JP2006223997A - Ballast water intaking and treating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バラスト水の取水・処理装置に関し、詳しくは、バラスト水を取水する過程で所定大きさ以上の微生物や菌体を膜によって阻止して所定大きさ以上の微生物等を含まないバラスト水をバラストタンクに供給できるバラスト水の取水・処理装置に関する。 The present invention relates to a ballast water intake / treatment device, and more specifically, ballast water that does not contain microorganisms or the like larger than a predetermined size by blocking microorganisms or cells of a predetermined size or more with a membrane in the process of taking ballast water. The present invention relates to a ballast water intake / treatment device capable of supplying water to a ballast tank.
原油等を輸送する貨物用船舶には、航行時の船体の安定性を保つためにバラストタンクが設けられている。通常、原油等が積載されていないときには、バラストタンク内をバラスト水で満たし、原油等を積み込む際にバラスト水を排出することにより、船体の浮力を調整し、船体を安定化させている。 A cargo ship that transports crude oil or the like is provided with a ballast tank in order to maintain the stability of the hull during navigation. Normally, when crude oil or the like is not loaded, the inside of the ballast tank is filled with ballast water, and when the crude oil or the like is loaded, the ballast water is discharged to adjust the buoyancy of the hull and stabilize the hull.
このようにバラスト水は、船舶の安全な航行のために必要な水であり、通常、荷役を行う港湾の海水が利用される。その量は、世界的にみると年間100億トンを超えるといわれている。 As described above, the ballast water is water necessary for the safe navigation of the ship, and the seawater of the port that performs cargo handling is usually used. The amount is said to exceed 10 billion tons per year worldwide.
ところで、バラスト水中には、それを取水した港湾に生息する微生物や小型・大型生物の卵が混入しており、船舶の移動に伴い、これら微生物や小型・大型生物の卵が同時に異国に運ばれることになる。 By the way, the ballast water contains microorganisms and eggs of small and large organisms that live in the port where the water was taken, and these microorganisms and eggs of small and large organisms are transported to different countries at the same time as the ship moves. It will be.
従って、もともとその海域には生息していなかった生物種が、既存生物種に取って代わるといった生態系の破壊が深刻化している。 Therefore, the destruction of ecosystems, such as the replacement of existing species with species that did not originally live in the sea, has become serious.
このような背景の中、国際海事機関(IMO)の外交会議において、バラスト水処理装置等に係る定期的検査の受検義務が採択され、2009年以降の建造船から適用される予定となっている。 Against this background, the diplomatic meeting of the International Maritime Organization (IMO) has adopted the obligation to receive periodic inspections related to ballast water treatment equipment, etc., and is scheduled to be applied to construction ships from 2009 onwards. .
また、船舶のバラスト水及び沈殿物の規制及び管理のための条約(以下、条約という)により、バラスト水の排出基準は、以下の表1のようになる予定である。 In addition, due to the convention for the regulation and management of ship ballast water and sediment (hereinafter referred to as the Convention), the discharge standards for ballast water will be as shown in Table 1 below.
このため、バラスト水の排出時に外洋に存在する微生物数の100分の1程度まで殺菌あるいは除菌することが必要となっている。 For this reason, it is necessary to sterilize or disinfect up to about 1 / 100th of the number of microorganisms present in the open ocean when ballast water is discharged.
以上のような背景から、上記のような問題を解決できるバラスト水の殺菌/除菌技術の開発が急務となっている。 From the background as described above, there is an urgent need to develop a sterilization / sterilization technique for ballast water that can solve the above problems.
従来、バラスト水の殺菌・除菌技術としては、オゾンを用いた化学的手法として、特許文献1に記載の技術が知られている。
特許文献1は、バラスト水に蒸気の注入と併用してオゾンを注入し、しかもオゾンを微細気泡化しヒドキシラジカルの生成を促進してオゾンの使用量を削減しつつ殺菌する技術を提案している。
しかし、オゾンの使用量の削減にも限界があることがわかった。このため本発明者は、膜処理を採用することにより、所定の大きさ以上の微生物等を確実に除去でき、残りの小さい大きさの菌体のみをオゾンで殺菌すればオゾン使用量を大幅に削減できることを見出し、本発明に至った。 However, it has been found that there is a limit to reducing the amount of ozone used. For this reason, the present inventor can reliably remove microorganisms of a predetermined size or more by adopting membrane treatment, and if only the remaining small cells are sterilized with ozone, the amount of ozone used can be greatly increased. The inventors found that it can be reduced, and reached the present invention.
