バラスト水処理装置
【課題】船舶のバラストタンクの形態にこだわらず、バラスト水中のプランクトンと細菌類を確実に殺滅し、かつ残留する殺菌剤の海への排出を防止できるバラスト水の処理装置を提供する。
【解決手段】バラストタンクは、ポンプ１４を介してバラスト水を海に排水するボトムタンク水排水ライン８と接続されるボトムタンク１と、バラスト水を海に直接排水する手段を備えるトップサイドタンク２とからなり、還元剤供給装置は、ボトムタンク１に接続されるボトムタンク水排水ライン８のポンプより上流側位置に還元剤を供給するボトムタンク排水用還元剤供給装置９と、トップサイドタンク２に還元剤を供給し、トップサイドタンク２内のバラスト水に還元剤を拡散させるトップサイドタンク用還元剤供給装置１０とを備えている。
【解決手段】バラストタンクは、ポンプ１４を介してバラスト水を海に排水するボトムタンク水排水ライン８と接続されるボトムタンク１と、バラスト水を海に直接排水する手段を備えるトップサイドタンク２とからなり、還元剤供給装置は、ボトムタンク１に接続されるボトムタンク水排水ライン８のポンプより上流側位置に還元剤を供給するボトムタンク排水用還元剤供給装置９と、トップサイドタンク２に還元剤を供給し、トップサイドタンク２内のバラスト水に還元剤を拡散させるトップサイドタンク用還元剤供給装置１０とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶のバラストタンクに積み込まれるバラスト水に含まれる細菌類およびプランクトンの死滅処理を行なうと共に、該死滅処理を行なったバラスト水を排水する海域に悪影響を及ぼさないバラスト水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、空荷または積荷が少ない状態の船舶は、プロペラ没水深度の確保、空荷時における安全航行の確保等の必要性から、出港前に海水を取水してバラスト水をバラストタンクに貯留し喫水を下げる操作を行う。逆に積荷をするときには、バラスト水の排水を行う。
【０００３】
ところで、環境の異なる荷積み港と荷下し港との間を往復する船舶によってバラスト水の注排水が行われると、荷積み港と荷下し港におけるバラスト水に含まれる微生物の差異により沿岸生態系に悪影響を及ぼすことが懸念されている。
【０００４】
そこで、船舶のバラスト水管理に関する国際会議において２００４年２月に船舶のバラスト水及び沈殿物の規制及び管理のための国際条約が採択され、バラスト水の処理が義務付けられることとなった。
【０００５】
バラスト水の処理基準として国際海事機構（ＩＭＯ）が定める基準は、船舶から排出されるバラスト水に含まれる５０μｍ以上の生物（主に動物プランクトン）の数が１ｍ３中に１０個未満、１０μｍ以上５０μｍ未満の生物（主に植物プランクトン）の数が１ｍｌ中に１０個未満、コレラ菌の数が１００ｍｌ中に１cfu未満、大腸菌の数が１００ｍｌ中に２５０cfu未満、腸球菌の数が１００ｍｌ中に１００cfu未満となっている。
【０００６】
バラスト水の処理装置として、バラストタンクへ注水中の海水に塩素殺菌剤を供給しプランクトンや細菌を死滅させるバラスト水処理装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。そして、特許文献１に記載のバラスト水処理装置においては、死滅処理した海水をバラストタンクに貯留する際に、塩素殺菌剤を残留させプランクトンや細菌の再繁殖を抑制するようにし、バラスト水を排出する際にバラスト水に塩素還元剤を供給してバラスト水の残留塩素を無害化し、バラスト水を排出する海域に悪影響を及ぼさないようにしている。
【０００７】
より詳しくは、バラストタンクからバラスト水をポンプにより海へ排出するバラスト水排水ラインにおいて、ポンプより上流側位置に設けられた注入口からバラスト水に塩素還元剤を供給して、その後ポンプに送られるようにして、ポンプによりバラスト水の流れに乱れを生じさせ、塩素還元剤をバラスト水中に拡散するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２８５６９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１においては、上述したように、ポンプにより塩素還元剤をバラスト水中に拡散して、バラスト水中に残留する殺菌剤を還元して無害化している。
【００１０】
しかしながら、鉱石運搬船や石炭運搬船では、荷積み港の荷積み設備の能力が高い場合、バラスト水を排水するポンプの排水能力だけでは荷積みする時間に対応してバラスト水を排水することができない。この問題に対処可能な船舶として、上部船側にトップサイドバラストタンクが設けられていて、バラストタンクからバラスト水を海へ排出する際に、該トップサイドバラストタンクからもバラスト水を直接海へ排水する手段を設けている船舶が知られている。しかし、このような船舶では、トップサイドバラストタンクは、ポンプによりバラスト水を排出するバラスト水排水ラインを備えていないので、特許文献１のバラスト水処理装置を適用しても、該トップサイドバラストタンクに貯留されたバラスト水に対しては、バラスト水に残留する殺菌剤を還元して無害化することができない。
【００１１】
本発明は、かかる状況を鑑み、船舶のバラストタンクの形態にこだわらず、バラスト水中のプランクトンと細菌類を確実に殺滅し、かつ残留する殺菌剤の海への排出を防止できるバラスト水の処理装置を提供することを目的する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るバラスト水処理装置は、船舶にバラスト水として取水される海水に殺菌剤を供給する殺菌剤供給装置と、殺菌剤が供給されバラストタンクに貯留されたバラスト水を海に排水する際に、該バラスト水に殺菌剤を還元する還元剤を供給する還元剤供給装置とを備えたバラスト水処理装置である。
【００１３】
かかるバラスト水処理装置において、本発明では、バラストタンクは、ポンプを介してバラスト水を海に排水するバラスト水排水ラインと接続されるボトムタンクと、バラスト水を海に直接排水する手段を備えるトップサイドタンクとからなり、上記還元剤供給装置は、ボトムタンクに接続されるバラスト水排水ラインのポンプより上流側位置に還元剤を供給するボトムタンク排水用還元剤供給装置と、トップサイドタンクに還元剤を供給し、トップサイドタンク内のバラスト水に還元剤を拡散させるトップサイドタンク用還元剤供給装置とを備え、トップサイドタンク用還元剤供給装置は、トップサイドタンクに還元剤を注入する還元剤注入装置と、トップサイドタンクに気体を供給し発生する気泡によりバラスト水に還元剤を拡散させる気体供給装置とを備えることを特徴としている。
【００１４】
本発明では、還元剤注入装置によってトップサイドタンクに還元剤が注入されるとともに、気体供給装置によって該トップサイドタンクに気体が供給される。したがって、本発明によれば、ポンプによりバラスト水を排出するバラスト水排水ラインがトップサイドタンクに設けられていない場合であっても、該トップサイドタンク内のバラスト水中で発生する気泡によって上記還元剤が拡散されて、該バラスト水に残留する殺菌剤が還元され無害化される。
【００１５】
