JPS6368485A - 下水処分方法とその実施に用いるタンカ− - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、下水処分方法とその実施に用いるタンカー
に関する。

〔背景技術〕

現在のところ、処理された下水、たと夫ば、消化汚泥は
、通常、はしけからあるいは海岸から配管ラインを通し
てポンプにより、直接、海岸近くの浅い海中に単純に投
棄して処理されるのが普通である。

ところが、これにより、海岸近くの環境において、重金
属化合物のような毒性物質の許容できない蓄積が生じて
いる。

〔発明の目的〕

この発明は、以上のことに鑑みて、海岸近くの環境にお
いて、下水に由来する重金属化合物などのような毒性物
質の蓄積を生じさせないような下水処分方法とその実施
に用いるタンカーを提供することを目的とする。

〔発明の開示〕

上記の目的を達成するために、第１の発明は、下水を海
中に投棄する下水処分方法において、下水を外洋航行タ
ンカーに積み込んで深い海の現場へ運搬し、前記下水を
、前記現場における海底上に直接堆積されるように、前
記タンカーから配備されかつ下方に伸びている配管を通
して放出することを特徴とする下水処分方法を要旨とし
、第２の発明は、下水を積み込む船倉、同船倉から少な
くとも深い海の現場の海底近くまで伸びうる配管を備え
、深い海の現場において海底上に直接下水を堆積するた
めに下水を通す配管を配備する配管取扱用および配管配
備用の設備が設けられている外洋航行タンカーを要旨と
する。

以下に、これらの発明の詳細な説明する。

この発明によれば、消化汚泥のような処理された下水は
、大型の外洋航行タンカー〔たとえば、油／鉱石ばら積
（ＯＢ　Ｏ）船、もしくは、大型、非常に大型または超
大型原油運搬船〕のタンク（船倉）中に積み込まれ、深
い海の現場に運搬され、そしてタンカーから下方に伸ば
された配管を通して投棄され、その現場の海底上に直接
堆積される。

前記配管は、可撓ホース（たとえば、連続または分割さ
れた形状のプラスチック製チューブ）、一連の鋼管、あ
るいは、これら両者の組合わせでもよい。この組合わせ
配管の場合、ホース部分が船から下がって鋼管に接続し
、残りは一連の鋼管としてもよい。この配管は、船の側
部を越えて配備されるか、または、ムーンプール（ｍｏ
ｏｎ　ｐｏｏｌ）を通して配備されてもよい。ここに、
ムーンプールとは、船の中心部などに設けられた円筒状
等の空洞からなる設備であり、船底から機材などを海中
へ送り出したり引き上げたりするのに用いられるもので
ある。

堆積用の海底の深さは、たとえば、１０００ｍないし１
５００ｍ、もしくは、それよりかなり深く、たとえば７
０００ｍであることがある。非常に深い海中では、配管
を海底まで充分伸ばす必要はないであろうが、少なくと
も次のような深さよりも深く伸ばすことが好ましい。す
なわち、魚の大部分が見出される深さ〔「たな」または
「魚ライン（ｆｉｓｈ　１ｉｎｓ）Ｊ　）よりも深（、
および、意味のある程度に温度変化（たとえば、急激な
温度低下または温度上昇）が生じる深さよりも深く伸ば
すことが好ましい。約４０００ｍ以上の深さにおいては
、下水汚泥を海底近くに放出するのが好ましい。海底上
の放出点の高さは、放出深さにおける下水汚泥と海水の
相対密度、放出流量、および海水の浮力度数の関数であ
る。深海中における最適放出高さは、深海底処分域３５
０ｍであると現在のところみなされている。しかし、下
水を放出する深さは、これに限定されない。

