(57)【要約】【課題】バラスト水処理システム及びバラスト水の制御方法の提供【解決手段】取水口から取水された液体をバラストタンクに供給するためのバラスト水供給ラインと、前記液体中の水生微生物を殺菌処理するための次亜塩素酸ナトリウム水溶液を前記ラインに供給する薬液供給装置とを備えるバラスト水処理システムにおいて、前記薬液供給装置から所定量の次亜塩素酸ナトリウムが供給された前記ライン中の液体をサンプリングし、サンプリングした試料における次亜塩素酸ナトリウム濃度の減衰を測定し、該測定データに基づいて前記薬液供給装置から前記ラインへ供給する次亜塩素酸ナトリウムの供給量を調節することを含むバラスト水の制御方法、並びに、その制御方法を用いたバラスト水処理システム。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
取水口から取水された液体をバラストタンクに供給するためのバラスト水供給ラインと、前記液体中の水生微生物を殺菌処理するための次亜塩素酸ナトリウム水溶液を前記ラインに供給する薬液供給装置とを備えるバラスト水処理システムにおいて、
前記薬液供給装置から所定量の次亜塩素酸ナトリウムが供給された前記ライン中の液体をサンプリングし、サンプリングした試料における次亜塩素酸ナトリウム濃度の減衰を測定し、該測定データに基づいて前記薬液供給装置から前記ラインへ供給する次亜塩素酸ナトリウムの供給量を調節することを含む、バラスト水の制御方法。
【請求項２】
前記供給量の調節が、取水された液体における次亜塩素酸ナトリウムの減衰測定データに基づき、バラスト水注水完了時、所定時間経過時、及び又はバラスト水排出時のバラストタンク内の次亜塩素酸ナトリウム濃度を予測すること、該予測に基づき、薬液供給装置からバラスト水供給ラインに供給される次亜塩素酸ナトリウムの供給量の増減を決定すること、及び、前記決定に基づき、前記ラインに供給される次亜塩素酸ナトリウム量を制御することを含む、請求項１記載のバラスト水の制御方法。
【請求項３】
前記サンプリング及び減衰測定が、次亜塩素酸ナトリウムの濃度計を備える減衰測定ユニットで行われる、請求項１又は２に記載のバラスト水の制御方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の制御方法により制御を行うことを含む、バラスト水の注水方法。
【請求項５】
取水口とバラストタンクとを接続するバラスト水供給ラインと、
前記ラインに接続し、前記取水口から取水された液体中の水生微生物を殺菌処理するための次亜塩素酸ナトリウム水溶液を前記ラインに供給する薬液供給装置と、
前記ラインと前記薬液供給装置との接続点と、バラストタンクとの間に配置され、前記ライン中の液体をサンプリングして次亜塩素酸ナトリウム濃度を測定する減衰測定ユニットと、
減衰測定ユニットで測定されたデータを記録する記録部と、
バラスト水注水中に、薬液供給装置から前記接続点を介して前記ラインに供給される次亜塩素酸ナトリウム量を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、次亜塩素酸ナトリウムの減衰速度データに基づき、バラスト水注水完了時、所定時間経過時、及び又はバラスト水排出時のバラストタンク内の次亜塩素酸ナトリウム濃度を予測し、薬液供給装置からの次亜塩素酸ナトリウムの供給量の増減を決定し、前記ラインに供給される次亜塩素酸ナトリウム量を制御することを含む、バラスト水処理システム。
【請求項６】
前記制御部は、さらに、制御前の時点におけるバラスト水の積算注水量、次亜塩素酸ナトリウムの積算供給量、航行データ、及びバラストタンク内で維持すべき所定の次亜塩素酸ナトリウム濃度の少なくとも１つに基づき、前記予測及び又は前記決定を行う、請求項５記載のバラスト水処理システム。
【請求項７】
前記薬液供給装置は、前記バラスト水供給ラインが接続する取水口とは異なる第２の取水口と接続し、前記第２の取水口から取水された液体を用いて次亜塩素酸ナトリウムを発生させる、請求項５又は６記載のバラスト水処理システム。
【請求項８】
請求項５から７のいずれかに記載のバラスト水処理システムを備える船舶。
【請求項９】
取水口とバラストタンクとを接続するバラスト水供給ラインと、
前記ラインに接続し、前記取水口から取水された液体中の水生微生物を殺菌処理するための次亜塩素酸ナトリウム水溶液を前記ラインに供給する薬液供給装置とを備え、
前記薬液供給装置は、前記バラスト水供給ラインが接続する取水口とは異なる第２の取水口と接続し、前記第２の取水口から取水された液体を電気分解して次亜塩素酸ナトリウムを発生させる、バラスト水処理システム。
【請求項１０】
前記薬液供給装置から前記ラインに供給される次亜塩素酸ナトリウム量を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記薬液供給装置内の次亜塩素酸ナトリウム量及び又は前記バラストタンク内の次亜塩素酸ナトリウム濃度に基づき、前記第２の取水口からの液体の取水及び次亜塩素酸ナトリウムの発生を制御することを含む、請求項９記載のバラスト水処理システム。
【請求項１１】
取水口とバラストタンクとを接続するバラスト水供給ラインと、前記ラインに接続し、前記取水口から取水された液体中の水生微生物を殺菌処理するための次亜塩素酸ナトリウム水溶液を前記ラインに供給する薬液供給装置とを備える船舶において、バラスト水を処理する方法であって、
前記薬液供給装置において、前記バラスト水供給ラインが接続する取水口とは異なる第２の取水口から取水された液体を電気分解して次亜塩素酸ナトリウムを発生させること、及び、
前記薬液供給装置から前記バラスト水供給ラインに前記次亜塩素酸ナトリウムを供給することを含む、バラスト水の処理方法。
【請求項１２】
前記薬液供給装置における電気分解処理を航行中に行う、請求項１１記載のバラスト水の処理方法。
【請求項１３】
取水口とバラストタンクとを接続するバラスト水供給ラインと、前記ラインに接続し、前記取水口から取水された液体中の水生微生物を殺菌処理するための次亜塩素酸ナトリウム水溶液を前記ラインに供給する薬液供給装置とを備える船舶において、バラスト水中の水生微生物を殺菌処理するための次亜塩素酸ナトリウムを製造する方法であって、
