JP4511963B2 - Water treatment equipment for ships - Google Patents

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Description

本発明は、船舶における水処理装置に関し、詳しくは、生物反応槽の容量を小さくしてバラスト水処理装置のスペースを確保できる船舶における水処理装置に関する。   The present invention relates to a water treatment apparatus in a ship, and more particularly to a water treatment apparatus in a ship that can secure a space for a ballast water treatment apparatus by reducing the capacity of a biological reaction tank.

原油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。   A cargo ship that transports crude oil or the like is provided with a ballast tank in order to maintain the stability of the hull during navigation. Normally, when crude oil or the like is not loaded, the inside of the ballast tank is filled with ballast water, and when the crude oil or the like is loaded, the ballast water is discharged to adjust the buoyancy of the hull and stabilize the hull.

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１００億トンを超えるといわれている。   As described above, the ballast water is water necessary for the safe navigation of the ship, and the seawater of the port that performs cargo handling is usually used. The amount is said to exceed 10 billion tons per year worldwide.

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微生物や小型・大型生物の卵が混入しており、船舶の移動に伴い、これら微生物や小型・大型生物の卵が同時に異国に運ばれることになる。   By the way, the ballast water contains microorganisms and eggs of small and large organisms that live in the port where the water was taken, and these microorganisms and eggs of small and large organisms are transported to different countries at the same time as the ship moves. It will be.

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。   Therefore, the destruction of ecosystems, such as the replacement of existing species with species that did not originally live in the sea area, has become serious.

このような背景の中、国際海事機関（ＩＭＯ）の外交会議において、バラスト水処理装置等に係る定期的検査の受検義務が採択され、２００９年以降の建造船から適用される予定となっている。   Against this background, the diplomatic meeting of the International Maritime Organization (IMO) has adopted the obligation to receive periodic inspections related to ballast water treatment equipment, etc., and is scheduled to be applied to construction ships from 2009 onwards. .

また、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（以下、条約という）により、バラスト水の排出基準は、以下の表１のようになる予定である。   In addition, due to the convention for the regulation and management of ship ballast water and sediment (hereinafter referred to as the Convention), the discharge standards for ballast water will be as shown in Table 1 below.

Figure 0004511963
このため、バラスト水の排出時に外洋に存在する微生物数の１００分の１程度まで殺菌あるいは除菌することが必要となっている。
Figure 0004511963
 For this reason, it is necessary to sterilize or disinfect up to about 1 / 100th of the number of microorganisms present in the open ocean when ballast water is discharged.

以上のような背景から、上記のような問題を解決できるバラスト水の殺菌／除菌技術の開発が急務となっている。   From the background as described above, there is an urgent need to develop a sterilization / sterilization technique for ballast water that can solve the above problems.

従来、バラスト水の殺菌・除菌技術としては、オゾンを用いた化学的手法として、特許文献１に記載の技術が知られている。   Conventionally, as a sterilization / sterilization technique for ballast water, a technique described in Patent Document 1 is known as a chemical technique using ozone.

一方、船舶では、浴槽や炊事場などから発生する生活排水、し尿などの汚水が発生するが、これらの汚水を海に投棄すれば海洋汚染の問題を引き起こす。このため汚水の処理装置が必要になる。特許文献２には生物処理による汚水処理装置が開示されている。
特開２００４−１６０４３７号公報 特開２００２−３６２４９３号公報 On the other hand, in a ship, sewage such as domestic wastewater and human waste generated from a bathtub or a kitchen is generated. If these sewage is dumped into the sea, a problem of marine pollution is caused. For this reason, a wastewater treatment apparatus is required. Patent Document 2 discloses a sewage treatment apparatus using biological treatment.
JP 2004-160437 A JP 2002-362493 A

特許文献１のようなバラスト水のオゾン殺菌処理を船舶上で実行するには、オゾンを生成するためオゾン発生装置と、その原料となる酸素を発生するための酸素発生装置が必要となる。バラスト水処理装置を船舶上に設けるには、各装置を設置するスペースの確保が問題となるが、特に既設船舶ではスペースに余裕がないのが実情である。   In order to perform ozone sterilization treatment of ballast water as described in Patent Document 1 on a ship, an ozone generator for generating ozone and an oxygen generator for generating oxygen as a raw material thereof are required. In order to provide a ballast water treatment apparatus on a ship, securing a space for installing each apparatus becomes a problem, but the actual situation is that there is not enough space especially in an existing ship.

