JP6699346B2 - バラスト水処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、バラスト水を濾過するフィルタを備えるバラスト水処理装置に関する。

従来、タンカー等の船舶において、積み荷の原油等を降ろした後、再度目的地に向けて航行する際、航行中の船舶のバランスを取るため、一般的に、船舶に設けられたバラストタンク内にバラスト水と呼ばれる水を貯留する。バラスト水は、基本的に荷上港で取水されて、荷積港で排出される。そのため、それらの場所が異なっていれば、バラスト水中に含まれるプランクトンや細菌類の微生物が世界中を移動することになる。従って、荷上港と異なる海域の荷積港でバラスト水を排出すると、その港に別の海域の微生物を放出することになり、その海域の生態系を破壊するおそれがある。

バラスト水中に含まれる微生物の含有量を低減するために、バラスト水を濾過するフィルタを備えるバラスト水処理装置が用いられている。バラスト水処理装置のフィルタにおいては、高度の微生物除去性能が要求されているため、極小目開の金網等による濾過体を必要としている。そのため、目詰まりが激しく、恒常的なフィルタの洗浄が重要とされている。

フィルタを洗浄する方法として、フィルタの二次側から一次側に向けて処理水を流す逆洗浄が知られている。この逆洗浄によって濾過物が混在した水は、フィルタ内に設けられる吸引ノズルによって吸引されて排出される（例えば、特許文献１参照）。

特表２００８−５０７３９１号公報

このような構成のバラスト水処理装置において、フィルタの逆洗浄を効果的に行うことによりフィルタの目詰まりを効果的に解消できることが望まれている。

本発明は、バラスト水を濾過するフィルタを備えるバラスト水処理装置において、フィルタの逆洗浄を効果的に行うことによりフィルタの目詰まりを効果的に解消できるバラスト水処理装置を提供することを目的とする。

本発明は、バラスト水を濾過するフィルタと、一端が前記フィルタの一次側
に通じ、他端が船外に通じるように設けられ、前記フィルタの逆洗浄として、前記フィル
タの二次側から一次側に向けてバラスト水を流通させる排水ラインと、前記排水ラインを
流通するバラスト水の流量である排水流量を検出する排水流量検出部と、排水流量を調整
する排水流量調整部と、前記排水流量検出部で検出される排水流量である検出排水流量に
基づいて、前記排水流量調整部を制御する制御部と、を備えるバラスト水処理装置に関す
る。

また、前記制御部は、検出排水流量が第１基準流量を下回る場合に、排水流量を通常流量から第１流量に増加させるように前記排水流量調整部を制御することが好ましい。

また、前記制御部は、排水流量を通常流量から第１流量に増加させる制御を開始してから所定時間が経過した場合に、排水流量を通常流量に減少させるように前記排水流量調整部を制御することが好ましい。

また、前記フィルタの一次側にバラスト水が存在する状態で前記フィルタの二次側に向かって逆洗水を噴射する逆洗水噴射ノズルを更に備え、
前記制御部は、排水流量を第１流量に増加させるように前記排水流量調整部を制御している状態において、所定時間経過しても検出排水流量が第１流量より小さい第２基準流量を上回らない場合に、逆洗水を噴射するように前記逆洗水噴射ノズルを制御することが好ましい。

また、前記制御部は、前記検出排水流量が操作者により入力された設定流量となるように、前記排水流量調整部を制御することが好ましい。

本発明によれば、バラスト水を濾過するフィルタを備えるバラスト水処理装置において、フィルタの逆洗浄を効果的に行うことによりフィルタの目詰まりを効果的に解消できるバラスト水処理装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態のバラスト水処理装置を示すフロー図である。 第１実施形態のバラスト水処理装置の逆洗浄に係る制御を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態のバラスト水処理装置を示すフロー図である。

＜第１実施形態＞
本発明のバラスト水処理装置の第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態のバラスト水処理装置を示すフロー図である。
図１に示すように、バラスト水処理装置１は、バラスト水濾過装置２と、紫外線リアクタ６１と、逆洗水供給手段７と、制御部９と、を備える。制御部９は、制御対象の各機器を制御可能に、各機器に信号線（不図示）により接続されている。バラスト水処理装置１には、その外部構成として、バラストタンク６２と、清浄水タンク６５とが接続されている。

バラスト水処理装置１は、バラスト水が流通するラインとして、ラインＬ１と、ラインＬ２と、ラインＬ１１と、ラインＬ１２と、ラインＬ２１と、ラインＬ２３と、ラインＬ２４と、ラインＬ３１と、排水ラインとしてのラインＬ３２と、を備える。「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。

バラスト水濾過装置２は、ケーシング５１と、フィルタ５２と、フィルタ回転手段３と、ノズル部としての吸引ノズル４と、噴射ノズルとしての第１噴射ノズル６と、第２噴射ノズル４０と、排水排出手段５と、差圧検出部８と、を備える。

ケーシング５１は、円筒状であり、その内部にフィルタ５２を収納する。フィルタ５２は、全体視で円筒状であり、内部に流入した被処理水（バラスト水）Ｗ１（主に海水）を濾過してバラスト水（濾過処理水）Ｗ２として外部へ流出させる。フィルタ回転手段３は、フィルタ５２を、その軸心を中心に回転させる。吸引ノズル４は、フィルタ５２の一次側に設けられ、フィルタ５２の内周面に向かって開口する。

第１噴射ノズル６は、フィルタ５２の二次側に設けられ、フィルタ５２の外周面に向かって、バラスト水処理運転中に逆洗水（第１逆洗水）を噴射する。第１噴射ノズル６からの第１逆洗水Ｗ２の噴射は、ケーシング５１及びフィルタ５２の内部にバラスト水（Ｗ２，Ｗ１）が存在する（満たされる）状態で行われる（水中噴射逆洗）。

