JPWO2020138300A1 - バラスト水処理装置 - Google Patents

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Abstract

バラスト水処理装置は、バラスト水処理用の薬剤を保持する薬剤保持容器と、前記薬剤保持容器から供給される前記薬剤と前記薬剤を溶解させるための水とを収容するタンク本体と、前記タンク本体内において前記薬剤と前記水とを混合する混合部と、を有する薬液調製タンクと、前記薬液調製タンクにおいて前記薬剤を前記水に溶解させることにより得られた薬液を貯留する薬液貯留タンクと、前記薬液貯留タンクに貯留された前記薬液をバラスト水に供給する薬液供給部と、を備えている。

Description

本発明は、バラスト水処理装置に関する。
貨物船やコンテナ船などの船舶を積荷が搭載されていない状態で安定させるために、海水を船舶内にバラスト水として貯留することが知られている。船舶に積荷を搭載する時にはバラスト水を海に排出する必要があるが、この時、バラスト水中に存在する微生物などにより海の生態系が破壊されるという問題がある。
この問題に対し、特許文献１，２に記載されているように、バラスト水を殺菌処理する対策がなされている。特許文献１には、薬剤溶解タンクと、当該薬剤溶解タンクの内部に投入される殺菌剤などの貯蔵と配分のための薬剤定量投入器と、当該薬剤定量投入器から薬剤溶解タンクに投入された薬剤を溶媒と共に混合及び溶解させるための撹拌器と、を含むバラスト水殺菌処理用薬剤貯蔵及び溶解装置が記載されている。また特許文献２には、バラスト配管に両端が接続されたバイパス配管に薬剤を供給するバラスト水処理装置が記載されている。
特許文献１に記載された装置では、薬剤定量投入器から薬剤溶解タンクに薬剤を投入し、撹拌器によって当該薬剤と溶媒を混合することにより薬液を調製し、当該薬液をバラスト水に注入することができる。しかし、この装置では、薬剤溶解タンク内において混合が不十分な状態で薬液を注入してしまう懸念があり、薬剤濃度が安定した薬液をバラスト水に供給するのが困難という課題がある。また特許文献２に記載された装置においても、同様の課題がある。
特表２０１７−５２７４３９号公報 国際公開第２０１８／１６８６６５号公報
本発明の目的は、薬剤濃度が安定した薬液をバラスト水に供給することが可能なバラスト水処理装置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、バラスト水処理用の薬剤を保持する薬剤保持容器と、前記薬剤保持容器から供給される前記薬剤と前記薬剤を溶解させるための水とを収容するタンク本体と、前記タンク本体内において前記薬剤と前記水とを混合する混合部と、を有する薬液調製タンクと、前記薬液調製タンクにおいて前記薬剤を前記水に溶解させることにより得られた薬液を貯留する薬液貯留タンクと、前記薬液貯留タンクに貯留された前記薬液をバラスト水に供給する薬液供給部と、を備えている。
本発明によれば、薬剤濃度が安定した薬液をバラスト水に供給することが可能なバラスト水処理装置を提供することができる。
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模式的に示す図である。 図１中の線分ＩＩ−ＩＩに沿った殺菌液調製タンクの断面を模式的に示す図である。 バラスティング時における上記バラスト水処理装置の動作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模式的に示す図である。 本発明のその他実施形態に係るバラスト水処理装置を説明するための模式図である。