しかるに、バラスト水を船舶に供給するのは、貨物を積みおろす際だけである。従って、バラスト水の殺菌処理が必要になるのは、バラスト水を船舶に供給する際だけであり、船舶の航行中は、バラスト水の殺菌処理は不要ということになる。このため船舶の航行中はオゾン発生装置や酸素発生装置は休止した状態にある。   However, the ballast water is only supplied to the ship when loading and unloading. Therefore, the ballast water needs to be sterilized only when the ballast water is supplied to the ship, and the ballast water is not required to be sterilized during the navigation of the ship. For this reason, the ozone generator and the oxygen generator are in a paused state while the ship is sailing.

本発明者は、かかる休止中の酸素発生装置の有効利用を図るべく鋭意検討した結果、船舶に設けられた汚水処理装置における生物処理の酸素源として使用したら、バラスト水処理装置のスペースを確保できることを見出し、本発明に至った。   As a result of intensive investigations aimed at the effective use of such an oxygen generator during rest, the present inventor can secure a space for a ballast water treatment device when used as a biological treatment oxygen source in a sewage treatment device provided in a ship. And found the present invention.

そこで、本発明の課題は、生物反応槽の容量を小さくしてバラスト水処理装置のスペースを確保できる船舶における水処理装置を提供することにある。   Then, the subject of this invention is providing the water treatment apparatus in the ship which can secure the space of a ballast water treatment apparatus by reducing the capacity | capacitance of a biological reaction tank.

また、本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。   In addition, other problems of the present invention will become apparent from the following description.

上記課題は、以下の各発明によって解決される。   The above problems are solved by the following inventions.

（請求項１）
船舶で発生する汚水を生物処理する汚水処理装置と船舶に取り入れるバラスト水の殺菌を行うバラスト水処理装置とを備えた船舶における水処理装置において、
前記バラスト水処理装置は、酸素発生装置と、該酸素発生装置により生成された酸素を原料としてオゾンを生成するオゾン発生装置と、該オゾン発生装置で発生したオゾンを用いてバラスト水を殺菌処理する殺菌装置とからなり、
前記汚水処理装置は、汚水を曝気処理する反応槽と固液分離手段からなり、
前記バラスト水処理装置の稼動休止中は、前記酸素発生装置により生成された酸素を前記反応槽に供給する構成を有することを特徴とする船舶における水処理装置。 (Claim 1)
In a water treatment apparatus in a ship provided with a sewage treatment apparatus that biologically treats sewage generated in a ship and a ballast water treatment apparatus that sterilizes ballast water taken into the ship,
The ballast water treatment device sterilizes ballast water using an oxygen generator, an ozone generator that generates ozone using oxygen generated by the oxygen generator as a raw material, and ozone generated by the ozone generator Consisting of a sterilizer,
The sewage treatment apparatus comprises a reaction tank for aeration treatment of sewage and solid-liquid separation means,
A water treatment apparatus for a ship, wherein the ballast water treatment apparatus is configured to supply oxygen generated by the oxygen generation apparatus to the reaction tank while the operation is stopped.

本発明によれば、生物反応槽の容量を小さくしてバラスト水処理装置のスペースを確保できる船舶における水処理装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the capacity | capacitance of a biological reaction tank can be made small and the water treatment apparatus in the ship which can ensure the space of a ballast water treatment apparatus can be provided.

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。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明に係る船舶の水処理装置の概要を示す構成図であり、図中、１はバラスト水処理装置、２は汚水処理装置である。   FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a water treatment apparatus for a ship according to the present invention, in which 1 is a ballast water treatment apparatus and 2 is a sewage treatment apparatus.

