(57)【要約】【課題】本発明は紫外線照射手段を大量に必要とせず、短時間で大量の水を処理できる水処理装置を提供できることを目的とするものである。【解決手段】この目的を達成するために本発明のバラスト水処理装置１２は、バラスト水流入口１３および、バラスト水流出口１４を有するバラスト水処理容器１５と、このバラスト水処理容器１５内に設けた複数の紫外線照射手段１６と、プランクトンを捕捉するスポンジ状のフィルタ１７とを備え、紫外線照射手段１６は、両端が開口した保護管１８と、その保護管１８内に紫外線ランプ１９とランプ保持具２０と反射板２１により構成し、反射板２１は、保護管１８の上流側内壁の少なくとも一部を覆うように形成した。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水流入口および、水流出口を有する水処理容器と、
この水処理容器内の前記水流入口側から前記水流出口側に向けて順次紫外線照射手段とプランクトンを捕捉するフィルタとを備え、
前記紫外線照射手段は、
両端が開口した保護管と、その保護管内に紫外線ランプとランプ保持具と反射板により構成し、
前記反射板は、
前記保護管の上流側内壁の少なくとも一部を覆うように形成したことを特徴とする水処理装置。
【請求項２】
前記フィルタは、
目（開口）の大きさを変えて、前記プランクトンが通過できる部分と前記プランクトンが通過できない部分を形成し、
前記フィルタの上流側で前記プランクトンが通過できない部分の近傍に前記紫外線照射手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
【請求項３】
前記フィルタは、
水流方向に厚みを有し、
前記プランクトンが通過できない部分を上流側に、前記プランクトンが通過できない部分を下流側に形成したことを特徴とする請求項２記載の水処理装置。
【請求項４】
前記フィルタと紫外線照射手段を交互に複数設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の水処理装置。
【請求項５】
前記紫外線照射手段を千鳥状に配置したことを特徴とする請求項４記載の水処理装置。
【請求項６】
前記フィルタに光触媒粉を担持した請求項１から５のいずれか一つに記載の水処理装置。
【請求項７】
前記光触媒粉はアナタース型酸化チタンとフッ素を含み、前記アナタース型酸化チタンとフッ素が化学結合している酸化チタン光触媒であることをと特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線を用いて微生物等を処理する水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
紫外線を用いて微生物等を処理する水処理装置としては、船舶に搭載するバラスト水処理装置がある。
【０００３】
バラスト水とは、船舶の安定航行を行うために、船舶の停泊地において、適宜取り込まれ、また排出されるようになっており、バラスト水を取り込んだ停泊地に生息していた水生生物や細菌類等の生物種が、その環境とは異なる停泊地において排出されると、その排出地における生物種の生態系を破壊させることがあり、生態系の破壊が問題となっている。
【０００４】
そこで、上述した生態系の破壊を防止するため、紫外線を用いて微生物等を処理する、バラスト水処理装置が提案されている（例えば下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００８／０３９１４６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記バラスト水処理装置は、バラスト水流入口、およびバラスト水流出口を有するバラスト水処理容器と、このバラスト水処理容器内に、脱着自在に設けた紫外線照射手段とを備えた構成となっており、水生生物や細菌類等の生物種に対して、直接的、または間接的に紫外線を照射することによって、それらを破壊、殺菌するようにしている。
【０００７】
しかしながら、紫外線照射により水生生物や細菌類等の生物種を破壊、殺菌するとともに、短時間で大量の水を処理するためには、高出力の紫外線照射手段が大量に必要となるという課題があった。
【０００８】
そこで、本発明は紫外線照射手段を大量に必要とせず、短時間で大量の水を処理できる水処理装置を提供できることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そして、この目的を達成するために本発明は、水流入口および、水流出口を有する水処理容器と、この水処理容器内の前記水流入口側から前記水流出口側に向けて順次紫外線照射手段とプランクトンを捕捉するフィルタとを備え、前記紫外線照射手段は、両端が開口した保護管と、その保護管内に紫外線ランプとランプ保持具と反射板により構成し、前記反射板は、前記保護管の上流側内壁の少なくとも一部を覆うように形成したことを特徴とする水処理装置であり、これにより、所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように本発明は、水流入口および、水流出口を有する水処理容器と、この水処理容器内の前記水流入口側から前記水流出口側に向けて順次紫外線照射手段とプランクトンを捕捉するフィルタとを備え、前記紫外線照射手段は、両端が開口した保護管と、その保護管内に紫外線ランプとランプ保持具と反射板により構成し、前記反射板は、前記保護管の上流側内壁の少なくとも一部を覆うように形成したことを特徴とするものであるので、紫外線照射手段の数量を大量に必要とせず、短時間で大量の水を処理できるものとなる。
