JP6265981B2 - ビルジ水とスラッジを再処理するためのシステムおよび方法 - Google Patents

Description

本発明は、ビルジ水を再処理するためのシステムおよび方法に関する。

ビルジ水は、船の運行中に生じるが、法的規則により、浄化されないまま海に流されてはならないことになっている。
したがって、浄化後に海に直接流され得る程度にまで、船に溜まったビルジ水を直接的に再処理または浄化することが好都合である。
このため、スラッジ相の形態である沈殿物と、オイル相の形態である残留油とは、ビルジ水から分離され、一般には、たとえば船が港に着くまで、他のプロセスによるスラッジ残留物と共に共通のスラッジ収集タンクに貯蔵される。

スラッジ収集タンクの容量は限られているため、スラッジ収集タンクに貯蔵される液体の量をさらに減らすことが好都合である。

本発明の目的は、この課題を解決することにある。

この目的は、請求項１の特徴を有するシステムと、請求項１１の特徴を有する方法とによって、本発明により達成される。

この場合には特に、スラッジ収集タンクに沈殿した含水スラッジ相である、スラッジ収集タンクの中に収集された生成物が、遠心分離機の中に再循環することにより、再循環した固形物、すなわちスラッジ相の一部における、遠心力を利用した第２の再処理／浄化を行うことができ、それによって、全体的に、排出可能な水の量が増加し得るか、または、スラッジ相の量がさらに減少し得る。
そのため、スラッジ収集タンクが自身の最大充填レベルに達するまでに比較的長い時間を要する。

有利な改良は、下位請求項の主題である。

再循環ラインには、スラッジ収集タンクへのスラッジの逆流を防止するために、スラッジ収集タンクの下流において逆止弁が接続されていることが好ましい。

さらに、計量されたスラッジ相の再循環／リターンを可能にする、好ましくは調節されたスラッジポンプであるポンプが、再循環ラインに配置されてもよい。

この場合にはさらに、上記ラインＬ１の逆止弁Ｖ７の下流であるとともに、再循環ラインＬ１２における上記ラインＬ１への流出口の下流である上記ラインＬ１には、ビルジ水ポンプＰ１が接続されていると好ましい。

ビルジ水ポンプＰ１のパワーは、上記再循環ラインＬ１２に配設されたスラッジポンプＰ３のパワーより大きいことが好ましい。

ビルジ水ポンプのパワーを最適に利用するためには、スラッジ相用の再循環ラインがつながっているラインが、ビルジ水用のビルジ水タンクとビルジ水ポンプとの間に配置されていると有利である。

ビルジ水ポンプのパワーは、スラッジポンプのパワーより常に大きく、それにより、遠心分離機の方向におけるさらなる移送が行われることが好ましい。
この場合、ビルジ水タンクの下流に配置された逆止弁は、ビルジ水ポンプが故障した際には、ビルジ水用のビルジ水タンクへのスラッジのさらなる移送を防止することが好ましく、また有利である。

基本的には、スラッジ相だけをもう一度再処理するが、分離されたオイル相の部分はもう一度再処理を行わないことが本来は好都合であるため、再循環ラインが、スラッジ収集タンクの底部、および／または、スラッジ収集タンクの下側３分の１における壁部に配置されていると有利である。
この場合のスラッジ収集タンクは、比較的重い含水スラッジ相がタンクの下側部分に集まり、オイル相が表面上に浮く、一種の沈殿槽として働く。

浄化前のビルジ水の油含有量は、容積で２５％未満となることが好ましい。
このことにより、ビルジ水の中でスラッジが計量されている場合には、比較的高い水の割合を有する多くのスラッジが再度スラッジ収集タンクの中に沈殿するまで、特定の油含有量を超えるスラッジの再循環が確実に停止されるように注意が払われる必要がある。
油含有量は、再循環ラインにおける、または、遠心分離機までのラインにおけるチェック用デバイスによって直接的に監視されてもよく、または、遠心分離機の排水溝における流量計によって間接的に監視されてもよい。

さらに、この方法の効率を高めるために、遠心力を利用したビルジ水の浄化／再処理の前に、ビルジ水のフィルタ処理および／または加熱を行うステップの一方または両方が行われてもよい。

スラッジ相の再循環は、遠心分離機が空にするステップを行う前に行われることが好ましい。

スラッジ相は、たいていは低い油含有量しか有していないため、独立して処理されてもよい。
それにより、スラッジ収集タンクへは比較的少ない充填物が送られる。
このため、スラッジ収集タンクから空間的に離れたタンクの中でスラッジがアップグレードされると有利である。

