JP2012091607A - Ballast water treatment apparatus and method for cleaning the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バラスト水処理装置とそのクリーニング方法に関するものである。 The present invention relates to a ballast water treatment apparatus and a cleaning method thereof.
船舶の安定航行を行うために、この船舶には、その停泊地において、バラスト水が適宜取り込まれ、また排出されるようになっているが、バラスト水を取り込む停泊地と、それを排出させる停泊地とは異なることが多いので、生態系の破壊が問題となっている。 In order to carry out stable navigation of the ship, this ship is appropriately loaded and discharged with ballast water at its anchorage, but the anchorage where ballast water is taken in and the anchorage where it is discharged. Since it is often different from the ground, destruction of the ecosystem is a problem.
すなわち、バラスト水を取り込んだ停泊地に生息していた水生生物や細菌類等の生物種が、その環境とは異なる停泊地において排出されると、その排出地における生物種の生態系を破壊させることがあるのである。 In other words, if aquatic species such as aquatic organisms and bacteria that lived in a berth where the ballast water was taken in are discharged in a berth that differs from the environment, the ecosystem of the species in the basin is destroyed. There are things.
そこで、バラスト水を処理することにより、上述した生態系の破壊を防止しようとするバラスト水処理装置が提案されている(例えば下記特許文献1参照)。 Then, the ballast water treatment apparatus which tries to prevent destruction of the ecosystem mentioned above by processing ballast water is proposed (for example, refer to the following patent documents 1).
上記バラスト水処理装置は、バラスト水流入口、およびバラスト水流出口を有するバラスト水処理容器と、このバラスト水処理容器内にオゾン水を流入させるオゾン注入手段とを備えた構成となっている。 The ballast water treatment apparatus includes a ballast water treatment container having a ballast water inlet and a ballast water outlet, and an ozone injection unit that allows ozone water to flow into the ballast water treatment container.
すなわち、船舶のシーチェストからくみ上げたバラスト水に、バラスト水処理容器内において、オゾン水を混入させ、オゾンの強酸化作用により、前記水生生物や細菌類等の生物種を殺滅させるようにしているのである。 That is, in the ballast water treatment container, the ballast water pumped up from the sea chest of the ship is mixed with ozone water, and the species such as aquatic organisms and bacteria are killed by the strong oxidizing action of ozone. It is.
しかしながら、このようにオゾンを利用するものは、オゾン発生手段や、オゾンによりバラスト水の配管が腐食するのを防止するためのオゾン脱気手段が必要となり、その結果としてバラスト水処理装置が大型化しやすくなる。 However, those using ozone in this way require ozone generating means and ozone degassing means for preventing the ballast water piping from corroding due to ozone, resulting in an increase in the size of the ballast water treatment apparatus. It becomes easy.
そこで、本発明はバラスト水処理装置の小型化を図ることを目的とするものである。 Accordingly, an object of the present invention is to reduce the size of a ballast water treatment apparatus.
そして、この目的を達成するために本発明は、バラスト水流入口、およびバラスト水流出口を有するバラスト水処理容器と、このバラスト水処理容器内に設けた紫外線照射手段とを備え、前記バラスト水処理容器内に、光触媒体を着脱自在に設けるとともに、この光触媒体は、基材に、光触媒粉を、耐紫外線性バインダーにて付着させた構成とし、これにより所期の目的を達成するものである。 In order to achieve this object, the present invention comprises a ballast water treatment vessel having a ballast water inlet and a ballast water outlet, and an ultraviolet irradiation means provided in the ballast water treatment vessel, and the ballast water treatment vessel The photocatalyst body is detachably provided, and the photocatalyst body has a structure in which photocatalyst powder is adhered to a base material with an ultraviolet-resistant binder, thereby achieving the intended purpose.