バラスト水処理装置１は、港湾等から取水されたバラスト水（主として海水であるが、淡水でもよい。）をポンプ１１の駆動によって配管１６を通ってバラストタンク１２に移送するようになっている。   The ballast water treatment apparatus 1 is configured to transfer ballast water taken from a harbor or the like (mainly seawater but may be fresh water) through a pipe 16 to the ballast tank 12 by driving a pump 11.

バラスト水処理装置１には、酸素発生装置１３及びオゾン発生装置１４が設けられており、酸素発生装置１３で発生された酸素を原料としてオゾン発生装置１４によってオゾンが生成される。オゾン発生装置１４によって生成されたオゾンは、殺菌装置１５に送られバラスト水中に混入される。これにより、オゾンの強酸化力を利用して該バラスト水中に含まれる微生物や菌体の殺菌及び除菌を行う。   The ballast water treatment apparatus 1 is provided with an oxygen generator 13 and an ozone generator 14, and ozone is generated by the ozone generator 14 using oxygen generated by the oxygen generator 13 as a raw material. The ozone generated by the ozone generator 14 is sent to the sterilizer 15 and mixed into the ballast water. Thereby, sterilization and sterilization of microorganisms and fungi contained in the ballast water are performed using the strong oxidizing power of ozone.

オゾンをバラスト水中に混入するには、殺菌装置１５に直接供給することもできるが、配管１６に供給してもよいし、その場合、図示しない静的混合機等の混合手段を付加することも好ましい。   In order to mix ozone into the ballast water, it can be supplied directly to the sterilizer 15, but it may be supplied to the pipe 16, and in that case, a mixing means such as a static mixer (not shown) may be added. preferable.

殺菌装置１５はバラストタンク１２に移送される配管途中に設けられており、オゾンが混入された後のバラスト水を滞留させるタンクにより構成されている。オゾンが混入された後のバラスト水をこの殺菌装置１５内に滞留させることによって、オゾンによってバラスト水が殺菌処理される。   The sterilizer 15 is provided in the middle of the pipe transferred to the ballast tank 12, and is constituted by a tank that retains ballast water after ozone is mixed therein. The ballast water after ozone is mixed is retained in the sterilizer 15 so that the ballast water is sterilized by ozone.

バラストタンク１２には、この殺菌装置１５において殺菌処理された後のバラスト水が供給される。   Ballast water that has been sterilized in the sterilizer 15 is supplied to the ballast tank 12.

一方、汚水処理装置２は、船舶内で発生した汚水を貯留する汚水タンク２１と、汚水タンク２１から移送された汚水を曝気処理する生物反応槽２２と、生物反応槽２２から移送された曝気処理後の汚水を処理水と汚泥とに固液分離する固液分離手段２３とを少なくとも有している。   On the other hand, the sewage treatment apparatus 2 includes a sewage tank 21 for storing sewage generated in the ship, a bioreaction tank 22 for aeration treatment of sewage transferred from the sewage tank 21, and an aeration process transferred from the bioreaction tank 22. It has at least solid-liquid separation means 23 for solid-liquid separation of the later sewage into treated water and sludge.

生物反応槽２２内には、曝気を行うための曝気装置（図示せず）が設けられており、酸素供給管３によって酸素発生装置１３からの酸素を供給可能に該酸素発生装置１３と接続されている。   The biological reaction tank 22 is provided with an aeration device (not shown) for performing aeration, and is connected to the oxygen generation device 13 through an oxygen supply pipe 3 so that oxygen from the oxygen generation device 13 can be supplied. ing.

固液分離手段２３の具体的な手段は特に問わず、重力式沈降分離、膜分離等の公知の手段を用いることができる。   The specific means of the solid-liquid separation means 23 is not particularly limited, and known means such as gravity sedimentation separation and membrane separation can be used.

