の軸方向全域に第１逆洗水を噴射できることが好ましい。第１逆洗水噴射ノズル６の構成は特に限定されるものではない。例えば、第１逆洗水噴射ノズル６を、フィルタ５２の軸方向に直線状及び／又は周方向に角度を変えて複数配置することができる。周方向に角度を変えて複数配置される第１逆洗水噴射ノズル６は、同じ高さに配置してもよく、或いは高さを変えて配置してもよい。本実施形態においては、第１逆洗水噴射ノズル６は、複数配置された各吸引ノズル４と同周上に位置し、且つ、フィルタ５２の回転方向に対向する方向に向かって、吸引ノズル４の前に位置するように設けられている。なお、第１逆洗水噴射ノズル６は、各吸引ノズル４と対向するそれぞれの位置に設けられていてもよく、或いは、フィルタ５２の回転方向に対向する方向に向かって、吸引ノズル４の後に位置するように設けられていてもよい。
【００４６】
第１逆洗水供給手段７は、フィルタ５２で濾過処理された濾過処理水Ｗ２を加圧して、第１逆洗水Ｗ２として第１逆洗水噴射ノズル６に供給する。第１逆洗水供給手段７は、第１逆洗水加圧ポンプＰ２１、バルブＶ２１などから構成される。
【００４７】
第１逆洗水噴射ノズル６は、フィルタ５２の外周面（二次側）に第１逆洗水Ｗ２を噴射して、フィルタ５２の一次側に堆積した異物を剥離する。剥離した直後に吸引ノズル４による吸引が行われる。第１逆洗水噴射ノズル６から噴射された第１逆洗水Ｗ２によりフィルタ５２から剥離した異物は、逆洗汚水排出管２９に設けられたバルブＶ３２を開くことにより、吸引ノズル４により効果的に吸引される。バルブＶ３２の二次側の圧力は大気圧に開放されているため、逆洗汚水集合管２８の内部の圧力がフィルタ５２の二次側の圧力よりも低くなり、フィルタ５２の二次側にある濾過処理水Ｗ２の一部及び第１逆洗水噴射ノズル６から噴射した第１逆洗水Ｗ２は、逆洗汚水Ｗ１１となって逆洗汚水集合管２８の内部を流通し、逆洗汚水排出管２９から外部へ排出される。
第１逆洗水供給手段７、第１逆洗水噴射ノズル６、吸引ノズル４、逆洗汚水排出手段５は、逆洗手段を構成する。
【００４８】
差圧検出手段８は、フィルタ５２の一次側と二次側との差圧を検出する。差圧検出手段８は、フィルタ５２の内部に配置される一次側圧力センサ３７と、処理水流出空間２７に配置される二次側圧力センサ３８と、を備える。差圧検出手段８は、一次側圧力センサ３７によりフィルタ５２の一次側の圧力を検知し、二次側圧力センサ３８によりフィルタ５２の二次側の圧力を検知して、フィルタ５２の一次側と二次側との差圧を検出する。フィルタ５２の一次側と二次側との差圧に基づいて、フィルタ５２の汚れ具合を判断できる。差圧が大きい場合は、フィルタ５２への異物の堆積量が多くなっていることを示し、差圧が小さい場合は、フィルタ５２が初期状態に近い状態（異物の堆積量が少ない状態）であることを示している。
【００４９】
第２逆洗水噴射ノズル４０は、ケーシング５１の側部に設けられており、ケーシング５１の内部に開口している。第２逆洗水噴射ノズル４０は、フィルタ５２の軸方向全域に第２逆洗水を噴射できることが好ましい。第２逆洗水噴射ノズル４０の構成は特に限定されるものではない。例えば、第２逆洗水噴射ノズル４０を、フィルタ５２の軸方向に直線状及び／又は周方向に角度を変えて複数配置することができる。周方向に角度を変えて複数配置される第２逆洗水噴射ノズル４０は、同じ高さに配置してもよく、或いは高さを変えて配置してもよい。
