JP2006239530A - Manufacturing method and manufacturing apparatus of ballast water for ship - Google Patents

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博也 本田
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嘉吉 伊藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the manufacturing method and the manufacturing apparatus of ballast water for a ship by which plankton and bacteria in seawater at a port region where a ship anchors are efficiently removed without using a method for annihilating both plankton and bacteria. <P>SOLUTION: The manufacturing method of the ballast water for the ship includes: a plankton removing process of removing plankton in the seawater by passing the seawater at the port region where the ship anchors through a filter membrane of ≥2μm pore size; and a bacteria removing process of removing bacteria in the seawater by passing the seawater from which the plankton are removed through a bacteria filtering membrane of <1.0μm pore size. Membrane-filtered water obtained by the bacteria removing process is used as the ballast water. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、船舶の航行時における重心安定のために積載する微生物が除去された船舶用バラスト水(以下、単に「バラスト水」とも言う。)の製造方法及び製造装置に関する。   The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing marine ballast water (hereinafter also simply referred to as “ballast water”) from which microorganisms loaded to stabilize the center of gravity during navigation of the marine vessel are removed.

原油タンカー、鉱石運搬船、自動車運搬船等は空荷や積載貨物量が少ない状態で航行する場合がある。その際、船体が浮力により浮き上がり、スクリューや方向舵が水面下に没しなかったり、水面上の船体が風の影響を大きく受けて操縦性が損なわれ航行上極めて危険な状態となる。このため、通常の船舶は航行時の浮力を調整するため、通常載荷重量の30〜40重量%のバラスト水を積載する。   Crude oil tankers, ore carriers, car carriers, etc. may sail with low or no cargo. At that time, the hull is lifted by buoyancy, and the screw and rudder are not submerged under the surface of the water, or the hull on the surface of the water is greatly affected by the wind and the maneuverability is impaired, making it extremely dangerous. For this reason, in order to adjust the buoyancy at the time of navigation, a normal ship carries a ballast water of 30 to 40% by weight of the normal load.

例えば、原油タンカーによる輸送は産油国と消費国の往復となり、消費国から産油国への航行では積荷がなく、消費国で船舶内のバラスト水槽に停泊区域の海水等を積載してバラスト水としている。一方、バラスト水を積んだ船舶は産油国の近海、あるいは港湾でバラスト水を排出して、原油を積載している。   For example, transportation by crude oil tankers is a round trip between oil-producing countries and consuming countries, and there is no cargo when navigating from consuming countries to oil-producing countries. Yes. On the other hand, a ship loaded with ballast water discharges ballast water in the sea near the oil producing country or at a port and loads crude oil.

近年、船舶から排出されるバラスト水により特定海域に本来生息しないプランクトン類や細菌類が持ち込まれ、これに起因して海洋生態系の破壊が生じ、当該水域住民の生活に重大な被害を与えるだけではなく、全世界的な海洋環境の破壊が生じており、深刻な国際問題となっている。このため、バラスト水中のプランクトン類や細菌類除去を目的として、国際的な規模で各種の方法が検討されている。   In recent years, ballast water discharged from ships has brought planktons and bacteria that do not inherently live in specific waters, resulting in the destruction of marine ecosystems and only causing serious damage to the lives of the inhabitants. Instead, the destruction of the global marine environment has occurred, making it a serious international problem. For this reason, various methods have been studied on an international scale for the purpose of removing planktons and bacteria in ballast water.

海洋理工学会平成15年度秋季大会講演論文集73−78には、孔径5μmのフィルターを備えた高速濾過装置に海水を通水して得られたバラスト水は、植物プランクトンの除去率が97.6%であり、2003年7月の国際海事機構(IMO)の海洋環境保護委員会(MEPC)で議論されているガイドライン数値を達成することが開示されているものの、プランクトン類以外の細菌類については検討されていない。しかし、孔径5μmのフィルターでは5μm以下の大きさの細菌類である微小生物を除去することができないことは明白である。   According to the Ocean Science and Engineering Society 2003 Fall Meeting Proceedings 73-78, ballast water obtained by passing seawater through a high-speed filter equipped with a filter with a pore size of 5 μm has a phytoplankton removal rate of 97.6. Although it is disclosed that the guideline figures discussed in the Marine Environment Protection Committee (MEPC) of the International Maritime Organization (IMO) in July 2003 are achieved, about bacteria other than planktons Not considered. However, it is obvious that a micro-organism that is a bacteria having a size of 5 μm or less cannot be removed with a filter having a pore size of 5 μm.

バラスト水として汲み込まれる海水中のプランクトン類以外の細菌類を除去する方法としては、例えば海水を加熱して細菌類を死滅させる方法(特開2003−181443号公報)、海水に紫外線を照射して細菌類を不活性化させる方法(特表2000−515803号公報、特開平11−265684号公報)、ヨウ素で処理する方法(特表2002−504851号公報)及び次亜塩素酸で処理する方法(特開平04−322788号公報)等が提案されている。
海洋理工学会平成15年度秋季大会講演論文集73−78頁 特開2003−181443号公報(特許請求の範囲) 特表2000−515803号公報(特許請求の範囲) 特開平11−265684号公報(特許請求の範囲) 特表2002−504851号公報(特許請求の範囲) 特開平04−322788号公報(特許請求の範囲) 特開平2003−154360号公報(特許請求の範囲)
As a method of removing bacteria other than plankton in the seawater pumped as ballast water, for example, a method of heating the seawater to kill the bacteria (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-181443), irradiating the seawater with ultraviolet rays A method of inactivating bacteria (Japanese Patent Publication No. 2000-515803, Japanese Patent Laid-Open No. 11-265684), a method of treating with iodine (Japanese Patent Publication No. 2002-504851), and a method of treating with hypochlorous acid (Japanese Patent Laid-Open No. 04-322788) has been proposed.
Ocean Science and Technology Society 2003 Autumn Conference Lecture Collection, pp. 73-78 JP 2003-181443 A (Claims) JP 2000-515803 A (Claims) JP 11-265684 A (Claims) Japanese translation of PCT publication No. 2002-504851 (Claims) JP 04-322788 A (Claims) JP 2003-154360 A (Claims)

しかしながら、海水を加熱する方法は、加熱エネルギーの調達手段によっては経済的ではなく、また細菌類を完全に死滅させるのが困難である。また、海水に紫外線を照射する方法は、全ての細菌類を死滅又は不活性化させるために要する電力が膨大であり、また高流量の海水を処理するには多数のUV装置を並列に設置しなければない等装置の設置コストを高騰させる。また、海水をヨウ素や次亜塩素酸等の薬剤で処理する方法は、細菌の種類によっては死滅させるのに高濃度の薬剤が必要となり、経済的ではなく、更に排出されるバラスト水中に含まれる残留薬剤の環境への影響に関する問題も発生する。   However, the method of heating seawater is not economical depending on the heating energy procurement means, and it is difficult to completely kill bacteria. In addition, the method of irradiating seawater with ultraviolet rays requires a huge amount of power to kill or inactivate all the bacteria, and in order to treat high flow rate seawater, many UV devices are installed in parallel. Increase the installation cost of the equipment. In addition, the method of treating seawater with chemicals such as iodine and hypochlorous acid requires a high concentration of chemicals to be killed depending on the type of bacteria, is not economical, and is contained in the discharged ballast water. Problems with the environmental impact of residual drugs also arise.

