JP2017225945A - 水処理方法及びその装置 - Google Patents
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Abstract
Description
上記目的を解決するための、本発明の第1の形態に係る水処理方法は、船舶のバラストに用いる水を船外から導入し、その水を当該船舶が具備するバラストタンクに向かって移動させる過程で殺菌する水処理方法であって、塩素化イソシアヌル酸化合物の固形物と該固形物を一時的に貯蔵するための一時的貯蔵用容器を用意する準備段階と、前記固形物を一時的貯蔵用容器内に装入する工程を有する第一段階と、前記一時的貯蔵用容器内から取り出された前記固形物を真水と混合し、撹拌することにより、塩素系殺菌剤を製造する工程を有する第二段階と、船舶のバラストに用いる水として船外から導入した水に前記塩素系殺菌剤を注入する工程を有する第三段階と、を有するとともに、前記第一段階は、前記一時的貯蔵用容器内の温度を摂氏39度以下に設定する工程を有することを特徴とする。
本発明の第13の形態に係る水処理装置は、船舶のバラストに用いる水として船外から導入された水に殺菌剤を注入するために、当該船舶に搭載される水処理装置であって、塩素化イソシアヌル酸化合物の固形物と真水を混合し撹拌することにより、塩素系殺菌剤を製造する溶液製造部と、前記固形物を一時的に貯蔵し、前記溶液製造部に供給するホッパーと、前記真水を前記溶液製造部に供給する水供給部と、船舶のバラストに用いる水として船外から導入された水に前記塩素系殺菌剤を注入する殺菌剤注入部を備えており、前記ホッパー内の温度は摂氏39度以下に設定されている、ことを特徴とする。
本発明において、次に掲げる用語の定義又は解釈は、以下のとおりとする。
(1) まず、本発明の第1及び第13の各形態においては、塩素系殺菌剤を製造する際、その原料である塩素化イソシアヌル酸化合物の固形物(以下「原料固形物」という場合がある)を海水ではなく真水と混合する。海水中にはより多くの塩素成分が含まれているので、原料固形物を海水と混合すると、真水と混合する場合に比べて、より多くの塩素ガスが発生するおそれがあるからである。
1)基本形の概要
(1) 図1は、本発明に係る水処理方法の基本形の説明図である。基本形は、図1(a)に示されているように、塩素化イソシアヌル酸化合物の固形物(原料固形物)msと原料固形物msを一時的に貯蔵するための一時的貯蔵用容器H(以下「容器H」と略称する)を用意する準備段階S0と、原料固形物msを容器H内に装入し、容器H内から取り出す前に一時的に貯蔵する工程S11を有する第一段階S1と、容器H内から取り出された原料固形物msを真水wsと混合し、撹拌することにより、塩素化イソシアヌル酸化合物の水溶液である塩素系殺菌剤Asを製造する工程S21を有する第二段階S2と、塩素系殺菌剤Asを船舶VSLの外部から導入した海水Woに注入する工程S31を有する第三段階S3を有するとともに、第一段階S1は、容器H内の温度Thを容器内温度上限以下に設定する工程(以下「温度設定工程S12」という)を有している。容器内温度上限は、既述のとおり、摂氏39度であるが、温度制御の幅に余裕を持たせるため、これを摂氏38度、摂氏37度又は更に低い温度に設定してもよい。
図4を参照しつつ、各工程について説明する。
準備段階S0は、原料固形物msを一時的に貯蔵するための容器Hを用意する工程S01と塩素化イソシアヌル酸化合物の固形物(原料固形物)msを用意する工程S02を有している。工程S01は、通常、長期間又は複数回使用可能な装置を用意する工程であり、当該装置を新設して用意する工程であってもよいし、既存の当該装置を用意する工程であってもよい。工程S02は、塩素系殺菌剤Asの原料である原料固形物msを用意する工程であり、原料固形物msを補給する工程を有していてもよい。
(1) 第一段階S1は、原料固形物msを容器H内に装入し、容器H内から取り出す前に一時的に貯蔵する工程(以下「貯蔵工程S11」という)と、温度設定工程S12を有する段階である。温度設定工程S12は、温度設定工程S12*であってもよい。温度設定工程S12は、既述のとおり、工程S12-1や工程S12-2を有する場合があり、工程S12-1及び工程S12-2は、それぞれ、工程S12-1*及び工程S12-2*であってもよい。
(1) 第二段階S2は、容器H内から取り出された原料固形物msを真水wsと混合し、撹拌することにより、塩素系殺菌剤Asを製造する工程S21を有する段階である。
(1) 第三段階S3は、塩素系殺菌剤Asを船舶VSLの外部から導入した海水Woに注入する工程S31を有する段階である。バラスト水処理の場合であれば、工程S31は、船舶VSLが具備するバラストタンクBTに向かって、船外で取水した海水WoをバラストタンクBTに向けて船内を移動させる過程で、その海水Woに塩素系殺菌剤Asを注入することにより殺菌処理を施す工程に相当する。
(1) 温度設定工程S12においては、予め設定してある、摂氏39度以下の基準温度Tm(h)を超えたときに、容器H内の温度Thを下げることで、温度Thを容器内温度上限以下に設定する制御を行ってもよい。また、温度設定工程S12*においては、温度設定工程S12と同様の温度制御に加えて、予め設定してある、摂氏0度より高い基準温度Tl(h)を下回ったときに、容器H内の温度Thを高める下げることで、温度Thを容器内温度下限以上に設定する制御を行ってもよい。
4.1) 図5及至図9は、それぞれ、本発明に係る水処理方法の実施例1及至実施例5に関する説明図である。いずれの実施例においても、別段の説明がある場合を除き、基準温度Tm(h)は摂氏38度とする。
(実施例1)
実施例1では、図5に示されているとおり、準備段階S0の終了後、温度設定工程S12→貯蔵工程S11→工程S21→工程S31の順で開始させ、貯蔵工程S11→工程S21→温度設定工程S12→工程S31の順に終了させる。また、工程S11の終了時点t[s11e]及び工程S21の終了時点t[s21e]は、いずれも工程S31の開始時点t[s31s]よりも後の時点とする。
実施例2では、図6に示されているとおり、準備段階S0の終了後、温度設定工程S12→貯蔵工程S11→工程S21→工程S31の順で開始させ、貯蔵工程S11→工程S21→工程S31→温度設定工程S12の順に終了させる。また、工程S31の開始時点t[s31s]は工程S11の終了時点t[s11e]の後であり、工程S21の終了時点t[s21e]は工程S31の開始時点t[s31s]の後とする。
実施例3は、図7に示されているとおり、また実施例1と同様、準準備段階S0の終了後、温度設定工程S12→貯蔵工程S11→工程S21→工程S31の順で開始させ、貯蔵工程S11→工程S21→温度設定工程S12→工程S31の順に終了させる。また、工程S11の終了時点t[s11e]及び工程S21の終了時点t[s21e]は、いずれも工程S31の開始時点t[s31s]よりも後の時点とする。
実施例4では、図8に示されているとおり、準備段階S0(特に工程S02)の終了前から温度設定工程S12を開始させ、引き続き、貯蔵工程S11→工程S21→工程S31の順で開始させる。また、温度設定工程S12開始後、貯蔵工程S11開始前に工程S02を終了させ、引き続き、貯蔵工程S11→工程S21→工程S31→温度設定工程S12の順に終了させる。工程S31の開始時点t[s31s]は工程S21の終了時点t[s21e]の後とする。
実施例5は、実施例2に相当する海水処理を二回以上連続して実行するものと同じであり、図9に示されているとおり、一回目の温度設定工程S12をt[s12s]から t[s12e]までの期間実行後直ちに二回目の温度設定工程S12*をt[s12s]*から t[s12e]*までの期間実行し、三回目以降も同様に連続して実行するものである。この場合、t[s12e]とt[s12s]*ならびにt[s12e]*と三回目の温度設定工程S12#の開始時点t[s12s]#は、それぞれ、同じ時点となり、以降も同様となる。