第２噴射ノズル４０は、第１噴射ノズル６とは別にフィルタ５２の二次側に設けられ、フィルタ５２の外周面に向かって逆洗水（第２逆洗水）を噴射する。第２噴射ノズル４０からの第２逆洗水Ｗ５の噴射は、ケーシング５１及びフィルタ５２の内部に実質的にバラスト水（Ｗ２，Ｗ１）が存在しない状態（第２噴射ノズル４０からの第２逆洗水Ｗ５が（水中ではなく）フィルタ５２に直接当たる状態）で行われる（空間洗浄）。

排水排出手段５は、吸引ノズル４で吸引されたバラスト水（このバラスト水を「排水Ｗ１１」ともいう）をケーシング５１の内部から外部へ排出する。
差圧検出部８は、フィルタ５２の一次側と二次側との差圧を検出する。
制御部９は、逆洗水の噴射の有無、第１噴射ノズル６と第２噴射ノズル４０との切り換え、逆洗水の噴射時の噴射圧力等を制御する。
バラスト水濾過装置２の詳細については後述する。

紫外線リアクタ６１は、バラスト水濾過装置２のフィルタ５２により濾過されたバラスト水（濾過処理水）Ｗ２に対して紫外線の照射を行う。
バラストタンク６２は、紫外線リアクタ６１により紫外線の照射が行われたバラスト水（濾過処理水）Ｗ２を、貯留処理水Ｗ３として貯留する。
また、紫外線リアクタ６１は、バラストタンク６２に貯留されるバラスト水（貯留処理水）Ｗ３を船外へ排出する際に、貯留処理水Ｗ３に対して紫外線の照射を行う。
清浄水タンク６５は、バラスト水とは別に用意された清浄水Ｗ５を貯留する。

「バラスト水」については、バラストタンク６２に導入（流入）される前又はバラストタンク６２から排出（流出）された後に拘わらず、また、フィルタ５２に導入（流入）される前又はフィルタ５２から排出（流出）された後に拘わらず、更には、紫外線リアクタ６１に導入（流入）される前又は紫外線リアクタ６１から排出（流出）された後に拘わらず、「バラスト水」と表現する。また、状況に応じて適宜に「バラスト水」について「被処理水」、「濾過処理水」、「貯留処理水」、「排水」等と表現する。また、バラスト水は、海水、淡水、汽水を含む。

次に、各ラインについて詳述する。
ラインＬ１は、一端部からバラスト水Ｗ１（主に海水）が導入され、他端部がバラスト水濾過装置２の導入口２０に接続される。ラインＬ１は、バラスト水Ｗ１がバラスト水濾過装置２の導入口２０に向けて流通するラインである。ラインＬ１には、ポンプＰ１、バルブＶ１がこの順で配置されている。
ラインＬ２は、一端部がラインＬ１のポンプＰ１と導入口２０との間に接続され、他端部が外部に開放される。ラインＬ２には、バルブＶ２が配置される。ラインＬ２は、フィルタ５２内の水（バラスト水Ｗ１、第２逆洗水Ｗ５）を排出する場合に用いられる。

ラインＬ１１は、一端部がバラスト水濾過装置２の流出口２６に接続され、他端部がバラストタンク６２に接続される。ラインＬ１１は、バラスト水濾過装置２で濾過処理されたバラスト水Ｗ２がバラストタンク６２に向けて流通するラインである。ラインＬ１１には、バルブＶ１１、紫外線リアクタ６１、バルブＶ１２がこの順で配置される。

ラインＬ１２は、一端部がラインＬ１１のバルブＶ１１と紫外線リアクタ６１との間に接続され、他端部が外部に開放されている。ラインＬ１２は、バラスト水Ｗ３を外部に排出するラインである。ラインＬ１２には、バルブＶ１３、ポンプＰ１１がこの順で配置される。

ラインＬ２１は、一端部がバラスト水濾過装置２の流出口２６とラインＬ１１のバルブＶ１１との間に接続され、他端部が第１噴射ノズル６に接続される。ラインＬ２１には、バルブＶ２１、プレフィルタ３１、ポンプＰ２１、バルブＶ２２がこの順で配置される。より詳細には、ラインＬ２１の他端部の側は、複数本に分岐しており、それぞれ第１噴射ノズル６に接続している。そして、ラインＬ２１における分岐している部分に、それぞれバルブＶ２２が配置される。ラインＬ２１には、第１逆洗水Ｗ２が第１噴射ノズル６に向けて流通する。
プレフィルタ３１は、ラインＬ２１を流通する水（つまり第１逆洗水Ｗ２）に対して簡易的な濾過を行う。ポンプＰ２１は、ラインＬ２１を流通する水を加圧する。これにより、ケーシング５１及びフィルタ５２の内部に高圧の第１逆洗水Ｗ２が噴射される。

ラインＬ２３は、一端部がラインＬ２１におけるポンプＰ２１とバルブＶ２２との間に接続され、他端部が第２噴射ノズル４０に接続される。ラインＬ２３には、第２逆洗水Ｗ５が第２噴射ノズル４０に向けて流通する。ラインＬ２３には、バルブＶ２３が配置される。

ラインＬ２４は、一端部が清浄水タンク６５に接続され、他端部がラインＬ２１のプレフィルタ３１とポンプＰ２１との間に接続される。ラインＬ２４には、清浄水タンク６５に貯留される清浄水Ｗ５が、逆洗水として、ラインＬ２１に向けて流通する。

ラインＬ３１は、一端部がバラスト水濾過装置２の上部に接続され、他端部が外部に開放されている。ラインＬ３１には、バルブＶ３１が配置される。ラインＬ３１は、バラスト水濾過装置２の内部のエアを外部に放出する。

ラインＬ３２は、排水排出手段５の一部を構成し、一端部が後述の排出管２９に接続され、他端部が外部（船外）に開放される。ラインＬ３２には、バルブＶ３２、流量計３２、バルブＶ３３がこの順で配置される。

次に、バラスト水濾過装置２の詳細について説明する。上述のように、バラスト水濾過装置２は、ケーシング５１と、フィルタ５２と、フィルタ回転手段３と、吸引ノズル４と、第１噴射ノズル６と、第２噴射ノズル４０と、排水排出手段５と、差圧検出部８と、を備える。

