(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
船上で排水を処理するプラントであって：
・船上で生成する汚水及び雑排水の排出口に接続されている少なくとも１つの回収タンク；
・少なくとも１つのバンドフィルターを含む一次処理ユニット；
・少なくとも１つの精密濾過又は限外濾過フィルターを含む二次処理ユニット；
・少なくとも１つのオゾン処理モジュールを含む三次処理ユニット；
・汚水及び雑排水を前記少なくとも１つの回収タンクから前記一次処理ユニットに連続的に供給する手段；
・前記一次処理ユニットからの濾過水を前記二次処理ユニットに供給する手段；
・前記二次処理ユニットからの濾過水を前記三次処理ユニットに供給する手段；
を含む、前記プラント。
【請求項２】
前記少なくとも１つの回収タンクが吸引下で運転するように構成されている、請求項１に記載のプラント。
【請求項３】
前記三次処理ユニットが、前記オゾン処理モジュールの下流に少なくとも１つの逆浸透フィルターを更に含む、請求項１又は２に記載のプラント。
【請求項４】
前記少なくとも１つの回収タンクが、
・キッチン及び調理室からの雑排水の排出口に接続されている第１の回収タンク；
・船上で生成する汚水及び残りの雑排水の排出口に接続されている少なくとも１つの第２の回収タンク；
からなる、請求項１又は２に記載のプラント。
【請求項５】
前記第１の回収タンクの下流及び前記一次処理ユニットの上流に油分離器を更に含む、請求項４に記載のプラント。
【請求項６】
前記一次処理ユニット、前記二次処理ユニット、及び前記三次処理ユニットの全てが自動／自洗フィルターを含む、請求項１〜５のいずれかに記載のプラント。
【請求項７】
前記一次処理ユニットが５０％より多い量のＴＳＳを除去することができ、前記二次処理ユニットが９０％より多い量のＴＳＳを除去することができる、請求項１〜６のいずれかに記載のプラント。
【請求項８】
船上で生成する排水を請求項１〜６のいずれかに記載のプラントにおいて処理する方法であって：
連続サイクルで、
・汚水及び雑排水を前記少なくとも１つの回収タンクから前記一次処理ユニットに供給する工程；
・前記一次処理ユニットからの濾過水を前記二次処理ユニットに供給する工程；
・前記二次処理ユニットからの濾過水を前記三次処理ユニットに供給する工程；
を含む、前記方法。
【請求項９】
処理した排水を船上で放出する更なる次の工程を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記三次処理ユニットの下流に処理した排水の少なくとも一部を工業水として再循環する更なる次の工程を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記一次処理ユニット、前記二次処理ユニット、及び前記三次処理ユニット、並びに前記逆浸透フィルターの全てが自動／自洗フィルターを含む、請求項３に記載のプラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に船上で排水を処理するための水処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、船舶上における排水の処理に関し、特に、客船、フェリー、海上リグ、又は艀に、水を種々の目的のために再使用するか、又は国際標準規格及び地方の規制に準拠したその後の船外放出を行うために水を精製する手段を提供することに関する。
【０００３】
クルーズ船上での飲用水の通常の平均一日消費量に関する基準値は、１人あたり２４７リットルであり、
・汚水：２５．５Ｌ／人／日：５１ｇ／人／日の有機物負荷（ＢＯＤ）及び３８ｇ／人／日の固形物負荷（ＴＳＳ）；
・居室から排出される雑排水：１１２．２Ｌ／人／日：２２ｇ／人／日の有機物負荷（ＢＯＤ）及び１１ｇ／人／日の固形物負荷（ＴＳＳ）；
・洗濯室から排出される雑排水：３５．７Ｌ／人／日：１１ｇ／人／日の有機物負荷（ＢＯＤ）及び１１ｇ／人／日の固形物負荷（ＴＳＳ）；
・キッチン及び食品調理施設（調理室）からの雑排水：７３．９Ｌ／人／日：１４８ｇ／人／日の有機物負荷（ＢＯＤ）及び１８５ｇ／人／日の固形物負荷（ＴＳＳ）；
