JP2009115500A - 船舶バラスト水のサンプリングシステム - Google Patents

Abstract

【課題】大きな貯留タンクを設ける必要がなく、容易に且つ連続してバラスト水を採取し、バラスト水中に含まれる水生生物を生きたままサンプリングすることのできる船舶バラスト水のサンプリングシステム及びサンプリング方法を提供する。
【解決手段】バラスト水の注水ライン及び／又はバラスト水の排水ラインからバラスト水の一部を連続して採取するサンプリングノズルと、サンプリングノズルから採取されたバラスト水に含まれる水生生物を濃縮するサンプリング装置143とを備え、サンプリング装置143は、内部に貯留水が一定水量となるように調整可能に貯留される貯水容器300と、貯水容器300内を外側と内側の２つの空間に区画する濾布303と貯水容器300内の貯留水が排水口313から排水された際に濾布303の内側に残留する水生生物を含む水を一旦貯留させる貯留部304と、貯留部304に貯留された水生生物を含む水を収容する収容容器307とを有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、船舶バラスト水のサンプリングシステムに関し、詳しくは、船内に取り込んだバラスト水が基準を満足したものであるかどうかを検査するために、バラスト水を連続してサンプリングする船舶バラスト水のサンプリングシステムに関する。

原油やコンテナ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、原油やコンテナ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３０〜４０億トンと推計されている。

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水生生物（微生物や細菌類を含む）が混入しており、船舶の移動に伴い、これら水生生物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。

このような背景のもと、国際海事機関（ＩＭＯ）の外交会議において、船舶のバラスト水及び沈殿物の規制及び管理のための条約が採択され、バラスト水管理の実施義務が２００９年以降の建造船から適用される予定となっている。

このため、船舶からは上記条約を満たすクリーンなバラスト水を排水することが求められている。

従来、プランクトン等の微生物を含む水を物理的に処理する手法としては、バラスト水に対してオゾンガスを注入することにより、バラスト水中の微生物を殺菌あるいは除菌する技術が特許文献１に開示されている。

また、水生生物が含まれた水を高圧のポンプによりスリット板に通過させ、水生生物を機械的に破壊して殺滅する技術が特許文献２に開示されている。
特開２００４−１６０４３７号公報 特開２００３−２００１５６号公報 特開平９−１９２６８０号公報 特開２００３−３２６２７５号公報

船舶から排水されるバラスト水が上記の基準を満足するものであるかどうかは、バラスト水の一部をサンプル水として取り出し、検査しなくてはならない。この場合、バラスト水中に含まれる水生生物の生息数を割り出すために、サンプル水は一度に最大で３ｍ^３採取する必要があり、このためには３ｍ^３の容量を有する大きな貯留タンクを船舶内に設置しなくてはならないことになる。

しかしながら、船舶内に３ｍ^３の容量を有する大きな貯留タンクを設置するスペースを新たに確保することは、特に既造の船舶にとっては極めて困難である。

しかも、大きく且つ複数室に分割されているバラストタンク内からバラスト水を直接採取することは、極めて手間のかかる作業でもある。

また、水生生物の生息数の検査は、サンプル水を顕微鏡観察し、そのサンプル水中に棲息している水生生物を確認しながら行うという大変面倒な作業が要求される。このため、バラスト水の検査のようにサンプル水量が膨大になってくると、まず、大量のバラスト水から水生生物を濃縮する作業から始めなくてはならず、作業時間も長時間に及んでしまう。その間、船舶はバラスト水の排水を行うことができず、積荷作業も出航もできない状況が続くため、船舶会社にとっては大きな損失である。従って、バラスト水の検査は短時間で済ませることが最重要課題となってくる。

しかしながら、顕微鏡検査には、水生生物をバラスト水から生きたまま濃縮しなくてはならず、この濃縮作業に極めて時間と手間がかかり、バラスト水の検査を短時間で済ませることは極めて困難となっていた。

そこで、本発明は、大きな貯留タンクを設ける必要がなく、容易に且つ連続してバラスト水を採取し、バラスト水中に含まれる水生生物を生きたままサンプリングすることのできる船舶バラスト水のサンプリングシステム及び船舶バラスト水のサンプリング方法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）
船舶バラスト水に含まれる水生生物を検査するために前記バラスト水をサンプリングする船舶バラスト水のサンプリングシステムであって、
バラストタンクにバラスト水を注水する注水ライン及び／又はバラストタンク内のバラスト水を船舶外に排水する排水ラインに設けられ、前記注水ライン及び／又は前記排水ラインからバラスト水の一部を連続して採取するサンプリングノズルと、
前記サンプリングノズルから採取されたバラスト水に含まれる水生生物を濃縮するサンプリング装置とを備え、
前記サンプリング装置は、内部に貯留水が一定水量となるように調整可能に貯留される貯水容器と、
上端開口及び下端開口を有し、前記貯水容器内の貯留水中に前記上端開口が露出するように浸漬され、前記貯水容器内を外側と内側の２つの空間に区画する濾布と、
前記サンプリングノズルから採取されたバラスト水を前記濾布の前記上端開口の内側に供給する供給口と、
前記貯水容器内における前記濾布の外側から、前記貯水容器内の貯留水を排水する排水口と、
前記貯水容器内における前記濾布の下端開口に連設され、前記貯水容器内の貯留水が前記排水口から排水された際に前記濾布の内側に残留する水生生物を含む水を一旦貯留させる貯留部と、
前記貯留部に貯留された水生生物を含む水を収容する収容容器とを有していることを特徴とする船舶バラスト水のサンプリングシステム。

