JPWO2016140009A1 - バラスト水の製造方法及びバラスト水処理システム - Google Patents

Abstract

バラスト水の製造方法は、ハウジング（２０）内に供給された原水を、フィルター（２１）よりも上流側である一次側から下流側である二次側にフィルター（２１）を通過させる濾過工程と、濾過工程の後に、ハウジング（２０）内への原水の供給を停止した状態で、ハウジング（２０）内における二次側の空間に存在する水の量を増やす増量工程と、増量工程の後に、ハウジング（２０）内への原水の供給を停止した状態で、ハウジング（２０）内を二次側から加圧する加圧工程と、加圧工程の後に、ハウジング（２０）内への原水の供給を停止した状態で、流体を二次側から一次側にフィルター（２１）を通過させる洗浄工程と、を備える。

Description

本発明は、船舶に導入される海水、汽水、淡水、河川水、湖水などの原水を処理してバラスト水を製造するためのバラスト水の製造方法及びバラスト水処理システムに関する。

例えば、船舶、特に貨物船では、積荷を搭載していないときは、船の重心を下げるために、船内に設けたバラストタンクに海水などを積んで船体を安定させる対策が取られている。バラスト水は立ち寄る港で荷物を積載する際に船外へ排出されるので、外航船の場合には、バラスト水に含まれる海洋微生物などの水生生物が多国間を行き来し、外来種として生態系に影響を与えるという問題がある。

近年、このようなバラスト水に関する問題を解決するために、国際的にバラスト水排出規則の取り組みが行われている。この規制を満たすための処理方法として、バラスト水の処理システムが提案されている。バラスト水の処理システムでは、原水（海水）に含まれる動物性プランクトン、植物性プランクトン、浮遊懸濁粒子などの異物を捕捉する濾過工程、プランクトンなどを殺滅処理する殺滅工程などが行われる。

特開平２０１０−２０７７９５号公報 国際公開第２０１０／０９３０２６号

バラスト水の処理システムでは、濾過工程において原水が濾過されると、原水に含まれる異物が捕捉されて原水から取り除かれる。このような濾過工程では、フィルターを用いて連続的に濾過を行うと、異物によってフィルターの目詰まりが生じるため、通水抵抗が上昇する。このような通水抵抗が上昇した状態を解消するために、濾過工程とは逆方向に流体を流す洗浄工程を定期的に行うことによってフィルターが洗浄される。

しかしながら、原水がプランクトンや浮遊懸濁粒子などの異物を多く含むような場合には、上記のような洗浄工程を行っても通水抵抗が十分に回復しない場合がある。この場合には、例えばフィルターを交換するなどの対処が必要になるので、処理システムの運転を中断する必要がある。

本発明は、濾過工程が行われることによって上昇した通水抵抗を効果的に回復させ、長時間にわたって処理システムを運転することができるバラスト水の製造方法及びバラスト水処理システムを提供することを目的とする。

本発明の一局面に従うバラスト水の製造方法は、ハウジングと、前記ハウジング内に収容されたフィルターとを有する濾過ユニットを用いる。本発明の製造方法は、濾過工程と、増量工程と、加圧工程と、洗浄工程とを備えている。前記濾過工程は、前記ハウジング内に供給された原水を、前記フィルターよりも上流側である一次側から下流側である二次側に前記フィルターを通過させる工程である。前記増量工程は、前記濾過工程の後に、前記ハウジング内への前記原水の供給を停止した状態で、前記ハウジング内における前記二次側の空間に存在する水の量を増やす工程である。前記加圧工程は、前記増量工程の後に、前記ハウジング内への前記原水の供給を停止した状態で、前記ハウジング内を前記二次側から加圧する工程である。前記洗浄工程は、前記加圧工程の後に、前記ハウジング内への前記原水の供給を停止した状態で、流体を前記二次側から前記一次側に前記フィルターを通過させる工程である。

また、本発明のバラスト水処理システムは、フィルターを有する濾過ユニットと、第１開閉弁が設けられ、前記濾過ユニットに原水を供給するための原水通路と、第２開閉弁が設けられ、前記濾過ユニットにおいて生成された濾過水をバラストタンクに送水するための濾過水通路と、第３開閉弁が設けられ、前記濾過ユニットから水を排出するための排出通路と、第４開閉弁が設けられ、前記濾過ユニットに気体を供給するための気体通路と、前記第１〜第４開閉弁を制御するコントローラと、を備える。前記コントローラは、前記濾過ユニットによる前記原水の濾過が行われた後で、且つ、前記フィルターの洗浄が行われる前において、前記第１開閉弁、前記第３開閉弁及び前記第４開閉弁が閉状態とされ、前記第２開閉弁が開状態とされる制御と、前記第１開閉弁、前記第２開閉弁及び前記第３開閉弁が閉状態とされ、前記第４開閉弁が開状態とされる制御とを行うように構成されている。

本発明の実施形態に係るバラスト水処理システムの一例を示す系統図である。 バラスト水処理システムの濾過ユニットを示す断面図である。 バラスト水処理システムの変形例を示す系統図である。 本発明の実施形態に係るバラスト水の製造方法における工程の一例（実施例１）を示す表である。 実施形態に係るバラスト水の製造方法における工程の他の例（実施例２）を示す表である。 実施形態に係るバラスト水の製造方法における工程のさらに他の例（実施例３）を示す表である。 実施形態に係るバラスト水の製造方法における工程のさらに他の例（実施例４）を示す表である。 実施形態に係るバラスト水の製造方法における工程のさらに他の例（実施例５）を示す表である。 実施形態に係るバラスト水の製造方法における工程のさらに他の例（実施例６）を示す表である。 参考例１に係るバラスト水の製造方法における工程を示す表である。 参考例２に係るバラスト水の製造方法における工程を示す表である。 実施例１〜６と参考例１，２とを比較した評価結果を示す表である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施形態に係るバラスト水の製造方法は、船舶に導入される原水を処理してバラスト水（濾過水）を製造するための方法である。本実施形態では、バラスト水を製造するためのシステムとして、例えば図１に示すバラスト水処理システム１を用いることができる。バラスト水処理システム１を用いて製造されたバラスト水は、船舶１００内に設置されたバラストタンク７に貯留される。なお、バラスト水の製造方法に用いるシステムは、図１に示すバラスト水処理システム１に限られず、図１とは異なる構造を備えたシステムを用いてもよい。本実施形態において、原水としては、海水、汽水、淡水、河川水、湖水などを例示することができる。

［バラスト水処理システム］
図１に示すように、バラスト水処理システム１（バラスト水の製造装置１）は、濾過ユニット２と、コントローラ３と、ポンプ４（バラストポンプ４）と、ミキサー５と、薬剤タンク６と、原水通路１１と、濾過水通路１２と、排出通路１３と、気体通路１４と、開閉弁Ｖ１〜Ｖ４と、圧力センサＰ１，Ｐ２とを備える。

濾過ユニット２は、ポンプ４によって船舶１００内に取り込まれた原水ＲＷを濾過する機能を有する。図２に示すように、濾過ユニット２は、筒形のハウジング２０と、ハウジング２０内に配置されたフィルター２１（デプスフィルター２１）とを備えている。図２に示す濾過ユニット２では、ハウジング２０内にフィルター２１が１つだけ設けられている場合を例示しているが、これに限られず、ハウジング２０内には、互いに平行に配置された複数のフィルター２１が設けられていてもよい。

図２に示すフィルター２１は、両方の端部が開口した筒形状（具体的には、中空円筒形状）を有している。ただし、フィルター２１の構造は、図２に示す形態に限られず、例えば一方の端部が開口し、他方の端部が閉塞した筒形状を有していてもよい。フィルター２１は、ハウジング２０内に流入した原水ＲＷが一次側Ｓ１（図２ではフィルター２１の外側Ｓ１）から二次側Ｓ２（図２ではフィルター２１の内側Ｓ２）に向かってフィルター２１を通過するように構成された外圧方式のフィルターである。