が生成する。
【０００４】
通常は、船上では汚水を処理するシステムしか用いられない。陸上のプラントと同様に、これらは（明らかな空間的制限のために小型であるが）微生物による有機物の代謝から構成される好気性消化の使用を伴っており、その進行は酸素の存在によって調節される。
【０００５】
このプロセスは、代謝のために長い時間が必要であり、連続的に行わなければならず、必要性に応じて指令によって始動又は停止することはできない。更に、これはまた適切な管理のためには専門職員が存在することも必要である。雑排水及び処理された汚水は、陸上でのその後の処理又は廃棄のために適切な貯蔵タンク内に貯蔵される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術の制限を克服する船上で排水を処理するプラント、特に、陸上においてその後に廃棄する必要があるバイオマスの生成が最小である、流出水の品質に関する再使用及び／又は船外放出のための要件が満足されるまで汚水及び雑排水を直接処理するための好適に小さい寸法のプラントを提供することが望ましいであろう。指令によって始動及び停止することができ、処理のために化学薬品を必要としないプラントを提供することも望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の種々の形態は、添付の特許請求の範囲において示す。
一形態においては、本発明は、連続して運転するのに好適な、船上で生成する汚水及び雑排水を受容する１以上の回収タンク、１以上のバンドフィルターを含む一次処理ユニット、一次濾過ユニットからの濾過水を受容する、１つ又は複数の精密濾過及び／又は限外濾過フィルターを含む二次処理ユニット、二次濾過ユニットからの濾過水を受容する、少なくとも１つのオゾン処理モジュールを含む三次処理ユニットを含む、船上で排水を処理するプラントに関する。本明細書の文脈においては、「回収タンク」という用語は、通常は吸引下で運転され、排水排出物を受容し、それを中間貯蔵工程を有しないで一次処理ユニットに連続的に供給するように構成されているタンクを示す。本発明者らは、バンドフィルター、精密濾過又は限外濾過段階、及びオゾン処理モジュールの組合せは、流出
水のその後の船外放出、或いは工業水（即ち非飲料用の淡水）としての船上でのその再循環のいずれかが可能になるまでの、船上で生成する全ての汚水及び雑排水の信頼性のある処理のために好適であることを見出した。従来技術の教示にしたがって船上で回収されて陸上でその後に処理又は廃棄されるまでの間貯蔵される排水は、同じ複数のユニットの組合せによってうまく処理するためには全く好適でないことを考えると、この結果は非常に驚くべきことである。いかなる理論によっても縛られることは望まないが、汚水及び雑排水の貯蔵は、数日間であってもおそらくは異なる汚染物質の間の反応のために処理する物質の組成に変化をもたらし、その結果として、その後の段階においてより厳しい処理条件が課されると推定することができる。船上で生成した排水を本発明によるプラントに直ちに供給することは、流出水を回収タンク中に排出する時点で運転状態にすることができ、化学薬品の使用を伴わない安価で小型で効率的な処理を提供するという有利性を有する。一態様においては、三次処理ユニットはオゾン処理モジュールの下流に逆浸透フィルターを含んでおり、これはプラントの出口における処理水の最終品質を更に向上させる有利性を与えることができる。一態様においては、一次処理ユニットに連続的に供給する少なくとも２つの回収タンクが存在し、その１つはキッチン及び調理室からの雑排水のみを受容する。残りの雑排水及び汚水は、この場合には１以上の更なる回収タンク内に回収される。これは、船上における水理状態を合理化する有利性を与えることができる。例えば一態様においては、キッチン及び調理室からの雑排水を受容する回収タンクには下流の油分離器を与えて、これにより一次処理ユニットにおけるその後の処理を容易にする有利性が与えられる。この場合において、複数の回収タンクを分離することによって、通常的に残油が混入している水の流れのみに対応する限定量の水を油分離器に供給して、それによって一次処理ユニットの効率を増加させ且つ処理時間及び寸法を減少させる有利性が与えられる。