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係るバラスト水処理装置について詳細に説明する。
（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及び図２を参照して説明する。バラスト水処理装置１は、例えば貨物船やコンテナ船などの船舶内に設置されたバラストタンクの漲水（バラスティング）時にバラスト水Ｗ１を殺菌処理し、またバラストタンクからのバラスト水Ｗ１の排出（デバラスティング）時にバラスト水Ｗ１を中和処理するための装置であり、例えば船舶のエンジンルーム内に設置して使用される。
図１に示すように、船舶内には、バラスト水Ｗ１をバラストタンク（図示しない）に導くバラスト配管２と、バラスト配管２に両端が接続されたバイパス配管３と、バイパス配管３に設置されたバイパスポンプ３Ａと、バイパス配管３よりも下流側においてバラスト配管２に両端が接続された測定用バイパス配管４と、測定用バイパス配管４に設置された測定用バイパスポンプ４Ａと、バラスト配管２内のバラスト水Ｗ１の流量を測定する流量測定部５と、が設置されている。流量測定部５は、バラスト配管２においてバイパス配管３の上流端の接続部よりも上流側に設置されている。また流量測定部５よりも上流側には、バラスト配管２内にバラスト水Ｗ１（海水）を汲み上げるバラストポンプ（図示しない）やフィルターユニットなどが設置されている。
バラスト配管２の途中には、ミキサー５Ａが設けられている。図１に示すように、ミキサー５Ａは、バラスト水Ｗ１が蛇行状に流れるように構成されており、バイパス配管３の下流端がミキサー５Ａに接続されている。これにより、バラスト配管２内を流れるバラスト水Ｗ１とバイパス配管３からバラスト配管２に合流するバラスト水Ｗ１とを、ミキサー５Ａにおいて混合することができる。
測定用バイパス配管４における測定用バイパスポンプ４Ａよりも下流側の部位には、分岐配管６が接続されている。分岐配管６には、測定用バルブ６Ａと定流量バルブ６Ｂとが設けられており、測定用バルブ６Ａを開くことにより、測定用バイパス配管４から分岐配管６に分流したバラスト水Ｗ１を、濃度測定部７に一定流量で導入することができる。この濃度測定部７により、バラスト水Ｗ１の残留塩素濃度が測定される。なお、定流量バルブ６Ｂは、濃度測定部７での測定を安定させるために設けられている。また濃度測定後のバラスト水Ｗ１は、水受け部８に溜まる。
バラスト配管２には、測定用バイパス配管４の下流端の接続部よりも下流側に排水配管５Ｂが接続されている。排水配管５Ｂにはバルブ５Ｃが設けられており、バラスト配管２において排水配管５Ｂの接続部よりも下流側にもバルブ５Ｄが設けられている。
図１に示すように、バラスト水処理装置１は、薬剤保持容器１０と、薬液調製タンク２０と、薬液貯留タンク３０と、薬液供給部４０と、制御部５０と、を主に備えている。なお、図１は、バラスト水処理装置１における主要な構成要素のみを示しており、バラスト水処理装置１は、同図に現れていない他の構成要素も備え得るものである。以下、バラスト水処理装置１の各構成要素について説明する。
薬剤保持容器１０は、バラスト水処理用の薬剤（殺菌剤Ｓ１、中和剤Ｎ１）を保持するものであり、殺菌剤保持容器１１と、中和剤保持容器１２と、を有している。