そこで、本発明の課題は、バラスト水を取水する過程で所定大きさ以上の微生物や菌体を膜によって阻止して所定大きさ以上の微生物等を含まないバラスト水をバラストタンクに供給できるバラスト水の取水・処理装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a ballast water capable of supplying a ballast water to a ballast tank by preventing a microorganism or cells of a predetermined size or more by a membrane in a process of taking ballast water and not containing a microorganism of a predetermined size or more. Is to provide water intake and treatment equipment.
また、本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。 Other problems of the present invention will become apparent from the following description.
上記課題は、以下の各発明によって解決される。 The above problems are solved by the following inventions.
(請求項1)
船舶の船体内又は船体上に所定大きさ以上の微生物を分離する膜処理ユニットを配置してなり、該膜処理ユニットに取水ポンプを連設し、該取水ポンプで船舶外の海水又は淡水をバラストタンクに取水する過程で前記膜処理ユニットによるろ過を行う構成を有することを特徴とするバラスト水の取水・処理装置。
(Claim 1)
A membrane treatment unit that separates microorganisms of a predetermined size or more is disposed on or inside the ship hull, and a water intake pump is connected to the membrane treatment unit, and seawater or fresh water outside the vessel is ballasted by the intake pump. A ballast water intake / treatment device having a configuration in which filtration is performed by the membrane treatment unit in the course of taking water into a tank.
(請求項2)
前記膜処理ユニットを船舶の船体内に収納してなり、海水又は淡水をバラストタンクに取水する際に、船体の外部の海水又は淡水中に突出させる構成を有することを特徴とする請求項1記載のバラスト水の取水・処理装置。
(Claim 2)
The membrane treatment unit is housed in a ship's hull, and has a configuration in which seawater or fresh water is projected into seawater or fresh water outside the hull when water is taken into a ballast tank. Ballast water intake and treatment equipment.
(請求項3)
前記膜処理ユニットに用いる膜は、0.1〜50μmの範囲の粒子、微生物、菌体を阻止する機能を有する精密ろ過膜又はろ布であることを特徴とする請求項1又は2記載のバラスト水の取水・処理装置。
(Claim 3)
The ballast according to claim 1 or 2, wherein the membrane used in the membrane treatment unit is a microfiltration membrane or a filter cloth having a function of blocking particles, microorganisms, and fungi in a range of 0.1 to 50 µm. Water intake and treatment equipment.
(請求項4)
前記膜処理ユニットは、角型膜モジュール又は円筒型膜モジュールを備えることを特徴とする請求項3記載のバラスト水の取水・処理装置。
(Claim 4)
4. The ballast water intake / treatment device according to
(請求項5)
前記膜処理ユニットによって分離処理されたバラスト水を、オゾン酸化処理することを特徴とする請求項1、2、3又は4記載のバラスト水の取水・処理装置。
(Claim 5)
The ballast water intake / treatment device according to
本発明によれば、バラスト水を取水する過程で所定大きさ以上の微生物や菌体を膜によって阻止して所定大きさ以上の微生物等を含まないバラスト水をバラストタンクに供給できるバラスト水の取水・処理装置を提供することができる。 According to the present invention, ingesting ballast water, it is possible to supply a ballast water to a ballast tank that prevents a microorganism or cells of a predetermined size or more by a membrane and supplies ballast water that does not contain a microorganism of a predetermined size or more. A processing device can be provided.
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、タンカー等の船舶におけるバラスト水の取水・処理装置の一例を示す断面図、図2は図1における取水部の拡大断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a ballast water intake / treatment device in a ship such as a tanker, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a water intake portion in FIG.
図示の例は、従来、空洞となっている取水口に膜処理ユニットを配置した形態を示す。 The example of illustration shows the form which has arrange | positioned the membrane treatment unit in the water intake which has become the cavity conventionally.
