JPWO2016174890A1 - バラスト水処理装置及びバラスト水処理方法 - Google Patents

Abstract

バラスト水処理装置１は、バラストタンク６０と、主配管２と、循環配管８０と、殺菌成分導入部４０とを備えている。循環配管８０は、バラストタンク６０内に貯留されたバラスト水を、主配管２に戻すものである。主配管２は、バラストタンク６０にバラスト水を導くものである。殺菌成分導入部４０は、主配管２における循環配管８０との接続部分よりも下流側に殺菌成分を導入する。バラストタンク６０に貯留されたバラスト水の一部を循環配管８０及び主配管２を通じてバラストタンク６０に戻す過程において、殺菌成分導入部４０から殺菌成分を注入することによりバラスト水に殺菌成分を追加することができる。したがって、上記バラスト水処理装置１によれば、バラスト水の殺菌成分の濃度を高めることができる。

Description

本発明は、バラスト水処理装置及びバラスト水処理方法に関する。

従来、貨物船などの船舶を積荷が搭載されていない状態で安定化させるために、船舶内に配置されたバラストタンクに海水をバラスト水として充填する対策が知られている。ここで、バラスト水として利用される海水には、微生物や菌類などが多数存在している。このような微生物や菌類は、海洋生態系に悪影響を及ぼすことが国際的に懸念されている。このため、２００４年に国際海事機構（ＩＭＯ）は、バラスト水管理条約を採択した。この条約では、船舶から排水するバラスト水に含まれる生物数上限を規定している。この規定を満たすためには、バラスト水を殺菌処理する必要がある。

海水の殺菌方法としては、化学薬品を投入する方法や紫外線を照射する方法などがある。下記特許文献１に開示の殺菌処理を行う方法は、バラストタンクに繋がる主配管と薬剤タンクからの配管とが接続されており、当該薬剤タンクからの配管を通じて殺菌剤を海水に導入している。

国際公開第２０１０／０９３０２５号

上記バラスト水処理方法では、漲水時に海水に塩素等の殺菌成分を注入している。

しかしながら、バラストタンクにバラスト水を保管している間に、バラスト水中の殺菌成分の濃度が低下し、微生物や細菌が再び増殖し始める。この増殖の傾向は、水温が高い場合や溶存有機物等が多い場合に特に顕著である。

本発明の目的は、バラストタンク内のバラスト水の殺菌成分の濃度を高めることができるバラスト水処理装置及びバラスト水処理方法を提供することである。

本発明の一局面に係るバラスト水処理装置は、バラストタンクと、前記バラストタンクにバラスト水を導く主配管と、前記バラストタンク内に貯留されたバラスト水を主配管に戻す循環配管と、前記主配管における前記循環配管との接続部分よりも下流側に殺菌成分を導入する殺菌成分導入部と、を備える。

また、本発明の一局面に係るバラスト水処理方法は、バラストタンクに貯留したバラスト水を、循環配管を経由して主配管から前記バラストタンクに戻す循環工程を含み、前記循環工程において、前記主配管における前記循環配管との接続部分よりも下流側に殺菌成分を導入することにより、前記殺菌成分を含む前記バラスト水を前記バラストタンクに戻す。

本発明の実施形態１に係るバラスト水処理装置の構成を示す概略図である。 上記バラスト水処理装置の構成を示すブロック図である。 上記バラスト水処理装置における殺菌成分の濃度を調整する方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施形態２に係るバラスト水処理装置の構成を示す概略図である。 本発明の実施形態３に係るバラスト水処理装置の構成を示す概略図である。 本発明の実施形態４に係るバラスト水処理装置の構成を示す概略図である。 上記バラスト水処理装置における薬品容器の構成を示す概略図である。 実施例１のバラスト水処理装置の構成を示す概略図である。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。

（実施形態１）
＜バラスト水処理装置の構成＞
まず、本発明の一実施形態である実施形態１に係るバラスト水処理装置１の構成について、図１を参照して説明する。

バラスト水処理装置１は、船内に配置されたバラストタンク６０内のバラスト水の殺菌成分の濃度を高めるための装置である。バラスト水処理装置１は、バラストタンク６０と、主配管２と、循環配管８０と、バラストポンプ１０と、フィルター２０と、殺菌成分導入部４０と、迂回配管９０と、ミキサー５０と、を主に備えている。

主配管２は、バラストタンク６０に繋がれており、船内に汲み上げられた海水をバラストタンク６０へ導くための供給流路を構成している。主配管２は、海水が流入する一方の配管口２Ａと、バラストタンク６０に繋がれる他方の配管口２Ｂと、を有している。海水は、一方の配管口２Ａから主配管２内に流入し、海水の流れ方向Ｄに沿って他方の配管口２Ｂに向かって主配管２内を流れることによりバラストタンク６０へ導かれる。そして、この海水は、バラストタンク６０において船体を安定化させるためのバラスト水として貯留される。

主配管２には、後述する循環配管８０が接続されている。主配管２と循環配管８０とはバラストタンク６０内のバラスト水を循環させるための循環流路を構成している。

循環配管８０は、バラストタンク６０に貯留されたバラスト水の一部を主配管２に戻して、殺菌成分導入部４０を通過させるように主配管２に接続されている。具体的には、循環配管８０の一端がバラストタンク６０に接続され、循環配管８０の他端が主配管２におけるバラストポンプ１０及び殺菌成分導入部４０よりも上流側に位置する第１の接続部分２Ｃに接続されている。

上記位置に循環配管８０を接続することにより、バラストポンプ１０によるポンプ圧を利用することができる。バラストタンク６０内のバラスト水の一部は循環配管８０を経由して、第１の接続部分２Ｃから主配管２内に流入する。そして主配管２に流入したバラスト水は、流れ方向Ｄに沿って他方の配管口２Ｂに向かって主配管２内を流れることによりバラストタンク６０に戻される。この循環流路において、バラスト水が殺菌成分導入部４０を通過するときに、殺菌成分導入部４０からバラスト水に殺菌成分が導入される。この殺菌成分を含むバラスト水がバラストタンク６０に戻されることで、バラストタンク６０内のバラスト水の殺菌成分の濃度が高められる。