殺菌剤としては、次亜塩素酸ナトリウム、塩素、次亜塩素酸カリウム、次亜塩素酸カルシウム、シアヌル酸、シアヌル酸化合物またはこれらの２種以上の混合物を使用することができる。また、還元剤としては、亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム（亜硫酸水素ナトリウム）及びチオ硫酸ナトリウムを使用することができる。
【００１６】
トップサイドタンクは、船舶の幅方向補強部材である複数のトランスウェブを備えており、トップサイドタンク用還元剤供給装置は、トランスウェブにより区画される区画毎に、還元剤を注入する還元剤注入装置の還元剤供給管と、気体を供給する気体供給装置の気体供給管とが配されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のバラスト水処理装置によれば、船舶のバラストタンクの形態にこだわらず、バラスト水中のプランクトンと細菌類を確実に殺滅し、かつ残留殺菌剤の海への排出を防止でき、周辺環境へ悪影響を及ぼすことのないバラスト水の処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】バラスト水処理装置の構成を示す図である。
【図２】トップサイドタンクにトップサイドタンク用還元剤供給装置の供給管が配された状態を示す斜視図である。
【図３】トップサイドタンクを船舶の幅方向の断面で示した概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面にもとづき、本発明の実施形態を説明する。
【００２０】
図１は本発明の一実施形態に係るバラスト水処理装置の構成を示す図である。図１では、該バラストタンク水処理装置を備える船舶Ｓが、該船舶Ｓの長さ方向に対して直角な面での断面として示されている。該バラスト水処理装置は、海水を取水し、取水した海水に生物殺滅処理を施してバラストタンクに送水する機能と、バラストタンクのバラスト水を海に排水する際に残留する殺菌剤の無害化処理をする機能の両方の機能を備えている。
【００２１】
図１に見られるように、船舶Ｓは、船底部に設けられたボトムタンク１と両舷の上部船側部に設けられたトップサイドタンク２とを有しており、バラストタンクは該ボトムタンク１とトップサイドタンク２とからなる。
【００２２】
本実施形態に係るバラスト水処理装置は、図１に示すように、船外から海水を取り込みそして船外へバラスト水を排出する送水装置３と、該送水装置３によって取り込まれた海水をろ過処理するろ過装置４と、該ろ過装置４の下流側に設けられ海水（ろ過水）を殺菌処理する殺菌処理装置５と、殺菌処理された処理水をバラスト水としてボトムタンク１に送水するボトムタンク送水ライン６と、該処理水をトップサイドタンク２に送水するトップサイドタンク送水ライン７と、ボトムタンク１に接続され該ボトムタンク１内のバラスト水を排出し送水装置３へ送水するボトムタンク排水ライン８と、該ボトムタンク排水ライン８の途中においてバラスト水に還元剤を供給するボトムタンク排水用還元剤供給装置９と、トップサイドタンク２内のバラスト水に還元剤を供給するトップサイドタンク用還元剤供給装置１０と、トップサイドタンク２のバラスト水を海に排出するトップサイドタンク排出口１１とを備えている。
【００２３】
上記送水装置３は、海水を船内に取り込むための海水取水ライン１２と、ボトムタンク排水用還元剤供給装置９により還元剤を供給され還元処理されたバラスト水（「還元処理水」という）を海に排出する還元処理水排出ライン１３と、上記海水取水ライン１２の下流位置かつ還元処理水排出ライン１３の上流位置で該海水取水ライン１２および還元処理水排出ライン１３に接続されるポンプ１４と、上記海水取水ライン１２に設けられた切換弁１５とを有している。
【００２４】
上記ポンプ１４は、上記海水取水ライン１２から海水を取り込む機能とボトムタンク排水ライン８からのバラスト水を海へ送水する機能とを有している。また、上記切換弁１５は、海水取水ライン１２からの海水をろ過装置４へ送水するための経路と、ボトムタンク排水ライン８からのバラスト水を還元処理水排出ライン１３へ送水するための経路とを切り換える機能を有している。該切換弁１５よる経路の切換えは、図示しない制御装置によって自動で行われてもよいし、手動で行われてもよい。
【００２５】
上記殺菌処理装置５は、ろ過装置４でろ過された海水中に殺菌剤を供給する殺菌剤供給装置１６と、海水中に殺菌剤を拡散させる拡散器１７とを有している。該殺菌剤供給装置１６および拡散器１７の詳細な構成については後述する。
【００２６】
上記トップサイドタンク用還元剤供給装置１０は、トップサイドタンク２に貯留されているバラスト水に還元剤を注入する還元剤注入装置１８と、トップサイドタンク２に気体を供給する気体供給装置１９とを有している。還元剤注入装置１８および気体供給装置１９の詳細な構成については後述する。
【００２７】
以下、各装置をさらに詳細に説明する。
【００２８】
＜ろ過装置４＞
ろ過装置４はポンプによって、船側部に設けられたシーチェスト（海水吸入口）から海水取水ライン１２を通して取水される海水中に存在するプランクトン類を除去するものであり、目開き１０〜２００μｍのものを用いる。
【００２９】
目開きを１０〜２００μｍにしたのは動物性プランクトン、植物性プランクトンの捕捉率を一定のレベルに保ちつつ、逆流洗浄頻度を少なくして寄港地でのバラスト水処理時間を短縮するためである。逆に言えば、目開きが２００μｍより大きいと動物プランクトン、植物プランクトンの捕捉率が著しく低くなるし、目開きが１０μｍより小さいと逆流洗浄頻度が多くなり寄港地でのバラスト水処理時間が長くなるので好ましくない。特に目開き５０μｍ程度のものを用いるのが、捕捉率と逆流洗浄頻度とを最適に設定できるので、好ましい。
【００３０】
＜殺菌剤供給装置１６＞
殺菌剤供給装置１６は、ろ過装置４によってろ過された海水に細菌類を死滅させる塩素殺菌剤を供給するものである。供給する塩素殺菌剤としては、次亜塩素酸ナトリウム、塩素、シアヌル酸、シアヌル酸化合物またはこれらの２種以上の混合物が使用できるが、これ以外の殺菌剤を使用することも可能である。
【００３１】
殺菌剤は拡散器１７の上流側および拡散器１７の内部の少なくなくとも一方に供給される。拡散器１７として後述するベンチュリ管を用いる場合には、殺菌剤はベンチュリ管の上流側およびベンチュリ管の喉部の少なくとも一方に供給するのが望ましい。
【００３２】
殺菌剤をベンチュリ管の上流側に供給する場合には、殺菌剤をベンチュリ管の喉部に達するまでに管内である程度拡散させておき、次いでベンチュリ管の喉部で発生するキャビテーションにより殺菌剤の拡散、混合を進めることができ、殺菌剤の細菌類への浸透を促進して殺菌剤の殺滅効果を促進できる。
【００３３】
なお、殺菌剤をベンチュリ管の上流側に供給するためには、ベンチュリ管よりも上流側の直管路に殺菌剤の注入口を設けておけばよい。また、殺菌剤をベンチュリ管の喉部に供給する場合には、ベンチュリ管のエジェクタ作用により自吸されるので供給ポンプが不要となる。
【００３４】
＜拡散器１７＞
ろ過装置４によりろ過された海水中に殺菌剤を拡散させる拡散器１７として、ベンチュリ管を用いることが好ましい。ベンチュリ管は殺菌剤を海水中に拡散させると共に、ろ過装置４を通過したプランクトンに対してベンチュリ管により発生するキャビテーションにより損傷を与えるか殺滅するものである。
【００３５】
