JP2006263563A - バラスト水中の微生物等の殺減装置 - Google Patents

Abstract

【課題】処理コストを上昇させることなく、微生物や菌体の減殺を確実に行うことができるバラスト水中の微生物等の殺減装置を提供すること。
【解決手段】微生物等を含む海水又は淡水からなるバラスト水を圧送するポンプ１と、該ポンプ１により圧送される前記バラスト水に空気を供給する空気供給手段と、前記バラスト水にオゾンを供給するオゾン供給手段５とを有し、且つ空気とオゾンとを混入したバラスト水を供給して微細気泡を発生させるマイクロバブル発生器３を有することを特徴とするバラスト水中の微生物等の殺減装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、バラスト水中の微生物等の殺減装置に関し、詳しくは、例えば、微細気泡の発生によりバラスト水中に混入する微生物や菌体からなる微生物等を殺減するバラスト水中の微生物等の殺減装置に関する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

従来、バラスト水の殺菌・除菌技術としては、特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１は、バラスト水を加熱する加熱手段とキャビテーション処理手段を設け、加熱によって有害生物を殺滅し、更にキャビテーション気泡によって有害生物を殺滅するものである。しかし、加熱手段の加熱源を確保するのは容易でない。例えばバラスト水の船舶への導入は船舶を停止させて原油などの船荷を排出する際に行われるので、エンジン冷却水を確実に確保できる保障はない。また船の機関室のエンジン系の冷却水の熱交換はすでに実施されており、それを変更するのは設備コストが高くなる欠点がある。

また特許文献２には、船舶のバラストタンク内のバラスト水を船外に排出するためのバラスト配管に、オゾン注入管および蒸気注入管をそれぞれ接続して、バラスト配管内を流れるバラスト水に対し、オゾンと蒸気とにより殺菌浄化するものである。しかし、この技術はバラスト水を船外に排出する配管中で処理するために、処理時間が排出ポンプ流速に支配され、極めて短く、微生物等が死滅するには充分といえず、仮死状態で海水中に放出されるおそれがある欠点がある。またこの特許文献２に記載の技術を海水をバラストタンクに取り入れる過程に適用しても、蒸気は船舶では貴重品であり、大量のバラスト水を処理するにはコストがかかりすぎる問題がある。
特開２００４−２８４４８１号公報 特開２００４−１６０４３７号公報

そこで、本発明は、処理コストを上昇させることなく、微生物や菌体の減殺を確実に行うことができるバラスト水中の微生物等の殺減装置を提供することを課題とする。

本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。

上記課題は、以下の各発明によって解決される。

（請求項１）
微生物等を含む海水又は淡水からなるバラスト水を圧送するポンプと、該ポンプにより圧送される前記バラスト水に空気を供給する空気供給手段と、前記バラスト水にオゾンを供給するオゾン供給手段とを有し、且つ空気とオゾンとを混入したバラスト水を供給して微細気泡を発生させるマイクロバブル発生器を有することを特徴とするバラスト水中の微生物等の殺減装置。

（請求項２）
残留オゾンを処理するオゾン分離槽を有することを特徴とする請求項1記載のバラスト水中の微生物等の殺減装置。

（請求項３）
前記微細気泡の径が、０．１〜５．０ミクロンの範囲であることを特徴とする請求項１又は２記載のバラスト水中の微生物等の殺減装置。

（請求項４）
前記マイクロバブル発生器における圧力損失が、０．２〜０．３ＭＰａの範囲であることを特徴とする請求項１又は２記載のバラスト水中の微生物等の殺減装置。

（請求項５）
前記オゾン供給手段によるオゾンの添加量が、バラスト水に対して、１〜２０ｐｐｍの範囲であることを特徴とする請求項1〜４の何れかに記載のバラスト水中の微生物等の殺減装置。

請求項１、３記載の発明によると、オゾンと微細気泡の相乗効果により、微生物や菌体の減殺効果を向上できるバラスト水中の微生物等の殺減装置を提供することができる。

また請求項２記載の発明によると、上記効果に加え、バラストタンク腐食の問題を解消できるバラスト水中の微生物等の殺減装置を提供することができる。

また請求項４記載の発明によると、圧力損失が小さくても微生物や菌体の減殺効果を向上できるバラスト水中の微生物等の殺減装置を提供することができる。

また請求項５記載の発明によると、少量のオゾン量で微生物や菌体の減殺効果を向上できると共にバラストタンク腐食の問題を解消できるバラスト水中の微生物等の殺減装置を提供することができる。

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。

図１は、本発明のバラスト水中の微生物等の殺減装置の一例を示すフロー図である。同図において、１は微生物を含む海水を、送液配管２を介してマイクロバブル発生器３に送液するポンプである。

海水に含まれる微生物としては、プランクトンや細菌（菌体）、小型・大型生物の卵などが含まれる。この態様では海水を対象として説明するが、海水以外に淡水であってもよい。

