JP5831327B2 - バラスト水処理システムの遠隔監視装置、及び遠隔監視方法 - Google Patents
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Description
本発明は、船舶のバラスト水の処理システムの遠隔監視装置及びこの遠隔監視装置を用いたバラスト水の処理システムの遠隔監視方法に関する。
一般に船舶、特に貨物船は、積載貨物などの重量を含めて設計されているため、空荷または積荷が少ない状態の船舶は、プロペラ没水深度の確保、空荷時における安全航行の確保等の必要性から、出港前に港において海水などを取水して船舶のバランスを取るが、このバラストとして用いられる水のことを船舶バラスト水とよぶ。この船舶バラスト水は、無積載で出港するとき、その出港地で港の海水などをバラストタンクに積み込む一方、逆に港内で積荷をするときには、船舶バラスト水の排出を行う。
ところで、環境の異なる荷積み港と荷下し港との間を往復する船舶によって船舶バラスト水の注排水が行われると、荷積み港と荷下し港における船舶バラスト水に含まれる微生物の差異により沿岸生態系に悪影響を及ぼすことが懸念されている。そこで、船舶の船舶バラスト水管理に関する国際会議において２００４年２月に船舶の船舶バラスト水及び沈殿物の規制及び管理のための国際条約が採択され、船舶バラスト水の処理が義務付けられることとなった。
船舶バラスト水の処理基準として国際海事機構（ＩＭＯ）が定める基準は、船舶から排出される船舶バラスト水に含まれる５０μｍ以上の生物（主に動物プランクトン）の数が１ｍ３中に１０個未満、１０μｍ以上５０μｍ未満の生物（主に植物プランクトン）の数が１ｍｌ中に１０個未満、コレラ菌の数が１００ｍｌ中に１ｃｆｕ未満、大腸菌の数が１００ｍｌ中に２５０ｃｆｕ未満、腸球菌の数が１００ｍｌ中に１００ｃｆｕ未満となっている。
このようなバラスト水の処理基準を満たすために、バラスト水処理システムとして、塩素系、酸素系などの活性物質（殺菌剤）の貯蔵装置もしくはこれらの船上生成装置と、これら活性物質のバラスト水への添加装置と、バラスト水の排出時にバラスト水に残存する活性物質を中和するための中和剤添加装置とを組み合わせたシステムが採用されることが多い。
このようなバラスト水処理システムでは、寄港時間中にバラスト水処理システムが正常に作動していることを確認して確実に稼働させるとともに、場合によっては港の状況にあった状態に調節した上で、薬剤の補給、稼働状態の監視（保守・点検）を行う必要がある。特にバラスト水処理システムで使用する殺菌剤としての活性物質は、一般に人体、船舶及び環境に対して危険なものが多いため、バラスト水処理システムの保守・点検などの作業は、保護具を着用した状態で普通レベル以上の安全チェックをした上で行う必要があるので、多くの時間を要する。さらに排出水が環境に悪影響を与えない安全な水質であることも確認する必要がある。
その一方で一般に寄港している時間は、船舶の運航の効率化、コスト等からできるだけ短く設定するのが普通である。この短い寄港時間中に上述したような危険な作業を含む多くの作業を安全かつ効率的に行うためには、バラスト水の処理システムの状態をあらかじめ把握しておき、寄港地で必要な準備を整えておく必要がある。
しかしながら、従来のバラスト水処理システムの監視は、船上操舵室もしくは機器付属のモニタなど船舶において行うのみで、バラスト水の処理システムの状態をあらかじめ把握しておき、寄港地で必要な準備を整えておくような遠隔監視システムはなかった。特に活性物質として次亜塩素酸ナトリウムなどの次亜塩素酸塩を用いることが多いが、この次亜塩素酸ナトリウムは、保存性が悪く、経時とともに徐々に有効塩素濃度が低下していくため、船舶に多量に搭載して航行するのは不適であり、必要量を寄港地で積載するのが好ましい。