図において、1はタンカー等の船舶の船体であり、機関部の船底付近の側部と底部に、取水口100と異物の流入を防止するためのスリット101からなる1又は2以上の取水部2を有しており、通常、図示のように側部と底部に各々1箇所の取水部2、2を備えている。
In the figure,
バラスト水の取水時、船体1周囲の海水若しくは淡水を、取水部2の取水口100から取水管3を介してポンプ4で吸引し、バラストタンク102に貯蔵する。取水管3には必要によりフィルター5を設けることができる。
When taking ballast water, seawater or fresh water around the
取水口100には膜処理ユニット6が設けられており、複数の膜モジュール600を備えている。かかる膜処理ユニット6により、所定大きさ以上の微生物を分離し、さらにオゾン酸化処理を付加して、膜処理ユニット6を通過した微細な微生物(菌体等)を殺菌する。オゾン酸化処理としては、例えば取水管3にオゾンの微細な気泡を注入することが挙げられる。
The
また、バラストタンク102に水が入るため、タンク102中に元々存在した空気は吸排気管7を通して大気へ放出される。
Further, since water enters the
取水時は、船の沈み具合により、底部若しくは側部の取水部2を適宜切り替えて行い、また、必ずしもポンプを起動する必要はなく、バルブを開けるだけで水圧により取水する場合もある。
When taking water, depending on how the ship sinks, the bottom or side
一方、バラスト水の排水時は、吸水時と同一のポンプ4を起動し、バルブの切り替えにより流路を変えて排水管8を介して排水する。排水先は、船上に設けた排水管出口と、取水部の2箇所があり、適宜使い分ける。排水時は、バラストタンク102の水が抜けるため、吸排気管7を通して大気が流入するようにする。
On the other hand, at the time of draining ballast water, the
なお、上記説明では、バラストタンク102及びポンプ4が1系列の態様について説明したが、これに限定されるものではなく、バラストタンク及びポンプは複数系列有していてもよい。
In the above description, the
本発明の膜処理ユニットに用いられる膜モジュールの一態様を図3に基づいて説明する。図3は、本発明の膜処理ユニットに用いられる膜モジュールの一態様を示す斜視図であり、同図に示す態様は、角型膜モジュールの例である。 One mode of the membrane module used in the membrane processing unit of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a perspective view showing an embodiment of the membrane module used in the membrane treatment unit of the present invention, and the embodiment shown in the drawing is an example of a square membrane module.
同図に示すように、膜モジュール600は、複数の平膜601及びスペーサー部材602を交互に積層、固定し、メッシュ状のケーシング603に収めた構造となっている。平膜601でろ過された海水若しくは淡水は集水部604に集まり、バラスト水としてバラストタンクに送られる。
As shown in the figure, the
次に、本発明の膜処理ユニットに用いられる膜モジュールの他の態様を図4、図5、図6に基づいて説明する。 Next, another aspect of the membrane module used in the membrane treatment unit of the present invention will be described with reference to FIGS. 4, 5, and 6.
図4は、本発明の膜処理ユニットに用いられる膜モジュールの他の態様を示す斜視図、図5は同上の膜モジュールの一例を示す断面図、図6は同上の膜モジュールの他の例を示す断面図である。 4 is a perspective view showing another embodiment of the membrane module used in the membrane treatment unit of the present invention, FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of the membrane module of the above, and FIG. 6 is another example of the membrane module of the same. It is sectional drawing shown.
図4及び図5に示す態様は、円筒型膜モジュールの例であり、図5は、平膜の収納態様がプリーツ型の例を示している。 The mode shown in FIGS. 4 and 5 is an example of a cylindrical membrane module, and FIG. 5 shows an example in which the flat membrane is stored in a pleat type.
同図に示すように、円筒型膜モジュールは、円筒型メッシュ状のケーシング605内に平膜606をプリーツ状に収納し、一方をキャップ607で封止し、もう一方に集水部608を設けた構造であり、内側の円筒型メッシュ状ケーシング609内にろ過水流路610が形成されている。
As shown in the figure, the cylindrical membrane module has a
また図4及び図6に示す態様は、円筒型膜モジュールの例で、図6は、平膜の収納態様がスパイラル型の例を示している。 4 and 6 show an example of a cylindrical membrane module, and FIG. 6 shows an example in which the flat membrane is stored in a spiral type.
同図に示すように、円筒型膜モジュールは、円筒型メッシュ状のケーシング605内に平膜606をスパイラル状に収納し、一方をキャップ607で封止し、もう一方に集水部608を設けた構造であり、内側の円筒型メッシュ状ケーシング609内にろ過水流路610が形成されている。
As shown in the figure, in the cylindrical membrane module, a
膜処理ユニット6の膜モジュール600は、所定大きさ以上の微生物を分離する機能を有する。
The
ここで、所定大きさ以上というのは、排水基準となる動物性プランクトンや植物性プランクトンが分離できればよいので、50μm以上のプランクトンを分離できる性能を意味している。 Here, the predetermined size or larger means that zooplankton and phytoplankton, which serve as a drainage standard, can be separated, and thus the ability to separate plankton of 50 μm or more is meant.
50μm以上のプランクトンを膜によって分離できれば、膜処理された分離水は50μm未満の菌体などが含まれるだけなので、後処理として例えばオゾン殺菌処理を採用する場合にコスト低減となり効果的である。 If plankton having a size of 50 μm or more can be separated by a membrane, the membrane-treated separated water only contains bacterial cells having a size of less than 50 μm, which is effective in reducing costs when, for example, ozone sterilization is employed as a post-treatment.
