JP2017105437A - バラスト水処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な構成でフィルタの目詰まりを逆洗により効果的に解消することができるバラスト水処理装置を提供すること。【解決手段】フィルタ52と、導入ラインL1と、フィルタ52で濾過されたバラスト水W2が流通するラインL11と、ラインL11を流通するバラスト水W2の流量を調整する流量調整手段(バルブV12)と、流量調整手段V12を制御する流量制御手段(制御部9)と、を備え、流量制御手段9は、フィルタ52の濾過能力が低下した状況になると、バラスト水W2の流量を減少させてフィルタ52の二次側の圧力を増加させるように、流量調整手段V12を制御し、フィルタ52の二次側の圧力が増加した状態においてフィルタ52の逆洗が行われるバラスト水処理装置。【選択図】図1
Description
本発明は、バラスト水を濾過するフィルタを備えるバラスト水処理装置に関する。
タンカー等の船舶において、積み荷の原油等を降ろした後、再度目的地に向けて航行する際、航行中の船舶のバランスを取るため、一般的に、船舶に設けられたバラストタンク内にバラスト水と呼ばれる水を貯留する。バラスト水は、基本的に荷上港で取水されて、荷積港で排出される。そのため、それらの場所が異なっていれば、バラスト水中に含まれるプランクトンや細菌類の微生物が世界中を移動することになる。従って、荷上港と異なる海域の荷積港でバラスト水を排出すると、その港に別の海域の微生物を放出することになり、その海域の生態系を破壊するおそれがある。
バラスト水中に含まれる微生物の含有量を低減するために、バラスト水を濾過するフィルタを備えるバラスト水処理装置が用いられている。バラスト水処理装置のフィルタにおいては、高度の微生物除去性能が要求されているため、極小目開の金網などによる濾過体を必要としている。そのため、目詰まりが激しく、恒常的なフィルタの洗浄(逆洗)が重要とされている。
下記特許文献1及び2に記載のバラスト水処理装置においては、目詰まりの防止のために、恒常的なフィルタの洗浄(逆洗)を行っている。詳細には、フィルタにおいて内部に流入したバラスト水を濾過して外部へ流出させる濾過処理と、フィルタの外周面に向かって逆洗水を噴射してフィルタへの付着物を剥離すると共に、剥離された付着物を逆洗水と同伴して吸引する逆洗処理とを同時に行っている(濾過と逆洗との同時処理。「濾過・逆洗処理」ともいう)。
また、特許文献3に記載のバラスト水処理装置においては、複数のフィルタを含んでバラスト水処理装置を構成し、内圧と外圧との差圧が所定値以上となったフィルタに対して逆洗処理を行うことで逆洗浄がなだらかになされるように制御している。
また、特許文献3に記載のバラスト水処理装置においては、複数のフィルタを含んでバラスト水処理装置を構成し、内圧と外圧との差圧が所定値以上となったフィルタに対して逆洗処理を行うことで逆洗浄がなだらかになされるように制御している。
しかしながら、前述の濾過・逆洗処理を継続させると、フィルタに、線状の生物や物質が絡み付いたり、粘性が有る物質が付着したり、通常の吸引では剥離しにくい部分に物質が入り込んだりすることがある。そのような場合、濾過・逆洗処理を停止して、より強力な逆洗を行う必要があり、例えば、フィルタの内部に実質的にバラスト水が存在しない状態での逆洗(空間洗浄)を行う。この強力な逆洗により、フィルタに付着している物質を除去した後、濾過・逆洗処理を再開させる。
しかしながら、フィルタの内部にバラスト水が存在しない状態での逆洗浄を行う場合には、濾過・逆洗処理を一度停止するので、その再開時、装置の立ち上げに時間が掛かる。
そのため、簡単な構成で濾過と逆洗との同時処理を継続させてフィルタの目詰まりを効果的に解消することができ、運転効率が高いバラスト水処理装置が望まれている。
そのため、簡単な構成で濾過と逆洗との同時処理を継続させてフィルタの目詰まりを効果的に解消することができ、運転効率が高いバラスト水処理装置が望まれている。
本発明は、簡単な構成で濾過と逆洗との同時処理を継続させてフィルタの目詰まりを効果的に解消することができるため、運転効率が高いバラスト水処理装置を提供することを目的とする。
本発明は、バラスト水を濾過するフィルタと、前記フィルタの一次側にバラスト水を導入する導入ラインと、前記フィルタで濾過されたバラスト水がバラストタンクへ向けて流通するラインと、バラスト水が流通する前記ラインの流量を調整する流量調整手段と、前記流量調整手段を制御する流量制御手段と、を備え、前記流量制御手段は、前記フィルタへの異物の付着に起因して前記フィルタの濾過能力が低下した状況になると、前記フィルタで濾過されたバラスト水の流量を減少させて前記フィルタの二次側の圧力を増加させるように、前記流量調整手段を制御し、前記フィルタの二次側の圧力が増加した状態において、前記フィルタの逆洗が行われる、バラスト水処理装置に関する。
また、バラスト水処理装置は、前記フィルタの二次側の面に向かって逆洗水を噴射する逆洗水噴射ノズルを更に備え、前記流量制御手段は、前記フィルタの二次側の圧力が増加した状態において、前記逆洗水噴射ノズルによる逆洗水の噴射を行うことが好ましい。
また、前記フィルタの濾過能力が低下した状況は、前記フィルタの一次側と二次側との差圧が基準差圧以上となった状況であり、バラスト水処理装置は、前記フィルタの一次側と二次側との差圧を検出する差圧検出手段を更に備え、前記流量制御手段は、前記差圧検出手段により検出された差圧が基準差圧以上となった場合に、前記フィルタで濾過されたバラスト水の流量を減少させて前記フィルタの二次側の圧力を増加させるように、前記流量調整手段を制御することが好ましい。
また、前記フィルタの濾過能力が低下した状況は、前記フィルタによる濾過時間が基準時間以上となった状況であり、バラスト水処理装置は、前記フィルタによる濾過時間を計時する濾過時間計時手段を更に備え、前記流量制御手段は、前記濾過時間計時手段により計時された濾過時間が基準時間以上となった場合に、前記フィルタで濾過されたバラスト水の流量を減少させて前記フィルタの二次側の圧力を増加させるように、前記流量調整手段を制御することが好ましい。
また、バラスト水処理装置は、前記フィルタの二次側の圧力を検出する二次側圧力センサを更に備え、前記流量制御手段は、前記二次側圧力センサにより検出される前記フィルタの二次側の圧力が設定された上限圧力値以上であった場合に、前記導入ラインから前記フィルタの一次側に導入されるバラスト水を減少させるように前記流量調整手段を制御することが好ましい。
また、前記流量制御手段は、前記導入ラインから前記フィルタの一次側に導入されるバラスト水を減少させるように前記流量調整手段を制御した場合、前記フィルタで濾過されたバラスト水の流量を維持するように前記流量調整手段を制御することが好ましい。
本発明によれば、簡単な構成で濾過と逆洗との同時処理を継続させてフィルタの目詰まりを効果的に解消することができるため、運転効率が高いバラスト水処理装置を提供することができる。
〔第1実施形態〕
本発明のバラスト水処理装置の第1実施形態について、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明のバラスト水処理装置の第1実施形態を示すフロー図である。
本発明のバラスト水処理装置の第1実施形態について、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明のバラスト水処理装置の第1実施形態を示すフロー図である。
図1に示すように、第1実施形態のバラスト水処理装置1は、バラスト水濾過装置2と、紫外線リアクタ61と、第1逆洗水供給手段7と、第2逆洗水供給手段41と、制御部9と、を備える。制御部9は、制御対象の各機器を制御可能に、各機器に信号線(不図示)により接続されている。バラスト水処理装置1には、その外部構成として、バラストタンク62と、清浄水タンク65とが接続されている。
第1実施形態のバラスト水処理装置1は、ラインとして、導入ラインとしてのラインL1と、ラインL2と、ラインL11と、ラインL12と、ラインL21と、ラインL22と、ラインL31と、を備える。「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。
バラスト水濾過装置2は、ケーシング51と、フィルタ52と、フィルタ回転手段3と、吸引ノズル4と、逆洗水噴射ノズルとしての第1逆洗水噴射ノズル6と、第2逆洗水噴射ノズル40と、排水排出手段5と、差圧検出手段8と、を備える。