前記薬液供給装置において、前記バラスト水供給ラインが接続する取水口とは異なる第２の取水口から取水した液体を電気分解して次亜塩素酸ナトリウムを発生させることを含む、製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バラスト水の制御方法及びバラスト水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
タンカーや大型貨物船等といった船舶においては、オイルや貨物を搭載しない又はそれらの搭載量が少ない状態で航行する場合、船舶の安定性やバランスの確保のために、通常、バラストタンク内にバラスト水を収容して航行している。このバラスト水は、通常、荷揚げした港において海水などを汲み上げて注入し、荷積みした港において排出される。このように、バラスト水は荷揚げした港の海水などを使用することから、バラスト水には荷揚げした港周辺に生息する水生微生物等が含まれ、この水生微生物が荷積みした港においてバラスト水とともに排出される。
【０００３】
近年、この水生微生物を含むバラスト水の排出による生態系の乱れが国際的な問題となっている。このため、国際海事機関（ＩＭＯ）は、２００４年にバラスト水管理条約を採択し、その中で、排出するバラスト水に生息する生物の排出基準が厳しく定められている。
【０００４】
バラスト水の処理方法としては様々な方法が提案されている。具体的には、ろ過及び遠心分離等により水生微生物を除去する方法、物理的・機械的に水生微生物を殺滅する方法、熱により水生微生物を殺滅する方法、化学薬品をバラストタンク中に注入したり塩素系物質等を生成させたりすることにより水生微生物を殺滅する方法（例えば、特許文献１及び非特許文献１）並びにこれらの方法を組み合わせた方法等がある。
【０００５】
一方で、バラスト水中の水生微生物を排除できたとしても、排水中に残留する次亜塩素酸ナトリウム濃度によっては、港周辺の環境を破壊する恐れもある。そのため、排出時にはバラスト水の次亜塩素酸ナトリウム濃度等に応じて還元剤が添加され中和する方法や、バラスト水を放置してバラスト水中の残留塩素濃度を実質的にゼロとする方法（特許文献２）等が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００７−５１５２８９号公報
【特許文献２】特許第４２６２７２０号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Yukihiko OKAMOTO et al., JFE技法No.25(2010年2月)p.1-6
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の通り、バラスト水管理条約が採択されてバラスト水処理装置の設置が義務付けられたことによりバラスト水を処理可能となる新たな技術がいっそう求められることとなった。そのなかでも、バラスト水中に過剰に次亜塩素酸ナトリウムが存在すると排出時に還元剤が必要となったり、あるいは、放置のための時間が必要となったりするため、バラスト水における次亜塩素酸ナトリウム濃度の制御に関する新たな技術が期待されている。そこで、本発明は、バラスト水の次亜塩素酸ナトリウム濃度を制御できる新たな処理システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、取水口から取水された液体をバラストタンクに供給するためのバラスト水供給ラインと、前記液体中の水生微生物を殺菌処理するための次亜塩素酸ナトリウム水溶液を前記ラインに供給する薬液供給装置とを備えるバラスト水処理システムにおいて、前記薬液供給装置から所定量の次亜塩素酸ナトリウムが供給された前記ライン中の液体をサンプリングし、サンプリングした試料における次亜塩素酸ナトリウム濃度の減衰を測定し、該測定データに基づいて前記薬液供給装置から前記ラインへ供給する次亜塩素酸ナトリウムの供給量を調節することを含むバラスト水の制御方法に関する。
【００１０】
本発明は、また、取水口からバラストタンクに接続されるバラスト水供給ラインと、前記ラインに接続し、前記取水口から取水された液体中の水生微生物を殺菌処理するための次亜塩素酸ナトリウム水溶液を前記ラインに供給する薬液供給装置と、前記ラインと前記薬液供給装置との接続点とバラストタンクとの間に配置され、前記ライン中の液体をサンプリングして次亜塩素酸ナトリウム濃度を測定する減衰測定ユニットと、減衰測定ユニットで測定されたデータを記録する記録部と、バラスト水注水中に、薬液供給装置から前記接続点を介して前記ラインに供給される次亜塩素酸ナトリウム量を制御する制御部とを備え、前記制御部は、次亜塩素酸ナトリウムの減衰速度データに基づき、バラスト水注水完了時、所定時間経過時、及び又はバラスト水排出時バラストタンク内の次亜塩素酸ナトリウム濃度を予測し、薬液供給装置からの次亜塩素酸ナトリウムの供給量の増減を決定し、前記ラインに供給される次亜塩素酸ナトリウム量を制御することを含む、バラスト水処理システムに関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、バラストタンク内のバラスト水の次亜塩素酸ナトリウム濃度を、バラスト水を注入しながら制御できるという効果を奏する。また、本発明によれば、好ましくは、取水された液体に応じた次亜塩素酸ナトリウム濃度制御ができるという効果を奏する。さらにまた、本発明によれば、バラストタンク内で次亜塩素酸ナトリウムが過剰となって排水に多量の還元剤を用いたり、あるいは、時間をかけて放置したりすることを回避できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施の形態１におけるバラスト水処理システムの一例を示す概略構成図である。
【図２】図２は、薬液供給装置の構成の一例を示す概略構成図である。