【００１１】
すなわち、本発明においては、紫外線照射手段の反射板を、保護管の上流側内壁の少なくとも一部を覆うように形成したことにより、紫外線照射を下流側に集中させ、フィルタ上に捕捉されたプランクトンに集中して紫外線を照射できるため、紫外線の照射強度を上げると共に紫外線照射時間を長くできる分、紫外線照射手段の数量を低減しつつ、被処理水中のプランクトンを処理することができるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１にかかるバラスト水処理装置を用いた船舶を示す斜視図
【図２】同要部を示す図
【図３】同バラスト水処理装置の構成を示す斜視図
【図４】同フィルタとランプの配置を示す構成図
【図５】同紫外線照射手段の構成を示す図
【図６】同フィルタを示す拡大断面図
【図７】同光触媒粉の構成を示す図
【図８】同プランクトンのフィルタ通過時の状況を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、短時間で大量の水処理が要求されるバラスト水を例として、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１の１は、港２に係留している船舶を示し、この船舶１の喫水線３の下方にはシーチェスト４が設けられている。
【００１５】
図２は図１における船舶１のバラスト水の取り込み、排出経路を示している。すなわち、船舶１内にバラスト水を取り込む場合には、まず船舶１内の切換弁５をシーチェスト４側に切換え、切換弁７を流入口８側に切換え、次に船舶１内のポンプ９を駆動する。
【００１６】
すると、シーチェスト４から例えば海水がバラスト水として流入し、その後、ポンプ９、流入口８を介してバラストタンク１０内に取り込まれる。
【００１７】
また、バラストタンク１０内のバラスト水を排出する場合には、切換弁５を流出口１１側に切換え、切換弁７を流入口８とは反対側に切換え、次にポンプ９を駆動する。
【００１８】
すると、バラストタンク１０内のバラスト水は流出口１１から切換弁５、ポンプ９、切換弁７を介してシーチェスト４を介して船舶１外に排出される。
【００１９】
図３は図２におけるポンプ９から切換弁７までの間に介在されたバラスト水処理装置１２を示している。
【００２０】
このバラスト水処理装置１２は、図３〜図５に示すように、バラスト水流入口１３および、バラスト水流出口１４を有するバラスト水処理容器１５と、このバラスト水処理容器１５内に設けた紫外線照射手段１６と、スポンジ状のフィルタ１７を複数備えている。
【００２１】
図３では紫外線照射手段１６とスポンジ状のフィルタ１７を交互に各７段（紫外線照射手段１６は８段）設け、紫外線照射手段１６は１段に２本、３本を交互に、すなわち図４に示すように千鳥状に設けている。紫外線照射手段１６のランプとしては、メンテ作業の省力化のため長寿命が要求されており、１万時間以上の長寿命のアマルガムランプを使用するのが好ましい。
【００２２】
紫外線照射手段１６は、図５に示すように、両端が開口した保護管１８と、その保護管１８内に紫外線ランプ１９とランプ保持具２０と反射板２１により構成し、本実施の形態では、反射板２１は、保護管１８の上流側内壁（保護管１８円筒の約半分）を覆うように形成している。これにより、保護管１８の全周に照射されていた紫外線を下流側にのみ照射でき、その強度は約２倍となる。
【００２３】
そして、図４に示すようにフィルタ１７は、水流方向に厚みを有し、エンボス加工により、プランクトンが通過できない部分を上流側に、プランクトンが通過できる部分を下流側に形成し、水流の上流側から下流側に向けて目（開口）の大きさを密から粗に連続的に変化させている。
【００２４】
フィルタ１７の目（開口）の大きさは、例えば５μｍのプランクトンに対しては、粗の開孔径を６μｍ（密の開孔径は例えば１μｍ）としている。
【００２５】
また、図４に示すように、紫外線照射手段１６はフィルタ１７の目（開口）の大きさが粗の部分の上流側に設置されている。
【００２６】
また、フィルタ１７は、図６に示すように、基材２２に、光触媒粉２３を、耐紫外線バインダー２４（例えばテトラエトキシシランを加水分解し縮重合して得られるシリカ）にて付着させた構成とした。
【００２７】
また、フィルタ１７の基材２２には光触媒粉２３を担持しており、光触媒粉２３は、図７にも示しているが、アナタース型酸化チタンとフッ素とを含み、前記アナタース型酸化チタンとフッ素が化学結合している酸化チタン光触媒であり、その詳細な内容は、本願特許出願人が先に出願しているＷＯ２００８／１３２８２４号公報に詳細に記載されている。
【００２８】
上記構成において、バラスト水流入口１３からバラスト水処理容器１５内に流入した水は、交互に各７段（紫外線照射手段１６は８段）設けられた紫外線照射手段１６とスポンジ状のフィルタ１７を通過する。
【００２９】
この通過の際、流入水は目（開口）の大きさの影響はほとんど受けずにそのままフィルタ１７を通過するため、フィルタ１７による圧力損失の増加を抑制した状態でフィルタ１７の密な部分を通過できないプランクトンを水流から分離できる。
【００３０】