なお、本態様において、海水は図示しない貯留タンクに貯留しておいてもよい。

４は空気供給手段の一例として用いられるコンプレッサであり、該コンプレッサ４から送られる空気は送液配管２を流れる海水に混入される。

５はオゾン供給手段の一例であるオゾン発生器であり、オゾンを発生させることができれば格別その構成は限定されない。オゾン発生器５で発生したオゾンは、送液配管２に供給され、海水に混入される。

マイクロバブル発生器３は、空気とオゾンとを混入したバラスト水を供給して微細気泡（以下、必要により「マイクロバブル」という）を発生させる構成を有する。

バラスト水に供給する空気とオゾンのうち、空気だけに着目して、マイクロバブル発生機構を見ると、先ず、気泡との界面でのＯＨ⁻の量が多くなって、界面をマイナスに帯電させる。このＯＨ⁻が活性酸素・フリラジカル種であり、酸化・殺菌機能がある。このため海水中の微生物等は殺菌され、殺減される。ＯＨ⁻の量は、マイクロバブルの圧壊時に多量発生する。すなわち、本発明は、マイクロバブルの発生により、マイクロバブルの帯電性とマイクロバブル圧壊の相互作用によって殺菌・殺減の相乗効果を発揮するものである。

また本発明では、空気と共にオゾン発生器５からオゾンをバラスト水に供給して、マイクロバブル発生器３で微細気泡を発生させるようにしている。このようにするとオゾン自体の殺菌効果以上に、オゾンそのものがマイクロバブル化し、圧壊して強力な殺菌効果を発揮できる。

本発明において、微細気泡（マイクロバブル）の径は、０．１〜５．０ミクロンの範囲が好ましく、より好ましくは０．３〜３．０ミクロンの範囲である。

マイクロバブル発生器としては、静的混合器や動的攪拌器があり、好ましいのは動力を不要とする静的混合器である。

マイクロバブル発生器として好ましい例を図２及び図３に基づいて説明する。

図２において、１０、１０は一対の羽部材であり、図３に示す形状のものが例示される。図３に示す形状は略扇形状をなしている。一対の羽部材１０、１０は対向して配置され、配管１１内に多段に装填される。各段は９０度回転して配置されている。段数は格別限定されず、任意に決定できる。図２において、１２は各羽１０、１０を固定するための支持部材である。

羽１０の組み合わせは２枚であっても、３枚以上であっても良い。

図２は配管１１内に羽部材１０が支持部材１２に固定され、各段が９０度ずつ位相を代えて配置された状態が示されているが、例えば６０度ずつ位相を変える手法でもよく、位相変化角度は任意に変化できる。

本発明において、マイクロバブル発生器３の圧力損失は、従来のような１ＭＰａ（１０ｋgｆ／ｃｍ^２）という高い圧力損失でなく、０．２〜０．３ＭＰａ（２〜３ｋgｆ／ｃｍ^２）の範囲であることが好ましい。

本発明においては、オゾン添加量は少量でよく、バラスト水に対して、１〜２０ｐｐｍの範囲であることが好ましい。

次に、図１において、６はオゾン分離槽であり、マイクロバブルによって殺菌されたバラスト水を一定時間貯留し、排気管６０を介して排気を行う。排気に要する時間は、５〜１５分程度でよい。

バラスト水処理において、オゾンを少量添加する場合には、排気管６０から、排気オゾン、空気などが排出される。特にオゾンに関してはオゾンモニター６１で排出状況を監視できるようにすることは好ましいことである。

排気処理されたバラスト水は、船底などのバラストタンク（図示せず）に送られる。オゾンの排気処理がなされていると、バラストタンクを腐食する問題を解消できる。

本発明に係るバラスト水中の微生物等の殺減装置の一例を示すフロー図 マイクロバブル発生器の一例を示す概略断面図 羽部材の形状例を示す図

符号の説明

１：ポンプ
２：送液配管
３：マイクロバブル発生器
４：コンプレッサ
５：オゾン発生器
６：オゾン分離槽

Claims (5)

1. 微生物等を含む海水又は淡水からなるバラスト水を圧送するポンプと、該ポンプにより圧送される前記バラスト水に空気を供給する空気供給手段と、前記バラスト水にオゾンを供給するオゾン供給手段とを有し、且つ空気とオゾンとを混入したバラスト水を供給して微細気泡を発生させるマイクロバブル発生器を有することを特徴とするバラスト水中の微生物等の殺減装置。
2. 残留オゾンを処理するオゾン分離槽を有することを特徴とする請求項1記載のバラスト水中の微生物等の殺減装置。
3. 前記微細気泡の径が、０．１〜５．０ミクロンの範囲であることを特徴とする請求項１又は２記載のバラスト水中の微生物等の殺減装置。
4. 前記マイクロバブル発生器における圧力損失が、０．２〜０．３ＭＰａの範囲であることを特徴とする請求項１又は２記載のバラスト水中の微生物等の殺減装置。
5. 前記オゾン供給手段によるオゾンの添加量が、バラスト水に対して、１〜２０ｐｐｍの範囲であることを特徴とする請求項1〜４の何れかに記載のバラスト水中の微生物等の殺減装置。
   
   
   

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