【図３】図３は、実施の形態２におけるバラスト水制御システムの構成例を示す機能ブロック図である。
【図４】図４は、測定部及び制御部の構成例、並びに記録部に記録されるデータ例を示す機能ブロック図である。
【図５】図５は、実施の形態１のバラスト水処理システムにおけるバラスト水処理方法の一例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、次亜塩素酸ナトリウムの減衰曲線の一例を示すグラフである。
【図７】図７は、次亜塩素酸ナトリウムの減衰測定ユニットの構成の一例を示す。
【図８】図８は、実施の形態３におけるバラスト水処理システムの一例を示す概略構成図である。
【図９】図９は、実施の形態４におけるバラスト水処理システムの一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、バラスト水中の水生微生物を殺菌処理するための次亜塩素酸ナトリウムが処理対象の液体によってその減衰の程度が異なる、すなわち、次亜塩素酸ナトリウムの減衰は、例えば、取水された海水中の微生物や有機物の種類や量によって影響されるという知見に基づく。さらに、本発明は、取水された液体を用いて次亜塩素酸ナトリウムの減衰を測定し、その減衰データを用いて次亜塩素酸ナトリウムの供給量を制御すれば、注水完了後のバラストタンク内のバラスト水の次亜塩素酸ナトリウム濃度をより正確に制御できるという知見に基づく。
【００１４】
したがって、本発明は一態様において、バラスト水の制御方法であって、取水口から取水された液体をバラストタンクに供給するためのバラスト水供給ラインと、前記液体中の水生微生物を殺菌処理するための次亜塩素酸ナトリウム水溶液を前記ラインに供給する薬液供給装置とを備えるバラスト水処理システムにおいて、前記薬液供給装置から所定量の次亜塩素酸ナトリウムが供給された前記ライン中の液体をサンプリングし、サンプリングした試料における次亜塩素酸ナトリウム濃度の減衰を測定し、該測定データに基づいて前記薬液供給装置から前記ラインへ供給する次亜塩素酸ナトリウムの供給量を調節することを含むバラスト水の制御方法に関する。
【００１５】
本発明のバラスト水の制御方法によれば、取水された液体に最初に加えた基準となる次亜塩素酸ナトリウム供給量が注水後のバラスト水における目的とする濃度範囲に対して過剰又は不足でないかを注入しながら判断し、取水された液体に加える供給量を調整することで、取水された液体に応じた次亜塩素酸ナトリウム濃度の制御ができるという効果を奏する。したがって、本発明によれば、バラストタンク内で次亜塩素酸ナトリウムが不足して殺菌効果が発揮されないことや、あるいは、次亜塩素酸ナトリウムが過剰となって排水時に多量の還元剤又は長時間の放置を必要とすることを回避できるという効果を奏する。
【００１６】
本明細書において「取水口から取水された液体（単に「取水された液体」という場合も含む）」とは、船外から取水されバラストタンクに貯留されてバラスト水として用いるものであって、海水、汽水及び淡水を含みうる。液体は、例えば、海水などのような塩化ナトリウムを含む液体であってもよいし、含んでいなくてもよい。また、液体が取水される領域は特に制限されず、海水域であってもよいし、淡水域でも、汽水域であってもよい。本明細書において「バラスト水」は、バラストタンク内に貯留される液体をいい、バラストタンク内に貯留するために取水口から取水された液体を含みうる。また、本明細書において、取水口は、シーチェストを含む。
【００１７】
本明細書において「水生微生物の殺菌処理」とは、処理対象である液体及び又はバラスト水に含まれる水生微生物の少なくとも一部を殺菌処理すること及び又は水生微生物の増殖を抑制することを含む。また、本明細書において「水生微生物の殺菌処理」とは、少なくとも水生微生物を殺菌処理すればよく、水生微生物の殺菌処理とあわせて、水生微生物よりも大きな生物やその他の生物等を殺菌処理してもよい。水生微生物の殺菌処理としては、好ましくはバラスト水の排出時において下記表１に示すバラスト水排出基準を満たすようにバラストタンク内の次亜塩素酸ナトリウム濃度を管理することを含み、より好ましくは、バラスト水の排出時において下記表１に示すバラスト水排出基準を満たすように殺菌処理を行うことを含む。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
本明細書において「水生微生物」とは、海、川、湖等に生息する微生物を含み、海とつながっている河口、河川、運河等に生息し得る微生物を含みうる。水生微生物としては、例えば、酵母、カビ、植物性又は動物性プランクトン、プランクトンの卵や胞子、細菌類、菌類、ウイルス、藻類などの比較的微小サイズの水生生物等を含む。
【００２０】
本明細書において「薬液供給装置」とは、取水された液体及び又はバラスト水に次亜塩素酸ナトリウム水溶液を供給する装置であって、電気分解により次亜塩素酸ナトリウムを発生させる装置の形態や、次亜塩素酸ナトリウム又はその水溶液を貯留する装置の形態であってもよい。電気分解を用いた薬液供給装置としては、後述するように電解槽と貯留槽とを備える形態が挙げられる。電気分解を用いた薬液供給装置は、海水を利用して次亜塩素酸ナトリウムを生成できるため、例えば、船外から持ち込まれた殺菌剤等の特殊な化学薬品等を使用することなく、水生微生物の殺菌処理を行うことができる。海水等の貯留槽への供給は、バラスト水供給ラインからポンプやバルブを介して行ってもよく、船外から直接取水してもよい。航行中の取水を簡便に行う点からは、バラスト水供給ラインからではなく直接取水することが好ましい。また、生成された次亜塩素酸ナトリウムは水溶液の形態で貯留槽に貯留され、ポンプやバルブを介してバラスト水供給ラインに供給される。薬液供給装置は、バラスト水供給ラインに供給する次亜塩素酸ナトリウムの量を把握できるように、次亜塩素酸ナトリウムの濃度を計測できる計測器（以下、「次亜塩素酸ナトリウム濃度計」又は単に「濃度計」という。）及び流量計を備えることが好ましい。
【００２１】