【００５０】
第２逆洗水供給手段４１は、清浄水タンク６５に貯留される清浄水Ｗ５を加圧して、第２逆洗水Ｗ５として第２逆洗水噴射ノズル４０に供給する。第２逆洗水供給手段４１は、バルブＶ２２、第２逆洗水加圧ポンプＰ２２などから構成される。
【００５１】
第１逆洗水噴射ノズル６に供給される第１逆洗水としては、本実施形態においては、フィルタ５２で濾過処理された濾過処理水Ｗ２が用いられる。第２逆洗水噴射ノズル４０に供給される第２逆洗水としては、本実施形態においては、清浄水タンク６５に貯留される清浄水Ｗ５が用いられる。なお、フィルタ５２への第１逆洗水として、清浄水タンク６５に貯留されている清浄水Ｗ５などを使用することもできる。
【００５２】
第２逆洗水噴射ノズル４０は、バラスト水処理運転の終了後、ケーシング５１の内部の水が排出された状態（フィルタ５２の内部に実質的にバラスト水Ｗ１が存在しない状態）で、フィルタ５２の外周面（二次側）に第２逆洗水Ｗ５を噴射して、フィルタ５２の内周面（一次側）に堆積した異物を強力に剥離する。
【００５３】
第２逆洗水噴射ノズル４０からは、フィルタ５２の内部に実質的にバラスト水Ｗ１が存在しない状態で、第２逆洗水Ｗ５が、回転しているフィルタ５２の外周面に噴射される。
【００５４】
本実施形態のバラスト水処理装置１は、第２逆洗水噴射ノズル４０による逆洗浄後の第２逆洗汚水Ｗ１２が流通する第２逆洗汚水ラインＬ４２を更に備える。この第２逆洗汚水ラインＬ４２は、一端側が被処理水導入口２０の中間部位に接続されている。第２逆洗汚水ラインＬ４２の他端側から、第２逆洗汚水Ｗ１２が排出される。第２逆洗汚水ラインＬ４２には、第２逆洗汚水バルブＶ４２が設けられている。
【００５５】
制御部９は、制御対象の各機器を制御する。特に、制御部９は、第１逆洗汚水バルブＶ３２の開閉及び圧縮空気導入手段７１を制御する。詳細には、制御部９は、第２逆洗水噴射ノズル４０からの第２逆洗水Ｗ５の噴射が行われる前に、第１逆洗汚水バルブＶ３２を開くように第１逆洗汚水バルブＶ３２を制御すると共に、フィルタ５２の内部に圧縮空気を導入するように圧縮空気導入手段７１を制御する。これにより、逆洗汚水排出管２９の内部に存在する第１逆洗汚水Ｗ１１を逆洗汚水排出管２９の外部へ排出する。
【００５６】
次に、本実施形態のバラスト水処理装置１の主な動作について簡単に説明する。
（１）バラスト水濾過装置２による被処理水Ｗ１の濾過処理
バルブＶ１、バルブＶ１１及びバルブＶ１２を開き、バルブＶ２、バルブＶ１３、バルブＶ２１、バルブＶ３１及びバルブＶ３２を閉じる。この状態で、汲み上げポンプＰ１を駆動させる。これにより、被処理水導入ラインＬ１の一端部から流入した被処理水Ｗ１は、被処理水導入ラインＬ１を流通する。被処理水導入口２０から導入された被処理水Ｗ１は、フィルタ５２で濾過処理され、濾過処理水Ｗ２として処理水流出口２６から排出される。濾過処理水Ｗ２は、処理水ラインＬ１１を流通し、紫外線リアクタ６１により紫外線処理され、バラストタンク６２に貯留処理水Ｗ３として貯留される。
【００５７】
（２）第１逆洗水噴射ノズル６によるフィルタ５２の逆洗処理（バラスト水処理運転中の逆洗）