処分のため、現在受は入れられている処理された下水は
、１０〜５重量％以下の乾燥固形分を有する水性消化汚
泥が普通である。この水性消化汚泥は、たとえば、処分
用タンカーへの積み込み前または積み込み後に、遠心分
離機または同様な装置による部分脱水により濃縮されて
もよい。また、このように部分脱水されたスラリーは、
ポンプ操作を容易にする上で必要であるならば、海底へ
の堆積前にタンカーの船上（または船内）で再希釈され
てもよい。処分用タンカーの船上（または船内）にある
処理された下水は、もし望まれるならば、海底処分前に
船上（または船内）で更に処理されてもよい。たとえば
、堆積される物質の分解（ｂｒｅａｋｄｏｗｎ　）と解
体（ｄｅｇｒａｄａｔｉｏ’ｎ　）を助けるために種々
の微生物を下水中に加えてもよい。

この発明により処分される下水は、処理済みのものおよ
び未処理のもののいずれにも限定されない、海の自浄作
用などを考慮すると、処理された下水の方がよい。処分
用タンカーには、処分の前後に下水および海水サンプル
をも分析するための船上試験室を設けてもよい。

この発明は、上述のような処分方法を提供するのみなら
ず、処分用タンカーをも提供する。このタンカーは、深
い海に航行できる外洋航行タンカーであり、それ自体、
ホースリールおよび／または配管組立プラントおよび／
またはその他の配管取扱用および処分用配管配備用設備
が設置されている。配管取扱用および配管配備用設備は
、タンカーから深海底処分域までの配管を取り扱い、配
備するためのものである。ホースリールは、たとえば、
可撓配管が巻かれ、配管を海中へ送り出したり引き上げ
たりする。配管組立プラントとしては、たとえば、１ま
たは２以上の長さのセクションに分割された配管を互い
に結合して一連の配管を形成するための配管デリックが
挙げられるが、これに限定されない。配管取扱用設備の
さらに別の例を挙げると、たとえば、スタッカーアーム
、ローラー、配管ガイド４分内部などが挙げられるが、
これらに限定されない。

配管を船の側部を越えて配備するときは、タンカーを風
と波に対して真横にさせてウェザ−シールド（ｗｅａｔ
ｈｅｒｓｈｉｅｌｄ　）ができるようにタンカー船体を
使用してもよい。配管組立プラント、たとえば、配管取
扱デリックは、タンカーの船倉スペース内に収容するか
、あるいは、甲板上に設置されて適切な上部構造物また
はハウジングにより悪天候から保護されてもよい。

以下に、この発明を、その実施例をあられす図面を参照
しながら詳細に説明するが、この発明は、下記実施例に
限定されない。

なお、下記の図面中において、別途述べられていない限
り、同一の数字は同一の部分を指すのに使用される。

第１図は、第２の発明の第１実施例であり、ホースリー
ル装置を有する処分用タンカーの概略図である。第１図
にみるように、処分用タンカーｌは、下水運搬用の複数
の船倉（ｈｏｌｄ）　　２を有する。この船倉は複数で
なくてもよく、数に限定はない。タンカー内の合計貯蔵
スペースは、たとえば、５００，０００ｒｒｌであり、
そのうち約８０％は下水の貯蔵に利用してもよい。この
タンカーは、一般的な従来型のものであり、甲板の下に
船倉２を有し、甲板上に船橋３と居住ユニット４を有す
る。微生物学的および生物化学的試験を行うための実験
設備５も設けられている。

下水処分用に使用される配管は、ホースリール７に巻か
れた約７０００ｍ長さの連続押出成形されたプラスチッ
クホース６から構成される。ホースの内径は、たとえば
、０゜５ｍである。図示されているリール７は、水平の
回転軸を有する。同様に、リール７は垂直軸の周りを回
転できるように平らに据え付けることもでき、その他の
軸の周りを回転できるように据え付けることもできる。

７０００ｍのホースを保持するリールの概略寸法は、直
径が２５ｍで幅が７ｍである。連続押出成形プラスチッ
クホースの１つの利点は、タンカーが港に停泊している
間、そのホースをドック側で製造して、ホースリール上
に直接巻くことができる点である。従来のプラスチック
押出成形プラントは、毎日約１０００ｍの割合で適切な
連続プラスチックホースを形成するのに使用できる。

多くのホースリールをタンカー上に取付けることができ
る。図示された実施例において、一方のり−ル７は船倉
（ｈｏｌｄ）　Ｂ内の甲板の下に取付けられ、もう一方
のリールは甲板上に取付けられる。甲板に取付けられた
リールは、もちろん、ウェザ−シールドされることがで
きる。