殺菌剤保持容器１１は、バラスト水Ｗ１を殺菌処理するための殺菌剤Ｓ１を収容するホッパーである。殺菌剤保持容器１１の上部には殺菌剤Ｓ１の投入口１３が設けられており、殺菌剤保持容器１１の底部には殺菌剤Ｓ１の落下口１５が設けられている。図１に示すように、殺菌剤保持容器１１は、落下口１５に向かって先細りとなるテーパ形状を有している。殺菌剤Ｓ１としては、例えば顆粒状又は粉末状のジクロロイソシアヌル酸ナトリウムを用いることができるが、特に限定されない。
殺菌剤保持容器１１には、殺菌剤Ｓ１の残量を検知する残量検知部１４が設けられている。残量検知部１４は、例えばフォトセンサーにより構成されており、殺菌剤保持容器１１内に設置された発光部１４Ａと、発光部１４Ａに対向する受光部１４Ｂと、を有している。殺菌剤Ｓ１の残量が十分である場合には、発光部１４Ａからの光Ｌ１が殺菌剤Ｓ１により遮られるため、受光部１４Ｂによる受光量が少なくなる。一方、殺菌剤Ｓ１の残量が少なくなると、図１に示すように光Ｌ１が殺菌剤Ｓ１により遮られずに受光部１４Ｂに届くため、受光量が多くなる。このような受光量の変化に基づいて、殺菌剤Ｓ１の残量が少なくなったことを検知することができる。
殺菌剤保持容器１１には、冷却機構１６が設けられている。殺菌剤Ｓ１を高温下におくと塩素系ガスが発生するが、冷却機構１６によりこれを防ぐことができる。冷却機構１６の構成は特に限定されないが、例えば、殺菌剤保持容器１１を覆う冷却水ジャケットにより構成されていてもよい。
中和剤保持容器１２は、バラスト水Ｗ１を中和処理するための中和剤Ｎ１を収容するホッパーであり、基本的に殺菌剤保持容器１１と同様に構成されているが、冷却機構１６は設けられていない。中和剤Ｎ１は、例えば亜硫酸ナトリウムなどの還元剤であり、酸化すると中和能力が低下する。これを防止するため、中和剤保持容器１２は、パッキンなどを用いた密閉度の高い構造となっている。図１において、殺菌剤保持容器１１について説明した構成と同じ構成については同じ参照符号を付し、その説明を省略する。
薬液調製タンク２０は、薬剤（殺菌剤Ｓ１、中和剤Ｎ１）が水Ｗ２に溶解した薬液（殺菌液Ｓ１１、中和液Ｎ１１）を調製するものであり、殺菌液調製タンク２１と、中和液調製タンク２２と、を有している。
図１に示すように、殺菌液調製タンク２１は、殺菌剤保持容器１１に対して鉛直方向下側に設置されており、タンク本体２３と、混合部２４と、を有している。タンク本体２３は、殺菌剤保持容器１１から供給される殺菌剤Ｓ１と当該殺菌剤Ｓ１を溶解させるための水Ｗ２とを収容するものであり、例えば円筒形状を有している。混合部２４は、タンク本体２３内において殺菌剤Ｓ１と水Ｗ２とを混合するものである。
タンク本体２３は、例えば１０Ｌ程度の容積を有し、上側タンク口２３Ａ及び下側タンク口２３Ｂが設けられている。タンク本体２３には、下側タンク口２３Ｂに向かって下向きに傾斜する底面２３ＢＢが設けられている。この底面２３ＢＢを設けることにより、船舶が傾いた時でも、タンク本体２３内の溶液（殺菌液Ｓ１１）が下側タンク口２３Ｂに向かって流れることができる。
図１に示すように、上側タンク口２３Ａは、上下に延びる第１配管９０により殺菌剤保持容器１１の落下口１５に接続されている。第１配管９０には、殺菌剤保持容器１１から殺菌液調製タンク２１（タンク本体２３）への殺菌剤Ｓ１の供給（落下）及びその停止を切り替える第１バルブ９１及び第２バルブ９２が上下に並んで設置されている。第２バルブ９２は例えばピンチバルブであり、これにより殺菌液調製タンク２１から殺菌剤保持容器１１への湿気の侵入が防止される。また第１配管９０内に乾燥空気を供給する乾燥空気供給部（図示しない）をさらに設けることにより、湿気による殺菌剤Ｓ１の固着防止対策が採られていてもよい。