以上のように本発明は、バラスト水流入口、およびバラスト水流出口を有するバラスト水処理容器と、このバラスト水処理容器内に設けた紫外線照射手段とを備え、前記バラスト水処理容器内に、光触媒体を着脱自在に設けるとともに、この光触媒体は、基材に、光触媒粉を、耐紫外線性バインダーにて付着させた構成としたものであるので、その小型化が図れるものとなる。 As described above, the present invention includes a ballast water treatment container having a ballast water inlet and a ballast water outlet, and an ultraviolet irradiation means provided in the ballast water treatment container, and the photocatalyst is provided in the ballast water treatment container. Since the photocatalyst body has a structure in which the photocatalyst powder is adhered to the base material with an ultraviolet resistant binder, the photocatalyst body can be downsized.
すなわち、本発明においては、バラスト水処理容器内に設けた紫外線照射手段からの紫外線と、この紫外線を受けた光触媒体により発生した、活性化された水酸ラジカルとにより、水生生物や細菌類等の生物種を殺滅させるものであるので、バラスト水処理容器外に、従来のようなオゾン発生手段や、オゾン脱気手段を設ける必要がなく、その結果として小型化が図れるものとなる。 That is, in the present invention, aquatic organisms, bacteria, etc. by ultraviolet rays from ultraviolet irradiation means provided in the ballast water treatment container and activated hydroxyl radicals generated by the photocatalyst that has received the ultraviolet rays. Therefore, it is not necessary to provide conventional ozone generation means and ozone deaeration means outside the ballast water treatment container, and as a result, downsizing can be achieved.
また、本発明における光触媒体は、基材に、光触媒粉を、耐紫外線性バインダーにて付着させた構成としたものであるので、紫外線照射手段からの紫外線によって基材から光触媒粉が不用意に剥離することはないが、例えばバラスト水の供給後に、研磨剤を洗浄液とともにバラスト水処理容器内に流入させれば、この光触媒体の表面を、この表面に付着した水生生物や細菌類等の死骸などとともに、簡単に除去することができる。 In addition, since the photocatalyst body in the present invention has a structure in which the photocatalyst powder is adhered to the base material with an ultraviolet resistant binder, the photocatalyst powder is inadvertently removed from the base material by ultraviolet rays from the ultraviolet irradiation means. Although it does not peel off, for example, after supplying the ballast water, if the abrasive is poured into the ballast water treatment container together with the cleaning liquid, the surface of the photocatalyst is changed to a dead body such as aquatic organisms or bacteria attached to the surface. Etc. can be easily removed.
すなわち、このようにすれば、光触媒体の表面を常に新生面とすることができるので、この光触媒体により発生した、活性化された水酸ラジカルにより、水生生物や細菌類等の生物種を殺滅させる効果を高い状態で、維持することができるものとなる。 That is, in this way, the surface of the photocatalyst can always be a new surface, and the activated hydroxyl radical generated by the photocatalyst kills biological species such as aquatic organisms and bacteria. It is possible to maintain the effect of making it high.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1の1は、港2に係留している船舶を示し、この船舶1の喫水線3の下方にはシーチェスト4が設けられている。
(Embodiment 1)
1 of FIG. 1 shows the ship moored in the
図2は前記船舶1のバラスト水の取り込み、排出経路を示している。 FIG. 2 shows the ballast water intake and discharge path of the ship 1.