ホース６は、タンカー船体内のムーンプール９を通して
配備される。ホースの海中側の端には、重りｌＯが付け
られている。この重りは、配管の端が海面１１の方向に
押上げられて流されるのを防止する。前記ホース端には
、ポンプ１２が必要に応じて設けられる。このポンプに
は、タンカー上からのケーブルにより電力が供給される
。このようにポンプを設けて働かせることにより、ホー
スの能力を新しく産み出すことができるので、ホースを
通る下水の流れを助け、それにより海底１３上への処分
流量を増加させる。このようなポンプは船上や船内に設
けられていてもよい。０．５ｍのホースは、助けを借り
ない（すなわち、重力のみによる）流量が、たとえば、
約１０００トン／ｈと見込まれることが現在のところ推
定される。

前記海中側のホース端は、海底に直接向けられてもよ（
、または、下水の方向づけられた噴流の推力を利用して
重りをイずけたホースを制御できるように操縦可能であ
ってもよい。たとえば、回転自在のエルボ１４を設ける
ことにより、操縦可能とすることができるが、これに限
られない。

水中のプラスチックホースは、−ｇに中立または僅かに
正の浮力を有する。配備されたボース、重り、ポンプな
どの組合わされた重さは、ウィンチ１６により制御され
る１本以上のケーブルにより支持される。

タンカーには、処分のためホースに下水を送液する適当
な配管膜＠（図示されていない）が設けられる。

第２図は、第２の発明の第２実施例であり、配管組立プ
ラントを有する処分用タンカーの概略図である。第２図
の実施例においては、下水処分用に使用される配管は、
複数のセクション１７がら構成される。これらは、鋼管
のセクションが一般に用いられるが、他の剛性材料、た
とえば、重量を軽減するためのガラス繊維なども使用で
きる。

配管セクション１７は、一連の配管中に迅速に組込める
ように甲板上に積み込まれるのが好ましい配管セクショ
ンは、ウェザ−シールドされた配管用甲板１９上で、配
管デリック１８を使用して互いに結合されて一連の配管
を形成する。この一連の配管は、タンカー船体中のムー
ンプール９を通して海中に配備される。

海中の管端には重り１０が取付けられ、配管の重量は、
ウィンチ１６で制御されるケーブル１５により支持され
る。長さが数千ｍもある鋼管は、かなりの重量がある。

したがって、一連の配管とケーブルにかかる荷重を軽減
するために、浮力カラー２０を使用してもよい。第１図
の前述の実施例で示すように、海中ポンプおよび／また
は操縦可能な配管開口部を必要に応じて設けてもよい。

いずれの場合も、下水が海底上または海底近くに堆積さ
れている間、タンカーは若干前進することになる。約１
／２ノツトが適切であるとみなされる。タンカーは漂流
してもよいし、あるいは、エンジンで推進されてもよい
（たとえば、後進方向に１／２ノツトの速度で）。

目下のところ、好ましい実施例が第３図に示される。第
３図は、第２の発明の第３実施例であり、分割された形
状のプラスチックチューブを取り扱う装置を有する処分
用タンカーの概略図である。この実施例は、配管取扱用
装置であるスタンカーアーム３４、ローラー３６および
配管ガイド４分内部３８、ならびに、タンカーから深海
底処分区域までの処分配管３２の配置用の装置をそれ自
体に設置した処分用タンカーである。

第３図にみるように、この深海放出用船は、約１００．
０ＯＯ２ａ貨重量トン（ｄｗｔ）のタンカー１である。

このような船は、悪天候下での安定性、既設の下水ター
ミナル近くに接近できるように充分浅い喫水、および、
経済的効率の良さが組合わされているので好ましい。タ
ンカーにはラック３０があり、その中にプラスチック放
出配管３２のセクションが積重ねられている。配管３２
は、直径が約０．４５　ｍで、長さが１５０ｍまでの高
密度ポリエチレン類の可撓配管で適切に構成されている
。