一次側Ｓ１は、後述する濾過工程における水流方向においてフィルター２１よりも上流側であり、二次側Ｓ２は、濾過工程における水流方向においてフィルター２１よりも下流側である。すなわち、濾過工程において、ハウジング２０内における一次側Ｓ１の空間には、フィルター２１によって濾過されていない原水ＲＷが存在し、ハウジング２０内における二次側Ｓ２の空間には、フィルター２１によって濾過された濾過水ＦＷが存在する。

フィルター２１は、ハウジング２０内に着脱自在に収納されるカートリッジタイプのフィルターであるのが好ましい。図２では、フィルター２１は、その中心軸が水平面に対して傾斜するように配置されているが、これに限られず、中心軸が鉛直方向に平行となるように配置されていてもよく、中心軸が水平方向に平行となるように配置されていてもよい。

フィルター２１は、合成繊維や化学繊維がウェブ、不織布、紙、織物等の形態にされて溶着・成形等が行われ、円筒状に加工された積層タイプと呼ばれるものであるが、これに限られない。フィルター２１としては、フィラメントや紡績糸をスパイラル状に巻きつけた糸巻きフィルターと呼ばれるものや、スポンジのような樹脂成形体である樹脂成形タイプと呼ばれるものであってもよい。

フィルター２１の材質は、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系の材質、ポリエステル系の材質、これらの複合材質などであるのが好ましい。フィルター２１の孔径は、０．５μｍ〜５０μｍ程度であるのが好ましく、孔径の下限は３μｍであるのがより好ましく、孔径の上限は３０μｍであるのがより好ましい。

図２に示すように、ハウジング２０は、円筒状の周壁部２０Ａと、周壁部２０Ａの両端をそれぞれ塞ぐ一対の端壁部２０Ｂと、これらの端壁部２０Ｂに設けられた一対の濾過水取出部２０Ｃとを有する。

周壁部２０Ａは、フィルター２１の外周面との間に隙間が形成された状態でフィルター２１の周りを囲んでいる。周壁部２０Ａには、原水供給口２３と、ドレン排出口２４とが形成されている。原水供給口２３は、外部からハウジング２０内の一次側Ｓ１に原水ＲＷを供給するための部位である。原水供給口２３には後述する原水通路１１が接続されている。ドレン排出口２４は、ハウジング２０内の流体（ドレン）を外部に排出するための部位である。ドレン排出口２４には後述する排出通路１３が接続されている。

各濾過水取出部２０Ｃは、両端が開口している筒形状を有する。濾過水取出部２０Ｃのフィルター２１側には、フィルター２１の端部が接している。これにより、ハウジング２０内の空間は、濾過水取出部２０Ｃとフィルター２１によって一次側Ｓ１と二次側Ｓ２とに仕切られている。各濾過水取出部２０Ｃの中空部は、流出口２２として機能する。流出口２２は、フィルター２１の端部の開口に対応する位置に設けられている。フィルター２１の内側（二次側Ｓ２）を流れる濾過水ＦＷは流出口２２を通じて濾過ユニット２の外に流出する。

濾過ユニット２には、原水通路１１と、濾過水通路１２と、排出通路１３と、気体通路１４と、案内通路１５とが直接又は間接的に接続されている。各通路は配管によって形成されている。

原水通路１１は、ポンプ４によって濾過ユニット２に原水ＲＷを供給するための通路である。原水通路１１の一端は、ハウジング２０に接続されている。原水通路１１の一端は、ハウジング２０内に原水ＲＷを案内可能な位置（具体的には、ハウジング２０内における一次側Ｓ１に連通する位置）に配置されている。原水通路１１には、ポンプ４と、第１開閉弁Ｖ１（第１自動開閉弁Ｖ１）と、一次圧力センサＰ１とが設けられている。

濾過水通路１２は、濾過ユニット２において生成された濾過水ＦＷをバラストタンク７に送水するための通路である。図２に示す形態では、濾過水通路１２の一端は、案内通路１５を介して間接的にハウジング２０に接続されている。すなわち、濾過水通路１２の一端は、案内通路１５に接続されており、案内通路１５は、ハウジング２０に接続されている。濾過水通路１２は、案内通路１５を介してハウジング内における二次側Ｓ２に連通するように配置されている。濾過水通路１２の他端は、バラストタンク７に濾過水ＦＷを案内可能に配置されている。濾過水通路１２には、第２開閉弁Ｖ２（第２自動開閉弁Ｖ２）と、二次圧力センサＰ２と、ミキサー５とが設けられている。

排出通路１３は、濾過ユニット２から排出されたドレンを船外へ排出するための通路である。排出通路１３の一端は、ハウジング２０に接続されている。排出通路１３の一端は、ハウジング２０内における一次側Ｓ１の空間に存在する水が排出通路１３に流入可能な位置（ハウジング内における一次側Ｓ１に連通する位置）に配置されている。ハウジング２０に対する排出通路１３の接続部分は、ハウジング２０の下部に位置している。排出通路１３には、第３開閉弁Ｖ３（第３自動開閉弁Ｖ３）が設けられている。

気体通路１４は、濾過ユニット２に圧縮空気Ａを供給するための通路である。気体通路１４の一端は、案内通路１５を介して間接的にハウジング２０に接続されている。すなわち、気体通路１４の一端は、案内通路１５に接続されており、案内通路１５は、ハウジング２０に接続されている。気体通路１４は、案内通路１５を介してハウジング内における二次側Ｓ２に連通するように配置されている。気体通路１４の他端は、圧縮空気Ａを生成する空気圧縮機８などの気体供給装置８に接続されている。気体通路１４には、第４開閉弁Ｖ４（第４自動開閉弁Ｖ４）が設けられている。

案内通路１５の一端は、一方の濾過水取出部２０Ｃ（流出口２２）に接続されており、案内通路１５の他端は、他方の濾過水取出部２０Ｃ（流出口２２）に接続されている。濾過ユニット２の両端から流出する濾過水ＦＷは、案内通路１５によって濾過水通路１２に導かれ、濾過水通路１２において合流し、バラストタンク７側に送水される。気体通路１４を通じて濾過ユニット２側に導かれる圧縮空気Ａは、案内通路１５との接続部分において分流され、分流された圧縮空気Ａは、案内通路１５を通じてハウジング２０の一対の流出口２２，２２に案内される。これにより、ハウジング２０内を二次側Ｓ２から圧縮空気Ａを用いて加圧することができる。図２に示す形態では、案内通路１５に対する気体通路１４の接続部分は、案内通路１５に対する濾過水通路１２の接続部分の近傍に位置している。

空気圧縮機８は、船舶に別の用途で搭載されているものを使用してもよいし、バラスト水の製造専用のものを使用してもよい。

ポンプ４は、原水通路１１を通じて原水ＲＷを濾過ユニット２に送ることができるものであればよく、その構造は特に限定されない。ポンプ４の動作は、コントローラ３により制御される。

ミキサー５は、薬剤タンク６から投入された殺滅用の薬剤と濾過水ＦＷとを撹拌するためのものである。ミキサー５は、第２開閉弁Ｖ２よりも下流側でバラストタンク７よりも上流側に設けられている。濾過ユニット２において生成された濾過水ＦＷは、濾過水通路１２を通じてミキサー５に送られ、ミキサー５において殺滅処理される。殺滅処理された濾過水ＦＷは、バラストタンク７に流入してバラストタンク７に貯留される。

薬剤としては、例えば次亜塩素酸類、過酸化物などを用いることができるが、これらに限られない。なお、薬剤を投入する方法に代えて、バラスト水管理条約で規定された基準に適合した処理水を製造するための、その他の公知の殺滅手段が用いられてもよい。具体例として、オゾンと接触させる方法、紫外線を照射する方法等を挙げることができる。