バルブＶ１、バルブＶ１１、バルブＶ１２、バルブＶ２１及びバルブＶ３２を開き、他のバルブを閉じて、濾過処理水Ｗ２が第１逆洗水噴射ノズル６に向けて流通する状態とする。そして、ケーシング５１及びフィルタ５２の内部にバラスト水（Ｗ２，Ｗ１）が存在する状態で、第１逆洗水加圧ポンプＰ２１及び吸引ノズル４の吸引を稼働させる。これにより、第１逆洗水噴射ノズル６からの第１逆洗水Ｗ２は、フィルタ５２に向けて噴射され、吸引ノズル４により吸引されて、逆洗が行われる。
【００５８】
（３）第２逆洗水噴射ノズル４０によるフィルタ５２の逆洗処理（空間洗浄）
被処理水Ｗ１の濾過処理終了後、被処理水排出ラインＬ２のバルブＶ２及びエア抜きラインＬ３１のバルブＶ３１を開き、他のバルブを閉じて、フィルタ５２内の水を排出する。そして、ケーシング５１及びフィルタ５２の内部に実質的にバラスト水（Ｗ２，Ｗ１）が存在しない状態で、逆洗汚水排出管２９に設けられたバルブＶ３２及び第２逆洗水流通ラインＬ２２に設けられたバルブＶ２２を開き、第２逆洗水加圧ポンプＰ２２を稼働させる。これにより、清浄水タンク６５に貯留される清浄水Ｗ５は、第２逆洗水流通ラインＬ２２を流通し、第２逆洗水加圧ポンプＰ２２により加圧され、第２逆洗水Ｗ５として、第２逆洗水噴射ノズル４０からフィルタ５２に向けて噴射され、逆洗が行われる。
【００５９】
第２逆洗水噴射ノズル４０によるフィルタ５２の逆洗処理（空間洗浄）へ移行する制御については、後に図面を参照して更に詳述する。
【００６０】
（４）バラストタンク６２から外部への貯留処理水Ｗ３の排水処理
バルブＶ１２及びバルブＶ１３を開き、他のバルブを閉じる。この状態で貯留処理水排出ラインＬ１２に設けられた被処理水排出ポンプＰ１１を稼働させる。これにより、バラストタンク６２に貯留される貯留処理水Ｗ３は、紫外線リアクタ６１により紫外線処理され、処理水ラインＬ１１の一部及び貯留処理水排出ラインＬ１２を介して外部に排出される。
【００６１】
次に、図面を参照して、第２逆洗水噴射ノズル４０からの第２逆洗水Ｗ５の噴射に移行するに際しての制御部９による制御について詳細に説明する。
図２は、本発明の第１実施形態におけるフィルタ洗浄の制御に関するタイミングチャートである。
図２では、図１のバラスト水処理装置１に備えられた各バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３、Ｖ２１、Ｖ２２、Ｖ３１、Ｖ３２、Ｖ４１及びＶ４２について、それらの開閉のタイミングを表している。また、バラスト水処理装置１に備えられた各ポンプＰ１、Ｐ１１、Ｐ２１及びＰ２２について、それらの稼働／停止のタイミングを表している。
【００６２】
各バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３、Ｖ２１、Ｖ２２、Ｖ３１、Ｖ３２、Ｖ４１及びＶ４２の開閉は、制御部９からの制御信号により行うように構成できる。なお、一部のバルブについてそれらの開閉を制御部９の管理下で行うようにする一方、他のバルブについては手動操作により開閉するように構成することもできる。
また、各ポンプＰ１、Ｐ１１、Ｐ２１及びＰ２２についても、それらの稼働と停止を制御部９からの制御信号により行うように構成できる。なお、一部のポンプについてそれらの稼働と停止を制御部９の管理下で行うようにする一方、他のポンプについては手動操作により稼働と停止の操作を行うように構成することもできる。
【００６３】