海水中の細菌類を死滅させる方法は、前述の如く、細菌類の死滅に完全を期し難く、また屍骸による汚染が生態系に与える影響も懸念されている。更に死滅せずに残留した少量の細菌類が輸送中に増殖することから、これらの細菌類を完全に除去する方法の開発が切望されている。また、海水を精密濾過膜に通すことで海水中の細菌類を除去する方法も知られているが(特開2003−154360号公報)、この方法で得られる膜濾過水は魚介類の洗浄等に使用されるものであって、船舶のバラスト水に使用するものではない。   As described above, the method of killing bacteria in seawater is difficult to completely kill bacteria, and there is a concern about the influence of contamination by carcasses on the ecosystem. Furthermore, since a small amount of bacteria remaining without being killed grow during transportation, it is desired to develop a method for completely removing these bacteria. Moreover, although the method of removing the bacteria in seawater by letting seawater pass through a microfiltration membrane is known (Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-154360), the membrane filtration water obtained by this method is washing | cleaning of seafood, etc. It is not used for ship ballast water.

従って、本発明の目的は、船舶が停泊する港湾域の海水中のプランクトン類及び細菌類を共に死滅させる方法以外の方法で効率的に除去する船舶用バラスト水の製造方法及び製造装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a ship ballast water manufacturing method and a manufacturing apparatus that efficiently remove planktons and bacteria in seawater in a harbor area where the ship is anchored together by a method other than the method of killing together. There is.

かかる実情において、本発明者らは鋭意検討を行った結果、海水には、プランクトン、魚介類の幼生・卵等のようなサイズが比較的大きなものと、細菌類(バクテリア類)等のようなサイズが比較的小さな微小生物が含まれていること、海水を孔径が2μm以上の濾過膜に通水してプランクトン類を予め除去し、該処理水を更に孔径が1μm以下の濾過膜に通水して細菌類を除去すれば、短い停泊時間内でプランクトン類と細菌類をほぼ完全に除去したバラスト水を製造することができること等を見出し、本発明を完成するに至った。   Under such circumstances, the present inventors have conducted intensive studies. As a result, the seawater has a relatively large size such as plankton, seafood larvae and eggs, and bacteria (bacteria). Micro-organisms with a relatively small size are included, seawater is passed through a filtration membrane having a pore diameter of 2 μm or more to remove planktons in advance, and the treated water is further passed through a filtration membrane having a pore diameter of 1 μm or less. Then, it was found that if bacteria were removed, ballast water from which planktons and bacteria were almost completely removed could be produced within a short berthing time, and the present invention was completed.

すなわち、本発明は、船舶が停泊する港湾域の海水を孔径2μm以上の濾過膜に通すことにより海水中のプランクトン類を除去するプランクトン類除去工程と、プランクトン類が除去された海水を孔径1.0μm未満の細菌類濾過膜に通すことにより海水中の細菌類を除去する細菌類除去工程を有し、該細菌類除去工程で得られる膜濾過水をバラスト水として用いることを特徴とする船舶用バラスト水の製造方法を提供するものである。   That is, the present invention relates to a plankton removal process for removing planktons in seawater by passing seawater in a harbor area where a ship is anchored through a filter membrane having a pore size of 2 μm or more; It has a bacteria removal process of removing bacteria in seawater by passing through a bacteria filtration membrane of less than 0 μm, and the membrane filtered water obtained in the bacteria removal process is used as a ballast water A method for producing ballast water is provided.

また、本発明は、前記孔径2μm以上の濾過膜が、金属濾過膜であることを特徴とする前記船舶用バラスト水の製造方法を提供するものである。また、本発明は、前記細菌類濾過膜が、中空糸膜であることを特徴とする前記船舶用バラスト水の製造方法を提供するものである。また、本発明は、逆洗により細菌類濾過膜を洗浄する逆洗工程を更に有することを特徴とする前記船舶用バラスト水の製造方法を提供するものである。また、本発明は、プランクトン類除去工程の前に予め、少なくとも海水中の油分を除去することを特徴とする前記船舶用バラスト水の製造方法を提供するものである。   The present invention also provides the method for producing ballast water for a ship, wherein the filtration membrane having a pore diameter of 2 μm or more is a metal filtration membrane. The present invention also provides the method for producing ballast water for ships, wherein the bacterial filtration membrane is a hollow fiber membrane. The present invention further provides a method for producing marine ballast water, further comprising a backwashing step of washing the bacterial filtration membrane by backwashing. Moreover, this invention provides the manufacturing method of the said ballast water for ships which removes at least the oil component in seawater beforehand before a plankton removal process.

また、本発明は、船舶が停泊する港湾域の海水を供給する海水供給手段と、供給された海水中のプランクトン類を除去する孔径2μm以上の濾過膜を備える濾過装置と、プランクトン類が除去された海水中の細菌類を除去する孔径1.0μm未満の細菌類濾過膜を備える濾過装置を有することを特徴とする船舶用バラスト水製造装置を提供するものである。   The present invention also provides a seawater supply means for supplying seawater in a harbor area where a ship is anchored, a filtration device having a filtration membrane having a pore diameter of 2 μm or more for removing planktons in the supplied seawater, and planktons being removed. It is intended to provide a marine ballast water production apparatus characterized by having a filtration device provided with a bacteria filtration membrane having a pore diameter of less than 1.0 μm for removing bacteria in seawater.

また、本発明は、前記孔径2μm以上の濾過膜を備える濾過装置の前段に、少なくとも海水中の油分を除去する油分除去装置を設置する前記船舶用バラスト水製造装置を提供するものである。また、本発明は、前記細菌類濾過膜装置に逆洗水を供給する逆洗水供給手段を更に備える前記船舶用バラスト水製造装置を提供するものである。また、本発明は、前記細菌類濾過膜装置が、加圧型中空糸膜装置又は浸漬型中空糸膜装置である前記船舶用バラスト水製造装置を提供するものである。   Moreover, this invention provides the said ballast water manufacturing apparatus for ships which installs the oil removal apparatus which removes at least the oil component in seawater in the front | former stage of the filtration apparatus provided with the said filter membrane with a hole diameter of 2 micrometers or more. Moreover, this invention provides the said ballast water manufacturing apparatus for ships further provided with the backwashing water supply means which supplies backwashing water to the said bacteria filtration membrane apparatus. Moreover, this invention provides the said ballast water manufacturing apparatus for ships whose said bacteria filtration membrane apparatus is a pressurization type hollow fiber membrane apparatus or an immersion type hollow fiber membrane apparatus.

本発明によれば、バラスト水として使用される海水中のプランクトン類と細菌類を、直列2段に設置された濾過膜で効果的に除去できるので船舶から排出されるバラスト水により特定海域に本来生息しないプランクトン類や細菌類が持ち込まれることはなく、更に海洋環境を破壊することもない。また膜濾過水を、例えばバラスト水貯留槽に貯留しておけば、必要な時に船舶にバラスト水として汲み込める。また、該各工程を船舶上で行う場合、陸上に設置する装置及び設置スペース、並びに陸上作業者が不要となる。また、前段の濾過膜に金属濾過膜を用い、後段の濾過膜に中空糸膜を用いれば、装置全体をコンパクト化でき且つ膜面の洗浄による回復も容易であり、実質的に連続通水が可能となり、短い停泊時間内にバラスト水を船舶に供給することができ、停泊期間を延長させることがない。   According to the present invention, planktons and bacteria in seawater used as ballast water can be effectively removed with a filtration membrane installed in two stages in series. Planktons and bacteria that do not inhabit are not brought in, and the marine environment is not destroyed. Further, if the membrane filtered water is stored in, for example, a ballast water storage tank, it can be pumped into the ship as ballast water when necessary. Moreover, when performing each said process on a ship, the apparatus and installation space installed on land, and a land worker become unnecessary. In addition, if a metal filtration membrane is used for the previous filtration membrane and a hollow fiber membrane is used for the subsequent filtration membrane, the entire apparatus can be made compact and can be easily recovered by washing the membrane surface, and substantially continuous water flow is possible. This makes it possible to supply the ballast water to the ship within a short berthing time without extending the berthing period.