ケーシング51は、円筒状であり、その内部にフィルタ52を収納する。フィルタ52は、全体視で円筒状であり、内部に流入したバラスト水(被処理水)W1(主に海水)を濾過してバラスト水(濾過処理水)W2として外部へ流出させる。フィルタ回転手段3は、フィルタ52を、その軸心を中心に回転させる。吸引ノズル4は、フィルタ52の一次側に設けられ、フィルタ52の内周面に向かって開口する。吸引ノズル4は、フィルタ52の一次側に設けられ、フィルタ52の内周面に向かって開口する。
第1逆洗水噴射ノズル6は、フィルタ52の二次側に設けられ、フィルタ52の外周面に向かって、バラスト水処理運転中に逆洗水(第1逆洗水)を噴射する。第1逆洗水噴射ノズル6からの第1逆洗水の噴射は、ケーシング51及びフィルタ52の内部にバラスト水(W2,W1)が存在する(満たされる)状態で行われる。
第2逆洗水噴射ノズル40は、第1逆洗水噴射ノズル6とは別にフィルタ52の二次側に設けられ、フィルタ52の外周面に向かって逆洗水(第2逆洗水W5)を噴射する。第2逆洗水噴射ノズル40からの第2逆洗水W5の噴射は、ケーシング51及びフィルタ52の内部に実質的にバラスト水(W2,W1)が存在しない状態(第2逆洗水噴射ノズル40からの第2逆洗水W5が(水中ではなく)フィルタ52に直接当たる状態)で行われる(空間洗浄)。
排水排出手段5は、吸引ノズル4で吸引されたバラスト水(このバラスト水を「排水W11」ともいう)をケーシング51の内部から外部へ排出する。差圧検出手段8は、フィルタ52の一次側と二次側との差圧を検出する。
制御部9は、差圧検出手段8により検出された差圧などに基づいて、逆洗水の噴射の有無、第1逆洗水噴射ノズル6と第2逆洗水噴射ノズル40との切り換え、逆洗水の噴射時の噴射圧力などを制御する。
バラスト水濾過装置2の詳細については後述する。
制御部9は、差圧検出手段8により検出された差圧などに基づいて、逆洗水の噴射の有無、第1逆洗水噴射ノズル6と第2逆洗水噴射ノズル40との切り換え、逆洗水の噴射時の噴射圧力などを制御する。
バラスト水濾過装置2の詳細については後述する。
紫外線リアクタ61は、バラスト水濾過装置2のフィルタ52により濾過されたバラスト水(濾過処理水)W2に対して紫外線の照射を行う。
バラストタンク62は、紫外線リアクタ61により紫外線の照射が行われたバラスト水(濾過処理水)W2を、貯留処理水W3として貯留する。
また、紫外線リアクタ61は、バラストタンク62に貯留されるバラスト水(貯留処理水)W3を船外へ排出する際に、貯留処理水W3に対して紫外線の照射を行う。
清浄水タンク65は、バラスト水とは別に用意された清浄水W5を貯留する。
バラストタンク62は、紫外線リアクタ61により紫外線の照射が行われたバラスト水(濾過処理水)W2を、貯留処理水W3として貯留する。
また、紫外線リアクタ61は、バラストタンク62に貯留されるバラスト水(貯留処理水)W3を船外へ排出する際に、貯留処理水W3に対して紫外線の照射を行う。
清浄水タンク65は、バラスト水とは別に用意された清浄水W5を貯留する。
「バラスト水」については、バラストタンク62に導入(流入)される前又はバラストタンク62から排出(流出)された後に拘わらず、また、フィルタ52に導入(流入)される前又はフィルタ52から排出(流出)された後に拘わらず、更には、紫外線リアクタ61に導入(流入)される前又は紫外線リアクタ61から排出(流出)された後に拘わらず、「バラスト水」と表現する。また、状況に応じて適宜に「バラスト水」について「被処理水」、「濾過処理水」、「貯留処理水」、「排水」等と表現する。また、バラスト水は、海水、淡水、汽水を含む。
次に、各ラインについて詳述する。
ラインL1は、一端部からバラスト水W1(主に海水)が導入され、他端部がバラスト水濾過装置2の導入口20に接続される。ラインL1は、バラスト水W1がバラスト水濾過装置2の導入口20に向けて流通するラインである。ラインL1には、ポンプP1、バルブV1がこの順で配置されている。ポンプP1は、ラインL1の一端部からバラスト水W1を汲み上げる。
ラインL2は、一端部がラインL1のポンプP1と導入口20との間に接続され、他端部が外部に開放される。ラインL2には、バルブV2が配置される。ラインL2は、フィルタ52内の水(バラスト水W1、第2逆洗水W5)を排出する場合に用いられる。
ラインL1は、一端部からバラスト水W1(主に海水)が導入され、他端部がバラスト水濾過装置2の導入口20に接続される。ラインL1は、バラスト水W1がバラスト水濾過装置2の導入口20に向けて流通するラインである。ラインL1には、ポンプP1、バルブV1がこの順で配置されている。ポンプP1は、ラインL1の一端部からバラスト水W1を汲み上げる。
ラインL2は、一端部がラインL1のポンプP1と導入口20との間に接続され、他端部が外部に開放される。ラインL2には、バルブV2が配置される。ラインL2は、フィルタ52内の水(バラスト水W1、第2逆洗水W5)を排出する場合に用いられる。
ラインL11は、一端部がバラスト水濾過装置2の流出口26に接続され、他端部がバラストタンク62に接続される。ラインL11は、バラスト水濾過装置2で濾過処理されたバラスト水W2がバラストタンク62に向けて流通するラインである。ラインL11には、バルブV11、紫外線リアクタ61、バルブV12がこの順で配置される。
バルブV12は、ラインL11を流通するバラスト水W2の流量を調整する流量調整手段として機能するものであり、以下適宜「流量調整バルブV12」ともいう。流量調整バルブV12は、制御部9からの制御信号に応答して開度が調節される比例制御弁であり、バラスト水W1の濾過処理に際しては既定の通常開度(例えば、略全開)に調節される。
ラインL12は、一端部がラインL11のバルブV11と紫外線リアクタ61との間に接続され、他端部が外部に開放されている。ラインL12は、バラスト水W3を外部に排出するラインである。ラインL12には、バルブV13、ポンプP11がこの順で配置される。
ラインL21は、一端部がバラスト水濾過装置2の流出口26とラインL11のバルブV11との間に接続され、他端部が第1逆洗水噴射ノズル6に接続される。ラインL21には、バルブV21、ポンプP21がこの順で配置される。より詳細には、ラインL21の他端部の側は、複数本に分岐しており、それぞれ第1逆洗水噴射ノズル6に接続している。本実施形態では、ラインL21には、バラスト水(第1逆洗水)W2が第1噴射ノズル6に向けて流通する。ポンプP21は、ラインL21を流通する水を加圧する。これにより、ケーシング51及びフィルタ52の内部に高圧の第1逆洗水W2が噴射される。
ラインL22は、一端部が清浄水タンク65に接続され、他端部が第2逆洗水噴射ノズル40に接続される。ラインL22には、清浄水タンク65に貯留される清浄水W5が、第2逆洗水として、第2逆洗水噴射ノズル40に向けて流通する。ラインL22には、バルブV22及びポンプP22がこの順で設けられている。
ラインL31は、一端部がバラスト水濾過装置2の上部に接続され、他端部が外部に開放されている。ラインL31には、バルブV31が配置される。ラインL31は、バラスト水濾過装置2の内部のエアを外部に放出する。
次に、バラスト水濾過装置2の詳細について説明する。上述のように、バラスト水濾過装置2は、ケーシング51と、フィルタ52と、フィルタ回転手段3と、吸引ノズル4と、第1噴射ノズル6と、第2逆洗水噴射ノズル40と、排水排出手段5と、差圧検出手段8と、を備える。
ケーシング51は、上部開口部及び下部開口部を有する円筒状に形成されており、上部開口部が蓋部10で密閉され、下部開口部が底部11で密閉されている。蓋部10には、ラインL31が接続されている。
ケーシング51は、上部開口部及び下部開口部を有する円筒状に形成されており、上部開口部が蓋部10で密閉され、下部開口部が底部11で密閉されている。蓋部10には、ラインL31が接続されている。
フィルタ52は、上部開口部及び下部開口部を有し、全体視で円筒状に形成されている。ケーシング51とフィルタ52との間には、処理水流出空間27が形成される。上部開口部は、上閉止部13で密閉されている。下部開口部は、下閉止部14及び後述する下部回転軸部材16により密閉されている。