第１開閉弁Ｖ１は、原水通路１１を開閉する機能、原水通路１１を流れる原水ＲＷの流量調整機能などを有する。第２開閉弁Ｖ２は、濾過水通路１２を開閉する機能を有する。第３開閉弁Ｖ３は、排出通路１３を開閉する機能を有する。第４開閉弁Ｖ４は、気体通路１４を開閉する機能を有する。開閉弁Ｖ１〜Ｖ４としては、電動弁、電磁弁、エア駆動弁などを用いることができるが、これらに限られない。開閉弁Ｖ１〜Ｖ４の開閉動作は、コントローラ３によって制御される。なお、開閉弁Ｖ１〜Ｖ４として、コントローラ３を使用しない手動弁が用いられてもよい。

一次圧力センサＰ１は、原水通路１１における第１開閉弁Ｖ１と濾過ユニット２との間に設けられており、濾過ユニット２における一次側Ｓ１の圧力を検知することができる。二次圧力センサＰ２は、濾過水通路１２における第２開閉弁Ｖ２と濾過ユニット２との間に設けられており、濾過ユニット２における二次側Ｓ２の圧力を検知することができる。一次圧力センサＰ１および二次圧力センサＰ２の出力（検知データ）はコントローラ３に入力される。

コントローラ３は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、メモリなどを有する。コントローラ３は、バラスト水処理システム１の運転を制御する。

なお、図１に示すバラスト水処理システム１では、濾過ユニット２が１つ設けられているが、濾過ユニット２の数は、１つに限定されない。すなわち、バラスト水処理システム１は、図３に示すように複数の濾過ユニット２を備えていてもよい。

この場合、原水通路１１は、ポンプ４の下流側において分岐して対応する濾過ユニット２に接続される。分岐した原水通路１１には、各濾過ユニット２に対応する第１開閉弁Ｖ１（Ｖ１ａ，Ｖ１ｂ，・・・）が設けられる。濾過水通路１２は、ミキサー５の上流側において分岐して対応する濾過ユニット２に接続される。分岐した濾過水通路１２には、各濾過ユニット２に対応する第２開閉弁Ｖ２（Ｖ２ａ，Ｖ２ｂ，・・・）が設けられる。排出通路１３は、途中で分岐して対応する濾過ユニット２に接続される。分岐した排出通路１３には、各濾過ユニット２に対応する第３開閉弁Ｖ３（Ｖ３ａ，Ｖ３ｂ，・・・）が設けられる。気体通路１４は、途中で分岐して対応する濾過ユニット２に接続される。分岐した気体通路１４には、各濾過ユニット２に対応する第４開閉弁Ｖ４（Ｖ４ａ，Ｖ４ｂ，・・・）が設けられる。

［バラスト水の製造方法］
次に、バラスト水処理システム１を用いた本実施形態に係るバラスト水の製造方法について説明する。本実施形態の製造方法は、濾過工程と、増量工程と、加圧工程と、洗浄工程（逆流洗浄工程）とを備えている。

濾過工程は、ハウジング２０内に供給された原水ＲＷを、一次側Ｓ１から二次側Ｓ２にフィルター２１を通過させる工程である。増量工程は、濾過工程の後に、ハウジング２０内への原水ＲＷの供給を停止した状態で、ハウジング２０内における二次側Ｓ２の空間に存在する水の量を増やす工程である。加圧工程は、増量工程の後に、ハウジング２０内への原水ＲＷの供給を停止した状態で、ハウジング２０内を二次側Ｓ２から加圧する工程である。洗浄工程は、加圧工程の後に、ハウジング２０内への原水ＲＷの供給を停止した状態で、流体を、二次側Ｓ２から一次側Ｓ１にフィルター２１を通過させる工程である。

原水域が例えば赤潮などで非常に多くのプランクトン類を含む場合や、生活排水、汚染水、あるいは自然災害などで土壌などを大量に含んだ水が原水域に流れ込むことによって原水域が多くの懸濁物質を含む場合などにおいては、バラスト水処理システム１における通水抵抗の上昇が早く、フィルターが閉塞しやすくなる。このような場合において、本実施形態の製造方法を用いて原水ＲＷを処理した場合には、フィルター２１の寿命を従来に比べて大幅に伸ばすことができる。

本実施形態の製造方法では、濾過で取り除いた海洋微生物や浮遊懸濁粒子などをそのまま元の海域に排出しても、海洋生態系を破壊することはほとんどない。その上、大部分の海洋微生物および懸濁粒子を除去できるため、その後の殺菌工程で使用する殺菌剤の使用量を削減できるあるいは照射する紫外線強度を緩和できるので、小型で消費電力が少ないシステムとすることができる。

以下、図４〜図９に示す実施例１〜６を例示して本実施形態のバラスト水の製造方法についてより具体的に説明するが、バラスト水の製造方法は以下の実施例１〜６に限られるものではない。また、図１０及び図１１には、参考例１，２に係るバラスト水の製造方法の工程を示している。これらの図４〜図１１に示す工程表において、「開」と記載されている欄は、その欄に対応する開閉弁が「開状態」にあることを示しており、空欄は、その欄に対応する開閉弁が「閉状態」にあることを示している。また、図４〜図９に示す実施例１〜６の工程表において、各工程の時間は、あくまでも一例であってこれらの数値に限定されるものではない。

［実施例１］
図４は、実施形態に係るバラスト水の製造方法における工程の一例を示す表である。図４に示すように、実施例１のバラスト水の製造方法では、濾過工程、増量工程、加圧工程、洗浄工程及び排水工程がこの順に行われる。

（濾過工程）
図４に示すように、濾過工程において、コントローラ３は、開閉弁Ｖ１〜Ｖ４を制御することにより、第１開閉弁Ｖ１と第２開閉弁Ｖ２とを開状態とし、第３開閉弁Ｖ３と第４開閉弁Ｖ４とを閉状態とする。

濾過工程では、開閉弁Ｖ１，Ｖ２が開状態とされることにより、原水通路１１から濾過ユニット２への原水ＲＷの流入と、濾過ユニット２から濾過水通路１２への濾過水ＦＷの流出とが許容される。その一方で、開閉弁Ｖ３，Ｖ４が閉状態とされることにより、濾過ユニット２から排出通路１３への水の流出と、気体通路１４から濾過ユニット２への圧縮空気Ａの流入とが抑制される。

そして、コントローラ３は、ポンプ４を制御してポンプ４の運転を開始する。これにより、濾過工程では、原水通路１１を通じて原水ＲＷが濾過ユニット２に供給される。供給された原水ＲＷは、フィルター２１の外側Ｓ１（一次側Ｓ１）からフィルター２１の内側Ｓ２（二次側Ｓ２）に向かってフィルター２１を通過する。このとき、原水ＲＷに含まれる異物がフィルター２１に捕捉される。フィルター２１を通過して得られた濾過水ＦＷは、フィルター２１の内側Ｓ２を流れて流出口２２から濾過ユニット２の外に流出する。流出した濾過水ＦＷは、濾過水通路１２を通じてミキサー５に送られ、ミキサー５において殺滅処理される。殺滅処理された濾過水ＦＷは、バラストタンク７に流入してバラストタンク７に貯留される。

濾過工程が行われると、異物によってフィルター２１に目詰まりが生じるので、通水抵抗が上昇する。通水抵抗は、一次圧力センサＰ１と二次圧力センサＰ２との差圧△Ｐに基づいて判定することができる。

コントローラ３は、例えば、差圧△Ｐが予め定められた基準値に達すると、濾過工程を終了するようにポンプ４や開閉弁Ｖ１〜Ｖ４などを制御してもよいが、これに限られない。例えば、濾過工程が開始されてからの経過時間が予め定められた設定時間に達すると、濾過工程が終了するように制御されてもよい。図４における濾過工程では、設定時間が３００秒に設定されているが、この数値に限定されるものではない。また、バラスト水処理システム１の運転を管理するユーザーの判断に基づいて濾過工程を手動で終了するようにしてもよい。