既述のとおり、本発明に係る水処理方法において、工程S22、S23、S24及びS32は必須の工程ではない。それ故、工程S22がない場合には、通常、t[s2s]とt[s21s]及びt[s2e]とt[s21e]はそれぞれ同じ時点になり、工程S32がない場合には、通常、t[s3s]とt[s31s]及びt[s3e]とt[s31e]はそれぞれ同じ時点になる。
(a) いずれの実施例においても、工程S22の開始時点t[s22s]を、工程S21の開始時点t[s21s]以前とし、好ましくは、t[s22s]をt[s21s]より前の時点とする。
(b) いずれの実施例においても、好ましくは、工程S32の開始時点t[s32s]を、工程S31の開始時点t[s31s]以前とし、より好ましくは、t[s32s]をt[s31s]より前の時点とする。ただし、第二段階S2において製造される塩素系殺菌剤Asと第三段階S3において海水Woに注入される塩素系殺菌剤Asが同じ場所に存在する又は、異なる場所ではなるが、一方から他方への熱伝導が起こるにように構成されている場合には、工程S24、S32を単一の工程とみなすことができるケースもある。そのようなケースでは、工程S24と工程S32を区別する実益は余りなく、t[s32s]を工程S24の開始時点t[s24s]とみなすことができる。
(c) 工程S22、S23、S24の終了時点t[s22e]、t[s23e]、t[s24e]は、いずれも、好ましくは、工程S21の終了時点t[s21e]以後の時点とする。t[s22e]、t[s23e]、t[s24e]は、いずれか二つ又はすべてが同じ時点であってもよく、すべて異なる時点であってもよい。
(d) 工程S32の終了時点t[s32e]は、好ましくは、工程S31の終了時点t[s31e]以後の時点とする。
(1) t[s11e]の時点で、容器H内から取り出されることなく残留した原料固形物msを放置すると、原料固形物msの自己分解を契機として発生する塩素ガスが船内作業環境に悪影響を及ぼす。特に、そのようにして発生した塩素ガスが容器H内の水分と混ざると、強い腐食性を呈し、刺激臭の原因となる。それ故、(i)t[s11e]の時点で、容器H内に原料固形物msが残留することなく、塩素系殺菌剤Asの製造のために使い尽くされているように、原料固形物msの容器H内への装入を厳格に管理し、上記の問題の発生を未然に防止する、(ii)t[s11e]の時点で、容器H内に原料固形物msが残留してしまった場合又はそのような事態に備えて、工程S12は継続し、必要に応じて、容器H内の除湿を行い、(iii)t[s11e]の時点又はその後早期に、容器H内に残留した原料固形物msを貯蔵用のコンテナ容器に移して保管する、混合物Cs又は塩素系殺菌剤Asの製造に使い切った後、当該混合物Cs又は塩素系殺菌剤Asを別途用意したタンクに移して隔離する、そのタンク内で薬剤を加えて無害化するなどの処置を講じる、ことが望ましい。
(1) 本発明に係る水処理方法における温度の設定又は制御は、常時実行される必要はない。たとえば、一時的貯蔵用容器内の温度を容器内温度上限以下にする設定又は制御は、一時的貯蔵用容器内の温度が容器内温度上限以下であるときは、行う必要はない。同様に、一時的貯蔵用容器内の温度を容器内温度下限以上にする設定又は制御は、一時的貯蔵用容器内の温度が容器内温度下限以上であるときは、行う必要はない。また、第4の形態及び第16の形態は、いずれも、真水の温度を摂氏5度以上に設定することを必須の構成としているが、真水の温度が摂氏5度以上であるときは、その設定を行う必要はない。第5の形態及び第17の形態は、いずれも、原料固形物を真水と混合する温度を摂氏5度以上に設定することを必須の構成としているが、原料固形物を真水と混合する温度が摂氏5度以上であるときは、その設定を行う必要はない。第18の形態は、溶解製造部のタンク内の温度を摂氏5度以上に設定することを必須の構成としているが、溶解製造部のタンク内の温度が摂氏5度以上であるときは、その設定を行う必要はない。第19の形態は、固液分離装置が排出する塩素系殺菌剤の温度又は固液分離装置内の温度が摂氏5度以上になるように、真水の温度を設定することを必須の構成としているが、その温度が摂氏5度以上であるときは、その設定を行う必要はない。
図10乃至図26に基づき本発明に係る水処理装置の実施形態1について説明し、図27乃至図38に基づきその実施形態2について説明し、図39乃至図41に基づきその実施形態3について説明する。
1)基本構成
図10は、本発明を適用する前の、水処理装置D1の基本構成の説明図である。この水処理装置D1は、図10に示されているとおり、原料固形物msと真水wsとの混合により塩素系殺菌剤Asを製造するための溶液製造部S[pr]と、混合攪拌槽Ts内に原料固形物msを供給するためのホッパー部S[hp]と、混合攪拌槽Ts内に真水wsを供給するための水供給部S[ws]と、原料固形物msが真水wsに溶解することにより製造される塩素系殺菌剤Asを、船外から導入され、バラスト水取水用配管経路Lfを流通する水Woに注入するための殺菌剤注入部S[is]とを備えている。ホッパー部S[hp]は、図示されていない支持機構により位置決めされている。
溶液製造部S[pr]は、原料固形物msを真水wsに混合させる(つまり、原料固形物msと真水wsの混合物Csを製造する)混合部S[mx]と、混合物Csを攪拌することにより原料固形物msを真水wsに溶解させる(つまり、混合物Csから塩素系殺菌剤Asを製造する)溶解促進部S[st]とから構成されている。尤も、原料固形物msと真水wsの混合及び両者の混合物Csの攪拌は、溶液製造部S[pr]が具備する混合攪拌槽Ts内で行われるので、混合部S[mx]と溶解促進部S[st]との境界は曖昧であり、両者を明確に区別することは難しい。
図11は、ホッパー部S[hp]の基本構造の説明図であり、図11(a)はその正面図、図11(b)はその側面図である。図11(b)の側面図に描かれているz−zに沿って紙面右側から左側の方向に眺めたものが、図11(a)の正面図に概ね相当する。
水供給部S[ws]は、真水wsの供給源(図示されていない)と、当該供給源から混合攪拌槽Ts内への真水wsの供給を行うための給水導管Cwsを備えている。給水導管Cwsは、混合攪拌槽Ts内に開口し、真水wsを吐出するための吐出開口部と、真水wsの供給源から当該吐出開口部への真水wsの移送を駆動するためのポンプ(図示されていない)と、真水wsの移送と停止を切り替えるためのバルブ(図示されていない)を備えている。
殺菌剤注入部S[is]は、混合攪拌槽Tsの下部Rbpの最下部に配置し、混合攪拌槽Ts内からの塩素系殺菌剤Asの排出を行うための排出口Dbpと、バラスト水取水用配管内に開口し、流通する海水Woに塩素系殺菌剤Asを注入する殺菌剤注入口Isと、排出口Dbpと殺菌剤注入口Isを接続する殺菌剤配管経路Lsを備えている。殺菌剤配管経路Lsは、混合攪拌槽Ts内から排出口Dbpへの塩素系殺菌剤Asの移動と停止を切り替えるためのバルブVbpと、殺菌剤注入口Isからバラスト水取水用配管経路Lfへの塩素系殺菌剤Asの注入と停止を切り替えるためのバルブVsと、バルブVbpの下流、バルブVsの上流において殺菌剤配管経路Lsに沿った塩素系殺菌剤Asの移動を駆動するポンプPsを備えている。
図10に示されている水処理装置D1においては、まず、ホッパーHから原料固形物msが、給水導管Cwsから真水wsが、それぞれ混合攪拌槽Ts内に供給され、原料固形物msと真水wsの混合物Csが収容されるに至る。その後、混合攪拌槽Ts内でインペラIpにより混合物Csが攪拌され、これにより原料固形物msと真水wsの混合及び原料固形物msの真水wsへの溶解が進み、塩素系殺菌剤Asが製造される。混合攪拌槽Ts内で製造された塩素系殺菌剤Asは、混合攪拌槽Ts内から排出され、殺菌剤配管経路Lsを通じて移動し、殺菌剤注入口Isからバラスト水取水用配管経路Lfを流通する水Woに注入され、水Woを殺菌する。なお、塩素系殺菌剤Asが注入された水Woは、ミキサーMxsを通過した後、殺菌剤注入済みの水WsとしてバラストタンクBTに向かって移動して行き、バラストタンクBTに収容される。
工程S01は水処理装置D1、特にホッパーHを準備する工程であり、工程S02は、ホッパーHに装入するための原料固形物msを準備する工程である。工程S11はホッパー部S[hp]で実行され、工程S21は溶液製造部S[pr]、特に混合攪拌槽Ts内で実行され、工程S31は殺菌剤注入部S[is]で実行される。