ケーシング５１は、上部開口部及び下部開口部を有する円筒状に形成されており、上部開口部が蓋部１０で密閉され、下部開口部が底部１１で密閉されている。蓋部１０には、ラインＬ３１が接続されている。

フィルタ５２は、上部開口部及び下部開口部を有するケーシング５１より小さな円筒状に形成されている。ケーシング５１とフィルタ５２との間には、処理水流出空間２７が形成される。上部開口部は、上閉止部１３で密閉されている。下部開口部は、下閉止部１４及び後述する下部回転軸部材１６により密閉されている。

フィルタ回転手段３は、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。上部回転軸部材１５は、フィルタ５２の上閉止部１３におけるフィルタ５２の軸心位置に、軸心方向上向きに突出して設けられている。下部回転軸部材１６は、フィルタ５２の下閉止部１４におけるフィルタ５２の軸心位置に、軸心方向下向きに突出して設けられている。

上部回転軸部材１５は、ケーシング５１の蓋部１０を貫通し且つシーリングされた軸受部材１８を介して、蓋部１０に回転自在に且つ液密に支持されている。下部回転軸部材１６は、ケーシング５１の底部１１を貫通し且つシーリングされた軸受部材１９を介して、底部１１に回転自在に且つ液密に支持されている。下部回転軸部材１６は、フィルタ５２の内部と連通する管状体となっており、ケーシング５１の底部１１からケーシング５１の外部に突出する。下部回転軸部材１６には、ケーシング５１への導入口２０が接続されている。

導入口２０には、ラインＬ１が接続されている。ケーシング５１の側部には、流出口２６が設けられている。流出口２６には、ラインＬ１１が接続されている。
ラインＬ１を流通し且つ導入口２０から導入されたバラスト水Ｗ１は、下部回転軸部材１６を通ってフィルタ５２の内部に入る。そのバラスト水Ｗ１は、フィルタ５２を通過して濾過されて、ケーシング５１とフィルタ５２との間に形成される処理水流出空間２７に入り、流出口２６から流出する。

排水排出手段５は、集合管２８と、排出管２９と、バルブＶ３２と、ラインＬ３２と、流量計３２と、バルブＶ３３と、を備える。集合管２８は、吸引ノズル４に接続される。集合管２８には、吸引ノズル４で吸引された排水Ｗ１１が集合する。排出管２９は、集合管２８の下端部に接続され、排水Ｗ１１を外部へ排出する。バルブＶ３２は、排出管２９の下流側の端部に配置される。

集合管２８は、上端部が閉鎖し、下端部が開口している。集合管２８は、フィルタ５２の軸心に一致する位置に配置されている。集合管２８の上端部は、フィルタ５２の上閉止部１３の中央に設けられた孔に嵌合して支持されている。集合管２８の下端部は、排出管２９の上端部（一端部）に接続される。
排出管２９は、フィルタ５２の下閉止部１４の下部回転軸部材１６の内部をフィルタ５２の回転を妨げないように通り、ケーシング５１の導入口２０に固定されて支持されている。

排水流量検出部としての流量計３２は、ラインＬ３２を流通する排水Ｗ１１の流量を検出する。バルブＶ３３は、本実施形態においてはモータバルブから構成され、制御部９の制御によって開度を調整可能になっている。バルブＶ３３は、ラインＬ３２を流通する排水Ｗ１１の流量（排水流量）を調整する排水流量調整部として機能する。

バルブＶ３３の開度は、例えば、流量計３２で検出される排水流量（検出排水流量Ｑ）に基づいて、フィードバック制御（例えばＰＩＤ制御）される。このバルブＶ３３の開度により、ブロー率〔排水Ｗ１１の量／（濾過処理水Ｗ２の量＋排水Ｗ１１の量）〕が決定される。
バルブＶ３３は、排水流量調整部として機能することができれば、制限されず、例えば、開状態が２位置の弁（例えば、バラフライ弁）であってもよい。また、２つの弁（弁Ａ、弁Ｂ）を並列に配置し、弁Ａを開とし、弁Ｂを閉として、小流量状態を形成し、また、弁Ａ及び弁Ｂの両方を開として、大流量状態を形成するようにしてもよい。

吸引ノズル４は、集合管２８に接続され、フィルタ５２の内周面に向かって開口する。吸引ノズル４は、フィルタ５２の軸方向全域から吸引可能であることが好ましい。尚、吸引ノズル４の構成は特に限定されるものではない。例えば、複数の吸引ノズル４を、フィルタ５２の軸方向に直線状に並ぶように配置してもよく、また周方向に角度を変えて配置してもよい。周方向に角度を変えて複数配置される吸引ノズル４は、同じ高さに配置してもよく、或いは高さを変えて配置してもよい。

本実施形態においては、複数の吸引ノズル４は、フィルタ５２の軸方向（上下方向）に直線状に並ぶように配置され、集合管２８と接続している。また、複数の吸引ノズル４は、フィルタ５２の軸方向に所定の間隔をあけて配置される。更に、フィルタ５２の内周面に対向した位置でフィルタ５２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５２の内周面に摺動可能に密着している。

上下方向に配置されている複数の吸引ノズル４の間の未吸引部を無くすため、図１に示すように、複数の吸引ノズル４は、集合管２８の左右側に、高さ方向に交互に配置されている。そのため、フィルタ５２の１回の回転でフィルタ５２の内周面全域からの吸引を行うことができる。尚、複数の吸引ノズル４をフィルタ５２の軸方向に高さを変えて配置する他の例として、複数の吸引ノズル４をフィルタ５２の軸方向に、吸引ノズル４の間に未吸引部が存在しない間隔で螺旋状に配置してもよい。

第１噴射ノズル６は、ケーシング５１の側部に設けられており、ケーシング５１の内部に向けて開口している。第１噴射ノズル６は、フィルタ５２の軸方向全域に第１逆洗水を噴射できることが好ましい。第１噴射ノズル６の構成は特に限定されるものではない。例えば、複数の第１噴射ノズル６を、フィルタ５２の軸方向に直線状に並ぶように配置してもよく、また、周方向に角度を変えて配置してもよい。周方向に角度を変えて複数配置される第１噴射ノズル６は、同じ高さに配置してもよく、或いは高さを変えて配置してもよい。