本発明は、かかる課題を解決して、バラスト水処理システムを遠隔監視して制御することの可能なバラスト水処理システムの遠隔監視装置を提供することを目的とする。また、本発明は、このバラスト水処理システムの遠隔監視装置を用いたバラスト水処理システムの遠隔監視方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、第一に本発明は、船舶に付設されたバラスト水処理システムの遠隔監視装置であって、前記バラスト水処理システムが、処理効果確認手段と環境安全監視手段と制御手段と、前記処理効果確認手段及び環境安全監視手段に連通した処理効果データ及び環境安全データのデータ格納・送信手段とを備え、前記データ格納・送信手段は、該船舶と遠隔して設けられたホストコンピュータと無線接続していて、前記ホストコンピュータは、前記データ格納・送信手段から受信した処理効果データ及び環境安全データに基づき前記制御手段により前記バラスト水処理システムの状況を監視し、該バラスト水処理システムの運転が適正となるように維持管理することを特徴とするバラスト水処理システムの遠隔監視装置を提供する（発明１）。
かかる発明（発明１）によれば、バラスト水処理システムの処理効果データ及び環境安全データを衛星通信などを介して該船舶と遠隔して設けられたホストコンピュータと無線接続して、このホストコンピュータでバラスト水処理システムの状況を監視して、その状況を把握しておく。そして、このホストコンピュータの指示に基づきバラスト水処理システムの運転を維持するとともに、そのバラスト水処理システムの状況に応じた事前作業及び準備作業の指令を寄港地側に指示して、寄港後にバラスト水処理システムに対して行う多くの作業をあらかじめ完了させておくことで、短い寄港時間中にバラスト水の処理システムに関する作業を安全かつ効率的に行うことができる。
上記発明（発明１）においては、前記処理効果確認手段が、残留オキシダントセンサ、紫外線センサ、酸化還元電位計、溶存酸素計、殺菌剤タンクのレベル計、殺菌剤の流量計、電解装置の電流計から選ばれた１種又は２種以上であるのが好ましい（発明２）。
かかる発明（発明２）によれば、これらのデータに基づきバラスト水処理システムを監視することで、活性物質（殺菌剤）の状態を把握できるので、次の航行期間における必要量を寄港地で搭載することで、分解しやすい次亜塩素酸塩などの活性物質を適正に補給することができる。
上記発明（発明１，２）においては、前記環境安全監視手段が、残留オキシダントセンサ、酸化還元電位計、殺菌剤の中和剤タンクのレベル計、中和剤の流量計から選ばれた１種又は２種以上であるのが好ましい（発明３）。
かかる発明（発明３）によれば、これらのデータに基づきバラスト水処理システムを監視することで、環境の安全を阻害する虞のある物質の状態を把握できるので必要量の中和剤を適正に補給して、寄港地などで安全にバラスト水を放出することができる。
また、第二に本発明は、船舶に付設されたバラスト水処理システムの遠隔監視方法であって、前記バラスト水処理システムに設けられた処理効果確認手段と環境安全監視手段で得られた処理効果データ及び環境安全データをデータ格納・送信手段に送信し、前記データ格納・送信手段は、これらのデータを該船舶と遠隔して設けられたホストコンピュータに無線送信し、前記ホストコンピュータは、前記データ格納・送信手段から受信した処理効果データ及び環境安全データに基づき前記制御手段により前記バラスト水処理システムの状況を遠隔監視して該バラスト水処理システムの運転が適正となるように維持管理することを特徴とする船舶に付設されたバラスト水処理システムの遠隔監視方法を提供する（発明４）。
かかる発明（発明４）によれば、船舶におけるバラスト水処理システムの状況をあらかじめホストコンピュータで把握しておき、このホストコンピュータの指示に基づきバラスト水処理システムの運転を維持するとともに、そのバラスト水処理システムの状況に応じた事前作業及び準備作業の指令を寄港地側に指示して寄港後にバラスト水処理システムに対して行う多くの作業をあらかじめ完了させておくことで、短い寄港時間中にバラスト水の処理システムに関する作業を安全かつ効率的に行うことができる。