実施例１では、濾過工程が終了すると、上昇した通水抵抗を下げるための洗浄工程が行われる前に、その洗浄工程における洗浄効率を高めるために、増量工程と加圧工程とが行われる。

（増量工程）
増量工程において、コントローラ３は、ポンプ４を制御してポンプ４の運転を停止する。また、図４に示すように、コントローラ３は、開閉弁Ｖ１〜Ｖ４を制御することにより、第１開閉弁Ｖ１を閉状態に切り換え、第２開閉弁Ｖ２を開状態のまま維持し、第３開閉弁Ｖ３と第４開閉弁Ｖ４とを閉状態のまま維持する。

増量工程では、ポンプ４が停止するとともに第１開閉弁Ｖ１が閉状態とされることにより、濾過ユニット２への原水ＲＷの供給が停止される。また、開閉弁Ｖ３，Ｖ４の閉状態が維持されることにより、濾過ユニット２から排出通路１３への水の流出と、気体通路１４から濾過ユニット２への圧縮空気Ａの流入とが抑制される。

その一方で、濾過水通路１２や案内通路１５に残留している濾過水ＦＷがハウジング２０内における二次側Ｓ２の空間に逆流することを許容するために、第２開閉弁Ｖ２は開状態のまま維持される。これにより、濾過水通路１２や案内通路１５に存在する濾過水ＦＷの一部がハウジング２０内における二次側Ｓ２の空間（フィルター２１の内側空間）に流入する。その結果、ハウジング２０内における二次側Ｓ２の空間に存在する水の量を増やすことができる。

したがって、増量工程よりも後に行われる洗浄工程では、洗浄に用いる流体として、圧縮空気Ａだけでなく、水（ハウジング２０内における二次側Ｓ２の空間に存在する増量された水）を用いることができる。このように増量工程では二次側Ｓ２の空間に水が増量されるので、洗浄工程に用いられる流体が圧縮空気Ａだけでなく確実に水を含むことになる。よって、洗浄工程に用いられる流体が圧縮空気Ａだけの場合に比べて、流体がフィルター２１を二次側Ｓ２から一次側Ｓ１に通過するときに異物に対して作用する力を大きくすることができる。これにより、後述の洗浄工程においてフィルター２１から異物を除去する効果を高めることができる。

図１及び図２に示す実施形態では、濾過水通路１２における上流側の部分（濾過水通路１２における濾過ユニット２側の部分）は、濾過ユニット２から上方（又は斜め上方）に離れる方向に延びている。すなわち、濾過水通路１２における上流側の部分は、フィルター２１の中空部（ハウジング２０内における二次側Ｓ２の空間）よりも上方に配置されている。濾過水通路１２における上流側の部分が上記のような位置に配置されているので、濾過水通路１２に存在する濾過水ＦＷは、重力によって濾過水通路１２内を下方に移動して案内通路１５を経てフィルター２１の中空部に流入しやすい。これにより、濾過水ＦＷをハウジング２０内における二次側Ｓ２の空間に流入させるという増量工程の増量効果を高めることができる。

コントローラ３は、増量工程が開始されてからの経過時間が予め定められた設定時間に達すると、増量工程が終了するように開閉弁Ｖ１〜Ｖ４などを制御してもよいが、このような制御に限られない。増量工程の設定時間は、例えば濾過ユニット２のサイズ、濾過水通路１２の内径、案内通路１５の内径、濾過水通路１２の長さ、案内通路１５の長さなどに応じて決めることができる。具体的には、増量工程の設定時間は、例えば数秒〜数十秒程度（より具体的には、１秒〜３０秒程度）の範囲内で設定することができる。図４における増量工程では、設定時間が３秒に設定されているが、この数値に限定されるものではない。実施例１では、増量工程が終了すると、加圧工程が行われる。

（加圧工程）
図４に示すように、加圧工程において、コントローラ３は、開閉弁Ｖ１〜Ｖ４を制御することにより、第１開閉弁Ｖ１を閉状態のまま維持し、第２開閉弁Ｖ２を閉状態に切り換え、第３開閉弁Ｖ３を閉状態のまま維持し、第４開閉弁Ｖ４を開状態に切り換える。第４開閉弁Ｖ４の開状態への切り換えは、第２開閉弁Ｖ２の閉状態への切り換えと同時であってもよく、第２開閉弁Ｖ２の閉状態への切り換えの後であってもよい。

加圧工程では、ポンプ４の停止状態が維持されるとともに第１開閉弁Ｖ１の閉状態が維持されることにより、濾過ユニット２への原水ＲＷの供給停止が維持される。また、加圧工程では、第２開閉弁Ｖ２が開状態から閉状態に切り換えられるので、ハウジング２０内における二次側Ｓ２の空間への濾過水ＦＷの流入、及びハウジング２０内における二次側Ｓ２の空間からの濾過水ＦＷの流出が抑制される。また、第３開閉弁Ｖ３の閉状態が維持されることにより、濾過ユニット２から排出通路１３への水の流出が抑制される。

その一方で、第４開閉弁Ｖ４が閉状態から開状態に切り換えられるので、空気圧縮機８において生成される圧縮空気Ａによる圧力が濾過ユニット２に加えられる。すなわち、加圧工程における加圧力は、フィルター２１に捕捉されている異物に対して二次側Ｓ２（フィルター２１の内側）から一次側Ｓ１（フィルター２１の外側）に向かって作用する。したがって、フィルター２１における一次側Ｓ１の表面に付着している異物は、表面から剥がれやすい状態となり、また、一次側Ｓ１からフィルター２１内に入り込んでいる異物は、一次側Ｓ１に押し出されやすい状態となる。このように加圧工程は、その後に行われる洗浄工程において異物が除去されやすいようにフィルター２１に対する異物の状態を予め変化させておくことができる。これにより、加圧工程後の洗浄工程においてフィルター２１から異物を除去する効果をより高めることができる。

しかも、加圧工程の前には、増量工程によってハウジング２０内における二次側Ｓ２の空間に存在する水が増量されている。したがって、加圧工程においてハウジング２０内を二次側Ｓ２から加圧したときに、フィルター２１に捕捉されている異物に対して、圧縮空気Ａによる加圧力が作用するだけでなく、二次側Ｓ２の空間に存在する水による加圧力も作用させることができる。これにより、加圧工程において上述のようなフィルター２１に対する異物の状態変化をより効果的に生じさせることができる。

また、加圧工程において二次側Ｓ２から加圧するときに、ハウジング２０内における二次側Ｓ２の空間に水が多く存在すれば（好ましくは二次側Ｓ２の空間が水で満たされていれば）、加圧工程における二次側Ｓ２からの加圧力を、水を介してフィルター２１に対してより均等に作用させることも期待できると推測される。

なお、加圧工程では、第１開閉弁Ｖ１及び第３開閉弁Ｖ３が閉状態であるので、濾過ユニット２から原水通路１１への水の流出、及び濾過ユニット２から排出通路１３への水の流出が抑制されている。したがって、ハウジング２０内における二次側Ｓ２の空間に存在する濾過水ＦＷは、一次側Ｓ１の空間への移動がある程度規制されている。その結果、加圧工程においてハウジング２０内を二次側Ｓ２から加圧した後においても、ハウジング２０内における二次側Ｓ２の空間には、洗浄工程の洗浄効果を高めるために必要な量の水を残留させることができる。

加圧工程においてハウジング２０内に加えられる圧縮空気Ａによる圧力（二次圧力センサＰ２の指示圧力と一次圧力センサＰ１の指示圧力との差圧）は、０．１ＭＰａ〜５ＭＰａの範囲内であるのが好ましい。圧縮空気Ａによる圧力の下限は、０．２ＭＰａであるのがより好ましく、０．３ＭＰａであるのがさらに好ましい。圧縮空気Ａによる圧力の上限は、３ＭＰａであるのがより好ましく、２ＭＰａであるのがさらに好ましい。