逆洗水供給手段７は、バラスト水処理運転中のフィルタ５２で濾過処理された濾過処理水Ｗ２を加圧して、第１逆洗水Ｗ２として第１噴射ノズル６に供給する。また、逆洗水供給手段７は、清浄水タンク６５に貯留される清浄水Ｗ５を加圧して、第２逆洗水Ｗ５として第２噴射ノズル４０に供給する。逆洗水供給手段７は、ポンプＰ２１、バルブＶ２１、バルブＶ２２、バルブＶ２３、バルブＶ２４等から構成される。

以上の吸引ノズル４、排水排出手段５、第１噴射ノズル６及び逆洗水供給手段７によれば、吸引ノズル４からは、剥離されたフィルタ５２の一次側に堆積した異物が吸引され、吸引された異物は集合管２８の内部を流通し、排出管２９及びラインＬ３２を介して外部へ排出される。また、第１噴射ノズル６は、フィルタ５２の外周面（二次側）に逆洗水供給手段７から供給された第１逆洗水Ｗ２を噴射して、フィルタ５２の一次側に堆積した異物を強力に剥離させる。
吸引ノズル４からの異物の吸引は、吸引ノズル４の内部の圧力が吸引ノズル４の外部（フィルタ５２の二次側）の圧力よりも低くなることにより行われる。即ち、排水排出手段５のバルブＶ３２及びバルブＶ３３が開かれるにより、バルブＶ３２の二次側が大気圧に開放され、集合管２８の内部の圧力は、フィルタ５２の二次側の圧力よりも低くなる。これにより、フィルタ５２の二次側にある濾過処理水Ｗ２の一部及び第１噴射ノズル６から噴射した第１逆洗水Ｗ２は、排水Ｗ１１となって集合管２８の内部を流通し、排出管２９及びラインＬ３２を介して外部へ排出される。

差圧検出部８は、フィルタ５２の一次側と二次側との差圧を検出する。差圧検出部８は、フィルタ５２の内部に配置される一次側圧力センサ３７と、処理水流出空間２７に配置される二次側圧力センサ３８と、を備える。差圧検出部８は、一次側圧力センサ３７によりフィルタ５２の一次側の圧力を検知し、二次側圧力センサ３８によりフィルタ５２の二次側の圧力を検知して、フィルタ５２の一次側と二次側との差圧を検出する。フィルタ５２の一次側と二次側との差圧に基づいて、フィルタ５２の汚れ具合を判断できる。差圧が大きい場合は、フィルタ５２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５２が初期状態に近い状態（異物の堆積量が少ない状態）であることを示している。

第２噴射ノズル４０は、ケーシング５１の側部に設けられており、ケーシング５１の内部に向けて開口している。第２噴射ノズル４０は、フィルタ５２の軸方向全域に第２逆洗水を噴射できることが好ましい。第２噴射ノズル４０の構成は特に限定されるものではない。例えば、複数の第２噴射ノズル４０を、フィルタ５２の軸方向に直線状に並ぶように配置してもよく、また、周方向に角度を変えて配置してもよい。周方向に角度を変えて複数配置される第２噴射ノズル４０は、同じ高さに配置してもよく、或いは高さを変えて配置してもよい。
第２噴射ノズル４０に供給される第２逆洗水としては、本実施形態においては、清浄水タンク６５に貯留される清浄水Ｗ５が用いられる。

第２噴射ノズル４０は、バラスト水処理運転の終了後、ケーシング５１の内部の水が排出された状態（フィルタ５２の内部に実質的にバラスト水Ｗ１が存在しない状態）で、フィルタ５２の外周面（二次側）に第２逆洗水Ｗ５を噴射して、フィルタ５２の内周面（一次側）に堆積した異物を剥離する。即ち、第２噴射ノズル４０からは、フィルタ５２の内部に実質的にバラスト水Ｗ１が存在しない状態で、第２逆洗水Ｗ５が、回転しているフィルタ５２の外周面に噴射される。

制御部９はバラスト水処理装置１の動作を制御する。本実施形態では、バラスト水処理装置１では、（１）被処理水Ｗ１の濾過処理、（２）第１噴射ノズル６によるフィルタ５２の逆洗処理（水中噴射逆洗）、（３）第２噴射ノズル４０によるフィルタ５２の逆洗処理（空間洗浄）及び（４）バラストタンク６２から外部への貯留処理水Ｗ３の排水処理が行われる。

ここで、第１実施形態では、制御部９は、「（１）被処理水Ｗ１の濾過処理」を行っている状態において、流量計３２で検出される排水流量（検出排水流量Ｑ）に基づいて、排水流量調整部（バルブＶ３３）の開度を制御することで、フィルタ５２の詰まりを効果的に解消している。以下、（１）〜（４）の各処理につき、具体的に説明する。

（１）被処理水Ｗ１の濾過処理
被処理水Ｗ１の濾過処理を行う場合、制御部９は、バルブＶ１、バルブＶ１１、バルブＶ１２を開き、バルブＶ２、バルブＶ１３、バルブＶ２１、バルブＶ３１等を閉じる。また、バルブＶ３２を開くと共にバルブＶ３３を所定の開度で開く。この状態で、ポンプＰ１を駆動させる。これにより、ラインＬ１の一端部から流入した被処理水Ｗ１は、ラインＬ１を流通する。導入口２０から導入された被処理水Ｗ１は、フィルタ５２で濾過処理され、濾過処理水Ｗ２として流出口２６から排出される。濾過処理水Ｗ２は、ラインＬ１１を流通し、紫外線リアクタ６１により紫外線処理され、バラストタンク６２に貯留処理水Ｗ３として貯留される。また、バルブＶ３３が所定の開度で開かれることにより、吸引ノズル４により吸引が行われる。即ち、フィルタ５２の一次側から二次側（処理水流出空間２７側）に濾過されたバラスト水Ｗ１（濾過処理水Ｗ２）の一部は、吸引ノズル４により吸引され、再度、フィルタ５２の二次側から一次側に通過する。そして、吸引されたバラスト水Ｗ１は、排水Ｗ１１となって吸引ノズル４及び集合管２８の内部を流通し、排出管２９及びラインＬ３２を介して外部へ排出される。これにより、フィルタ５２が逆洗浄され、フィルタ５２の一次側に付着した異物が除去される。