本発明のバラスト水の製造方法において、船舶が停泊する港湾域の海水としては、特に制限されないが、プランクトン類及び細菌類の他、通常油分が1〜1000ppm含まれ、濁度が1〜100度の海水である。本発明において、プランクトン類としては、大きさが5μm以上のものを言い、通常植物プランクトンと動物プランクトンに分類されるプランクトンの他、魚介類の幼生・卵等も含む意味である。プランクトン類の具体的としては、ミジンコの幼生、北太平洋ヒトデの幼生、アジア昆布の幼生、ゼブラ貝の幼生及び毒性藻類等が例示される。本発明において、細菌類としては、5μm未満の微小生物を言い、例えば大腸菌、コレラ菌、腸球菌等が挙げられる。細菌類は最も小さいもので0.3〜0.5μm程度である。   In the method for producing ballast water according to the present invention, the seawater in the harbor area where the ship is anchored is not particularly limited, but other than planktons and bacteria, usually contains 1 to 1000 ppm of oil, and the turbidity is 1 to 100 degrees. The sea water. In the present invention, plankton refers to those having a size of 5 μm or more, and includes plankton usually classified into phytoplankton and zooplankton, as well as larvae and eggs of seafood. Specific examples of planktons include daphnia larvae, North Pacific starfish larvae, Asian kelp larvae, zebra clam larvae, and toxic algae. In the present invention, bacteria refer to micro-organisms of less than 5 μm, and examples include Escherichia coli, Vibrio cholerae, enterococci and the like. Bacteria are the smallest and are about 0.3 to 0.5 μm.

本発明のバラスト水の製造方法のプランクトン類除去工程は、海水を孔径2μm以上、通常2〜20μmの濾過膜(前段濾過膜)に通すことにより海水中のプランクトン類を除去する工程である。孔径2μm以上の濾過膜としては、特に制限されないが、金属濾過膜及び有機濾過膜などが挙げられ、このうち、金属濾過膜が好ましい。有機濾過膜を用いた濾過体としては、例えばポリプロピレン等の糸を巻いたワインドタイプのカートリッジフィルタ、不織布やメンブレンフィルタをプリーツ状に折ったカートリッジフィルタ、径方向に対して所定の角度傾いたスリット状の溝を有するポリプロピレン製のリング状平板を積層して形成されるエレメント体などが挙げられる。このうち、カートリッジタイプのものは通常逆洗が行えないため使い捨てにするため経済的でないだけでなく交換操作が煩雑で特に船舶上の装置には不向きである。また、積層エレメント体はリング状の平板を積み重ねて形成されるスリット状の溝のみの濾過のため、装置体積当たりの濾過面積が小さく装置スペースが大きくなるという欠点を有する。これに対して、金属濾過膜は、強度を高くでき濾過速度を高めることができるため、有機濾過膜と比べて約1/5〜1/10装置のコンパクト化が図れ、更に膜面の洗浄を熱水や蒸気等による簡易な方法でも行える点で好ましい。   The plankton removal step of the method for producing ballast water of the present invention is a step of removing planktons in seawater by passing seawater through a filtration membrane (pre-stage filtration membrane) having a pore diameter of 2 μm or more and usually 2 to 20 μm. Although it does not restrict | limit especially as a filtration membrane with a hole diameter of 2 micrometers or more, A metal filtration membrane, an organic filtration membrane, etc. are mentioned, Among these, a metal filtration membrane is preferable. Filters using organic filtration membranes include, for example, wind-type cartridge filters wound with polypropylene or the like, cartridge filters in which a nonwoven fabric or membrane filter is folded into a pleat shape, slit shapes inclined at a predetermined angle with respect to the radial direction An element body formed by laminating a ring-shaped flat plate made of polypropylene having a plurality of grooves. Of these, the cartridge type is not economical because it cannot normally be backwashed and is not economical because it is disposable. In addition, the replacement operation is complicated and not particularly suitable for devices on ships. In addition, the laminated element body has a drawback that the filtration area per apparatus volume is small and the apparatus space is increased because only the slit-shaped grooves formed by stacking ring-shaped flat plates are filtered. On the other hand, metal filtration membranes can increase the strength and increase the filtration speed, so that the device can be made compact by about 1/5 to 1/10 compared to organic filtration membranes, and the membrane surface can be further cleaned. This is preferable in that it can be performed by a simple method using hot water or steam.

金属濾過膜の孔径は、公称値で表示されるものであり、例えば公称孔径2.5μm〜20μmのものが好適である。プランクトン類除去工程で用いる濾過膜の孔径の上限値としては、特に制限されないが、余り大き過ぎると、プランクトン類の除去率が低下して、後段の細菌類濾過膜の目詰まりを促進する点で好ましくなく、通常50μmである。   The pore diameter of the metal filtration membrane is displayed as a nominal value, and for example, a nominal pore diameter of 2.5 μm to 20 μm is suitable. The upper limit of the pore size of the filtration membrane used in the plankton removal process is not particularly limited, but if it is too large, the plankton removal rate will decrease, and clogging of the subsequent bacterial filtration membrane will be promoted. It is not preferable and is usually 50 μm.

金属濾過膜としては、特に制限されないが、ステンレスなどの耐食性金属の金属繊維のフェルトを積層し焼結した不織布フィルター及び網目状シート体の複数枚を積層し固定したメッシュ状フィルター等が挙げられる。このような金属濾過膜を組み込んだ濾過装置は、通常、全量濾過方式のものである。また、濾過液流出管であるパイプ状軸心の周囲に円筒状の金属濾過膜を付設し、金属濾過膜面に近接して高速ジェット流の噴射口を配設した回転濾過装置であれば、連続通水を行いつつ膜面に捕集されたプランクトン類を高速の水流によって頻繁に洗浄できるため、濾過時間が短縮できる点で好ましい。また、本発明のプランクトン類除去工程におけるプランクトン除去率は、特に制限されないが、除去率が高いほど、後段の細菌類濾過膜の目詰まりに悪影響しない点で好ましい。   Although it does not restrict | limit especially as a metal filtration membrane, The mesh-like filter etc. which laminated | stacked and fixed the several sheets of the mesh-like sheet body etc. which laminated | stacked and sintered the felt of metal fibers of corrosion-resistant metal, such as stainless steel, etc. are mentioned. A filtration device incorporating such a metal filtration membrane is usually of a total filtration method. In addition, if the rotary filtration device is provided with a cylindrical metal filtration membrane around the pipe-shaped axis that is a filtrate outflow pipe, and a jet port for high-speed jet flow is provided in the vicinity of the metal filtration membrane surface, Planktons collected on the membrane surface while performing continuous water flow can be frequently washed with a high-speed water flow, which is preferable in that the filtration time can be shortened. Further, the plankton removal rate in the plankton removal step of the present invention is not particularly limited, but a higher removal rate is preferable in that it does not adversely affect clogging of the subsequent bacterial filtration membrane.