すなわち、船舶1内にバラスト水を取り込む場合には、まず船舶1内の切換弁5をシーチェスト4側に切換え、切換弁7を流入口8側に切換え、次に船舶1内のポンプ9を駆動する。
That is, when ballast water is taken into the ship 1, the
すると、シーチェスト4から例えば海水がバラスト水として流入し、その後、ポンプ9、流入口8を介してバラストタンク10内に取り込まれる。
Then, for example, seawater flows from the
また、バラストタンク10内のバラスト水を排出する場合には、切換弁5を流出口11側に切換え、切換弁7を流入口8とは反対側に切換え、次にポンプ9を駆動する。
When discharging the ballast water in the
すると、バラストタンク10内のバラスト水は流出口11から切換弁5、ポンプ9、切換弁7を介してシーチェスト4を介して船舶1外に排出される。
Then, the ballast water in the
図3は図2におけるポンプ9から切換弁7までの間に介在されたバラスト水処理装置12を示している。
FIG. 3 shows a ballast
このバラスト水処理装置12は、図4に示すように、バラスト水流入口13、およびバラスト水流出口14を有する筒状のバラスト水処理容器15と、このバラスト水処理容器15内に紫外線照射手段の一例として設けた複数の紫外線ランプ16と、紫外線ランプ16間に配置した複数の光触媒体17とを備えている。
As shown in FIG. 4, the ballast
また、光触媒体17は、図5に示すように、ガラス繊維の編布よりなる基材18に、光触媒粉19を、耐紫外線性バインダー(例えばテトラエトキシシランを加水分解し縮重合して得られるシリカ)20にて付着させた構成とした。
As shown in FIG. 5, the
さらに、光触媒粉19は、図8にも示しているが、アナタース型酸化チタンとフッソとを含み、前記アナタース型酸化チタンとフッソが化学結合している酸化チタン光触媒であり、その詳細な内容は、本願特許出願人が先に出願しているWO2008/132824号公報に詳細に記載されている。
Further, as shown in FIG. 8, the
再び図3に戻って説明を続けると、バラスト水処理容器15のバラスト水流入口13には、研磨剤(図6の21)が収納される洗浄液タンク22の洗浄液流出口23が、洗浄液ポンプ24、切換弁25を介して接続されている。
Returning to FIG. 3 again and continuing the description, the ballast water inlet 13 of the ballast
また、バラスト水処理容器15のバラスト水流出口14と、洗浄液タンク22は、切換弁26を介して接続されているが、洗浄液タンク22は上面が開放された容器であるので、この容器の液面上に、前記バラスト水処理容器15のバラスト水流出口14が、切換弁26を介して接続された状態となっている。
Further, the
なお、図1に示した切換弁7は、切換弁26の下流に存在する状態となっている。
Note that the
また、図3に示すように、バラスト水処理容器15のバラスト水流入口13の上流側には、シーチェスト4から取り込んだバラスト水中に存在するゴミや、50μm以上の大きさの大型水生生物を除去するためのフィルター容器28が接続されている。
Further, as shown in FIG. 3, dust existing in the ballast water taken from the
なお、前記洗浄液タンク22の洗浄液流出口23は、切換弁25に接続されている。
The cleaning
以上の構成において、船舶1にバラスト水を取り込む場合には、図2を用いて説明したように、まず船舶1内の切換弁5をシーチェスト側に切換え、切換弁7を流入口8側に切換え、次に船舶1内のポンプ9を駆動する。
In the above configuration, when the ballast water is taken into the ship 1, first, the
すると、シーチェスト4から例えば海水がバラスト水として流入し、その後、ポンプ9、流入口8を介してバラストタンク10内に取り込まれる。
Then, for example, seawater flows from the
この時、本実施形態においては、図3で説明したように、前記ポンプ9と流入口8間に、バラスト水処理装置12が介在された状態となっている(切換弁25はフィルター容器28とバラスト水流入口13を連通し、切換弁26はバラスト水流出口14と切換弁7を連通している)。
At this time, in the present embodiment, as described with reference to FIG. 3, the ballast
このため、シーチェスト4、ポンプ9を経由したバラスト水は、先ず、フィルター容器28内に供給され、ここで、バラスト水中に存在するゴミや、50μm以上の大きさの大型水生生物が除去される。
For this reason, the ballast water that has passed through the
そしてこの状態で、バラスト水は、次にバラスト水流入口13から、バラスト水処理容器15内へと供給される。
In this state, the ballast water is then supplied from the ballast water inlet 13 into the ballast
バラスト水処理容器15内には図4で説明したように、紫外線照射手段の一例として設けた複数の紫外線ランプ16と、紫外線ランプ16間に配置した複数の光触媒体17とを設けている。
As described with reference to FIG. 4, a plurality of ultraviolet lamps 16 provided as an example of ultraviolet irradiation means and a plurality of