（請求項２）
前記貯水容器から排水された貯留水を一時的に貯留するドレンタンクと、
前記ドレンタンク内の貯留水を前記注水ライン又は前記排水ラインに連続して排水するドレンポンプとを更に備えることを特徴とする請求項１記載の船舶バラスト水のサンプリングシステム。

（請求項３）
前記供給口は、前記濾布の内側にバラスト水を供給する際及び／又は前記貯水容器内の貯留水を排水する際に前記濾布の内周に沿うように回転可能に設けられたノズルの先端に開口していることを特徴とする請求項１又は２記載の船舶バラスト水のサンプリングシステム。

（請求項４）
前記サンプリング装置は、前記貯水容器内における前記濾布の外側に、前記濾布の外側から内側に向かう水流を発生させ、前記濾布の内側に付着する水生生物を剥離させる水流発生手段を有していることを特徴とする請求項１、２又は３記載の船舶バラスト水のサンプリングシステム。

（請求項５）
前記サンプリング装置に供給されるバラスト水の流路を開閉するサンプリング弁と、
前記サンプリング装置に供給されるバラスト水の供給量を計測する流量計と、
前記流量計の計測結果に基づいて、前記サンプリング弁を開閉制御する第１の制御手段とを更に備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の船舶バラスト水のサンプリングシステム。

（請求項６）
前記排水口を開閉する排水弁を更に備え、
前記第１の制御手段は、前記流量計の計測結果に基づいて、前記サンプリング弁を閉制御した後、前記排水弁を開制御して、前記貯水容器内の貯留水を前記排水口から排水する制御を行うことを特徴とする請求項５記載の船舶バラスト水のサンプリングシステム。

（請求項７）
前記バラストタンクは複数設けられ、
前記各バラストタンクの前記注水ライン及び／又は前記排水ラインをそれぞれ開閉する開閉弁と、
情報を可視化する可視化手段と、
前記複数のバラストタンクに対して１タンクずつバラスト水を注水又は排水するように前記開閉弁を開閉制御すると共に、注水又は排水を行っているバラストタンクの情報を取得し、前記サンプリングノズルによってバラスト水を採取する際に、前記注水又は排水を行っているバラストタンクと前記サンプリングノズルにより採取されたバラスト水とを１対１に対応づけ、その結果を前記可視化手段に出力する第２の制御手段とを更に備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の船舶バラスト水のサンプリングシステム。

（請求項８）
前記可視化手段は、情報を画面表示するモニタ及び／又は情報を印刷するプリンタであることを特徴とする請求項７記載の船舶バラスト水のサンプリングシステム。

本発明によれば、大きな貯留タンクを設ける必要がなく、容易に且つ連続してバラスト水を採取し、バラスト水中に含まれる水生生物を生きたままサンプリングすることのできる船舶バラスト水のサンプリングシステム及び船舶バラスト水のサンプリング方法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、既設のバラスト水系配管に船舶バラスト水の処理装置及び本発明に係る船舶バラスト水のサンプリングシステムを設けたバラスト水系配管の概略を平面視で示す構成図である。ここでは船舶としてコンテナを積載するコンテナ船を例示している。図中、１は船体、２は船体１の船首付近に配設された複数のバラストタンクである。

各バラストタンク２には、船底部付近に設けられたシーチェスト３から、バラストポンプ４の運転によってバラスト水が取り込まれる。本発明において処理対象となるバラスト水は、例えば海水、淡水等が用いられ、かかるバラスト水には、動物プランクトン、植物プランクトン等の水生生物、微生物や細菌類等（以下、これらを単に水生生物という。）が含まれている。バラストポンプ４は、シーチェスト３から船体１内にバラスト水を取り込む取水管５に設けられており、その取水管５の一次側（バラストポンプ４の入口側）の部分５’にはストレーナー６が介設されている。

このストレーナー６は、バラストポンプ４に流入するバラスト水中の比較的大きな夾雑物を取り除くためのものであり、例えば５〜１０ｍｍφ、好ましくは８ｍｍφの穴が、５〜１５ｍｍピッチ、好ましくは１１ｍｍピッチで開いているものを使用することができる。

７は船体１を横断するように配設された配管であり、両端が船体１の両側部にそれぞれ設けられた排水口８、８’に接続されている。取水管５のバラストポンプ４の二次側（出口側）の部分５’’は、この配管７の中途部に接続されている。

９は上記配管７と各バラストタンク２との間に設けられ、バラスト水を各バラストタンク２に注水すると共にバラスト水を各バラストタンク２から排水する主配管であり、その一端は上記配管７の中途部に接続されている。その他端には、各バラストタンク２の注水及び排水を行うべく各バラストタンク２内に配設された注排水ノズル１０がそれぞれ接続されている。

１１は各バラストタンク２内のバラスト水を、バラストポンプ４の運転によって船体１外部に排水するために使用するバイパス管であり、取水管５のストレーナー６の二次側（出口側）の部分５’で、且つバラストポンプ４の一次側（入口側）と主配管９との間を接続するように配設されている。