このアップグレードは、加熱、フィルタ処理、または、スラッジ脱水デバイス（「スラッジ濃縮ユニット」）における分離によって行われてもよい。

例示的実施形態を参照して、以下の図面により本発明をさらに詳しく説明する。

ビルジ水を再処理するための、本発明によるシステムを示す。 ビルジ水を再処理するための、既知のシステムを示す。 本発明によるシステムの変形形態を示す。

図２は、最初に説明されることになる、ビルジ水を再処理するための既知のシステムを示す。

ビルジ水は、一般に船のエンジンルームに溜まる／生じる。
ビルジ水は、たとえば、海水、冷却水の漏れ、凝縮水、または洗浄水から生じる場合があり、主要成分としての実際の水と、一般には、燃料、潤滑油、または他の油の残留物などのさらなる成分とを含んでいる。

これに伴う問題は、ビルジ水が、未処理のまま、または単純に希釈されて海に戻されてはならないということである。
１５ｐｐｍ未満の油含有量（ＩＭＯ規則）は、１２海里区域として知られる海洋の外側にビルジ水を導入することに対する規制値と考えられている。
特別に保護された区域では、認可されている油含有量が最大５ｐｐｍである場合さえある。
このため、十分に機能する、認可されたビルジ水の脱油機を船に搭載することが法律で規定されている。

これらの規制値は、特許付与されたデバイスと方法とによって準拠され得る。

ビルジ水Ｂの浄化に向けた、図２に示されている既知のシステムでは、船のビルジ水は、ビルジ水タンク１に導入され、好ましくはそこに集められる。

ビルジ水は、最初に、ビルジ水の固形粒子Ｓ１を取り除くために、ビルジ水タンク１から、ビルジ水ポンプＰ１により、ラインＬ１によってフィルタシステム２を介して導かれる。

フィルタシステムから出るビルジ水は、ラインＬ２により、好ましくはスチームヒータ４などの加熱デバイスを介して、さらに導かれる。
この加熱デバイスは、高温蒸気を導入するための蒸気流入部３と、高温凝縮水を排出するための凝縮水流出部５とを有する。

特にオイル成分に関して、以降でさらに効果的に浄化され得る、加熱／加温されたビルジ水は、加熱デバイスから、ラインＬ３と切替弁Ｖ１とを介して、特に三相セパレータである、セパレータであることが好ましい遠心分離機６の中に流れ込む。
遠心分離機６では、水相Ｗ、オイル相Ｏ、およびスラッジ相Ｓ２への、ビルジ水の分離が、遠心力を利用した場において行われる。

遠心分離機６には、調節用の水Ｌ６と、充填および排出用の水Ｌ５とを加えるためのプロセス水ラインＬ４が割り当てられている。
調節用の水と、充填および排出用の水とは、弁Ｖ２を介して、セパレータドラムの密閉チャンバに導入されるか、または、弁Ｖ２を介して、遠心分離機６の供給ラインＬ６に導かれ得る。

浄化されたビルジ水Ｗは、遠心分離機からラインＬ７を介して排出される。
ラインＬ７は、浄化されたビルジ水Ｗを残留油含有量に関して連続的に監視するために、オイルモニタ１３によってバイパスされる（弁Ｖ３）。
このオイルモニタによって、切替弁Ｖ４が制御される。

油含有量が、好ましくは１５ｐｐｍ、または、必要に応じて５ｐｐｍである所望の値を下まわる場合には、浄化されたビルジ水を排出ラインＬ８を通じて海に投棄することが行われ得る。
逆に、油含有量が、規定されている所望値を上まわる場合には、ビルジ水は、十分に浄化されておらず、再循環ラインＬ１０を介してビルジ水収集タンク１に戻される。

遠心分離機６から固形物トラップ７に排出されたスラッジ相Ｓ２は、中間コンテナ９の中に集められ、ポンプＰ２によって、ラインＬ９を介してスラッジタンク１０に導かれる。

遠心分離機６から排出されるオイル相Ｏは、遠心分離機６からラインＬ１１を介して排出される。
ラインＬ１１は、スラッジ相をスラッジ収集タンク１０に導入するためのラインＬ９につながっているか、または、スラッジ収集タンク１０に直接的につながっていることが好ましい。

概して図２の方法は、ビルジ水の主要成分、すなわち、ビルジ水に含まれている水が、一般には、浄化後に海に直接的に導かれ、その結果、ビルジ水を収集および貯蔵するために必要とされるのはすでに比較的低い貯蔵容量であるという特定の利点をもたらしている。

したがって、このシステムと、それに伴う方法とは、基本的には成功していることがわかっているが、このシステムと方法は、本発明によって実質的にさらに進展する。

図１は、図２と同様の構成を有する、本発明によるシステムを示す。

しかし本システムは、図２の構成要素に加え、さらに再循環ラインＬ１２の特徴を有している。
この再循環ラインＬ１２により、液体、特に、依然として流動性のある含水スラッジ相が、スラッジ収集タンク１０から、ビルジ水収集タンク１とポンプＰ１との間に接続されたラインに再循環し、さらには遠心分離機６の中に再循環し得る。