一態様においては、プラント中に存在する全てのフィルターは、完全自動／自洗型である。一態様においては、プラントの一次処理ユニットは５０％より多い量のＴＳＳを除去することができ、プラントの二次処理ユニットは９０％より多い量のＴＳＳを除去することができる。当業者であれば、プラントの総寸法及び効率の点で望ましい結果を都合よく達成するために好適であることを本発明者らが見出したかかる値を達成するために、複数の異なるユニットの寸法をどのように定めるかを容易に決定することができる。
【０００８】
他の形態においては、本発明は、全て連続サイクルで、汚水及び雑排水を回収タンクからバンド濾過を行う一次処理ユニットに供給し、関連する濾過水を精密濾過又は限外濾過を行う二次処理ユニットに供給し、その後の濾過水をオゾン処理及び場合によっては逆浸透濾過を行う三次処理ユニットに供給する工程を含む、船上で生成する排水を上記に記載したプラント内で処理する方法に関する。一態様においては、プラントから排出される処理水は船外放出に送る。他の態様においては、プラントから排出される処理水は、完全か又は部分的に工業水として再循環する。
【０００９】
ここで、添付の図面を参照して本発明を例示する幾つかの実施態様を記載するが、これは単に本発明のかかる特定の実施態様に関連する異なる構成要素の相互配置を示す目的を有するものであり、特に図面は必ずしも等縮尺ではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の第１の態様にしたがう排水を処理するプラントを模式的に示す。
【図２】図２は、本発明の第２の態様にしたがう排水を処理するプラントを模式的に示す。
【図３】図３は、本発明の第３の態様にしたがう排水を処理するプラントを模式的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
添付の図面を参照すると、本発明の第１の態様によるクルーズ船上に設置される廃水処理プラントは、船からの全ての排水を一時的に受容する回収タンク１を含む。タンク１内に回収された水は、パイプ１０を通して処理システム１１に送られる。処理システム１１の出口に導管１２が存在し、これから放出又は工業水タンク（図示せず）に送る準備が整った処理水が流出する。
【００１２】
処理システム１１は、バンドフィルター１３を装備した一次処理ユニットを含み、これはタンク１からの排水を受容し、関連する濾過水を精密濾過フィルター１４を含む二次処理ユニットに供給する。バンドフィルター１３はまた、固形物のための出口１５も含む。精密濾過フィルター１４はまた、固形物のための出口１６も含む。別の態様においては、出口１６において存在する固形物は、固形物の唯一の出口として出口１５を有する処理システム１１が与えられるように、フィルター１３の入口に再循環することができる。
【００１３】
フィルター１３の出口１５において存在する固形物、及びフィルター１４の出口１６において存在する固形物は、排出するために回収する。
精密濾過フィルター１４からの処理水は、オゾン処理モジュール１７を装備し、それから処理水が流出する導管１２を含む三次処理ユニットに供給する。
【００１４】
本発明の第２の態様による排水の処理プラントは、上述の場合と同様に、船からの全ての排水を一時的に受容する回収タンク１を含み、更に処理システム２０を備えている。
オゾン処理モジュール１７を含む三次処理ユニットの流出物は、この場合には逆浸透濾過ユニット２１に送る。フィルター２１の出口に導管１２が存在し、これから放出する準備が整った処理水が流出する。本発明の第３の態様においては、排水は２つの別々の流れに分割し、キッチン及び調理室からの水は第１の回収タンク３１中に回収し、一方、汚水及び残りの雑排水は第２の回収タンク３０中に回収する。
【００１５】
タンク３０の流出物は、導管１０を通して、第１の態様による処理システム１１又は本発明の第２の態様による処理システム２０であってよい処理システム中に直接供給する。
タンク３１の流出物は油分離器３２に送り、その流出物は導管１０を通して処理システム１１又は２０に戻す。