なお、符号１２ａ〜１２ｇの構成部品は開閉弁である。

かかるバラスト水系配管によって各バラストタンク２にバラスト水を注水する場合、開閉弁１２ａ、１２ｂ、１２ｅ、１２ｇをそれぞれ開状態、開閉弁１２ｃ、１２ｄ、１２ｆをそれぞれ閉状態とした後、バラストポンプ４を運転させ、シーチェスト３から取水管５を介してバラスト水を取水する。シーチェスト３から取水管５に流入したバラスト水は、ストレーナー６によって大きなゴミが取り除かれた後、船体１を横断するように設けられた配管７を通って主配管９に移送される。主配管９に移送されたバラスト水は、各バラストタンク２内に設けられた注排水ノズル１０から各バラストタンク２内に注水されることになる。

従って、この場合、取水管５、配管７及び主配管９が、バラスト水系配管においてバラスト水をバラストタンク２に注水するための注水ラインを構成する。

また、各バラストタンク２内のバラスト水を排水する場合、開閉弁１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｇを開状態、開閉弁１２ａ、１２ｅを閉状態とした後、バラストポンプ４を運転させると、各バラストタンク２内のバラスト水は、注排水ノズル１０から主配管９、バイパス管１１、取水管５及びバラストポンプ４を通って配管７に流入し、船体１の両側部の排水口８、８’から外部に排水されることになる。

従って、この場合、主配管９、バイパス管１１、取水管５、及び配管７が、バラスト水系配管においてバラストタンク２内のバラスト水を船舶外へ排水するための排水ラインを構成する。

かかる既設のバラスト水系配管には、バラスト水の処理装置１３が設けられている。

処理装置１３は、以上説明した既設のバラスト水系配管における配管７のうち、取水管５との接続部位と主配管９との接続部位との間の配管部分７’において、その中途部から分岐してバラスト水を取り込み、該バラスト水中の水生生物や細菌類を除去、殺菌あるいは殺滅した後に再び配管部分７’に戻すように設けられている。

かかる処理装置１３には、例えば、バラスト水中の比較的大きな水生生物を除去するためのフィルタや、バラスト水中にオゾン発生器により生成されたオゾンを所定濃度で注入することにより、水生生物や細菌類をオゾンの強酸化作用によって殺菌あるいは殺滅する装置や、バラスト水をスリット状の開口を有するスリット板に通過させることにより、通過時に発生する剪断力によって水生生物を破壊する装置、オゾン注入後の未溶解オゾンを除去及び分解する装置等を設けることができる。

図中の符号１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、配管７と処理装置１３との間でバラスト水の取水及び排水を行うための開閉弁である。

かかる処理装置１３によるバラスト水の処理はバラスト水を船舶内に取り込む際に行われる。従って、バラスト水の処理を行う場合、開閉弁１２ａ、１２ｂ、１２ｅ、１２ｇ、１３ｂ、１３ｃをそれぞれ開状態、開閉弁１２ｃ、１２ｄ、１２ｆ、１３ａをそれぞれ閉状態とした後、バラストポンプ４を運転させ、シーチェスト３から取水管５を介してバラスト水を取水する。シーチェスト３から取水管５に流入したバラスト水は、ストレーナー６によって大きなゴミが取り除かれた後、配管７を通って処理装置１３に流入し、ここでバラスト水中の水生生物や細菌類の除去、殺菌あるいは殺滅がなされる。

本実施形態において、本発明に係る船舶バラスト水のサンプリングシステム１４は、かかる処理装置１３によって処理された後のバラスト水がＩＭＯ基準を満足するものであるかどうかを検査するように設けられている。このサンプリングシステム１４は、配管７における主配管９が接続されている部位と排水口８’との間の配管部分７’’から、船体１外部に排水されるバラスト水を採取可能に設けられている。サンプリングシステム１４の詳細については後述する。

バラスト水を船体１外に排水する際、バラスト水中の有害な臭素酸化物を含むオキシダントを除去するため、図１に示すように、オキシダントを活性炭により除去する除去装置１５を設けておくことが好ましい。除去装置１５により、処理済みバラスト水中に含まれる有害なオキシダント等の酸化性物質（例えば臭素酸化物）を除去できる。

図１では、除去装置１５は、配管７における配管部分７’’の主配管９との接続部位とサンプリングシステム１４との間に介設されている。除去装置１５には、例えば活性炭槽が設けられており、配管７を通って排水されるバラスト水を取り込み、活性炭槽を通過させた後、再び配管７に返送するように設けられている。

除去装置１５は、サンプリングシステム１４の手前側に設けられているが、サンプリングシステム１４と排水口８’との間に設けるようにしてもよい。

図２は、サンプリングシステム１４の概要を示す構成図である。ここでは４つのバラストタンク２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄのみを示している。その他、図１と同一符号は同一構成を示している。

かかるサンプリングシステム１４には、配管７のうちの配管部分７’’内を流れるバラスト水の一部が採取される。

図３は図２中のＡ部拡大図であり、同図に示されるように、配管部分７’’内には、サンプリングノズル１４１がバラスト水の流れ方向に対向するように設けられており、該配管部分７’’内のバラスト水の一部（以下、サンプル水という場合がある。）を等流速サンプリングし、採水管１４２を通ってサンプリング装置１４３に送るようになっている。等流速サンプリングとは、配管部分７’’内を流れるバラスト水の流速とサンプリングノズル１４１で採取されるサンプル水の流速とが等流速となるようにサンプリングすることである。このサンプル水の採取には、バラストポンプ４の駆動による圧力が利用される。