また、電気分解を用いた薬液供給装置は、処理効率向上の点から、塩化ナトリウム水溶液貯留タンク及び／又は塩化ナトリウム貯蔵タンクを備えることが好ましい。塩化ナトリウム水溶液貯留タンク及び／又は塩化ナトリウム貯蔵タンクを備えることにより、タンク内に塩化ナトリウム水溶液／塩化ナトリウムを貯留し、必要に応じて塩化ナトリウム水溶液／塩化ナトリウムを電解槽に供給できる。これにより、例えば、バラスト水を淡水域で取水する船舶であっても、次亜塩素酸ナトリウムを発生させて次亜塩素酸ナトリウムによる殺菌処理を行うことができる。
【００２２】
本明細書において「船舶」とは、バラストタンクを備える船一般をいい、例えば、コンテナ船、ローロー船、タンカー、バルクキャリアを含む。
【００２３】
本明細書において「航行データ」とは、航行時間、排水までの時間、取水港の水質、航行海域の気象状況、及び／又は、航行中に得られるこれらに関する情報を含むデータをいう。
【００２４】
本明細書において「次亜塩素酸ナトリウムの減衰」とは、薬液供給装置から次亜塩素酸ナトリウムの供給を受けたバラスト水における次亜塩素酸ナトリウム濃度が低減することをいう。図６に次亜塩素酸ナトリウムの減衰曲線の一例を示す。図６の実線の曲線は、モデル海水における次亜塩素酸ナトリウム濃度の変化を示す。一般に、海水に次亜塩素酸ナトリウムを溶解させると、最初に急激な濃度低下を示す（時間０〜時間ｔ３）。その後、ほぼプラトーな濃度（ｄｘ）を示すようになる（時間ｔ３〜）。
【００２５】
しかしながら、次亜塩素酸ナトリウムの減衰の程度は、取水された液体中の微生物、有機物、及び／又はその他の水中成分の種類や量によっても影響される。図６の点線の曲線は、実際に取水した海水において、ほぼプラトーとなった時の濃度（ｄｙ）がモデル海水と比べてΔｄだけ低い場合の例である。なお、図６ではモデル海水よりも実際に取水した海水における減衰の程度が大きい場合を説明するが、取水した海水における減衰の程度がモデル海水よりも小さい場合もある。よって、予め予想される減衰（モデル海水における減衰）のみに従って次亜塩素酸ナトリウムを供給しても、実際に取水した海水との間でプラトーに達した場合の濃度差Δｄが存在する場合には、次亜塩素酸ナトリウム濃度が足りなかったり、過剰となったりすることが起こる。
【００２６】
したがって、バラスト水の注水完了時におけるバラスト水の次亜塩素酸ナトリウム濃度をより正確に予測又は制御するには、取水された液体における、次亜塩素酸ナトリウムの低減の度合いを知ることが重要となる。そこで、本発明のバラスト水の制御方法の一形態は、バラスト水を注水しながら、並行して注水されるバラスト水における次亜塩素酸ナトリウムの減衰を測定し、該測定データに基づいて前記薬液供給装置から前記ラインへ供給する次亜塩素酸ナトリウムの供給量を調節することを含む。前記供給量の調節は、前記減衰測定データに基づき、バラスト水注水完了時、所定時間経過時、及び又はバラスト水排出時のバラストタンク内の次亜塩素酸ナトリウム濃度を予測すること、該予測に基づき、薬液供給装置からバラスト水供給ラインに供給される次亜塩素酸ナトリウムの供給量の増減を決定すること、並びに、前記決定に基づき、前記ラインに供給される次亜塩素酸ナトリウム量を制御することを含みうる。
【００２７】
次亜塩素酸ナトリウムの減衰データに基づく前記薬液供給装置からの供給量の調節は、具体的には、例えば、以下のように行うことができる。モデル海水を使用した次亜塩素酸ナトリウムの減衰は予め測定できるから、このモデル測定データと取水する液体の流量等の情報に基づけば、供給すべき次亜塩素酸ナトリウム量の初期供給量を決定できる。次に、取水された液体を用いて減衰を測定し、予め測定したモデル測定データと比較して、例えば、図６のΔｄを算出する。これらのデータに基づき、減衰の程度が高ければ供給量を増加させ、減衰の程度が低ければ供給量を減少させる。このような調整を行うことで、バラストタンク内の次亜塩素酸ナトリウム濃度を目的の範囲内とすることが可能となる。
【００２８】
取水された液体における次亜塩素酸ナトリウムの減衰は、所定の間隔で次亜塩素酸ナトリウムの濃度を測定することで行える。例えば、図６に示す、ｔ１〜ｔ６の時間で測定して減衰データを得ることが挙げられる。測定間隔としては、例えば、２０分〜１．５時間、好ましくは３０分〜１時間が挙げられる。測定回数は、バラストタンクへの注水と並行して減衰測定を行い、かつ、必要に応じて供給する次亜塩素酸濃度を調節する必要性から、減衰曲線が予測できる範囲が好ましい。図６ではｔ１〜ｔ６の６回の測定を例示するが、減衰曲線が予測できれば測定回数は減らすことができる。
【００２９】
本発明のバラスト水の制御方法の一形態において、次亜塩素酸ナトリウムの減衰測定は、薬液供給装置から次亜塩素酸ナトリウムが供給された後のバラスト水供給ラインのバラスト水をサンプリングして行う。よって、減衰測定する試料のサンプリングポイントとしては、薬液供給装置とバラスト水供給ラインとの接続点と、バラストタンクとの間のバラスト水供給ラインが好ましい。また、前記サンプリング及び減衰測定は、次亜塩素酸ナトリウムの濃度計を備える減衰測定ユニットで行われることが好ましい。サンプリングは、一実施形態においては、注水開始後１回のみ行い、このサンプルに基づき次亜塩素酸ナトリウムの減衰データを得て本発明のバラスト水の制御方法を行うことができる。また、サンプリングは、その他の実施形態においては、複数回行って複数の次亜塩素酸ナトリウムの減衰データを得て本発明のバラスト水の制御方法を行うことができる。サンプリングを複数回行う場合、１つの減衰測定ユニットを用いてサンプルを入れ替えて測定することができ、或いは、複数の減衰測定ユニットを用い、同時に又は時間をずらしてサンプリングした複数のサンプルを並行して測定することができる。
【００３０】
本発明は、その他の態様として、本発明のバラスト水の制御方法によりバラスト水中の次亜塩素酸ナトリウム濃度を制御することを含むバラスト水の注水方法に関する。
【００３１】
本発明は、また、その他の態様として、本発明のバラスト水の制御方法を行うことができるバラスト水処理システム、及び、該バラスト水システムを備える船舶に関する。