本発明のバラスト水の製造方法の細菌類除去工程は、プランクトン類が除去された海水を孔径1.0μm未満の細菌類濾過膜(後段濾過膜)に通すことにより海水中の細菌類を除去する工程である。海水を直接、孔径1.0μm未満の細菌類濾過膜に通すと、プランクトン類及び細菌類を共に除去できるものの、逆洗を頻繁に行う必要があるか、あるいは濾過膜の目が閉塞して早期に回生不能となる恐れがある。これに対して、本発明においては、プランクトン類除去工程において、海水中の2μm以上のプランクトン類やその他の異物が除去されており、細菌類除去工程においては、粗取りされた一次処理水を細菌類濾過膜で処理するため、濾過効率が向上する。濾過細菌類濾過膜としては、中空糸膜、平膜、管状膜等の精密濾過膜(MF)、及び限外濾過膜(UF)が挙げられる。このうち、中空糸膜が、単位体積当りの濾過面積を最も大とすることができる点で好ましい。   The bacteria removal step of the method for producing ballast water of the present invention removes bacteria in seawater by passing the seawater from which planktons have been removed through a bacteria filtration membrane (rear filtration membrane) having a pore diameter of less than 1.0 μm. It is a process. If seawater is passed directly through a bacterial filtration membrane with a pore diameter of less than 1.0 μm, both planktons and bacteria can be removed, but it is necessary to frequently perform backwashing, or the eyes of the filtration membrane are blocked early. It may become impossible to regenerate. In contrast, in the present invention, in the plankton removal process, planktons of 2 μm or more in the seawater and other foreign matters are removed, and in the bacteria removal process, the roughly treated primary treated water is treated with bacteria. Since the treatment is performed with a filter membrane, the filtration efficiency is improved. Examples of the filtration bacteria filtration membrane include microfiltration membranes (MF) such as hollow fiber membranes, flat membranes, tubular membranes, and ultrafiltration membranes (UF). Among these, the hollow fiber membrane is preferable in that the filtration area per unit volume can be maximized.

中空糸膜は、中空糸を多数本並列に並べられて用いるもので、中空構造を有し、更に該中空構造を形成する孔に連通して、膜面の該孔に連通する細孔を多数形成したものであり、外圧式と内圧式とがある。本発明において、細菌類濾過膜として精密濾過膜を用いる場合は、中空糸膜の細孔の径としては、0.01〜0.4μm、好ましくは0.01〜0.3μmである。また、限外濾過膜を用いる場合は、中空糸膜の細孔の径としては、0.002〜0.01μmである。海水中の細菌類の大きさは通常数μm、最小のものでも0.3〜0.5μm程度であり、従って、上記細孔径の中空糸膜を使用すれば、海水中のこれらの細菌類をほぼ完全に除去することができる。また、膜面に付着した細菌類を除去して、その濾過能力を回復するために逆洗を行うが、本逆洗とは別に、濾過中に膜面の外側から気泡でバブルさせて膜面に付着した細菌類を剥離除去する操作ができる点で外圧式中空糸膜を使用することが好ましい。   A hollow fiber membrane uses a large number of hollow fibers arranged in parallel, has a hollow structure, and further communicates with holes forming the hollow structure, and a large number of pores communicating with the holes on the membrane surface. There are external pressure type and internal pressure type. In the present invention, when a microfiltration membrane is used as the bacterial filtration membrane, the pore diameter of the hollow fiber membrane is 0.01 to 0.4 μm, preferably 0.01 to 0.3 μm. Moreover, when using an ultrafiltration membrane, it is 0.002-0.01 micrometer as a diameter of the pore of a hollow fiber membrane. The size of bacteria in seawater is usually several μm, and the smallest is about 0.3 to 0.5 μm. Therefore, if the hollow fiber membrane with the above pore diameter is used, these bacteria in seawater It can be almost completely removed. Also, backwashing is performed to remove bacteria attached to the membrane surface and restore its filtration ability. Separately from this backwashing, bubbles are bubbled from the outside of the membrane surface during filtration to create a membrane surface. It is preferable to use an external pressure type hollow fiber membrane in terms of being able to perform an operation of peeling and removing bacteria attached to the surface.

また、中空糸膜は加圧型中空糸膜装置又は浸漬型中空糸膜装置として使用される。加圧型中空糸膜装置を用いる方法は、圧力容器内に装填した中空糸に加圧ポンプで海水を供給して海水中の細菌類を除去する方法である。浸漬型中空糸膜装置を用いる方法は、海水貯槽中に浸漬された該装置の該中空糸の内側を吸引ポンプで吸引して海水中の細菌類を除去する方法である。また、加圧型中空糸膜装置及び浸漬型中空糸膜装置ともに、前述した通り、中空糸膜の下方から微細な気泡を発生させて、中空糸膜に付着した細菌類を適宜剥離させながら、膜の表面を洗浄しつつ濾過を継続することができる。   The hollow fiber membrane is used as a pressure type hollow fiber membrane device or an immersion type hollow fiber membrane device. The method using a pressurized hollow fiber membrane device is a method of removing bacteria in seawater by supplying seawater to a hollow fiber loaded in a pressure vessel with a pressure pump. The method using the submerged hollow fiber membrane device is a method of removing bacteria in the seawater by sucking the inside of the hollow fiber of the device immersed in the seawater storage tank with a suction pump. In addition, as described above, both the pressure type hollow fiber membrane device and the immersion type hollow fiber membrane device generate fine bubbles from below the hollow fiber membrane, and appropriately peel off bacteria attached to the hollow fiber membrane, Filtration can be continued while washing the surface of the substrate.

本発明で使用する精密濾過膜の素材としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリスルホン、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、酢酸セルロースなどが挙げられる。   Examples of the material for the microfiltration membrane used in the present invention include polyethylene, polypropylene, polyvinyl alcohol, polysulfone, polyvinylidene chloride, polyvinylidene fluoride, chlorinated polyethylene, chlorinated polypropylene, polyacrylonitrile, and cellulose acetate.

海水を細菌類濾過膜に通す方法としては、特に制限されないが、細菌類濾過膜を組み込んだ細菌類濾過膜装置の2基以上を並列配置することもできる。この場合、一の細菌類濾過膜装置が逆洗工程であっても、他の細菌類濾過膜装置は細菌類除去工程を実施することもでき、多量の膜濾過水を連続して得ることができる。   The method for passing seawater through the bacterial filtration membrane is not particularly limited, but two or more bacterial filtration membrane devices incorporating the bacterial filtration membrane can be arranged in parallel. In this case, even if one bacterial filtration membrane device is in the backwashing step, another bacterial filtration membrane device can also carry out the bacteria removal step, and a large amount of membrane filtered water can be obtained continuously. it can.