図２では、第１逆洗水噴射ノズル６によるフィルタ５２の逆洗処理（バラスト水処理運転中の逆洗…上述の（２）の処理）から、第２逆洗水噴射ノズル４０によるフィルタ５２の逆洗処理（空間洗浄…上述の（３）の処理）へと移行して、上述の（３）の処理を終了するまでの期間を表している。
図２における最下行に表記された時間軸上のｔ１が、第１逆洗水噴射ノズル６によるフィルタ５２の逆洗処理（バラスト水処理運転中の逆洗）が終了する時刻である。また、この時刻ｔ１では、バラストタンク６２への処理水Ｗ２の貯留が完了し、濾過処理も停止する。
【００６４】
図２において、時刻ｔ１の直前までは、バラスト水処理運転中の逆洗処理（バラスト水処理運転中の逆洗…上述の（２）の処理）が行われている。従って、既述のように、バルブＶ１、バルブＶ１１、バルブＶ１２、バルブＶ２１及び第１逆洗汚水バルブＶ３２が開き、他のバルブが閉じている。この時、汲み上げポンプＰ１及び第１逆洗水加圧ポンプＰ２１が稼働している。この状態で、濾過処理水Ｗ２が第１逆洗水噴射ノズル６に向けて流通し、第１逆洗水噴射ノズル６からの第１逆洗水Ｗ２の噴射により、フィルタ５２の逆洗が行われる。
【００６５】
時刻ｔ１に到ると、バルブＶ１、バルブＶ１１、バルブＶ１２、バルブＶ２１及び第１逆洗汚水バルブＶ３２が閉じ、且つ、汲み上げポンプＰ１及び第１逆洗水加圧ポンプＰ２１が停止して、バラスト水処理運転中の逆洗処理が終了する。
時刻ｔ１で、バラスト水処理運転中の逆洗処理が終了すると、被処理水排出ラインＬ２のバルブＶ２及びエア抜きラインＬ３１のバルブＶ３１を既定の時間Ｔ１（時刻ｔ１から時刻ｔ２まで）の間開き、他のバルブを閉じて、先ず、ケーシング５１及びフィルタ５２内の水をその水頭圧を利用して排出する。この水頭圧を利用した排水により、ケーシング５１及びフィルタ５２内の水は実質的に全量排出される。
【００６６】
時間Ｔ１の間に、ケーシング５１内の水を被処理水排出ラインＬ２から排出し、時刻ｔ２に到ると、被処理水排出ラインＬ２のバルブＶ２及びエア抜きラインＬ３１のバルブＶ３１を閉じる。これと共に、第１逆洗汚水ライン２９の第１逆洗汚水バルブＶ３２及び圧縮空気供給ラインＬ４１のバルブＶ４１を開き、このように開いた状態を既定の時間Ｔ２（時刻ｔ２から時刻ｔ３まで）維持する。また、その他のバルブは閉じた状態を維持している。
【００６７】
上述のように圧縮空気供給ラインＬ４１のバルブＶ４１が開くと、圧縮空気供給源７２からラインＬ４１を通して圧縮空気がケーシング５１内、従って、フィルタ５２内に供給される。
圧縮空気の供給は、バルブＶ４１が開かれている時間Ｔ２の間維持され、この間に、第１逆洗汚水ライン２９内に滞留していた第１逆洗汚水Ｗ１１が、圧縮空気により排出（エアパージ）されて、この第１逆洗汚水ライン２９の外部へ排出される。
【００６８】
時間Ｔ２の終端である時刻ｔ３に到ると、第１逆洗汚水ライン２９の第１逆洗汚水バルブＶ３２及び圧縮空気供給ラインＬ４１のバルブＶ４１を閉じて、第１逆洗汚水Ｗ１１に対する排出操作（エアパージ）を終了する。
この時刻ｔ３における状態では、フィルタ５２内を含むケーシング５１内の被処理水Ｗ１が、既に時刻ｔ２で実質的に全量排出された上に、第１逆洗汚水ライン２９中に存在していた第１逆洗汚水Ｗ１１も第１逆洗汚水ライン２９の外部に排出され、バラスト水処理装置１には、別の海域への移動を阻止すべき微生物を含む水（被処理水Ｗ１、第１逆洗汚水Ｗ１１）は、残留していない。