バラストポンプ１０は、主配管２において一方の配管口２Ａ側に配置されている。バラストポンプ１０は、主配管２内に流入させた海水をバラストタンク６０に供給する機能もあるし、バラストタンク６０内のバラスト水を、循環配管８０を経由して主配管２からバラストタンク６０に戻す機能もある。

フィルター２０は、主配管２においてバラストポンプ１０よりも海水の流れ方向Ｄの下流側（バラストタンク６０側）に配置されている。フィルター２０は、ろ過によって海水に含まれる異物及び微生物等を除去する。なお、フィルター２０は、海水をバラストタンク６０に取り込むときに通過させるだけで十分に異物及び微生物を除去することができるため、循環配管８０経由で主配管２に戻されるバラスト水は必ずしもフィルター２０を通過させなくてもよい。

迂回配管９０は、バラスト水を主配管２に流す時にバラスト水がフィルター２０を回避（迂回）できるように主配管２に接続されている。具体的には、迂回配管９０の一端がフィルター２０の上流側に位置する第２の接続部分２Ｄに接続され、迂回配管９０の他端がフィルター２０の下流側に位置する第３の接続部分２Ｅに接続されている。バラスト水は、海水をバラストタンク６０に取り込むときにフィルター２０を通過させて異物や微生物等を除去しているため、再度フィルター２０を通過させなくてもよい。このため、フィルター２０の上流側及び下流側に接続する迂回配管９０を設け、当該迂回配管９０を通じてバラスト水がフィルター２０を迂回できるようにしている。

殺菌成分導入部４０は、主配管２においてフィルター２０よりも下流側に配置されており、主配管２内を流れる海水又はバラスト水に殺菌成分を導入する部位である。殺菌成分を海水又はバラスト水に注入することにより、当該海水又はバラスト水に存在している微生物や殺菌類等を撲滅させることができる。

殺菌成分導入部４０は、主配管２を通過するバラスト水に殺菌成分を導入することができるものであればいかなるものを用いてもよい。殺菌成分導入部４０による殺菌成分の導入方法は、例えば、主配管２に殺菌成分を直接注入する方法、高濃度の塩素溶液を調製した上で、その調製後の溶液の必要量を主配管２に注入する方法、殺菌成分である次亜塩素酸を発生させる殺菌剤を主配管２に配置する方法（実施形態４）、海水又はバラスト水を電気分解することで次亜塩素酸を発生させる方法、オゾン発生器によって殺菌成分のオゾンを主配管２に注入する方法等が挙げられる。中でも、殺菌成分導入部４０は、簡便で確実な処理ができるという観点から、次亜塩素酸を殺菌成分として導入することが好ましい。本実施形態においては、必要量の殺菌成分を主配管２に注入する方法を説明する。

ミキサー５０は、主配管２において殺菌成分導入部４０よりも下流側に配置されている。ミキサー５０は、殺菌成分導入部４０において殺菌成分が注入された後のバラスト水を攪拌することにより、当該バラスト水における殺菌成分の濃度を均一化させる。

上記バラスト水処理装置１は、濃度測定部４１をさらに備えている。濃度測定部４１は、図１に示すようにバラストタンク６０に取り付けられている。濃度測定部４１は、バラストタンク６０内のバラスト水の塩素濃度を測定するためのセンサである。ここで、「塩素濃度（ｍｇ／Ｌ）」は、海水の残留オキシダント（ＴＲＯ：Ｔｏｔａｌ Ｒｅｓｉｄｕａｌ Ｏｘｉｄａｎｔ）濃度として測定される。ＴＲＯ濃度は、ＤＰＤ試薬を用いた計測器等によって測定することができる。殺菌能力を十分に発現させる観点からバラスト水のＴＲＯ濃度は１ｍｇ／Ｌ以上１０ｍｇ／Ｌ以下程度に設定することが好ましいが、この値に限定されるわけではない。本実施形態において、濃度測定部４１はバラストタンク６０に取り付けられているが、濃度測定部４１はバラストタンク６０内のバラスト水の殺菌成分の濃度を測定できる位置である限り、その位置は限定されない。例えば循環配管８０に濃度測定部４１を取り付けてもよいし、迂回配管９０に濃度測定部４１を取り付けてもよいし、第１の接続部分２Ｃ及び第２の接続部分２Ｄの間の主配管２に濃度測定部４１を取り付けてもよい。

上記バラスト水処理装置１は、殺菌成分調整手段７０をさらに備えている。殺菌成分調整手段７０は、濃度測定部４１によるバラスト水の殺菌成分の濃度（塩素濃度）の測定結果に基づいて、殺菌成分導入部４０から主配管２に注入する殺菌成分の分量及びバラストタンク６０から循環配管８０に流すバラスト水の水量を決定する。以下、殺菌成分調整手段７０の構成について詳細に説明する。

殺菌成分調整手段７０は、殺菌成分調整部７１と、殺菌成分制御部７２と、を備えている。殺菌成分調整部７１は、バラストタンク６０から循環配管８０に流すバラスト水の水量を調整するとともに主配管２に導入する殺菌成分の分量を調整する。殺菌成分制御部７２は、濃度測定部４１からバラスト水の殺菌成分の濃度の測定結果が入力され、この測定結果に基づいて殺菌成分調整部７１を制御する。

殺菌成分調整部７１は、図１に示されるように、第１開閉弁７１Ａ、第２開閉弁７１Ｂ及び第３開閉弁７１Ｃを含む。

第１開閉弁７１Ａは、循環配管８０に配置されており、第１開閉弁７１Ａの開閉によって循環配管８０に流すバラスト水の循環量を調整する。第１開閉弁７１Ａは、循環配管８０における第１の接続部分２Ｃに近接する位置に配置することが好ましい。この位置に配置することで、通常の漲水時において、第１の接続部分２Ｃを閉じたときに循環配管８０に流れる海水の死容積を減らすことができる。

第２開閉弁７１Ｂは、第１の接続部分２Ｃよりも上流に配置されており、第２開閉弁７１Ｂの開閉によって主配管２に取り込む海水の水量を調整する。

第３開閉弁７１Ｃは、第２の接続部分２Ｄよりも下流でかつ第３の接続部分２Ｅよりも上流に配置されており、第３開閉弁７１Ｃの開閉によって海水をフィルター２０に流すか、バラスト水を迂回配管９０に流すかを調整する。