この再循環は、特に以下の理由で有利である。

スラッジ収集タンク１０は、（依然として水分を含む）スラッジ相Ｓ２が徐々に沈殿し、油を含む相Ｏがスラッジ相Ｓ２の上に浮く、一種の沈殿槽として働く。
沈殿したスラッジ相Ｓ２が、スラッジ収集タンク１０から再循環ラインＬ１２を介して再循環することにより、スラッジ収集タンク１０の液面が下がり、その結果、スラッジ収集タンク１０は、さらに大容量のスラッジとオイルとを収容することができる。

この再循環ラインＬ１２は、スラッジ収集タンク１０から、スラッジ収集タンク１０とビルジ水流入ポンプＰ１との間の（吸引）ラインＬ１につながっていることが好ましく、また特に有利である。

ラインＬ１には逆止弁Ｖ７が配置され、それによって、スラッジ収集タンク１０から、ビルジ水タンク１における比較的きれいなビルジ水への、含水スラッジ相Ｓ２の逆流が生じ得ないことが好ましい。

含水スラッジ相の圧力状態により、ラインの耐圧性に関係する問題が引き起こされる場合があるため、ラインＬ１、ラインＬ１２の一方、または、ラインＬ１、ラインＬ１２の両方は、（ここには図示されていない）圧力逃し弁を有していることが好ましい。

図１では、含水スラッジ相の再循環は、（スラッジ）ポンプＰ３によって行われている。
この（スラッジ）ポンプＰ３は、動作中には、好ましくはビルジ水ポンプＰ１のパワーの１５％未満である、低いパワーで動作することが好ましい。

再循環は、連続的に行われてもよく、または断続的にのみ行われてもよい。
スラッジ相は、このスラッジ相の再循環により、遠心分離機に導かれるビルジ水と混ざって、このビルジ水と共に浄化され、全体的には、図２のシステムと比べると、スラッジ相の含水量が減少する。
このようにして、浄化されたビルジ水相Ｗにおける投棄可能な量が簡単な方法で増え、また、スラッジ収集タンク１０において単位容積あたりに貯蔵されるビルジ水の容積が減少する。

ラインＬ１２またはポンプＰ３を通じた再循環は、（遠心分離機がピストンスライドの排出機能を有している場合には）遠心分離機を空にするプログラムが開始する際、または、アラームが作動している際には、停止していることが好ましい。

フィルタ２は、遠心分離機への流入部におけるスラッジ含有量が多すぎるかどうかを確認するために利用されてもよい。
この場合には、ポンプＰ３は停止する。

適切である場合には、圧力トランスミッタと振動モニタリングとによって安全性がさらに高められる。

スラッジ収集タンク１０へのビルジ水の逆流の可能性を防ぐために、スラッジ収集タンク１０の下流にある再循環ラインＬ１２には、逆止弁（Ｖ８）が接続されていることが特に有利である。
さらに、ビルジ水ポンプＰ１は、この逆止弁の下流にあるとともに、再循環ラインＬ１２におけるラインＬ１への流出口の下流にあるラインＬ１に接続されていることが好ましい。

図３は、遠心分離機から排出されたスラッジ相Ｓ２から水を取り除くための、ここでは沈殿槽（または、特に圧搾機）１１である、ラインＬ９に接続されたスラッジ・アップグレード・デバイス（「スラッジ濃縮ユニット」）によって図１のシステムが追加的に補われる、さらに好ましい展開を示す。
このデバイス１１により、スラッジから液体相が、好ましくは静かに沈殿し、スラッジ相はさらにアップグレードされる。
沈殿した液体相は、ラインＬ１３を通じて、好ましくは（図１の）再循環ラインＬ１２を有するスラッジ収集タンク１０に戻され得る。
次いでスラッジＳ３は、油を含む相から分離されて、投棄され得る。
このようにして、スラッジ用の収集タンク１０におけるスラッジ含有量が減り、このことは、ラインＬ１２を通じたリターナビリィティに関してプラスの効果を有する。

Ｐ１、Ｐ２ ポンプ
Ｌ１、Ｌ２、・・・ライン
Ｓ１、Ｓ２、Ｏ、Ｗ スラッジ相、オイル相、水相
Ｂ ビルジ水
Ｖ１、Ｖ２、・・・ 弁
１ ビルジ水収集タンク
２ フィルタシステム
３ 蒸気流入部
４ スチームヒータ
５ 凝縮水流出部
６ 遠心分離機
７ 固形物トラップ
８ チェック用デバイス
９ 中間タンク
１０ スラッジ収集タンク
１１ スラッジ・アップグレード・デバイス