サンプリングノズル１４１は、配管７のうちの配管部分７’’中を流れるバラスト水の一部を連続して採取するためのものであり、一例を挙げれば、配管７の管径を３００Ａとした場合、サンプリングノズル１４１の管径を例えば２５ｍｍとすることができる。

採水管１４２には、サンプル水の流量（積算流量）を計測する流量計１４４と、採水管１４２の流路を開閉するサンプリング弁１４５が設けられている。流量計１４４の計測結果は、制御部１００に送られるようになっている。

制御部１００では、この流量計１４４の計測結果から、所定量のバラスト水、例えば３ｍ^３のバラスト水がサンプリング装置１４３に送られたかどうかを確認し、サンプリング弁１４５の開閉を制御するようになっている（第１の制御手段）。

また、更に制御部１００は、各バラストタンク２Ａ〜２Ｄの注排水を１タンクずつ行うように開閉弁１２ｇをそれぞれ個別に開閉制御（第２の制御手段）すると共に、配管７に設けられた開閉弁１４ａの開度を制御する。

次に、サンプリング装置１４３の詳細を図４に示す。

図４において、３００は貯水容器、３０１は貯水容器３００の上部に設けられた蓋体である。貯水容器３００は、例えば円筒形状に形成されており、その内部には採取対象となる水生生物を採取するための濾布３０３が設置されている。

濾布３０３は、上端開口３０３ａと下端開口３０３ｂとを有し、好ましくは上端開口３０３ａから下端開口３０３ｂに行くに従って先窄まり状となる略逆円錐形状に形成され、上端開口３０３ａの周縁が、貯水容器３００の上部内周面に着脱可能に取り付けられることにより、貯水容器３００の内部に吊下げ状に設置されている。これにより、貯水容器３００の内部は、濾布３０３の外側の空間３００Ａと濾布３０３の内側の空間３００Ｂとに区画されている。

濾布３０３には市販品を用いることができる。例えばナイロン等の樹脂製の縦糸及び横糸を交叉させてネット状に織成され、加熱することにより縦糸と横糸との交叉部を溶着させて固定することにより目ズレを防止してあるものが好ましい。濾布３０３の目合いは、採取する水生生物の大きさに応じて決定されるが、例えば５０μｍを超える大きさの水生生物を採取する場合には、５０μｍとなるように形成される。この目合いは、図５に示すように、濾布３０３の縦糸３０３Ａと横糸３０３Ｂとの間に形成される格子の対角線の距離Ａによって規定される。

濾布３０３の下端開口３０３ｂには貯留部３０４が連設されている。貯留部３０４は、貯水容器３００内において最終的に濾布３０３の内側に残留する水生生物を含む水（濃縮水）を一旦貯留させ、濃縮された水生生物を収集する容器であり、合成樹脂等によって、貯水容器３００よりも十分に小さい例えば漏斗状に形成されている。貯留部３０４の底部には、開閉弁３０６によって開閉される採水管３０５が接続されており、開閉弁３０６を開放することによって、貯留部３０４内に貯留された水生生物を含む水（濃縮水）を、貯水容器１の外部の収容容器３０７に収容することができるようになっている。収容容器３０７は、採水管３０５に着脱可能に設けられている。

一端にサンプリングノズル１４１が設けられた採水管１４２の他端は、貯水容器３００の側部上方から該貯水容器３００の内部に至り、濾布３０３の上端開口３０３ａの内側にかけて配設されている。この採水管１４２の他端に設けられたノズル３０８は、濾布３０３の上端開口３０３ａよりも下方の濾布３０３の内側に配置されており、その端部に開口する供給口３０８ａが濾布３０３の内周面に向くように屈曲している。ノズル３０８は図示しない駆動手段によって水平方向に３６０度回転可能に設け、供給口３０８ａが濾布３０３の内周に沿って回転可能であることが好ましい。

濾布３０３の上端開口３０３ａよりも下方で、ノズル３０８よりも上方に液面検出手段である液面センサー３０９が設けられており、濾布３０３の内側の水位を検出するようになっている。この液面センサー３０９の検出信号は、図２に示される制御部１００に出力されるようになっている。

採水管１４２の途中には、貯水容器３００の外側において切替弁３１０が介設され、該切替弁３１０から分岐管３１１が分岐されている。分岐管３１１は、貯水容器３００の側部上方から内部に配設され、その先端３１１ａは濾布３０３の外側に位置し、該濾布３０３の外側において貯水容器３００内に採水管１４２から送られるサンプル水を供給するようになっている。

貯水容器３００内において、同じく濾布３０３の外側にオーバーフロー管３１２が設けられ、貯水容器３００の底部３００ａを貫通し、排水管１４６と接続されている。オーバーフロー管３１２は、貯水容器３００内が一定以上の水量となった場合に余剰水をオーバーフローさせて貯水容器３００外に排出し、貯水容器１内が常に一定水量となるように調整するものであり、その上端開口３１２ａの位置によって貯水容器３００内の貯留水の水位を決定する。この上端開口３１２ａは、濾布３０３の上端開口３０３ａよりも下方であって、液面センサー３０９よりも下方で、濾布３０３の下端開口３０３ｂよりも上方に位置するように設けられている。