バラストタンク６０に海水を取り込む場合は、殺菌成分制御部７２によって第１開閉弁７１Ａを閉じ、第２開閉弁７１Ｂ及び第３開閉弁７１Ｃを開ける。逆に、バラストタンク６０のバラスト水を循環させる場合は、殺菌成分制御部７２によって第１開閉弁７１Ａを開け、第２開閉弁７１Ｂ及び第３開閉弁７１Ｃを閉じる。

図２を参照して、殺菌成分制御部７２は、判定部７２Ａ、制御部７２Ｂ及び記憶部７２Ｃから主に構成されている。殺菌成分制御部７２は、これらの構成によって殺菌成分導入部４０から主配管２に殺菌成分を導入する分量を電磁的に制御している。判定部７２Ａには、濃度測定部４１によるバラスト水の殺菌成分の濃度の測定結果が入力される。また記憶部７２Ｃには、バラスト水の殺菌成分の濃度の基準値のデータが格納されている。判定部７２Ａは、濃度測定部４１から入力された測定結果と記憶部７２Ｃに格納された基準値との比較を行い、その比較結果に基づいて殺菌成分導入部４０から主配管２に殺菌成分を導入する必要があるか否かを判定する。具体的には、殺菌成分の濃度の測定値が基準値を下回る場合には、判定部７２Ｃは、殺菌成分導入部４０から主配管２に殺菌成分を導入する必要があると判定する。一方で測定値が基準値よりも高い場合には、判定部７２Ｃは、殺菌成分導入部４０から主配管２に殺菌成分を導入する必要がないと判定する。

制御部７２Ｂは、判定部７２Ａによる上記判定結果が入力され、これに基づいて第１〜第３開閉弁７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ及びバラストポンプ１０の動作を調整するとともに殺菌成分導入部４０から主配管２に導入する殺菌成分の分量を調整する。より具体的には、判定部７２Ａによりバラスト水の殺菌成分の濃度を高める必要があると判定された場合には、制御部７２Ｂは、第１開閉弁７１Ａを開けて第２、第３開閉弁７１Ｂ，７１Ｃを閉じ、かつ殺菌成分導入部４０から主配管２に殺菌成分を導入する。逆に、判定部７２Ａにより主配管２に殺菌成分を導入する必要がないと判定された場合には、制御部７２Ｂは、第１開閉弁７１Ａ及び第２開閉弁７１Ｂを閉じるか、又は殺菌成分導入部４０から主配管２に殺菌成分を導入しない。このようにして、制御部７２Ｂがバラストタンク６０内のバラスト水の殺菌成分の濃度を測定し、その結果をフィードバックして殺菌成分を導入する必要があるか否かを判定する。そして制御部７２Ｂが殺菌成分導入部４０から主配管２に導入する殺菌成分の分量を調整することにより、バラスト水の殺菌成分の濃度が基準値以上となるように調整することができる。

＜殺菌成分の濃度の調整＞
次に、上記バラスト水処理装置１における殺菌成分の濃度（塩素濃度）の調整方法について、図３に示すフローチャートに沿って説明する。

まず、制御部７２Ｂは、予め設定された測定周期（例えば１２時間ごと）にバラストタンク６０内のバラスト水の殺菌成分の濃度を濃度測定部４１に測定させる（Ｓ１）。ここで取得された測定データは、判定部７２Ａに入力される。

次に、判定部７２Ａは、入力された測定データと記憶部７２Ｃに格納された基準値データとの比較を行い、当該測定データが基準値以上であるか否か（例えば、１ｍｇ／Ｌ以上であるか否か）を判定する（Ｓ２）。そして、測定データが基準値未満であると判定されると（Ｓ２：ＮＯ）、その判定結果が制御部７２Ｂに入力される。そして、制御部７２Ｂは、殺菌成分の濃度が基準値以上となるように第１開閉弁７１Ａを開けて、第２、第３開閉弁７１Ｂ，７１Ｃを閉めた上で（Ｓ３）、バラストポンプ１０を起動する（Ｓ４）。これによりバラストタンク６０内のバラスト水が循環配管８０を通じて主配管２を流れ、迂回配管９０を経由してバラストタンク６０に戻される。このとき、殺菌成分導入部４０から主配管２に殺菌成分が導入されることで（Ｓ５）、バラストタンク６０内のバラスト水の殺菌成分の分量を調整することができる。

＜バラスト水処理装置による作用効果＞
次に、上記バラスト水処理装置１による作用効果について説明する。上記バラスト水処理装置１は、バラストタンク６０と、バラストタンク６０にバラスト水を導く主配管２と、バラストタンク６０内に貯留されたバラスト水を、バラストタンク６０にバラスト水を導く主配管２に戻す循環配管８０と、主配管２における循環配管８０との接続部分２Ｃよりも下流側に殺菌成分を導入する殺菌成分導入部４０と、を備えている。上記バラスト水処理装置では、バラストタンク６０内のバラスト水の一部を循環配管８０経由で主配管２に戻し、当該主配管２からバラストタンク６０に戻すというバラスト水の循環を行うことができる。このバラスト水の循環において、主配管２における循環配管８０との接続部分２Ｃよりも下流側に殺菌成分導入部４０を配置することにより、殺菌成分導入部４０からバラスト水に殺菌成分を注入することができる。これにより殺菌成分を含むバラスト水をバラストタンク６０に戻すことができる。つまり、上記バラスト水処理装置１によれば、バラストタンク６０内のバラスト水を循環させるとともに殺菌成分導入部４０から殺菌成分を導入することによりバラスト水に殺菌成分を追加で導入することができる。これにより、微生物の再増殖を抑制することができる。

上記バラスト水処理装置は、従来のバラスト水処理装置の構成に対し、循環配管８０を新たに設けるだけの簡素な設備の追加のみでよいため、設置スペースを確保しにくい船舶においても上記バラスト水処理装置１を適用しやすい。