フィルタ回転手段3は、上部回転軸部材15と、下部回転軸部材16と、上部回転軸部材15を回転させるモータ17とで構成されている。上部回転軸部材15は、フィルタ52の上閉止部13におけるフィルタ52の軸心位置に、軸心方向上向きに突出して設けられている。下部回転軸部材16は、フィルタ52の下閉止部14におけるフィルタ52の軸心位置に、軸心方向下向きに突出して設けられている。
上部回転軸部材15は、ケーシング51の蓋部10を貫通し且つシーリングされた軸受部材18を介して、蓋部10に回転自在に且つ液密に支持されている。下部回転軸部材16は、ケーシング51の底部11を貫通し且つシーリングされた軸受部材19を介して、底部11に回転自在に且つ液密に支持されている。下部回転軸部材16は、フィルタ52の内部と連通する管状体となっており、ケーシング51の底部11からケーシング51の外部に突出する。下部回転軸部材16には、ケーシング51への導入口20が接続されている。
導入口20には、ラインL1が接続されている。ケーシング51の側部には、流出口26が設けられている。流出口26には、ラインL11が接続されている。
導入ラインL1を流通し且つ導入口20から導入されたバラスト水W1は、下部回転軸部材16を通ってフィルタ52の内部に入る。そのバラスト水W1は、フィルタ52を通過して濾過されて、ケーシング51とフィルタ52との間に形成される処理水流出空間27に入り、流出口26から流出する。
導入ラインL1を流通し且つ導入口20から導入されたバラスト水W1は、下部回転軸部材16を通ってフィルタ52の内部に入る。そのバラスト水W1は、フィルタ52を通過して濾過されて、ケーシング51とフィルタ52との間に形成される処理水流出空間27に入り、流出口26から流出する。
排水排出手段5は、集合管28と、排出管29と、バルブV32とを備える。集合管28は、吸引ノズル4に接続される。集合管28には、吸引ノズル4で吸引された排水W11が集合する。排出管29は、集合管28の下端部に接続され、排水W11を外部へ排出する。バルブV32は、排出管29の下流側の端部に配置される。
集合管28は、上端部が閉鎖し、下端部が開口している。集合管28は、フィルタ52の軸心に一致する位置に配置されている。集合管28の上端部は、フィルタ52の上閉止部13の中央に設けられた孔に嵌合して支持されている。集合管28の下端部は、排出管29の上端部(一端部)に接続される。
排出管29は、フィルタ52の下閉止部14の下部回転軸部材16の内部を、フィルタ52の回転を妨げないように通り、ケーシング51の導入口20に固定されて支持されている。
排出管29は、フィルタ52の下閉止部14の下部回転軸部材16の内部を、フィルタ52の回転を妨げないように通り、ケーシング51の導入口20に固定されて支持されている。
吸引ノズル4は、集合管28に接続され、フィルタ52の内周面に向かって開口する。吸引ノズル4は、フィルタ52の軸方向全域から吸引可能であることが好ましい。なお、吸引ノズル4の構成は特に限定されるものではない。例えば、吸引ノズル4を、フィルタ52の軸方向に直線状に並ぶように配置してもよく、また周方向に角度を変えて配置してもよい。周方向に角度を変えて複数配置される吸引ノズル4は、同じ高さに配置してもよく、或いは高さを変えて配置してもよい。
本実施形態においては、複数の吸引ノズル4は、フィルタ52の軸方向(上下方向)に直線状に並ぶように配置されて、集合管28と接続されている。また、複数の吸引ノズル4は、フィルタ52の軸方向に所定の間隔をあけて配置される。また、フィルタ52の内周面に対向した位置でフィルタ52に向かって開口している吸引ノズル4の開口部は、フィルタ52の内周面に摺動可能に密着している。
上下方向に配置されている複数の吸引ノズル4の間の未吸引部を無くすため、図1に示すように、複数の吸引ノズル4は、集合管28の左右側に、高さ方向に交互に配置されている。そのため、フィルタ52の1回の回転でフィルタ52の内周面全域からの吸引を行うことができる。尚、複数の吸引ノズル4をフィルタ52の軸方向に高さを変えて配置する他の例として、複数の吸引ノズル4をフィルタ52の軸方向に、吸引ノズル4の間に未吸引部が存在しない間隔で螺旋状に配置してもよい。
第1逆洗水噴射ノズル6は、ケーシング51の側部に設けられており、ケーシング51の内部に開口している。第1逆洗水噴射ノズル6は、フィルタ52の軸方向全域に第1逆洗水を噴射できることが好ましい。第1逆洗水噴射ノズル6の構成は特に限定されるものではない。例えば、第1逆洗水噴射ノズル6を、フィルタ52の軸方向に直線状に並ぶように配置してもよく、また、周方向に角度を変えて配置してもよい。周方向に角度を変えて複数配置される第1逆洗水噴射ノズル6は、同じ高さに配置してもよく、或いは高さを変えて配置してもよい。
第1逆洗水供給手段7は、フィルタ52で濾過処理されたバラスト水W2を加圧して、第1逆洗水W2として第1逆洗水噴射ノズル6に供給する。第1逆洗水供給手段7は、ポンプP21、バルブV21などから構成される。
以上の吸引ノズル4、排水排出手段5、第1逆洗水噴射ノズル6及び第1逆洗水供給手段7によれば、吸引ノズル4からは、剥離されたフィルタ52の一次側に堆積した異物が吸引され、吸引された異物は集合管28の内部を流通し、排出管29を介して外部へ排出される。
また、第1逆洗水噴射ノズル6は、フィルタ52の外周面(二次側)に第1逆洗水供給手段7から供給された第1逆洗水W2を噴射して、フィルタ52の一次側に堆積した異物を協力に剥離させる。
吸引ノズル4からの異物の吸引は、吸引ノズル4の内部の圧力が吸引ノズル4の外部(フィルタ52の二次側)の圧力よりも低くなることにより行われる。即ち、排水排出手段5のバルブV32が開かれるにより、バルブV32の二次側が大気圧に開放され、集合管28の内部の圧力は、フィルタ52の二次側の圧力よりも低くなる。これにより、フィルタ52の二次側にあるバラスト水(濾過処理水)W2の一部及び第1逆洗水噴射ノズル6から噴射した第1逆洗水W2は、排水W11となって集合管28の内部を流通し、排出管29を介して外部へ排出される。
吸引ノズル4からの異物の吸引は、吸引ノズル4の内部の圧力が吸引ノズル4の外部(フィルタ52の二次側)の圧力よりも低くなることにより行われる。即ち、排水排出手段5のバルブV32が開かれるにより、バルブV32の二次側が大気圧に開放され、集合管28の内部の圧力は、フィルタ52の二次側の圧力よりも低くなる。これにより、フィルタ52の二次側にあるバラスト水(濾過処理水)W2の一部及び第1逆洗水噴射ノズル6から噴射した第1逆洗水W2は、排水W11となって集合管28の内部を流通し、排出管29を介して外部へ排出される。
差圧検出手段8は、フィルタ52の一次側と二次側との差圧を検出する。差圧検出手段8は、フィルタ52の内部に配置される一次側圧力センサ37と、処理水流出空間27に配置される二次側圧力センサ38と、を備える。差圧検出手段8は、一次側圧力センサ37によりフィルタ52の一次側の圧力を検知し、二次側圧力センサ38によりフィルタ52の二次側の圧力を検知して、フィルタ52の一次側と二次側との差圧を検出する。フィルタ52の一次側と二次側との差圧に基づいて、フィルタ52の汚れ具合を判断できる。差圧が大きい場合は、フィルタ52への異物の堆積量が多くなっていることを示し、差圧が小さい場合は、フィルタ52が初期状態に近い状態(異物の堆積量が少ない状態)であることを示している。
第2逆洗水噴射ノズル40は、ケーシング51の側部に設けられており、ケーシング51の内部に向けて開口している。第2逆洗水噴射ノズル40は、フィルタ52の軸方向全域に第2逆洗水を噴射できることが好ましい。第2逆洗水噴射ノズル40の構成は特に限定されるものではない。例えば、第2逆洗水噴射ノズル40を、フィルタ52の軸方向に直線状に並ぶように配置してもよく、また、周方向に角度を変えて配置してもよい。周方向に角度を変えて複数配置される第2逆洗水噴射ノズル40は、同じ高さに配置してもよく、或いは高さを変えて配置してもよい。
第2逆洗水供給手段41は、清浄水タンク65に貯留される清浄水W5を加圧して、第2逆洗水W5として第2逆洗水噴射ノズル40に供給する。第2逆洗水供給手段41は、バルブV22、ポンプP22などから構成される。
第1逆洗水噴射ノズル6に供給される第1逆洗水としては、本実施形態においては、フィルタ52で濾過処理されたバラスト水(濾過処理水)W2が用いられる。第2逆洗水噴射ノズル40に供給される第2逆洗水としては、本実施形態においては、清浄水タンク65に貯留される清浄水W5が用いられる。なお、フィルタ52への第1逆洗水として、清浄水タンク65に貯留されている清浄水W5などを使用することもできる。