(実施例-A)
2.A.1)構成の特徴
図16は、本発明に係る水処理装置Dの実施例-Aの説明図である。実施例-Aの構成及び動作は、ホッパー部S[hp]が温度設定機構を備えている点を除き、図10に示されている水処理装置D1のそれらと基本的に同じである。
ホッパー部S[hp]が備える温度設定機構は、ホッパーHの外表面を、距離をおくことなく覆う断熱材InsH、InsH*を備えている。原料供給機Fdr及び原料供給路Cmsの各外表面は断熱材により覆われていない。計量機構Mvfの筐体と駆動機構Ss[mga]の少なくとも一部の筐体(モータMtfの筐体及び/又は動力伝達機構Gbxの筐体の少なくとも一部)の間には断熱材は存在しない。断熱材InsH*は、原料補給口Crfの上部外表面を、距離をおこくとなく覆う断熱材であり、頂部の開口部からの原料固形物msの導入又は補給の際には取り外せるように構成されている。
図17は、ホッパー部S[hp]が備える温度設定機構の変形例1の説明図であり、図17(a)は、その正面図であり、図17(b)は、その側面図である。
図18は、ホッパー部S[hp]が備える温度設定機構の変形例2の説明図であり、図18(a)は、その正面図であり、図18(b)は、その側面図である。変形例2は、図18に示されているとおり、ホッパーH内の温度Thを調節する温度調節装置CL1*を具備している。変形例2のその余の構成は、変形例1と同じであるので、その説明は省略する。
図19は、ホッパー部S[hp]が備える温度設定機構の変形例3の説明図であり、図19(a)は、その正面図であり、図19(b)は、その側面図であり、図19(c)及び(d)は、それぞれ、図19(a)及び(b)に示されている変形例3の部分拡大図である。図20(a)及び(b)は、変形例3の派生形1の部分拡大図であり、それぞれ、正面図及び側面図である。図21(a)及び(b)は、変形例3の派生形2の部分拡大図であり、それぞれ、正面図及び側面図である。図22(a)及び(b)は、変形例3の派生形3の部分拡大図であり、それぞれ、正面図及び側面図である。
図23は、ホッパー部S[hp]が備える温度設定機構の変形例4の説明図であり、図23(a)は、その正面図であり、図23(b)は、その側面図である。変形例4は、図23に示されているとおり、ホッパーH内の温度Thを調節する温度調節装置CL1*を具備している。変形例4のその余の構成は、変形例3と同じであるので説明は省略する。変形例3の派生形1(図20参照)、派生形2(図21参照)及び派生形3(図22参照)についての説明は、変形例4についてもそのまま当てはまる。温度調節装置CL1*は、変形例2と同じであるので説明は省略する。
図24は、ホッパー部S[hp]が備える温度設定機構の変形例5の説明図であり、図24(a)は、その正面図であり、図24(b)は、その側面図である。変形例5は、図24に示されているとおり、原料供給路Cmsの外表面を、距離をおくことなく覆う断熱材Ins2*を具備している。断熱材Ins2*は、距離をおいて囲う断熱材であってもよい。
実施例-Aにおいて、ホッパー部S[hp]は、工程S12が実行される領域R[s12]である。このことは、以下で言及される他の実施例に共通する。
図25は、本発明に係る水処理装置Dの実施例-Bの説明図である。実施例-Bの構成及び動作は、ホッパー部S[hp]の温度設定機構が変形例5である点を除き、図16に示されている実施例-Aのそれらと基本的に同じである。ホッパー部S[hp]が、工程S12が実行される領域R[s12]になる点も、実施例-Aと同じである。
2.C.1)構成の特徴
図26は、本発明に係る水処理装置Dの実施例-Cの説明図である。実施例-Cの構成及び動作は、水供給部S[ws]が温度設定機構を備える点を除き、図25に示されている実施例-Bのそれらと基本的に同じである。
水供給部S[ws]が備える温度設定機構は、少なくとも、(i)給水導管Cwsの外表面に取り付けられた伝熱管と当該伝熱管内に熱媒体(h1、h1*)を流通させる温度調節装置CL2と、(ii)給水導管Cwsの外表面と伝熱管を覆う断熱材Ins3を備えている。
実施例-Cでは、温度設定機構を備える水供給部S[ws]は、工程S22が実行される領域R[s22]である。
2.D.1)構成の特徴
図27は、本発明に係る水処理装置Dの実施例-Dの説明図である。実施例-Dの構成及び動作は、溶液製造部S[pr]に温度設定機構を備えている点を除き、図26に示されている実施例-Cのそれらと基本的に同じである。
溶液製造部S[pr]が備える温度設定機構は、少なくとも、(i)混合攪拌槽Tsの及びその上蓋Ts1のそれぞれの外表面を、距離をおいて囲む断熱材Ins4及び断熱材Ins4uと、(ii)混合攪拌槽Tsの外表面と断熱材Ins4との間の空間とこれに連結する、上蓋Ts1の外表面と断熱材Ins4uとの間の空間W[ti]に、混合攪拌槽Tsの胴体外表面に巻き付けられた給水導管Cwsを具備している。混合攪拌槽Tsの胴体外表面に巻き付けられた給水導管Cwsは、その給水導管Cws内を流通する真水wsを熱媒体とする伝熱管として機能する。水供給部S[ws]が備える温度設定機構によりある温度Tws0に設定又は制御された真水wsは、給水導管Cwsを通じて混合攪拌槽Tsの胴周りを移動する過程で、給水導管Cwsの管材及び混合攪拌槽Tsの構成部材を介して混合攪拌槽Ts内に収容されている混合物Cs及び/又は塩素系殺菌剤Asと熱交換を行い、熱交換後の真水ws*として混合攪拌槽Ts内に装入され、原料固形物ms*の溶媒として利用される。
実施例-Dでは、温度設定機構を備える水供給部S[ws]は、工程S22が実行される領域R[s22]である。温度設定機構を備える溶液製造部S[pr]は、工程S23が実行される領域R[s23]であり、工程S24が実行される領域R[s24]でもある。
2.E.1)構成の特徴
図28は、本発明に係る水処理装置Dの実施例-Eの説明図である。実施例-Eの構成及び動作は、溶液製造部S[pr]に温度設定機構の構成が異なる点を除き、図27に示されている実施例-Dのそれらと基本的に同じである。
実施例-Eの溶液製造部S[pr]が備える温度設定機構は、温度調節装置CL3により、空間W[ti]の温度を調節する。温度調節装置CL3は、空間W[ti]内で熱媒体(h2、h2*)を流通させることにより、空間W[ti]の温度を調節する装置である。
実施例-Eでは、実施例-Dの場合と同様に、温度設定機構を備える溶液製造部S[pr]は、工程S23が実行される領域R[s23]であり、工程S24が実行される領域R[s24]でもある。
2.F.1)構成の特徴
図29は、本発明に係る水処理装置Dの実施例-Fの説明図である。実施例-Fの構成及び動作は、後述の連結空間に対する温度設定機構を備えている点を除き、実施例-Eのそれらと基本的に同じである。
(1)連結空間
殺菌剤配管経路Lsは、図29に示されているとおり、ポンプPs及びその近傍の領域(以下「Ps近傍範囲」という)以外の外表面が断熱材Ins5により距離をおいて囲われている。そのため、殺菌剤配管経路Lsの外表面と断熱材Ins5との間の空間は、Ps近傍範囲により上流側の空間(以下、「上流側空間W[bp]1」という)と下流側の空間(以下、「下流側空間W[bp]2」という)に分断されて見える。しかし、上流側空間及び下流側空間は、Ps近傍範囲を迂回するバイパス管Ctにより連結されている。
実施例-Fは、連結空間に熱媒体(h3、h3*)を流通させるための温度調節装置CL4を備えている。h3は、混合攪拌槽Tsの上部の空間W[it]内に外部から供給され、混合攪拌槽Tsの壁面を介して、混合攪拌槽Ts内及び殺菌剤配管経路Ls内に収容されている内容物(混合物Cs及び塩素系殺菌剤As)と熱交換する熱媒体である。h3は、上蓋Ts1を介して、混合攪拌槽Ts内の内容物の上方にある空気と熱交換する熱媒体でもある。h3*は、混合攪拌槽Tsの下部又は底部→上流側空間W[bp]1→バイパス管Ct→下流側空間W[bp]2の順に流れた後、下流側空間W[bp]2内から外部に排出される、熱交換後の熱媒体h3である。