このため、バラスト水処理容器15内に設けた紫外線ランプ16からの紫外線と、この紫外線を受けた光触媒体17により発生した、活性化された水酸ラジカルとにより、水生生物や細菌類等の生物種は殺滅させられることになる。
For this reason, living organisms such as aquatic organisms and bacteria are generated by the ultraviolet rays from the ultraviolet lamp 16 provided in the ballast
そして、このように水生生物や細菌類等の生物種が殺滅させられたバラスト水が、次にはバラスト水処理容器15のバラスト水流出口14、切換弁26、切換弁7、流入口8を介してバラストタンク10内に取り込まれる。
Then, the ballast water in which organism species such as aquatic organisms and bacteria are killed in this way, the
また、バラストタンク10内に取り込まれたバラスト水を排出する場合には、図2に示した船舶1内の切換弁5を流出口11側に切換え、切換弁7を流入口8とは反対側に切換え、次に船舶1内のポンプ9を駆動する(なお、この時にも切換弁25はフィルター容器28とバラスト水流入口13を連通し、切換弁26はバラスト水流出口14と切換弁7を連通している)。
When discharging the ballast water taken into the
すると、図2に示したバラストタンク10内のバラスト水は流出口11から切換弁5、ポンプ9、切換弁7、を介してシーチェスト4を介して船舶1外に排出されることになるが、この時にも、図3で説明したように、前記ポンプ9と流入口8間に、バラスト水処理装置12が介在された状態となっている(切換弁25はフィルター容器28とバラスト水流入口13を連通し、切換弁26はバラスト水流出口14と切換弁7を連通している)。
Then, the ballast water in the
このため、バラストタンク10内のバラスト水は、流出口11から切換弁5、ポンプ9を経由し、バラスト水流入口13から、バラスト水処理容器15内へと供給される。
For this reason, the ballast water in the
バラスト水処理容器15内には図4で説明したように、紫外線照射手段の一例として設けた複数の紫外線ランプ16と、紫外線ランプ16間に配置した複数の光触媒体17とを設けている。
As described with reference to FIG. 4, a plurality of ultraviolet lamps 16 provided as an example of ultraviolet irradiation means and a plurality of
このため、バラスト水処理容器15内に設けた紫外線ランプ16からの紫外線と、この紫外線を受けた光触媒体17により発生した、活性化された水酸ラジカルとにより、水生生物や細菌類等の生物種は殺滅させられることになる。
For this reason, living organisms such as aquatic organisms and bacteria are generated by the ultraviolet rays from the ultraviolet lamp 16 provided in the ballast
そして、このように水生生物や細菌類等の生物種が殺滅させられたバラスト水が、次にはバラスト水処理容器15のバラスト水流出口14、切換弁26、切換弁7、を介してシーチェスト4から船舶1外に排出される。
Then, the ballast water in which species such as aquatic organisms and bacteria are killed in this way is then transferred to the
つまり、バラスト水の取り込み時に、バラスト水処理容器15で、水生生物や細菌類等の生物種を殺滅はしたが、例えば、それら生物種の休眠胞子などが処理できずに残ってしまった場合には、それがバラストタンク10内で発芽してしまう虞もあるので、このようなバラスト水の排出時にも、バラスト水処理容器15内で、それら生物種の殺滅を行うのである。
That is, when the ballast water is taken up, biological species such as aquatic organisms and bacteria are killed in the ballast
このようなバラスト水処理容器15内での生物種の殺滅を行った状態では、図5に示すように、光触媒体17の表面には、無機系付着物(例えばCaCO3)29や有機系付着物(例えば死滅した生物種)30が付着した状態となり、この状態では、次回使用時における光触媒体17の生物種殺滅効果が低いものとなる。
In the state where the biological species have been killed in the ballast
そこで、本実施形態では、上述したバラスト水の取り込みや排出が終わった後に、図3に示す切換弁25で洗浄液ポンプ24とバラスト水流入口13を連通させ、切換弁26でバラスト水流出口14と洗浄液タンク22を連通させる。その状態で洗浄液ポンプ24を駆動することで、光触媒体17表面のクリーニングを行う。
Therefore, in the present embodiment, after the above-described ballast water has been taken in and discharged, the cleaning