固液分離手段２３として重力式沈降分離を採用する場合、処理水を更に高度処理（膜処理、濾過処理、活性炭処理等）することも好ましい。   In the case of employing gravity sedimentation as the solid-liquid separation means 23, it is also preferable that the treated water is further advanced (membrane treatment, filtration treatment, activated carbon treatment, etc.).

かかる船舶における水処理装置では、バラストタンク１２内にバラスト水を移送する際は、バラスト水処理装置１によって、港湾等から取水されたバラスト水をオゾン殺菌処理した後、バラストタンク１２に供給する。しかし、このバラスト水処理装置１が稼動するのは、バラスト水をバラストタンク１２に供給する際だけである。従って、それ以外の時、例えば船舶の航行中は、バラスト水の殺菌処理は不要であり、バラスト水処理装置１は稼動休止中となる。   In such a water treatment apparatus in a ship, when ballast water is transferred into the ballast tank 12, the ballast water taken from the port or the like is ozone sterilized by the ballast water treatment apparatus 1 and then supplied to the ballast tank 12. However, the ballast water treatment apparatus 1 operates only when supplying the ballast water to the ballast tank 12. Therefore, at other times, for example, during the navigation of the ship, the sterilization treatment of the ballast water is not necessary, and the ballast water treatment apparatus 1 is suspended.

本発明において、このバラスト水のオゾン殺菌処理のためのバラスト水処理装置１の稼動休止中は、酸素発生装置１３のみを稼動させ、この酸素発生装置１３において発生した酸素を酸素供給管３を介して生物反応槽２２の曝気装置に供給し、生物反応槽２２内の汚水を酸素を用いて曝気処理する。   In the present invention, during the suspension of operation of the ballast water treatment apparatus 1 for ozone sterilization treatment of the ballast water, only the oxygen generator 13 is operated, and oxygen generated in the oxygen generator 13 is passed through the oxygen supply pipe 3. Then, the aeration apparatus of the biological reaction tank 22 is supplied, and the sewage in the biological reaction tank 22 is aerated using oxygen.

これにより生物反応槽２２内への酸素供給能力が上昇し、効率の良い生物処理を行うことができる。このため、大容量の生物反応槽２２は不要となり、曝気処理時に空気を利用するものに比べて１／２程度の容量で済むようになり、汚水処理装置２の設備縮小化を図ることが可能となる。   As a result, the ability to supply oxygen into the biological reaction tank 22 is increased, and efficient biological treatment can be performed. For this reason, the large-capacity biological reaction tank 22 is not necessary, and the capacity of the sewage treatment apparatus 2 can be reduced because the capacity of the sewage treatment apparatus 2 can be reduced to about 1/2 of that used in the aeration process. It becomes.

この汚水処理装置２の縮小化により形成されたスペースは、バラスト水処理装置１用の設置スペースとして利用することができるため、限られた船舶内スペースを有効に利用することができる。   Since the space formed by the reduction of the sewage treatment apparatus 2 can be used as an installation space for the ballast water treatment apparatus 1, a limited space in the ship can be used effectively.

本発明において、汚水処理装置２において得られた処理水をオゾン溶解水として再利用することも好ましい。   In the present invention, it is also preferable to reuse the treated water obtained in the sewage treatment apparatus 2 as ozone-dissolved water.

図２は、汚水処理装置２において得られた処理水をオゾン溶解水として再利用するための構成の一例を示す構成図である。図２において図１と同一符号の部位は同一構成を示しているので、詳細な説明は省略する。   FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of a configuration for reusing treated water obtained in the sewage treatment apparatus 2 as ozone-dissolved water. 2, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same configuration, and detailed description thereof will be omitted.

図中、４はオゾン溶解水生成装置であり、汚水処理装置２の固液分離手段２３によって分離された処理水は、図示しない処理水タンク内に貯留された後、該処理水タンクからポンプ４１の駆動によってこのオゾン溶解水生成装置４に移送される。   In the figure, reference numeral 4 denotes an ozone-dissolved water generator, and the treated water separated by the solid-liquid separation means 23 of the sewage treatment apparatus 2 is stored in a treated water tank (not shown), and then pumped from the treated water tank Is transferred to this ozone-dissolved water generating device 4 by driving.