貯水容器３００内における空間３００Ａの底部３００ａには排水口３１３が形成されており、排水弁３１４を開放することによって内部の貯留水を排水管１４６に排水するようになっている。この排水弁３１４は、図２に示す制御部１００によって開閉制御される。

貯水容器３００の内部における濾布３０３の外側には、水流発生器３１５が配設されている。水流発生器３１５は、貯水容器３００内に水が貯留されている状態で、濾布３０３の外周面に向けて水を噴射することにより、濾布３０３の外側から内側に向かう水流を発生させて濾布３０３の内側に付着する水生生物を剥離させ、貯留部３０４内への貯留、収集を円滑に行うための補助をなすものであり、本発明において好ましく設けられる。

水流発生器３１５からの水の噴射は、図示しないポンプ等の駆動手段によって、貯水容器３００内に貯留されている濾布３０３の外側の貯留水を用いて行うことができる。

水流発生器３１５は、濾布３０３の外周に亘ってリング状に設けられていることが好ましいが、濾布３０３の外周に亘って適宜数の水流発生器が所定間隔をおいて分割配置されていてもよい。

また、水流発生器３１５は、貯水容器３００内部を上下に移動可能に設けられることも好ましい。

次に、かかるサンプリング装置１４３の作用について、図６〜図９を用いて説明する。

まず、図６に示すように、切替弁３１０の操作により、採水管１４２から分岐管３１１によって貯水容器３００内における濾布３０３の外側の空間３００Ａに水を供給して貯水容器３００内に貯留水Ｗ１を貯留しておく。この貯留水Ｗ１は、貯水容器３００内の水生生物の棲息環境を維持する観点からバラスト水を用いることが好ましい。

貯水容器３００内における濾布３０３の外側に供給された貯留水Ｗ１は、濾布３０３を通して該濾布３０３の内側の空間３００Ｂにも浸入する。貯留水Ｗ１がオーバーフロー管３１２の上端開口３１２ａを越える場合は、オーバーフロー管３１２から排水されることにより一定水量となるように貯水容器３００内に貯留される。

このとき、濾布３０３の上端開口３０３ａは、この貯留水面よりも上方に位置し、貯留水Ｗ１から露出している。また、濾布３０３の外側の空間３００Ａの貯留水Ｗ１に水生生物が含まれていても、濾布３０３の内側には濾布３０３の目合いを超える大きさの水生生物、すなわち濾布３０３によって採取対象となる大きさの水生生物は侵入しない。

貯水容器３００内に所定量の貯留水Ｗ１が貯留されたら、図７に示すように、切替弁３１０の操作により、サンプリングノズル１４１から採水管１４２によって送られるサンプル水Ｗ２を、ノズル３０８から濾布３０３の内側の空間３００Ｂに供給する。このとき、ノズル３０８を水平方向に回転させながら行うことが好ましい。ノズル３０８の回転は、例えば１回／秒とすることができる。

ノズル３０８から濾布３０３の内側にサンプル水Ｗ２が供給されることにより、貯水容器３００内の貯水量は増加するが、増加分はオーバーフロー管３１２からオーバーフローして貯水容器３００の外部に排水され、貯水容器３００内は常に一定水量に保たれる。このため、貯水容器３００の容積にかかわらず、所望の大量のサンプル水Ｗ２を供給し続けることができる。

このようにノズル３０８から濾布３０３の内側にサンプル水Ｗ２を供給し続けると、増加分はオーバーフロー管３１２からオーバーフローすることにより、濾布３０３の内側から外側に向けて余剰水が移動し、濾布３０３内には該濾布３０３を通過し得ない採取対象となる大きさの水生生物の量が増加していくことになる。

このとき、貯水容器３００内には、最初に貯留水Ｗ１が貯留されているため、濾布３０３の内側に供給されるサンプル水Ｗ２中に含まれる水生生物がいきなり濾過されて濾布３０３に圧接されることがなく、水生生物の生物個体に濾布３０３による傷つき等のダメージを与えることを防ぐので、水生生物が死滅することはない。

また、ノズル３０８を回転させながらサンプル水Ｗ２を供給することにより、濾布３０３の内側に旋回流を作り出すことができる。このため、仮に濾布３０３の内周面に水生生物が付着していても、旋回流によって剥がしながらサンプル水Ｗ２を供給することができるので、濾布３０３の目詰まりを防止することができ、効率良く水生生物の濃縮を行うことができる。

万一、濾布３０３やオーバーフロー管３１２の目詰まり等の何らかの要因によって、濾布３０３の内側の水位が上昇した場合は、液面センサー３０９によって検出される。この検出をトリガーとして、図２に示される制御部１００がサンプル水Ｗ２の供給を自動停止させることができる。これにより、濾布３０３の内側に供給されるサンプル水Ｗ２が濾布３０３の上端開口３０３ａから溢れ出ることが防止される。

ノズル３０８から濾布３０３の内側に供給されるサンプル水Ｗ２の流量は、図２に示される採水管１４２に設けられた流量計１４４によって計測され、その計測結果に基づいて制御部１００によってサンプリング弁１４５の開閉が制御される。このため、例えば３ｍ^３の水量当たりに含まれる水生生物を計測する場合、この流量計１４４によって３ｍ^３を計測することで、サンプル水Ｗ２を貯留しておくための大容量のタンク等を必要とせず、容易に所望の水量を供給することができる。しかも、貯水容器３００はオーバーフロー管３１２によって内部が常に一定水量となるように調整されるので、貯水容器３００の容積にかかわらず、所望の水量を供給し続けることにより、正確に所望の単位水量当たりの水生生物のサンプリングを行うことができる。