【００１６】
好適な態様の以下の例は、本発明を実施化する特定の方法を示すために含めるものである。以下において開示する装置、組成、及び技術は、本発明の実施において良好に機能する本発明者らによって見出された装置、組成、及び技術を示していることが当業者によって認識されるが；当業者であれば、本開示を考慮して、開示されている特定の態様において多くの変更を行って、なお本発明の範囲から逸脱することなく同様又は類似の結果を得ることができることを認識する。
【００１７】
バンドフィルター１３を備えた一次処理ユニットは、排水の船上処理プラントの成功のために極めて重要な構成要素である。汚水が雨水及び雑排水によって大きく希釈される陸上の処理プラントとは異なり、客船の船上においては、回収システムが真空下で行われ、したがってより少ない輸送水が用いられるので、この流れは非常に高濃度である。更に、処理は回収の直後に開始され、したがって水による汚染物質の希釈の現象は最小である。このタイプの排水に関して高性能の濾過を用いることによって、汚染物質は輸送水中に未だ完全且つ密に溶解していないので、大量のＣＯＤ及びＢＯＤ５が除去される可能性がある。
【００１８】
疑義を回避するために、本明細書の文脈においては、
・「ＣＯＤ」という用語は化学的酸素要求量を示すように用いられ；酸素のミリグラム／リットル（ｍｇ−Ｏ２／Ｌ）として表されるその値は、試料水中に存在する有機及び無機化合物の化学的酸化を完了するために必要な酸素の量を表す。
【００１９】
・「ＢＯＤ５」という用語は、暗所及び２０℃の温度において好気性微生物によって５日間で水又は水溶液１リットル中に存在する有機物を分解するのに用いられるＯ２の量として定義される生物学的酸素要求量を示すように用いられる。
【００２０】
本発明者らは、フィルター１３は、Salsnes Filter AS社によってSF1000又はSF2000の名称で販売されているもののようなタイプのものであってよいことを見出した。これは、その中で排水が強制的に送られる容器の内部の一連のローラーによって駆動され、濾過水と共に水平方向に動く下向きに面している部分を有する傾斜しているエンドレスフィルターバンドを有する装置から構成される。フィルターメッシュから離脱する残渣を除去し、ブロー装置の下方に配置されているスクリューコンベヤによって排出するために、フィルターバンドの後方に配置されているブロー装置によって空気がフィルターバンドに向かって吹き付けられる。
【００２１】
その小さい寸法にもかかわらず、フィルター１３は１０Ｌ／秒の流速で水を処理することができる。これは、化学製品を用いずに、４０〜７０％、通常は５０％より多い量のＴＳＳ、及び１５〜４０％、通常は２０％より多い量のＢＯＤを除去することができる。このフィルターは完全に自動化されている。
【００２２】
二次処理ユニットに関しては、Everblue及びFiltrex社によって商品化されているもののような自洗式カートリッジフィルターを、精密濾過フィルター１４として用いることができる。カートリッジの濾過度は１〜８０μｍの範囲であってよい。カートリッジは、加圧水によって自動的に洗浄され、固形物はカートリッジの外側の上に保持される。
【００２３】
同じタイプの幾つかのフィルターを直列で加えることができ、本発明の１つの成功した実施化においては、それぞれ８０、２０、及び１μｍの濾過度を有するこのタイプの３つのフィルターを直列で用いた。それぞれのフィルター内に複数のカートリッジが存在する。成功した試験はまた、Oltremare 750 kDa限外濾過モジュールに接続した２０μｍの精密濾過フィルターを用いても実施された。フィルター１４は、汚水及び雑排水の両方を処理して、２５μｍより大きい寸法の固形物に関して７０〜９５％の間、通常は９０％より多い量のＴＳＳの減少、及び４０〜６０％の間、通常は５０％より多い量のＣＯＤの減少を得ることができる。
【００２４】
三次処理ユニットは、O.E.I. Ozono Elettronica Internazionale社によって与えられているもののような、水の流れを導管又は容器に沿ってオゾンと接触させるように設計されているオゾン処理のための完全なシステム１７を含む。空気から生成される２〜４重量％、或いは酸素から生成される６〜１５重量％の濃度のオゾンを、Venturiポンプを備えたシステムによって処理する水と接触させる。