連結空間に対する温度設定機構は、少なくとも、(i)連結空間の内外を画する断熱材Ins4u、Ins4、Ins4d及びIns5と、(ii)温度調節装置CL4を備えている。連結空間は空間W[ti]を含み、且つ、温度調節装置CL4は空間W[ti]内の温度を調節する装置でもあるので、連結空間に対する温度設定機構は、溶液製造部S[pr]が備える温度設定機構として機能する。また、連結空間は上流側空間W[bp]1及び下流側空間W[bp]2を含み、且つ、温度調節装置CL4はそれらの空間内の温度を調節する装置でもあるので、殺菌剤注入部S[is]が備える温度設定機構としても機能する。総じて、連結空間に対する温度設定機構は、殺菌剤注入部S[is]が備える温度設定機構と溶液製造部S[pr]が備える温度設定機構を兼ねる。
溶液製造部S[pr]は、工程S23が実行される領域R[s23]及び工程S24が実行される領域R[s24]に相当する。殺菌剤注入部S[is]、より詳しくは殺菌剤注入部S[is]のうち上流側空間W[bp]1及び下流側空間W[bp]2がある範囲は、工程S32が実行される領域R[s32]である。
図30は、本発明に係る水処理装置の実施例-Gの説明図であり、その説明は、水処理装置Dの本体内に残留する原料固形物msに由来する物質(以下「残留物」という)Reに対する後処理に関する。
(工程G1)
まず、予め、残留物貯蔵用タンクTsrを用意しておく。残留物貯蔵用タンクTsrは、残留物貯蔵用タンクTsr内へ残留物Reを供給するための配管Lsrと、残留物貯蔵用タンクTsrからその内容物を排出するための配管Lptと、残留物貯蔵用タンクTsr内の上方に溜まった気体の排気を行うための配管Cv*を伴う排気装置(図示されていない)を具備している。配管Lsrは、位置Qsrにおいて、殺菌剤配管経路Ls上のバルブVsの下流側にある位置Qsに接続している。配管Lptは、位置Qptと位置Qdrの間にバルブVaとポンプPptを備えている。
次に、混合攪拌槽Ts内及びこれに接続する位置Qsまでの殺菌剤配管経路Ls内の何れかの場所に存在する残留物Reを、バルブVbpを開、バルブVa及びVsを閉にした状態でポンプPsにより付勢して、Qs→Lsr→Tsrの経路に沿って移動させ、残留物貯蔵用タンクTsr内に収容させる。その場合、水供給部S[ws]から真水wsを混合攪拌槽Tsに追加供給し、当該何れかの場所に存在する残留物Reを真水wsで希釈する又は洗浄もしくは押し流してもよい(ただし、残留物貯蔵用タンクTsrの容量には上限があるので、必要に応じて残留物貯蔵用タンクTsrの内容物を別の場所に移動させたうえで、真水wsの追加供給を行う)。なお、この残留物Reの残留物貯蔵用タンクTsrへの移動は、たとえば第三段階S3の終了後、特に第三段階S3の終了後のできるだけ早い時期(たとえば一時間以内)に行うのが望ましい。
次に、残留物貯蔵用タンクTsr内に収容されている残留物Reに対し、後述の処理1乃至処理3のいずれかを行うことにより、残留物Reを残留物貯蔵用タンクTsr内に貯蔵する。そして、残留物貯蔵用タンクTsr内に貯蔵されている残留物Reに対し、処理5を行う。状況が許すのであれば処理5の前に処理4を行う。
バルブVa及びVsを閉にしたままで所定期間、残留物Reを残留物貯蔵用タンクTsr内に貯蔵する。ここで、所定期間とは、残留物Reを、残留物貯蔵用タンクTsr内に収容させた後、次の処理を開始するまでの期間を意味し、当該次の処理の種類や内容により、(i)数秒間、数分間などのかなり短い期間である場合もあれば、(ii)数十分、数時間などの中程度の長さの時間が経過するまでの期間である場合もあれば、(iii)数日、数週間などの比較的長い時間が経過するまでの期間である場合もある。
工程G2の実行により残留物貯蔵用タンクTsr内に収容された残留物Reを、バルブVa及びVsを開にした状態でポンプPptにより付勢して、Tsr→Lpt→Qdr→Ldr1→Tsの経路に沿って移動させ、混合攪拌槽Ts内へ還流させる。その後、混合攪拌槽Ts内に還流された残留物Reを、Ts→Dbp→Ls→Qs→Lsr→Tsrの経路に沿って移動させる。その際には、バルブVbpを開、バルブVsを閉にした状態でポンプPsにより残留物Reを付勢する。これにより、残留物Reを混合攪拌槽Tsから排出させ、再び残留物貯蔵用タンクTsr内に収容させ、総じて残留物貯蔵用タンクTsr内と混合攪拌槽Tsとの間を循環させる。
残留物Reを、バルブVaを開、バルブVbp及びVsを閉にした状態でポンプPpt及びPsにより付勢して、Tsr→Lpt→Qdr→Ldr2→Qs2→Ls→Qs→Qsr→Lsr→Tsrの経路に沿って移動させる。位置Qs2は、殺菌剤配管経路Ls上の、バルブVbpの下流、ポンプPsの上流の位置である。これにより、残留物Reを残留物貯蔵用タンクTsr外に排出させ、殺菌剤配管経路Lsを経由して、再び残留物貯蔵用タンクTsr内に収容させ、総じて、残留物Reを、残留物貯蔵用タンクTsr内と混合攪拌槽Tsとの間で循環させる。
残留物貯蔵用タンクTsrが、そのタンクTsr内に低濃度の中和剤An#を注入する装置及びそのタンクTsr内を攪拌する攪拌手段を具備している場合には、残留物貯蔵用タンクTsr内の残留物Reに低濃度の中和剤An#を注入しつつ攪拌を行い、残留物Reを無害化する。
残留物貯蔵用タンクTsr内に貯蔵されている残留物Reを、バルブVaを開にした状態でポンプPptにより付勢して、Tsr→Lpt→Qdr→Vb3の経路Ldr3に沿って移動させて、残留物貯蔵用タンクTsr外へ排出させる。無害化された残留物Reの排出先は、(i)船舶VSLが搭載するバラストタンクBT、(ii)ビルジタンク(図示されていない)であってもよく、(iii)船舶VSL外であってもよい。
混合攪拌槽Tsや殺菌剤配管経路Lsの内表面が溶媒(真水ws)の蒸発により乾燥しないようにするため、残留物Reを残留物貯蔵用タンクTsmへ移動させると否とにかかわらず、水供給部S[ws]から混合攪拌槽Ts内に真水wsを供給し、その真水wsにより混合攪拌槽Ts内を満たし、必要があれば追加で給水して、混合攪拌槽Tsの内容物の液位を維持する。その場合、必要があれば、バルブVbpを開状態にする。バルブVbpを開状態にすると、混合攪拌槽Tsの下部に接続している殺菌剤配管経路Ls内も真水wsで満たすことができ、殺菌剤配管経路Lsの内表面の乾燥も防止することができる。
1)基本構成
図31は、本発明を適用する前の、水処理装置D1の変形例である水処理装置D2の基本構成の説明図である。この水処理装置D2は、図10に示されている水処理装置D1と同様、原料固形物msと真水wsとの混合により塩素系殺菌剤Asを製造する溶液製造部S[pr]と、混合攪拌槽Ts内に原料固形物msを供給するためのホッパー部S[hp]と、混合攪拌槽Ts内に真水wsを供給するための水供給部S[ws]と、原料固形物msが真水wsに溶解することにより製造される塩素系殺菌剤Asを、船外から導入され、バラスト水取水用配管経路Lfを流通する水Woに注入するための殺菌剤注入部S[is]とを備えている。ホッパー部S[hp]は、図示されていない支持機構により位置決めされている。
(1) 溶液製造部S[pr]は、原料固形物msを真水wsに混合させる(つまり、原料固形物msと真水wsの混合物Csを製造する)混合部S[mx]と、混合物Csを攪拌することにより原料固形物msを真水wsに溶解させる(つまり、混合物Csから塩素系殺菌剤Asを製造する)溶解促進部S[st]とから構成されている。
ホッパー部S[hp]は、図10に示されている水処理装置D1のそれと変わらないので、説明は省略する。
水供給部S[ws]は、図10に示されている水処理装置D1のそれと変わらないので、説明は省略する。
殺菌剤注入部S[is]は、固液分離装置Spの液体排出口Qc2と、バラスト水取水用配管内に開口し、流通する海水Woに塩素系殺菌剤Asを注入する殺菌剤注入口Isと、液体排出口Qc2と殺菌剤注入口Isを接続する殺菌剤配管経路Lsを備えている。殺菌剤配管経路Lsは、殺菌剤注入口Isからバラスト水取水用配管経路Lfへの塩素系殺菌剤Asの注入と停止を切り替えるためのバルブVsと、液体排出口Qc2の下流、バルブVsの上流において殺菌剤配管経路Lsに沿った塩素系殺菌剤Asの移動を駆動するポンプPsを備えている。