【００３２】
すなわち、本発明はその他の態様として、取水口とバラストタンクとを接続するバラスト水供給ラインと、前記ラインに接続し、前記液体中の水生微生物を殺菌処理するための次亜塩素酸ナトリウム水溶液を前記ラインに供給する薬液供給装置と、前記ラインと前記薬液供給装置との接続点とバラストタンクとの間に配置され、前記ライン中の液体をサンプリングして次亜塩素酸ナトリウム濃度を測定する減衰測定ユニットと、減衰測定ユニットで測定されたデータを記録する記録部と、バラスト水注水中に、薬液供給装置から前記接続点を介して前記ラインに供給される次亜塩素酸ナトリウム量を制御する制御部とを備え、前記制御部は、次亜塩素酸ナトリウムの減衰速度データに基づき、バラスト水注水完了時、所定時間経過時、及び又はバラスト水排出時バラストタンク内の次亜塩素酸ナトリウム濃度を予測し、薬液供給装置からの次亜塩素酸ナトリウムの供給量の増減を決定し、前記ラインに供給される次亜塩素酸ナトリウム量を制御することを含む、バラスト水処理システムに関する。
【００３３】
前記制御部は、さらに、制御前の時点におけるバラスト水の積算注水量、次亜塩素酸ナトリウムの積算供給量、航行データ、及びバラストタンク内で維持すべき所定の次亜塩素酸ナトリウム濃度の少なくとも１つに基づき、前記予測及び又は前記決定を行ってもよい。さらにまた、バラストタンク水には注水前にバラスト水が存在する場合もある。このため、バラストタンクに、液面計等のバラスト水の容量を測定できる計器、及び、バラストタンク内の次亜塩素酸ナトリウム濃度を測定できる計器を備え、これらの情報を含めて前記予測及び又は前記決定をすることが好ましい。
【００３４】
以下に、本発明を好適な実施の形態を示しながら詳細に説明する。但し、本発明は以下に示す実施の形態に限定されない。
【００３５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるバラスト水処理システムの構成を示す概略構成図である。
【００３６】
図１に示すように、本実施の形態１のバラスト水処理システムは、薬液供給装置１０１と、減衰測定ユニット１０２とを含む。薬液供給装置１０１は、バラスト水供給ライン１０７に、ライン１０８及び１０９を介して接続している。ライン１０８は、バラスト水供給ライン１０７の次亜塩素酸ナトリウム水溶液が添加される前の取水された液体（バラスト水）を薬液供給装置１０１に供給するためのラインである。ライン１０９は、薬液供給装置１０１から次亜塩素酸ナトリウム水溶液をバラスト水供給ライン１０７に供給するためのラインである。なお、バラスト水供給ライン１０７から取水された液体を薬液供給装置１０１に搬送するライン１０８に換えて直接外部から液体（海水等）をライン１１０によって取り入れてもよい。ライン１０８〜１１０は液を送るためのポンプを備えていてもよい。また、ライン１０９は、バラスト水供給ライン１０７への次亜塩素酸ナトリウムの供給量を測定するため、次亜塩素酸ナトリウム濃度計及び流量計を備えることが好ましく、前記流量計は、総流量を計測可能な積算流量計ＦＭであることが好ましい。なお、図１では、ライン１０８〜１１０はそれぞれポンプを備えた形態を示しているが、本発明はこの形態に限られるものではなく、例えば、これらのポンプに替えて、薬液供給装置１０１に内蔵されたポンプ（図示せず）によって液体の搬送を行ってもよい。また、ライン１０９は、バラスト水供給ライン１０７ではなく、シーチェスト１０４に接続する形態でもよい。
【００３７】
バラスト水供給ライン１０７の一端は、バラストタンク１０３に接続する。通常、バラストタンク１０３は、複数個のバラストタンク１０３ａ〜１０３ｄを含む形態である。バラスト水供給ライン１０７は、他端では、バラスト水を取水する取水口（シーチェスト）１０４、ストレーナ１０５、バラストポンプ１０６と接続する。また、次亜塩素酸ナトリウムが共有されるライン１０９とバラスト水供給ライン１０７との接続点と、バラストタンク１０３との間に、流量計（ＦＭ）、次亜塩素酸ナトリウム濃度計（Ｃ）、及び、減衰測定ユニット１０２が配置される。
【００３８】
減衰測定ユニット１０２は、バラスト水注水開始後にライン１１１からバラスト水をサンプリングし、時間を追って次亜塩素酸ナトリウム濃度を繰り返し測定する。上述したとおり、このように測定することで、取水した液体における次亜塩素酸ナトリウムの減り方を分析でき、ライン１０９から供給される次亜塩素酸ナトリウムの量を調節できる。また、減衰測定ユニット１０２で減衰を測定している間も並行してバラスト水の注水を止めることなく継続できるから、時間のロスも防ぐことができる。
【００３９】
電気分解を用いる薬液供給装置１０１としては、例えば、図２に示す薬液供給装置２０１が使用できる。図２は、電気分解を用いて水生微生物を殺菌処理可能な装置の構成の一例を示す概略構成図である。図２に示すように、薬液供給装置２０１は、貯留槽２１１と電解槽２１２とを備える。貯留槽２１１と電解槽２１２とはライン２１３及び２１４によって接続されている。貯留槽２１１の液体はライン２１３を通じて電解槽２１２に搬送され、電解槽２１２において電解処理による殺菌処理が行われる。ついで、電解槽２１２で処理された液体はライン２１４を通じて貯留槽２１１に搬送される。貯留槽２１１と電解槽２１２との間は、次亜塩素酸ナトリウムを生成・貯留させる観点から、ライン２１３及び２１４によって循環されていることが好ましい。
【００４０】
このような薬液供給装置２０１では、電解処理を用いるため、例えば、船外から持ち込まれた殺菌剤等の特殊な化学薬品等を使用することなく、液体中の水生微生物の殺菌処理を行うことができる。電解槽２１２では、液体に含まれる塩化ナトリウムを電解処理することよって次亜塩素酸ナトリウムを発生させ、発生させた次亜塩素酸ナトリウムを用いて液体中の水生微生物を殺菌処理することが好ましい。
【００４１】
薬液供給装置２０１において、貯留槽２１１は、未処理及び／又は処理後の液体を貯留するためのタンクであって、貯留槽２１１は、電気分解を行う液体を導入するライン２１３と電気分解後の液体を排出するためのライン２１４とそれぞれ接続している。貯留槽２１１は、ライン１０８、１０９、及び１１０と接続しうる。