すると、洗浄液タンク22内に用意した洗浄液が、洗浄液流出口23、洗浄液ポンプ24、切換弁25、バラスト水流入口13を介してバラスト水処理容器15に勢いよく供給され、その結果図6に示すように、洗浄液中に含まれている研磨剤21で、無機系付着物29や有機系付着物30が、光触媒粉19と耐紫外線性バインダー20よりなる層表面とともに研磨除去され、図7のように光触媒体17の表面は新生面状態となる。
Then, the cleaning liquid prepared in the cleaning
したがって、次回の使用時にも、この光触媒体17による生物種殺滅効果を、高い状態で維持できるものとなる。
Therefore, the biological species killing effect by the
なお、本実施形態では、1度の洗浄により、光触媒粉19と耐紫外線性バインダー20よりなる層表面の略1/100が除去されることを想定し、この一度に研磨除去される量の100倍の厚みを、前記光触媒粉19と耐紫外線性バインダー20よりなる層の厚みとした。
In the present embodiment, it is assumed that approximately 1/100 of the surface of the layer composed of the
これは、バラスト水の取り込み、排出が、合計、1年間に略70回程度となることから設定した値である(なお、図5〜図7では図面の都合上、光触媒粉19と耐紫外線性バインダー20よりなる層の途中を省略している)。
This is a value set since the total uptake and discharge of ballast water is approximately 70 times per year (in FIGS. 5 to 7, for the convenience of the drawing, the
また、紫外線ランプ16は長期間の使用において電極の損耗や石英管内壁の黒化が発生することから、紫外線照射強度が低下する。 Further, since the ultraviolet lamp 16 is worn over a long period of time, electrode wear and blackening of the inner wall of the quartz tube occur, so that the intensity of ultraviolet irradiation decreases.
したがって、紫外線ランプ16は点灯開始から数千時間で定期的に交換する必要がある。 Therefore, it is necessary to periodically replace the ultraviolet lamp 16 within thousands of hours from the start of lighting.
以上の説明からも理解されるように、光触媒体17と紫外線ランプ16は、船舶の定期点検の時期に合わせて1回/1年交換することが望ましく、そのために、これらの光触媒体17と紫外線ランプ16は、バラスト水処理容器15内に、着脱自在に装着された状態となっている。
As understood from the above description, it is desirable to replace the
このような光触媒体17表面のクリーニングを行うことも本実施形態の特徴であるが、このときに光触媒体17を構成する光触媒粉19が、上述したようにアナタース型酸化チタンとフッソとを含み、前記アナタース型酸化チタンとフッソが化学結合している酸化チタン光触媒であることが最大の特徴点である。
The cleaning of the surface of the
すなわち、このような構造の光触媒粉19では、図8に示すように光触媒粉19中のフッソはチタンとは化学的に結合するが、耐紫外線性バインダー20とは結合せず、よって光触媒粉19と耐紫外線性バインダー20との結合状態は弱く、その結果として、上述したクリーニングにより、光触媒体17表面、および無機系付着物29や有機系付着物30の研磨、除去が効果的に行われることになるのである。
That is, in the
なお、図9はフッソを含有しない光触媒粉31と耐紫外線性バインダー20との結合状態を示し、この状態では、光触媒粉19と比べて光触媒粉31はSi−Oを介した強固な結合が多い状態となっているので、上述したクリーニングを行っても、光触媒体17表面、および無機系付着物29や有機系付着物30の研磨、除去が簡単には行われないことになる。
FIG. 9 shows a bonded state between the
以上のように本発明は、バラスト水流入口、およびバラスト水流出口を有するバラスト水処理容器と、このバラスト水処理容器内に設けた紫外線照射手段とを備え、前記バラスト水処理容器内に、光触媒体を着脱自在に設けるとともに、この光触媒体は、基材に、光触媒粉を、耐紫外線性バインダーにて付着させた構成としたものであるので、その小型化が図れるものとなる。 As described above, the present invention includes a ballast water treatment container having a ballast water inlet and a ballast water outlet, and an ultraviolet irradiation means provided in the ballast water treatment container, and the photocatalyst is provided in the ballast water treatment container. Since the photocatalyst body has a structure in which the photocatalyst powder is adhered to the base material with an ultraviolet resistant binder, the photocatalyst body can be downsized.
