JP2013043488A - バラスト水処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バラスト水処理装置のろ過フィルタの逆洗を、ボイラのブロー水や蒸気を用いて行う。
【解決手段】バラスト水中の生物・微生物を除去・殺滅するバラスト水処理装置１は、バラスト水が通されるろ過フィルタ５と、ボイラ１０から排出されるブロー水を大気圧より高い圧力で貯留するアキュムレータ１５と、このアキュムレータ１５とろ過フィルタ５の下流側とを接続する逆洗流体供給路１６とを備える。アキュムレータ１５で貯留した加圧水、および／または、この加圧水をアキュムレータ１５よりも低圧の逆洗流体供給路１６に開放することで生じるフラッシュ蒸気を、逆洗流体供給路１６を介してろ過フィルタ５に逆方向に通して、ろ過フィルタ５を逆洗する。
【選択図】図１

Description

本発明は、バラスト水中の生物・微生物を除去・殺滅するバラスト水処理装置に関し、特にろ過フィルタの逆洗構造に関するものである。

船舶は、積荷がないか積荷が少ない場合、プロペラを所望の水深まで沈めたり、船の重心を適正まで下げたりするために、バラスト水と呼ばれる水（海水、淡水または汽水）が船内に取り込まれる。典型的には、船舶は、荷揚港で積荷を降ろすと重心が上がるので、周囲の水を取り込んで重心を下げ、そのバラスト水は荷積港で周囲に排出される。

ところが、荷揚港で取り込んだバラスト水が荷積港で排出されるので、バラスト水中に含まれる生物・微生物に起因して、周囲の生態系を破壊するという問題がある。そこで、次亜塩素酸などを用いてバラスト水中の生物・微生物を殺滅するバラスト水処理装置があるが、サイズの大きな（概ね５０μｍ以上）生物は、化学的処理によって短時間に死滅させることが難しいため、まず、フィルタでろ過除去することが一般的に行われている。しかし、取水を繰り返すことによってフィルタが目詰まりを起こし、通水量が減ることで処理に時間がかかると共に、ろ過フィルタ上流側の圧力上昇によって、ろ過された生物が押し出されるように抜け出たり、下流側の処理制御が困難になる場合がある。

一方、下記特許文献１に開示されるバラスト水処理装置は、バラスト水を濾過するフィルタ濾過装置（４）と、このフィルタ濾過装置のフィルタ（４１）を高温水により加熱しながら逆洗浄する加熱逆洗装置（６）とを備える。そして、バラスト水（Ａ）は、フィルタ（４１）を介してバラストタンク（２）へ供給され、そのフィルタ（４１）は、加熱逆洗装置（６）からの高温水（Ｂ）で逆洗可能とされている。

特開２００５−１５２７９９号公報（請求項１、図１）

しかしながら、前記特許文献１に開示されるバラスト水処理装置では、温水を製造する加熱逆洗装置（６）を備え、その温水をフィルタの逆洗に用いている。ところが、船舶には、停泊中の重油の加温などのためにボイラが備えられており、しかもその濃縮ブロー水は排水されているから、そのブロー水やボイラ蒸気などを利用できれば好適である。

また、前記特許文献１に開示されるバラスト水処理装置では、逆洗後の排水はバラストタンクへ入れられる。この方法では、フィルタで分離され本来タンクへ入れるはずのない夾雑物をタンクへ戻すことになり、これがタンクに堆積することで重量が増し、船の輸送能力に影響を与えてしまうことになる。また、フィルタに付着していた微生物が万一死滅していない場合には、バラストタンク内で増殖し、荷積港で排水した場合の環境汚染のおそれがある。

本発明が解決しようとする課題は、ボイラのブロー水や蒸気を用いて、バラスト水処理装置のろ過フィルタの逆洗を可能とすることにある。また、逆洗流体の排水によっても環境汚染のおそれのない逆洗を可能とすることを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、バラスト水中の生物・微生物を除去・殺滅するバラスト水処理装置であって、バラスト水が通されるろ過フィルタと、ボイラから排出されるブロー水を大気圧より高い圧力で貯留するアキュムレータと、このアキュムレータと前記ろ過フィルタの下流側とを接続する逆洗流体供給路とを備え、前記アキュムレータで貯留した加圧水、および／または、この加圧水を前記アキュムレータよりも低圧の前記逆洗流体供給路に開放することで生じるフラッシュ蒸気を、前記逆洗流体供給路を介して前記ろ過フィルタに逆方向に通して、前記ろ過フィルタを逆洗することを特徴とするバラスト水処理装置である。