図31に示されている水処理装置D2においては、まず、ホッパーHから原料固形物msが、給水導管Cwsから真水wsが、それぞれバッファタンクTcs内に供給され、バッファタンクTcsに原料固形物msと真水wsの混合物Csが収容されるに至る。その後、混合物CsがバッファタンクTcsから配管Lc0を通じて循環配管経路Lcへ移動し、ポンプPcの付勢を受けて循環配管経路Lcに沿って循環し、その循環の過程で攪拌を受ける。その攪拌により、原料固形物msの真水wsへの溶解が進み、塩素系殺菌剤Asが製造される。製造された塩素系殺菌剤Asは、固液分離装置Sp内から排出され、殺菌剤配管経路Lsを通じて移動し、殺菌剤注入口Isからバラスト水取水用配管経路Lfを流通する水Woに注入され、水Woを殺菌する。なお、塩素系殺菌剤Asが注入された水Woは、ミキサーMxsを通過した後、殺菌剤注入済みの水WsとしてバラストタンクBTに向かって移動して行き、バラストタンクBTに収容される。
工程S01は水処理装置D2、特にホッパーHを準備する工程であり、工程S02は、ホッパーHに装入するための原料固形物msを準備する工程である。工程S11はホッパー部S[hp]で実行され、工程S21は溶液製造部S[pr]、特に混合は混合部S[mx]で、攪拌は溶解促進部S[st]で実行され、工程S31は殺菌剤注入部S[is]で実行される。
(実施例-H)
図32は、本発明に係る水処理装置の実施例-Hの説明図である。実施例-Hの構成及び動作は、ホッパー部S[hp]が温度設定機構を備えている点を除き、図31に示されている水処理装置D2のそれらと基本的に同じである。また、ホッパー部S[hp]の温度設定機構の構成及び動作は、図24に示されているホッパー部S[hp]の温度設定機構の変形例5のそれらと同じである。
2.I.1)構成の特徴
図33は、本発明に係る水処理装置の実施例-Iの説明図である。実施例-Iの構成及び動作は、水供給部S[ws]及び混合部S[mx]のそれぞれが温度設定機構を備えている点を除き、図32に示されている水処理装置D(実施例-H)のそれらと基本的に同じである。
水供給部S[ws]が備える温度設定機構は、少なくとも、(i)給水導管Cwsの外表面に取り付けられた温度調節装置CL2*と、(ii)給水導管Cwsの外表面と伝熱管を覆う断熱材Ins3を備えている。温度調節装置CL2*の代表例は、ペルチエ冷却ユニットである。温度調節装置CL2*は、実施例-C乃至実施例-Fが備える温度調節装置CLと同じものであってよく、温度調節装置CL2*はコイルヒータを具備していてもよく、真水wsの温度を上げる必要があるときは、当該コイルヒータにより、給水導管Cwsを介して真水wsの温度を上げるようにしてもよい。
混合部S[mx]の温度設定機構は、少なくとも、バッファタンクTcs、その上蓋Tcs1及びその底部のそれぞれを、距離をおくことなく覆う断熱材Ins4*、Ins4u*及びIns4d*を備えている。
水供給部S[ws]は、工程S22が実行される領域R[s22]であり、混合部S[mx]は、工程S23が主に実行される領域R[s23]である。なお、混合部S[mx]では、溶解促進部S[st]内ほどではないが、多少、工程S24が実行されるので、混合部S[mx]は、工程S24が実行される領域R[s24]でもある。
2.J.1)構成の特徴
図34は、本発明に係る水処理装置の実施例-Jの説明図である。実施例-Jの構成及び動作は、混合部S[mx]の温度設定機構の構成が異なる点を除き、図33に示されている水処理装置D(実施例-I)のそれらと基本的に同じである。
混合部S[mx]の温度設定機構の機能は、少なくとも、(i)バッファタンクTcs、その上蓋Tcs1及びその底部のそれぞれを、距離をおいて囲む断熱材Ins4、Ins4u及びIns4dと、(ii)バッファタンクTcs、その上蓋Tcs1及びその底部のそれぞれと左記断熱材との間の空間W[ti]内で熱媒体(h2、h2*)を流通させることにより、空間W[ti]の温度を調節する温度調整装置CL3*を具備している。
実施例-Jでは、実施例-Iの場合と同様に、水供給部S[ws]は、工程S22が実行される領域R[s22]であり、混合部S[mx]は、工程S23が主に実行される領域R[s23]である。なお、混合部S[mx]では、溶解促進部S[st]内ほどではないが、多少、工程S24が実行されるので、混合部S[mx]は、工程S24が実行される領域R[s24]でもある。
2.K.1)構成の特徴
図35は、本発明に係る水処理装置の実施例-Jの説明図である。実施例-Jの構成及び動作は、溶解促進部S[st]及び殺菌剤注入部S[is]のそれぞれが温度設定機構を備えている点を除き、図34に示されている水処理装置D(実施例-J)のそれらと基本的に同じである。
溶解促進部S[st]の温度設定機構は、図35に示されているとおり、少なくとも、配管Lc0、ポンプPcと固液分離装置Spとの間(ポンプPc及びその近傍の領域は除く)をつなぐ配管及び固液分離装置Spと投入位置Qc1との間をつなぐ配管のそれぞれの外表面を、距離をおかずに覆う断熱材Ins5*を具備している。この温度設定機構は、固液分離装置Spの外表面を覆う断熱材を具備していてもよい。
殺菌剤注入部S[is]の温度設定機構は、図35に示されているとおり、少なくとも、固液分離装置SpとポンプPsとの間(Ps近傍範囲を除く)をつなぐ殺菌剤配管経路Lsの外表面を、距離をおかずに覆う断熱材Ins6*を具備している。この温度設定機構は、ポンプPsとバルブVsとの間(Ps近傍範囲ならびにバルブVs及びその近傍の領域を除く)をつなぐ殺菌剤配管経路Lsの外表面を覆う断熱材を具備していてもよい。
水供給部S[ws]は、工程S22が実行される領域R[s22]であり、混合部S[mx]は、工程S23が主に実行される領域R[s23]である。なお、混合部S[mx]では、溶解促進部S[st]内ほどではないが、多少、工程S24が実行されるので、混合部S[mx]は、工程S24が実行される領域R[s24]でもある。溶解促進部S[st]は、工程S24が実行される領域R[s24]である。殺菌剤注入部S[is]は、工程S32が実行される領域R[s32]である。
図36は、本発明に係る水処理装置の実施例-Lの説明図であり、その説明は、水処理装置Dの本体内に残留する残留物Reに対する後処理に関する。実施例-Lの構成及び動作は、水処理装置Dが実施形態2の水処理装置Dである点を除き、図30に示されている実施形態1の実施例-Gのそれらと基本的に同じである。
(工程L1)
まず、予め、残留物貯蔵用タンクTsrを用意しておく。残留物貯蔵用タンクTsrは、残留物貯蔵用タンクTsr内へ残留物Reを供給するための配管Lsrと、残留物貯蔵用タンクTsrからその内容物を排出するための配管Lptと、残留物貯蔵用タンクTsr内の上方に溜まった気体の排気を行うための配管Cv*を伴う排気装置(図示されていない)を具備している。配管Lsrは、位置Qsrにおいて、殺菌剤配管経路Ls上のバルブVsの下流側にある位置Qsに接続している。配管Lptは、位置Qptと位置Qdrの間にバルブVaとポンプPptを備えている。
次に、バッファタンクTcs内、配管Lc0内、循環配管経路Lc内ならびに固液分離装置Spと位置Qsとの間をつなぐ殺菌剤配管経路Ls内の何れかの場所に存在する残留物Reを、バルブVa及びVsを閉にした状態でポンプPc及びポンプPsにより付勢して、Qs→Lsr→Tsrの経路に沿って移動させ、残留物貯蔵用タンクTsr内に収容させる。その場合、水供給部S[ws]から真水wsをバッファタンクTcsに追加供給し、当該何れかの場所に存在する残留物Reを真水wsで希釈する又は洗浄もしくは押し流してもよい(ただし、残留物貯蔵用タンクTsrの容量には上限があるので、必要に応じて残留物貯蔵用タンクTsrの内容物を別の場所に移動させたうえで、真水wsの追加供給を行う)。なお、この残留物Reの残留物貯蔵用タンクTsrへの移動は、たとえば第三段階S3の終了後、特に第三段階S3の終了後のできるだけ早い時期(たとえば一時間以内)に行うのが望ましい。