本発明において、膜モジュールに用いられる膜は、上記のように50μm以上のプランクトンを分離できる性能であればよいが、更に、より小さい径の粒子、微生物、菌体を阻止する機能を有することは好ましいことであり、具体的には0.1〜50μmの範囲の粒子、微生物、菌体を阻止する機能を有する膜、例えば精密ろ過膜又はろ布が好ましい。膜処理後に膜を通過した菌体などをオゾン酸化処理する設備コストやランニングコストの更なる低減となるからである。 In the present invention, the membrane used in the membrane module may have any performance as long as it can separate plankton of 50 μm or more as described above, but it further has a function of blocking particles, microorganisms, and fungi of smaller diameter. Specifically, a membrane having a function of inhibiting particles, microorganisms, and fungus bodies in the range of 0.1 to 50 μm, for example, a microfiltration membrane or a filter cloth is preferable. This is because the facility cost and the running cost for the ozone oxidation treatment of the bacterial cells passing through the membrane after the membrane treatment are further reduced.
本発明において、前記膜処理ユニット6を船体外に突出させる構成にすれば、取水効率を上げることができ好ましい。
In the present invention, it is preferable that the
即ち、前記膜処理ユニット6の突き出す機構が無い場合、取水口と同程度の大きさに膜処理ユニットを構成するとクリアランスが小さいため取水時の抵抗が大きくなってしまうが、突き出す機構を有することで、そのような問題を回避できると同時に、ろ過膜の表面積を増大させることができるためである。
That is, when there is no mechanism for projecting the
図7には、膜処理ユニット6が取水口100に収納されている状態が示されている。図7において、611は膜処理ユニット6を載置する移動台であり、該移動台611にはピニオン・ラック機構612が設けられている。
FIG. 7 shows a state where the
このような構造にすることにより移動台611を取水口100から外部に突出させ、膜処理ユニット6を外部に突出させることができる。
By adopting such a structure, the movable table 611 can be protruded from the
図8には外部(水中)に膜処理ユニット6が突出した状態が示されている。
FIG. 8 shows a state in which the
外部に突出させる機構は、ピニオン・ラック機構に限定されず、水平方向若しくは上下方向に往復移動させる手段であれば、油圧や水圧のピストン機構などを採用することもできる。 The mechanism for projecting outside is not limited to the pinion / rack mechanism, and a hydraulic or hydraulic piston mechanism or the like may be employed as long as it is a means for reciprocating in the horizontal direction or the vertical direction.
図示のような往復動機構を採用する場合には、膜処理ユニット6からの分離水配管200は、フレキシブルチューブを用いることが好ましい。
When a reciprocating mechanism as shown in the figure is employed, the
図7及び図8において、取水口100は常時開放してもよいし、スリットが開閉可能に構成されてもよい。
In FIG.7 and FIG.8, the
図9は角型膜モジュールを用いた膜処理ユニットの例を示す斜視図であり、角型膜処理ユニット6は、複数の角型膜モジュール600をメッシュ状ケーシング613内に収められている。
FIG. 9 is a perspective view showing an example of a membrane treatment unit using a square membrane module. In the square
図10は円筒型膜モジュールを用いた円筒型膜処理ユニットの例を示す斜視図であり、円筒型膜処理ユニット6は、複数の円筒型膜モジュール600をメッシュ状ケーシング613内に収められている。
FIG. 10 is a perspective view showing an example of a cylindrical membrane processing unit using a cylindrical membrane module. In the cylindrical
1:船舶の船体
100:取水口
101:スリット
102:バラストタンク
2:取水部
3:取水管
4:ポンプ
5:フィルター
6:膜処理ユニット
600:膜モジュール
601:平膜
602:スペーサー部材
603:ケーシング
604:集水部
605:ケーシング
606:平膜
607:キャップ
608:集水部
609:ケーシング
610:ろ過水流路
611:移動台
612:ピニオン・ラック機構
613:ケーシング
7:吸排気管
8:排水管
1: Ship hull 100: Water intake 101: Slit 102: Ballast tank 2: Water intake unit 3: Water intake pipe 4: Pump 5: Filter 6: Membrane treatment unit 600: Membrane module 601: Flat membrane 602: Spacer member 603: Casing 604: Water collecting section 605: Casing 606: Flat membrane 607: Cap 608: Water collecting section 609: Casing 610: Filtration water flow path 611: Moving table 612: Pinion rack mechanism 613: Casing 7: Intake / exhaust pipe 8: Drain pipe
Claims (5)
The ballast water intake / treatment device according to claim 1, 2, 3, or 4, wherein the ballast water separated by the membrane treatment unit is subjected to ozone oxidation treatment.
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