ベンチュリ管は、管路断面積が徐々に小さくなる絞り部、最小断面積部である喉部、徐々に管路断面積が広がる広がり部（ディフューザ部）からなる。喉部での流速の急上昇に伴う静圧の急激な低下によりキャビテーション気泡が発生し、広がり部での流速の低下に伴う急激な圧力上昇により成長したキャビテーション気泡が急激に崩壊する。海水中の水生生物は、キャビテーション気泡が崩壊することによる衝撃圧、せん断力、高温、酸化力の強いＯＨラジカルの作用などにより、損傷を受けるか破壊されて死滅する。このベンチュリ管のキャビテーションによれば、特に、比較的固い殻を有する原虫類、動物プランクトンの外殻を破壊し、死滅させることができる。
【００３６】
また、ベンチュリ管によってキャビテーションを発生させて、植物性プランクトン等比較的小型の水生生物に対して損傷を与えるか死滅させると共に、キャビテーションによって海水中に殺菌剤を急速に拡散させて殺菌剤による細菌類の殺菌作用を促進させる。このようにキャビテーションの拡散作用により殺菌剤の海水中への混合が促進されるため、殺菌剤を注入するだけの場合に比べて殺菌剤の供給量を低減でき、環境への影響を低減できる。
【００３７】
拡散器１７として、ベンチュリ管以外に海水流路内に攪拌流れを生じさせるスタティックミキサや攪拌翼を回転させる撹拌器を用いてもよい。
【００３８】
＜ボトムタンク排水用還元剤供給装置９＞
ボトムタンク排水用還元剤供給装置９は、殺菌剤が残留する海水に還元剤を供給して海水中に残存する該殺菌剤を還元することで無害化するものである。本実施形態では、ボトムタンク排水用還元剤供給装置９はボトムタンク排水ライン８の途中で還元剤を供給するように設けられ、バラスト水の排出時に、ボトムタンク１に貯留され殺菌剤が残留しているバラスト水に還元剤を供給して残留殺菌剤を還元処理して海中に排出するようにしている。
【００３９】
ボトムタンク排水用還元剤供給装置９は、還元剤を貯留する還元剤貯槽、還元剤貯槽内の還元剤をボトムタンク排水ライン８に供給するための配管、該配管の先端側であってボトムタンク排水ライン８のポンプより上流側の位置に設けられて還元剤を注入する注入口、還元剤貯槽内の還元剤をボトムタンク排水ライン８に供給するための還元剤供給ポンプ、還元剤の供給量を調整するバルブなどを備えている。
【００４０】
ボトムタンク排水ライン８のポンプより上流側の位置に設けられた注入口からバラスト水に還元剤を供給して、その後、還元剤を供給されたバラスト水はポンプに送られるようにして、ポンプによりバラスト水の流れに乱れを生じさせるので、還元剤をバラスト水中に拡散することができる。還元処理水排出ライン１３に、還元処理水中の残留殺菌剤の濃度を計測する殺菌剤濃度計を設け、計測した残留殺菌剤濃度に基づき、ボトムタンク排水用還元剤供給装置９の還元剤供給量を調整するようにしてもよい。このようにすることにより、確実に殺菌剤が残留していない還元処理水を海に排出することができるとともに、還元剤を過剰に供給することなく、適切な供給量で供給することができる。
【００４１】
次亜塩素酸ナトリウム、塩素等の殺菌剤に対して供給される還元剤としては、亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム（亜硫酸水素ナトリウム）、チオ硫酸ナトリウムを用いることができる。
【００４２】
＜トップサイドタンク用還元剤供給装置１０＞
トップサイドタンク用還元剤供給装置１０の構成を説明する前に、まず、トップサイドタンクの構成について説明する。図２に示されるように、トップサイドタンク２は、船舶の幅方向補強部材であるトランスウェブ２Ａが該船舶の長さ方向に複数配設されており、該トランスウェブ２Ａによって、船舶の長さ方向で複数の区画（貯留空間）２Ｂに区画されている。この図２では、甲板２Ｃおよび側板２Ｄ（図３参照）の図示が省略されている。
【００４３】
また、上記トップサイドタンク２は、図３に見られるように、気体供給装置１９から供給された空気を該トップサイドタンク２外へ排出する空気排出管２３が甲板（上板）２Ｃ上から延びて設けられている。トップサイドタンク２の側板（船側板）２Ｄの下部には、バラスト水を船外へ直接排出するためのトップサイドタンク排水口１１が設けられており、該トップサイドタンク排水口１１からのバラスト水の排出量は、トップサイドタンク２内に設けられた排出弁２４によって調整される。
【００４４】
トップサイドタンク用還元剤供給装置１０は、既述したように、トップサイドタンク２内のバラスト水に還元剤を注入する還元剤注入装置１８と、トップサイドタンク２に気体を供給する気体供給装置１９とを有している。還元剤注入装置１８から供給される還元剤としては、ボトムタンク排水用還元剤供給装置９と同様に、次亜塩素酸ナトリウム、塩素等の殺菌剤に対して供給される還元剤としては、亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム（亜硫酸水素ナトリウム）、チオ硫酸ナトリウムを用いることができる。
【００４５】
上記還元剤注入装置１８は、還元剤を貯留する還元剤貯槽と、該還元剤貯槽から還元剤を送るための還元剤ポンプと、還元剤を供給するための供給本管２０（図２参照）および供給管２１（図２，３参照）と、還元剤の注入量を調整するための還元剤注入量調整バルブとを有している。トップサイドタンク用還元剤供給装置１０の還元剤注入装置１８は、その還元剤貯槽と還元剤ポンプとして、ボトムタンク排水用還元剤供給装置９の還元剤貯槽と還元剤ポンプとを用いて、共用としてもよい。このようにすることにより、還元剤貯槽と還元剤ポンプとを重複して設ける必要がなく、装置構成をコンパクトにでき設備費を低減できる。
【００４６】
上記気体供給装置１９は、気体としての空気を送るためのコンプレッサと、空気を供給するための供給本管２０および供給管２１と、空気の供給量を調整するための空気流量調整バルブとを有している。すなわち、上記還元剤注入装置１８および上記気体供給装置１９は、上記供給本管２０および供給管２１を共用しており、該供給本管２０および供給管２１によって、還元剤および空気を供給している。上記気体供給装置１９は、気体としての空気を送るためのコンプレッサを有することとしたが、これに代えて、ポンプやブロワを有することとしてもよい。また、供給される気体は、空気には限られず、他の気体であってもよい。
【００４７】
還元剤および空気を供給するための上記供給本管２０は、トップサイドタンク２の上板である甲板２Ｃより上方で船舶の長さ方向に延びて設けられている（図２参照）。また、還元剤および空気を各区画２Ｂ内のバラスト水に供給するための供給管２１は、船舶の長さ方向かつ幅方向にて各区画２Ｂの略中央位置で、上記供給本管２０からトップサイドタンク２の底板２Ｅ近傍まで下垂している。
【００４８】
図２，３に見られるように、上記供給管２１は、その下端に円筒状の分散器２２を有している。該分散器２２は円筒状をなしており、図２，３に見られるように、その上面には、バラスト水に還元剤および空気を供給するための複数の供給口２２Ａが形成されている。
【００４９】
トップサイドタンク２内の底板２Ｅ近傍位置で、上記供給管２１の分散器２２の供給口２２Ａから空気がバラスト水内に供給されると、図３に示されるように、該供給口２２Ａから気泡（空気）が発生する。そして、該気泡の上昇流がバラスト水を随伴させて、図３にて矢印で示されるように、トップサイドタンク２内でバラスト水に循環流を形成することにより、バラスト水が攪拌される。還元剤注入装置１８の供給管２１からトップサイドタンク２内のバラスト水に還元剤を供給した後に、空気をバラスト水内に供給し、形成された循環流により、還元剤がバラスト水中で拡散され、バラスト水中に残留する殺菌剤の還元が促進されて無害化される。