次に、残留物貯蔵用タンクTsr内に収容されている残留物Reに対し、後述の処理1乃至処理3のいずれかを行うことにより、残留物Reを残留物貯蔵用タンクTsr内に貯蔵する。そして、残留物貯蔵用タンクTsr内に貯蔵されている残留物Reに対し、処理5を行う。状況が許すのであれば処理5の前に処理4を行う。
バルブVa及びVsを閉にしたままで所定期間、残留物Reを残留物貯蔵用タンクTsr内に貯蔵する。ここで、所定期間とは、残留物Reを、残留物貯蔵用タンクTsr内に収容させた後、次の処理を開始するまでの期間を意味し、当該次の処理の種類や内容により、(i)数秒間、数分間などのかなり短い期間である場合もあれば、(ii)数十分、数時間などの中程度の長さの時間が経過するまでの期間である場合もあれば、(iii)数日、数週間などの比較的長い時間が経過するまでの期間である場合もある。
工程H2の実行により残留物貯蔵用タンクTsr内に収容された残留物Reを、バルブVa及びVsを開にした状態でポンプPptにより付勢して、Tsr→Lpt→Qdr→Ldr1→Tcsの経路に沿って移動させ、バッファタンクTcs内へ還流させる。その後、バッファタンクTs内に還流された残留物Reを、Tcs→Dcbp→Lc0→Qc1→Lc→Sp→Qc2→Ls→Qs→Lsr→Tsrの経路に沿って移動させる。その際には、バルブVbpを開、バルブVsを閉にした状態でポンプPsにより残留物Reを付勢し、必要に応じて循環配管経路Lcを一回又は複数回循環させる。これにより、残留物ReをバッファタンクTcsから排出させ、再び残留物貯蔵用タンクTsr内に収容させ、総じて残留物貯蔵用タンクTsr内とバッファタンクTcsとの間を循環させる。
残留物Reを、バルブVaを開、バルブVbp及びVsを閉にした状態でポンプPpt及びPsにより付勢して、Tsr→Lpt→Qdr→Ldr2→Qs2→Lc→Sp→Qc2→Ls→Qs→Lsr→Tsrの経路に沿って移動させる。位置Qs2は、殺菌剤配管経路Ls上の、バルブVbpの下流、ポンプPsの上流の位置である。これにより、残留物Reを残留物貯蔵用タンクTsr外に排出させ、循環配管経路Lc及び殺菌剤配管経路Lsを経由して、再び残留物貯蔵用タンクTsr内に収容させ、総じて残留物Reを、残留物貯蔵用タンクTsr内と混合攪拌槽Tsとの間で循環させる。
残留物貯蔵用タンクTsrが、そのタンクTsr内に低濃度の中和剤An#を注入する装置及びそのタンクTsr内を攪拌する攪拌手段を具備している場合には、残留物貯蔵用タンクTsr内の残留物Reに低濃度の中和剤An#を注入しつつ攪拌を行い、残留物Reを無害化する。
残留物貯蔵用タンクTsr内に貯蔵されている残留物Reを、バルブVaを開にした状態でポンプPptにより付勢して、Qpt→Qdr→Vb3の経路Ldr3に沿って移動させて、残留物貯蔵用タンクTsr外へ排出させる。無害化された残留物Reの排出先は、(i)船舶VSLが搭載するバラストタンクBT、(ii)ビルジタンク(図示されていない)であってもよく、(iii)船舶VSL外であってもよい。
バッファタンクTcs、配管Lc0及び循環配管経路Lcの内表面、特にバッファタンクTcsの内表面が溶媒(真水ws)の蒸発により乾燥しないようにするため、残留物Reを残留物貯蔵用タンクTsrへ移動させると否とにかかわらず、水供給部S[ws]からバッファタンクTcs内に真水wsを供給し、その真水wsによりバッファタンクTcs内を満たし、必要があれば追加で給水して、バッファタンクTcsの内容物の液位を維持する。バッファタンクTcs内の真水の液位を維持しているときには、配管Lc0内及び循環配管経路Lc内は真水wsが入り込んでいるので、それらの内表面の乾燥は、バッファタンクTcsの内表面の乾燥とともに防止することができる。
1)実施形態1について
1.1)駆動モータMtiから放出される熱への対策
図16ならびに図25乃至図30において描かれている駆動モータMtiは、図10に示されている駆動モータMtiと同様に、その筐体が上蓋Ts1の外表面に直に接触している。そのような場合、駆動モータMtiから放出される熱が、上蓋Ts1を伝って、原料供給路Cms及び計量機構Mvfを経て、ホッパーH内へ伝わり、温度Thを上昇させるおそれがある。また、その熱が、混合攪拌槽Ts上方の空気の温度を高め、その空気を介して又は混合攪拌槽Tsの側壁を経て、内容物(混合物Cs及び塩素系殺菌剤As)に伝わり、温度Tcsや温度Tasを上昇させるおそれがあり、間接的に温度Thを上昇させるおそれもある。
2.1)実施例-Lにおける残留物の更なる除去
実施例-Lの場合、残留物Reを、殺菌剤配管経路Ls上の位置Qsから取り出して、残留物貯蔵用タンクTsrへ移動させているので、固液分離装置Spから殺菌剤配管経路Lsの側に移動させることができなかった残留物Reが、循環配管経路Lcの一部(たとえば図36に示されている位置Qc3から位置Qc1までの循環配管経路Lc)に残留するケースが生じる。そこで、残留物Reを、循環配管経路Lc上の位置Qsa(図36参照)から取り出して、それを残留物貯蔵用タンクTsrへ移動させることができる構成にする。このようにすれば、より多くの残留物Reを残留物貯蔵用タンクTsrへ移動させることができる。
ポンプPc及びPsにより付勢された残留物Reを、殺菌剤配管経路Ls上の位置Qsから取り出して、残留物貯蔵用タンクTsrへ移動させる工程の実行中に、ポンプPcにより付勢されて循環配管経路Lcを循環している残留物Reの一部を、バルブVsarを開状態にしたままの分岐配管Lsarを通じて位置Qsaから残留物貯蔵用タンクTsrへ移動させる。これにより、循環配管経路Lcの一部に残留し得る残留物Reの量を減らす。
バルブVsarを閉状態にして、循環配管経路Lcから残留物Reが分岐配管Lsarに移動しない状態にしたうえで、ポンプPc及びPsにより付勢された残留物Reを、殺菌剤配管経路Ls上の位置Qsから取り出して、残留物貯蔵用タンクTsrへ移動させる工程を実行する。その工程の実行を終えた後、ポンプPsを停止させ、殺菌剤配管経路Lsが具備するバルブ(図示されていない)を閉じることで位置Qc2から殺菌剤配管経路Lsに残留物Reが流れ込まない状態にしたうえで、バルブVsarを開状態にして、ポンプPcにより付勢されて循環配管経路Lcを循環している残留物Reを、分岐配管Lsarを通じて位置Qsaから残留物貯蔵用タンクTsrへ移動させる。これにより、循環配管経路Lcの一部に残留し得る残留物Reの量を減らす。
3.1)断熱材
保守点検を行う作業者によるホッパーH、混合攪拌槽Ts、バッファタンクTcs、循環配管経路Lc、殺菌剤配管経路Ls等へのアクセスの便のため、断熱材(Ins1、Ins1*、Ins2、Ins2*、Ins3、Ins4、Ins4u、Ins4d、Ins5、Ins6*、Ins7等)はいずれも、その少なくとも一部が取り外せるように構成されている。
上記2.G.2)で言及した液位調整機構が故障すると、混合攪拌槽Tsから内容物が溢れ出て、水処理装置Dの設置場所の作業環境を悪化させるおそれがある。そこで、液位調整機構の故障という万が一の事態に備えて、混合攪拌槽Tsにオーバーフロー管を取り付け、混合攪拌槽Ts及びバッファタックTcsの内容物の液位が上限を超えたとき、当該上限を超えた分の内容物が、当該オーバーフロー管を通じて混合攪拌槽Ts外に排出されるようにする。
図37は、本発明に係る水処理装置の実施例-Mの説明図である。実施例-Mは、船舶VSL内の設置場所ERにおいて、床面Bvに配置した台座Bpの上に設置された水処理装置Dであり、実施例-H乃至実施例-Lと同様に、(i)ホッパー部S[hp]と、水供給部S[ws]と、混合部S[mx]及び溶解促進部S[st]を備える溶解製造部S[pr]と、殺菌剤注入部S[is]を備えている。
水処理装置Dの設置場所ERには、空気調和装置を設置するのが好ましい。図37に示されている空気調和装置CL(ac)は、設置場所ER外との熱交換を通じて、設置場所ER内の空気h(a)の温度や湿度を調節し、調温後又は調湿後の空気h(a)*を設置場所ER内へ送り出すことにより、環境温度のみならず、湿度の調節を行う機能を有している。
(1) 図38は、ホッパー部S[hp]への断熱材の取り付け構造の説明図であり、図38(a)は、その正面図であり、図38(b)は、その側面図である。