次に、ノズル３０８から濾布３０３の内側に所望水量のサンプル水Ｗ２が供給されたら、制御部１００の制御によりサンプリング弁１４５を閉じてサンプル水Ｗ２の供給を停止した後、図８に示すように、制御部１００により排水弁３１４を開放して排水口３１３から貯水容器３００内の空間３００Ａの貯留水Ｗ１を排水する。

排水時、濾布３０３の外側の貯留水Ｗ１のみならず、濾布３０３の内側のサンプル水Ｗ２も、濾布３０３の内側から外側に向けて移動して排水口３１２から排水される。従って、濾布３０３内には該濾布３０３を通過し得ない水生生物が残留する。

このとき、回転しているノズル３０８から、水生生物が混入していない洗浄用水等を濾布３０３の内周面に向けて供給することにより、濾布３０３の内側に付着している水生生物を洗い落としてやることが好ましい。

更に、このノズル３０８からの散水に加えて又は代えて、水流発生器３１５から濾布３０３の外周面に向けて水流を発生させることにより、濾布３０３の内側に付着する水生生物を剥離させながら排水することも好ましい。

また、図示しないが、濾布３０３に微振動を加える微振動手段を制御部１００によって制御可能に設けておき、排水時に濾布３０３を微振動させて水生生物の剥離を促進させるようにすることも好ましい。この微振動手段による濾布３０３の微振動は、濾布３０３の内側へのサンプル水Ｗ２の供給時に行うようにしてもよい。

貯水容器３００内の貯留水Ｗ１を排水口３１３から排水し終えると、又は貯留水Ｗ１の水位が貯留部３０４よりも下位となる程度まで排水すると、図９に示すように、濾布３０３内に残留する水生生物を含む濃縮水Ｗ３のみが貯留部３０４内に貯留される。この濃縮水Ｗ３は、濾布３０３によって濾し取られるような圧力を実質的にかけずに水生生物を濃縮しているため、水生生物が傷つくことなく生きたまま濃縮されている。

貯留部３０４内の濃縮水Ｗ３は、制御部１００によって開閉弁３０６を開放することにより、採水管３０５から収容容器３０７内に収容される。濃縮水Ｗ３の収容容器３０７への収容は、制御部１００が貯水容器３００内に設けられた図示しない水位検出手段（水位検出センサー）による検出信号を受けて行うことができる。この他、排水弁３１４から排水される排水量を計測したり、排水弁３１４の開放からの経過時間をトリガーとして行うようにしてもよい。

濃縮水Ｗ３に含まれる水生生物は、生物個体にダメージを与えることなく生きたまま採取されて濃縮されている。しかも、濃縮作業は所望量のバラスト水（サンプル水）を供給するだけでよいため、簡単且つ短時間で作業することができる。

また、貯水容器３００は、内部が一定水量となるように貯水量が調整されるので、供給されるサンプル水Ｗ２の水量にかかわらずコンパクトに形成することができ、省スペースで済む利点がある。

なお、貯水容器３００内の貯水量を一定水量に調整するための手段として、オーバーフロー管３１２に代えて、図示しないが、貯水容器３００の側壁にオーバーフロー用の排水口を開設し、該排水口から外部に直接オーバーフローさせる構造でもよい。

また、図１０に示すように、貯水容器３００内の所定位置に上下に２つの水位検出センサー３１６Ａ、３１６Ｂを配置し、上位の水位検出センサー３１６Ａが水位を検出したら、水量制御部３１７によって排水弁３１４を開放して貯留水を排水させ、下位の水位検出センサー３１６Ｂが水位を検出しなくなったら、水量制御部３１７によって排水弁３１４を閉鎖するように制御して、貯水容器３００内の貯留水が一定水量となるように調整する構成でもよい。この水量制御部３１７の機能は、図２に示される制御部１００が有していてもよい。

なお、濾布３０３の下端開口３０３ｂに貯留部３０４を連設する構成に代えて、濾布３０３の下端開口３０３ｂに採水管３０５を直接連設する構成でもよい。この場合、濾布３０３の下端開口３０３ｂと開閉弁３０６との間の採水管３０５内が濃縮水Ｗ３を貯留させるための貯留部として機能する。

更に、貯水容器３００内における濾布３０３の外側に貯留水Ｗ１を供給するための構成は、採水管１４２から分岐された分岐管３１１に代えて、採水管１４２とは別系統の配管によってバラスト水又はその他の水を供給する構成でもよい。

図２に示すように、かかるサンプリング装置１４３からの排水（オーバーフロー水を含む。）を排水する排水管１４６にはドレンタンク１４７が接続されており、排水は、このドレンタンク１４７に一時的に貯留される。ドレンタンク１４７には、図示しない水位検出計が設けられており、内部が所定水位になった場合に、制御部１００によって駆動制御されるドレンポンプ１４８によって連続して配管７のうちの配管部分７’’に戻される。

ドレンタンク１４７は、サンプリング装置１４３から排水された水をドレンポンプ１４８によって配管部分７’’に送り出すために一時的に貯留するためのいわゆるバッファタンクであるため、大容量とする必要がなく、小容量のタンクによって構成することができる。ドレンタンク１４７には、エアー抜き口１４７ａが設けられている。