請求項１に記載の発明によれば、ボイラのブロー水を大気圧より高い圧力でアキュムレータに貯留しておき、その加圧水および／またはフラッシュ蒸気を用いて、ろ過フィルタを逆洗することができる。加圧水や蒸気を用いるので、温度の高い流体を圧力差によってろ過フィルタに勢いよく流すことができ、ろ過フィルタを効果的に洗浄することができる。また、ボイラのブロー水を有効活用することができる。

請求項２に記載の発明は、前記逆洗流体供給路には、前記ボイラからの蒸気路が接続されており、前記アキュムレータの加圧水とそのフラッシュ蒸気に代えて、前記ボイラからの蒸気を前記ろ過フィルタに逆方向に通して、前記ろ過フィルタを逆洗することを特徴とする請求項１に記載のバラスト水処理装置である。

請求項２に記載の発明によれば、ボイラからの蒸気を用いて、ろ過フィルタを逆洗することができる。ボイラからの蒸気を用いるので、温度の高い流体を圧力差によってろ過フィルタに勢いよく流すことができ、ろ過フィルタを効果的に洗浄することができる。

請求項３に記載の発明は、船外からのバラスト水は、ポンプ、前記ろ過フィルタおよび殺滅装置を介して、バラストタンクへ供給され、前記殺滅装置は、次亜塩素酸を発生させる電解装置と、紫外線を照射する紫外線照射装置との内、一方または双方を備えて構成され、前記ろ過フィルタから前記殺滅装置への管路に、前記逆洗流体供給路が接続され、前記ポンプから前記ろ過フィルタへの管路に、逆洗時に開かれる排水路が接続され、この排水路には、逆洗時の排水を冷却するための熱交換器が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバラスト水処理装置である。

請求項３に記載の発明によれば、殺滅装置として電解装置および／または紫外線照射装置を備えることで、バラスト水中の生物・微生物の殺滅を確実に図ることができる。また、逆洗流体の排水路には熱交換器を設置したので、逆洗に高温水や蒸気を用いても、熱交換器において所望まで冷却して排水することができる。

請求項４に記載の発明は、停泊中、前記バラストタンクへの給水時に、前記殺滅装置を作動させてバラスト水の殺滅処理を行い、この殺滅処理後、出港前に、前記逆洗を行い、その排水を船外へ行うことを特徴とする請求項３に記載のバラスト水処理装置である。

請求項４に記載の発明によれば、停泊中、バラスト水中の生物・微生物の殺滅処理後、出港前にろ過フィルタの逆洗を行い、その排水を船外に行うので、ろ過フィルタに付着していた微生物が万一死滅していなくても、バラストタンク内での増殖を防止することができる。しかも、取水地と同じ場所へ排水することになるので、環境汚染のおそれもない。

さらに、請求項５に記載の発明は、前記ボイラとして、停泊中に作動するボイラを用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のバラスト水処理装置である。

請求項５に記載の発明によれば、たとえば船舶のエンジン燃料に用いる重油の加温などのためのボイラを用いることができるので、ろ過フィルタの逆洗のために新たな温水または蒸気の供給手段を設ける必要がなく、効率よくろ過フィルタの逆洗を行うことができる。

本発明によれば、ボイラのブロー水や蒸気を用いて、バラスト水処理装置のろ過フィルタの逆洗を行うことができる。また、逆洗流体の排水によっても環境汚染のおそれのない逆洗を行うことができる。

本発明のバラスト水処理装置の一実施例を示す概略図である。

以下、本発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明のバラスト水処理装置１の一実施例を示す概略図である。

本実施例のバラスト水処理装置１は、船外からバラストタンク２への給水路３に、ポンプ４、ろ過フィルタ５、装置入口弁６、殺滅装置７、流量センサ８およびタンク入口弁９を順に備える。

船外の水（海水、淡水または汽水）は、バラスト水として給水路３を介してバラストタンク２へ供給され貯留される。給水路３に設けたろ過フィルタ５は、バラスト水が通されることで、バラスト水中に含まれる夾雑物を捕捉する。これにより、ろ過フィルタ５において、バラスト水中の生物・微生物の除去を図ることができる。