第2逆洗水噴射ノズル40は、バラスト水処理運転の終了後、ケーシング51の内部の水が排出された状態(フィルタ52の内部に実質的にバラスト水W1が存在しない状態)で、フィルタ52の外周面(二次側)に第2逆洗水W5を噴射して、フィルタ52の内周面(一次側)に堆積した異物を強力に剥離する。即ち、第2逆洗水噴射ノズル40からは、フィルタ52の内部に実質的にバラスト水W1が存在しない状態で、第2逆洗水W5が、回転しているフィルタ52の外周面に噴射される。
制御部9は、制御対象の各機器を制御する。特に、制御部9は、流量調整バルブV12を制御する流量制御手段としても機能する。詳細には、制御部9は、フィルタ52への異物の付着に起因してフィルタ52の濾過能力が低下した状況になると、フィルタ52で濾過されたバラスト水(濾過処理水)W2の流量を減少させてフィルタ52の二次側の圧力を増加させるように、流量調整バルブV12を制御する。
第1実施形態において、フィルタ52の濾過能力が低下した状況は、フィルタ52の一次側と二次側との差圧が基準差圧以上となった状況である。従って、制御部9は、差圧検出手段8により検出された差圧が基準差圧以上となった場合に、フィルタ52で濾過されたバラスト水(濾過処理水)W2の流量を減少させてフィルタ52の二次側の圧力を増加させるように、流量調整バルブV12を制御する。
そして、制御部9は、フィルタ52の二次側の圧力が増加した状態において、第1逆洗水噴射ノズル6による逆洗水W2の噴射を行うように、第1逆洗水噴射ノズル6等の各機器を制御する。
そして、制御部9は、フィルタ52の二次側の圧力が増加した状態において、第1逆洗水噴射ノズル6による逆洗水W2の噴射を行うように、第1逆洗水噴射ノズル6等の各機器を制御する。
このように、第1実施形態では、差圧検出手段8により検出された差圧に基づいて、ラインL11中に設けられた流量調整バルブV12の開度を小さくしてケーシング51の内圧(詳細には、フィルタ52の二次側の圧力)を上昇させて、通常の逆洗に比して強力な逆洗である強逆洗を行う。
次に、本実施形態のバラスト水処理装置1の主な動作について簡単に説明する。
(1)バラスト水濾過装置2によるバラスト水(被処理水)W1の濾過処理
バラスト水W1の濾過処理を行う場合、制御部9は、バルブV1、バルブV11及びバルブV12を開き、バルブV2、バルブV13、バルブV21、バルブV31及びバルブV32を閉じる。この状態で、ポンプP1を駆動させる。これにより、導入ラインL1の一端部から流入したバラスト水W1は、導入ラインL1を流通する。導入口20から導入されたバラスト水W1は、フィルタ52で濾過処理され、バラスト水(濾過処理水)W2として流出口26から排出される。濾過処理されたバラスト水W2は、ラインL11を流通し、紫外線リアクタ61により紫外線処理され、バラストタンク62に貯留処理水W3として貯留される。
(1)バラスト水濾過装置2によるバラスト水(被処理水)W1の濾過処理
バラスト水W1の濾過処理を行う場合、制御部9は、バルブV1、バルブV11及びバルブV12を開き、バルブV2、バルブV13、バルブV21、バルブV31及びバルブV32を閉じる。この状態で、ポンプP1を駆動させる。これにより、導入ラインL1の一端部から流入したバラスト水W1は、導入ラインL1を流通する。導入口20から導入されたバラスト水W1は、フィルタ52で濾過処理され、バラスト水(濾過処理水)W2として流出口26から排出される。濾過処理されたバラスト水W2は、ラインL11を流通し、紫外線リアクタ61により紫外線処理され、バラストタンク62に貯留処理水W3として貯留される。
尚、流量調整バルブV12は、バラスト水W1の濾過処理に際しては既定の通常開度(例えば、略全開)に調節される。
(2)第1逆洗水噴射ノズル6によるフィルタ52の逆洗処理(バラスト水処理運転中の逆洗)
バラスト水処理運転中に逆洗処理を行う場合、制御部9は、バルブV1、バルブV11、バルブV12、バルブV21及びバルブV32を開き、他のバルブを閉じて、バラスト水(濾過処理水)W2が第1逆洗水噴射ノズル6に向けて流通する状態とする。そして、ケーシング51及びフィルタ52の内部にバラスト水(W2,W1)が存在する状態で、ポンプP21を稼働させる。これにより、ポンプP21を稼働させることで第1逆洗水噴射ノズル6からの第1逆洗水W2は、フィルタ52に向けて噴射され、バルブV32を開くことで吸引ノズル4による吸引が開始されて、逆洗が行われる。
バラスト水処理運転中に逆洗処理を行う場合、制御部9は、バルブV1、バルブV11、バルブV12、バルブV21及びバルブV32を開き、他のバルブを閉じて、バラスト水(濾過処理水)W2が第1逆洗水噴射ノズル6に向けて流通する状態とする。そして、ケーシング51及びフィルタ52の内部にバラスト水(W2,W1)が存在する状態で、ポンプP21を稼働させる。これにより、ポンプP21を稼働させることで第1逆洗水噴射ノズル6からの第1逆洗水W2は、フィルタ52に向けて噴射され、バルブV32を開くことで吸引ノズル4による吸引が開始されて、逆洗が行われる。
尚、この逆洗は、第1実施形態において、差圧検出手段8により検出される差圧ΔPが既定の基準差圧Pth未満である場合に行われる通常の逆洗である。
また、この逆洗は、後述する第2実施形態において、フィルタ52による濾過時間Tcが既定の基準時間Tm未満である場合に行われる通常の逆洗である。
また、この逆洗は、後述する第2実施形態において、フィルタ52による濾過時間Tcが既定の基準時間Tm未満である場合に行われる通常の逆洗である。
(3)第2逆洗水噴射ノズル40によるフィルタ52の逆洗処理(空間洗浄)
第2逆洗水噴射ノズル40により逆洗を行う場合、制御部9は、バラスト水W1の濾過処理終了後、ラインL2のバルブV2及びラインL31のバルブV31を開き、他のバルブを閉じて、フィルタ52内の水を排出する。そして、ケーシング51及びフィルタ52の内部に実質的にバラスト水(W2,W1)が存在しない状態で、排出管29に設けられたバルブV32及びラインL22に設けられたバルブV22を開き、ポンプP22を稼働させる。これにより、清浄水タンク65に貯留される清浄水W5は、ラインL22を流通し、ポンプP22により加圧され、第2逆洗水W5として、第2逆洗水噴射ノズル40からフィルタ52に向けて噴射され、逆洗が行われる。
第2逆洗水噴射ノズル40により逆洗を行う場合、制御部9は、バラスト水W1の濾過処理終了後、ラインL2のバルブV2及びラインL31のバルブV31を開き、他のバルブを閉じて、フィルタ52内の水を排出する。そして、ケーシング51及びフィルタ52の内部に実質的にバラスト水(W2,W1)が存在しない状態で、排出管29に設けられたバルブV32及びラインL22に設けられたバルブV22を開き、ポンプP22を稼働させる。これにより、清浄水タンク65に貯留される清浄水W5は、ラインL22を流通し、ポンプP22により加圧され、第2逆洗水W5として、第2逆洗水噴射ノズル40からフィルタ52に向けて噴射され、逆洗が行われる。
(4)バラストタンク62から外部へのバラスト水(貯留処理水)W3の排水処理
バラスト水(貯留処理水)W3を排水する場合、制御部9は、バルブV12及びバルブV13を開き、他のバルブを閉じる。この状態でラインL12に設けられたポンプP11を稼働させる。これにより、バラストタンク62に貯留されるバラスト水W3は、紫外線リアクタ61により紫外線処理され、ラインL11の一部及びラインL12を介して外部に排出される。
バラスト水(貯留処理水)W3を排水する場合、制御部9は、バルブV12及びバルブV13を開き、他のバルブを閉じる。この状態でラインL12に設けられたポンプP11を稼働させる。これにより、バラストタンク62に貯留されるバラスト水W3は、紫外線リアクタ61により紫外線処理され、ラインL11の一部及びラインL12を介して外部に排出される。
本実施形態のバラスト水処理装置1の主な動作について上述のごとく説明したが、第1実施形態では、フィルタの濾過能力が低下した状況になって差圧ΔPが既定の基準差圧Pth以上となった場合に、通常の逆洗よりも強力な強逆洗を行うように構成されている。
次に図面を参照して、この強逆洗を行う場合の制御について詳述する。
次に図面を参照して、この強逆洗を行う場合の制御について詳述する。
図2は、本発明の第1実施形態におけるフィルタ洗浄の制御を示すフローチャートであり、特に強逆洗を行う場合の制御部9における制御を示している。