上記バラスト水処理装置１は、バラストタンク６０から循環配管８０及び主配管２を経由してバラストタンク６０にバラスト水を戻す時に、殺菌成分導入部４０から主配管２に導入する殺菌成分の分量を調整する殺菌成分調整手段７０を備えている。殺菌成分調整手段７０を設けることにより、殺菌成分導入部４０から主配管２に導入する殺菌成分の分量を調整することができる。その結果、バラストタンク６０内のバラスト水を、適正な殺菌成分の濃度に調整することができる。これによりバラストタンク６０及びバラスト水が流れる主配管２及び循環配管８０に腐食が生じることを防止し得る。また、過剰量の殺菌剤を使用する必要がないため、材料コストが高くなりにくいし、バラスト水の排水時に殺菌成分の中和処理に多大な時間及び中和剤が必要となることも少ない。

上記バラスト水処理装置１は、バラストタンク６０に貯留されたバラスト水の殺菌成分の濃度を測定する濃度測定部４１を備えている。バラストタンク６０内のバラスト水の殺菌成分の濃度を濃度測定部４１で測定し、当該測定結果を殺菌成分調整手段７０にフィードバックする。これにより、殺菌成分調整手段７０は適正な分量の殺菌成分を主配管２に導入することができ、バラストタンク６０内のバラスト水の殺菌成分の濃度を適度に高めることができる。

上記バラスト水処理装置１を用いたバラスト水処理方法は、バラストタンク６０に貯留したバラスト水を、循環配管８０を経由して主配管２からバラストタンク６０に戻す循環工程を含む。この循環工程によって、バラスト水が主配管２における循環配管８０との接続部分よりも下流側に配置された殺菌成分導入部４０から殺菌成分を注入することができ、殺菌成分を注入したバラスト水をバラストタンク６０に戻すことができる。これによりバラストタンク６０内のバラスト水の殺菌成分の濃度を高めることができ、微生物の再増殖を抑制することができる。

上記バラスト水処理方法は、バラストタンク６０に貯留されたバラスト水の殺菌成分の濃度を測定する工程と、当該測定により得られた結果に基づいて、循環工程における主配管２に導入する殺菌成分の分量を調整する工程とを含む。これらの工程により、バラストタンク６０内のバラスト水の殺菌成分の濃度の測定結果をフィードバックした上で、主配管２に導入する殺菌成分の分量を調整することができるため、バラスト水の殺菌成分の濃度を適度に高めることができる。

（変形例）
実施形態１のバラスト水処理装置１においては、濃度測定部４１による測定結果に基づいて主配管２に導入する殺菌成分の分量を調整していたが、このようにバラスト水の殺菌成分の分量を調整する場合のみに限られない。例えば、上記バラスト水処理装置１を搭載した船舶の入港予定日時までの時間に基づいて、循環配管８０にバラスト水を流すとともに主配管２に導入する殺菌成分の分量を調整することによってバラスト水の殺菌成分の濃度を調整してもよい。つまり、船舶が寄港する時間から逆算して、数時間から数十時間前に循環配管８０にバラスト水を流すことにより、船舶寄港時のバラスト水の殺菌成分の濃度を適正にすることができ、これにより船舶の寄港直前にバラスト水を処理することができる。

（実施形態２）
本発明の他の実施形態である実施形態２のバラスト水処理装置１’について説明する。実施形態２のバラスト水処理装置１’は、図４に示されるように、実施形態１のそれに対して、各開閉弁７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃの開閉を調整する循環量制御部７２に代えて、作業者の手動により各開閉弁７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃの開閉の指令を入力する入力部７２’を設けたことが異なる他は実施形態１と同一である。

以下においては、実施形態１のバラスト水処理装置１に対する変更部分のみを説明し、同一部分の説明は繰り返さない。実施形態２における各部材の参照番号の表記に関し、実施形態１における各部材と同一のものには同一の参照符号を付し、一部変更を加えたものには参照符号の末尾にダッシュ（’）を付している。

実施形態２のバラスト水処理装置１’において、作業者がバラストタンク６０から循環配管８０にバラスト水を流す指令を入力部７２’に入力する。当該指令に基づいて第１〜第３開閉弁７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃの各々の開閉及びバラストポンプ１０を制御し、バラスト水を循環配管８０経由で主配管２に戻すことができる。このときに殺菌成分導入部４０から主配管２に殺菌成分を注入することによりバラストタンク６０内のバラスト水の殺菌成分の濃度を高めることができる。

作業者の指令を的確なものとするために、濃度測定部４１の測定結果を作業者に伝えるための報知装置４２を濃度測定部４１に接続している。

上記報知装置４２に関して、バラスト水はバラストタンク６０への保管時間に応じて徐々に殺菌成分が消費される。この消費により殺菌成分の濃度が基準値を下回ると、濃度測定部４１から報知装置４２にその情報が入力される。当該情報は報知装置４２又は殺菌成分調整手段７０等に表示されるようにしている。これにより作業者は殺菌成分の濃度が基準値を下回ったことを把握することができる。

作業者は、報知装置４２から伝達された情報に基づいて入力部７２’を操作することにより、入力部７２’が第１開閉弁７１Ａを開ける指令、第２、第３開閉弁７１Ｂ，７１Ｃを閉める指令、及びバラストポンプ１０を起動する指令及び殺菌成分導入部４０から主配管２に殺菌成分を注入する指令を出す。この指令に基づいて作業者が各開閉弁を開閉するとともにバラストポンプ１０が起動することによりバラストタンク６０内のバラスト水を循環配管８０に流す。これにより殺菌成分導入部４０から主配管２に殺菌成分を注入することができ、的確なタイミングでバラスト水の殺菌成分の濃度を高めることができる。

バラスト水の殺菌成分の濃度が高められることにより、濃度測定部４１によるバラスト水の殺菌成分の濃度の測定結果が基準値以上になると、その情報が濃度測定部４１から報知装置４２に入力され、当該情報が報知装置４２に表示されるようにしている。これにより作業者は殺菌成分の濃度が基準値以上になったことを把握することができる。

作業者は、報知装置４２から伝達された情報に基づいて入力部７２’を操作することにより、入力部７２’が第１開閉弁７１Ａを閉じる指令、バラストポンプ１０を停止する指令、又は殺菌成分導入部４０から主配管２への殺菌成分の注入を止める指令を出す。この指令に基づいて作業者が第１開閉弁７１Ａを閉じるか、バラストポンプ１０を停止するか、又は殺菌成分導入部４０から主配管２への殺菌成分の注入を止めることにより、殺菌成分の追加供給を停止することができる。