【００４２】
貯留槽２１１は、次亜塩素酸ナトリウムの濃度計を備えることが好ましい。これにより、貯留槽２１１内の次亜塩素酸ナトリウム濃度を管理できるとともに、貯留槽２１１内の次亜塩素酸ナトリウム濃度に応じて、例えば、貯留槽２１１に供給する液体の量、電解槽２１２及び／又はバラスト水供給ライン１０７に搬送する液体の量等といった薬液供給装置２０１におけるバラスト水の処理を制御できる。
【００４３】
本実施の形態１のバラスト水処理システムは、さらに、減衰測定ユニットで測定されたデータを記録する記録部と、バラスト水注水中に、薬液供給装置から前記接続点を介して前記ラインに供給される次亜塩素酸ナトリウム量を制御する制御部とを備えることが好ましい。前記制御部は、次亜塩素酸ナトリウムの減衰速度データに基づき、バラスト水注水完了時、所定時間経過時、及び又はバラスト水排出時のバラストタンク内の次亜塩素酸ナトリウム濃度を予測し、薬液供給装置からの次亜塩素酸ナトリウムの供給量の増減を決定し、前記ラインに供給される次亜塩素酸ナトリウム量を制御することができる。
【００４４】
減衰測定ユニットは、例えば、図７に記載のような装置を使用できる。図７の減衰測定ユニット１０２は、バラスト水供給ライン１０７からサンプリングした試料がライン１１１を通って容器７０１に注水される。減衰測定ユニット１０２は、容器７０１内の濃度の均一性を維持する点から、モータＭによる駆動式の撹拌器７０３を備える。容器７０１内のサンプルは、定期的にポンプＰによりライン７０２を通り濃度計Ｃによって測定される。
【００４５】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２におけるバラスト水制御システムの構成を示す機能ブロック図である。本実施の形態２は、図１に示されるようなバラスト水処理システムに適用されうるバラスト水制御システムに関する。すなわち、図３のバラスト水制御システム３００は、減衰測定ユニット１０２を含む測定部３０１、測定部３０１で測定された次亜塩素酸ナトリウムの減衰速度データを記録する記録部３０２、及び記録部３０２の減衰速度データに基づき、薬液供給装置１０１からの次亜塩素酸ナトリウムの供給量の増減を決定し、バラスト水供給ライン１０７に供給される次亜塩素酸ナトリウム量を制御する制御部３０３を備える。なお、図３のバラスト水制御システム３００は、図１に示される本実施の形態１のバラスト水処理システムに構成部分として含まれてもよい。
【００４６】
測定部３０１は、図４の測定部４０１に示すような構成であってもよい。すなわち、測定部４０１は、減衰測定ユニット１０２に加え、バラスト水供給ライン１０７に配置される流量計（ＦＭ）及び次亜塩素酸ナトリウム濃度計（Ｃ）、並びに薬液供給装置１０１の貯留槽２１１の次亜塩素酸ナトリウム濃度計を含みうる。これらの情報は記録部３０２に記録されうる。
【００４７】
記録部３０２は、図４の記録部４０２に示すようなデータを記録できる。すなわち、測定部４０１で測定された減衰速度データ、バラスト水の流量及び次亜塩素酸ナトリウム濃度、並びに貯留槽の次亜塩素酸ナトリウム濃度が含まれ、さらに、バラスト水の注入開始からの経過時間、並びに、航行データ（少なくとも排水までの時間を含むことが好ましい）が含まれうる。記録部４０２は、さらに、バラストタンク内で維持すべき次亜塩素酸ナトリウム濃度範囲も記録しておくことができる。
【００４８】
制御部３０３は、図４の制御部４０３に示すような構成とすることができる。すなわち、記録部４０２に記録されたデータからバラスト水注水完了時、所定時間経過時、及び又はバラスト水排出時のバラストタンク１０３内の次亜塩素酸ナトリウム濃度を予測する分析部４１１と、分析部４１１の結果に基づいて薬液供給装置１０１からの次亜塩素酸ナトリウムの供給量の増減を決定し、バラスト水供給ライン１０７に供給される次亜塩素酸ナトリウム量を制御する供給量制御部４１２が含まれうる。
【００４９】
図５を用いて本発明のバラスト水の制御方法及びバラスト水の注水方法の一例を説明する。図５に示すように、まず、バラストポンプ１０６を始動させる（Ｓ５０１）。これによりシーチェスト１０４を通じて液体の取り込みが開始される。また、薬液供給装置１０１が電気分解を用いた装置である場合には、次亜塩素酸ナトリウムの発生を開始する（Ｓ５０２）。バラストポンプ１０６の始動（Ｓ５０１）によってバラスト水供給ライン１０７に取水された液体が送られ、バラストタンク１０３へ注水が始まる（Ｓ５０３）。バラスト水の流量、注水開示時間、積算注水量、次亜塩素酸濃度等は、バラスト水供給ライン１０７に配置された流量計（ＦＭ）及び濃度計（Ｃ）により測定される。これらの情報は記録部４０２に記憶されうる。バラスト水供給ライン１０７への注水が始まると薬液供給装置１０１からライン１０９を通じて初期設定量の次亜塩素酸ナトリウム水溶液がバラスト水供給ライン１０７に供給される（Ｓ５０４）。該初期設定量は、注水後のバラストタンク１０３内のバラスト水における次亜塩素酸ナトリウムの濃度範囲、薬液供給装置１０１（又は貯留槽２１１）に貯留される次亜塩素酸ナトリウム水溶液の濃度、及び、予め得られた次亜塩素酸ナトリウムの減衰データ等に基づいて、予め設定できる。該初期設定量は、記録部４０２に記憶させることができ、この情報に基づき、制御部４０３の供給量制御部４１２に供給量を制御させてもよい。なお、初期設定量は、船舶が目的地に到着しバラスト水を排出する時（図６の時間ｔｘ）において排出可能な所定の濃度以下となるように設定することが、排水コストや排水時間の点から好ましい。
【００５０】