ろ過フィルタ５は、複数本のフィルタで構成されており、後述するように、ボイラ１０のブロー水や蒸気を用いて逆洗可能であるが、それに加えて、ろ過フィルタ５自身に自己洗浄機能を備えていてもよい。その場合、ろ過フィルタ５は、自己洗浄排水路１１が接続され、この自己洗浄排水路１１には、自己洗浄時に開かれる自己洗浄排水弁１２が設けられている。そして、ろ過フィルタ５は、入口側と出口側との差圧を監視して所定の差圧を超えるか、あるいは設定時間ごとなどの条件において、一部のフィルタへくみ上げた海水を逆流させて逆洗し、自己洗浄排水路１１から排水する。

殺滅装置７は、バラスト水中の生物・微生物を殺滅する装置であり、その構成を特に問わないが、たとえば電解装置または紫外線照射装置である。また、バラスト水処理装置１は、殺滅装置として、電解装置と紫外線照射装置との双方を備えていてもよい。

電解装置は、くみ上げた海水中に含まれる塩分によって次亜塩素酸を発生させ、それによりバラスト水中の生物・微生物を殺滅する装置である。一方、紫外線照射装置は、バラスト水が通され、バラスト水に紫外線を照射して、バラスト水中の生物・微生物を殺滅する装置である。

流量センサ８は、そこを通過するバラスト水の流量を監視する。流量を監視することで、次亜塩素酸や紫外線による所期の殺滅能力を発揮できる流量であるか否かを把握することができる。

バラストタンク２は、船舶の水深を適正に保つために、バラスト水を貯留する。バラストタンク２には、船外からバラスト水が供給される給水路３の他、船外へバラスト水を排出する排水路（図示省略）が接続されている。また、給水路３にも、タンク入口弁９の上流側において、船外への排水路１３が分岐するよう設けられており、この排水路１３には排水弁１４が設けられている。

給水路３には、ろ過フィルタ５と装置入口弁６との間に、アキュムレータ１５からの逆洗流体供給路１６が接続されている。逆洗流体供給路１６には、アキュムレータ１５の側から順に、第一弁１７と第二弁１８とが設けられている。

アキュムレータ１５は、ボイラ１０から排出されるブロー水を大気圧より高い圧力で貯留する。周知のとおり、ボイラ１０は、蒸発が進むに連れ缶体内の水が濃縮するので、ブローと呼ばれる濃縮水の排水が適宜行われ、これに伴い缶体内へ新水が給水されることで、缶体内の水の濃縮度が調整される。本実施例のバラスト水処理装置１では、このブロー水を有効活用するために、アキュムレータ１５にブロー水を貯留し、ろ過フィルタ５の逆洗に用いる。

そのために、アキュムレータ１５は、ボイラ１０からのブロー配管１９が接続されており、このブロー配管１９にはブロー弁２０が設けられている。ボイラ１０からのブロー時、ブロー弁２０を開けることで、ブロー水をアキュムレータ１５に貯留することができる。しかも、アキュムレータ１５は、ブロー水を大気圧より高い圧力で貯留することができる。

逆洗流体供給路１６には、第一弁１７と第二弁１８との間に、ボイラ１０からの蒸気路２１が接続されている。これにより、ろ過フィルタ５へは、逆洗用の流体として、ボイラ１０からの蒸気を供給することも可能となる。なお、蒸気路２１には、給蒸弁２２が設けられている。

給水路３には、ポンプ４とろ過フィルタ５との間に、船外への逆洗排水路２３が接続されている。この逆洗排水路２３には、逆洗排水弁２４と熱交換器２５とが順に設けられている。熱交換器２５は、逆洗時の排水とその冷却水とを熱交換して、排水の冷却を図り、排水場所の環境を破壊しないようにするためのものである。なお、熱交換して温度が上昇した冷却水は、ボイラ１０への給水に用いてもよい。

次に、本実施例のバラスト水処理装置１の運転について説明する。
停泊中、船外からバラスト水をくみ上げてバラストタンク２へ給水する際、バラスト水中の夾雑物をろ過フィルタ５で除去すると共に、バラスト水中の生物・微生物を殺滅装置７で殺滅する。すなわち、装置入口弁６とタンク入口弁９とを開ける一方、排水弁１４、第一弁１７、第二弁１８、給蒸弁２２および逆洗排水弁２４を閉じた状態で、ポンプ４および殺滅装置７を作動させればよい。

