JP6079898B2 - バラスト水処理装置 - Google Patents
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Description
このバラスト水排出基準では、プランクトンのサイズにより、50μm以上のプランクトンは10個体/m3未満、10〜50μmのプランクトンは10個体/ml未満、とそれぞれ定められており、また、細菌類については、大腸菌類250cfu/100ml未満など定められている。
また、フィルタ内外の差圧のレベル変化と、吸引ノズルと逆洗ノズルがフィルタの軸方向および周方向の両方へ移動する回数とが関連づけられていないので、効率の良い洗浄が行えず、特に、バラスト水処理装置のように、水域によって汚れが異なる水の処理や同一水域でも時間によって汚れが異なる水の処理には適さないといった問題があった。
また、吸引ノズルと逆洗ノズルを同期して旋回させながら軸方向に移動させるため複雑な機構を必要とし、製造やメンテナンスに面倒な作業を要するといった問題があった。
そして、バラスト水処理運転終了後、ケーシング内の水を排出し、前記フィルタを回転させながら前記高圧流体噴出ノズルから前記フィルタの外周面に高圧流体を噴出することにより、バラスト水処理運転で前記フィルタの内周面に堆積した異物を確実に剥離し除去することができる。また、前記差圧検出手段により検出された差圧が所定圧に達したとき、バラスト水処理運転を停止して前記ケーシング内の水を排出し、前記高圧流体噴出ノズルから高圧流体を噴出するようにしたので、バラスト水処理運転中における前記吸引ノズルによる吸引では前記フィルタから除去できない程に堆積した異物を、前記フィルタから確実に剥離し除去することができる。
図1は本例の概略断面説明図、図2は吸引ノズル配置の他例を示す斜視図である。
ケーシング1内に配置された円筒状のフィルタ2は、その上部開口部が上閉止部13で密閉され、下部開口部が下閉止部14および後述する下部回転軸部材16とでケーシング1とフィルタ2の間に形成される処理水流出空間27側と隔てられている。フィルタ2にあっては、多数の穴を設けた2枚の金属薄板を円筒形に形成した支持体の間に円筒状に形成した金網などの濾過体を挟んだ構成が好ましいが、多数の穴を設けた金属薄板を円筒形に形成した支持体の外周面に濾過体を設けた構成であってもよい。
このように構成されたフィルタ2を回転させるフィルタ回転手段3は、フィルタ2の上閉止部13と下閉止部14に、フィルタ2の軸心位置に軸心方向に突設して設けた上部回転軸部材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。
下部回転軸部材16はフィルタ2内と連通する管状体となっており、ケーシング1の底部11からケーシング1の外に突出する下部回転軸部材16にケーシング1の被処理水導入口20が接続されている。被処理水導入口20には、被処理水導入路21が接続されている。被処理水導入路21には、被処理水を圧送するポンプ22と、ポンプ22の下流側に位置して開閉弁23が設けられ、開閉弁23の下流側の被処理水導入路21には、排水路24が接続され、排水路24には開閉弁25が設けられている。
ケーシング1の側部には処理水流出口26が設けられており、被処理水導入路21を流れ被処理水導入口20から導入された被処理水は下部回転軸部材16を通ってフィルタ2内に入り、フィルタ2を通過し濾過処理されてケーシング1とフィルタ2の間に形成される処理水流出空間27に入り、処理水流出口26から流出するようになっている。
洗浄汚水集合管28は、フィルタ2の軸心に配置され、上端部が閉鎖し、下端部が開口しており、上端部はフィルタ2の上閉止部13の中央に設けられた穴に軸受部材31を介して回転自在に嵌合している。また、洗浄汚水集合管28の下端部はフィルタ2の下閉止部14の下部回転軸部材16内を、フィルタ2の回転を妨げないように通り、ケーシング1の被処理水導入口20に固定されて支持されている。洗浄汚水集合管28の下端部には洗浄汚水を外部へ排出する洗浄汚水排出管29が接続されており、洗浄汚水排出管29には、運転中は常時開いている開閉弁30が備えられている。