第１実施形態では、制御部９は、流量計３２で検出される排水流量（検出排水流量Ｑ）に基づいて、バルブＶ３３を制御する。詳細には、制御部９は、検出排水流量Ｑが第１基準流量Ｑｔ１を下回らない（以上）（Ｑ≧Ｑｔ１）場合に、バルブＶ３３を、排水Ｗ１１の流量が通常流量Ｑ０となる開度で開くよう制御する。この場合、例えば、制御部９は、ポンプＰ１を所定の出力で駆動させた状態においてバルブＶ３３の開度を変化させた場合に流通する排水Ｗ１１の流量を、水質（濁度等）毎に記憶し、排水Ｗ１１の流量が通常流量となる開度でバルブＶ３の開いてもよい。また、制御部９は、流量計３２により検出される排水Ｗ１１の流量が予め設定された通常流量Ｑ０となるように、バルブＶ３３の開度を制御してもよい。更に、制御部９は、フィルタ５２の一次側と二次側との差圧と、当該差圧においてバルブＶ３３の開度を変化させた場合に流通する排水Ｗ１１の流量の変化と、の関係を記憶し、制御部９は、差圧検出部８により検出された差圧と当該関係とに基いてバルブＶ３２の開度を決定してもよい。
尚、通常流量Ｑ０の値は、目的とするブロー率〔排水Ｗ１１の量／（濾過処理水Ｗ２の量＋排水Ｗ１１の量）〕に応じて適宜設定できる。

被処理水Ｗ１１の濾過を続けていくと、通常流量Ｑ０の排水Ｗ１１により逆洗浄を行っていても徐々にフィルタ５２に詰まりが生じていく。そして、流量計３２で検出される排水流量（検出排水流量Ｑ）が徐々に小さくなっていく。そこで、制御部９は、流量計３２で検出される検出排水流量Ｑが第１基準流量Ｑｔ１を下回る場合に、排水Ｗ１１の流量を通常流量Ｑ０から第１流量Ｑ１に増加させるようにバルブＶ３３を制御する。これにより、吸引ノズル４により吸引されるバラスト水Ｗ１の量が急激に増加することで、フィルタ５２の詰まりが効果的に解消される。ここで、逆洗浄の効果を高める観点から、第１流量Ｑ１は、通常流量Ｑ０に比して十分大きな流量（例えば、通常流量Ｑ０の１２０％以上）に設定することが好ましい。第１基準流量Ｑｔ１は、通常流量Ｑ０よりも小さい値に設定される。

また、制御部９は、検出排水流量Ｑが第１流量Ｑ１を上回った状態が所定時間Ｔｔ１、継続した場合に、排水流量を通常流量Ｑ０に減少させるようにバルブＶ３３を制御する。これにより、排水Ｗ１１の流量を増加させた後にフィルタ５２の詰まりが解消された場合には、速やかに排水Ｗ１１の流量を通常流量Ｑ０に戻せるので、逆洗浄に用いる水量の増加を抑制できる。

（２）第１噴射ノズル６によるフィルタ５２の逆洗処理（水中噴射逆洗）
以上の制御部９の制御により、フィルタ５２の詰まりは効果的に解消されるが、被処理水Ｗ１の水質等によっては、バルブＶ３３の開度制御のみによっては、フィルタの詰まりを解消できない（検出排水流量Ｑの低下を抑制できない）場合が生じうる。
そこで、制御部９は、排水流量を第１流量Ｑ１に増加させるようにバルブＶ３３を制御している状態において、所定時間Ｔｔ１経過しても検出排水流量Ｑが第２基準流量Ｑｔ２（＜第１流量Ｑ１）を上回らない場合に、第１逆洗水Ｗ２を噴射するように第１噴射ノズル６を制御する。この場合、制御部９は、バルブＶ１、バルブＶ１１、バルブＶ１２、バルブＶ２１、バルブＶ２２、バルブＶ３２及びバルブＶ３３を開き、他のバルブを閉じて、濾過処理水Ｗ２の一部が、ラインＬ２１を介して、第１噴射ノズル６に向けて流通する状態とする。そして、ケーシング５１及びフィルタ５２の内部にバラスト水（Ｗ２，Ｗ１）が存在した状態で、ポンプＰ２１を稼動させると共に、吸引ノズル４により吸引が行われる。これにより、第１噴射ノズル６からの第１逆洗水Ｗ２は、フィルタ５２に向けて噴射され、強力な逆洗が行われる。その後、第１逆洗水Ｗ２は、排水Ｗ１１となって、吸引ノズル４及び集合管２８の内部を流通し、排出管２９及びラインＬ３２を介して外部へ排出される。

（３）第２噴射ノズル４０によるフィルタ５２の逆洗処理（空間洗浄）
被処理水Ｗ１の濾過処理終了後、ラインＬ２のバルブＶ２及びラインＬ３１のバルブＶ３１を開き、他のバルブを閉じて、フィルタ５２内の水を排出する。そして、ケーシング５１及びフィルタ５２の内部に実質的にバラスト水（Ｗ２，Ｗ１）が存在しない状態で、バルブＶ３２及びバルブＶ３３を開き、更にバルブＶ２４及びバルブＶ２３を開き、他のバルブを閉じ、ポンプＰ２１を稼動させる。これにより、清浄水タンク６５に貯留される清浄水Ｗ５は、ラインＬ２４、ラインＬ２１の一部、及びラインＬ２３を流通し、第２逆洗水Ｗ５として、第２噴射ノズル４０からフィルタ５２に向けて噴射され、更に強力な逆洗が行われる。その後、第２逆洗水Ｗ５は、ラインＬ２を介して外部へ排出される。