個々の配管長さのものが、十分に連結されたスタンカー
アーム３４により配管ランクから選択的に取り出される
。個々の配管長さのものがスタックから取り出されると
、それは、たとえば、締めつけによって先行の配管長さ
のものに結合され、次に配管ガイド４分内部３８上のロ
ーラー３６を通り越し、ムーンプール９を通して配備さ
れる。

配管が４分内部を容易に通り越すようにするため、若干
のローラーを駆動してもよい、配管ガイド４分内部の代
案として、回転可能な配管ガイドホイールを使用できる
。配備される配管は、ウィンチ（図示されない）により
制御される案内ラインのケーブルまたはロープにより支
持される。この案内ラインは、配管を再積み込みするこ
とが要求されるときに、配備された配管を回収するのに
も使用される。

放出管の出口端には、約４０トンの落とし重りが取付け
られている。この重りは、海流による引きずりの影響に
打ち勝つように設計されている。

配備された配管は、もちろん、ムーンプール開口部の下
に一直線には吊り下がらないが、代わりに種々の深さに
おける流れとタンカーの移動方向に対応する曲がった形
状をとることになる。落とし重りには、深さ検出用計器
が取付けられ、自動応答機（ｔｒａｎｓｐｏｎｄｅｒ）
が、配備された配管に沿ってあらかじめ決められた間隔
で固定されている。このようになっていると、配管の海
面下の様相をタンカーの船上で測定できる。たとえ、配
管の出口端が浮かび上がったとしても、タンカーは落と
し重りの方向に移動できるので、案内ラインの張力を減
少させ、落とし重りを沈めることができる。

反対に、落とし重りが海底に近づきすぎて沈んだ場合は
、船はその場を離れてゆっくりと移動できるので、配備
された配管は海底からの正しい高さに再び保たれること
になる。

アジマス（方位測定像：　ａｚｉｍｕｔｈ）とトンネル
スラスタ−（トンネル式推力発生装置：　ｔｕｎｎｅｌ
ｔｈｒｕｓｔｅｒｓ）　４０　・４２を組合わせた動的
位置決めシステムにより、配管の配備中にタンカー船首
を風雨の方向に保ち、また深度検出器と自動応答機から
得られたデータを利用して、放出中に海底に対応する落
とし重りと配管の位置を保つことができる。ここに、ト
ンネルスラスタ−とは、たとえば、トンネル形の穴の中
に小型スクリュー等を配備して水力を発生させるもので
ある。なお、動的位置決めシステムは、上記アジマスお
よびトンネルスラスタ−に限定されない。また、アジマ
スにも推力発生装置が設けられていてもよい。

下水処分用の前記深海放出器の運転をここで説明するこ
とにする。この船は、下水ターミナルの近くに停泊でき
る。小型の送液用はしけにより、下水汚泥をターミナル
から船に移送できる。このはしけは、たとえば、１５０
０〜４０００載貨重量トン（ｄｗｔ）のものが使用され
る。大気汚染を避けるために、タンカー船倉で置換され
たガスの放散を防止するガス返送システムを採用するの
が望ましい。いったん積み込みが終わると、タンカーは
所定の深海の投棄場所に向かうことになる。投棄場所で
は、所要の数の配管長さのものが決定され、これらは配
管ラックから選択され、結合され、そして、ムーンプー
ルを通して配備される。船上のポンプは、下水汚泥を船
倉から配管を通して海底へ放出するのに使用される。ポ
ンプ放出量は、毎時１０００）ンのオーダーである。下
水が放出された後、船倉と配管は十分に洗浄され、その
洗浄排水は海底へ放出することができる。

下水処分が完了したとき、配管は回収されて配管ランク
中に再び積み重ねられる。ついで、タンカーは、下水タ
ーミナルに近い積み込み停泊地に向かって通常の航海を
続ける。積み込みターミナルへの航海およびそれからの
航海中、落とし重りとともに放出管の出口端はムーンプ
ールの滑子部４４に固定され、ムーンプールを閉め切る
ようにしてもよい。滑子部は、ムーンプール壁内に設定
されたレール上を自由に走行できる受動滑り案内装置で
ある。また、滑子部は、落としおもりの上昇と下降によ
り上下される。