タンク本体２３は、密閉構造を有しており、例えばチタンなどの耐腐食性及び耐久性に優れた金属により構成されている。このため、殺菌液調製タンク２１において高濃度の殺菌液Ｓ１１を調製することができる。なお、タンク本体２３の材質はチタンに限定されるものではなく、例えば塩化ビニルなどの樹脂を用いることもできるが、耐腐食性及び耐久性を兼ね備えるチタンが好ましい。
混合部２４は、タンク本体２３内の中心付近に配置されており、タンク本体２３の外に設置されたモーターなどの駆動源２４Ａと、駆動源２４Ａにより軸周りに回転する回転軸２４Ｂと、回転軸２４Ｂの下端部に設けられた撹拌翼２４Ｃと、を含む。
図２は、図１中の線分ＩＩ−ＩＩに沿った殺菌液調製タンク２１の断面を示している。図２に示すように、殺菌液調製タンク２１は、タンク本体２３内において混合部２４の周囲に配置された複数（本実施形態では４枚）の邪魔板２５を有している。各邪魔板２５は、タンク本体２３の内面から中心に向かって径方向内向きに延びており、且つ回転軸２４Ｂと平行になるように上下に延びている。
バラスト水処理装置１は、殺菌液調製タンク２１内の殺菌液Ｓ１１の量が予め定められた下限量以下であるか否かを検知する第１検知部２６を備えている。図１に示すように、第１検知部２６は、タンク本体２３内に配置された液面計であり、殺菌液Ｓ１１の液面位置に基づいて上記検知を行う。
中和液調製タンク２２は、基本的に殺菌液調製タンク２１と同様に構成されている。図１において、殺菌液調製タンク２１について説明した構成と同じ構成については同じ参照符号を付し、その説明を省略する。
バラスト水処理装置１は、薬剤（殺菌剤Ｓ１、中和剤Ｎ１）を溶解させるための水Ｗ２を貯留する貯水部５１を備えている。貯水部５１の底部には、給水配管５４の一方の端部が接続されている。図１に示すように、給水配管５４は２本に分岐しており、各分岐部分の端部が殺菌液調製タンク２１内及び中和液調製タンク２２内における液面の上方で開口している。また各分岐部分には、貯水部５１から殺菌液調製タンク２１及び中和液調製タンク２２への水Ｗ２の供給及びその停止を切り替える給水バルブ５２が設けられている。
バラスト水処理装置１は、貯水部５１に貯留された水Ｗ２を加熱する加熱部５３を備えている。加熱部５３は、例えば電熱ヒーターにより構成されており、貯水部５１内の底部近傍に設置されている。これにより、加温された水Ｗ２を殺菌液調製タンク２１及び中和液調製タンク２２にそれぞれ供給することができるため、各タンク内において高濃度の薬液を早く（若しくは短時間で）調製することができる。
薬液貯留タンク３０は、薬液調製タンク２０において薬剤を水Ｗ２に溶解させることにより得られた薬液（殺菌液Ｓ１１、中和液Ｎ１１）を貯留するものである。薬液貯留タンク３０は、殺菌液貯留タンク３１と、中和液貯留タンク３２と、を有している。
殺菌液貯留タンク３１は、殺菌液調製タンク２１（タンク本体２３）と同じ又はこれよりも大きい容積を有する密閉タンクであり、殺菌液調製タンク２１に対して鉛直方向下側に配置されている。すなわち、殺菌剤保持容器１１、殺菌液調製タンク２１及び殺菌液貯留タンク３１は、鉛直方向（上下方向）に互いに重なるように配置されている。