また、本発明のバラスト水の製造方法においては、逆洗により細菌類濾過膜を洗浄する工程を更に有する。細菌類除去工程において、時間が経過するにつれ、膜の目詰まりの原因物質となる細菌類などが細菌類濾過膜に付着して膜の入口と出口で膜差圧が上昇してくる。このため、海水の濾過を停止し、膜濾過水を洗浄水として細菌類濾過膜を逆洗する。逆洗工程を行うことにより、細菌類濾過膜の濾過機能が回復する。そして、逆洗工程を終えると、再度細菌類除去工程に移り、これを繰り返し行うことで、長期間に亘る濾過を可能にする。なお、本発明においては、前段の濾過膜によりプランクトン類及びその他の浮遊物の粗採りが行われるため、後段の細菌類濾過膜の目詰まりが抑制される。このため、逆洗を実施する時間も短くでき、単位時間当たりの処理量を増加させることができる。   Moreover, in the manufacturing method of the ballast water of this invention, it further has the process of wash | cleaning a bacteria filtration membrane by backwashing. In the bacteria removal process, as time elapses, bacteria and the like that cause clogging of the membrane adhere to the bacterial filtration membrane and the membrane differential pressure increases at the inlet and outlet of the membrane. For this reason, the filtration of seawater is stopped, and the bacterial filtration membrane is backwashed using the membrane filtration water as washing water. By performing the back washing step, the filtration function of the bacterial filtration membrane is restored. When the backwashing process is completed, the process moves to the bacteria removal process again, and this is repeated to enable filtration over a long period of time. In the present invention, since the planktons and other floating substances are roughly collected by the front filtration membrane, clogging of the rear bacterial filtration membrane is suppressed. For this reason, the time for performing backwashing can also be shortened, and the processing amount per unit time can be increased.

本発明のバラスト水の製造方法において、プランクトン類除去工程の前に予め、海水中の油分を除去することが、プランクトン類除去工程や細菌類除去工程で用いる濾過膜の目詰まりを防止し、濾過能力の低下を防止することができる点で好ましい。すなわち、海水中の油分も濾過膜で捕捉されるが、プランクトン類や他の濁質と異なり、油分は膜面に付着すると前記のバブリングや逆洗工程では容易に除去することができず、濾過膜を目詰まりさせ、濾過能力の低下の原因となる。   In the method for producing ballast water of the present invention, the oil in the seawater is removed in advance before the plankton removal process, thereby preventing clogging of the filtration membrane used in the plankton removal process and the bacteria removal process. It is preferable at the point which can prevent the fall of capability. In other words, oil in seawater is also captured by the filtration membrane, but unlike planktons and other turbidity, if oil adheres to the membrane surface, it cannot be easily removed by the bubbling or backwashing process described above and filtered. It clogs the membrane and causes a reduction in filtration capacity.

海水の油分を除去する方法としては、特に制限されず、公知の油水分離装置(油分除去装置)を用いることができる。油水分離装置は、疎水性吸着材を用いたものが、簡易な方法で且つ高い油分吸着能力を示すので好ましい。疎水性吸着材としては、親油性のポリエチレンやポリプロピレン等の素材で作製された不織布フィルター、粉体物、及び中空糸膜が挙げられる。具体的には、油分吸着材「ダイヤマルス(三菱レイヨン社の商標登録)」を使用すると、極めて効率よく油分を除去することができる。海水の油分の除去工程により、例えば油分0.05〜1.0%の海水は、油分0.0005〜0.002%の海水とすることができる。   The method for removing oil from seawater is not particularly limited, and a known oil / water separator (oil remover) can be used. As the oil / water separator, a device using a hydrophobic adsorbent is preferable because it is a simple method and exhibits a high oil adsorption capability. Examples of the hydrophobic adsorbent include a non-woven filter made of a material such as lipophilic polyethylene or polypropylene, a powder, and a hollow fiber membrane. Specifically, when the oil adsorbent “Diamarus (registered trademark of Mitsubishi Rayon Co., Ltd.)” is used, the oil can be removed extremely efficiently. For example, seawater with an oil content of 0.05 to 1.0% can be converted into seawater with an oil content of 0.0005 to 0.002% by the oil content removal step of seawater.

本発明の船舶用バラスト水の製造方法を陸上で行う場合、該細菌類除去工程で得られる膜濾過水はバラスト水貯留槽に貯留しておくことが、バラスト水貯留槽から停泊中の船舶にバラスト水を高流速で送液することができ、バラスト水の汲み込みのために船舶の停泊期間を延長させることがなくなる。また、本発明の船舶用バラスト水の製造方法を船舶上で行う場合、陸上に設置する装置及び設置スペース、並びに陸上作業者が不要となる。船舶上でバラスト水を製造する場合、主に、船舶が停泊している間にバラスト水を製造し、プランクトン類や細菌類が除去されたバラスト水を船舶内のバラスト水槽に供給し、所定量が積載される。   When the ship ballast water production method of the present invention is performed on land, the membrane filtrate obtained in the bacteria removal step is stored in the ballast water storage tank. Ballast water can be fed at a high flow rate, and the berthing period of the ship is not extended for pumping ballast water. Moreover, when performing the manufacturing method of the ballast water for ships of this invention on a ship, the apparatus and installation space which are installed on land, and a land worker become unnecessary. When producing ballast water on a ship, the ballast water is mainly produced while the ship is anchored, and the ballast water from which planktons and bacteria have been removed is supplied to the ballast water tank in the ship, and a predetermined amount Is loaded.

本発明のバラスト水の製造装置は、陸上に設置されても、船舶上に設置されてもよい。陸上設置形態のバラスト水の製造装置としては、例えば船舶が停泊する港湾域の海水を供給する海水供給手段と、供給された海水中のプランクトン類を除去する孔径2μm以上の濾過膜を備える濾過装置と、プランクトン類が除去された海水中の細菌類を除去する孔径1.0μm未満の細菌類濾過膜を備える濾過装置と、細菌類濾過膜装置に逆洗水を供給する逆洗水供給手段と、細菌類濾過膜の膜透過水を溜めるバラスト水貯留槽を備え、好ましくは、孔径2μm以上の濾過膜を備える濾過装置の前段に、海水中の油分を除去する油分除去装置や除濁装置を設置する。海水供給手段は、孔径2μm以上の濾過膜を備える濾過装置に海水を供給する手段であって、海水ポンプ及び一端の開口が海水中にあり、他端が海水ポンプに接続する海水取水管を備えるものである。バラスト水貯留槽は、その設置数、槽形式等は特に制限されない。また、本発明の製造装置の関連設備としては、バラスト水貯留槽のバラスト水を汲みだす送液ポンプと、該送液ポンプと停泊する船舶のバラスト水槽を接続する送液管などがある。   The apparatus for producing ballast water of the present invention may be installed on land or on a ship. As an apparatus for producing ballast water on land, for example, a filtration apparatus comprising seawater supply means for supplying seawater in a harbor area where a ship is anchored, and a filtration membrane having a pore diameter of 2 μm or more for removing planktons in the supplied seawater. A filtration device including a bacteria filtration membrane having a pore diameter of less than 1.0 μm for removing bacteria in seawater from which plankton has been removed, and backwash water supply means for supplying backwash water to the bacteria filtration membrane device And a ballast water storage tank for storing the permeated water of the bacteria filtration membrane, and preferably, an oil removal device or a turbidity removal device for removing oil in seawater is provided upstream of the filtration device having a filtration membrane having a pore diameter of 2 μm or more. Install. The seawater supply means is means for supplying seawater to a filtration device including a filtration membrane having a pore diameter of 2 μm or more, and includes a seawater pump and a seawater intake pipe having one end in seawater and the other end connected to the seawater pump. Is. The number of installed ballast water tanks, tank type, etc. are not particularly limited. Further, as related equipment of the manufacturing apparatus of the present invention, there are a liquid feed pump for pumping ballast water in a ballast water storage tank, and a liquid feed pipe for connecting the liquid feed pump to a ballast water tank of a ship anchored.