コントローラ３は、加圧工程が開始されてからの経過時間が予め定められた設定時間に達すると、加圧工程を終了するように開閉弁Ｖ１〜Ｖ４などを制御してもよいが、このような制御に限られない。加圧工程の設定時間は、例えば濾過ユニット２のサイズなどに応じて決めることができる。具体的には、加圧工程の設定時間は、例えば数秒〜数十秒程度（より具体的には、１秒〜３０秒程度）の範囲内で設定することができる。図４における加圧工程では、設定時間が３秒に設定されているが、この数値に限定されるものではない。実施例１では、加圧工程が終了すると、洗浄工程が行われる。

（洗浄工程）
図４に示すように、洗浄工程において、コントローラ３は、開閉弁Ｖ１〜Ｖ４を制御することにより、第１開閉弁Ｖ１及び第２開閉弁Ｖ２を閉状態のまま維持し、第３開閉弁Ｖ３を開状態に切り換え、第４開閉弁Ｖ４を開状態のまま維持する。

洗浄工程では、ポンプ４の停止状態が維持されるとともに第１開閉弁Ｖ１の閉状態が維持されることにより、濾過ユニット２への原水ＲＷの供給停止が維持される。また、洗浄工程では、第２開閉弁Ｖ２の閉状態が維持されるので、ハウジング２０内における二次側Ｓ２の空間への濾過水ＦＷの流入、及びハウジング２０内における二次側Ｓ２の空間からの濾過水ＦＷの流出が抑制される。

その一方で、第３開閉弁Ｖ３及び第４開閉弁Ｖ４が開状態とされることにより、圧縮空気Ａが気体通路１４からハウジング２０内の二次側Ｓ２の空間（フィルター２１の中空部）に圧入される。これにより、フィルター２１の中空部内に存在する濾過水ＦＷが圧縮空気Ａによって押圧され、濾過工程とは逆向きである二次側Ｓ２から一次側Ｓ１に（内側から外側に）フィルター２１を通過する。これにより、フィルター２１内に捕捉されている異物やフィルター２１の外周面に付着している異物を、フィルター２１とハウジング２０との間の空間（二次側Ｓ２の空間）に押し出す。その結果、フィルター２１の目詰まりに起因する通水抵抗が小さくなる。

フィルター２１から押し出された異物は、洗浄に用いられた流体（圧縮空気Ａと水）とともに排出通路１３に排出される。なお、洗浄工程においてフィルター２１から押し出された異物を含む流体は、その自重によってハウジング２０内の低い位置（図２のハウジング２０内の左下）近傍に集まりやすい。図２に示す実施形態では、排出通路１３はハウジング２０の下部に接続されているので、前記異物を含む流体は、排出通路１３から効率よく排出される。排出通路１３に排出された流体は、ドレンとして排出通路１３を流れて船外へ排出される。

洗浄工程においてハウジング２０内に加えられる圧縮空気Ａによる圧力（二次圧力センサＰ２の指示圧力と一次圧力センサＰ１の指示圧力との差圧）は、０．１ＭＰａ〜５ＭＰａの範囲内であるのが好ましい。圧縮空気Ａによる圧力の下限は、０．２ＭＰａであるのがより好ましく、０．３ＭＰａであるのがさらに好ましい。圧縮空気Ａによる圧力の上限は、３ＭＰａであるのがより好ましく、２ＭＰａであるのがさらに好ましい。

コントローラ３は、洗浄工程が開始されてからの経過時間が予め定められた設定時間に達すると、洗浄工程を終了するように開閉弁Ｖ１〜Ｖ４などを制御してもよいが、このような制御に限られない。洗浄工程の設定時間は、例えば濾過ユニット２のサイズなどに応じて決めることができる。具体的には、洗浄工程の設定時間は、例えば数秒〜数十秒程度（より具体的には、１秒〜３０秒程度）の範囲内で設定することができる。図４における洗浄工程では、設定時間が１０秒に設定されているが、この数値に限定されるものではない。実施例１では、洗浄工程が終了すると、排水工程が行われる。

（排水工程）
図４に示すように、排水工程において、コントローラ３は、開閉弁Ｖ１〜Ｖ４を制御することにより、第１開閉弁Ｖ１及び第２開閉弁Ｖ２を閉状態のまま維持し、第３開閉弁Ｖ３を開状態のまま維持し、第４開閉弁Ｖ４を開状態から閉状態に切り換える。

排水工程では、ポンプ４の停止状態が維持されるとともに第１開閉弁Ｖ１の閉状態が維持されることにより、濾過ユニット２への原水ＲＷの供給停止が維持される。また、排水工程では、第２開閉弁Ｖ２の閉状態が維持されるので、ハウジング２０内における二次側Ｓ２の空間への濾過水ＦＷの流入、及びハウジング２０内における二次側Ｓ２の空間からの濾過水ＦＷの流出が抑制される。また、排水工程では、第４開閉弁Ｖ４が閉状態に切り換えられるので、気体通路１４から濾過ユニット２への圧縮空気Ａの流入が抑制される。

その一方で、第３開閉弁Ｖ３は開状態のまま維持されるので、ハウジング２０内の水が排出通路１３を通じて外に排出される。

コントローラ３は、排水工程が開始されてからの経過時間が予め定められた設定時間に達すると、排水工程を終了するように開閉弁Ｖ１〜Ｖ４などを制御してもよいが、これに限られない。排水工程の設定時間は、例えば濾過ユニット２のサイズなどに応じて決めることができる。具体的には、排水工程の設定時間は、例えば数秒〜数十秒程度（より具体的には、１秒〜３０秒程度）の範囲内で設定することができる。図４における排水工程では、設定時間が１０秒に設定されているが、この数値に限定されるものではない。実施例１では、排水工程が終了すると、上述した濾過工程、増量工程、加圧工程、洗浄工程及び排水工程がこの順に行われてもよい。また、排水工程が終了すると、バラスト水処理システム１の運転を終了してもよい。

［実施例２］
図５は、実施形態に係るバラスト水の製造方法における工程の他の例を示す表である。図５に示すように、実施例２は、濾過工程と次回の濾過工程との間に、加圧工程及び洗浄工程のセット（具体的には、加圧工程、洗浄工程及び排水工程のセット）を複数回繰り返す点で、実施例１と異なっている。各工程の具体的な内容は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。なお、図５に示す実施例２の濾過工程では、設定時間が２４０秒に設定されているが、この数値に限定されるものではない。

図５に示すように、実施例２では、加圧工程１、洗浄工程１及び排水工程１が行われた後、加圧工程２、洗浄工程２及び排水工程２が行われるので、フィルター２１に捕捉されている異物を除去する効果を実施例１に比べてさらに高めることができる。なお、実施例２では、加圧工程１及び洗浄工程１のセットと、加圧工程２及び洗浄工程２のセットとの間の排水工程１は省略してもよい。

［実施例３］
図６は、実施形態に係るバラスト水の製造方法における工程のさらに他の例を示す表である。図６に示すように、実施例３は、減量工程を行う点で実施例１と異なっており、その他の工程は実施例１と同様である。

減量工程は、濾過工程の後で且つ洗浄工程の前に、ハウジング２０内における一次側Ｓ１の空間に存在する水の量を減らす工程である。濾過工程の後の減量工程において、コントローラ３は、ポンプ４を制御してポンプ４の運転を停止する。また、図６に示すように、コントローラ３は、開閉弁Ｖ１〜Ｖ４を制御することにより、第１開閉弁Ｖ１を閉状態に切り換え、第２開閉弁Ｖ２を開状態のまま維持し、第３開閉弁Ｖ３を開状態に切り換え、第４開閉弁Ｖ４を閉状態のまま維持する。