（４）バラストタンク６２から外部への貯留処理水Ｗ３の排水処理
バルブＶ１２及びバルブＶ１３を開き、他のバルブを閉じる。この状態でラインＬ１２に設けられたポンプＰ１１を稼動させる。これにより、バラストタンク６２に貯留される貯留処理水Ｗ３は、紫外線リアクタ６１により紫外線処理され、ラインＬ１１の一部及びラインＬ１２を介して外部に排出される。

次に、本実施形態のバラスト水処理装置１の制御部９による制御の一例につき、図２を参照しながら説明する。図２は、第１実施形態のバラスト水処理装置の逆洗浄に係る制御の一例を示すフローチャートである。

被処理水Ｗ１の濾過処理の開始当初においては、バルブＶ３３の開度は、通常流量Ｑ０の排水Ｗ１１が流通する通常開度（例えば、開度＝５０％）に設定されている。この場合、ステップＳ１０１において、制御部９は、流量計３２により検出される検出排水流量Ｑを取得する。

次いで、ステップＳ１０２において、制御部９は、ステップＳ１０１で取得した検出排水流量Ｑが第１基準流量Ｑｔ１を下回るか否かを判定する。制御部９は、検出排水流量Ｑが第１基準流量Ｑｔ１を下回らない（以上）（Ｑ≧Ｑｔ１）と判定した場合には（ステップＳ１０２：ＮＯ）、処理をステップＳ１０１へ戻す。これにより、バルブＶ３３の開度は、通常開度（例えば、開度＝５０％）に維持される。一方、制御部９は、検出排水流量Ｑが第１基準流量Ｑｔ１を下回る（Ｑ＜Ｑｔ１）と判定した場合には（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１０３へ移行させる。

ステップＳ１０３において、制御部９は、開度を大きくするようにバルブＶ３３を制御する。例えば、バルブＶ３３の開度は、通常開度から第１開度（例えば、開度＝１００％）へ大きくなる。これにより、バルブＶ３３の下流側の排水Ｗ１１の流量は、通常流量Ｑ０から第１流量Ｑ１へ大きくなる。

バルブＶ３３の開度が大きくされた後、ステップＳ１０４において、制御部９は、制御部９に設けられる計時機能により、（継続）時間Ｔの計時を開始する。その後、制御部９は、処理をステップＳ１０５へ移行させる。

ステップＳ１０５において、制御部９は、流量計３２により検出される検出排水流量Ｑを取得する。その後、制御部９は、処理をステップＳ１０６へ移行させる。

次いで、ステップＳ１０６において、制御部９は、ステップＳ１０４で取得した検出排水流量Ｑが第２基準流量Ｑｔ２を下回るか否かを判定する。制御部９は、検出排水流量Ｑが第２基準流量Ｑｔ２を下回らない（Ｑ≧Ｑｔ２）と判定した場合には（ステップＳ１０６：ＮＯ）、処理をステップＳ１０７へ移行させる。一方、制御部９は、検出排水流量Ｑが第２基準流量Ｑｔ２を下回る（Ｑ＜Ｑｔ２）と判定した場合には（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１１０へ移行させる。

ステップＳ１０７において、制御部９は、（継続）時間Ｔが所定時間Ｔｔ１を上回るか（経過したか）否かを判定する。制御部９は、（継続）時間Ｔが所定時間Ｔｔ１を上回る（Ｔ＞Ｔｔ１）と判定した場合には（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１０９へ移行させる。一方、（継続）時間Ｔが所定時間Ｔｔ１を上回らない（以下）（Ｔ≦Ｔｔ１）と判定した場合には（ステップＳ１０８：ＮＯ）、処理をステップＳ１０５へ戻す。

ステップＳ１０８において、制御部９は、開度を戻すようにバルブＶ３３を制御する。例えば、バルブＶ３３の開度は、第１開度から通常開度へ小さくなる。これにより、バルブＶ３３の下流側の排水Ｗ１１の流量は、第１流量Ｑ１から通常流量Ｑ０へ小さくなる。これにより、バルブＶ３３の開度及び排水Ｗ１１の流量は、元に戻る。そして、制御部９は、処理を終了させる。

一方、ステップＳ１０５において、制御部９により、検出排水流量Ｑが第２基準流量Ｑｔ２を下回る（Ｑ＜Ｑｔ２）と判定された場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、ステップＳ１０９において、制御部９は、（継続）時間Ｔが所定時間Ｔｔ１を上回るか否かを判定する。制御部９は、（継続）時間Ｔが所定時間Ｔｔ１を上回る（Ｔ＞Ｔｔ１）と判定した場合には（ステップＳ１１１：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１１０へ移行させる。一方、（継続）時間Ｔが所定時間Ｔｔ１を上回らない（以下）（Ｔ≦Ｔｔ１）と判定した場合には（ステップＳ１１０：ＮＯ）、処理をステップＳ１０５へ戻す。

ステップＳ１１０において、制御部９は、水中噴射逆洗を実行するように各部を制御する。また、ステップＳ１１０の後、制御部９は、処理をステップＳ１０８に移行させる。その後、ステップＳ１０８において、制御部９は、開度を戻すようにバルブＶ３３を制御した後、処理を終了させる。

第１実施形態のバラスト水処理装置１によれば、例えば、次のような効果を奏する。
第１実施形態のバラスト水処理装置１は、フィルタ５２の一次側に設けられ、フィルタ５２の逆洗浄を行うためにフィルタ５２の二次側から一次側に向けてバラスト水Ｗ１を吸引する吸引ノズル４（吸引部）と、吸引ノズル４により吸引されたバラスト水Ｗ１１が流通する（排水）ラインＬ３２と、（排水）ラインＬ３２を流通するバラスト水Ｗ１１の流量である排水流量を検出する流量計３２と、（排水）ラインＬ３２を流通するバラスト水Ｗ１１の流量である排水流量を調整するバルブＶ３３（排水流量調整部）と、流量計３２で検出される検出排水流量Ｑに基づいて、バルブＶ３３を制御する制御部９と、を備える。