但し、殺滅装置７が紫外線照射装置である場合、紫外線照射装置は、紫外線ランプに通電しても、殺滅処理に用いるための所定照度になるまで、ある程度の時間を要する。そこで、それまではタンク入口弁９を閉じる一方、排水弁１４を開けておき、くみ上げた水は、バラストタンク２へ供給せずに、排水路１３を介して排水するのがよい。そして、紫外線ランプが所定照度になれば、排水弁１４を閉じる一方、タンク入口弁９を開けて、バラスト水をバラストタンク２へ供給すればよい。

バラストタンク２への給水中、ろ過フィルタ５が自己洗浄機能により、適宜、自動的に逆洗可能であることは前述したとおりである。また、ボイラ１０が適宜ブローを行い、ボイラ１０からのブロー水がアキュムレータ１５に貯留されることも前述したとおりである。なお、ボイラ１０は、船舶に備え付けの補助ボイラが好ましく、また停泊中に作動するボイラが好ましい。この種のボイラ１０として、たとえば、船舶のエンジンの燃料としての重油を加温するためのボイラや、ケミカルタンカーにおいてタンク内を洗浄するためのボイラ、船舶内の厨房設備などに用いるボイラなどがある。

バラストタンク２への給水完了後、出港前に、ろ過フィルタ５の逆洗を行い、その排水を船外へ行うのが好ましい。アキュムレータ１５内の流体を逆洗に用いる場合、装置入口弁６、自己洗浄排水弁１２および給蒸弁２２を閉じる一方、第一弁１７、第二弁１８および逆洗排水弁２４を開ければよい。これにより、アキュムレータ１５内の流体は、逆洗流体供給路１６を介してろ過フィルタ５に逆方向に通され、ろ過フィルタ５を逆洗する。そして、その排水は、逆洗排水路２３を介して船外へ排出される。逆洗排水路２３には熱交換器２５を設けているので、逆洗水を所望まで冷却した後に排水することができる。

ボイラ１０からのブロー水は、大気圧より高い圧力でアキュムレータ１５に貯留されている。逆洗時には、アキュムレータ１５と逆洗排水路２３との圧力差が生じることによって、アキュムレータ１５内の流体がろ過フィルタ５に通される。アキュムレータ１５に貯留した加圧水は、この圧力差（飽和温度差）で生じる熱量差の一部を蒸発潜熱として吸収して蒸発し、このフラッシュ蒸気がろ過フィルタ５にバラストタンク２への注水時の流れと逆方向に勢いよく流れる。そして、アキュムレータ１５内の圧力が低下し、開放端側との圧力差で生じる熱量差が蒸発する熱量以下になると、高温水の状態でろ過フィルタ５から逆洗排水路２３に向けて流れる。このようにして、フラッシュ蒸気や加圧水により、ろ過フィルタ５に捕捉されている生物・微生物を効果的に死滅させると共に、捕捉された夾雑物を洗い流すことができる。

アキュムレータ１５の加圧水とそのフラッシュ蒸気に代えて、ボイラ１０からの蒸気をろ過フィルタ５に逆方向に通して、ろ過フィルタ５を逆洗することもできる。その場合、アキュムレータ１５内の流体を逆洗に用いる場合と比べて、第一弁１７を閉じる一方、給蒸弁２２を開ければよい。これにより、ボイラ１０からの蒸気は、逆洗流体供給路１６を介してろ過フィルタ５に逆方向に通され、ろ過フィルタ５を逆洗する。そして、その排水は、逆洗排水路２３を介して船外へ排出される。逆洗排水路２３には熱交換器２５を設けているので、蒸気を凝縮しその凝縮水を所望まで冷却した後に排水することができる。

本実施例の逆洗方法によれば、ボイラ１０からのブロー水（加圧水）や蒸気を用いることで、５０℃以上の温水、１００℃以上の蒸気での逆洗が可能である。しかも、所望により、１００℃を超える高温水や蒸気での逆洗も可能となる。いずれにしても、高温流体を用いて逆洗することで、ろ過フィルタ５に付着していた生物・微生物の殺滅や有機物の溶解を図ることができる。また、流速を速めて逆洗することで、無機物の物理的除去、生物や有機物の分解や溶解促進を図ることができる。