ホッパーH内の温度Thを容器内温度上限以下に設定又は制御する際には、ホッパーH内の湿度をより低く維持することが望ましい。ホッパーH内の湿度が低いと、何らかの事情によりホッパーH内で塩素ガスが発生しても、金属腐食が起こり難くなり、刺激臭が生じ難くなるからである。一方、ホッパー部S[hp]から原料固形物ms(ms*)が装入される溶解製造部S[pr]には、水供給部S[ws]から真水wsも供給されるので、供給された真水wsに由来する水分が、原料供給路Cms及び計量機構Mvfを通じて上昇し、ホッパーHにまで到達し、ホッパーH内の湿度を高めるおそれがある。そこで、以下、溶解製造部S[pr]に供給される真水wsに由来する水分を、ホッパーH内に到達させない又は到達し難くさせる、ホッパー部S[hp]の改良例について説明する。
図15に示されている、排出支援機構を用いて、気体A1の単位時間当たりの供給量を増やす。これにより、原料供給路Cmsを通じて溶解製造部S[pr]内に流入する気体A1の流れを創り出し、真水wsに由来する水分のホッパー部S[hp]への侵入を阻止する。なお、既述のとおり、気体A1の温度は環境温度が容器内温度上限以下とする。また、もしくは、計量機構Mvf内に供給される気体A1の湿度はできるだけ低く設定する。これらにより、計量機構Mvf内や原料供給路Cms内に残留する原料固形物msが塩素ガスの発生源になる危険や、発生した塩素ガスが水分を含んで強い腐食性を呈し、刺激臭の原因となる危険を低減することができる。
図39は、ホッパー部S[hp]の改良例2の説明図である。この改良例2では、気体A2を、供給口Din側から計量機構Mvf内に供給し、排出口Doutから原料供給路Cmsに移動させ、原料供給路Cmsを通じて溶解製造部S[pr]内に流入させることにより、真水wsに由来する水分のホッパー部S[hp]への侵入を阻止する。改良例1の場合、気体A2の供給量を増やすと、排出口Doutから原料供給路Cmsに移動せずに計量機構Mvf内に留まる流れが形成され、計量機構Mvf内に残留する原料固形物msが増えるおそれがある。これに対し、気体A2を供給すれば、供給口Din の側から排出口Doutの側への気体の流れが形成されるので、計量機構Mvf内に残留する原料固形物msの量の増加を抑制又は防止することができる。
(3−1) 図40は、ホッパー部S[hp]の改良例3の説明図であり、図40(a)はその正面図であり、図40(b)はその側面図である。この改良例3では、原料供給路Cmsの途中又は溶解製造部S[pr]側の先端にバルブVblを設け、ホッパー部S[hp]から溶解製造部S[pr]への原料固形物ms(ms*)の装入を停止しているときは、バルブVblを閉状態にして、真水wsに由来する水分のホッパー部S[hp]への侵入を阻止する。バルブVblの代表例は、締切性能が非常に高いことで知られているボールバルブである。水処理装置Dの自動化の程度を高めるのであれば、電動ボールバルブの採用が好ましい。
バラスト水処理装置を搭載する船舶
図41は、バラスト水処理装置を搭載する船舶VSLの基本構成説明図であり、図42は、船舶VSLにおいて実行される殺菌処理の説明図であり、図43は、船舶VSLにおいて実行される還元処理の説明図である。
図41に示されているとおり、船舶VSLは、取水口又はシーチェストITと、バラストポンプPmと、バラストタンクBTと、排水口DOとを備え、シーチェストIT、バラストポンプPm及びバラストタンクBTを連結し、取水口ITを通じて船外から取水した海水WoをバラストタンクBTに向かって流通させ、その途中で塩素系殺菌剤Asを注入して、塩素系殺菌剤Asが注入された海水Wsにして、バラストタンクBTに排出するバラスト水取水用配管経路Lfと、バラストタンクBT、バラストポンプPm及び排水口DOを連結し、バラストタンクBTから取水したバラスト水Wtを排水口DOに向かって流通させ、排水口DOを通じて船外へ排出するバラスト水排水用配管経路Lrと、バラスト水取水用配管経路Lfを流通する海水Woをろ過するフィルタ装置Fと、フィルタ装置Fの下流においてバラスト水取水用配管経路Lfに塩素系殺菌剤Asを注入する殺菌剤注入口Isを具備する殺菌剤供給装置Dを備えている。
バラスト水処理のうち殺菌処理とは、バラスト水取水用配管経路Lfを流通する海水Woに対して、当該海水WoがバラストタンクBTに収容される前に、殺菌剤供給装置Dから塩素系殺菌剤Asを殺菌剤注入口Isから注入する処理をいい、殺菌された海水Wsとして当該海水WoをバラストタンクBTに収容させることを可能にするものである。
バラスト水処理装置は、船舶VSLに搭載されることにより、図41に示されている船舶VSLの基本構成を実現し、且つ、図42及び図43にそれぞれ示されている殺菌処理及び還元処理を実行する装置であり、具体的には、フィルタ装置F、殺菌剤供給装置D、還元剤供給装置N、ミキサーMxc、ならびに位置Qbとフィルタ装置Fとを接続する配管経路及びフィルタ装置Fと位置Qcとを接続する配管経路がバラスト水処理装置を構成する要素とする装置である。本発明に係る水処理装置は、バラストタンクBTを具備する船舶VSLの外部から当該バラストタンクBTに向かって移動する海水Woに塩素系殺菌剤Asを注入することにより殺菌処理を施す装置、つまり殺菌剤供給装置Dにほかならない。
貨物船VSLが第一の港から空荷で出港する際、第一の港で海水WoをバラストタンクBTに積み込み、貨物を積載する第二の港でバラストタンクBTから海水Wtを船外へ排出し、その後貨物を積載して第一の港に戻る。そして貨物を荷卸しした第一の港から再び空荷で、第二の港に向かって出航する際、第一の港で海水WoをバラストタンクBTに積み込む場合、まず、第一の港において、船内に海水Woを取水し、バラスト水出用配管経路Lfに流通させる際に、本発明に係る水処理装置を殺菌剤供給装置Dとして用いて塩素系殺菌剤Asを殺菌剤注入口Isから、流通する海水Woに注入する。これにより、海水Woに対して殺菌処理を施し、塩素系殺菌剤Asが注入された海水Wo(つまり海水Ws)をバラストタンクBTに収容させる。その後、貨物船VSLは、第一の港を出港し、航行し、貨物を搭載するために第二の港に向かう。
Claims (33)
- 船舶のバラストに用いる水を船外から導入し、その水を当該船舶が具備するバラストタンクに向かって移動させる過程で殺菌する水処理方法であって、
塩素化イソシアヌル酸化合物の固形物と該固形物を一時的に貯蔵するための一時的貯蔵用容器を用意する準備段階と、
前記固形物を前記一時的貯蔵用容器内に装入する工程を有する第一段階と、
前記一時的貯蔵用容器内から取り出された前記固形物を真水と混合し、撹拌することにより、塩素系殺菌剤を製造する工程を有する第二段階と、
船舶のバラストに用いる水として船外から導入した水に前記塩素系殺菌剤を注入する工程を有する第三段階と、を有するとともに、
前記第一段階は、前記一時的貯蔵用容器内の温度を摂氏39度以下に設定する工程を有する、
ことを特徴とする水処理方法。 - 前記第一段階は、前記一時的貯蔵用容器が設置されている場所の温度が摂氏39度未満であるとき、前記一時的貯蔵用容器内の温度を、前記一時的貯蔵用容器が設置されている場所の温度以上に設定する工程を有する、ことを特徴とする請求項1に記載の水処理方法。
- 前記第一段階は、前記固形物を前記一時的貯蔵用容器内に装入している間のみならず、装入前及び/又は装入後も前記一時的貯蔵用容器内の温度を摂氏39度以下に設定する工程を有する、ことを特徴とする請求項1に記載の水処理方法。
- 前記固形物と混合される前の前記真水の温度は、摂氏5度以上、摂氏39度以下の範囲内に予め設定されている、ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の水処理方法。
- 前記第二段階は、摂氏5度以上、摂氏39度以下の温度範囲内で前記固形物を前記真水と混合する工程を有する、ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の水処理方法。
- 前記第二段階は、前記固形物を前記真水に溶解させてできる塩素系殺菌剤の温度を摂氏39度以下の温度範囲内に設定する工程を有する、ことを特徴とする請求項5に記載の水処理方法。