第１実施形態のバラスト水処理装置１によれば、例えば、所定の運転状態において、検出排水流量（つまり吸引ノズル４により吸引されるバラスト水の流量）が減少した場合にフィルタ５２の詰まりが生じているとみなして、排水流量が増加するようにバルブＶ３３を制御することで、吸引ノズル４から吸引するバラスト水の量を増加させてフィルタ５２の詰まりを解消させられる。よって、フィルタ５２の一次側と二次側との間の差圧等を監視することなく、フィルタ５２の詰まりを解消できるバラスト水処理装置１を実現できる。

また、第１実施形態のバラスト水処理装置１によれば、第１流量Ｑ１として第１基準流量Ｑｔ１よりも十分大きな流量を設定することで、バラスト水の濾過によりフィルタ５２の目詰まりが大きくなった場合に、吸引ノズル４（吸引部）により吸引されるバラスト水の量を急激に増加させられる。よって、排水流量を急激に変化させることでフィルタ５２の目詰まりを効果的に解消させられる。

また、第１実施形態のバラスト水処理装置１においては、制御部９は、排水流量が増加するようにバルブＶ３３を制御してから所定時間Ｔｔ１が経過した場合に、排水流量を通常流量Ｑ０に減少させるようにバルブＶ３３を制御する。これにより、排水流量を増加させた後にフィルタ５２の目詰まりが解消された場合には、速やかに排水流量を通常流量Ｑ０に戻せる。よって、逆洗浄に用いる水量の増加を抑制しつつ、フィルタ５２の目詰まりを好適に解消させられる。

また、第１実施形態のバラスト水処理装置１は、フィルタ５２の一次側にバラスト水Ｗ１が存在する状態でフィルタ５２の二次側に向かって（第１）逆洗水Ｗ２を噴射する（第１）噴射ノズル６を更に備え、制御部９は、排水流量を第１流量Ｑ１に増加させるようにバルブＶ３３を制御している状態において、所定時間Ｔｔ１経過しても検出排水流量Ｑが第１流量Ｑ１より小さい第２基準流量Ｑｔ２を上回らない場合に、（第１）逆洗水Ｗ２を噴射するように（第１）噴射ノズル６を制御する。これにより、排水流量を増加させてもフィルタ５２の目詰まりが解消されない場合に、（第１）噴射ノズル６によりフィルタ５２の目詰まりを解消させられる。

＜第２実施形態＞
本発明のバラスト水処理装置の第２実施形態について、図面を参照しながら説明する。図３は、本発明の第２実施形態のバラスト水処理装置を示すフロー図である。第２実施形態では、主に第１実施形態との相違点について説明する。そのため、第１実施形態と同一（又は同等）の構成については、詳細な説明を省略する。また、第２実施形態において特に説明しない点については、第１実施形態の説明が適宜に適用される。

第１実施形態のバラスト水処理装置１は、水中噴射逆洗に関する構成（第１噴射ノズル６等）を備えている。一方、第２実施形態のバラスト水処理装置１Ａは、第１実施形態のバラスト水処理装置１と比べて、水中噴射逆洗に関する構成（第１噴射ノズル６等）を備えていない。具体的には、第２実施形態のバラスト水処理装置１Ａは、第１実施形態のバラスト水処理装置１におけるラインＬ２１及びラインＬ２３、並びにこれらのラインに設けられている機器を備えていない。そして、清浄水タンク６５からの清浄水Ｗ５が流通するライン２４は、直接、第２噴射ノズル４０に接続されている。ライン２４におけるバルブＶ２４と第２噴射ノズル４０との間には、ポンプＰ２１が設けられている。

第２実施形態のバラスト水処理装置１Ａは、水中噴射逆洗に関する構成を備えていないため、水中噴射逆洗を実行できない。一方、第２実施形態のバラスト水処理装置１Ａは、第１実施形態のバラスト水処理装置１と同様に、被処理水Ｗ１の濾過処理時における逆洗浄制御に関する構成を備えており、そのため、被処理水Ｗ１の濾過処理と共に行う逆洗浄の実行が可能である。また、第２実施形態のバラスト水処理装置１Ａは、第１実施形態のバラスト水処理装置１と同様に、空間洗浄に関する構成を備えており、そのため、空間洗浄の実行が可能である。

尚、被処理水Ｗ１の濾過処理と共に行う逆洗浄には、水中噴射逆洗に比して以下の利点がある。水中噴射逆洗の場合、ラインＬ２１の内部を第１逆洗水Ｗ２が流通する間に、フィルタ５２を通過した微細な異物が凝集してスラッジ（汚泥等）となり、このスラッジを含む第１逆洗水Ｗ２がフィルタ５２の外面に噴射される場合がある。このような場合、スラッジがフィルタ５２の外面に付着して逆洗性能を低下させるおそれがある。一方、被処理水Ｗ１の濾過処理と共に行う逆洗浄では、フィルタ５２を通過した第１逆洗水Ｗ２は、滞留することなく速やかに再度フィルタ５２を二次側から一次側に通過して逆洗を行うため、スラッジの生成による悪影響が生じにくい。

第２実施形態のバラスト水処理装置１Ａによれば、第１実施形態のバラスト水処理装置１と同様の効果が奏される。第２実施形態のバラスト水処理装置１Ａは、第１実施形態のバラスト水処理装置１におけるプレフィルタ３１を備えていないため、プレフィルタ３１のメンテナンスを行う必要がない。

＜第３実施形態＞
本発明のバラスト水処理装置の第３実施形態について説明する。
第３実施形態のバラスト水処理装置は、制御部９による排水流量の制御手法において、第１実施形態及び第２実施形態と異なる。