バラスト水処理運転中の逆洗処理では、開始の当初では、流量調整バルブV12は既述の通常開度(例えば、略全開)にされている。
逆洗処理の動作が開始されると、ステップS101において、制御部9は、差圧検出手段8により検出されるフィルタ52の一次側と二次側との差圧ΔPを受信する。
逆洗処理の動作が開始されると、ステップS101において、制御部9は、差圧検出手段8により検出されるフィルタ52の一次側と二次側との差圧ΔPを受信する。
次いで、ステップS102において、制御部9は、ステップS101で受信した差圧ΔPが基準差圧Pth以上か否かを判定する。
制御部9は、差圧ΔPが基準差圧Pth未満(ΔP<Pth)と判定した場合には(ステップS102:NO)、流量調整バルブV12の開度を通常開度(例えば、略全開)に維持するように、流量調整バルブV12を制御する。
一方、制御部9は、差圧ΔPが基準差圧Pth以上(ΔP≧Pth)と判定した場合には(ステップS102:YES)、ステップS103において、流量調整バルブV12の開度を相対的に小さくする。
制御部9は、差圧ΔPが基準差圧Pth未満(ΔP<Pth)と判定した場合には(ステップS102:NO)、流量調整バルブV12の開度を通常開度(例えば、略全開)に維持するように、流量調整バルブV12を制御する。
一方、制御部9は、差圧ΔPが基準差圧Pth以上(ΔP≧Pth)と判定した場合には(ステップS102:YES)、ステップS103において、流量調整バルブV12の開度を相対的に小さくする。
但し、流量調整バルブV12の開度を小さくするとはいえ、全閉にはせず、バラスト水(被処理水)W1の流量がある程度維持される開度にする。これによりバラスト水(被処理水)W1の濾過は、中断されることなく、相対的に小流量で継続される。
既述のように、差圧ΔPはフィルタ52の汚れ具合、即ち、フィルタ52への異物の堆積量と相関を有する。差圧ΔPが基準差圧Pth以上となった場合は、フィルタ52への異物の堆積量が多く、所謂頑固に目詰まりした状態又はこれに近い状態にあり、これに起因してフィルタ52の濾過能力が低下した状況であることを示している。
既述のように、差圧ΔPはフィルタ52の汚れ具合、即ち、フィルタ52への異物の堆積量と相関を有する。差圧ΔPが基準差圧Pth以上となった場合は、フィルタ52への異物の堆積量が多く、所謂頑固に目詰まりした状態又はこれに近い状態にあり、これに起因してフィルタ52の濾過能力が低下した状況であることを示している。
上述のように流量調整バルブV12の開度を通常開度よりも小さくすると、ラインL11を流通するバラスト水の流量が減少し、ケーシング51内の圧力、即ち、フィルタ52の二次側の圧力が相対的に高まる。
発明者等は、種々実験を重ね、フィルタ52のケーシング51内の圧力(「缶圧」と通称される場合がある)が高い程、強力な逆洗効果が得られるという現象を確認している。
第1実施形態では、この現象を積極的に利用している。即ち、流量調整バルブV12の開度を小さくすることにより、ケーシング51内の圧力(フィルタ52の二次側の圧力)が増加した状態において強力な逆洗効果を得て、フィルタ52に強固に堆積した異物を強力に剥離する。
発明者等は、種々実験を重ね、フィルタ52のケーシング51内の圧力(「缶圧」と通称される場合がある)が高い程、強力な逆洗効果が得られるという現象を確認している。
第1実施形態では、この現象を積極的に利用している。即ち、流量調整バルブV12の開度を小さくすることにより、ケーシング51内の圧力(フィルタ52の二次側の圧力)が増加した状態において強力な逆洗効果を得て、フィルタ52に強固に堆積した異物を強力に剥離する。
第1実施形態では、上述のような強逆洗の継続時間は、計時動作によって管理される。即ち、ステップS104において、ステップS103での流量調整バルブV12の開度を小さくする制御を行うと共に、制御部9は、計時動作を開始する。
ステップS105において、制御部9は、既定時間が経過したか否かを判定する。流量調整バルブV12の開度を小さくしてから既定時間が経過するまでは(ステップS105:NO)、制御部9は、流量調整バルブV12の開度を維持して強逆洗を継続する。一方、既定時間に達すると(ステップS105:YES)、ステップS106において、制御部9は、流量調整バルブV12の開度を通常開度に戻す。
上述の既定時間は、実験データに基づいて、或いは、稼働中のバラスト水処理装置における運転実績データ等に基づいて、設定される。
上述の既定時間は、実験データに基づいて、或いは、稼働中のバラスト水処理装置における運転実績データ等に基づいて、設定される。
制御部9は、ステップS107において、ステップS106で流量調整バルブV12の開度を通常開度に戻した後、バラスト水処理装置1の運転を終了する操作を受け付けているか否かを判定する。制御部9が、ステップS107で運転を終了する操作を受け付けたことを認識するまでは(ステップS107:NO)、処理はステップS101に戻る。制御部9が、ステップS107で運転を終了する操作を受け付けたことを認識したときには(ステップS107:YES)、処理は終了する。
上述のような第1実施形態のバラスト水処理装置1では、フィルタ52の逆洗に際して、フィルタ52の目詰まりが比較的軽度(異物の堆積量が比較的少ない状態)でフィルタ52の一次側と二次側との差圧ΔPが基準差圧Pth未満である(ΔP<Pth)場合には、次のような逆洗を行う。即ち、流量調整バルブV12の開度を通常開度(例えば、略全開)に維持することにより、濾過処理されるバラスト水(被処理水)W1の流量を絞らずに濾過処理効率を高水準に維持する。
一方、フィルタ52の目詰まりが比較的重度(異物の堆積量が比較的多い状態)であって、フィルタ52の一次側と二次側との差圧ΔPが基準差圧Pth以上(ΔP≧Pth)となった場合には、流量調整バルブV12の開度を小さくすることにより、ケーシング51内の圧力(フィルタ52の二次側の圧力)を上げて、既述の強逆洗を行う。このような強逆洗を既定時間継続することにより、フィルタ52に堆積した異物を強力に剥離して濾過能力を回復させる。
この場合、流量調整バルブV12の開度を小さくすると、濾過処理されるバラスト水(被処理水)W1の流量が減少するが、敢えて濾過処理されるバラスト水(被処理水)W1の流量を一時的に減少させてフィルタ52のケーシング51内の圧力(缶圧、即ち、フィルタ52の二次側の圧力)を上昇させ、既定時間の間、強力な逆洗を行うことができる。
また、この既定時間の間に、バラスト水(被処理水)W1の流量は減少するが、バラスト水(被処理水)W1の濾過処理自体は、中断することなく継続される。従って、バラスト水処理装置1を連続稼働させる場合の総合的な濾過処理効率を高水準に維持することができる。
また、この既定時間の間に、バラスト水(被処理水)W1の流量は減少するが、バラスト水(被処理水)W1の濾過処理自体は、中断することなく継続される。従って、バラスト水処理装置1を連続稼働させる場合の総合的な濾過処理効率を高水準に維持することができる。
第1実施形態のバラスト水処理装置1によれば、例えば、次のような効果を奏する。
フィルタ52への異物の付着に起因してフィルタ52の濾過能力が低下した状況になると、具体的には、フィルタ52の一次側と二次側との差圧ΔPが基準差圧Pth以上になると、制御部9は、フィルタ52で濾過されたバラスト水(濾過処理水)W2の流量を減少させてフィルタ52の二次側の圧力を増加させるように、流量調整バルブV12を制御する。そして、制御部9は、フィルタ52の二次側の圧力が増加した状態において、第1逆洗水噴射ノズル6による逆洗水W2の噴射を行うように、各機器を制御する。
フィルタ52への異物の付着に起因してフィルタ52の濾過能力が低下した状況になると、具体的には、フィルタ52の一次側と二次側との差圧ΔPが基準差圧Pth以上になると、制御部9は、フィルタ52で濾過されたバラスト水(濾過処理水)W2の流量を減少させてフィルタ52の二次側の圧力を増加させるように、流量調整バルブV12を制御する。そして、制御部9は、フィルタ52の二次側の圧力が増加した状態において、第1逆洗水噴射ノズル6による逆洗水W2の噴射を行うように、各機器を制御する。
このように、流量調整バルブV12の開度を通常開度よりも小さくするという極めて簡単な構成により、フィルタ52で濾過されたバラスト水(濾過処理水)W2の流量を減少させてフィルタ52の二次側の圧力(所謂、缶圧)を増加させ、フィルタ52の目詰まりを逆洗により効果的に解消することができる。つまり、濾過と逆洗との同時処理を継続させてフィルタ52の目詰まりを効果的に解消することができるため、運転効率が高い。