すなわち、本発明においては、バラスト水処理容器内に設けた紫外線照射手段からの紫外線と、この紫外線を受けた光触媒体により発生した、活性化された水酸ラジカルとにより、水生生物や細菌類等の生物種を殺滅させるものであるので、バラスト水処理容器外に、従来のようなオゾン発生手段や、オゾン脱気手段を設ける必要がなく、その結果として小型化が図れるものとなる。 That is, in the present invention, aquatic organisms, bacteria, etc. by ultraviolet rays from ultraviolet irradiation means provided in the ballast water treatment container and activated hydroxyl radicals generated by the photocatalyst that has received the ultraviolet rays. Therefore, it is not necessary to provide conventional ozone generation means and ozone deaeration means outside the ballast water treatment container, and as a result, downsizing can be achieved.
また、本発明における光触媒体は、基材に、光触媒粉を、耐紫外線性バインダーにて付着させた構成としたものであるので、紫外線照射手段からの紫外線によって基材から光触媒粉が不用意に剥離することはないが、例えばバラスト水の供給後に、研磨剤を洗浄液とともにバラスト水処理容器内に流入させれば、この光触媒体の表面を、この表面に付着した水生生物や細菌類等の死骸などとともに、簡単に除去することができる。 In addition, since the photocatalyst body in the present invention has a structure in which the photocatalyst powder is adhered to the base material with an ultraviolet resistant binder, the photocatalyst powder is inadvertently removed from the base material by ultraviolet rays from the ultraviolet irradiation means. Although it does not peel off, for example, after supplying the ballast water, if the abrasive is poured into the ballast water treatment container together with the cleaning liquid, the surface of the photocatalyst is changed to a dead body such as aquatic organisms or bacteria attached to the surface. Etc. can be easily removed.
すなわち、このようにすれば、光触媒体の表面を常に新生面とすることができるので、この光触媒体により発生した、活性化された水酸ラジカルにより、水生生物や細菌類等の生物種を殺滅させる効果を高い状態で、維持することができるものとなる。 That is, in this way, the surface of the photocatalyst can always be a new surface, and the activated hydroxyl radical generated by the photocatalyst kills biological species such as aquatic organisms and bacteria. It is possible to maintain the effect of making it high.
したがって、船舶のバラスト水処理装置としての活用が期待される。 Therefore, utilization as a ballast water treatment apparatus for ships is expected.
1 船舶
2 港
3 喫水線
4 シーチェスト
5 切換弁
7 切換弁
8 流入口
9 ポンプ
10 バラストタンク
11 流出口
12 バラスト水処理装置
13 バラスト水流入口
14 バラスト水流出口
15 バラスト水処理容器
16 紫外線ランプ
17 光触媒体
18 基材
19 光触媒粉
20 耐紫外線性バインダー
21 研磨剤
22 洗浄液タンク
23 洗浄液流出口
24 洗浄液ポンプ
25 切換弁
26 切換弁
28 フィルター容器
29 無機系付着物
30 有機系付着物
31 光触媒粉
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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Cited By (2)
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CN107673442A (en) * | 2016-08-01 | 2018-02-09 | 中瑞环保股份有限公司 | A kind of sewage purification system and sewage purification device |
JP2018516284A (en) * | 2015-05-18 | 2018-06-21 | 青島双瑞海洋環境工程股▲ふん▼有限公司 | Cleaning liquid for ship ballast water treatment filter, on-line cleaning apparatus and method |
-
2010
- 2010-10-26 JP JP2010239254A patent/JP2012091607A/en active Pending
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JP2018516284A (en) * | 2015-05-18 | 2018-06-21 | 青島双瑞海洋環境工程股▲ふん▼有限公司 | Cleaning liquid for ship ballast water treatment filter, on-line cleaning apparatus and method |
CN107673442A (en) * | 2016-08-01 | 2018-02-09 | 中瑞环保股份有限公司 | A kind of sewage purification system and sewage purification device |
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