減量工程では、ポンプ４が停止するとともに第１開閉弁Ｖ１が閉状態とされることにより、濾過ユニット２への原水ＲＷの供給が停止される。また、第４開閉弁Ｖ４の閉状態が維持されることにより、気体通路１４から濾過ユニット２への圧縮空気Ａの流入が抑制される。

その一方で、第３開閉弁Ｖ３が開状態とされることにより、濾過ユニット２から排出通路１３への水の流出が許容される。これにより、ハウジング２０内における一次側Ｓ１の空間に存在する水が排出通路１３に流出する。このとき、第２開閉弁Ｖ２も開状態とされているので、ハウジング２０内における一次側Ｓ１の空間に存在する水を排出通路１３へ円滑に流出させることができる。

なお、図６に示す具体例では、減量工程は、増量工程よりも前に行われるが、これに限られず、実施例３において減量工程は、増量工程よりも後に行われてもよい。ただし、減量工程においては、ハウジング２０内における一次側Ｓ１の空間に存在する水が排出通路１３へ流出するのに伴って、ハウジング２０内における二次側Ｓ２の空間に存在する水が一次側Ｓ１の空間に流入する場合もある。したがって、洗浄工程の開始時点において、ハウジング２０内における二次側Ｓ２の空間に増量された水を存在させておくという点を考慮すると、減量工程は、増量工程よりも前に行われるのが好ましい。

図６に示す実施例３では、洗浄工程の前に減量工程によってハウジング２０内における一次側Ｓ１の空間に存在する水の量が減らされるので、洗浄工程の前にハウジング２０内における一次側Ｓ１において水が存在しない空間（空隙）を予め増加させておくことができる。したがって、その後に行われる洗浄工程では、二次側Ｓ２から一次側Ｓ１に流体が勢いよくフィルターを通過しやすくなる。すなわち、実施例３の洗浄工程では、二次側Ｓ２から一次側Ｓ１に流体が移動するときの抵抗は、減量工程が行われない実施例１の場合に比べて低減する。このように洗浄工程において二次側Ｓ２から一次側Ｓ１に流体が勢いよくフィルター２１を通過することにより、フィルター２１から異物を除去する効果をさらに高めることができるので、洗浄効果がさらに向上する。

コントローラ３は、減量工程が開始されてからの経過時間が予め定められた設定時間に達すると、減量工程が終了するように開閉弁Ｖ１〜Ｖ４などを制御してもよいが、このような制御に限られない。減量工程の設定時間は、例えば濾過ユニット２のサイズなどに応じて決めることができる。具体的には、減量工程の設定時間は、例えば数秒〜数十秒程度（より具体的には、１秒〜３０秒程度）の範囲内で設定することができる。図６における減量工程では、設定時間が１０秒に設定されているが、この数値に限定されるものではない。実施例３では、減量工程が終了すると、実施例１の増量工程と同様の増量工程が行われる。

［実施例４］
図７は、実施形態に係るバラスト水の製造方法における工程のさらに他の例を示す表である。図７に示すように、実施例４では、濾過工程、増量工程、加圧工程１及び洗浄工程１までの前半の工程は、濾過工程の設定時間が２４０秒に設定されている点以外は、図４に示す実施例１における濾過工程から洗浄工程までの４つの工程と同じである。また、実施例４では、その後に行われる後半の工程、すなわち、減量工程、増量工程、加圧工程２、洗浄工程２及び排水工程は、図６に示す実施例３における減量工程から排水工程までの５つの工程と同じである。

すなわち、実施例４では、前半の工程では、予備的にフィルター２１を洗浄し、後半の工程では、念入りにフィルター２１を洗浄する。この実施例４では、前半の工程において除去しきれなかったフィルター２１における異物の一部又は全部を、後半の工程では除去することができる。

［実施例５］
図８は、実施形態に係るバラスト水の製造方法における工程のさらに他の例を示す表である。図８に示すように、実施例５では、図３に示すような複数の濾過ユニット２を備えるバラスト水処理システム１が用いられる。具体的に、実施例５では、２つの濾過ユニット２（第１の濾過ユニット２及び第２の濾過ユニット２）が設けられている。図３及び図８に示すように、第１の濾過ユニット２は、第１開閉弁Ｖ１ａ、第２開閉弁Ｖ２ａ、第３開閉弁Ｖ３ａ及び第４開閉弁Ｖ４ａによって流体の流入又は流出が許容又は抑制され、第２の濾過ユニット２は、第１開閉弁Ｖ１ｂ、第２開閉弁Ｖ２ｂ、第３開閉弁Ｖ３ｂ及び第４開閉弁Ｖ４ｂによって流体の流入又は流出が許容又は抑制されるように構成されている。

図８に示す工程表において、「濾過工程ａｂ」は、第１の濾過ユニット２及び第２の濾過ユニット２の両方を用いて濾過工程が行われることを示している。また、図８に示す工程表において、「増量工程ａ」、「加圧工程ａ」、「洗浄工程ａ」及び「排水工程ａ」は、第１の濾過ユニット２において行われる工程であり、これらの工程が行われているときには、第２の濾過ユニット２においては濾過工程ｂが行われている。図８に示す工程表において、「増量工程ｂ」、「加圧工程ｂ」、「洗浄工程ｂ」及び「排水工程ｂ」は、第２の濾過ユニット２において行われる工程であり、これらの工程が行われているときには、第１の濾過ユニット２においては濾過工程ａが行われている。

すなわち、図８に示すように、実施例５では、第１の濾過ユニット２を用いて増量工程ａ、加圧工程ａ、洗浄工程ａ及び排水工程ａが行われているときに、第２の濾過ユニット２を用いて濾過工程ｂを継続して行うことができる。その一方で、第２の濾過ユニット２を用いて増量工程ｂ、加圧工程ｂ、洗浄工程ｂ及び排水工程ｂが行われているときに、第１の濾過ユニット２を用いて濾過工程ａを継続して行うことができる。

このように実施例５では、一方の濾過ユニット２が加圧工程、洗浄工程などの濾過工程以外の工程を行っているときに、他方の濾過ユニット２が濾過工程を行うので、濾過工程以外の工程を行うために濾過工程を中断する時間（濾過工程が行われない時間）を減少させることができる。

なお、図８に示す実施例５の濾過工程ａｂでは、設定時間が１５０秒に設定されているが、この数値に限定されるものではない。

［実施例６］
図９は、実施形態に係るバラスト水の製造方法における工程のさらに他の例を示す表である。図９に示すように、実施例６は、濾過工程ａｂと増量工程ａとの間に減量工程ａを行い、濾過工程ａｂと増量工程ｂとの間に減量工程ｂを行う点で実施例５と異なっており、その他の工程は実施例５と同様である。減量工程ａは、第１の濾過ユニット２によって行われる工程であり、減量工程ｂは、第２の濾過ユニット２によって行われる工程である。これらの減量工程ａ及び減量工程ｂは、図６に示す実施例３における減量工程と同様である。

第１の濾過ユニット２において減量工程ａが行われているときには、第２の濾過ユニット２において濾過工程ｂが行われている。また、第２の濾過ユニット２において減量工程ｂが行われているときには、第１の濾過ユニット２において濾過工程ａが行われている。

この実施例６では、減量工程ａ及び減量工程ｂが行われるので、洗浄工程ａ及び洗浄工程ｂにおいて、二次側Ｓ２から一次側Ｓ１に流体が移動するときの抵抗は、減量工程が行われない実施例５の場合に比べて低減する。このように洗浄工程において二次側Ｓ２から一次側Ｓ１に流体が勢いよくフィルター２１を通過することにより、フィルター２１から異物を除去する効果をさらに高めることができるので、洗浄効果がさらに向上する。