なお、濃度測定部４１は、バラストタンク６０に貯留された殺菌成分の濃度を検知可能なものであればよく、他の種類のセンサも同様に用いることができる。なおまた、報知装置４２による表示は、上記のようにバラスト水の殺菌成分の濃度を表示する形態のみに限られず、音声等のアラーム又は赤、青等の光信号によって作業者に濃度が基準値を下回ったことを伝達するものであってもよい。

＜バラスト水処理装置による作用効果＞
作用効果の説明においても、実施形態２のバラスト水処理装置１’特有の作用効果のみを説明し、実施形態１と同一の作用効果は割愛する。

実施形態２のバラスト水処理装置１’は、作業者が入力部７２’を操作することにより、入力部７２’がバラストタンク６０から循環配管８０にバラスト水を流す指令をする。これによりバラスト水の殺菌成分の濃度を高めるべきタイミングでバラスト水を循環配管８０経由で主配管２に戻すとともに殺菌成分導入部４０から主配管２に殺菌成分を注入することができ、バラストタンク６０内のバラスト水の殺菌成分の濃度を適度に高めることができる。バラストタンク６０内のバラスト水を循環配管８０に流すタイミング及び循環量は、報知装置４２の通知（アラーム等）に基づいて作業者が判断できるようにしている。

実施形態２のバラスト水処理装置１’を用いたバラスト水処理方法は、バラストタンク６０から循環配管８０にバラスト水を流す指令を入力部７２’に入力する工程と、当該入力された指令に基づいて、殺菌成分導入部４０から主配管２に注入する殺菌成分の分量を調整する工程とを含む。これらの工程により、バラスト水を循環配管８０経由で主配管２に戻すことができ、バラストタンク６０内のバラスト水の殺菌成分の濃度を高めることができる。

（実施形態３）
次に、本発明の他の実施形態である実施形態３のバラスト水処理装置について説明する。実施形態３のバラスト水処理装置は、図５に示されるように、濃度測定部４１を循環配管８０に設けたことが異なる他は実施形態１と同一の構成である。

このような位置に濃度測定部４１を設ける場合、殺菌成分導入部４０から殺菌成分を注入するか否かにかかわらず、第１開閉弁７１Ａを開けて第２、第３開閉弁７１Ｂ，７１Ｃを閉じたままにする。このようにしてバラストタンク６０に貯留されたバラスト水を循環配管８０に常時流し続ける。そして、予め設定された測定周期（例えば１２時間ごと）に循環配管８０を流れるバラスト水の殺菌成分の濃度を濃度測定部４１に測定させる。そして、バラスト水の殺菌成分の濃度が基準値未満の場合は、殺菌成分導入部４０から主配管２に適正な分量の殺菌成分を導入する。一方で、バラスト水の殺菌成分の濃度が基準値以上の場合は、殺菌成分導入部４０から主配管２への殺菌成分の注入を停止する。

制御部７２Ｂは、判定部７２Ａによる判定結果が入力される。制御部７２Ｂは、判定部７２Ａの判定結果に基づいて殺菌成分導入部４０から主配管２に導入する殺菌成分の分量を調整する。より具体的には、判定部７２Ａによりバラスト水の殺菌成分の濃度を高める必要があると判定された場合には、制御部７２Ｂは、殺菌成分導入部４０から主配管２に必要量の殺菌成分を導入する。逆に、判定部７２Ａにより主配管２に殺菌成分を導入する必要がないと判定された場合には、制御部７２Ｂは、殺菌成分導入部４０から主配管２に殺菌成分を導入しない。具体的には、例えば、バラスト水の殺菌成分の濃度の基準値３ｍｇ／Ｌに対して、バラストタンク内のバラスト水のＴＲＯ濃度が１ｍｇ／Ｌであり、かつバラスト水の循環流量が４ｍ³／分となるようにバラストポンプのポンプ圧を設定している場合、２０００ｍｇ／Ｌの殺菌成分の濃度の殺菌成分溶液を殺菌成分導入部４０から主配管２に４Ｌ／分の流速で注入する。これにより、バラスト水の殺菌成分を２ｍｇ／Ｌ補うことができ、バラスト水の殺菌成分の濃度を基準値である３ｍｇ／Ｌまで高めることができる。このようにしてバラストタンク６０内のバラスト水の殺菌成分の濃度を測定し、その結果をフィードバックした上で、殺菌成分導入部４０から主配管２に導入する殺菌成分の分量を調整することにより、バラスト水の殺菌成分の濃度が基準値になるように調整することができる。

なお、上記濃度測定部４１とは別の濃度測定装置を、バラストタンク６０に接続してもよい。これにより循環中のバラスト水の殺菌成分の濃度変化を把握することができる。この場合、バラストタンク６０内のバラスト水が入れ替わるために必要な時間だけバラスト水を循環させる。その後バラストタンク６０内のバラスト水の殺菌成分の濃度を測定し、その測定値が基準値を含む設定範囲（例えば３±１ｍｇ／Ｌ）に入っているかどうかを確認しながらバラストタンク内のバラスト水の殺菌成分の濃度を調整する。また、上記濃度測定部４１とは別の濃度測定装置を、主配管２におけるミキサー５０の下流側に接続してもよい。この場合、バラスト水を循環させるにつれてバラストタンク６０内のバラスト水の殺菌成分の濃度は高まるので、それに応じて主配管２に注入する殺菌成分の濃度を減らすように殺菌成分導入部４０を制御する。これによってバラストタンク内のバラスト水の殺菌成分の濃度を調整する。

（実施形態４）
次に、本発明の他の実施形態である実施形態４のバラスト水処理装置について説明する。実施形態４のバラスト水処理装置は、図６に示されるように、殺菌成分導入部４０として、殺菌成分を注入するのではなく、殺菌剤３を含む薬品容器４０’を配置したことが異なる他は実施形態１のバラスト水処理装置と同一の構成である。本実施形態では、殺菌成分調整手段７０は、循環配管８０に流すバラスト水の循環量を調整することによって殺菌成分の導入量を調整する。つまり、殺菌成分調整手段７０が、薬品容器４０’を通過させるバラスト水の循環量を多くすればするほど殺菌剤３がバラスト水に溶け出して殺菌成分を追加することができる。