次に、サンプリングシステム１４によるサンプリング動作の制御の一例について説明する。

各バラストタンク２Ａ〜２Ｄ内に貯留されたバラスト水を排水する際、制御部１００は、開閉弁１４ａの開度を適切に制御すると共に、最初に、例えばバラストタンク２Ａの開閉弁１２ｇのみを開操作してバラストタンク２Ａからのバラスト水の排水を開始する。この排水時のバラスト水は、既に処理装置１３によって処理された後のバラスト水であり、排水口８’に向けて配管７の配管部分７’’を通る過程で、サンプリングノズル１４１によって採取され、採水管１４２に流れ込む。このサンプル水の採取には、バラストポンプ４の駆動による圧力が利用される。

サンプリングノズル１４１から所定量のサンプル水が連続して採取されると、上述の通りサンプリング装置１４３によって水生生物が濃縮して収集され、収容容器３０７に収容される。

ここで、サンプリングシステム１４は、サンプリング装置１４３の近傍に可視化手段であるモニタ２０１とプリンタ２０２を有しており、それぞれ制御部１００と電気的につながっている。モニタ２０１は例えば液晶モニタからなり、制御部１００から現在バラスト水の排水を行っているバラストタンク２Ａの情報を画面表示することにより可視化する。また、プリンタ２０２は、制御部１００から送られるバラスト水の排水を行っているバラストタンク２Ａの情報をプリントし、ラベルシート２０２ａ等に印刷して出力することにより可視化する。

サンプル水の採取量は、制御部１００が流量計１４４によって監視している。この間、連続して採取されるサンプル水は、サンプリング装置１４３の貯水容器３００から次々にオーバーフローしてドレンタンク１４７に貯留された後、連続して配管７の配管部分７’’に戻される。

所定量のサンプル水がサンプリングノズル１４１からサンプリング装置１４３に採取されたら、サンプリング弁１４５を閉操作する一方、開閉弁１４ａの開度を元に戻して、バラスト水のサンプリング装置１４３への採取を終了する。

バラストタンク２Ａから排水されるバラスト水から所定量のサンプル水が採取されたら、作業者はモニタ２０１を確認することにより、あるいは、プリンタ２０２から出力されたバラストタンク２Ａを特定するための情報が印刷されたラベルシート２０２ａを、サンプリング装置１４３から取り外された収容容器３０７に貼着しておくことにより、バラストタンク２Ａとサンプル水との１対１の対応づけを行うことができる。

このようなバラストタンク２Ａとサンプル水との１対１の対応づけには、モニタ２０１又はプリンタ２０２のいずれか一方のみであってもよく、また、これら以外にも、収容容器３０７に直接情報を印刷可能なプリンタを使用するようにしてもよい。

以後、他のバラストタンク２Ｂ〜２Ｄにおいても、上記同様にして、順次、排水されるバラスト水からサンプル水を採取する。

なお、ここで、収容容器３０７内のサンプル水を検査した結果、バラスト水がＩＭＯ基準を満足するものでなかった場合は、排水口８’の手前の配管部分７’’に、図示しないオゾン注入部を設けておき、バラスト水中にオゾンを注入して残存する水生生物を除去、殺菌あるいは殺滅した上で船体１外に排水するようにしたり、また、排水すべきバラスト水を再び処理装置１３に送って、処理装置１３において再処理したりすることも好ましい。

このように、本発明に係る船舶バラスト水のサンプリングシステムによれば、サンプリングノズル１４１によって配管７内を流れるバラスト水中からサンプル水を連続して採取するようにしているので、各バラストタンク２から直接採取する手間が掛からず、容易にバラスト水のサンプリングを行うことができる。

なお、本実施形態では、サンプリングシステム１４によってバラスト水の排水時にサンプル水の採取を行うようにしたが、サンプリングシステム１４は、バラスト水の注水時にサンプル水の採取を行うようにしてもよい。従って、この場合は、サンプリングシステム１４を、処理装置１３によって処理された後であって、各バラストタンク２に注水される前のバラスト水からサンプル水の採取を行うように、例えば配管７の配管部分７’において、処理装置１３と主配管９との接続部位の間に設けるようにすればよい。

また、より安全のため、バラスト水の注水時及び排水時の両方でサンプル水の採取を行うようにしてもよい。この場合は、１つのサンプリングシステム１４によって、バラスト水の注水ラインと排水ラインの両方からサンプル水を採取可能となるように採水管を配設するようにしてもよいし、バラスト水の注水ラインと排水ラインの両方にそれぞれ個別にサンプリングシステム１４を配設することにより、バラスト水の注水時と排水時に別々のサンプリングシステム１４を稼動させるようにしてもよい。

本発明に係る船舶バラスト水のサンプリングシステムを設けた船舶の主要部の概略を平面視で示す構成図 本発明に係る船舶バラスト水のサンプリングシステムの詳細を示す構成図 図２中のＡ部拡大図 サンプリング装置の一例を示す概略図 濾布の目合いを説明する図 サンプリング装置の動作を説明する図 サンプリング装置の動作を説明する図 サンプリング装置の動作を説明する図 サンプリング装置の動作を説明する図 貯水容器内の貯水量を常に一定水量に調整するための手段の他の態様を示す概略図