なお、図９に示す実施例６の濾過工程ａｂでは、設定時間が１５０秒に設定されているが、この数値に限定されるものではない。

［参考例１］
図１０は、参考例１に係るバラスト水の製造方法における工程を示す表である。図１０に示す参考例１は、増量工程及び加圧工程が行われない点で、実施例１と異なっており、その他の工程は、実施例１と同様である。

［参考例２］
図１１は、参考例２に係るバラスト水の製造方法における工程を示す表である。図１１に示す参考例２は、増量工程及び加圧工程が行われない点と、切替工程が行われる点とが実施例１と異なっており、その他の工程は、実施例１と同様である。参考例１における切替工程は、濾過工程が行われた後、第３開閉弁Ｖ３が開状態に切り換えられる。

［評価］
図１２は、実施例１〜６と参考例１，２とを比較した評価結果を示す表である。これらを比較する試験条件は、次の通りである。

試験に用いる原水ＲＷとして、岡山県倉敷市の天然海水４００Ｌに、植物性プランクトン（tetraselmis sp.）を２０００個体／ｍＬとなるよう添加し、かつ８０メッシュパスに粒度調整した海砂を１５０ｍｇ／Ｌとなるように添加した。この原水を攪拌しながら濾過ユニット２のハウジング２０に５０Ｌ／分の流量で供給した。ハウジング２０が２基の場合（実施例５，６）は、濾過総流量が５０Ｌ／分となるようにした。ハウジング２０には外形６５ｍｍ、内径３０ｍｍ、長さ２５０ｍｍのポリオレフィン製円筒フィルター２１を装着し、フィルター２１の外表面（一次側Ｓ１）から内表面（二次側Ｓ２）へ原水ＲＷを流通させて濾過工程を行った。実施例１〜６及び参考例１，２における工程は、図４〜図１１に示す通りである。

実施例１〜６及び参考例１，２のそれぞれにおいて図４〜図１１に示す工程を継続しながら、ハウジング２０の入口圧（一次圧力センサＰ１の指示圧力）と、出口圧（二次圧力センサＰ２の指示圧力）とを測定し、その差圧が１００ｋＰａに到達した時点で試験を終了した。

図１２に示すように、実施例１〜６では、参考例１，２に比べて、長時間にわたってバラスト水処理システム１を運転することができている。特に、実施例５，６は、実施例１〜４に比べてさらに長時間の運転が可能であった。

［変形例］
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができる。

洗浄工程において、本実施形態の製造方法と、他の方法（他の工程）とを組み合わせることもできる。例えばフィルター２１の外側（一次側Ｓ１）の空間に原水が存在する状態のまま洗浄工程を行い、続けてフィルター２１の外側の原水を排出させた後に洗浄工程を実施してもよい。

前記実施形態では、ポンプ４が原水通路１１に設けられていたが、ポンプ４は、原水通路１１を通じて原水を濾過ユニット２に供給することができればよく、ポンプ４の設置場所は原水通路１１に限られない。

前記実施形態では、気体供給装置８が空気圧縮機８であり、気体通路１４を通じて濾過ユニット２に送られる気体が空気である場合を例示したが、これに限られず、気体供給装置８は、空気以外の気体（例えば窒素など）を気体通路１４を通じて濾過ユニット２に送るように構成されていてもよい。

以上のように、本実施形態によれば、濾過工程が行われることによって上昇した通水抵抗を効果的に回復させ、長時間にわたってバラスト水処理システムを運転することができるバラスト水の製造方法、及び、バラスト水処理システムが提供される。

本実施形態が提供するバラスト水の製造方法は、ハウジングと、前記ハウジング内に収容されたフィルターとを有する濾過ユニットを用いる。本実施形態の製造方法は、濾過工程と、増量工程と、加圧工程と、洗浄工程とを備えている。前記濾過工程は、前記ハウジング内に供給された原水を、前記フィルターよりも上流側である一次側から下流側である二次側に前記フィルターを通過させる工程である。前記増量工程は、前記濾過工程の後に、前記ハウジング内への前記原水の供給を停止した状態で、前記ハウジング内における前記二次側の空間に存在する水の量を増やす工程である。前記加圧工程は、前記増量工程の後に、前記ハウジング内への前記原水の供給を停止した状態で、前記ハウジング内を前記二次側から加圧する工程である。前記洗浄工程は、前記加圧工程の後に、前記ハウジング内への前記原水の供給を停止した状態で、流体を前記二次側から前記一次側に前記フィルターを通過させる工程である。

濾過工程では、原水が一次側から二次側にフィルターを通過するので、原水に含まれる異物は、フィルターにおける一次側の表面に付着したり、一次側からフィルター内に入り込んだりすることによってフィルターに捕捉される。そして、濾過工程が行われることによって上昇した通水抵抗を低減するために洗浄工程が行われるのであるが、本実施形態では、その洗浄工程を行う前に、洗浄工程における洗浄効果を高めるために増量工程と加圧工程とが行われる。

増量工程が行われることにより、ハウジング内における二次側の空間に存在する水の量が増加する。したがって、洗浄工程に用いられる流体（すなわち、洗浄工程において二次側から一次側にフィルターを通過する流体）として、空気などの気体だけでなく、ハウジング内における二次側の空間に存在する増量された水を用いることができる。このように本実施形態では、洗浄工程に用いられる流体が気体だけでなく確実に水を含むことになるので、洗浄工程に用いられる流体が気体だけの場合に比べて、流体がフィルターを二次側から一次側に通過するときに異物（フィルターに捕捉されている異物）に対して作用する力を大きくすることができる。これにより、洗浄工程においてフィルターから異物を除去する効果を高めることができる。

また、加圧工程では、ハウジング内を二次側から加圧する。すなわち、加圧工程における加圧力は、フィルターに捕捉されている異物に対して二次側から一次側に向かって作用する。したがって、フィルターにおける一次側の表面に付着している異物は、表面から剥がれやすい状態となり、また、一次側からフィルター内に入り込んでいる異物は、一次側に押し出されやすい状態となる。このように加圧工程は、その後に行われる洗浄工程において異物が除去されやすいようにフィルターに対する異物の状態を予め変化させておくことができる。これにより、加圧工程後の洗浄工程においてフィルターから異物を除去する効果をより高めることができる。

しかも、本実施形態では、加圧工程の前には、増量工程によってハウジング内における二次側の空間に存在する水が増量されている。したがって、加圧工程においてハウジング内を二次側から加圧したときに、フィルターに捕捉されている異物に対して、空気などの気体による加圧力が作用するだけでなく、二次側の空間に存在する水による加圧力も作用させることができる。これにより、加圧工程において上述のようなフィルターに対する異物の状態変化をより効果的に生じさせることができる。

また、加圧工程において二次側から加圧するときに、ハウジング内における二次側の空間に水が多く存在すれば（好ましくは二次側の空間が水で満たされていれば）、加圧工程における二次側からの加圧力を、水を介してフィルターに対してより均等に作用させることも期待できると推測される。

以上のように本実施形態では、洗浄工程を行う前に上記のような増量工程と加圧工程とが行われるので、洗浄工程における洗浄効果を高めることができ、これにより、洗浄効率を向上させることができる。

前記バラスト水の製造方法は、前記濾過工程の後で且つ前記洗浄工程の前に、前記ハウジング内における前記一次側の空間に存在する水の量を減らす減量工程を備えているのが好ましい。

この方法では、洗浄工程の前に減量工程によってハウジング内における一次側の空間に存在する水の量が減らされるので、洗浄工程の前にハウジング内における一次側において水が存在しない空間（空隙）を予め増加させておくことができる。したがって、その後に行われる洗浄工程では、二次側から一次側に流体が勢いよくフィルターを通過しやすくなる。具体的には次の通りである。