殺菌剤３は、常温固体の薬剤であって、主配管２内を流れる海水中に溶け出すことにより、当該海水に存在している微生物や細菌類等を殺滅させる。

殺菌剤３は、塩素系殺菌剤を用いることが好ましい。塩素系殺菌剤としては、塩素化イソシアヌル酸塩及び次亜塩素酸塩からなる群より選択される１種以上を用いることが好ましい。次亜塩素酸塩としては、次亜塩素酸カルシウム等が挙げられる。殺菌剤３は、室温を超える温度領域での保存安定性が高く、かつ副生成物もないという観点から塩素化イソシアヌル酸塩を用いることが好ましい。

上記塩素化イソシアヌル酸塩は、イソシアヌル酸の窒素原子に結合した水素原子が塩素原子に置換された構造を有する化合物であって、３つの塩素原子により水素原子が置換されたトリクロロイソシアヌル酸（下記構造式（１））及び２つの塩素原子により水素原子が置換されたジクロロイソシアヌル酸ナトリウム（下記構造式（２））を含む。これらの塩素化イソシアヌル酸塩は、海水中に溶け出すことにより殺菌性を有する次亜塩素酸（ＨＯＣｌ）を発生し、これが主配管２内を流れる海水を殺菌処理する。

殺菌剤３の分量は、バラスト水量及び当該バラスト水の殺菌成分の濃度に応じて決定される。例えば殺菌剤の有効塩素濃度が５０％であり、殺菌成分の濃度が５ｍｇ／Ｌのバラスト水を１０００トン準備する場合、必要な殺菌剤の分量は１０ｋｇと算出される。

殺菌剤の形態は、特に限定されず、顆粒状、粉末状又は錠剤状等のいずれの形態を用いてもよいが、取扱いの簡便性を考慮すると、直径が１〜１００ｍｍである顆粒状又は錠剤状が好ましい。上記殺菌剤の形態は、海水の取り込み速度、バラストタンクの容量やバラスト水の水量、航海日数等に応じて適宜決定することが好ましい。例えば、短時間でＴＲＯ濃度を上昇させたい場合又はバラスト水の管理温度が高い場合は顆粒状を使用することが好ましい。比較的長時間効果を持続させたい場合又はバラスト水の管理濃度が低めの場合は錠剤状を使用することが好ましい。

殺菌剤３が充填される薬品容器４０’の構成について、図７を参照して詳細に説明する。薬品容器４０’は、容器本体４０Ａと、容器本体４０Ａ内に収容されるメッシュ状部材４０Ｂと、を備えている。メッシュ状部材４０Ｂには、複数の殺菌剤３が充填されている。容器本体４０Ａの側面にはスリット（図示せず）が設けられており、当該スリットを介してバラスト水が容器本体４０Ａ内部に流入する。メッシュ状部材４０Ｂは、殺菌剤３を内部に保持するとともに海水（バラスト水の場合もある）が十分に流入可能な程度の目開きを有している。

主配管２の一方の配管口２Ａ側（図６左側）から容器本体４０Ａ内に流入した海水は、殺菌剤３が充填されたメッシュ状部材４０Ｂ内を通過し、その後バラストタンク６０側（図６右側）へ流出する。この過程において、殺菌剤３が海水に溶け出すことにより次亜塩素酸が発生し、これがバラスト水の塩素濃度を上昇させる。

なお、本実施形態のように殺菌剤３がメッシュ状部材４０Ｂに充填される場合に限られず、メッシュ状部材４０Ｂの構成が省略され、容器本体４０Ａに殺菌剤３が直接充填されてもよい。また、本実施形態のように主配管２に薬品容器４０’が配置され、薬品容器４０’に殺菌剤３が充填される場合に限られず、薬品容器４０’の構成が省略され、主配管２の内部に殺菌剤３が直接配置されてもよい。この場合には、殺菌剤３が海水の流れによってバラストタンク６０側へ流れてしまうことを防止するため、殺菌剤３を堰き止めるためのメッシュ状部材４０Ｂを主配管２の内部に配置してもよい。

＜殺菌成分の濃度の調整＞
本実施形態のバラスト水処理装置１における殺菌成分の濃度（塩素濃度）の調整は、以下のようにして行われる。まず、予め設定された測定周期（例えば１２時間ごと）にバラストタンク６０内のバラスト水の殺菌成分の濃度を濃度測定部４１で測定する。そして、この測定データと基準値データとを比較し、当該測定データが基準値以上であるか否か（例えば、３ｍｇ／Ｌ以上であるか否か）を判定する。そして、基準値未満であると、殺菌成分の濃度が基準値以上となるように第１開閉弁７１Ａを開けて、第２、第３開閉弁７１Ｂ，７１Ｃを閉めた上で、バラストポンプ１０を起動する。これによりバラストタンク６０内のバラスト水が循環配管８０を通じて主配管２を流れ、迂回配管９０を経由してバラストタンク６０に戻される。このとき、循環したバラスト水が薬品容器４０’内の殺菌剤３を通過することにより、殺菌剤３から殺菌成分が溶け出すことで、バラストタンク６０内のバラスト水に殺菌成分が導入される。

以上のように、前記実施形態によれば、バラストタンク内のバラスト水の殺菌成分の濃度を高めることができるバラスト水処理装置及びバラスト水処理方法を提供することができる。

各実施形態が提供するバラスト水処理装置は、バラストタンクと、前記バラストタンクにバラスト水を導く主配管と、前記バラストタンク内に貯留されたバラスト水を前記主配管に戻す循環配管と、前記主配管における前記循環配管との接続部分よりも下流側に殺菌成分を導入する殺菌成分導入部と、を備えている。