Claims (16)

1. Ａ） ビルジ水用のビルジ水タンク（１）と、
   Ｂ） 浄化されるビルジ水からオイル相（Ｏ）と固形状のスラッジ相（Ｓ２）とを分離するための遠心分離機（６）と、
   Ｃ） 分離された前記オイル相（Ｏ）と前記スラッジ相（Ｓ２）と収集するためのスラッジ収集タンク（１０）と
   を少なくとも有する、ビルジ水を浄化するためのシステムにおいて、
   Ｄ） 前記スラッジ収集タンク（１０）が、ビルジ水用の前記ビルジ水タンク（１）と前記遠心分離機（６）との間に配置されたライン（Ｌ１）につながっている再循環ライン（Ｌ１２）を有することを特徴とする
   システム。
2. 逆止弁（Ｖ８）が、前記スラッジ収集タンクの下流にある前記再循環ライン（Ｌ１２）に接続されていることを特徴とする
   請求項１に記載のシステム。
3. 逆止弁（Ｖ７）が、前記ビルジ水タンクの下流にある前記ライン（Ｌ１）に接続されていることを特徴とする
   請求項１または２に記載のシステム。
4. 前記ライン（Ｌ１）における前記逆止弁（Ｖ７）の下流であるとともに、前記再循環ライン（Ｌ１２）における前記ライン（Ｌ１）への流出口の下流である前記ライン（Ｌ１）には、ビルジ水ポンプ（Ｐ１）が接続されていることを特徴とする
   請求項３に記載のシステム。
5. 前記再循環ライン（Ｌ１２）にスラッジポンプ（Ｐ３）が配設され、
   前記ビルジ水ポンプ（Ｐ１）のパワーが、前記スラッジポンプ（Ｐ３）のパワーより大きいことを特徴とする
   請求項４に記載のシステム。
6. 前記再循環ライン（Ｌ１２）がつながっている前記ライン（Ｌ１）が、ビルジ水用の前記ビルジ水タンク（１）と前記ビルジ水ポンプ（Ｐ１）との間に配置されていることを特徴とする
   請求項４または請求項５に一項に記載のシステム。
7. 前記再循環ライン（Ｌ１２）がつながっている前記ライン（Ｌ１）が、吸引ライン（Ｌ１）であることを特徴とする
   請求項１から６のいずれか一項に記載のシステム。
8. 前記再循環ライン（Ｌ１２）が、前記スラッジ収集タンク（１０）の底部、および／または、前記スラッジ収集タンク（１０）の下側３分の１における壁部に配置されていることを特徴とする
   請求項１から７のいずれか一項に記載のシステム。
9. 前記スラッジポンプ（Ｐ３）のパワーが、動作中に、前記ビルジ水ポンプ（Ｐ１）のパワーの２５％未満、好ましくは１５％未満となることを特徴とする
   請求項５に記載のシステム。
10. スラッジ濃縮ユニット（１１）を有することを特徴とする
    請求項１から９のいずれか一項に記載のシステム。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載のシステムによって、ビルジ水とスラッジとを合わせて再処理するための方法において、
    ａ） ビルジ水タンク（１）の中にビルジ水を提供するステップと、
    ｂ） 前記ビルジ水タンク（１）から遠心分離機（６）にビルジ水を移すステップと、
    ｃ） 好ましくはセパレータである遠心分離機（６）において、水相（Ｗ）からオイル相（Ｏ）とスラッジ相（Ｓ２）とを分離するとともに、ビルジ水を浄化するステップと、
    ｄ） スラッジ収集タンク（１０）の中に前記スラッジ相（Ｓ２）と前記オイル相（Ｏ）とを収集するステップと、
    ｅ） 前記スラッジ収集タンク（１０）から、前記遠心分離機（６）、または、前記遠心分離機の上流において接続されているシステム素子にスラッジ相（Ｓ２）を少なくとも部分的に再循環させるステップとを特徴とする
    方法。
12. 浄化前のビルジ水の油含有量が、容積で２５％未満となる
    請求項１１に記載の方法。
13. ステップｂによってビルジ水を移すステップ中に、ビルジ水のフィルタ処理および／または加熱が行われることを特徴とする
    請求項１１または１２に記載の方法。
14. ステップｅによる再循環が、前記セパレータから固形物を空にする間、または、アラームが始動している際には中断されることを特徴とする
    請求項１１から１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 前記遠心分離機から排出される前記スラッジ相（Ｓ２）の固形物含有量が、前記スラッジ収集タンク（１０）への導入前にさらに低減されることを特徴とする
    請求項１１から１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 前記固形物含有量の低減が、圧搾機によって、または、沈殿槽（１１）において行われることを特徴とする
    請求項１５に記載の方法。
    

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