本発明の船舶に付設されたバラスト水処理システムの遠隔監視装置によれば、バラスト水処理システムの処理効果データ及び環境安全データを衛星通信などを介して該船舶と遠隔して設けられたホストコンピュータで受信して、このホストコンピュータでバラスト水処理システムの状況を監視してその状況を把握しておく。そして、このホストコンピュータの指示に基づきバラスト水処理システムの運転を維持するとともに、そのバラスト水処理システムの状況に応じた事前作業及び準備作業の指令を寄港地側に指示して、寄港後にバラスト水処理システムに対して行う多くの作業をあらかじめ完了させておくことで、短い寄港時間中にバラスト水の処理システムに関する作業を安全かつ効率的に行うことができる。
以下、図１及び図２を参照して本実施形態の船舶バラスト水処理システムの遠隔監視装置について説明する。図１は、本発明の遠隔監視装置で制御可能な船舶バラスト水処理システムの一実施形態を示すフロー図である。
図１において、船舶バラスト水処理システムは、バラスト水としての原水Ｗの取水部１と、この取水部１に接続した原水Ｗを送給するメインライン２と、このメインライン２の末端に設けられたバラストタンク３とを備え、メインライン２の途中には図示しない送水手段としての送液ポンプが設けられているとともに、活性物質である殺菌剤供給ライン４が合流している。この殺菌剤供給ライン４の途中には殺菌剤タンク５が設けられていて、末端側から溶解水が供給されることで殺菌剤溶液Ｗ１を排出する構成となっている。
メインライン２は、その途中で排出ライン６に分岐してその末端が排水部７となっていて、この排出ライン６の途中には、中和剤貯槽８に連通した還元剤供給管９が接続している。なお、１０はメインライン２と排出ライン６とを切り替える開閉弁である。
上述したような船舶バラスト水処理システムにおいて、メインライン２の排出ライン６の分岐箇所より下流側には、第１の流量センサＳ１が設けられているとともに、殺菌剤供給ライン４との合流地点の下流側には第２の流量センサＳ２が設けられていて、これらのセンサにより原水Ｗの流量だけでなく、殺菌剤溶液Ｗ１の流量も計測可能となっている。また、殺菌剤タンク５には、レベル計と塩素センサとを有するセンサＳ３が設けられており、バラストタンク３には、残留オキシダント（ＴＲＯ）センサと酸化還元電位計と溶存酸素計とを備えたセンサＳ４が設けられている。これら第１の流量センサＳ１と第２の流量センサＳ２とセンサＳ３とセンサＳ４とにより処理効果確認手段が構成される。一方、排出ライン６には、残留オキシダントセンサと酸化還元電位計とを備えたセンサＳ５が設けられていて、さらに、中和剤貯槽８には、中和剤のレベル計と中和剤の流量計とを備えたセンサＳ６が設けられている。これらセンサＳ５とセンサＳ６により環境安全監視手段が構成される。なお、これらセンサ類としては、特に制限はなく、市販のものを用いることができる。
そして、これらセンサＳ１〜Ｓ６は図示しない環境安全データのデータ格納・送信手段を備えた図示しない制御手段に連通していて、この制御システムはバラスト水処理システムの基本的な運転管理を行うとともに、船舶と遠隔して設けられたホストコンピュータと衛星通信により無線接続している。
なお、本実施形態の船舶バラスト水処理システムにおいて、活性物質（殺菌剤）としては、次亜塩素酸ナトリウムを主成分とするものが好適であり、さらに必要に応じリン酸塩、水酸化ナトリウムなどを配合しｐＨが１０〜１３程度に調整したものが好ましい。
次に、図１に示された船舶バラスト水処理システムを用いて、バラスト水の積込み時に細菌類やプランクトンの死滅処理を行うバラスト水の処理方法について以下説明する。