上記バラスト水処理装置によれば、バラストタンク内のバラスト水の一部を循環配管経由で主配管に戻し、当該主配管からバラストタンクに戻すというバラスト水の循環を行うことができる。このバラスト水の循環において、主配管における循環配管との接続部分よりも下流側に殺菌成分導入部を配置し、当該殺菌成分導入部から主配管に殺菌成分を導入することにより、殺菌成分を含むバラスト水をバラストタンクに戻すことができる。つまり、上記バラスト水処理装置によれば、殺菌成分導入部からバラスト水に殺菌成分を追加で導入することができ、微生物の再増殖を抑制することができる。上記バラスト水処理装置によれば、バラストタンク内のバラスト水を循環配管に戻すことでバラスト水に殺菌成分を導入することができるため、殺菌剤の投入量を予め調整しなくてもよいという利点もある。

その上、従来のバラスト水処理装置の構成に対し、循環配管を新たに設けるだけの簡素な設備の追加のみでよいため、設置スペースを確保しにくい船舶においても上記バラスト水処理装置を適用しやすい。

ところで、上記バラスト水に対して殺菌成分を多量に注入すると、殺菌成分によっては、バラストタンク及び主配管に腐食が生じたり、殺菌剤の使用量が増えて材料コストが高くなったり、バラスト水の排水時に殺菌成分の中和処理に多大な時間及び中和剤が必要となったり、等の問題が生じることがある。

上記問題を解消すべく、上記バラスト水処理装置は、前記主配管に導入する殺菌成分の分量を調整する殺菌成分調整手段をさらに備えていてもよい。

上記構成によれば、殺菌成分導入部から主配管に導入する殺菌成分の分量を調整することができる。その結果、バラストタンク内のバラスト水を、適正な殺菌成分の濃度に調整することができる。

上記バラスト水処理装置は、前記バラストタンクに貯留されたバラスト水の殺菌成分の濃度を測定する濃度測定部をさらに備え、前記殺菌成分調整手段は、前記濃度測定部による測定結果に基づいて、殺菌成分導入部から主配管に導入する殺菌成分の分量を調整してもよい。

上記構成によれば、バラストタンク内のバラスト水の殺菌成分の濃度を測定し、その測定結果を殺菌成分調整手段にフィードバックすることにより、適正な分量の殺菌成分を主配管に導入することができ、バラストタンク内のバラスト水の殺菌成分の濃度を適度に高めることができる。

上記構成とは別の形態として、上記バラスト水処理装置は、前記バラストタンクから前記循環配管にバラスト水を流す指令を受け付ける入力部を有し、前記殺菌成分調整手段は、前記入力部で受け付けた指令に基づいて、殺菌成分導入部から主配管に導入する殺菌成分の分量を調整してもよい。

上記構成によれば、作業者が殺菌成分導入部から主配管に導入する殺菌成分の分量を入力することにより、バラスト水に導入される殺菌成分の分量を調整することができ、バラストタンク内のバラスト水の殺菌成分の濃度を適度に高めることができる。

上記バラスト水処理装置を搭載した船舶の入港予定日時までの時間に基づいて、殺菌成分導入部から主配管に導入する殺菌成分の分量を調整してもよい。

上記構成によれば、船舶の寄港日時に合わせて（例えば寄港する数時間前から数十時間前に）バラストタンク内のバラスト水に適量の殺菌成分を循環配管に流すことで、船舶の寄港直前にバラスト水を処理することができる。したがって、バラスト水の排水時にバラスト水の検査を受けた場合にも微生物等の数が基準を超えるリスクが非常に低くなる。

本実施形態の一局面に係るバラスト水処理方法は、バラストタンクに貯留したバラスト水を、循環配管を経由して主配管から前記バラストタンクに戻す循環工程を含み、前記循環工程において、前記主配管における前記循環配管との接続部分よりも下流側に殺菌成分を導入することにより、前記殺菌成分を含む前記バラスト水を前記バラストタンクに戻す。

上記構成によれば、循環工程において、殺菌成分が主配管に導入され、当該殺菌成分を含むバラスト水をバラストタンクに戻すことができる。これによりバラストタンク内のバラスト水の殺菌成分の濃度を高めることができ、微生物や細菌類の再増殖を抑制することができる。

上記バラスト水処理方法は、前記バラストタンクに貯留されたバラスト水の殺菌成分の濃度を測定する工程と、前記測定により得られた結果に基づいて、前記循環工程における前記主配管に導入する殺菌成分の分量を調整する工程と、をさらに含んでいてもよい。

上記工程を含むことにより、バラストタンク内のバラスト水の殺菌成分の濃度の測定結果をフィードバックした上で、主配管に導入する殺菌成分の分量を調整することができるため、バラスト水の殺菌成分の濃度を適度に高めることができる。

上記形態とは別の形態として、バラスト水処理方法は、前記バラストタンクから前記循環配管にバラスト水を流す指令を入力する工程と、前記入力された指令に基づいて、前記循環工程における主配管に導入する殺菌成分の分量を調整する工程と、をさらに含んでいてもよい。

上記構成によれば、作業者がバラストタンクから循環配管にバラスト水を流す指令を入力することにより、バラスト水を循環配管経由で主配管に戻すことができる。これにより、適量の殺菌成分をバラスト水に導入することができ、このバラスト水がバラストタンクに戻ることでバラストタンク内のバラスト水の殺菌成分の濃度を高めることができる。

上記形態とはさらに別の形態として、バラスト水処理方法は、上記バラスト水処理装置を搭載した船舶の入港予定日時までの時間に基づいて、前記循環工程における前記主配管に導入する殺菌成分の分量を調整する工程をさらに含んでいてもよい。

上記構成によれば、船舶の寄港日時に合わせて（例えば寄港する数時間前から数十時間前に）主配管に適量の殺菌成分を導入することで、船舶の寄港直前にバラスト水を処理することができる。したがって、バラスト水の排水時にバラスト水の検査を受けた場合にも微生物等の数が基準を超えるリスクが非常に低くなる。

本実施例では、図８に示されるバラスト水処理装置１００を用いて、容量約２００ｍ³のバラストタンク６０に対して１００ｍ³の海水を供給した。具体的には、まずバラストポンプ１０を起動させてポンプ圧により主配管２の配管口２Ａから海水を取り込んだ。この海水をフィルター２０に通過させることにより、海水中の微生物や粒子を除去した。