【００５０】
本実施形態では、上記還元剤注入装置１８および上記気体供給装置１９は、供給本管および供給管を共用することとしたが、供給本管および供給管を別個に有していてもよい。この場合、還元剤を供給するための供給本管から延びる還元剤供給管を区画毎に配するとともに、気体を供給するための供給本管から延びる気体供給管も区画毎に配することができる。
【００５１】
トップサイドタンク２内のバラスト水中の残留殺菌剤の濃度を計測する殺菌剤濃度計測手段を設け、計測した残留殺菌剤濃度に基づき、トップサイドタンク用還元剤供給装置１０の還元剤注入装置１８による還元剤供給量を調整するようにしてもよい。このようにすることにより、確実に殺菌剤が残留していない還元処理水を海に排出することができるとともに、還元剤を過剰に供給することなく、適切な供給量で供給することができる。トップサイドタンク２内のバラスト水中の殺菌剤濃度計測手段の具体的な構成としては、還元剤注入装置１８の供給管２１を、バラスト水を採取する管として用い、採取したバラスト水を殺菌剤濃度計に導くようにする構成を採用することができる。すなわち、供給管２１にバラスト水を吸引するエジェクタを接続し、気体供給装置１９のコンプレッサにより圧縮空気をエジェクタ駆動流体として送気し、エジェクタに負圧を発生させ供給管２１を介してトップサイドタンク２内のバラスト水を吸引し、採取したバラスト水を殺菌剤濃度計に導くこととする。
【００５２】
以上のように構成された本実施形態に係るバラスト水処理装置の動作を説明する。ここでは、図１に示されたバラスト水処理装置を用いて、バラスト水の積込み時に細菌類やプランクトンの死滅処理を行い、バラスト水の排出時に海水中に残留している殺菌剤を還元して無害化処理を行なうバラスト水の処理について説明する。
【００５３】
＜バラスト水の積込み時の動作＞
バラスト水の積込み時には、切換弁１５を作動して海水取水ライン１２とろ過装置４とが連通した状態にして、ポンプ１４を稼動して海水取水ライン１２から海水を船内に取り入れる。ろ過装置４は、該ろ過装置４の目開きに応じた大きさのプランクトン等を海水から除去する。ろ過装置４でろ過された海水には殺菌剤供給装置１６で殺菌剤が供給され、殺菌剤が添加された海水は拡散器１７（ベンチュリ管）に導入される。該拡散器１７では、キャビテーションを発生させ水生生物に損傷を与えると共に、殺菌剤の海水中への拡散が促進され殺菌効果が増大される。
【００５４】
拡散器１７で処理された海水は、バラスト水として、ボトムタンク送水ライン６を介してボトムタンク１に送られて貯留されるとともに、トップサイドタンク送水ライン７を介してトップサイドタンク２に送られて貯留される。ボトムタンク１とトップサイドタンク２内に貯留されるバラスト水には、殺菌剤供給装置１６で供給された殺菌剤が、適切な濃度で残存することが好ましい。これにより、バラスト水をバラストタンクに貯留する際に細菌類やプランクトンの再繁殖を抑制することができる。
【００５５】
＜バラスト水の排出時の動作＞
［ボトムタンク１からの排水］
バラスト水の排出時には、切換弁１５を作動してボトムタンク排水ライン８と還元処理水排出ライン１３とが連通した状態にして、ポンプ１４を稼動してボトムタンク１からボトムタンク排水ライン８を介してバラスト水を導入し、ボトムタンク排水ライン８のポンプ１４より上流側に注入口を設けられたボトムタンク排水用還元剤供給装置９から還元剤を供給し、残留する殺菌剤を還元分解する。残留殺菌剤の還元分解処理がなされたバラスト水は、還元処理水排出ライン１３を介して、海中に排出される。
【００５６】
［トップサイドタンク２からの排水］
上記還元剤注入装置１８の供給管２１からトップサイドタンク２内のバラスト水に還元剤が供給され、さらに、上記気体供給装置１９の供給管２１からトップサイドタンク２内の還元剤が供給されたバラスト水に空気が供給される。既述したように、供給口２２Ａから気泡が発生し、気泡の上昇流がバラスト水を随伴させて、トップサイドタンク２内でバラスト水に循環流が形成されることにより、バラスト水が攪拌される。その結果、供給口２２Ａから供給された還元剤がバラスト水中で拡散され、バラスト水中に残留する殺菌剤の還元が促進されて無害化される。残留殺菌剤の還元分解処理がなされたバラスト水は、トップサイドタンク排水口１１から海中に排出される。また、バラスト水に供給された空気は空気排出管２３から船外へ排出される。
【００５７】
船舶が荷積港に着く前に、トップサイドタンク内のバラスト水に還元剤を供給し残留殺菌剤の還元分解処理を済ましておき、荷積港ではトップサイドタンクから無害化されたバラスト水を排出することだけを行うようにすれば、還元剤貯槽と還元剤ポンプとを、ボトムタンク排水用還元剤供給装置とトップサイドタンク用還元剤供給装置との共用としても、支障なく運用することができ好ましい。
【００５８】
以上のように、本実施形態においては、ろ過装置４で１０〜２００μｍ以上の動物性プランクトン、植物性プランクトンを除去し、さらに、殺菌剤の供給により細菌類やプランクトンを死滅させるようにしたので、どのような水質であっても確実かつ安価にＩＭＯが定めるバラスト水基準を満たすバラスト水の処理が実現できる。また、船舶のバラストタンクの形態にこだわらず、排出する際にバラスト水に還元剤を供給するようにしたので、バラスト水中に残留する殺菌剤を完全になくして周辺環境に悪影響を及ぼすことを防ぐことができる。
【符号の説明】
【００５９】
１ ボトムタンク
２ トップサイドタンク
２Ａ トランスウェブ
２Ｂ 区画
８ ボトムタンク排水ライン（バラスト水排水ライン）
９ ボトムタンク排水用還元剤供給装置
１０ トップサイドタンク用還元剤供給装置
１４ ポンプ
１６ 殺菌剤供給装置
１８ 還元剤注入装置
１９ 気体供給装置
２０ 供給本管
２１ 供給管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶のバラストタンクに積み込まれるバラスト水に含まれる細菌類およびプランクトンの死滅処理を行なうと共に、該死滅処理を行なったバラスト水を排水する海域に悪影響を及ぼさないバラスト水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、空荷または積荷が少ない状態の船舶は、プロペラ没水深度の確保、空荷時における安全航行の確保等の必要性から、出港前に海水を取水してバラスト水をバラストタンクに貯留し喫水を下げる操作を行う。逆に積荷をするときには、バラスト水の排水を行う。
【０００３】
ところで、環境の異なる荷積み港と荷下し港との間を往復する船舶によってバラスト水の注排水が行われると、荷積み港と荷下し港におけるバラスト水に含まれる微生物の差異により沿岸生態系に悪影響を及ぼすことが懸念されている。
【０００４】
そこで、船舶のバラスト水管理に関する国際会議において２００４年２月に船舶のバラスト水及び沈殿物の規制及び管理のための国際条約が採択され、バラスト水の処理が義務付けられることとなった。
【０００５】