本実施例の逆洗方法によれば、バラストタンク２への給水時、バラスト水中に含まれる生物・微生物の殺滅処理を行った後に、給水を行った港で出港前にろ過フィルタ５の逆洗を行い、船外に排出するので、取水地と同じ場所へ排水することになる。また、過去に捕捉されていた別の取水場所の生物・微生物も高温・高圧の流体によって洗浄されながら熱的に殺滅処理されるので、取水地域の生態系に及ぼす影響がない。

本発明のバラスト水処理装置１は、前記実施例の構成に限らず適宜変更可能である。たとえば、前記実施例では、ろ過フィルタ５の逆洗用の流体として、アキュムレータ１５からの流体と、ボイラ１０からの蒸気とを切り替えて用いる例について説明したが、場合により、アキュムレータ１５からの流体と、ボイラ１０からの蒸気との双方を同時に逆洗流体供給路１６に供給して逆洗に用いてもよい。

さらに、前記実施例では、ろ過フィルタ５の逆洗用の流体として、アキュムレータ１５からの流体と、ボイラ１０からの蒸気とを切り替えて用いる例について説明したが、場合により、アキュムレータ１５からの流体と、ボイラ１０からの蒸気との一方のみを逆洗に用いることができる構成としてもよい。たとえば、逆洗流体供給路１６にボイラ１０からの蒸気を供給する必要がなければ、蒸気路２１、給蒸弁２２および第二弁１８の設置を省略することができる。

１ バラスト水処理装置
２ バラストタンク
３ 給水路
４ ポンプ
５ ろ過フィルタ
７ 殺滅装置（電解装置，紫外線照射装置など）
１０ ボイラ
１５ アキュムレータ
１６ 逆洗流体供給路
１７ 第一弁
１８ 第二弁
１９ ブロー配管
２０ ブロー弁
２１ 蒸気路
２２ 給蒸弁
２３ 逆洗排水路
２４ 逆洗排水弁
２５ 熱交換器

Claims (5)

1. バラスト水中の生物・微生物を除去・殺滅するバラスト水処理装置であって、
   バラスト水が通されるろ過フィルタと、
   ボイラから排出されるブロー水を大気圧より高い圧力で貯留するアキュムレータと、
   このアキュムレータと前記ろ過フィルタの下流側とを接続する逆洗流体供給路とを備え、
   前記アキュムレータで貯留した加圧水、および／または、この加圧水を前記アキュムレータよりも低圧の前記逆洗流体供給路に開放することで生じるフラッシュ蒸気を、前記逆洗流体供給路を介して前記ろ過フィルタに逆方向に通して、前記ろ過フィルタを逆洗する
   ことを特徴とするバラスト水処理装置。
2. 前記逆洗流体供給路には、前記ボイラからの蒸気路が接続されており、
   前記アキュムレータの加圧水とそのフラッシュ蒸気に代えて、前記ボイラからの蒸気を前記ろ過フィルタに逆方向に通して、前記ろ過フィルタを逆洗する
   ことを特徴とする請求項１に記載のバラスト水処理装置。
3. 船外からのバラスト水は、ポンプ、前記ろ過フィルタおよび殺滅装置を介して、バラストタンクへ供給され、
   前記殺滅装置は、次亜塩素酸を発生させる電解装置と、紫外線を照射する紫外線照射装置との内、一方または双方を備えて構成され、
   前記ろ過フィルタから前記殺滅装置への管路に、前記逆洗流体供給路が接続され、
   前記ポンプから前記ろ過フィルタへの管路に、逆洗時に開かれる排水路が接続され、
   この排水路には、逆洗時の排水を冷却するための熱交換器が設けられている
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバラスト水処理装置。
4. 停泊中、前記バラストタンクへの給水時に、前記殺滅装置を作動させてバラスト水の殺滅処理を行い、
   この殺滅処理後、出港前に、前記逆洗を行い、その排水を船外へ行う
   ことを特徴とする請求項３に記載のバラスト水処理装置。
5. 前記ボイラとして、停泊中に作動するボイラを用いる
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のバラスト水処理装置。

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