第３実施形態では、制御部９は、検出排水流量Ｑが操作者によって入力された設定流量となるように、バルブＶ３３を制御する。設定流量は、バラスト水処理装置が使用される海域の水質に応じて決定される。即ち、水質のよくない海域では、フィルタ５２に異物が堆積しやすくなる（詰まりやすくなる）。そこで、操作者は、例えば、バラスト水処理装置が使用される海域の水質を目視にて判定し、水質に応じた設定流量を決定する（水質がよい場合には設定流量を小さくし、水質がよくない場合には設定流量を大きくする）。そして、操作者により決定された設定流量が制御部９に入力されると、制御部９は、検出排水流量Ｑが設定流量となるように、バルブＶ３３を制御する。

これにより、バラスト水処理装置が使用される海域の水質に応じて、フィルタ５２に異物が堆積しにくい好適な流量で逆洗浄を行わせられる。よって、水質がよい場合には、設定流量を小さくすることで、ラインＬ３２を介して外部へ排出されるバラスト水Ｗ１（排水Ｗ１１）の量を抑制しつつ（つまり、ブロー率を低くしつつ）フィルタ５２に詰まりを生じにくくできる。また、水質がよくない場合には、設定流量を大きくすることで、逆洗浄効果を高めてフィルタ５２の詰まりを防げる。

尚、設定流量は、予め制御部９に複数の設定値を記憶させておき、海域の水質に応じて操作者が選択してもよい。また、例えば、濁度計等を用いて水質を判定し、この判定された水質に応じて設定流量を決定してもよい。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかし、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。

前記実施形態においては、被処理水Ｗ１の濾過処理における逆洗浄制御において、制御部９は、検出排水流量Ｑが第１基準流量Ｑｔ１を下回る場合に、排水Ｗ１１の流量を通常流量Ｑ０から第１流量Ｑ１に増加させたが、これに限らない。即ち、制御部９は、検出排水流量Ｑが第１基準流量Ｑｔ１よりも低い第３基準流量を下回った場合に、排水Ｗ１１の流量を第１流量Ｑ１から第２流量Ｑ２に更に増加させてもよい。即ち、排水Ｗ１１の流量を３段階以上で増加させてもよい。

前記実施形態においては、バラスト水処理装置１，１Ａを、差圧検出部８を含んで構成したが、これに限らない。即ち、上述したように、バラスト水処理装置を、差圧検出部８を含まずに構成しても、好適にフィルタ５２の目詰まりを効果的に解消させられる。

前記実施形態では、制御部９は、排水流量を第１流量Ｑ１に増加させるようにバルブＶ３３を制御している状態において、所定時間Ｔｔ１経過しても検出排水流量Ｑが第２基準流量Ｑｔ２を上回らない場合に、水中噴射逆洗を行ったが、これに限らない。即ち、水中噴射逆線は、差圧検出部８により検出された差圧が予め設定された設定値を超えた場合に行ってもよい。

前記実施形態においては、バラストタンク６２に貯留されるバラスト水は、フィルタ５２による濾過処理及び紫外線リアクタ６１による紫外線処理が行われたバラスト水であるが、これに制限されない。バラストタンク６２に貯留されるバラスト水は、濾過処理及び／又は紫外線処理が行われていないバラスト水であってもよい。

前記実施形態においては、フィルタ５２は、内部に流入したバラスト水Ｗ１を濾過して外部へ流出させる筒状のフィルタであるが、これに制限されない。フィルタは、外部から流入するバラスト水を濾過して内部から流出させる筒状のフィルタであってもよく、また、筒状ではないフィルタであってもよい。

前記実施形態では、吸引ノズル４の内部の圧力を吸引ノズル４の外部（フィルタ５２の二次側）の圧力よりも低くすることで、吸引ノズル４からの異物の吸引を行ったが、これに限らない。即ち、排水ラインに吸引ポンプを配置して吸引ノズルからの異物の吸引を行ってもよい。

１，１Ａ バラスト水処理装置
４ 吸引ノズル（ノズル部）
６ 第１噴射ノズル（噴射ノズル）
９ 制御部
３２ 流量計（排水流量検出部）
５２ フィルタ
Ｌ３２ 排水ライン
Ｐ１ ポンプ
Ｖ３３ バルブ（排水流量調整部）
Ｗ１ バラスト水
Ｗ２ 第１逆洗水（逆洗水）
Ｗ１１ バラスト水、排水
Ｑ 検出排水流量
Ｑ０ 通常流量
Ｑ１ 第１流量
Ｑｔ１ 第１基準流量
Ｑｔ２ 第２基準流量
Ｔｔ１ 所定時間

Claims (5)

1. バラスト水を濾過するフィルタと、
   一端が前記フィルタの一次側に通じ、他端が船外に通じるように設けられ、前記フィルタの逆洗浄として、前記フィルタの二次側から一次側に向けてバラスト水を流通させる排水ラインと、
   前記排水ラインを流通するバラスト水の流量である排水流量を検出する排水流量検出部と、
   排水流量を調整する排水流量調整部と、
   前記排水流量検出部で検出される排水流量である検出排水流量に基づいて、前記排水流量調整部を制御する制御部と、を備える、
   バラスト水処理装置。
2. 前記制御部は、検出排水流量が第１基準流量を下回る場合に、排水流量を通常流量から第１流量に増加させるように前記排水流量調整部を制御する、
   請求項１に記載のバラスト水処理装置。
3. 前記制御部は、排水流量を通常流量から第１流量に増加させる制御を開始してから所定時間が経過した場合に、排水流量を通常流量に減少させるように前記排水流量調整部を制御する、
   請求項２に記載のバラスト水処理装置。
4. 前記フィルタの一次側にバラスト水が存在する状態で前記フィルタの二次側に向かって逆洗水を噴射する逆洗水噴射ノズルを更に備え、
   前記制御部は、排水流量を第１流量に増加させるように前記排水流量調整部を制御している状態において、所定時間経過しても検出排水流量が第１流量より小さい第２基準流量を上回らない場合に、逆洗水を噴射するように前記逆洗水噴射ノズルを制御する、
   請求項１〜３のいずれかに記載のバラスト水処理装置。
5. 前記制御部は、前記検出排水流量が操作者により入力された設定流量となるように、前記排水流量調整部を制御する、
   請求項１に記載のバラスト水処理装置。

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