オゾン溶解水生成装置４では、処理水を移送する配管４２の途中に静的混合機４３が設けられており、配管４２内を移送される処理水に対し、オゾン発生装置１４において生成されたオゾンが供給されることで、該配管４２内の処理水中にオゾンを供給し、気液混合するようになっている。   In the ozone-dissolved water generating device 4, a static mixer 43 is provided in the middle of the pipe 42 that transfers the treated water, and the ozone generated in the ozone generator 14 with respect to the treated water transferred through the pipe 42. Is supplied, ozone is supplied into the treated water in the pipe 42 and gas-liquid mixing is performed.

このようにしてオゾンが混入された処理水は反応タンク４４に一旦貯留され、該反応タンク４４において処理水中にオゾンを溶解させる。   The treated water mixed with ozone in this way is temporarily stored in the reaction tank 44, and ozone is dissolved in the treated water in the reaction tank 44.

この反応タンク４４内の処理水中のオゾン溶解濃度は高濃度とすることができ、例えば１〜２００ｐｐｍの範囲に調整することができる。   The ozone dissolution concentration in the treated water in the reaction tank 44 can be made high, and can be adjusted to a range of 1 to 200 ppm, for example.

反応タンク４４は、排オゾンを排出して除去するための排オゾン管４５を有しており、弁４６によって開閉されるようになっている。排オゾン管４５を通って排出されたオゾンは、図示しないオゾン吸着装置等によってオゾンが除去されて排気される。また、反応タンク４４内のオゾンが溶解した処理水は、弁４７によって開閉される排出管４８を通って排出されるようになっている。   The reaction tank 44 has a waste ozone pipe 45 for discharging and removing waste ozone, and is opened and closed by a valve 46. The ozone discharged through the exhaust ozone pipe 45 is exhausted after the ozone is removed by an ozone adsorption device or the like (not shown). The treated water in which ozone in the reaction tank 44 is dissolved is discharged through a discharge pipe 48 that is opened and closed by a valve 47.

反応タンク４４には、各弁４６、４７が閉じた状態でポンプ４１の駆動によって配管４２を通って処理水を圧送し、該処理水を加圧状態で貯留することが、反応タンク４４内における処理水中のオゾン溶解量を増大させることができるために好ましい。加圧条件の一例を挙げれば、５〜２０ｋｇ／ｃｍ２とすることである。 In the reaction tank 44, when the valves 46 and 47 are closed, the pump 41 is driven to pump the treated water through the pipe 42 and store the treated water in a pressurized state. This is preferable because the amount of ozone dissolved in the treated water can be increased. An example of the pressurizing condition is 5 to 20 kg / cm 2 .

排出管４８は、港湾等から取水されたバラスト水をバラストタンク１２に移送するための配管１６と接続しており、反応タンク４４から排出される高濃度のオゾンを含有する処理水は、この排出管４８を通って配管１６中の殺菌装置１５又はその手前に供給される。   The discharge pipe 48 is connected to the pipe 16 for transferring the ballast water taken from the harbor or the like to the ballast tank 12, and the treated water containing high-concentration ozone discharged from the reaction tank 44 is discharged from the discharge pipe 48. The sterilizer 15 in the pipe 16 is supplied through the pipe 48 or in front of it.

ここで、排出管４８によって配管１６に供給する反応タンク４４内のオゾン含有処理水量と配管１６内を流れるバラスト水量の比が１：５〜１０００の範囲となるように調整されることが好ましい。すなわち、ポンプ１１の駆動によって配管１６内を移送されるバラスト水の水量に対し、反応タンク４４から排出管４８を通って移送されるオゾン含有処理水の水量が１／５〜１／１０００となるように調整される。排出管４８内の処理水の流量は、弁４７を適宜調整することによって調整することができる。   Here, it is preferable that the ratio of the ozone-containing treated water amount in the reaction tank 44 supplied to the pipe 16 by the discharge pipe 48 and the ballast water amount flowing in the pipe 16 is adjusted to be in the range of 1: 5 to 1,000. That is, the amount of ozone-containing treated water transferred from the reaction tank 44 through the discharge pipe 48 is 1/5 to 1/1000 of the amount of ballast water transferred through the pipe 16 by driving the pump 11. To be adjusted. The flow rate of the treated water in the discharge pipe 48 can be adjusted by adjusting the valve 47 as appropriate.