次に、次亜塩素酸ナトリウムが供給されたバラスト水をライン１１１からサンプリングして減衰測定ユニット１０２にて次亜塩素酸ナトリウムの濃度測定を繰り返し行い、減衰データを得る（Ｓ５０５）。サンプリングはバラスト水注水開始後例えば０〜１時間以内に行うことができ、減衰測定ユニット１０２における次亜塩素酸ナトリウムの濃度測定は、３０分〜１時間ごとに、例えば１〜１０回の範囲で測定することができる。こうして得られた取水された液体における減衰データは、記録部４０２に記憶される。なお、減衰測定ユニット１０２における減衰データの測定中も、バラスト水注水は停止することなく続行できる。制御部４０３の分析部４１１は記録部４０２にアクセスし、現在供給されている次亜塩素酸ナトリウムの量が適切かどうか判断する（Ｓ５０６）。なお、分析部４１１は、随時記録部４０２にアクセスし、取水された液体の減衰曲線が予測できた時点で判断をすることができる。次亜塩素酸ナトリウム濃度が高すぎると、配管（ライン）やバラストタンクの損傷及び劣化の原因になり、また、排出時に還元剤や放置時間が必要となる。一方、次亜塩素酸ナトリウム濃度が低すぎると、水生微生物の殺菌処理が不十分となる。次亜塩素酸ナトリウムの供給量の補正が必要と判断した場合、制御部４０３の供給量制御部４１２は、薬液供給装置１０１（又は貯留槽２１１）から供給される量を補正する（Ｓ５０７）。一方、次亜塩素酸ナトリウムの供給量の補正が必要ない場合にはそのままバラスト水の注水を継続する（Ｓ５０８）。サンプリング及び減衰データの作成は一回でもよいし複数回でもよい。また、減衰データに基づく次亜塩素酸ナトリウム供給量の補正の要否判断（Ｓ５０６）の回数も一回でもよいし複数回でもよい。これらは、バラスト水の注水にかかる時間や注水されるバラスト水総量に応じて判断できる（Ｓ５０９）。最後に、目的とする容量までバラスト水を注水し（Ｓ５１０）、バラスト水の注水が完了する。
【００５１】
（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３におけるバラスト水処理システムの構成を示す概略構成図である。図８において、図１と同じ構成要素には同じ符号を付している。
【００５２】
本実施の形態３において、薬液供給装置８０１は、バラスト水供給ライン１０７が接続する取水口１０４とは異なる第２の取水口８０４と接続する。すなわち、本実施の形態３の薬液供給装置８０１は、バラスト水を取水する取水口（シーチェスト）１０４から取水された液体を取り込み可能となるラインと接続せず、ライン８１０を介して第２の取水口８０４と接続している以外は実施の形態１のバラスト水処理システムと同じ構成である。このように、本実施の形態３におけるバラスト水処理システムによれば、薬液供給装置８０１において、バラスト水を取水する取水口（シーチェスト）１０４から取水された液体（次亜塩素酸ナトリウム水溶液が添加される前の取水された液体）ではなく、第２の取水口８０４から取水された液体を用いて次亜塩素酸ナトリウムを発生させることから、例えば、バラスト水を取水する取水口１０４と比較して低電力かつ簡便に液体を取水することができる。このため、航行中に外部から次亜塩素酸ナトリウムを発生させるための液体を取水することにより、航行中に薬液供給装置８０１において次亜塩素酸ナトリウムを発生させることができ、例えば、バラスト水をバラストタンク１０３に貯留する際の消費電力を低減できる。また、航行中での次亜塩素酸ナトリウム水溶液のバラストタンク１０３への供給が容易になり、バラストタンク１０３内における水生微生物の再増殖を抑制できる。ライン８１０は、例えば、第２の取水口８０４から取り入れた液体を薬液供給装置８０１に送るためのポンプ８０６を備えていてもよい。また、ライン８１０は、薬液供給装置８０１を保護するためのストレーナ８０５を備えていてもよい。
【００５３】
そこで、本発明は、さらにその他の態様として、取水口とバラストタンクとを接続するバラスト水供給ラインと、前記ラインに接続し、前記取水口から取水された液体中の水生微生物を殺菌処理するための次亜塩素酸ナトリウム水溶液を前記ラインに供給する薬液供給装置とを備え、前記薬液供給装置は、前記バラスト水供給ラインが接続する取水口とは異なる第２の取水口と接続し、前記第２の取水口から取水された液体を電気分解して次亜塩素酸ナトリウムを発生させるバラスト水処理システム（以下、「本発明の第２のバラスト水処理システム」ともいう）に関する。本発明の第２のバラスト水処理システムは、薬液供給装置における取水を、バラスト水を取水する取水口（シーチェスト）とは異なる取水口から行うことによって、簡便かつ低電力で次亜塩素酸ナトリウムを発生させることができるという知見に基づく。また、本発明の第２のバラスト水処理システムは、船舶では、寄港停泊中には、バラスト水の取水及び排出や、貨物の積み下ろし作業があり、最も多くの電力を使用するため、航行中に、次亜塩素酸ナトリウムの発生に用いる液体の取り入れ及び次亜塩素酸ナトリウムの発生を行うことで、消費電力のピークを分散させ、船舶に搭載する発電機の容量を小さくできるという知見に基づく。
【００５４】
本発明の第２のバラスト水処理システムによれば、例えば、薬液供給装置が、バラスト水供給ラインが接続する取水口とは異なる第２の取水口と接続することから、次亜塩素酸ナトリウムの発生に用いる液体を簡便に取水することができるという効果を奏する。したがって、本発明の第２のバラスト水処理システムによれば、シーチェストを駆動することなく取水することができることから、例えば、航行中であっても次亜塩素酸ナトリウムの発生に用いる液体を簡便に取水でき、また、その取水を低電力で行うことができるという効果を奏する。
【００５５】
本明細書において「バラスト水供給ラインが接続する取水口とは異なる第２の取水口」とは、バラストタンクに貯留するため液体を取水するための取水口（例えば、シーチェスト）以外のものであって、例えば、船舶に既存する飲料水等のための取水口等が挙げられる。
【００５６】
本発明の第２のバラスト水処理システムは、薬液供給装置からバラスト水供給ラインに供給される次亜塩素酸ナトリウム量を制御する制御部を備えていてもよい。本態様における制御部は、薬液供給装置内の次亜塩素酸ナトリウム量及び又はバラストタンク内の次亜塩素酸ナトリウム濃度に基づき、第２の取水口からの液体の取水及び次亜塩素酸ナトリウムの発生を制御することが好ましい。
【００５７】