まず、出港の際の原水（バラスト水）Ｗの積込み時には、開閉弁１０を開成した状態で送液ポンプを駆動することにより、原水Ｗを取水部１からメインライン２を通過してバラストタンク３に注入する。このとき、殺菌剤供給ライン４から殺菌剤溶液Ｗ１を供給してメインライン２に合流させる。このようにしてバラストタンク３に殺菌剤溶液Ｗ１を供給することにより、殺菌剤から発生する有効塩素により原水Ｗ中のプランクトンや細菌類を死滅させることができる。
次に、着港又は寄港の際のバラスト水の排出時について説明する。バラスト水をバラストタンク３から排出する際には、開閉弁１０を閉鎖した状態で送液ポンプを駆動する。これにより、バラストタンク３内の排バラスト水Ｗ２が排出ライン６からメインライン２の一部を経由して排出される。
このとき、排バラスト水Ｗ２中の残留塩素濃度に応じて、中和剤貯槽８から中和剤を供給することにより、環境に安全な状態で排バラスト水Ｗ２を排出することができる。この中和剤としては、亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム（亜硫酸水素ナトリウム）、チオ硫酸ナトリウムなどを好適に用いることができる。
このようなバラスト水処理システムを搭載した船舶の航海中には、本実施形態においては、図２に示すような遠隔監視装置により制御する。
図２において、船舶２１には、バラスト水処理システム２２と、このバラスト水処理システム２２の各種センサＳ１〜Ｓ６で検出されたデータ格納・送信手段が付設された制御手段２３と、各種センサＳ１〜Ｓ６のデータを送信する送信機能と受信機能とを備えた衛星通信手段２４とを備える。一方、陸上側であるホストコンピュータ２８側には送受信機能を備えた衛星通信手段２７が設けられていて、船舶２１の制御手段２３とホストコンピュータ２８とは通信衛星２６を介して無線接続している。
このような遠隔監視装置において、航海中には各種センサＳ１〜Ｓ６で検出されたバラスト水処理システム２２の状況は、制御手段２３に付設されたデータ格納・送信手段に伝達されることでこれを監視する。この制御手段２３は、通信衛星２６を介してホストコンピュータ２８と無線接続しているので、衛星通信手段２４から通信衛星２６を経由して受け手側の衛星通信手段２７に向けてこれらのデータを発信し、ホストコンピュータ２８側でこれを受信する（図２中のＡの矢印）。
そして、このホストコンピュータ２８では、各種センサＳ１〜Ｓ６の情報を分析・監視して、最適な運転状況を返信する。そうしたら船舶２１側では、通信衛星２６を経由して衛星通信手段２４で受信して、制御手段２３でこのホストコンピュータ２８の指示に基づいて、バラスト水処理システム２２の運転を維持する（図２中のＢの矢印）。さらに、ホストコンピュータ２８は、バラスト水処理システム２２の状況に応じて航海の途中で立ち寄る寄港地に事前作業及び準備作業を指示する（図２中のＢの矢印）。これにより、寄港後にバラスト水処理システム２２に対して行う多くの作業をあらかじめ完了させておくことで、短い寄港時間中にバラスト水処理システム２２に関する作業を安全かつ効率的に行うことができる。
上述したような本実施形態のバラスト水処理システム２２の遠隔監視装置によれば、船舶２１は地球上のあらゆるところへ行くので、その位置情報などが衛星通信２６を介して無線接続されていることを利用したものであり、殺菌剤、中和剤などの薬剤の補給の必要性が事前にわかるので、これらの薬剤を船舶２１に搭載してすることなく、寄港時に必要な補給を計画的に行うことができる。また、バラスト水処理システム２２の稼働記録を自動的に作成することができる。さらに、バラスト水処理システム２２の不具合が陸上のホストコンピュータ２８を経由して寄港地であらかじめ把握できるため、寄港時に素早い対応ができる、という効果も奏する。特に、活性物質（殺菌剤）として汎用的な次亜塩素酸ナトリウムは保存性が悪く、徐々に有効塩素濃度が低下していく。したがって、出港直前に必要量を運搬、補給することで効率の向上を図ることができる。