また、通常の逆洗と強逆洗とを併用することにより、所謂頑固に目詰まりした状態に到ったとしても、濾過処理を停止せずに継続した状態で効果的な逆洗を行うことができる。
また、通常の逆洗と強逆洗とを併用することにより、所謂頑固に目詰まりした状態に到ったとしても、濾過処理を停止せずに継続した状態で効果的な逆洗を行うことができる。
〔第2実施形態〕
次に、本発明のバラスト水処理装置の第2実施形態について、図面を参照しながら説明する。第2実施形態では、主に第1実施形態との相違点について説明する。このため、第1実施形態と同一(又は同等)の構成については詳細な説明を省略する。また、第2実施形態において特に説明しない点については、第1実施形態の説明が適宜に適用又は援用される。
既述の第1実施形態では、フィルタ52の一次側と二次側との差圧ΔPに基づいて通常の逆洗から強逆洗への切替えを行ったが、第2実施形態では、フィルタ52による濾過時間に基づいて通常の逆洗から強逆洗への切替えを行う点で相違する。
次に、本発明のバラスト水処理装置の第2実施形態について、図面を参照しながら説明する。第2実施形態では、主に第1実施形態との相違点について説明する。このため、第1実施形態と同一(又は同等)の構成については詳細な説明を省略する。また、第2実施形態において特に説明しない点については、第1実施形態の説明が適宜に適用又は援用される。
既述の第1実施形態では、フィルタ52の一次側と二次側との差圧ΔPに基づいて通常の逆洗から強逆洗への切替えを行ったが、第2実施形態では、フィルタ52による濾過時間に基づいて通常の逆洗から強逆洗への切替えを行う点で相違する。
図3は、本発明のバラスト水処理装置の第2実施形態を示すフロー図である。
第2実施形態において、フィルタ52の濾過能力が低下した状況は、フィルタ52による濾過時間が基準時間以上となった状況である。制御部9は、フィルタ52による濾過時間Tcを計時する濾過時間計時手段としても機能する。従って、第2実施形態において、制御部9は、濾過時間計時手段としての制御部9により計時された濾過時間Tcが基準時間Tm以上となった場合に、フィルタ52で濾過されたバラスト水(濾過処理水)W2の流量を減少させてフィルタ52の二次側の圧力を増加させるように、流量調整バルブV12を制御する。
第2実施形態において、フィルタ52の濾過能力が低下した状況は、フィルタ52による濾過時間が基準時間以上となった状況である。制御部9は、フィルタ52による濾過時間Tcを計時する濾過時間計時手段としても機能する。従って、第2実施形態において、制御部9は、濾過時間計時手段としての制御部9により計時された濾過時間Tcが基準時間Tm以上となった場合に、フィルタ52で濾過されたバラスト水(濾過処理水)W2の流量を減少させてフィルタ52の二次側の圧力を増加させるように、流量調整バルブV12を制御する。
バラスト水処理運転中の逆洗処理では、開始の当初では、流量調整バルブV12は既述の通常開度(例えば、略全開)にされている。
逆洗処理の動作が開始されると、ステップS201において、濾過時間計時手段としての制御部9は、濾過時間Tcを取得する。
逆洗処理の動作が開始されると、ステップS201において、濾過時間計時手段としての制御部9は、濾過時間Tcを取得する。
次いで、ステップS202において、制御部9は、ステップS201で取得した濾過時間Tcが既定の基準時間Tm以上か否かを判定する。
制御部9は、濾過時間Tcが基準時間Tm未満(Tc<Tm)と判定した場合には(ステップS202:NO)、流量調整バルブV12の開度を通常開度(例えば、略全開)に維持するように、流量調整バルブV12を制御する。
制御部9は、濾過時間Tcが基準時間Tm未満(Tc<Tm)と判定した場合には(ステップS202:NO)、流量調整バルブV12の開度を通常開度(例えば、略全開)に維持するように、流量調整バルブV12を制御する。
一方、制御部9は、濾過時間Tcが基準時間Tm以上(Tc≧Tm)と判定した場合には(ステップS202:YES)、ステップS203において、調節弁である流量調整バルブV12の開度を相対的に小さくするように、流量調整バルブV12を制御する。
第1実施形態における制御と同様に、流量調整バルブV12の開度を小さくするとはいえ、全閉にはせず、濾過されるバラスト水(被処理水)W1の流量がある程度維持される開度にする。これによりバラスト水(被処理水)W1の濾過は、中断されることなく、相対的に小流量で継続される。
尚、基準時間Tmは、実験データに基づいて、或いは、稼働中のバラスト水処理装置における運転実績データ等に基づいて、フィルタ52への異物の堆積量が多く、所謂頑固に目詰まりした状態又はこれに近い状態にあり、これに起因してフィルタ52の濾過能力が低下した状況であると推定される濾過時間として設定される。
尚、基準時間Tmは、実験データに基づいて、或いは、稼働中のバラスト水処理装置における運転実績データ等に基づいて、フィルタ52への異物の堆積量が多く、所謂頑固に目詰まりした状態又はこれに近い状態にあり、これに起因してフィルタ52の濾過能力が低下した状況であると推定される濾過時間として設定される。
この第2実施形態においても、第1実施形態と同様に、強逆洗の継続時間は、計時動作によって管理される。即ち、ステップS204において、ステップS203での流量調整バルブV12の開度を小さくする制御を行うと共に、制御部9は、計時動作を開始する。
ステップS205において、制御部9は、既定時間が経過したか否かを判定する。流量調整バルブV12の開度を小さくしてから既定時間が経過するまでは(ステップS205:NO)、制御部9は、流量調整バルブV12の開度を維持して、強逆洗を継続する。一方、既定時間に達すると(ステップS205:YES)、ステップS206において、制御部9は、流量調整バルブV12の開度を通常開度に戻す(ステップS206)。
この既定時間を、実験データに基づいて、或いは、稼働中のバラスト水処理装置における運転実績データ等に基づいて設定する点も第1実施形態と同様である。
この既定時間を、実験データに基づいて、或いは、稼働中のバラスト水処理装置における運転実績データ等に基づいて設定する点も第1実施形態と同様である。
制御部9は、ステップS207において、ステップS206で流量調整バルブV12の開度を通常開度に戻した後、バラスト水処理装置1の運転を終了する操作を受け付けているか否かを判定する。制御部9が、ステップS207で運転を終了する操作を受け付けたことを認識するまでは(ステップS207:NO)、処理はステップS201に戻る。制御部9が、ステップS207で運転を終了する操作を受け付けたことを認識したときには(ステップS207:YES)、処理は終了する。
上述のような第2実施形態のバラスト水処理装置1では、逆洗に際して、フィルタ52による濾過時間Tcが基準時間Tm未満であり(Tc<Tm)、フィルタ52の目詰まりが比較的軽度(異物の堆積量が比較的少ない状態)である場合には、次のような逆洗を行う。即ち、流量調整バルブV12の開度を通常開度(例えば、略全開)に維持することにより、濾過されるバラスト水(被処理水)W1の流量を絞らずに、濾過処理効率を高水準に維持する。
一方、フィルタ52による濾過時間Tcが基準時間Tm以上(Tc≧Tm)となった場合には、フィルタ52の目詰まりが比較的重度(異物の堆積量が比較的多い状態)で、フィルタ52の濾過能力が低下している蓋然性が高い。この場合には、流量調整バルブV12の開度を小さくすることにより、ケーシング51内の圧力(フィルタ52の二次側の圧力)を上げて、強力な逆洗を行う。このような強力な逆洗を既定時間継続することによりフィルタ52に堆積した異物を強力に剥離する。
第2実施形態のバラスト水処理装置によれば、例えば、次のような効果を奏する。
制御部9は、濾過時間計時手段としての制御部9により計時された濾過時間Tcが基準時間Tm以上となった場合に、フィルタ52で濾過されたバラスト水(濾過処理水)W2の流量を減少させてフィルタ52の二次側の圧力を増加させるように、流量調整バルブV12を制御する。
