JP2006043674A

JP2006043674A - 微生物を利用したバラスト水浄化システム

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Publication number: JP2006043674A
Application number: JP2004253556A
Authority: JP
Inventors: Yasutoshi Takashima; 康豪高嶋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-08-04
Filing date: 2004-08-04
Publication date: 2006-02-16

Abstract

【課題】バラスト水処理の対応策として考えられる、フィルターによる濾過、塩素等による殺菌では、膨大なコストという問題と、有害物質を含んだバラスト水を寄港地の海域に放流してしまうという海洋汚染問題が解決困難な課題である。
【解決手段】上記目的を達成するために、本発明においては、複合発酵法を用いて、バラストタンク内で複合発酵を起こさせ、有害菌を一部分解消失し、残りを有機物に変え、有機物と有効性菌の９９％をシステム濾過によって除去するものである。

Description

本発明は、バラスト水を微生物学的に処理する方法に関する。

タンカー等の巨大船舶による原油等輸送の際、産油国へむかう往きの航行時に船体の安定のため、バラストタンク内に出航地あるいは停泊地の海水を積みこんで航海するのが通常である。産油国の寄港地において、バラスト水を放流し、原油等を積み込むのであるが、この放流水に、寄港地の生態系には存在しない生物、プランクトン、微生物、細菌、病原菌が含まれ、それが寄港地の生物の生態系を変化させる事例が世界各地で見られるようになった。そうした事態を受けて、平成１６年２月１３日、英国（ロンドン）の国際海事機関（ＩＭＯ）において「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、近い将来「バラスト水処理基準」が発効する可能性が高い。そこで、低コストでバラスト水を処理して、上記処理基準を達成する必要が生じている。

採択されたバラスト水処理基準は、動物プランクトンで１ｍ^３あたり１０以下、植物プランクトンで１ｍｌあたり１０以下、細菌のうち、コレラ菌で１００ｍｌあたり１以下、大腸菌で１００ｍｌあたり２５０以下、腸球菌で１００ｍｌあたり１００以下という内容になっており、早期に万全な対策が要求されているのであるが、現在の技術では実用性があり、かつ低コストな処理技術は確立していない。一般に考えられる技術として、バラスト水給水時、あるいは放流時にフィルターによって、水生生物、動植物プランクトン、微生物等を除去するものがある。メッシュのサイズを大きなものから微生物を除去できるものまで何段階か設置して、サイズの細かい高価なフィルターの交換を少なくしようとしても、１０００トン以上、さらに１万トン以上のバラスト水の量を考えるとそのコストは膨大なものとなることを回避できない。また、航海中にバラストタンク内の生物、微生物が繁殖、増殖して増えることが予測され、給水時と放流時の両方でフィルターを使用する必要があり、この点からも費用は膨大となる。また、バラストタンク内で消毒、殺菌等を行うことも考えられるが、上記処理基準は遵守できても、塩素等の薬品の使用によって、排水の放流基準の問題に移行するに過ぎない虞が生じるのである。

バラスト水処理の対応策として考えられる、フィルターによる濾過、塩素等による殺菌では、膨大なコストという問題と、有害物質を含んだバラスト水を寄港地の海域に放流してしまうという海洋汚染問題が解決困難な課題である。

本発明は、給水時に比較的安価な３０μｍのメッシュフィルター、２μｍのマイクロフィルターを用いて、水生生物、比較的に大きな微生物を除去し、バラストタンク給水時にＥＭＢＣ増殖液を散布する装置をつけるなどして、複合発酵法を用いて、航海期間中のバラストタンク内における腐敗を止め、すべての好気性及び嫌気性フザリウム属を不発生にし、大腸菌、雑菌、病原菌、ウィルス、リケッチャア等を抑制し、有害菌を１部分界消失させ、残りをタンパク質等の有機物に変えてしまい、タンパク質等の有機物と有効性菌類の９９％を放流時に比較的安価なサンドフィルターとカーボンフィルターによるシステム濾過によって除去し、最も微細な微生物を３μｍのマイクロフィルター、０．２５μｍのマイクロフィルターによって除去し、水生生物、微生物等海洋生物をすべて除去して、バラスト水処理を行うものである。

上記目的を達成するために、本発明においては、複合発酵法を用いて、バラストタンク内で複合発酵を起こさせ、有害菌を一部分解消失し、残りを有機物に変え、有機物と有効性菌の９９％をシステム濾過によって除去するものである。