以上、本発明について添付図面を参照して説明してきたが、本発明は前記実施形態に限定されず、種々の変形実施が可能である。例えば、処理効果確認手段としては、紫外線センサ、電解装置の電流計なども用いることができる。さらに、環境安全監視手段が、酸化還元電位計なども用いることができる。
また、前記処理効果確認手段は、残留オキシダントセンサ、紫外線センサ、酸化還元電位計、溶存酸素計、殺菌剤タンクのレベル計、殺菌剤の流量計、電解装置の電流計の中からバラスト水処理システムの構成に応じて１種又は２種以上を適宜選択して用いることができる。さらに、前記環境安全監視手段は、残留オキシダントセンサ、酸化還元電位計、殺菌剤の中和剤タンクのレベル計、中和剤の流量計の中からバラスト水処理システムの構成に応じて１種又は２種以上を適宜選択して用いることができる。
本発明のバラスト水処理システムの遠隔監視装置は、各種船舶、特に大型の船舶の船舶バラスト水の処理に好適に使用できる。
２１…船舶
２２…バラスト水処理システム
２３…制御手段
２４…衛星通信手段（無線接続手段）
２６…通信衛星（無線接続手段）
２７…衛星通信手段（無線接続手段）
２８…ホストコンピュータ
Ｓ１…第１の流量センサ（処理効果確認手段）
Ｓ２…第２の流量センサ（処理効果確認手段）
Ｓ３…センサ（処理効果確認手段）
Ｓ４…センサ（処理効果確認手段）
Ｓ５…センサ（環境安全監視手段）
Ｓ６…センサ（環境安全監視手段）
２２…バラスト水処理システム
２３…制御手段
２４…衛星通信手段（無線接続手段）
２６…通信衛星（無線接続手段）
２７…衛星通信手段（無線接続手段）
２８…ホストコンピュータ
Ｓ１…第１の流量センサ（処理効果確認手段）
Ｓ２…第２の流量センサ（処理効果確認手段）
Ｓ３…センサ（処理効果確認手段）
Ｓ４…センサ（処理効果確認手段）
Ｓ５…センサ（環境安全監視手段）
Ｓ６…センサ（環境安全監視手段）
Claims (4)
- 船舶に付設されたバラスト水処理システムの遠隔監視装置であって、
前記バラスト水処理システムが、処理効果確認手段と環境安全監視手段と制御手段と、前記処理効果確認手段及び環境安全監視手段に連通した処理効果データ及び環境安全データのデータ格納・送信手段とを備え、
前記データ格納・送信手段は、該船舶と遠隔して設けられたホストコンピュータと無線接続していて、
前記ホストコンピュータは、前記データ格納・送信手段から受信した処理効果データ及び環境安全データに基づき前記制御手段により前記バラスト水処理システムの状況を監視し、該バラスト水処理システムの運転が適正となるように維持管理する
ことを特徴とするバラスト水処理システムの遠隔監視装置。 - 前記処理効果確認手段が、残留オキシダントセンサ、紫外線センサ、酸化還元電位計、溶存酸素計、殺菌剤タンクのレベル計、殺菌剤の流量計、電解装置の電流計から選ばれた１種又は２種以上であることを特徴とする請求項１に記載のバラスト水処理システムの遠隔監視装置。
- 前記環境安全監視手段が、残留オキシダントセンサ、酸化還元電位計、殺菌剤の中和剤タンクのレベル計、中和剤の流量計から選ばれた１種又は２種以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載のバラスト水処理システムの遠隔監視装置。
- 船舶に付設されたバラスト水処理システムの遠隔監視方法であって、
前記バラスト水処理システムに設けられた処理効果確認手段と環境安全監視手段で得られた処理効果データ及び環境安全データをデータ格納・送信手段に送信し、
前記データ格納・送信手段は、これらのデータを該船舶と遠隔して設けられたホストコンピュータに無線送信し、
前記ホストコンピュータは、前記データ格納・送信手段から受信した処理効果データ及び環境安全データに基づき前記制御手段により前記バラスト水処理システムの状況を遠隔監視して該バラスト水処理システムの運転が適正となるように維持管理することを特徴とする、船舶に付設されたバラスト水処理システムの遠隔監視方法。
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