殺菌液貯留タンク３１には、上側タンク口３１Ａ及び下側タンク口３１Ｂがそれぞれ設けられている。図１に示すように、上側タンク口３１Ａは、上下に延びる第２配管６０により殺菌液調製タンク２１（タンク本体２３）の下側タンク口２３Ｂに接続されている。第２配管６０には、殺菌液調製タンク２１から殺菌液貯留タンク３１への殺菌液Ｓ１１の供給（落下）及びその停止を切り替える第３バルブ６１が設けられている。また殺菌液貯留タンク３１の底面の一部、具体的には当該底面のうち下側タンク口３１Ｂが設けられた部位が下方に凹むことにより、凹部３１ＢＢが形成されている。
バラスト水処理装置１は、殺菌液貯留タンク３１内の殺菌液Ｓ１１の量が予め定められた下限量以下であるか否かを検知する第２検知部３５を備えている。図１に示すように、第２検知部３５は、殺菌液貯留タンク３１内に配置された液面計であり、殺菌液Ｓ１１の液面位置に基づいて上記検知を行う。具体的には、殺菌液貯留タンク３１内の殺菌液Ｓ１１の液面が下がり、それに伴って第２検知部３５のフロート部３２Ａの位置が凹部３１ＢＢ内まで下がることにより第２検知部３５内の通電状態が変化し、これに基づいて殺菌液Ｓ１１の量が下限量以下になったことを検知することができる。なお、図１に示すように、凹部３１ＢＢを設けることにより、フロート部３２Ａによって殺菌液貯留タンク３１内の殺菌液Ｓ１１の減少が検知された時に、殺菌液貯留タンク３１内に残っている殺菌液Ｓ１１の量を少なくすることができる。
バラスト水処理装置１は、ガス排出機構７０を備えている。図１に示すように、ガス排出機構７０は、殺菌液調製タンク２１（タンク本体２３）内及び殺菌液貯留タンク３１内において液面の上方空間に開口するように分岐したガス排出管７２と、ガス排出管７２に設置されたブロワ７１と、を有している。
ここで、殺菌液調製タンク２１内及び殺菌液貯留タンク３１内では、以下の反応により塩素ガスが発生する。まず、殺菌剤Ｓ１（ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム）の水Ｗ２への溶解は、Ｃ３Ｈ４Ｃｌ２Ｎ３Ｏ５Ｎａ→Ｃ３Ｈ３Ｎ３Ｏ３＋ＮａＣｌＯ＋ＨＣｌＯ、の反応式の通りである。そして、殺菌液Ｓ１１の分解により、２ＨＣｌＯ→２ＨＣｌ＋Ｏ２↑、ＨＣｌ＋ＨＣｌＯ⇔Ｃｌ２＋Ｈ２Ｏ、の反応が進行し、塩素ガスが発生する。
上記反応により発生する塩素ガスを、ブロワ７１を起動することにより、ガス排出管７２を通じて殺菌液調製タンク２１内及び殺菌液貯留タンク３１内から外に排出することができる。ここで、図１に示すように、殺菌液貯留タンク３１の上部においてガス排出管７２の端部が配置される側と反対側の部位には、吸気弁３３が設けられている。これにより、殺菌液貯留タンク３１内において吸気弁３３側からガス排出管７２の端部側に向かうガスの流れを生じさせることができるため、塩素ガスをより排出し易くなる。
中和液貯留タンク３２は、基本的に殺菌液貯留タンク３１と同様に構成されているが、吸気弁３３に代えてブリーザ弁３４が設けられている点で異なっている。ブリーザ弁３４は、中和液貯留タンク３２内の圧力が大気圧よりも高い時にはタンク外へ空気を逃がし、一方で中和液貯留タンク３２内の圧力が大気圧よりも低い時にはタンク内に空気を吸い込む機能を有している。また中和液貯留タンク３２内の圧力が大気圧である場合には、ブリーザ弁３４は閉状態となる。図１中の中和液貯留タンク３２において、殺菌液貯留タンク３１について説明した構成と同じ構成については同じ参照符号を付し、その説明を省略する。
薬液供給部４０は、薬液貯留タンク３０に貯留された薬液（殺菌液Ｓ１１、中和液Ｎ１１）をバラスト水Ｗ１に供給するものであり、殺菌液供給部４１と、中和液供給部４２と、を有している。