バラスト水の処理基準として国際海事機構（ＩＭＯ）が定める基準は、船舶から排出されるバラスト水に含まれる５０μｍ以上の生物（主に動物プランクトン）の数が１ｍ３中に１０個未満、１０μｍ以上５０μｍ未満の生物（主に植物プランクトン）の数が１ｍｌ中に１０個未満、コレラ菌の数が１００ｍｌ中に１cfu未満、大腸菌の数が１００ｍｌ中に２５０cfu未満、腸球菌の数が１００ｍｌ中に１００cfu未満となっている。
【０００６】
バラスト水の処理装置として、バラストタンクへ注水中の海水に塩素殺菌剤を供給しプランクトンや細菌を死滅させるバラスト水処理装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。そして、特許文献１に記載のバラスト水処理装置においては、死滅処理した海水をバラストタンクに貯留する際に、塩素殺菌剤を残留させプランクトンや細菌の再繁殖を抑制するようにし、バラスト水を排出する際にバラスト水に塩素還元剤を供給してバラスト水の残留塩素を無害化し、バラスト水を排出する海域に悪影響を及ぼさないようにしている。
【０００７】
より詳しくは、バラストタンクからバラスト水をポンプにより海へ排出するバラスト水排水ラインにおいて、ポンプより上流側位置に設けられた注入口からバラスト水に塩素還元剤を供給して、その後ポンプに送られるようにして、ポンプによりバラスト水の流れに乱れを生じさせ、塩素還元剤をバラスト水中に拡散するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２８５６９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１においては、上述したように、ポンプにより塩素還元剤をバラスト水中に拡散して、バラスト水中に残留する殺菌剤を還元して無害化している。
【００１０】
しかしながら、鉱石運搬船や石炭運搬船では、荷積み港の荷積み設備の能力が高い場合、バラスト水を排水するポンプの排水能力だけでは荷積みする時間に対応してバラスト水を排水することができない。この問題に対処可能な船舶として、上部船側にトップサイドバラストタンクが設けられていて、バラストタンクからバラスト水を海へ排出する際に、該トップサイドバラストタンクからもバラスト水を直接海へ排水する手段を設けている船舶が知られている。しかし、このような船舶では、トップサイドバラストタンクは、ポンプによりバラスト水を排出するバラスト水排水ラインを備えていないので、特許文献１のバラスト水処理装置を適用しても、該トップサイドバラストタンクに貯留されたバラスト水に対しては、バラスト水に残留する殺菌剤を還元して無害化することができない。
【００１１】
本発明は、かかる状況を鑑み、船舶のバラストタンクの形態にこだわらず、バラスト水中のプランクトンと細菌類を確実に殺滅し、かつ残留する殺菌剤の海への排出を防止できるバラスト水の処理装置を提供することを目的する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るバラスト水処理装置は、船舶にバラスト水として取水される海水に殺菌剤を供給する殺菌剤供給装置と、殺菌剤が供給されバラストタンクに貯留されたバラスト水を海に排水する際に、該バラスト水に殺菌剤を還元する還元剤を供給する還元剤供給装置とを備えたバラスト水処理装置である。
【００１３】
かかるバラスト水処理装置において、本発明では、バラストタンクは、ポンプを介してバラスト水を海に排水するバラスト水排水ラインと接続されるボトムタンクと、バラスト水を海に直接排水する手段を備えるトップサイドタンクとからなり、上記還元剤供給装置は、ボトムタンクに接続されるバラスト水排水ラインのポンプより上流側位置に還元剤を供給するボトムタンク排水用還元剤供給装置と、トップサイドタンクに還元剤を供給し、トップサイドタンク内のバラスト水に還元剤を拡散させるトップサイドタンク用還元剤供給装置とを備え、トップサイドタンク用還元剤供給装置は、トップサイドタンクに還元剤を注入する還元剤注入装置と、トップサイドタンクに気体を供給し発生する気泡によりバラスト水に還元剤を拡散させる気体供給装置とを備えることを特徴としている。
【００１４】
本発明では、還元剤注入装置によってトップサイドタンクに還元剤が注入されるとともに、気体供給装置によって該トップサイドタンクに気体が供給される。したがって、本発明によれば、ポンプによりバラスト水を排出するバラスト水排水ラインがトップサイドタンクに設けられていない場合であっても、該トップサイドタンク内のバラスト水中で発生する気泡によって上記還元剤が拡散されて、該バラスト水に残留する殺菌剤が還元され無害化される。
【００１５】
殺菌剤としては、次亜塩素酸ナトリウム、塩素、次亜塩素酸カリウム、次亜塩素酸カルシウム、シアヌル酸、シアヌル酸化合物またはこれらの２種以上の混合物を使用することができる。また、還元剤としては、亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム（亜硫酸水素ナトリウム）及びチオ硫酸ナトリウムを使用することができる。
【００１６】
トップサイドタンクは、船舶の幅方向補強部材である複数のトランスウェブを備えており、トップサイドタンク用還元剤供給装置は、トランスウェブにより区画される区画毎に、還元剤を注入する還元剤注入装置の還元剤供給管と、気体を供給する気体供給装置の気体供給管とが配されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のバラスト水処理装置によれば、船舶のバラストタンクの形態にこだわらず、バラスト水中のプランクトンと細菌類を確実に殺滅し、かつ残留殺菌剤の海への排出を防止でき、周辺環境へ悪影響を及ぼすことのないバラスト水の処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】バラスト水処理装置の構成を示す図である。
【図２】トップサイドタンクにトップサイドタンク用還元剤供給装置の供給管が配された状態を示す斜視図である。
【図３】トップサイドタンクを船舶の幅方向の断面で示した概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面にもとづき、本発明の実施形態を説明する。
【００２０】
図１は本発明の一実施形態に係るバラスト水処理装置の構成を示す図である。図１では、該バラストタンク水処理装置を備える船舶Ｓが、該船舶Ｓの長さ方向に対して直角な面での断面として示されている。該バラスト水処理装置は、海水を取水し、取水した海水に生物殺滅処理を施してバラストタンクに送水する機能と、バラストタンクのバラスト水を海に排水する際に残留する殺菌剤の無害化処理をする機能の両方の機能を備えている。
【００２１】
図１に見られるように、船舶Ｓは、船底部に設けられたボトムタンク１と両舷の上部船側部に設けられたトップサイドタンク２とを有しており、バラストタンクは該ボトムタンク１とトップサイドタンク２とからなる。
【００２２】