複合発酵法とは、情報微生物工学、情報生命工学、分子生物学より構成された、複合微生物動態系解析における複合発酵という科学技術を言い、微生物の機能性と基質性と情報性による発酵法、増殖法、誘導法を用い、単発酵、復発酵、並行復発酵、平衡復発酵、固体（固形）発酵を同時に行い、好気性菌と嫌気性菌及び通性嫌気性菌類のすべての微生物群の共存、共栄、共生を可能にするものである。

本発明は、複合発酵法を用いて、バラストタンク内において、乳酸菌、酵母、発酵菌等の一般有効好気性微生物群によって発酵を起こさせ、微生物が造り出すビタミン、ミネラル、アミノ酸、糖類等の発酵生産物質、及び生理活性物質によって大腸菌、糸状菌、雑菌類等の好気性有害菌を淨菌して抑制し、次に乳酸菌が通性嫌気性乳酸菌及び通性嫌気性菌類へとリレーし、それによって放線菌が現れて抗菌性物質を造り、細菌、病原菌、ウィルス、リケッチャー等の嫌気性有害菌を浄菌し、この２つの淨菌作用が連動すると、アゾトバクター、アミロバクター、根瘤菌等が空気中から窒素及びその他の気体を取り込み固定する働きをし、最後に光合成細菌、藻菌類、藻類、化学光合成微生物が二酸化炭素、窒素を取り込んで光合成等、エネルギー置換と交換を行うのである。これによって、給水時に存在した有害菌は、一部分解消失し、残りは有機物となり、航海期間中に有害菌は発生せず、放流時には有機物と有効性菌を除去すれば良いものとなるのである。

複合発酵を用いないと、有害菌を除去するためには、０．２５μｍのマイクロフィルターを大量に用いなくてはならず、莫大な費用がかかるが、複合発酵によって、有害菌を有機物に変えることで、有機物と有効性菌はサンドフィルターとカーボンフィルターによるシステム濾過によって容易に除去できるので、最後の０．２５μｍのマイクロフィルターにかかる負荷が少なくなり、複合発酵を用いない場合と比べて遥かに安価に処理ができ、しかも殺菌消毒の必要が無いので、海洋汚染の問題も生じないのである。

前記目的を達成するために、請求項１に記載した本発明のバラスト水浄化システムは、タンク給水時にＥＭＢＣ増殖液を散布する装置をつけ、バラストタンク内をエアレーションし、航海中バラスト水をポンプで循環させて流体を造り、バラストタンク内で滞留しないようにし、複合発酵法を用いて、航海期間中のバラストタンク内における腐敗を止め、すべての好気性及び嫌気性フザリウム属を不発生にし、大腸菌、雑菌、病原菌、ウィルス、リケッチャア等を抑制し、有害菌の一部を分解消失し、残りをタンパク質等の有機物に変えてしまい、タンパク質等の有機物と有効性菌類の９９％を放流時に比較的安価なサンドフィルターとカーボンフィルターにょるシステム濾過によって除去し、最も微細な微生物を３μｍのマイクロフィルター、０．２５μｍのマイクロフィルターによって除去し、水生生物、微生物等海洋生物をすべて除去して、バラスト水処理を行うものである。

本発明の実施例について添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明である複合発酵リサイクルトイレシステムを説明するための概略横断面図である。本実施例は、船舶に存在する複数のバラストタンクのうち、一対のタンクの片側を実施例としてあげたものである。バラストタンク１に海水取水パイプ２、海水取水及びバラスト水取水兼用パイプ３を通じて、海水取水及びバラスト水取水兼用ポンプ４を使用して、海水を汲み上げ、海水送水及びバラスト水送水兼用パイプ５、海水送水パイプ６を通じて、メッシュフィルター３０μｍ７、マイクロフィルター２μｍを通し、さらに海水送水パイプ６によって海水送水及びバラスト水取水兼用パイプを通じて、バラストタンク１の最深最奥部に海水を取水して給水する。バラストタンク１内壁面部に壁面用散気筒２３を取り付け、壁面用ブロワー２０によって空気管２２を通じ、壁面用散気筒２３でバラストタンク１内をエアレーションし、また、バラストタンク１内低部に底部用散気筒２４を取り付け、底部用ブロワー２１によって空気管２２を通じ、底部用散気筒２４でバラストタンク１内をエアレーションする。複合発酵増殖液を複合発酵増殖液タンク２５に準備し、複合発酵増殖液をバラストタンク容量の１０００分の１の分量、増殖液供給パイプ２６を通じて、海水送水パイプ６散布する方法で取水した海水に混合する。バラストタンクに満水に給水された海水を、バラストタンク１の最深最奥部から海水送水及びバラスト水取水兼用パイプ９、循環水取水パイプを通じて、循環水ポンプ１８を使用して汲み上げ、循環水送水パイプ１９を通じてバラストタンク１上部に移流し、海水が最深最奥部から全体に循環するように設置する。最初に０．０１〜０．０２Ｎ／ｍ^３のエアー量でエアレーションを６０分間行なう。その後エアー量を０．００３〜０．００５Ｎ／ｍ^３に落とし、航海中そのまま継続する。航海終了２日前にエアー量を０．００１Ｎ／ｍ^３に落とし、２日間継続する。航海終了時に、海水送水及びバラスト水取水兼用パイプ９、バラスト水取水パイプ１０を通じて、バラストタンク１最深最奥部から海水取水及びバラスト水取水兼用ポンプ４を使用して、バラスト水を汲み上げ、海水送水及びバラスト水送水兼用パイプ５、バラスト水送水パイプ１１を通じて、サンドフィルター１２、カーボンフィルター１３、マイクロフィルター３μｍ１４、マイクロフィルター０．２５μｍ１５を通し、バラスト水放流パイプ１６を通じて放流する。