本例では、複数の吸引ノズル4が用いられ、フィルタ2の軸方向に直線状に配置されて洗浄汚水集合管28と接続している。そして、上下に配置されている吸引ノズル4の間の未吸引部を無くすため、本例では、フィルタ2の軸方向に2列に配置され、1方の列の吸引ノズル4の間に他方の列の吸引ノズル4が位置している。具体的には、洗浄汚水集合管28の左右側に、高さ方向に交互に配置されている。
吸引ノズル4をフィルタ2の軸方向に配置する他例として、図2に示すように、複数の吸引ノズル4をフィルタ2の軸方向に、吸引ノズル4の間に未吸引部が残らない間隔で螺旋状に配置してもよい。また、フィルタ2の内周面に対向した位置でフィルタ2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2の内周面に摺動可能に密着している。
高圧流体となる清浄水を供給する高圧流体供給手段41にあっては、タンク39と高圧流体噴出ノズル40を清浄水供給路42で接続し、タンク39に貯めてある清浄水をポンプ43で各高圧流体噴出ノズル40へ圧送するようになっている。
なお、本例では高圧流体噴出ノズル40に供給する高圧流体として清浄水が使用されているが、高圧流体が高圧エアであってもよい。この場合、高圧流体供給手段41は、エアコンプレッサ(図示しない。)により高圧エアを高圧流体噴出ノズル40に供給する。また、高圧流体が水蒸気であってもよい。
洗浄水噴出ノズル6は、フィルタ2の軸方向全域に洗浄水を噴出できることが好ましいが、その構成は特に限定されるものではない。例えば、洗浄水噴出ノズル6を、フィルタ2の軸方向に直線状および/または周方向に角度を変えて複数配置することができる。周方向に角度を変えて複数配置される洗浄水噴出ノズル6は、同じ高さに配置しても、或いは高さを変えて配置してもよい。
本例では、洗浄水噴出ノズル6は、複数配置された各吸引ノズル4と同周上に位置し、且つ、フィルタ2の回転方向に対向する方向に向かって、吸引ノズル4の前に位置するように設けられているが、各吸引ノズル4と対向するそれぞれの位置に設けられていてもよく、または、フィルタ2の回転方向に対向する方向に向かって、吸引ノズル4の後に位置するように設けられていてもよい。
なお、本例では洗浄水としてフィルタ2で処理された処理水が使用されているが、バラストタンク内に貯留された水、他の用途で使用する目的で貯留されている生活用水や飲料水などを洗浄水として使用してもよい。
フィルタ2の一次側と二次側の差圧はフィルタ2の汚れ具合を判断でき、差圧が大きい場合はフィルタ2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2が初期状態に近い状態であることを示している。
また、所定水質にあっては、ケーシング1内に導入される被処理水の水質により推測できるフィルタ2の内周面に堆積する異物の堆積量が、吸引ノズル4の吸引では除去しきれないと判断される水質を所定水質として設定されている。水質計測手段44として、例えば、被処理水の濁度を計測する濁度計が使用される。
また、所定時間にあっては、濾過処理時間により推測できるフィルタ2の内周面に堆積する異物の堆積量が、吸引ノズル4の吸引では除去しきれないと判断される時間を所定時間として設定されている。
また、所定回数にあっては、バラスト水処理運転の運転回数により推測できるフィルタ2の内周面に堆積する異物の堆積量が、吸引ノズル4の吸引では除去しきれないと判断される回数を所定回数として設定されている。
この制御機能の一例として、差圧を増加する方向に向かってΔP1、ΔP2、ΔP3と段階的に設定し、この設定された差圧に対応してフィルタ2の回転数を増加させる方向に向かってN1、N2、N3、N4と段階的に設定し、差圧がΔP1以下の場合はフィルタ2の回転数がN1に、差圧がΔP1を超えたら回転数がN2に、差圧がΔP2を超えたら回転数がN3に、差圧がΔP3を超えたら回転数がN4になるように制御する。
また、他例として、差圧がΔP1以下の場合はフィルタ2の回転を停止させ、差圧がΔP1を超えたら回転数がN1に、差圧がΔP2を超えたら回転数がN2に、差圧がΔP3を超えたら回転数がN3になるように制御してもよい。
ここでいう第二所定圧にあっては、フィルタ2への異物の堆積量が吸引ノズル4の吸引では除去しきれないと判断される差圧を第二所定圧として設定されている。
本例では、初期差圧が記憶され、初期差圧に対して、図3に示すように、許容される差圧が設定(ΔP1)され、ΔP1以上で何段階かに差圧が設定されており、ΔP3を所定圧として設定して差圧ΔP3を超えたら洗浄水噴出ノズル6への洗浄水の供給を開始し、差圧LがΔP3以下に戻ったら供給を停止するように制御される。