船舶上設置形態のバラスト水の製造装置としては、上記陸上設置形態のバラスト水の製造装置において、バラスト水貯留槽の設置を省略することができること以外は、同様の構成を採ることができる。船舶上に設置されるバラスト水の製造装置の一例を図1の模式図を参照して説明する。バラスト水製造装置1は上流側より、海水供給ポンプ13、孔径2μm以上の濾過膜を備える濾過装置2、中空糸膜型細菌類濾過装置3、及び逆洗水貯留槽14をこの順序で設置するものであり、海水供給ポンプ13のサクション側には一端が海水中にある海水取水ホース131を備え、中空糸膜型細菌類濾過装置3と逆洗水貯留槽14間は処理水管7で接続し、逆洗水貯留槽14とバラスト水槽15間は処理水管7aで接続している。また逆洗ポンプ9を設置し、逆洗水貯留槽14内の濾過水を逆洗配管10によって前記精密濾過膜を逆洗できるようにしている。なお、逆洗は空気圧縮機等による空気圧を利用したものであってもよい。濾過装置2及び中空糸膜型細菌類濾過装置3から排出される逆洗排液(不図示)は海水中又は陸上に廃棄される。なお、孔径2μm以上の濾過膜を備える濾過装置2の前段に必要に応じて油水分離装置や除濁装置を設置することができる。また、海水取水ホース131を備える海水供給ポンプ13の設置を省略して、船舶船体16に付設される既設の海水供給口を備えるバラスト水供給ポンプ(不図示)を使用してもよい。この場合、既設のバラスト水供給ポンプの下流側に、孔径2μm以上の濾過膜を備える濾過装置2、中空糸膜型細菌類濾過装置3及び逆洗水貯留槽14等を設置すればよく、設備費のコストを低減できる。バラスト水製造装置1が設置される船舶としては、バラスト水槽を備えるものであれば、特に制限されない。   As the ballast water manufacturing apparatus of the on-ship installation form, the same configuration can be adopted except that the installation of the ballast water storage tank can be omitted in the above-mentioned ballast water manufacturing apparatus of the on-land installation form. An example of a ballast water production apparatus installed on a ship will be described with reference to the schematic diagram of FIG. The ballast water production apparatus 1 is provided with a seawater supply pump 13, a filtration apparatus 2, a hollow fiber membrane type bacteria filtration apparatus 3, and a backwash water storage tank 14 in this order from the upstream side. A seawater intake hose 131 having one end in seawater is provided on the suction side of the seawater supply pump 13, and the hollow fiber membrane type bacteria filtration device 3 and the backwash water storage tank 14 are connected by a treated water pipe 7. The backwash water storage tank 14 and the ballast water tank 15 are connected by a treated water pipe 7a. In addition, a backwash pump 9 is provided so that the filtered water in the backwash water storage tank 14 can be backwashed by the backwash pipe 10. Note that the backwashing may use air pressure by an air compressor or the like. The backwash drainage (not shown) discharged from the filtration device 2 and the hollow fiber membrane type bacteria filtration device 3 is discarded in seawater or on land. In addition, an oil-water separation apparatus and a turbidity removal apparatus can be installed in the front | former stage of the filtration apparatus 2 provided with the filtration membrane of 2 micrometers or more in pore diameter as needed. Further, the installation of the seawater supply pump 13 including the seawater intake hose 131 may be omitted, and a ballast water supply pump (not shown) including an existing seawater supply port attached to the ship hull 16 may be used. In this case, the filtration device 2, the hollow fiber membrane type bacteria filtration device 3, the backwash water storage tank 14 and the like provided with a filtration membrane having a pore diameter of 2 μm or more may be installed downstream of the existing ballast water supply pump. Cost of expenses can be reduced. The ship on which the ballast water production apparatus 1 is installed is not particularly limited as long as it has a ballast water tank.

本発明のバラスト水の製造装置において、孔径2μm以上の濾過膜として、金属フィルターを用いれば、有機濾過膜を用いたものに比べて、強度を高くでき濾過速度を高めることができるため、当該濾過装置及び全体の製造装置のコンパクト化が図れる。また、金属濾過膜の膜面の洗浄による回復も容易であり、実質的に連続通水が可能となり、短い停泊時間内にバラスト水を船舶に供給することができ、停泊期間を延長させることがない。   In the apparatus for producing ballast water of the present invention, if a metal filter is used as a filtration membrane having a pore diameter of 2 μm or more, the strength can be increased and the filtration rate can be increased as compared with those using an organic filtration membrane. The apparatus and the entire manufacturing apparatus can be made compact. In addition, it is easy to recover by cleaning the membrane surface of the metal filtration membrane, enabling substantially continuous water flow, supplying ballast water to the ship within a short berthing time, and extending the berthing period. Absent.

次に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、これは単に例示であって本発明を制限するものではない。   EXAMPLES Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, this is merely illustrative and does not limit the present invention.

船舶が停泊する国内のA港湾域の海水(以下「原海水」と言う。)を下記のバラスト水製造装置を用いて下記の運転条件で処理した。原海水、一次処理水及び二次処理水(膜ろ過水)の総プランクトン数及び細菌数を下記測定方法により測定した。また、中空糸膜型細菌類濾過装置3における通水差圧が0.1MPaに到達するまでの通水時間及び逆洗による各濾過装置の差圧回復率をそれぞれ測定した。その結果を表1に示す。表1中、一次処理水細菌数の「測定不能」は菌数が多く、測定ができなかったものである。なお、原海水は海面から3mの深さから採取したものであり、その濁度は3度、総プランクトン数は5000個以上、細菌数は菌数が多く測定不能であった。   Seawater (hereinafter referred to as “raw seawater”) in port A in Japan where the ship is anchored was treated under the following operating conditions using the following ballast water production apparatus. The total plankton number and the bacterial number of raw seawater, primary treated water and secondary treated water (membrane filtered water) were measured by the following measuring methods. Moreover, the water flow time until the water flow differential pressure in the hollow fiber membrane type bacteria filtration device 3 reached 0.1 MPa and the differential pressure recovery rate of each filter device by backwashing were measured. The results are shown in Table 1. In Table 1, “Unmeasurable” of the number of primary treated water bacteria is a large number of bacteria and could not be measured. The raw seawater was collected from a depth of 3 m from the sea surface. Its turbidity was 3 degrees, the total plankton number was 5000 or more, and the number of bacteria was too many to measure.