これにより、配管１６内をバラストタンク１２に向けて流れるバラスト水中に、反応タンク４４内のオゾン含有処理水の１／５〜１／１０００の濃度のオゾンが供給されることになる。従って、配管１６内を流れるバラスト水中に含まれる微生物や菌体を、反応タンク４４から排出管４８を通って供給されるこのオゾン含有処理水によって殺菌することができる。   As a result, ozone having a concentration of 1/5 to 1/1000 of the ozone-containing treated water in the reaction tank 44 is supplied to the ballast water flowing toward the ballast tank 12 in the pipe 16. Therefore, microorganisms and fungi contained in the ballast water flowing in the pipe 16 can be sterilized by the ozone-containing treated water supplied from the reaction tank 44 through the discharge pipe 48.

本発明に係る船舶の水処理装置の概要を示す構成図The block diagram which shows the outline | summary of the water treatment apparatus of the ship which concerns on this invention 汚水処理装置において得られた処理水をオゾン溶解水として再利用するための構成の一例を示す構成図The block diagram which shows an example of the structure for reusing the treated water obtained in the sewage treatment apparatus as ozone dissolved water

符号の説明Explanation of symbols

１：バラスト水処理装置
１１：ポンプ
１２：バラストタンク
１３：酸素発生装置
１４：オゾン発生装置
１５：殺菌装置
１６：配管
２：汚水処理装置
２１：汚水タンク
２２：生物反応槽
２３：固液分離手段
３：酸素供給管
４：オゾン溶解水生成装置
４１：ポンプ
４２：配管
４３：静的混合機
４４：反応タンク
４５：排オゾン管
４６：弁
４７：弁
４８：排出管 1: Ballast water treatment device 11: Pump 12: Ballast tank 13: Oxygen generator 14: Ozone generator 15: Sterilizer 16: Piping 2: Sewage treatment device 21: Sewage tank 22: Biological reaction tank 23: Solid-liquid separation means 3: Oxygen supply pipe 4: Ozone dissolved water generator 41: Pump 42: Pipe 43: Static mixer 44: Reaction tank 45: Drain ozone pipe 46: Valve 47: Valve 48: Drain pipe

Claims (1)

船舶で発生する汚水を生物処理する汚水処理装置と船舶に取り入れるバラスト水の殺菌を行うバラスト水処理装置とを備えた船舶における水処理装置において、
前記バラスト水処理装置は、酸素発生装置と、該酸素発生装置により生成された酸素を原料としてオゾンを生成するオゾン発生装置と、該オゾン発生装置で発生したオゾンを用いてバラスト水を殺菌処理する殺菌装置とからなり、
前記汚水処理装置は、汚水を曝気処理する反応槽と固液分離手段からなり、
前記バラスト水処理装置の稼動休止中は、前記酸素発生装置により生成された酸素を前記反応槽に供給する構成を有することを特徴とする船舶における水処理装置。 In a water treatment apparatus in a ship provided with a sewage treatment apparatus that biologically treats sewage generated in a ship and a ballast water treatment apparatus that sterilizes ballast water taken into the ship,
The ballast water treatment device sterilizes ballast water using an oxygen generator, an ozone generator that generates ozone using oxygen generated by the oxygen generator as a raw material, and ozone generated by the ozone generator Consisting of a sterilizer,
The sewage treatment apparatus comprises a reaction tank for aeration treatment of sewage and solid-liquid separation means,
A water treatment apparatus for a ship, wherein the ballast water treatment apparatus is configured to supply oxygen generated by the oxygen generation apparatus to the reaction tank while the operation is stopped.
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