また、洗浄水噴出ノズル6からの洗浄水の噴出圧力は、差圧ΔP3を超えた差圧に応じて高くなるように設定されている。
そして、洗浄汚水排出管29に備えられた開閉弁30は、運転中は常時開いており、開閉弁30の二次側の圧力は大気圧に開放されているので、洗浄汚水集合管28内の圧力がフィルタ2の二次側の圧力よりも低くなり、フィルタ2の二次側にある処理水が洗浄汚水となって洗浄汚水集合管28内に流れ、洗浄汚水排出管29から外部へ排出される。
このように、差圧検出手段8により検出された差圧が所定圧に達するまでは、洗浄水噴出ノズル6から洗浄水を噴出しないので、洗浄水として使用する処理水の排出量の無駄を効果的に抑えられ、そして、洗浄水噴出ノズル6から洗浄水が噴出しても、差圧が低下せず、さらに上昇した場合は、第二所定圧を超えた差圧に応じて洗浄水噴出ノズル6からの洗浄水の噴出圧力を高くするので、フィルタ2の一次側に堆積した異物をより確実に剥離することができる。
そして、洗浄水噴出ノズル6から洗浄水が噴出しても、差圧が低下せず、さらに上昇して差圧が所定圧に達したとき、バラスト水処理運転を停止してケーシング1内の水を排出し、フィルタ2を回転させながら高圧流体噴出ノズル40から高圧流体を噴出する。
本例では、差圧検出手段8により検出された差圧がΔP1を超え、さらに、差圧が増加する場合は、段階的に設定された差圧に応じてフィルタ2の回転数を段階的に増加させ、差圧が低下した場合は、設定された差圧に対応してフィルタ2の回転数を低下させる。差圧がΔP1以下に戻った場合はフィルタ2の回転をΔP1以下の場合に設定された回転数に戻し、或いはフィルタ2の回転を停止させるようにフィルタ2の回転数の調整を行うので、フィルタ2の内周面に堆積している異物の量が多い場合はフィルタ2の回転数を増加させることにより単位時間あたりの吸引ノズル4の吸引長、洗浄水噴出ノズル6の洗浄水噴出長が長くなり、そして、少ない場合はフィルタ2の回転数を低下させることにより単位時間あたりの吸引長、洗浄水噴出長が短くなる。
2 フィルタ
3 フィルタ回転手段
4 吸引ノズル
5 洗浄汚水排出手段
6 洗浄水噴出ノズル
8 差圧検出手段
9 制御手段
20 被処理水導入口
26 処理水流出口
28 洗浄汚水集合管
37、38 圧力センサ
40 高圧流体噴出ノズル
41 高圧流体供給手段
44 水質計測手段
45 時間計測手段
46 計数手段
Claims (4)
- 内部に流入したバラスト水を濾過処理して外部へ流出させる円筒状のフィルタをケーシング内に配置したバラスト水処理装置であって、
前記フィルタをその軸心を中心に回転させるフィルタ回転手段と、
前記フィルタの一次側に設けられ、前記フィルタの内周面に向かって開口する吸引ノズルと、
前記吸引ノズルで吸引した洗浄汚水を前記ケーシングから外部へ排出する洗浄汚水排出手段と、
前記フィルタの二次側に設けられ、前記フィルタの外周面に向かって開口し、前記フィルタに向かって高圧流体を噴出する高圧流体噴出ノズルと、
前記高圧流体噴出ノズルに高圧流体を供給する高圧流体供給手段と、
前記フィルタの一次側と二次側の差圧が所定圧に達したとき、バラスト水処理運転を停止して前記ケーシング内の水を排出し、前記高圧流体噴出ノズルから高圧流体を噴出するように制御する制御手段と、を備えたことを特徴とするバラスト水処理装置。
- 前記高圧流体噴出ノズルから噴出させる高圧流体は、清浄水、高圧エアまたは水蒸気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装置。
- 複数の前記高圧流体噴出ノズルによって、前記フィルタの軸方向全域に噴出可能であることを特徴とする請求項1または2に記載のバラスト水処理装置。
- 前記フィルタの二次側に設けられ、前記フィルタの外周面に向かって開口し、前記フィルタに向かって洗浄水を噴出する洗浄水噴出ノズルを備え、
前記高圧流体噴出ノズルによる高圧流体の噴出圧力は、前記洗浄水噴出ノズルによる洗浄水の噴出圧力よりも高いことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のバラスト水処理装置。
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