(バラスト水製造装置)
図2に示す装置を用いた。バラスト水製造装置20は原海水貯槽31、下記仕様のプランクトン類濾過装置2、下記仕様の中空糸膜型細菌類濾過装置3及び二次処理水貯槽6をこの順序で配置したものである。プランクトン類濾過装置2の内部には金属フィルター28が装填されており、中空糸膜型細菌類濾過装置3の内部には中空糸膜エレメント5が装填されている。原海水貯槽31とプランクトン類濾過装置28とは原海水供給管23で接続し、原海水ポンプ13を設置した。また、プランクトン類濾過装置2と中空糸膜型細菌類濾過装置3は一次処理水供給管27で接続し、中空糸膜型細菌類濾過装置3と処理水貯槽6間は二次処理水管7で接続し、一次処理水供給管27および二次処理水管7には空気圧縮機9aを接続した。なお、中空糸膜型細菌類濾過装置3は空気圧縮機9aにより、一次処理水供給管27介して中空糸膜エレメント5の下方からの空気によるスクラビング、並びに、二次処理水管7を介して処理水側からの空気圧送による処理水逆洗が出来るようにした。また、同様にプランクトン類濾過装置2は一次処理水供給管27を介して処理水側からの空気圧送による処理水逆洗が出来るようにした。なお、バラスト水製造装置20はプランクトン類濾過装置2と中空糸膜型細菌類濾過装置3が直接、一次処理水供給管27で接続されているが、実際の陸上設置形態においては、一次処理水供給管27に一次処理水貯留槽を設置することもできる。
(Ballast water production equipment)
The apparatus shown in FIG. 2 was used. The ballast water production apparatus 20 includes a raw seawater storage tank 31, a plankton filtration apparatus 2 having the following specifications, a hollow fiber membrane type bacteria filtration apparatus 3 having the following specifications, and a secondary treated water storage tank 6 arranged in this order. A metal filter 28 is loaded inside the plankton filter device 2, and a hollow fiber membrane element 5 is loaded inside the hollow fiber membrane type bacteria filter device 3. The raw seawater storage tank 31 and the plankton filter device 28 were connected by a raw seawater supply pipe 23 and the raw seawater pump 13 was installed. Further, the plankton filtration device 2 and the hollow fiber membrane type bacteria filtration device 3 are connected by a primary treated water supply pipe 27, and the secondary treatment water tube 7 is connected between the hollow fiber membrane type bacteria filtration device 3 and the treated water storage tank 6. An air compressor 9 a was connected to the primary treated water supply pipe 27 and the secondary treated water pipe 7. In addition, the hollow fiber membrane type bacteria filtration device 3 is scrubbed with air from below the hollow fiber membrane element 5 through the primary treated water supply pipe 27 by the air compressor 9 a and treated through the secondary treated water pipe 7. It was made possible to backwash the treated water by feeding air pressure from the water side. Similarly, the plankton filter device 2 can be back-treated with treated water by pneumatically feeding from the treated water side via the primary treated water supply pipe 27. In the ballast water production apparatus 20, the plankton filtration apparatus 2 and the hollow fiber membrane-type bacteria filtration apparatus 3 are directly connected by the primary treated water supply pipe 27. A primary treated water storage tank can also be installed in the supply pipe 27.

(プランクトン類濾過装置)
プランクトン類濾過装置3は分画孔径3μm(公称)のステンレス製で、直径1.4cm、長さ20cm、有効膜面積85cmの金属フィルター(「富士メタルファイバーフィルタ」;富士フィルター工業社製)を2本使用し、処理量1.2m/日の全ろ過通水で海水を処理した。
(Plankton filtration device)
The plankton filter device 3 is made of stainless steel with a fractional pore diameter of 3 μm (nominal), and a metal filter (“Fuji Metal Fiber Filter”; manufactured by Fuji Filter Industrial Co., Ltd.) with a diameter of 1.4 cm, a length of 20 cm, and an effective membrane area of 85 cm 2 is used. Two were used, and the seawater was treated with a total filtration water flow rate of 1.2 m 3 / day.

(中空糸膜型細菌類濾過装置)
中空糸膜型細菌類濾過装置3は孔径0.1μmのポリエチレン製で外径0.51mmの中空糸を束ねた、外径5cm、長さ44cm、有効膜面積0.4mの中空糸エレメント(「ステラポア」;三菱レイヨン社製)を使用し、処理量1.2m/日の全ろ過通水で海水を処理した。
(Hollow fiber membrane type bacteria filtration device)
The hollow fiber membrane type bacteria filtration device 3 is a hollow fiber element (outer diameter 5 cm, length 44 cm, effective membrane area 0.4 m 2) made of polyethylene with a pore diameter of 0.1 μm and bundled hollow fibers with an outer diameter of 0.51 mm Sea water was treated with a total filtration flow rate of 1.2 m 3 / day using “Sterapore” (manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.).

(運転方法)
原海水をバラスト水製造装置20に1.2m/日の処理量で供給した。処理は原海水ポンプ17によりプランクトン類濾過装置2、中空糸膜型細菌類濾過装置3の順で連続通水にて行った。逆洗は、中空糸膜型細菌類濾過装置3における通水差圧が0.1MPaになった時点で、空気圧縮機9aによりプランクトン類濾過装置2及び中空糸膜型細菌類濾過装置3の処理水配管に0.3MPaの空気圧をかけた状態で各装置の入り口弁(図示せず)を開放させることにより行った。なお、逆洗は中空糸膜型細菌類濾過装置3を行った後、プランクトン類濾過装置2を行った。所定時間の逆洗後、再度、同様の通水処理を行い、濾過装置の差圧により回復率を求めた。なお、中空糸膜型細菌類濾過装置3は、前記の逆洗に先立ち、中空糸エレメントの下方より空気圧縮機9aより空気を圧送し、糸を振動させるスクラビング逆洗を行った。
(how to drive)
Raw seawater was supplied to the ballast water production apparatus 20 at a throughput of 1.2 m 3 / day. The treatment was carried out by continuous water flow in the order of the plankton filtration device 2 and the hollow fiber membrane type bacteria filtration device 3 by the raw seawater pump 17. In the backwashing, when the water flow differential pressure in the hollow fiber membrane type bacterial filtration device 3 reaches 0.1 MPa, the air compressor 9a performs the treatment of the plankton filtration device 2 and the hollow fiber membrane type bacterial filtration device 3. The test was carried out by opening the inlet valve (not shown) of each device in a state where air pressure of 0.3 MPa was applied to the water pipe. In addition, backwashing performed the planktons filtration apparatus 2 after performing the hollow fiber membrane type bacteria filtration apparatus 3. FIG. After backwashing for a predetermined time, the same water flow treatment was performed again, and the recovery rate was determined by the differential pressure of the filtration device. Prior to the backwashing, the hollow fiber membrane-type bacteria filtration device 3 performed scrubbing backwashing in which air was pumped from the air compressor 9a from below the hollow fiber element to vibrate the yarn.

(プランクトン数の測定方法)
試料を採取後、直ちにプランクトン計数板(離合社製)に1ml採り、植物プランクトン数を顕微鏡にて計数した。
(Measurement method of plankton number)
Immediately after collecting the sample, 1 ml was taken on a plankton counting plate (manufactured by Koiso Co., Ltd.), and the phytoplankton number was counted with a microscope.

(細菌数の測定方法)
滅菌済みの0.45μmの孔径のフィルターを有するバクテリア測定キット(商品名アナリシスモニター;ミリポア社製)を使用し、JIS K 0550に準じ培養法により細菌数を測定した。試料は各装置出口直近に設定したサンプリング弁より使い捨ての滅菌済みプラスチック製シリンジにて50ml採取し、測定キットにて計数した。
(Method for measuring the number of bacteria)
The number of bacteria was measured by a culture method according to JIS K 0550 using a bacteria measurement kit (trade name Analysis Monitor; manufactured by Millipore) having a sterile 0.45 μm pore size filter. A sample was collected from a sampling valve set in the immediate vicinity of each device by a disposable sterile plastic syringe, and 50 ml was sampled.

プランクトン類濾過装置2の金属フィルターの分画孔径を3μmに代えて、分画孔径20μmを用いた以外は実施例1と同様の装置及び運転方法で行った。その結果を表1に示す。   The apparatus and operation method were the same as in Example 1 except that the fractional pore diameter of the metal filter of the plankton filter 2 was changed to 3 μm and the fractional pore diameter was 20 μm. The results are shown in Table 1.