洗浄工程は濾過工程の後に行われるので、洗浄工程の開始時点において、ハウジング内における一次側の空間には、濾過工程のときにハウジング内に導入された原水の一部が残留している場合がある。ハウジング内における一次側の空間に多くの水が存在すると、その分だけハウジング内における一次側の空間において水が存在しない部分（空隙）が少なくなる。このように一次側において空隙が少ない状態で洗浄工程が行われると、二次側から一次側にフィルターを通過した流体は、一次側の空間に存在する水の中に混入するようにして一次側に流入する。すなわち、二次側から一次側にフィルターを通過する流体は、一次側の空間に存在する水が抵抗となって一次側に流入するときの勢いが低減してしまうので、フィルターを通過するときの勢いも低減する。

一方、洗浄工程の前に減量工程を行うことにより、ハウジング内における一次側の空間において水の存在しない部分（空隙）を、洗浄工程の前に予め増加させておくことができる。したがって、その後に行われる洗浄工程では、二次側から一次側に流体が移動するときの抵抗は、減量工程が行われない場合に比べて低減する。すなわち、洗浄工程において、流体が二次側から一次側にフィルターを通過するときに、ハウジング内における一次側の空間において水が抵抗になりにくいので、フィルターを通過するときの勢いが低減するのも抑制できる。このように洗浄工程において二次側から一次側に流体が勢いよくフィルターを通過することにより、フィルターから異物を除去する効果をさらに高めることができるので、洗浄効果がさらに向上する。

前記バラスト水の製造方法において、前記濾過工程と次回の濾過工程との間に、前記加圧工程及び前記洗浄工程が複数回行われるのが好ましい。

この方法では、濾過工程と次回の濾過工程との間に加圧工程及び洗浄工程が複数回行われるので、フィルターに捕捉されている異物を除去する効果をさらに高めることができる。

前記バラスト水の製造方法において、複数の前記濾過ユニットが用いられ、何れかの濾過ユニットを用いて前記加圧工程又は前記洗浄工程が行われているときに、別の濾過ユニットを用いて前記濾過工程が行われるのが好ましい。

この方法では、何れかの濾過ユニットが加圧工程又は洗浄工程を行っているときに、別の濾過ユニットが濾過工程を行うので、加圧工程又は洗浄工程を行うために濾過工程を中断する時間（濾過工程が行われない時間）を減少させることができる。

本実施形態のバラスト水処理システムは、フィルターを有する濾過ユニットと、第１開閉弁が設けられ、前記濾過ユニットに原水を供給するための原水通路と、第２開閉弁が設けられ、前記濾過ユニットにおいて生成された濾過水をバラストタンクに送水するための濾過水通路と、第３開閉弁が設けられ、前記濾過ユニットから水を排出するための排出通路と、第４開閉弁が設けられ、前記濾過ユニットに気体を供給するための気体通路と、前記第１〜第４開閉弁を制御するコントローラと、を備える。前記コントローラは、前記濾過ユニットによる前記原水の濾過が行われた後で、且つ、前記フィルターの洗浄が行われる前において、前記第１開閉弁、前記第３開閉弁及び前記第４開閉弁が閉状態とされ、前記第２開閉弁が開状態とされる制御と、前記第１開閉弁、前記第２開閉弁及び前記第３開閉弁が閉状態とされ、前記第４開閉弁が開状態とされる制御とを行うように構成されている。

本実施形態では、濾過ユニットによる原水の濾過（すなわち、濾過工程）が行われた後で、且つ、フィルターの洗浄（すなわち、洗浄工程）が行われる前において、第１開閉弁、第３開閉弁及び第４開閉弁が閉状態とされ、第２開閉弁が開状態とされる制御（すなわち、増量工程）と、第１開閉弁、第２開閉弁及び第３開閉弁が閉状態とされ、第４開閉弁が開状態とされる制御（加圧工程）とが行われる。したがって、本実施形態では、洗浄工程における洗浄効果を高めることができ、これにより、洗浄効率を向上させることができる。

前記バラスト水処理システムにおいて、前記コントローラは、前記濾過ユニットによる前記原水の濾過が行われた後で、且つ、前記フィルターの洗浄が行われる前において、前記第１開閉弁及び前記第４開閉弁が閉状態とされ、前記第２開閉弁及び前記第３開閉弁が開状態とされる制御を行うように構成されているのが好ましい。

この構成では、濾過ユニットによる原水の濾過（すなわち、濾過工程）が行われた後で、且つ、フィルターの洗浄（すなわち、洗浄工程）が行われる前において、第１開閉弁及び第４開閉弁が閉状態とされ、第２開閉弁及び第３開閉弁が開状態とされる制御（すなわち、減量工程）が行われる。この構成では、洗浄工程の前に減量工程によってハウジング内における一次側の空間に存在する水の量が減らされるので、洗浄工程の前にハウジング内における一次側において水が存在しない空間（空隙）を予め増加させておくことができる。したがって、その後に行われる洗浄工程では、二次側から一次側に流体が勢いよくフィルターを通過しやすくなる。これにより、フィルターから異物を除去する効果をさらに高めることができるので、洗浄効果がさらに向上する。

Claims (6)

1. ハウジングと、前記ハウジング内に収容されたフィルターとを有する濾過ユニットを用いたバラスト水の製造方法であって、
   前記ハウジング内に供給された原水を、前記フィルターよりも上流側である一次側から下流側である二次側に前記フィルターを通過させる濾過工程と、
   前記濾過工程の後に、前記ハウジング内への前記原水の供給を停止した状態で、前記ハウジング内における前記二次側の空間に存在する水の量を増やす増量工程と、
   前記増量工程の後に、前記ハウジング内への前記原水の供給を停止した状態で、前記ハウジング内を前記二次側から加圧する加圧工程と、
   前記加圧工程の後に、前記ハウジング内への前記原水の供給を停止した状態で、流体を前記二次側から前記一次側に前記フィルターを通過させる洗浄工程と、を備えるバラスト水の製造方法。
2. 前記濾過工程の後で且つ前記洗浄工程の前に、前記ハウジング内における前記一次側の空間に存在する水の量を減らす減量工程を備える請求項１に記載のバラスト水の製造方法。
3. 前記濾過工程と次回の濾過工程との間に、前記加圧工程及び前記洗浄工程が複数回行われる請求項１又は２に記載のバラスト水の製造方法。
4. 複数の前記濾過ユニットが用いられ、
   何れかの濾過ユニットを用いて前記加圧工程又は前記洗浄工程が行われているときに、別の濾過ユニットを用いて前記濾過工程が行われる請求項１〜３の何れか１項に記載のバラスト水の製造方法。
5. フィルターを有する濾過ユニットと、
   第１開閉弁が設けられ、前記濾過ユニットに原水を供給するための原水通路と、
   第２開閉弁が設けられ、前記濾過ユニットにおいて生成された濾過水をバラストタンクに送水するための濾過水通路と、
   第３開閉弁が設けられ、前記濾過ユニットから水を排出するための排出通路と、
   第４開閉弁が設けられ、前記濾過ユニットに気体を供給するための気体通路と、
   前記第１〜第４開閉弁を制御するコントローラと、を備え、
   前記コントローラは、前記濾過ユニットによる前記原水の濾過が行われた後で、且つ、前記フィルターの洗浄が行われる前において、
   前記第１開閉弁、前記第３開閉弁及び前記第４開閉弁が閉状態とされ、前記第２開閉弁が開状態とされる制御と、
   前記第１開閉弁、前記第２開閉弁及び前記第３開閉弁が閉状態とされ、前記第４開閉弁が開状態とされる制御とを行うように構成されているバラスト水処理システム。
6. 前記コントローラは、前記濾過ユニットによる前記原水の濾過が行われた後で、且つ、前記フィルターの洗浄が行われる前において、
   前記第１開閉弁及び前記第４開閉弁が閉状態とされ、前記第２開閉弁及び前記第３開閉弁が開状態とされる制御を行うように構成されている請求項５に記載のバラスト水処理システム。
   
   

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