従って、この状態になれば、バラスト水処理装置１（第１逆洗汚水ライン２９）内に滞留した逆洗汚水Ｗ１１に含まれる微生物が別の海域へ移動してしまうおそれがない。
【００６９】
即ち、時刻ｔ３に到ると、ケーシング５１及びフィルタ５２の内部に実質的にバラスト水（Ｗ２，Ｗ１）が存在せず、且つ、第１逆洗汚水ライン２９内にも逆洗汚水（第１逆洗汚水Ｗ１１）が存在しない状態となる。
【００７０】
時刻ｔ３以降（図示の例では時刻ｔ３の直後）に、第１逆洗汚水ライン２９の第１逆洗汚水バルブＶ３２を閉じ、第２逆洗汚水ラインＬ４２の第２逆洗汚水バルブＶ４２及び第２逆洗水流通ラインＬ２２のバルブＶ２２を開く。また、これと共に第２逆洗水加圧ポンプＰ２２を稼働させる。
これにより、清浄水タンク６５に貯留される清浄水Ｗ５は、第２逆洗水流通ラインＬ２２を流通し、第２逆洗水加圧ポンプＰ２２により加圧され、第２逆洗水Ｗ５として、第２逆洗水噴射ノズル４０からフィルタ５２に向けて噴射され、清浄水Ｗ５による逆洗（空間洗浄）が行われる。
【００７１】
清浄水Ｗ５による逆洗（空間洗浄）を既定の時間Ｔ３（時刻ｔ３から時刻ｔ４まで）継続する。時間Ｔ３の終端時点である時刻ｔ４に到ると、第２逆洗汚水ラインＬ４２の第２逆洗汚水バルブＶ４２及び第２逆洗水流通ラインＬ２２のバルブＶ２２を閉じ、第２逆洗水加圧ポンプＰ２２を停止させて、清浄水Ｗ５による逆洗を終了する。
【００７２】
以上を総じて、本実施形態のバラスト水処理装置１では、第２逆洗水噴射ノズル４０からの第２逆洗水Ｗ５の噴射が行われる前に、制御部９は、第１逆洗汚水バルブＶ３２を開くように第１逆洗汚水バルブＶ３２を制御すると共に、フィルタ５２の内部に圧縮空気を導入するように圧縮空気導入手段７１を制御し、これにより、第１逆洗汚水ライン２９の内部に存在する第１逆洗汚水Ｗ１１を第１逆洗汚水ライン２９の外部へ排出する。
従って、フィルタ５２の逆洗に際して発生する逆洗汚水（第１逆洗汚水Ｗ１１）が逆洗汚水ライン（第１逆洗汚水ライン２９）内に滞留し、滞留した逆洗汚水（第１逆洗汚水Ｗ１１）に含まれる微生物が別の海域（詳細には、生態系を破壊するおそれがある別の海域）へ移動してしまうことを効果的に予防することができる。
【００７３】
以上、本発明の第１実施形態としてのバラスト水処理装置１について詳述した。
ここに、バラスト水処理装置１の構成は次のように総括できる。
被処理水Ｗ１を濾過して濾過処理水Ｗ２を得るフィルタ５２と、フィルタ５２に向けて被処理水Ｗ１が流通する被処理水導入ラインＬ１と、フィルタ５２で濾過された濾過処理水Ｗ２が流通する処理水ラインＬ１１と、フィルタ５２に対して逆洗水Ｗ２を用いて逆洗浄を行う逆洗手段（７，６，４，５）と、逆洗手段（７，６，４，５）による逆洗浄後の逆洗汚水Ｗ１１が流通する逆洗汚水ライン２９と、逆洗汚水ライン２９の内部に存在する逆洗汚水Ｗ１１を逆洗汚水ライン２９の外部へ排出するための圧縮空気を導入する圧縮空気導入手段７１と、を備えるバラスト水処理装置。
【００７４】
また、より具体的には、バラスト水処理装置の構成は次のように総括できる。