中空糸膜型細菌類濾過装置3の中空糸の孔径0.1μmに代えて、孔径0.22μmを用いた以外は、実施例1と同様の装置及び運転方法で行った。その結果を表1に示す。   The same apparatus and operation method as in Example 1 were used except that the hole diameter of the hollow fiber of the hollow fiber membrane type bacteria filtration device 3 was changed to 0.12 μm and the hole diameter was 0.22 μm. The results are shown in Table 1.

中空糸膜型細菌類濾過装置3の中空糸の孔径0.1μmに代えて、孔径0.22μmを用いた以外は、実施例2と同様の装置及び運転方法で行った。その結果を表1に示す。   The apparatus and operation method were the same as in Example 2 except that the hole diameter of the hollow fiber of the hollow fiber membrane type bacteria filtration device 3 was changed to 0.12 μm and the hole diameter was 0.22 μm. The results are shown in Table 1.

スクラビング逆洗を省略した以外は、実施例1と同様の装置及び運転方法で行った。その結果を表1に示す。
比較例1
プランクトン類濾過装置2に装填された金属フィルタを取り外し、原海水の一時処理を無処理とした以外は、実施例1と同様の装置及び運転方法で行った。
Except that scrubbing backwashing was omitted, the same apparatus and operation method as in Example 1 were used. The results are shown in Table 1.
Comparative Example 1
The same apparatus and operation method as in Example 1 were used except that the metal filter loaded in the plankton filter device 2 was removed and the raw seawater was temporarily treated.

Figure 2006239530
Figure 2006239530

表1から明らかなように、実施例1〜5は、一次処理水により植物プランクトンのほとんどを除去できるため、二次処理で使用した中空糸膜型細菌類濾過装置の通水差圧の上昇を、一次処理を行わない比較例1に比べて大きく抑制することができた。また、金属フィルター及び中空糸膜は共に、逆洗などにより短時間で膜面の洗浄回復が容易にできるため、単位時間当たりの処理量が高く、設置スペースが制限される船舶搭載型に有用であり、且つ停泊時間に制限のある大型バラスト船舶において有用であることが判った。   As is clear from Table 1, Examples 1 to 5 can remove most of the phytoplankton by the primary treatment water, and therefore increase the water flow differential pressure of the hollow fiber membrane type bacterial filtration device used in the secondary treatment. As compared with Comparative Example 1 in which the primary treatment is not performed, it can be greatly suppressed. In addition, both metal filters and hollow fiber membranes can be easily recovered by cleaning the membrane surface in a short time by backwashing, etc., so that the amount of processing per unit time is high and useful for ship-mounted types where installation space is limited. It has been found useful in large ballast vessels with limited berthing time.

船舶上に設置されるバラスト水の製造装置の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the manufacturing apparatus of the ballast water installed on a ship. 実施例1で使用したバラスト水製造装置のフロー図である。It is a flowchart of the ballast water manufacturing apparatus used in Example 1.

符号の説明Explanation of symbols

2 プランクトン類濾過装置
3 中空糸膜型微生物濾過装置
5 中空糸膜モジュール
6 二次処理水貯留槽
7、7a 二次処理水管
9 逆洗ポンプ
9a 空気圧縮機
10 逆洗配管
13、17 原海水供給ポンプ
14 逆洗水貯留槽
15 バラスト水槽
16 船舶船体
1、20 バラスト水製造装置
28 金属フィルター
2 Plankton filter device 3 Hollow fiber membrane type microorganism filter device 5 Hollow fiber membrane module 6 Secondary treated water storage tank 7, 7a Secondary treated water pipe 9 Backwash pump 9a Air compressor 10 Backwash pipe 13, 17 Raw seawater supply Pump 14 Backwash water storage tank 15 Ballast water tank 16 Ship hull 1, 20 Ballast water production device 28 Metal filter

Claims (9)

船舶が停泊する港湾域の海水を孔径2μm以上の濾過膜に通すことにより海水中のプランクトン類を除去するプランクトン類除去工程と、プランクトン類が除去された海水を孔径1.0μm未満の細菌類濾過膜に通すことにより海水中の細菌類を除去する細菌類除去工程を有し、該細菌類除去工程で得られる膜濾過水をバラスト水として用いることを特徴とする船舶用バラスト水の製造方法。   Plankton removal process to remove planktons in seawater by passing seawater in the harbor area where the ship is anchored through a filter membrane with a pore size of 2 μm or more, and filtration of bacteria with a pore diameter of less than 1.0 μm from the seawater from which planktons have been removed A method for producing marine ballast water, comprising: a bacteria removal step of removing bacteria in seawater by passing through a membrane, and using membrane filtered water obtained in the bacteria removal step as ballast water. 前記孔径2μm以上の濾過膜が、金属濾過膜であることを特徴とする請求項1記載の船舶用バラスト水の製造方法。   The method for producing marine ballast water according to claim 1, wherein the filtration membrane having a pore diameter of 2 μm or more is a metal filtration membrane. 前記細菌類濾過膜が、中空糸膜であることを特徴とする請求項1又は2記載の船舶用バラスト水の製造方法。   The method for producing ballast water for ships according to claim 1 or 2, wherein the bacterial filtration membrane is a hollow fiber membrane. 逆洗により細菌類濾過膜を洗浄する逆洗工程を更に有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の船舶用バラスト水の製造方法。   The method for producing ballast water for ships according to any one of claims 1 to 3, further comprising a backwashing step of washing the bacterial filtration membrane by backwashing. プランクトン類除去工程の前に予め、少なくとも海水中の油分を除去することを特徴とする請求項1記載の船舶用バラスト水の製造方法。   2. The method for producing marine ballast water according to claim 1, wherein at least oil in seawater is removed in advance before the plankton removal step. 船舶が停泊する港湾域の海水を供給する海水供給手段と、供給された海水中のプランクトン類を除去する孔径2μm以上の濾過膜を備える濾過装置と、プランクトン類が除去された海水中の細菌類を除去する孔径1.0μm未満の細菌類濾過膜を備える濾過装置を有することを特徴とする船舶用バラスト水製造装置。   Seawater supply means for supplying seawater in a harbor area where a ship is anchored, a filtration device having a filtration membrane with a pore diameter of 2 μm or more for removing planktons in the supplied seawater, and bacteria in seawater from which planktons have been removed A marine ballast water production apparatus comprising a filtration device including a bacteria filtration membrane having a pore diameter of less than 1.0 μm for removing water. 前記孔径2μm以上の濾過膜を備える濾過装置の前段に、少なくとも海水中の油分を除去する油分除去装置を設置することを特徴とする請求項6記載の船舶用バラスト水製造装置。   The marine ballast water producing apparatus according to claim 6, wherein an oil content removing device for removing at least an oil content in seawater is installed in a preceding stage of a filtration device including a filtration membrane having a pore diameter of 2 µm or more. 前記細菌類濾過膜装置に逆洗水を供給する逆洗水供給手段を更に備えることを特徴とする請求項6又は7記載の船舶用バラスト水製造装置。   The ship ballast water production apparatus according to claim 6 or 7, further comprising backwash water supply means for supplying backwash water to the bacteria filtration membrane device. 前記細菌類濾過膜装置が、加圧型中空糸膜装置又は浸漬型中空糸膜装置であることを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項記載の船舶用バラスト水製造装置。   The marine ballast water production apparatus according to any one of claims 6 to 8, wherein the bacteria filtration membrane device is a pressure type hollow fiber membrane device or an immersion type hollow fiber membrane device.
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