本実施形態に係るバラスト水処理装置は、図１に示すように、船外から海水を取り込みそして船外へバラスト水を排出する送水装置３と、該送水装置３によって取り込まれた海水をろ過処理するろ過装置４と、該ろ過装置４の下流側に設けられ海水（ろ過水）を殺菌処理する殺菌処理装置５と、殺菌処理された処理水をバラスト水としてボトムタンク１に送水するボトムタンク送水ライン６と、該処理水をトップサイドタンク２に送水するトップサイドタンク送水ライン７と、ボトムタンク１に接続され該ボトムタンク１内のバラスト水を排出し送水装置３へ送水するボトムタンク排水ライン８と、該ボトムタンク排水ライン８の途中においてバラスト水に還元剤を供給するボトムタンク排水用還元剤供給装置９と、トップサイドタンク２内のバラスト水に還元剤を供給するトップサイドタンク用還元剤供給装置１０と、トップサイドタンク２のバラスト水を海に排出するトップサイドタンク排出口１１とを備えている。
【００２３】
上記送水装置３は、海水を船内に取り込むための海水取水ライン１２と、ボトムタンク排水用還元剤供給装置９により還元剤を供給され還元処理されたバラスト水（「還元処理水」という）を海に排出する還元処理水排出ライン１３と、上記海水取水ライン１２の下流位置かつ還元処理水排出ライン１３の上流位置で該海水取水ライン１２および還元処理水排出ライン１３に接続されるポンプ１４と、上記海水取水ライン１２に設けられた切換弁１５とを有している。
【００２４】
上記ポンプ１４は、上記海水取水ライン１２から海水を取り込む機能とボトムタンク排水ライン８からのバラスト水を海へ送水する機能とを有している。また、上記切換弁１５は、海水取水ライン１２からの海水をろ過装置４へ送水するための経路と、ボトムタンク排水ライン８からのバラスト水を還元処理水排出ライン１３へ送水するための経路とを切り換える機能を有している。該切換弁１５よる経路の切換えは、図示しない制御装置によって自動で行われてもよいし、手動で行われてもよい。
【００２５】
上記殺菌処理装置５は、ろ過装置４でろ過された海水中に殺菌剤を供給する殺菌剤供給装置１６と、海水中に殺菌剤を拡散させる拡散器１７とを有している。該殺菌剤供給装置１６および拡散器１７の詳細な構成については後述する。
【００２６】
上記トップサイドタンク用還元剤供給装置１０は、トップサイドタンク２に貯留されているバラスト水に還元剤を注入する還元剤注入装置１８と、トップサイドタンク２に気体を供給する気体供給装置１９とを有している。還元剤注入装置１８および気体供給装置１９の詳細な構成については後述する。
【００２７】
以下、各装置をさらに詳細に説明する。
【００２８】
＜ろ過装置４＞
ろ過装置４はポンプによって、船側部に設けられたシーチェスト（海水吸入口）から海水取水ライン１２を通して取水される海水中に存在するプランクトン類を除去するものであり、目開き１０〜２００μｍのものを用いる。
【００２９】
目開きを１０〜２００μｍにしたのは動物性プランクトン、植物性プランクトンの捕捉率を一定のレベルに保ちつつ、逆流洗浄頻度を少なくして寄港地でのバラスト水処理時間を短縮するためである。逆に言えば、目開きが２００μｍより大きいと動物プランクトン、植物プランクトンの捕捉率が著しく低くなるし、目開きが１０μｍより小さいと逆流洗浄頻度が多くなり寄港地でのバラスト水処理時間が長くなるので好ましくない。特に目開き５０μｍ程度のものを用いるのが、捕捉率と逆流洗浄頻度とを最適に設定できるので、好ましい。
【００３０】
＜殺菌剤供給装置１６＞
殺菌剤供給装置１６は、ろ過装置４によってろ過された海水に細菌類を死滅させる塩素殺菌剤を供給するものである。供給する塩素殺菌剤としては、次亜塩素酸ナトリウム、塩素、シアヌル酸、シアヌル酸化合物またはこれらの２種以上の混合物が使用できるが、これ以外の殺菌剤を使用することも可能である。
【００３１】
殺菌剤は拡散器１７の上流側および拡散器１７の内部の少なくなくとも一方に供給される。拡散器１７として後述するベンチュリ管を用いる場合には、殺菌剤はベンチュリ管の上流側およびベンチュリ管の喉部の少なくとも一方に供給するのが望ましい。
【００３２】
殺菌剤をベンチュリ管の上流側に供給する場合には、殺菌剤をベンチュリ管の喉部に達するまでに管内である程度拡散させておき、次いでベンチュリ管の喉部で発生するキャビテーションにより殺菌剤の拡散、混合を進めることができ、殺菌剤の細菌類への浸透を促進して殺菌剤の殺滅効果を促進できる。
【００３３】
なお、殺菌剤をベンチュリ管の上流側に供給するためには、ベンチュリ管よりも上流側の直管路に殺菌剤の注入口を設けておけばよい。また、殺菌剤をベンチュリ管の喉部に供給する場合には、ベンチュリ管のエジェクタ作用により自吸されるので供給ポンプが不要となる。
【００３４】
＜拡散器１７＞
ろ過装置４によりろ過された海水中に殺菌剤を拡散させる拡散器１７として、ベンチュリ管を用いることが好ましい。ベンチュリ管は殺菌剤を海水中に拡散させると共に、ろ過装置４を通過したプランクトンに対してベンチュリ管により発生するキャビテーションにより損傷を与えるか殺滅するものである。
【００３５】
ベンチュリ管は、管路断面積が徐々に小さくなる絞り部、最小断面積部である喉部、徐々に管路断面積が広がる広がり部（ディフューザ部）からなる。喉部での流速の急上昇に伴う静圧の急激な低下によりキャビテーション気泡が発生し、広がり部での流速の低下に伴う急激な圧力上昇により成長したキャビテーション気泡が急激に崩壊する。海水中の水生生物は、キャビテーション気泡が崩壊することによる衝撃圧、せん断力、高温、酸化力の強いＯＨラジカルの作用などにより、損傷を受けるか破壊されて死滅する。このベンチュリ管のキャビテーションによれば、特に、比較的固い殻を有する原虫類、動物プランクトンの外殻を破壊し、死滅させることができる。
【００３６】
また、ベンチュリ管によってキャビテーションを発生させて、植物性プランクトン等比較的小型の水生生物に対して損傷を与えるか死滅させると共に、キャビテーションによって海水中に殺菌剤を急速に拡散させて殺菌剤による細菌類の殺菌作用を促進させる。このようにキャビテーションの拡散作用により殺菌剤の海水中への混合が促進されるため、殺菌剤を注入するだけの場合に比べて殺菌剤の供給量を低減でき、環境への影響を低減できる。
【００３７】
拡散器１７として、ベンチュリ管以外に海水流路内に攪拌流れを生じさせるスタティックミキサや攪拌翼を回転させる撹拌器を用いてもよい。
【００３８】
＜ボトムタンク排水用還元剤供給装置９＞
ボトムタンク排水用還元剤供給装置９は、殺菌剤が残留する海水に還元剤を供給して海水中に残存する該殺菌剤を還元することで無害化するものである。本実施形態では、ボトムタンク排水用還元剤供給装置９はボトムタンク排水ライン８の途中で還元剤を供給するように設けられ、バラスト水の排出時に、ボトムタンク１に貯留され殺菌剤が残留しているバラスト水に還元剤を供給して残留殺菌剤を還元処理して海中に排出するようにしている。
【００３９】
ボトムタンク排水用還元剤供給装置９は、還元剤を貯留する還元剤貯槽、還元剤貯槽内の還元剤をボトムタンク排水ライン８に供給するための配管、該配管の先端側であってボトムタンク排水ライン８のポンプより上流側の位置に設けられて還元剤を注入する注入口、還元剤貯槽内の還元剤をボトムタンク排水ライン８に供給するための還元剤供給ポンプ、還元剤の供給量を調整するバルブなどを備えている。
【００４０】
ボトムタンク排水ライン８のポンプより上流側の位置に設けられた注入口からバラスト水に還元剤を供給して、その後、還元剤を供給されたバラスト水はポンプに送られるようにして、ポンプによりバラスト水の流れに乱れを生じさせるので、還元剤をバラスト水中に拡散することができる。還元処理水排出ライン１３に、還元処理水中の残留殺菌剤の濃度を計測する殺菌剤濃度計を設け、計測した残留殺菌剤濃度に基づき、ボトムタンク排水用還元剤供給装置９の還元剤供給量を調整するようにしてもよい。このようにすることにより、確実に殺菌剤が残留していない還元処理水を海に排出することができるとともに、還元剤を過剰に供給することなく、適切な供給量で供給することができる。