前記ＥＭＢＣ増殖液は、水９０重量％、松、笹、梅、無花果、栗、桃、柿の葉から抽出した抽出液６重量％、オカラ３重量％、糖蜜１重量％からなる原液に、空気中から微生物を混入させて、１ｃｃあたりの微生物数（生菌数）が、１０^７〜１０^８から１０^９に増加すると菌の死滅がなくなり、それによって、１０^２０〜１０^３０へと飛躍的に増大し、微生物の高密度化がおき、さらにこの水溶液内で微生物酵素の高濃度化が起き、前記松、笹、無花果、栗、桃、柿の葉に含まれる植物酵素とともに結合結晶化（合成融合）し、誘導体たる抗酸化物質が生成される。この抗酸化物質を含む溶液を濾過して前記増殖液を得るのである。

タンカーをはじめすべての大型船舶は、積荷を積む前の航海時に必ずバラストタンクに海水を給水し、積み込み時にその海水を放流する。前述のとおりこのバラスト水の放流に規制がかけられた場合は、バラスト水処理の目処が立たなければ、目的地へ向けて出航することができないことになる。したがって、大型船舶のほとんどすべてが本発明を利用する必要がある。

バラスト水処理システムを説明するための概略横断面図

符号の説明

１バラスト水タンク
２海水取水パイプ
３海水取水及びバラスト水取水兼用パイプ
４海水取水及びバラスト水取水兼用ポンプ
５海水送水及びバラスト水送水兼用パイプ
６海水送水パイプ
７メッシュフィルター３０μｍ
８マイクロフィルター２μｍ
９海水送水及びバラスト水取水兼用パイプ
１０バラスト水取水パイプ
１１バラスト水送水パイプ
１２サンドフィルター
１３カーボンフィルター
１４マイクロフィルター３μｍ
１５マイクロフィルター０．２５μｍ
１６バラスト水放流パイプ
１７循環水取水パイプ
１８循環水ポンプ
１９循環水送水パイプ
２０壁面用ブロワー
２１底部用ブロワー
２２空気管
２３壁面用散気筒
２４底部用散気筒

Claims

複合発酵法を用いて、バラストタンク内において、乳酸菌、酵母、発酵菌等の一般有効好気性微生物群によって発酵を起こさせ、微生物が造り出すビタミン、ミネラル、アミノ酸、糖類等の発酵生産物質、及び生理活性物質によって大腸菌、糸状菌、雑菌類等の好気性有害菌を淨菌して抑制し、次に乳酸菌が通性嫌気性乳酸菌及び通性嫌気性菌類へとリレーし、それによって放線菌が現れて抗菌性物質を造り、細菌、病原菌、ウィルス、リケッチャー等の嫌気性有害菌を浄菌し、この２つの淨菌作用が連動すると、アゾトバクター、アミロバクター、根瘤菌等が空気中から窒素及びその他の気体を取り込み固定する働きをし、最後に光合成細菌、藻菌類、藻類、化学光合成微生物が二酸化炭素、窒素を取り込んで光合成等、エネルギー置換と交換を行うのである。これによって、給水時に存在した有害菌は、一部分解消失し、残りは有機物となり、航海期間中に有害菌は発生せず、放流時には有機物と有効性菌を除去すれば良いものとなることを特徴とする微生物を利用したバラスト水処理システム。