符号の説明

１：船体
２、２Ａ〜２Ｄ：バラストタンク
３：シーチェスト
４：バラストポンプ
５：取水管
６：ストレーナー
７：配管
８、８’：排水口
９：主配管
１０：注排水ノズル
１１：バイパス管
１２ａ〜１２ｇ：開閉弁
１３：処理装置
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ：開閉弁
１４：サンプリングシステム
１４１：サンプリングノズル
１４２：採水管
１４３：サンプリング装置
１４４：流量計
１４５：開閉弁
１４６：返送管
１４７：ドレンタンク
１４８：ドレンポンプ
１５：除去装置
１００：制御部
２０１：表示装置
２０２：プリンタ
２０２ａ：ラベルシート
３００：貯水容器
３０１：蓋体
３０３：濾布
３０３Ａ：縦糸
３０３Ｂ：横糸
３０３ａ：上端開口
３０３ｂ：下端開口
３０４：貯留部
３０５：採水管
３０６：開閉弁
３０７：収容容器
３０８：供給管
３０８ａ：ノズル
３０８ｂ：供給口
３０９：液面センサー
３１０：切替弁
３１１：分岐管
３１１ａ：供給口
３１２：オーバーフロー管
３１２ａ：上端開口
３１３：排水口
３１４：開閉弁
３１５：水流発生器
３１６Ａ、３１６Ｂ：水位検出計
３１７：水量制御部

Claims (8)

1. 船舶バラスト水に含まれる水生生物を検査するために前記バラスト水をサンプリングする船舶バラスト水のサンプリングシステムであって、
   バラストタンクにバラスト水を注水する注水ライン及び／又はバラストタンク内のバラスト水を船舶外に排水する排水ラインに設けられ、前記注水ライン及び／又は前記排水ラインからバラスト水の一部を連続して採取するサンプリングノズルと、
   前記サンプリングノズルから採取されたバラスト水に含まれる水生生物を濃縮するサンプリング装置とを備え、
   前記サンプリング装置は、内部に貯留水が一定水量となるように調整可能に貯留される貯水容器と、
   上端開口及び下端開口を有し、前記貯水容器内の貯留水中に前記上端開口が露出するように浸漬され、前記貯水容器内を外側と内側の２つの空間に区画する濾布と、
   前記サンプリングノズルから採取されたバラスト水を前記濾布の前記上端開口の内側に供給する供給口と、
   前記貯水容器内における前記濾布の外側から、前記貯水容器内の貯留水を排水する排水口と、
   前記貯水容器内における前記濾布の下端開口に連設され、前記貯水容器内の貯留水が前記排水口から排水された際に前記濾布の内側に残留する水生生物を含む水を一旦貯留させる貯留部と、
   前記貯留部に貯留された水生生物を含む水を収容する収容容器とを有していることを特徴とする船舶バラスト水のサンプリングシステム。
2. 前記貯水容器から排水された貯留水を一時的に貯留するドレンタンクと、
   前記ドレンタンク内の貯留水を前記注水ライン又は前記排水ラインに連続して排水するドレンポンプとを更に備えることを特徴とする請求項１記載の船舶バラスト水のサンプリングシステム。
3. 前記供給口は、前記濾布の内側にバラスト水を供給する際及び／又は前記貯水容器内の貯留水を排水する際に前記濾布の内周に沿うように回転可能に設けられたノズルの先端に開口していることを特徴とする請求項１又は２記載の船舶バラスト水のサンプリングシステム。
4. 前記サンプリング装置は、前記貯水容器内における前記濾布の外側に、前記濾布の外側から内側に向かう水流を発生させ、前記濾布の内側に付着する水生生物を剥離させる水流発生手段を有していることを特徴とする請求項１、２又は３記載の船舶バラスト水のサンプリングシステム。
5. 前記サンプリング装置に供給されるバラスト水の流路を開閉するサンプリング弁と、
   前記サンプリング装置に供給されるバラスト水の供給量を計測する流量計と、
   前記流量計の計測結果に基づいて、前記サンプリング弁を開閉制御する第１の制御手段とを更に備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の船舶バラスト水のサンプリングシステム。
6. 前記排水口を開閉する排水弁を更に備え、
   前記第１の制御手段は、前記流量計の計測結果に基づいて、前記サンプリング弁を閉制御した後、前記排水弁を開制御して、前記貯水容器内の貯留水を前記排水口から排水する制御を行うことを特徴とする請求項５記載の船舶バラスト水のサンプリングシステム。
7. 前記バラストタンクは複数設けられ、
   前記各バラストタンクの前記注水ライン及び／又は前記排水ラインをそれぞれ開閉する開閉弁と、
   情報を可視化する可視化手段と、
   前記複数のバラストタンクに対して１タンクずつバラスト水を注水又は排水するように前記開閉弁を開閉制御すると共に、注水又は排水を行っているバラストタンクの情報を取得し、前記サンプリングノズルによってバラスト水を採取する際に、前記注水又は排水を行っているバラストタンクと前記サンプリングノズルにより採取されたバラスト水とを１対１に対応づけ、その結果を前記可視化手段に出力する第２の制御手段とを更に備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の船舶バラスト水のサンプリングシステム。
8. 前記可視化手段は、情報を画面表示するモニタ及び／又は情報を印刷するプリンタであることを特徴とする請求項７記載の船舶バラスト水のサンプリングシステム。

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