そのため、第2実施形態によれば、フィルタ52への異物の付着に起因してフィルタ52の濾過能力が低下したことがフィルタ52による濾過時間に基づいて推定されると、流量調整バルブV12の開度を通常開度よりも小さくするという極めて簡単な構成により、フィルタ52で濾過されたバラスト水(濾過処理水)W2の流量を減少させてフィルタ52の二次側の圧力(所謂、缶圧)を増加させて、フィルタの目詰まりを逆洗により効果的に解消することができる。
制御部9は、濾過時間計時手段としての制御部9により計時された濾過時間Tcが基準時間Tm以上となった場合に、フィルタ52で濾過されたバラスト水(濾過処理水)W2の流量を減少させてフィルタ52の二次側の圧力を増加させるように、流量調整バルブV12を制御する。
そのため、第2実施形態によれば、フィルタ52への異物の付着に起因してフィルタ52の濾過能力が低下したことがフィルタ52による濾過時間に基づいて推定されると、流量調整バルブV12の開度を通常開度よりも小さくするという極めて簡単な構成により、フィルタ52で濾過されたバラスト水(濾過処理水)W2の流量を減少させてフィルタ52の二次側の圧力(所謂、缶圧)を増加させて、フィルタの目詰まりを逆洗により効果的に解消することができる。
〔第3実施形態〕
次に、本発明のバラスト水処理装置の第3実施形態について、図4を参照しながら説明する。第3実施形態のバラスト水処理装置では、流量調整手段による流量の調整方法において、第1実施形態及び第2実施形態と異なる。即ち、第3実施形態では、制御部9は、フィルタ52の二次側の圧力を増加させる制御を行っている状態において、フィルタ52の二次側の圧力(P2)が予め設定された上限圧力値(Pmax)以上になった場合には、導入ラインL1から導入されるバラスト水の流量を減少させてフィルタ52の圧力が上昇しすぎることを抑制する。上限圧力値Pmaxは、例えば、フィルタ52に過剰な負荷がかからない程度の圧力値として設定される。
次に、本発明のバラスト水処理装置の第3実施形態について、図4を参照しながら説明する。第3実施形態のバラスト水処理装置では、流量調整手段による流量の調整方法において、第1実施形態及び第2実施形態と異なる。即ち、第3実施形態では、制御部9は、フィルタ52の二次側の圧力を増加させる制御を行っている状態において、フィルタ52の二次側の圧力(P2)が予め設定された上限圧力値(Pmax)以上になった場合には、導入ラインL1から導入されるバラスト水の流量を減少させてフィルタ52の圧力が上昇しすぎることを抑制する。上限圧力値Pmaxは、例えば、フィルタ52に過剰な負荷がかからない程度の圧力値として設定される。
図4は、本発明の第3実施形態におけるフィルタ洗浄の制御を示すフローチャートである。バラスト水処理運転中の逆洗処理では、開始の当初では、流量調整バルブV12は通常開度(例えば、35%)にされている。
逆洗処理の動作が開始されると、ステップS301において、制御部9は、差圧検出手段8により検出されるフィルタ52の一次側と二次側との差圧ΔPを受信する。
逆洗処理の動作が開始されると、ステップS301において、制御部9は、差圧検出手段8により検出されるフィルタ52の一次側と二次側との差圧ΔPを受信する。
次いで、ステップS302において、制御部9は、ステップS301で受信した差圧ΔPが基準差圧Pth以上か否かを判定する。
制御部9は、差圧ΔPが基準差圧Pth未満(ΔP<Pth)と判定した場合には(ステップS302:NO)、流量調整バルブV12の開度を通常開度(例えば、35%)に維持するように、流量調整バルブV12を制御する。
一方、制御部9は、差圧ΔPが基準差圧Pth以上(ΔP≧Pth)と判定した場合には(ステップS302:YES)、ステップS303において、流量調整バルブV12の開度を相対的に小さくする。
制御部9は、差圧ΔPが基準差圧Pth未満(ΔP<Pth)と判定した場合には(ステップS302:NO)、流量調整バルブV12の開度を通常開度(例えば、35%)に維持するように、流量調整バルブV12を制御する。
一方、制御部9は、差圧ΔPが基準差圧Pth以上(ΔP≧Pth)と判定した場合には(ステップS302:YES)、ステップS303において、流量調整バルブV12の開度を相対的に小さくする。
但し、流量調整バルブV12の開度を小さくするとはいえ、全閉にはせず、バラスト水(被処理水)W1の流量がある程度維持される開度にする(例えば、開度20%)。これによりバラスト水(被処理水)W1の濾過は、中断されることなく、相対的に小流量で継続される。
次いで、ステップS304において、ステップS303での流量調整バルブV12の開度を小さくする制御を行うと共に、制御部9は、計時動作を開始する。
ステップS305において、制御部9は、二次側圧力センサ38により検知されたフィルタ52の二次側の圧力P2が上限圧力値Pmax以上になったかを判定する。
制御部9は、二次側の圧力P2が上限圧力値Pmax以上(P2≧Pmax)と判定した場合には(ステップS305:YES)、ステップS306において、バルブV1の開度を小さくする(例えば、開度25%)。また、流量調整バルブV12の開度を所定の開度に大きくする(例えば、開度25%)。これにより、導入ラインL1からバラスト水濾過装置2に導入されるバラスト水の量を減少させられるので、二次側の圧力P2を低下させられ、二次側の圧力P2が上昇しすぎることを抑制できる。また、導入ラインL1から導入されるバラスト水の流量の減少に起因するラインL11を流通するバラスト水の流量の減少を流量調整バルブV12の開度を大きくすることで補えるので、フィルタ52で濾過されたバラスト水の流量(ラインL11を流通するバラスト水の流量)を更に減少させることなく、二次側の圧力P2を低下させられる。
尚、このステップS306において、制御部9は、流量調整バルブV12の開度は変更せず、バルブV1の開度を小さくするのみであってもよい。また、流量調整バルブV12を所定開度に大きくする場合、開度は、通常開度よりも小さい開度にされる。
一方、制御部9は、二次側の圧力P2が上限圧力値Pmax未満(P2<Pmax)と判定した場合には(ステップS302:NO)、処理をステップS307に進める。
ステップS307において、制御部9は、既定時間が経過したか否かを判定する。流量調整バルブV12の開度を小さくしてから既定時間が経過するまでは(ステップS307:NO)、制御部9は、流量調整バルブV12の開度を維持して強逆洗を継続する。一方、既定時間に達すると(ステップS307:YES)、ステップS308において、制御部9は、流量調整バルブV12の開度及びバルブV11の開度を通常開度に戻す。
上述の既定時間は、実験データに基づいて、或いは、稼働中のバラスト水処理装置における運転実績データ等に基づいて、設定される。
上述の既定時間は、実験データに基づいて、或いは、稼働中のバラスト水処理装置における運転実績データ等に基づいて、設定される。
制御部9は、ステップS309において、ステップS308で流量調整バルブV12の開度及びバルブV1の開度を通常開度に戻した後、バラスト水処理装置1の運転を終了する操作を受け付けているか否かを判定する。制御部9が、ステップS309で運転を終了する操作を受け付けたことを認識するまでは(ステップS309:NO)、処理はステップS301に戻る。制御部9が、ステップS309で運転を終了する操作を受け付けたことを認識したときには(ステップS309:YES)、処理は終了する。
第3実施形態のバラスト水処理装置によれば、第1実施形態と同様の効果を奏する他、以下のような効果を奏する。
制御部9は、フィルタ52の二次側の圧力を増加させる制御を行っている状態において、フィルタ52の二次側の圧力(P2)が予め設定された上限圧力値(Pmax)以上になった場合には、バルブV1の開度を小さくして、導入ラインL1から導入されるバラスト水の流量を減少させる。これにより、導入ラインL1からバラスト水濾過装置2に導入されるバラスト水の量を減少させられるので、フィルタ52の二次側の圧力P2を低下させられ、二次側の圧力P2が上昇しすぎることを抑制できる。よって、二次側の圧力P2が上昇しすぎることによりフィルタ52に好ましくない事態が生じることを防げ、また、バラスト水濾過装置2におけるシール寿命が低下したり、バラスト水濾過装置2に圧力振動が発生したりすることを抑制できる。更に、例えば、ポンプP1の仕様によっては、流量調整バルブV12の開度を小さくした場合に、フィルタ52の二次側の圧力が大きく増加してしまう場合があるが、本制御により、フィルタ52の二次側の圧力が上昇しすぎることを好適に防げる。