【００４１】
次亜塩素酸ナトリウム、塩素等の殺菌剤に対して供給される還元剤としては、亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム（亜硫酸水素ナトリウム）、チオ硫酸ナトリウムを用いることができる。
【００４２】
＜トップサイドタンク用還元剤供給装置１０＞
トップサイドタンク用還元剤供給装置１０の構成を説明する前に、まず、トップサイドタンクの構成について説明する。図２に示されるように、トップサイドタンク２は、船舶の幅方向補強部材であるトランスウェブ２Ａが該船舶の長さ方向に複数配設されており、該トランスウェブ２Ａによって、船舶の長さ方向で複数の区画（貯留空間）２Ｂに区画されている。この図２では、甲板２Ｃおよび側板２Ｄ（図３参照）の図示が省略されている。
【００４３】
また、上記トップサイドタンク２は、図３に見られるように、気体供給装置１９から供給された空気を該トップサイドタンク２外へ排出する空気排出管２３が甲板（上板）２Ｃ上から延びて設けられている。トップサイドタンク２の側板（船側板）２Ｄの下部には、バラスト水を船外へ直接排出するためのトップサイドタンク排水口１１が設けられており、該トップサイドタンク排水口１１からのバラスト水の排出量は、トップサイドタンク２内に設けられた排出弁２４によって調整される。
【００４４】
トップサイドタンク用還元剤供給装置１０は、既述したように、トップサイドタンク２内のバラスト水に還元剤を注入する還元剤注入装置１８と、トップサイドタンク２に気体を供給する気体供給装置１９とを有している。還元剤注入装置１８から供給される還元剤としては、ボトムタンク排水用還元剤供給装置９と同様に、次亜塩素酸ナトリウム、塩素等の殺菌剤に対して供給される還元剤としては、亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム（亜硫酸水素ナトリウム）、チオ硫酸ナトリウムを用いることができる。
【００４５】
上記還元剤注入装置１８は、還元剤を貯留する還元剤貯槽と、該還元剤貯槽から還元剤を送るための還元剤ポンプと、還元剤を供給するための供給本管２０（図２参照）および供給管２１（図２，３参照）と、還元剤の注入量を調整するための還元剤注入量調整バルブとを有している。トップサイドタンク用還元剤供給装置１０の還元剤注入装置１８は、その還元剤貯槽と還元剤ポンプとして、ボトムタンク排水用還元剤供給装置９の還元剤貯槽と還元剤ポンプとを用いて、共用としてもよい。このようにすることにより、還元剤貯槽と還元剤ポンプとを重複して設ける必要がなく、装置構成をコンパクトにでき設備費を低減できる。
【００４６】
上記気体供給装置１９は、気体としての空気を送るためのコンプレッサと、空気を供給するための供給本管２０および供給管２１と、空気の供給量を調整するための空気流量調整バルブとを有している。すなわち、上記還元剤注入装置１８および上記気体供給装置１９は、上記供給本管２０および供給管２１を共用しており、該供給本管２０および供給管２１によって、還元剤および空気を供給している。上記気体供給装置１９は、気体としての空気を送るためのコンプレッサを有することとしたが、これに代えて、ポンプやブロワを有することとしてもよい。また、供給される気体は、空気には限られず、他の気体であってもよい。
【００４７】
還元剤および空気を供給するための上記供給本管２０は、トップサイドタンク２の上板である甲板２Ｃより上方で船舶の長さ方向に延びて設けられている（図２参照）。また、還元剤および空気を各区画２Ｂ内のバラスト水に供給するための供給管２１は、船舶の長さ方向かつ幅方向にて各区画２Ｂの略中央位置で、上記供給本管２０からトップサイドタンク２の底板２Ｅ近傍まで下垂している。
【００４８】
図２，３に見られるように、上記供給管２１は、その下端に円筒状の分散器２２を有している。該分散器２２は円筒状をなしており、図２，３に見られるように、その上面には、バラスト水に還元剤および空気を供給するための複数の供給口２２Ａが形成されている。
【００４９】
トップサイドタンク２内の底板２Ｅ近傍位置で、上記供給管２１の分散器２２の供給口２２Ａから空気がバラスト水内に供給されると、図３に示されるように、該供給口２２Ａから気泡（空気）が発生する。そして、該気泡の上昇流がバラスト水を随伴させて、図３にて矢印で示されるように、トップサイドタンク２内でバラスト水に循環流を形成することにより、バラスト水が攪拌される。還元剤注入装置１８の供給管２１からトップサイドタンク２内のバラスト水に還元剤を供給した後に、空気をバラスト水内に供給し、形成された循環流により、還元剤がバラスト水中で拡散され、バラスト水中に残留する殺菌剤の還元が促進されて無害化される。
【００５０】
本実施形態では、上記還元剤注入装置１８および上記気体供給装置１９は、供給本管および供給管を共用することとしたが、供給本管および供給管を別個に有していてもよい。この場合、還元剤を供給するための供給本管から延びる還元剤供給管を区画毎に配するとともに、気体を供給するための供給本管から延びる気体供給管も区画毎に配することができる。
【００５１】
トップサイドタンク２内のバラスト水中の残留殺菌剤の濃度を計測する殺菌剤濃度計測手段を設け、計測した残留殺菌剤濃度に基づき、トップサイドタンク用還元剤供給装置１０の還元剤注入装置１８による還元剤供給量を調整するようにしてもよい。このようにすることにより、確実に殺菌剤が残留していない還元処理水を海に排出することができるとともに、還元剤を過剰に供給することなく、適切な供給量で供給することができる。トップサイドタンク２内のバラスト水中の殺菌剤濃度計測手段の具体的な構成としては、還元剤注入装置１８の供給管２１を、バラスト水を採取する管として用い、採取したバラスト水を殺菌剤濃度計に導くようにする構成を採用することができる。すなわち、供給管２１にバラスト水を吸引するエジェクタを接続し、気体供給装置１９のコンプレッサにより圧縮空気をエジェクタ駆動流体として送気し、エジェクタに負圧を発生させ供給管２１を介してトップサイドタンク２内のバラスト水を吸引し、採取したバラスト水を殺菌剤濃度計に導くこととする。
【００５２】
以上のように構成された本実施形態に係るバラスト水処理装置の動作を説明する。ここでは、図１に示されたバラスト水処理装置を用いて、バラスト水の積込み時に細菌類やプランクトンの死滅処理を行い、バラスト水の排出時に海水中に残留している殺菌剤を還元して無害化処理を行なうバラスト水の処理について説明する。
【００５３】
＜バラスト水の積込み時の動作＞
バラスト水の積込み時には、切換弁１５を作動して海水取水ライン１２とろ過装置４とが連通した状態にして、ポンプ１４を稼動して海水取水ライン１２から海水を船内に取り入れる。ろ過装置４は、該ろ過装置４の目開きに応じた大きさのプランクトン等を海水から除去する。ろ過装置４でろ過された海水には殺菌剤供給装置１６で殺菌剤が供給され、殺菌剤が添加された海水は拡散器１７（ベンチュリ管）に導入される。該拡散器１７では、キャビテーションを発生させ水生生物に損傷を与えると共に、殺菌剤の海水中への拡散が促進され殺菌効果が増大される。