殺菌液供給部４１は、一方の端部が殺菌液貯留タンク３１の下側タンク口３１Ｂに接続されると共に他方の端部がバイパス配管３（バイパスポンプ３Ａよりも下流側の部位）に接続された供給配管４３と、供給配管４３に設置された供給ポンプ４４及びその下流側の供給バルブ４５と、を有している。
中和液供給部４２は、基本的に殺菌液供給部４１と同様に構成されているが、図１に示すように、中和液供給部４２の供給配管４３の下流端は、バイパス配管３において殺菌液供給部４１の供給配管４３の下流端よりも下流側に接続されている。図１中の中和液供給部４２において、殺菌液供給部４１について説明した構成と同じ構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。
制御部５０は、バラスト水処理装置１の各種動作を制御するコントロールユニットである。制御部５０は、第１〜第３バルブ９１，９２，６１、給水バルブ５２、供給バルブ４５、混合部２４、加熱部５３及び供給ポンプ４４を制御する出力部５５と、第１検知部２６及び第２検知部３５による検知結果を受け付ける受付部５６と、バラスト水処理装置１の各種動作プログラムを記憶する記憶部５７と、を含む。
各動作プログラムには上記各機器の制御順序の情報が含まれており、出力部５５がこれに従って上記各機器を制御する。出力部５５及び受付部５６は中央演算処理装置（ＣＰＵ；Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）により構成されており、記憶部５７はメモリーにより構成されている。以下、制御部５０により行われるバラスト水処理装置１の動作について詳細に説明する。
＜バラスティング時の殺菌処理＞
はじめに、バラスティング時の殺菌処理におけるバラスト水処理装置１の動作について、図３のフローチャートに従って説明する。
まず、バルブ５Ｄを開状態で且つバルブ５Ｃを閉状態とし、バラストポンプ（図示しない）を作動させることにより、海水をバラスト配管２内にバラスト水Ｗ１として汲み上げる。汲み上げられたバラスト水Ｗ１は、バラスト配管２内をバラストタンクに向かって流れ（図１中の右側から左側）、バラストタンク内に注水される。この時、バイパスポンプ３Ａを作動させることにより、バラスト水Ｗ１の一部をバラスト配管２からバイパス配管３に分流させる。そして、バイパス配管３を流れたバラスト水Ｗ１は、ミキサー５Ａにおいて、バラスト配管２を流れるバラスト水Ｗ１に合流する。
このバラスティング時に、殺菌液Ｓ１１を、バイパス配管３内を流れるバラスト水Ｗ１に供給（注入）する（ステップＳ１０）。具体的には、制御部５０が、殺菌液供給部４１の供給バルブ４５を開くと共に供給ポンプ４４を作動させる。これにより、殺菌液貯留タンク３１から流出した殺菌液Ｓ１１が、供給配管４３を通じてバイパス配管３内に注入される。その後、ミキサー５Ａにおいて、殺菌液Ｓ１１がバラスト水Ｗ１中に均一に混ざる。
またバラスティングの際、殺菌液Ｓ１１の注入後のバラスト水Ｗ１の残留塩素濃度が、濃度測定部７により測定される。具体的には、測定用バイパスポンプ４Ａを作動させると共に測定用バルブ６Ａを開くことにより、濃度測定部７にバラスト水Ｗ１を流入させる。そして、制御部５０は、濃度測定部７により測定された残留塩素濃度が設定濃度（例えば、７ｍｇ／Ｌ）に近づくように、殺菌液供給部４１の供給ポンプ４４の動作を制御する。