次いで、上記フィルター濾過後の海水に対し、殺菌成分導入部４０からジクロロイソシアヌル酸ナトリウムを溶解したＴＲＯ２０００ｍｇ／Ｌの溶液を注入することにより海水に塩素成分を含有せしめた。塩素成分を含む海水をミキサー５０で攪拌して海水中の塩素成分を均一にすることによりバラスト水とした上でバラストタンク６０に漲水した。

漲水直後のバラスト水及び漲水から１０日経過後のバラスト水をサンプリングした。

次に、漲水から１０日経過後に第１開閉弁７１Ａを開け、かつ第２開閉弁７１Ｂ及び第３開閉弁７１Ｃを閉じた後に、バラストポンプ１０を起動することにより、バラストタンク６０内のバラスト水を循環配管８０経由で主配管２に流した。主配管２に流入したバラスト水は、フィルター２０を通過させずに迂回配管９０を経由して殺菌成分導入部４０及びミキサー５０を通過させてバラストタンク６０に戻された。殺菌成分導入部４０を通過直後のバラスト水のＴＲＯ濃度が３ｍｇ／Ｌとなるように殺菌成分導入部４０による殺菌成分の注入量を調整した。上記バラスト水の循環を１時間行うことにより、１００トンのバラスト水を循環配管８０経由で主配管２からバラストタンク６０に戻した。この循環を終えたバラスト水をサンプリングした。

＜評価＞
上記でサンプリングした３種のバラスト水（漲水直後のバラスト水、漲水から１０日経過後のバラスト水、及びバラスト水循環後のバラストタンク内のバラスト水）のそれぞれについて、ＴＲＯ濃度及び従属栄養細菌数（海水培地）を測定した。また比較として、海水の従属栄養細菌数を測定した。ＴＲＯ濃度は、ＤＰＤ方式のクロリメーターＩＩ（ＨＡＣＨ社製）によって測定した値を採用した。この結果を以下の表１に示す。

表１の「漲水直後」、「１０日経過後」及び「循環後」はそれぞれ、バラスト水漲水直後のバラスト水、漲水から１０日経過後のバラスト水、バラスト水を循環させた後のバラスト水、をサンプリングしたものを意味している。

上記表１に示される結果から明らかなように、漲水直後のバラスト水はＴＲＯ濃度が５．０ｍｇ／Ｌであったが、漲水から１０日経過後のバラスト水はＴＲＯ濃度が０．２ｍｇ／Ｌまで低下していた。

上記表１の「漲水直後」及び「１０日経過後」の細菌数のデータの対比から、漲水時に殺菌剤によって細菌数を低く抑制しても、漲水から１０日経過すると細菌数が再増殖してしまうことが明らかとなった。このように細菌が再増殖した原因は、表１のＴＲＯ濃度に示すデータに示されるように、バラスト水内のＴＲＯ濃度が減少したことによるものと考えられる。

そこで、上記細菌の再増殖に対して、循環配管８０を用いてバラスト水を循環させることにより殺菌成分導入部４０からバラスト水に塩素成分を導入した。そして、バラスト水のＴＲＯ濃度を３．２ｍｇ／Ｌまで上昇させたところ、表１の「循環後」の細菌数のデータに示すように、細菌数を１．２×１０¹ｃｆｕ／ｃｃ程度にまで抑制できた。

以上の結果から、バラストタンク６０内のバラスト水を循環配管８０経由で主配管２に戻し、かつ殺菌成分導入部４０から殺菌成分を追加で導入することにより、バラストタンク６０内のバラスト水の殺菌成分の濃度を高めることができた。これにより細菌数の再増殖を抑制させることができることが明らかとなり、本発明の効果が示された。

今回開示された実施形態は全ての点で例示であって、制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

Claims (9)

1. バラストタンクと、
   前記バラストタンクにバラスト水を導く主配管と、
   前記バラストタンク内に貯留されたバラスト水を前記主配管に戻す循環配管と、
   前記主配管における前記循環配管との接続部分よりも下流側に殺菌成分を導入する殺菌成分導入部と、を備えた、バラスト水処理装置。
2. 前記殺菌成分導入部から前記主配管に導入する殺菌成分の分量を調整する殺菌成分調整手段をさらに備えた、請求項１に記載のバラスト水処理装置。
3. 前記バラストタンクに貯留されたバラスト水の殺菌成分の濃度を測定する濃度測定部をさらに備え、
   前記殺菌成分調整手段は、前記濃度測定部による測定結果に基づいて、前記殺菌成分導入部から前記主配管に導入する殺菌成分の分量を調整する、請求項２に記載のバラスト水処理装置。
4. 前記バラストタンクから前記循環配管にバラスト水を流す指令を受け付ける入力部を有し、
   前記殺菌成分調整手段は、前記入力部で受け付けた指令に基づいて、前記殺菌成分導入部から前記主配管に導入する殺菌成分の分量を調整する、請求項２に記載のバラスト水処理装置。
5. 請求項２又は３のバラスト水処理装置を搭載した船舶の入港予定日時までの時間に基づいて、前記殺菌成分導入部から前記主配管に導入する殺菌成分の分量を調整する、請求項２又は３に記載のバラスト水処理装置。
6. バラストタンクに貯留したバラスト水を、循環配管を経由して主配管から前記バラストタンクに戻す循環工程を含み、
   前記循環工程において、前記主配管における前記循環配管との接続部分よりも下流側に殺菌成分を導入することにより、前記殺菌成分を含む前記バラスト水を前記バラストタンクに戻す、バラスト水処理方法。
7. 前記バラストタンクに貯留されたバラスト水の殺菌成分の濃度を測定する工程と、
   前記測定により得られた結果に基づいて、前記循環工程における前記主配管に導入する殺菌成分の分量を調整する工程と、をさらに含む、請求項６に記載のバラスト水処理方法。
8. 前記バラストタンクから前記循環配管にバラスト水を流す指令を入力する工程と、
   前記入力された指令に基づいて、前記循環工程における前記主配管に導入する殺菌成分の分量を調整する工程と、をさらに含む、請求項６に記載のバラスト水処理方法。
9. 請求項１〜５のいずれか一項に記載されたバラスト水処理装置を搭載した船舶の入港予定日時までの時間に基づいて、前記循環工程における前記主配管に導入する殺菌成分の分量を調整する工程をさらに含む、請求項６に記載のバラスト水処理方法。

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