また、制御部9は、バルブV1の開度を小さくして、導入ラインL1から導入されるバラスト水の流量を減少させる場合、流量調整バルブV12の開度を所定の開度に大きくする。これにより、導入ラインL1から導入されるバラスト水の流量の減少に起因するラインL11を流通するバラスト水の流量の減少を流量調整バルブV12の開度を大きくすることで補えるので、フィルタ52で濾過されたバラスト水の流量(ラインL11を流通するバラスト水の流量)を更に減少させることなく、二次側の圧力P2を低下させられる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかし、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。
例えば、上述の実施形態では、フィルタ52への異物の付着に起因してフィルタ52の濾過能力が低下する度合いが特に重度である場合に、流量調整バルブV12の開度を小さくして、敢えてフィルタ52のケーシング51内の圧力(フィルタ52の二次側の圧力)を上昇させ、強逆洗を行うようにした。しかし、これに制限されず、フィルタ52の濾過能力が軽度であっても低下した状況になったときには、直ちに流量調整バルブV12の開度を小さくして強逆洗を行うようにしてもよい。
例えば、上述の実施形態では、フィルタ52への異物の付着に起因してフィルタ52の濾過能力が低下する度合いが特に重度である場合に、流量調整バルブV12の開度を小さくして、敢えてフィルタ52のケーシング51内の圧力(フィルタ52の二次側の圧力)を上昇させ、強逆洗を行うようにした。しかし、これに制限されず、フィルタ52の濾過能力が軽度であっても低下した状況になったときには、直ちに流量調整バルブV12の開度を小さくして強逆洗を行うようにしてもよい。
フィルタで濾過されたバラスト水の流量を減少させてフィルタの二次側の圧力を増加させる流量調整手段は、流量調整バルブV12に制限されない。
また、上述の実施形態では、強逆洗の継続時間は、計時動作に基づいて管理されているが、これに代えて、フィルタ52の一次側と二次側との差圧ΔPに基づいて管理されるようにしてもよい。即ち、差圧ΔPがフィルタ52の濾過機能が回復したと認められる既定値まで低下したときに流量調整バルブV12の開度を通常開度に戻して濾過されるバラスト水(被処理水)W1の流量を回復させ、強逆洗を終了するようにしてもよい。
また、上述の実施形態では、強逆洗の継続時間は、計時動作に基づいて管理されているが、これに代えて、フィルタ52の一次側と二次側との差圧ΔPに基づいて管理されるようにしてもよい。即ち、差圧ΔPがフィルタ52の濾過機能が回復したと認められる既定値まで低下したときに流量調整バルブV12の開度を通常開度に戻して濾過されるバラスト水(被処理水)W1の流量を回復させ、強逆洗を終了するようにしてもよい。
また、第3実施形態では、導入ラインL1から導入されるバラスト水の流量を減少させてフィルタ52の圧力が上昇しすぎることを抑制する制御を、第1実施形態に示すフィルタ52の一次側と二次側との差圧ΔPに基づく制御に適用したが、これに限らない。即ち、導入ラインL1から導入されるバラスト水の流量を減少させてフィルタ52の圧力が上昇しすぎることを抑制する制御を、第2実施形態に示すフィルタ52による濾過時間に基づく制御に適用してもよい。
1 バラスト水処理装置
4 吸引ノズル
6 第1逆洗水噴射ノズル(逆洗水噴射ノズル)
8 差圧検出手段
9 制御部(流量制御手段)
37 一次側圧力センサ
38 二次側圧力センサ
52 フィルタ
62 バラストタンク
L1 導入ライン
L11 ライン
V12 流量調整バルブ(流量調整手段)
W1 バラスト水(被処理水)
W2 バラスト水(濾過処理水、第1逆洗水(逆洗水))
4 吸引ノズル
6 第1逆洗水噴射ノズル(逆洗水噴射ノズル)
8 差圧検出手段
9 制御部(流量制御手段)
37 一次側圧力センサ
38 二次側圧力センサ
52 フィルタ
62 バラストタンク
L1 導入ライン
L11 ライン
V12 流量調整バルブ(流量調整手段)
W1 バラスト水(被処理水)
W2 バラスト水(濾過処理水、第1逆洗水(逆洗水))
Claims (6)
- バラスト水を濾過するフィルタと、
前記フィルタの一次側にバラスト水を導入する導入ラインと、
前記フィルタで濾過されたバラスト水がバラストタンクへ向けて流通するラインと、
バラスト水が流通する前記ラインの流量を調整する流量調整手段と、
前記流量調整手段を制御する流量制御手段と、を備え、
前記流量制御手段は、前記フィルタへの異物の付着に起因して前記フィルタの濾過能力が低下した状況になると、前記フィルタで濾過されたバラスト水の流量を減少させて前記フィルタの二次側の圧力を増加させるように、前記流量調整手段を制御し、
前記フィルタの二次側の圧力が増加した状態において前記フィルタの逆洗が行われる、バラスト水処理装置。 - 前記フィルタの二次側の面に向かって逆洗水を噴射する逆洗水噴射ノズルを更に備え、
前記流量制御手段は、前記フィルタの二次側の圧力が増加した状態において、前記逆洗水噴射ノズルによる逆洗水の噴射を行う、
請求項1に記載のバラスト水処理装置。 - 前記フィルタの濾過能力が低下した状況は、前記フィルタの一次側と二次側との差圧が基準差圧以上となった状況であり、
バラスト水処理装置は、前記フィルタの一次側と二次側との差圧を検出する差圧検出手段を更に備え、
前記流量制御手段は、前記差圧検出手段により検出された差圧が基準差圧以上となった場合に、前記フィルタで濾過されたバラスト水の流量を減少させて前記フィルタの二次側の圧力を増加させるように、前記流量調整手段を制御する、
請求項1に記載のバラスト水処理装置。 - 前記フィルタの濾過能力が低下した状況は、前記フィルタによる濾過時間が基準時間以上となった状況であり、
バラスト水処理装置は、前記フィルタによる濾過時間を計時する濾過時間計時手段を更に備え、
前記流量制御手段は、前記濾過時間計時手段により計時された濾過時間が基準時間以上となった場合に、前記フィルタで濾過されたバラスト水の流量を減少させて前記フィルタの二次側の圧力を増加させるように、前記流量調整手段を制御する、
請求項1に記載のバラスト水処理装置。 - 前記フィルタの二次側の圧力を検出する二次側圧力センサを更に備え、
前記流量制御手段は、前記二次側圧力センサにより検出される前記フィルタの二次側の圧力が設定された上限圧力値以上であった場合に、前記導入ラインから前記フィルタの一次側に導入されるバラスト水を減少させるように前記流量調整手段を制御する請求項1に記載のバラスト水処理装置。 - 前記流量制御手段は、前記導入ラインから前記フィルタの一次側に導入されるバラスト水を減少させるように前記流量調整手段を制御した場合、前記フィルタで濾過されたバラスト水の流量を維持するように前記流量調整手段を制御する請求項5に記載のバラスト水処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US15/352,283 US20170151513A1 (en) | 2015-12-01 | 2016-11-15 | Ballast water treatment device |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015234840 | 2015-12-01 | ||
JP2015234840 | 2015-12-01 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017105437A true JP2017105437A (ja) | 2017-06-15 |
JP2017105437A5 JP2017105437A5 (ja) | 2019-05-23 |
Family
ID=59058646
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016208819A Pending JP2017105437A (ja) | 2015-12-01 | 2016-10-25 | バラスト水処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017105437A (ja) |
-
2016
- 2016-10-25 JP JP2016208819A patent/JP2017105437A/ja active Pending
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