内部に流入した被処理水Ｗ１を濾過して濾過処理水Ｗ２として外部へ流出させる筒状のフィルタ５２と、フィルタ５２の内部に向けて被処理水Ｗ２が流通する被処理水導入ラインＬ１と、フィルタ５２で濾過された濾過処理水Ｗ２が流通する処理水ラインＬ１１と、フィルタ５２の外周面に向かってフィルタ５２の内部に被処理水Ｗ１が存在する状態で逆洗水Ｗ２を噴射する第１逆洗水噴射ノズル６と、フィルタ５２の外周面に向かってフィルタ５２の内部に実質的に被処理水Ｗ２が存在しない状態で逆洗水Ｗ５を噴射する第２逆洗水噴射ノズル４０と、フィルタ５２の一次側に設けられ、フィルタ５２の内周面に向かって開口する吸引ノズル４であって、第１逆洗水噴射ノズル６から噴射され且つフィルタ５２を外周面から内周面に向けて通過した逆洗水である第１逆洗汚水Ｗ１１を吸引する吸引ノズル４と、吸引ノズル４により吸引された第１逆洗汚水Ｗ１１が流通する第１逆洗汚水ライン２９と、第１逆洗汚水ライン２９に設けられる第１逆洗汚水バルブＶ３２と、第２逆洗水噴射ノズル４０による逆洗浄後の第２逆洗汚水Ｗ１２が流通する第２逆洗汚水ラインＬ４２と、第２逆洗汚水ラインＬ４２に設けられる第２逆洗汚水バルブＶ４２と、フィルタ５２の内部に圧縮空気を導入する圧縮空気導入手段７１と、第１逆洗汚水バルブＶ３２の開閉及び圧縮空気導入手段７１を制御する制御部９と、を備えるバラスト水処理装置１であって、第２逆洗水噴射ノズル４０からの第２逆洗水Ｗ５の噴射が行われる前に、制御部９は、第１逆洗汚水バルブＶ３２を開くように第１逆洗汚水バルブＶ３２を制御すると共に、フィルタ５２の内部に圧縮空気を導入するように圧縮空気導入手段７１を制御し、これにより、第１逆洗汚水ライン２９の内部に存在する第１逆洗汚水Ｗ１１を第１逆洗汚水ライン２９の外部へ排出する、バラスト水処理装置。
【００７５】
〔第２実施形態〕
次に、本発明のバラスト水処理装置の第２実施形態について、説明する。
既述の第１実施形態では、第１逆洗水噴射ノズル６と第２逆洗水噴射ノズル４０とは別個のノズルとして構成される。
これに対し、本発明のバラスト水処理装置の第２実施形態では、第１逆洗水噴射ノズルと第２逆洗水噴射ノズルとは共用されるように構成される点で相違する。
【００７６】
本発明のバラスト水処理装置の第２実施形態では、既述の第１実施形態のバラスト水処理装置と略同様の作用効果を奏するに加えて、第１逆洗水噴射ノズルと第２逆洗水噴射ノズルとは共用されるため、全体として構成が簡素化されコストの低減を図ることができる。
【００７７】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかし、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１  バラスト水処理装置
４  吸引ノズル（逆洗手段）
５  逆洗汚水排出手段（逆洗手段）
６  第１逆洗水噴射ノズル（逆洗手段）
７  逆洗水供給手段（逆洗手段）
９  制御部
２９  第１逆洗汚水ライン（逆洗汚水ライン）
４０  第２逆洗水噴射ノズル
５２  フィルタ
７１  圧縮空気導入手段
Ｌ１  被処理水導入ライン
Ｌ１１  処理水ライン
Ｌ４２  第２逆洗汚水ライン
Ｖ３２  第１逆洗汚水バルブ
Ｖ４２  第２逆洗汚水バルブ
Ｗ１  被処理水（バラスト水）
Ｗ２  濾過処理水、第１逆洗水（逆洗水）
Ｗ５  第２逆洗水（清浄水）
Ｗ１１  第１逆洗汚水（逆洗汚水）
Ｗ１２  第２逆洗汚水
【図１】
0006645144.tif 000002
【図２】
0006645144.tif 000003