説明された実施例では、タンカー船体中の１つ以上のム
ーンプールを通して配管が配備されたが、いかなる場合
も、配管はタンカーの側部を越えて配備できることを理
解すべきである。

この発明の、より具体的な実施！ＩＥ、様を列記すれば
、以下のとおりである。もっとも、この発明は、これら
の実施態様に限定されないことは言うまでもない。

■　前記特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか
に記載の下水処分方法において、タンカーが、深い海の
現場において海底上に直接下水を堆積するために下水を
通す配管を配備する配管取扱用および配管配備用の設備
７．１８，３４，３６．３８を備えている。

■　上記■記載の下水処分方法において、タンカーが、
深い海の現場において海底上に直接下水を堆積するため
に結合され、かつ配備されうる高密度プラスチック製の
可撓配管の配管長さのものを備えている。

■　上記■または■記載の下水処分方法において、タン
カーが、配管の出口端において落とし重り１０を備え、
しかも、配備された配管の重量を支持するために１台以
上のウィンチ１６で制御される１本以上の案内ラインの
ケーブルまたはロープ１５を備えている。

■　上記■ないし■のいずれかに記載の下水処分方法に
おいて、配備された配管には、その出口に少なくとも１
個の深さ検出器が取付けられており、その長さに沿って
あらかじめ決められた間隔で自動応答機が取付けられて
いる。

■　上記■記載の下水処分方法において、タンカーが、
個々の配管長さのもの３２を積み重ねたラック３０、配
管長さのものをランクから取り出して連続した長さのも
のを互いに結合するための手段３４、タンカー船体中の
ムーンプール９、および、ムーンプールを通して配備さ
れる結合された配管長さのものを案内する手段３６．３
８を備えている。

■　上記■記載の下水処分方法において、案内する手段
が配管ガイド４分内部３８およびその上のローラー３６
であり、配管が、配管ガイド４分内部３８上のローラー
３６を越え、かつタンカー船体内のムーンプール９を通
してタンカーから配備される。

■　上記■または■記載の下水処分方法において、タン
カーが、船倉を甲板の下に備え、船橋・居住ユニットを
甲板上に備え、動的位置決めシステムを備え、ムーンプ
ールに滑子部を備えている■　上記■記載の下水処分方
法において、タンカーが、船倉を甲板の下に備え、船橋
・居住ユニット・実験設備を甲板上に備え、配管取扱用
および配管配備用の設備たるホースリールを船倉中およ
び甲板上に備えており、配管たるホースがホースリール
に巻かれていてタンカー船体中のムーンプールを通して
配備されるようになっている。

■　上記■記載の下水処分方法において、ホースが海中
側の端にポンプを備えている。

［相］　上記■記載の下水処分方法において、ホースが
海中側の端に回転自在なエルボを備えている■　上記■
記載の下水処分方法において、タンカーが、船倉を甲板
の下に備え、船橋・居住ユニット・実験設備を甲板上に
備え、配管が、配管取扱用および配管配備用の設備たる
配管デリックにより、配管セクションから形成されるよ
うになっていて、浮力カラーが前記配管に少なくとも１
つ取付けられており、前記配管がタンカー船体中のムー
ンプールを通して配備されるようになっている。

■　前記特許請求の範囲第７項記載の外洋航行タンカー
において、船倉を甲板の下に備え、船橋・居住ユニット
・実験設備を甲板上に備え、配管取扱用および配管配備
用の設備たるホースリールを船倉中および甲板上に備え
ており、配管たるホースがホースリールに巻かれていて
タンカー船体中のムーンプールを通して配備されるよう
になっている。

■　上記＠記載の外洋航行タンカーにおいて、ホースが
海中側の端にポンプを備えている。

■　前記＠または０記載の外洋航行タンカーにおいて、
ホースが海中側の端に回転自在なエルボを備えている。

［相］　前記特許請求の範囲第７項記載の外洋航行タン
カーにおいて、船倉を甲板の下に備え、船橋・居住ユニ
ット・実験設備を甲板上に備え、配管が、配管取扱用お
よび配管配備用の設備たる配管デリックにより、配管セ
クションから形成されるようになっていて、浮力カラー
が前記配管に少なくとも１つ取付けられており、前記配
管がタンカー船体中のムーンプールを通して配備される
ようになっている。