【００２５】
処理する水の流れを所定時間収容するように設計された導管によって、正確な接触時間を確保する。
水／オゾン接触システムの下流にＵＶ光システムを配置することができる。これは、放出導管１２の前に排出水中に溶解している残留オゾンが完全に存在しないことを確保するためである。
【００２６】
逆浸透ユニット２１は、低い圧力においては半透膜に基づくフィルターであり、水は膜を横切って流れることができるが、イオン及び有機物のようなより大きな分子は通過することができない。
【００２７】
したがって、供給された排水は、清浄水（透過水）の流れ、及び高濃縮された排水（濃縮水）に分離される。
逆浸透ユニットはまた、銅、ニッケル、亜鉛のような重金属、及び残留窒素化合物を除去するために用いることもできる。ポリアミド及びポリスルホンの複合体フィルムで構成される膜を用いることができる。この膜は、自動的に洗浄することができる。
【００２８】
油分離器３２は、FM Environmental Ltd.社によってTitan Class D10の名称で商品化されているものであってよい。このユニットは幾つかの部品に更に分割されており、１０Ｌ／秒の流速を処理することができる。この装置は、油脂物質の９９％まで（即ち１時間あたり７２ｋｇまでの油脂）を除去することができる。排水はディフューザーに導入し、全ての大きな食物粒子が一次フィルター内に捕集される（大きい固形物）。固形物を含まない排水を、継続して主タンク中に流入させる。沈降した固形物は、周期的に二次フィルターを通してポンプ移送する（小さい固形物）。小さい固形物及び大きい固形物の両方をタンク内に回収する。主タンクに水を供給した後、水よりも軽い油脂は重力下で分離されて、捕集された状態で保持される。油分離器３２には自動洗浄システムを装備することができる。
【００２９】
予めプログラムされた除去サイクルは、まず散気によって水を撹拌することで開始される。これにより、懸濁している油脂ブロックの更なる分離が促進され、排水が排出機構に送られる。次に、排水を撹拌して油脂を溶解する。液化した油脂を掬い取って外部容器に移す。
【００３０】
バンドフィルター１３及び精密濾過フィルター１４は９０％より多い量のＴＳＳを除去することができ、したがって、オゾン処理モジュール１７の入口においてはＴＳＳは５％より低くなり、これによってオゾン処理が非常に有効になる。
【００３１】
上記に記載した処理プロセスの特定の特徴は、サイクルが連続的であることである。タンク１、３０、３１内に存在する排水は、タンク内にそれらを留めないで処理プラント１１又は２０に直接送る。
【実施例】
【００３２】
居住室からの雑排水のみを供給した本発明の１つの実施例においては、表１に報告する結果が得られた。汚水のみを供給した場合には、表２に報告する結果が得られた。
【００３３】
【表１】
0006695869.tif 000002
【００３４】
【表２】
0006695869.tif 000003
【００３５】
上記の記載は本発明を限定することは意図しておらず、これらは本発明の範囲から逸脱することなく異なる態様にしたがって用いることができ、その範囲は専ら添付の特許請求の範囲によって規定される。
【００３６】
本出願の明細書及び特許請求の範囲の全体にわたって、「含む」という用語、並びに「含み」及び「含んでいる」のようなその変形体は、他の構成要素、成分、又は更なるプロセス工程の存在を排除することは意図しない。
【００３７】
文献、行為、材料、装置、物品などの議論は、単に本発明に関する背景を与える目的で本明細書中に含めている。これらの事項のいずれか又は全部が従来技術の基礎の部分を形成したこと、或いは本出願のそれぞれのクレームの優先日の前に本発明に関連する技術分野の周知の一般的な知識であったことは、示唆も明示もしていない。
【図１】
0006695869.tif 000004
【図２】
0006695869.tif 000005
【図３】
0006695869.tif 000006