そして流入水に含まれた５μｍのプランクトン２５は、紫外線照射手段１６がフィルタ１７の目（開口）の大きさが粗の部分の上流側に設置されているため、フィルタ１７の目（開口）の大きさが粗の部分に直接到達することはなく、まずフィルタ１７の目（開口）の大きさが密の部分に当たり、図８に示すように、密から粗に連続的に変化しているフィルタ１７上を転がり、目（開口）の大きさが粗の部分まで移動するため、長時間、保護管１８の上流側内壁を覆った反射板２１により下流側に紫外線照射を集中させた、紫外線ランプ１９の照射を受けることになる。
【００３１】
すなわち、数μｍ以下の小さいプランクトン２６は、図８に示すように、密から粗に連続的に変化しているフィルタ１７の途中でフィルタ１７を通過するが、５μｍのプランクトン２５はフィルタ１７の最下流側、下流側に凸形状の先端近傍から通過するため、殺滅しにくい大きいプランクトンほどフィルタ１７上に留まることになるため、大きいプランクトンへの紫外線照射時間も長くなり、上述の反射板２１による紫外線照射強度の増加とともにプランクトンの殺滅効果を向上させている。
【００３２】
言い換えれば、プランクトンの殺滅効果を同じとすれば、紫外線照射手段１６の数量が低減できることになる。
【００３３】
また、図４に示すように紫外線照射手段１６を千鳥状に配置しているため、１段目のフィルタ１７の上流側に設けられた紫外線ランプ１９の紫外線が、フィルタ１７の目（開口）の大きさが密な部分により一部遮られるが（矢示Ａ）、２段目のフィルタ１７上にも照射され（矢示Ｂ）、２段目以降のフィルタ１７に捕捉されたプランクトンへの紫外線照射強度がより増加するため、プランクトンの殺滅効果を向上させる。
【００３４】
このようなプランクトンの殺滅効果を向上させたフィルタ１７を７段通過するため、上流側のフィルタ１７通過時には死滅していないプランクトンも、フィルタ１７を通過するごとに紫外線によるダメージを受け、最終の７段目のフィルタ１７通過時には、死滅させることができる。
【００３５】
そして紫外線照射により殺滅されたプランクトン２５（２６）は、バラスト水流出口１４からバラスト水処理容器１５の外へ排出される。
【００３６】
そして、バラスト水処理容器１５のバラスト水流出口１４から切換弁７を介してバラストタンク１０内、または切換弁７、を介してシーチェスト４から船舶１外に排出される。
【００３７】
また、本実施形態においては、フィルタ１７に前述した光触媒を保持させているので、上述のごとく、フィルタ１７上に長時間留まるプランクトン２５は、紫外線照射手段１６から照射される紫外線により活性化された光触媒の殺滅効果も加えられることにより、紫外線照射手段１６の紫外線照射だけに比べ、より効果的に殺滅できることになる。
【００３８】
なお、本実施の形態では、プランクトンを捕捉するフィルタとして、水流の上流側から下流側に向けて目（開口）の大きさを密から粗に連続的に変化させたフィルタを用いたが、プランクトンの大きさが限定される場合は、目（開口）の大きさは一定でもかまわない。なぜなら、プランクトンは紫外線照射等によりダメージを受けた場合、小さくなる傾向があるため、ダメージを受けて小さくなったプランクトンは、一定の大きさの目（開口）でも通過できるからである。
【００３９】
以上のように、紫外線照射手段の反射板を、保護管の上流側内壁の少なくとも一部を覆うように形成したことにより、紫外線照射を下流側に集中させ、フィルタ上に捕捉されたプランクトンに集中して紫外線を照射できるため、紫外線の照射強度を上げると共に紫外線照射時間を長くできる分、紫外線照射手段の数量を低減しつつ、被処理水中のプランクトンを処理することができるものとなる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上のように本発明は、水流入口および、水流出口を有する水処理容器と、この水処理容器内の前記水流入口側から前記水流出口側に向けて順次紫外線照射手段とプランクトンを捕捉するフィルタとを備え、前記紫外線照射手段は、両端が開口した保護管と、その保護管内に紫外線ランプとランプ保持具と反射板により構成し、前記反射板は、前記保護管の上流側内壁の少なくとも一部を覆うように形成したことを特徴とするものであるので、紫外線照射手段の数量を大量に必要とせず、短時間で大量の水を処理できるものとなる。
【００４１】
すなわち、本発明においては、紫外線照射手段の反射板を、保護管の上流側内壁の少なくとも一部を覆うように形成したことにより、紫外線照射を下流側に集中させ、フィルタ上に捕捉されたプランクトンに集中して紫外線を照射できるため、紫外線の照射強度を上げると共に紫外線照射時間を長くできる分、紫外線照射手段の数量を低減しつつ、被処理水中のプランクトンを処理することができるものとなる。
【００４２】
このため、紫外線によるプランクトンを殺滅させる効果を高めることができる。
【００４３】
したがって、船舶のバラスト水処理装置としての活用が期待される。
【符号の説明】
【００４４】
１    船舶
２    港
３    喫水線
４    シーチェスト
５    切換弁
７    切換弁
８    流入口
９    ポンプ
１０  バラストタンク
１１  流出口
１２  バラスト水処理装置
１３  バラスト水流入口
１４  バラスト水流出口
１５  バラスト水処理容器
１６  紫外線照射手段
１７  フィルタ
１８  保護管
１９  紫外線ランプ
２０  ランプ保持具
２１  反射板
２２  基材
２３  光触媒粉
２４  耐紫外線バインダー
２５、２６  プランクトン
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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