［相］　前記特許請求の範囲第８項ないし第１１項のい
ずれかに記載の外洋航行タンカーにおいて、船倉を甲板
の下に備え、船橋・居住ユニットを甲板上に備え、動的
位置決めシステムを備え、ムーンプールに滑子部を備え
ている。

〔発明の効果〕

以上にみてきたように、第１の発明にかかる下水処分方
法によれば、海岸近くの環境において、重金属化合物な
どのような毒性物質の蓄積を生じさせることなく下水を
処分することができる。

また、第２の発明にかかる外洋航行タンカーを用いれば
、第１の発明にかかる方法を容易に実施することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ホースリール装置を有する処分用タンカーの
概略図、第２図は、配管組立プラントを有する処分用タ
ンカーの概略図、第３図は、分割された形状のプラスチ
ックチューブを取り扱う装置を有する処分用タンカーの
概略図である。 １・・・外洋航行タンカー　２．訃・・船倉　６．１７
゜３２・・・配管

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）下水を海中に投棄する下水処分方法において、下
   水を外洋航行タンカーに積み込んで深い海の現場へ運搬
   し、前記下水を、前記現場における海底上に直接堆積さ
   れるように、前記タンカーから配備されかつ下方に伸び
   ている配管を通して放出することを特徴とする下水処分
   方法。
2. （２）下水が、海底の近くではあるがその上方の配管か
   ら放出される特許請求の範囲第１項記載の下水処分方法
   。
3. （３）下水が、約４０００ｍの水深において、かつ、海
   底上の約３５０ｍの高さにおいて配管から放出される特
   許請求の範囲第２項記載の下水処分方法。
4. （４）下水が、１０〜５重量％以下の乾燥固形分を有す
   る水性消化下水汚泥である特許請求の範囲第１項ないし
   第３項のいずれかに記載の下水処分方法。
5. （５）配管が海底に対応して配備され、前記配管の深さ
   が、動的位置決めシステムの制御に基づくタンカーの後
   退および／または前進により、少なくとも部分的に決定
   される特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに
   記載の下水処分方法。
6. （６）下水を積み込む船倉、同船倉から少なくとも深い
   海の現場の海底近くまで伸びうる配管を備え、深い海の
   現場において海底上に直接下水を堆積するために下水を
   通す配管を配備する配管取扱用および配管配備用の設備
   が設けられている外洋航行タンカー。
7. （７）配管の出口端において落とし重りが設けられ、し
   かも、配備された配管の重量を支持するために１台以上
   のウインチで制御される１本以上の案内ラインのケーブ
   ルまたはロープが設けられている特許請求の範囲第６項
   記載の外洋航行タンカー。
8. （８）深い海の現場において海底上に直接下水を堆積す
   るために結合され、かつ配備されうる高密度プラスチッ
   ク製の可撓配管の配管長さのものが備えられている特許
   請求の範囲第６項記載の外洋航行タンカー。
9. （９）配備された配管には、その出口に少なくとも１個
   の深さ検出器が取付けられており、その長さに沿ってあ
   らかじめ決められた間隔で自動応答機が取付けられてい
   る特許請求の範囲第８項記載の外洋航行タンカー。
10. （１０）個々の配管長さのものを積み重ねたラック、配
    管長さのものをラックから取り出して連続した長さのも
    のに互いに結合するための手段、タンカー船体中のムー
    ンプール、および、ムーンプールを通して配備される結
    合された配管長さのものを案内する手段が設けられてい
    る特許請求の範囲第８項または第９項記載の外洋航行タ
    ンカー。
11. （１１）案内する手段が配管ガイド４分内部およびその
    上のローラーであり、配管が、配管ガイド４分内部上の
    ローラーを越え、かつタンカー船体内のムーンプールを
    通してタンカーから配備される特許請求の範囲第１０項
    記載の外洋航行タンカー。