- 前記一時的貯蔵用容器が設置されている場所の温度が、摂氏39度以下に予め設定されている基準温度を超えたとき、前記一時的貯蔵用容器内の温度を下げる工程を有する、ことを特徴とする請求項1に記載の水処理方法。
- 前記一時的貯蔵用容器が設置されている場所の温度が、摂氏0度以上に予め設定されている基準温度を下回ったとき、前記一時的貯蔵用容器内の温度を上げる工程を有する、ことを特徴とする請求項2に記載の水処理方法。
- 前記塩素系殺菌剤の温度が、摂氏39度以下に予め設定されている基準温度を超えたとき、前記一時的貯蔵用容器内の温度及び/又は前記固形物と混合される前の前記真水の温度を下げる工程を有する、ことを特徴とする請求項4に記載の水処理方法。
- 前記第一段階は、前記第二段階の実行中及び実行後少なくとも一定期間、前記一時的貯蔵用容器内の温度を摂氏39度以下に設定する工程を有する、ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の水処理方法。
- 前記第一段階は、前記第三段階の実行中及び実行後少なくとも一定期間、前記一時的貯蔵用容器内の温度を摂氏39度以下に設定する工程を有する、ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の水処理方法。
- 前記第一段階は、前記固形物を前記一時的貯蔵用容器に補給する工程を有する、ことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の水処理方法。
- 船舶のバラストに用いる水として船外から導入された水に殺菌剤を注入するために、当該船舶に搭載される水処理装置であって、
塩素化イソシアヌル酸化合物の固形物と真水を混合し撹拌することにより、塩素系殺菌剤を製造する溶液製造部と、前記固形物を一時的に貯蔵し、前記溶液製造部に供給するホッパーと、前記真水を前記溶液製造部に供給する水供給部と、船舶のバラストに用いる水として船外から導入された水に前記塩素系殺菌剤を注入する殺菌剤注入部を備えており、
前記ホッパー内の温度は摂氏39度以下に設定されている、
ことを特徴とする水処理装置。 - 前記ホッパー内の前記固形物を前記溶液製造部に供給する原料供給機を更に備えており、前記原料供給機は、前記ホッパー内の前記固形物を少量又は所定量に小分けにするための計量機構と該計量機構を駆動する駆動機構を具備しており、前記計量機構内の温度は摂氏39度以下に設定されている、ことを特徴とする請求項13に記載の水処理装置。
- 前記ホッパー内から前記溶液製造部に供給される前記固形物の移動経路内の温度は、摂氏39度以下に設定されている、ことを特徴とする請求項13又は14に記載の水処理装置。
- 前記真水の温度は、摂氏5度以上、摂氏39度以下の範囲内に予め設定されている、ことを特徴とする請求項13乃至15のいずれか1項に記載の水処理装置。
- 前記溶液製造部は、摂氏5度以上、摂氏39度以下の温度範囲内で前記固形物を前記真水と混合するように構成されている、ことを特徴とする請求項13乃至16のいずれか1項に記載の水処理装置。
- 前記溶液製造部は、前記固形物を前記真水と混合し、攪拌し、前記真水に溶解させるためのタンクを備えており、前記タンク内の温度は、摂氏5度以上、摂氏39度以下の範囲内に設定されている、ことを特徴とする請求項13乃至16のいずれか1項に記載の水処理装置。
- 前記溶液製造部は、前記固形物を前記真水と混合する混合部と、該混合部の下流に配置し、前記固形物の前記真水への溶解を促進する溶解促進部とを具備しており、
前記溶解促進部は、前記固形物と前記真水の混合物及び/又は前記塩素系殺菌剤が移動し循環する循環配管経路を具備しており、
前記循環配管経路は、ポンプと、該ポンプの出側と接続する第一の配管経路と、該第一の配管経路の出側と接続する固液分離装置と、該固液分離装置と前記ポンプの入側とを接続する第二の配管経路と、該第二の配管経路と前記混合部とが接続する接続部とを具備しており、
前記殺菌剤注入部は、前記固液分離装置が排出する前記塩素系殺菌剤を、船舶のバラストに用いる水として船外から導入された水に注入するように構成されており、
前記固液分離装置が排出する前記塩素系殺菌剤の温度又は前記固液分離装置内の温度が、摂氏5度以上、摂氏39度以下になるように、前記水供給部における前記真水の温度が設定されている、
ことを特徴とする請求項13乃至16のいずれか1項に記載の水処理装置。 - 前記ホッパーが設置されている場所の温度が、摂氏39度以下に予め設定されている基準温度を超えたとき、前記ホッパー内の温度が下がるように構成されている、ことを特徴とする請求項13及至15のいずれか1項に記載の水処理装置。
- 前記ホッパーが設置されている場所の温度が、摂氏0度以上に予め設定されている基準温度を下回ったとき、前記真水の温度が上がるように構成されている、ことを特徴とする請求項16に記載の水処理装置。
- 前記固液分離装置が排出する前記塩素系殺菌剤の温度又は前記固液分離装置内の温度が、摂氏39度以下に予め設定されている基準温度を超えたとき、前記水供給部における前記真水の温度及び/又は前記ホッパー内の温度が下がるように構成されている、ことを特徴とする請求項19に記載の水処理装置。
- 前記溶液製造部における前記塩素系殺菌剤の製造中及びその製造終了後少なくとも一定期間、前記ホッパー内の温度が摂氏39度以下に設定されている、ことを特徴とする請求項13及至15のいずれか1項に記載の水処理装置。
- 前記殺菌剤注入部における前記船舶のバラストに用いる水として導入された水への前記塩素系殺菌剤の注入中及びその注入の終了後少なくとも一定期間、前記ホッパー内の温度が摂氏39度以下になるように設定されている、ことを特徴とする請求項13及至15のいずれか1項に記載の水処理装置。
- 前記ホッパーの周囲を冷却又は加熱する温度調節装置を備えている、ことを特徴とする請求項13及至15のいずれか1項に記載の水処理装置。
- 前記温度調節装置は、前記ホッパーが設置されている場所の空気調和を行うための空気調和装置を更に備えている、ことを特徴とする請求項25に記載の水処理装置。
- 前記ホッパーの周囲に断熱材が取り付けられている、ことを特徴とする請求項13及至15のいずれか1項に記載の水処理装置。
- 前記溶解製造部は、断熱材により囲われた空間内に設置されている、ことを特徴とする請求項17乃至19のいずれか1項に記載の水処理装置。
- 前記殺菌剤注入部における前記船舶のバラストに用いる水として導入された水への前記塩素系殺菌剤の注入の終了前に前記塩素化イソシアヌル酸化合物の固形物と前記真水の混合物と接触していた前記溶液製造部の表面の少なくとも一部が、その注入中及びその注入の終了後あるいはその注入の終了後、前記水供給部から供給される前記真水と接触するように構成されている、ことを特徴とする請求項13及至15のいずれか1項に記載の水処理装置。
- 前記殺菌剤注入部における前記船舶のバラストに用いる水として導入された水への注入に使用されずに残留した前記塩素系殺菌剤又は前記塩素系殺菌剤の製造に使用されずに残留した、前記塩素化イソシアヌル酸化合物の固形物と前記真水の混合物を、貯蔵する残留物貯蔵用タンクを更に備えている、ことを特徴とする請求項13及至15のいずれか1項に記載の水処理装置。
- 前記ホッパー内から前記溶液製造部に供給される前記固形物の移動経路内に、前記固形物の移動方向に沿って移動する気体を供給する気体供給装置を備えている、ことを特徴とする特徴とする請求項13及至15のいずれか1項に記載の水処理装置。
- 前記ホッパーから溶液製造部に原料固形物が供給されていないとき、前記ホッパー内から前記溶液製造部に供給される前記固形物の移動経路を遮断する機構を備えている、ことを特徴とする請求項13及至15のいずれか1項に記載の水処理装置。
- 前記ホッパーは、少なくとも、その胴体側面を複数個の断熱パネルで囲われている、ことを特徴とする請求項13及至15のいずれか1項に記載の水処理装置。
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