本発明は、さらにその他の態様として、取水口とバラストタンクとを接続するバラスト水供給ラインと、前記ラインに接続し、前記取水口から取水された液体中の水生微生物を殺菌処理するための次亜塩素酸ナトリウム水溶液を前記ラインに供給する薬液供給装置とを備える船舶において、バラスト水を処理する方法であって、前記薬液供給装置において、前記バラスト水供給ラインが接続する取水口とは異なる第２の取水口から取水された液体を電気分解して次亜塩素酸ナトリウムを発生させること、及び、前記薬液供給装置から前記バラスト水供給ラインに前記次亜塩素酸ナトリウムを供給することを含むバラスト水の処理方法に関する。
【００５８】
薬液供給装置における電気分解処理を航行中に行うことが好ましい。これにより、バラストタンクにバラスト水を注水する時の消費電力を低減できる。また、航行中に次亜塩素酸ナトリウムを発生させ貯留しておくことにより、バラスト水注水開始から次亜塩素酸ナトリウムを供給できるため、時間のロスを防ぐことができる。
【００５９】
本発明は、さらにその他の態様として、取水口とバラストタンクとを接続するバラスト水供給ラインと、前記ラインに接続し、前記取水口から取水された液体中の水生微生物を殺菌処理するための次亜塩素酸ナトリウム水溶液を前記ラインに供給する薬液供給装置とを備える船舶において、バラスト水中の水生微生物を殺菌処理するための次亜塩素酸ナトリウムを製造する方法であって、前記薬液供給装置において、前記バラスト水供給ラインが接続する取水口とは異なる第２の取水口から取水した液体を電気分解して次亜塩素酸ナトリウムを発生させることを含む製造方法に関する。本発明の製造方法によれば、例えば、薬液供給装置が、バラスト水供給ラインが接続する取水口とは異なる第２の取水口から次亜塩素酸ナトリウムの発生に用いる液体を簡便に取水できることから、次亜塩素酸ナトリウムを簡便に発生できるという効果を奏する。
【００６０】
前記液体の電気分解は、航行中に行うことが好ましい。これにより、バラスト水注水時の消費電力を低減できる。
【００６１】
（実施の形態４）
図９は、本発明の実施の形態４におけるバラスト水処理システムの構成を示す概略構成図である。図９において、図１と同じ構成要素には同じ符号を付している。
【００６２】
本実施の形態４のバラスト水処理システムは、減衰測定ユニット１０２、及びバラスト水供給ライン１０７から減衰測定ユニット１０２にサンプリングするためのライン１１１を備えていない以外は実施の形態３のバラスト水処理システムと同じ構成である。
【００６３】
本実施の形態４のバラスト水処理システムを用いたバラスト水の処理方法の一例について説明する。
【００６４】
航行中、バラスト水取水前及び又はバラスト水取水時に、第２の取水口８０４からライン８１０を通じて船外から次亜塩素酸ナトリウムの発生に用いる液体を取り入れ、電気分解により次亜塩素酸ナトリウムを発生させる。本実施の形態４のバラスト水処理システムによれば、次亜塩素酸ナトリウムの発生に用いる液体を取り入れるライン８１０が、バラスト水取水口１０４とは異なる第２の取水口８０４と接続していることから、バラストポンプ１０６を駆動することなく、液体を取り入れることができる。また、船舶では、バラスト水貯留時等の寄港停泊中には貨物の積み下ろし作業があり、最も多くの電力を使用することから、消費電力のピークを分散させ、発電機の容量を小さくする点から、航行中に、次亜塩素酸ナトリウムの発生に用いる液体の取り入れ及び次亜塩素酸ナトリウムの発生を行い、貯留しておくことが好ましい。
【００６５】
バラスト水を取水するために、バラストポンプ１０６を始動させる。これによりシーチェスト１０４を通じて液体の取り込みが開始され、バラスト水供給ライン１０７を通じてバラストタンク１０３へ注水が始まる。バラスト水供給ライン１０７への注水が始まると、薬液供給装置８０１に貯留された次亜塩素酸ナトリウム水溶液がライン１０９を通じてバラスト水供給ライン１０７に供給される。本実施の形態４のバラスト水処理システムによれば、バラスト水取水前に事前に発生させておいた次亜塩素酸ナトリウムを貯留しておくことが可能であるため、バラストタンク１０３への注水開始とともに、次亜塩素酸ナトリウム水溶液をバラスト水供給ライン１０７に供給することができる。
【００６６】
次亜塩素酸ナトリウム水溶液の供給量は、バラストタンク１０３に注入するバラスト水の量、薬液供給装置８０１（又は貯留槽２１１）に貯留される次亜塩素酸ナトリウム水溶液の濃度等に基づいて予め決定できる。また、バラスト水供給ライン１０７に配置される流量計（ＦＭ）及び次亜塩素酸ナトリウム濃度計（Ｃ）の測定値に基づき、制御部（図示せず）において次亜塩素酸ナトリウム水溶液の供給量を制御させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、船舶におけるバラスト水の処理において有用である。
【符号の説明】
【００６８】
１０１    薬液供給装置
１０２    減衰測定ユニット
１０３    バラストタンク
１０４    シーチェスト（取水口）
１０５    ストレーナ
１０６    バラストポンプ
１０７    バラスト水供給ライン
１０８，１０９，１１０，１１１    ライン
２０１    薬液供給装置
２１１    貯留槽
２１２    電解槽
２１３，２１４    ライン
３００    バラスト水制御システム
７０１    容器
７０２    濃度測定用ライン
７０３    撹拌器
７０４    ドレイン
８０１    薬液供給装置
８０４    第２の取水口
８０５    ストレーナ
８０６    ポンプ
８１０    ライン
【図１】
2012106224.tif 000004
【図２】
2012106224.tif 000005
【図３】
2012106224.tif 000006
【図４】
2012106224.tif 000007
【図５】
2012106224.tif 000008
【図６】
2012106224.tif 000009
【図７】
2012106224.tif 000010
【図８】
2012106224.tif 000011
【図９】
2012106224.tif 000012