【００５４】
拡散器１７で処理された海水は、バラスト水として、ボトムタンク送水ライン６を介してボトムタンク１に送られて貯留されるとともに、トップサイドタンク送水ライン７を介してトップサイドタンク２に送られて貯留される。ボトムタンク１とトップサイドタンク２内に貯留されるバラスト水には、殺菌剤供給装置１６で供給された殺菌剤が、適切な濃度で残存することが好ましい。これにより、バラスト水をバラストタンクに貯留する際に細菌類やプランクトンの再繁殖を抑制することができる。
【００５５】
＜バラスト水の排出時の動作＞
［ボトムタンク１からの排水］
バラスト水の排出時には、切換弁１５を作動してボトムタンク排水ライン８と還元処理水排出ライン１３とが連通した状態にして、ポンプ１４を稼動してボトムタンク１からボトムタンク排水ライン８を介してバラスト水を導入し、ボトムタンク排水ライン８のポンプ１４より上流側に注入口を設けられたボトムタンク排水用還元剤供給装置９から還元剤を供給し、残留する殺菌剤を還元分解する。残留殺菌剤の還元分解処理がなされたバラスト水は、還元処理水排出ライン１３を介して、海中に排出される。
【００５６】
［トップサイドタンク２からの排水］
上記還元剤注入装置１８の供給管２１からトップサイドタンク２内のバラスト水に還元剤が供給され、さらに、上記気体供給装置１９の供給管２１からトップサイドタンク２内の還元剤が供給されたバラスト水に空気が供給される。既述したように、供給口２２Ａから気泡が発生し、気泡の上昇流がバラスト水を随伴させて、トップサイドタンク２内でバラスト水に循環流が形成されることにより、バラスト水が攪拌される。その結果、供給口２２Ａから供給された還元剤がバラスト水中で拡散され、バラスト水中に残留する殺菌剤の還元が促進されて無害化される。残留殺菌剤の還元分解処理がなされたバラスト水は、トップサイドタンク排水口１１から海中に排出される。また、バラスト水に供給された空気は空気排出管２３から船外へ排出される。
【００５７】
船舶が荷積港に着く前に、トップサイドタンク内のバラスト水に還元剤を供給し残留殺菌剤の還元分解処理を済ましておき、荷積港ではトップサイドタンクから無害化されたバラスト水を排出することだけを行うようにすれば、還元剤貯槽と還元剤ポンプとを、ボトムタンク排水用還元剤供給装置とトップサイドタンク用還元剤供給装置との共用としても、支障なく運用することができ好ましい。
【００５８】
以上のように、本実施形態においては、ろ過装置４で１０〜２００μｍ以上の動物性プランクトン、植物性プランクトンを除去し、さらに、殺菌剤の供給により細菌類やプランクトンを死滅させるようにしたので、どのような水質であっても確実かつ安価にＩＭＯが定めるバラスト水基準を満たすバラスト水の処理が実現できる。また、船舶のバラストタンクの形態にこだわらず、排出する際にバラスト水に還元剤を供給するようにしたので、バラスト水中に残留する殺菌剤を完全になくして周辺環境に悪影響を及ぼすことを防ぐことができる。
【符号の説明】
【００５９】
１ ボトムタンク
２ トップサイドタンク
２Ａ トランスウェブ
２Ｂ 区画
８ ボトムタンク排水ライン（バラスト水排水ライン）
９ ボトムタンク排水用還元剤供給装置
１０ トップサイドタンク用還元剤供給装置
１４ ポンプ
１６ 殺菌剤供給装置
１８ 還元剤注入装置
１９ 気体供給装置
２０ 供給本管
２１ 供給管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶にバラスト水として取水される海水に殺菌剤を供給する殺菌剤供給装置と、殺菌剤が供給されバラストタンクに貯留されたバラスト水を海に排水する際に、該バラスト水に殺菌剤を還元する還元剤を供給する還元剤供給装置とを備えたバラスト水処理装置であって、
バラストタンクは、ポンプを介してバラスト水を海に排水するためのバラスト水排水ラインと接続されるボトムタンクと、バラスト水を海に直接排水する手段を備えるトップサイドタンクとからなり、上記還元剤供給装置は、ボトムタンクに接続されるバラスト水排水ラインのポンプより上流側位置に還元剤を供給するボトムタンク排水用還元剤供給装置と、トップサイドタンクに還元剤を供給し、トップサイドタンク内のバラスト水に還元剤を拡散させるトップサイドタンク用還元剤供給装置とを備え、トップサイドタンク用還元剤供給装置は、トップサイドタンクに還元剤を注入する還元剤注入装置と、トップサイドタンクに気体を供給し発生する気泡によりバラスト水に還元剤を拡散させる気体供給装置とを備えることを特徴とするバラスト水処理装置。
【請求項２】
トップサイドタンクは、船舶の幅方向補強部材である複数のトランスウェブを備えており、トップサイドタンク用還元剤供給装置は、トランスウェブにより区画される区画毎に、還元剤を注入する還元剤注入装置の還元剤供給管と、気体を供給する気体供給装置の気体供給管とが配されていることを特徴とする請求項１に記載のバラスト水処理装置。
【請求項１】
船舶にバラスト水として取水される海水に殺菌剤を供給する殺菌剤供給装置と、殺菌剤が供給されバラストタンクに貯留されたバラスト水を海に排水する際に、該バラスト水に殺菌剤を還元する還元剤を供給する還元剤供給装置とを備えたバラスト水処理装置であって、
バラストタンクは、ポンプを介してバラスト水を海に排水するためのバラスト水排水ラインと接続されるボトムタンクと、バラスト水を海に直接排水する手段を備えるトップサイドタンクとからなり、上記還元剤供給装置は、ボトムタンクに接続されるバラスト水排水ラインのポンプより上流側位置に還元剤を供給するボトムタンク排水用還元剤供給装置と、トップサイドタンクに還元剤を供給し、トップサイドタンク内のバラスト水に還元剤を拡散させるトップサイドタンク用還元剤供給装置とを備え、トップサイドタンク用還元剤供給装置は、トップサイドタンクに還元剤を注入する還元剤注入装置と、トップサイドタンクに気体を供給し発生する気泡によりバラスト水に還元剤を拡散させる気体供給装置とを備えることを特徴とするバラスト水処理装置。
【請求項２】
トップサイドタンクは、船舶の幅方向補強部材である複数のトランスウェブを備えており、トップサイドタンク用還元剤供給装置は、トランスウェブにより区画される区画毎に、還元剤を注入する還元剤注入装置の還元剤供給管と、気体を供給する気体供給装置の気体供給管とが配されていることを特徴とする請求項１に記載のバラスト水処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２１７９１４（Ｐ２０１２−２１７９１４Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８５５９４（Ｐ２０１１−８５５９４）
【出願日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【出願人】（０００００４１２３）ＪＦＥエンジニアリング株式会社 (1,044)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【出願人】（０００００４１２３）ＪＦＥエンジニアリング株式会社 (1,044)
【Ｆターム（参考）】
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