このように、殺菌液Ｓ１１をバラスト水Ｗ１に注入することにより殺菌液貯留タンク３１内の殺菌液Ｓ１１の量が減少し、殺菌液貯留タンク３１内の殺菌液Ｓ１１の量が予め定められた下限量以下であることが第２検知部３５により検知されると（ステップＳ２０の「ＹＥＳ」）、その検知信号が制御部５０（受付部５６）に入力される。そして、制御部５０は、当該検知信号に基づいて、殺菌液調製タンク２１から殺菌液貯留タンク３１に殺菌液Ｓ１１を補充する殺菌液補充動作（薬液補充動作）を行う（ステップＳ３０）。具体的には、制御部５０（出力部５５）は、第３バルブ６１を閉状態から開状態に切り替える。これにより、殺菌液Ｓ１１が、殺菌液調製タンク２１から第２配管６０を通じて殺菌液貯留タンク３１に落下し、殺菌液貯留タンク３１に殺菌液Ｓ１１が補充される。
上記補充動作により殺菌液調製タンク２１内の殺菌液Ｓ１１の量が減少し、殺菌液調製タンク２１内の殺菌液Ｓ１１の量が予め定められた下限量以下になったことが第１検知部２６により検知されると（ステップＳ４０の「ＹＥＳ」）、その検知信号が制御部５０（受付部５６）に入力される。そして、制御部５０は、当該検知信号に基づいて、殺菌液調製動作（薬液調製動作）を開始する（ステップＳ５０）。具体的には、制御部５０は、第３バルブ６１を閉状態に切り替え、給水バルブ５２を開状態に切り替えると共に第１及び第２バルブ９１，９２を開状態に切り替え、且つ回転軸２４Ｂを回転させる。
これにより、貯水部５１から給水配管５４を通じて殺菌液調製タンク２１内に水Ｗ２が供給されると共に、殺菌剤保持容器１１から第１配管９０を通じて殺菌液調製タンク２１内に殺菌剤Ｓ１が落下する。そして、殺菌剤Ｓ１を含んだ水Ｗ２が、撹拌翼２４Ｃにより撹拌混合される。これにより、殺菌剤Ｓ１が水Ｗ２に溶解し、所定濃度の殺菌液Ｓ１１が調製される。この時、制御部５０が加熱部５３を作動させることにより、加温された水Ｗ２が殺菌液調製タンク２１に供給されてもよい。この場合、殺菌剤Ｓ１が水Ｗ２に早く溶解するため、高濃度の殺菌液Ｓ１１を早く（若しくは短時間で）調製することができる。
なお、殺菌液調製動作の実行時間は、コントロールユニットに内蔵のタイマーにより管理されるが、殺菌液貯留タンク３１内の殺菌液Ｓ１１の量がタンク満水時から補充開始の指標となる下限量に至るまでの時間に比べて短い。一例として、前者が５〜１０分程度であるのに対し、後者が２０分程度（供給ポンプ４４の出力最大時）である。
また制御部５０は、殺菌液調製動作において、予め定められた一定量の水Ｗ２が貯水部５１から殺菌液調製タンク２１に供給されるように、給水バルブ５２の開時間を制御する。具体的には、貯水部５１には予め定められた一定量の水Ｗ２が貯留されており、制御部５０は、貯水部５１内の水Ｗ２が全て殺菌液調製タンク２１に供給されるまで、給水バルブ５２の開状態を維持する。
また制御部５０は、第１検知部２６の検知信号に基づいて殺菌液調製動作を開始する場合に限定されず、殺菌液補充動作の開始から予め定められた時間が経過した時に、上記殺菌液調製動作を開始してもよい。この経過時間は、コントロールユニットに内蔵のタイマーにより計測されてもよい。
＜殺菌液の排出＞
次に、殺菌液Ｓ１１の排出時におけるバラスト水処理装置１の動作について説明する。殺菌液Ｓ１１は、タンクなどの機器に悪影響を与え得るため、上記バラスティングの完了後に以下のプロセスにより全て船外へ排出する。
まず、殺菌液Ｓ１１を排出する際には、バルブ５Ｄが閉状態で且つバルブ５Ｃが開状態とされる。このため、バラストポンプにより船外から汲み上げられたバラスト水Ｗ１は、バラスト配管２、バイパス配管３及び測定用バイパス配管４内を流れた後に排水配管５Ｂ内に流入し、当該排水配管５Ｂを通じて船外へ排出される。
この状態で、制御部５０（出力部５５）は、殺菌液供給部４１及び中和液供給部４２のそれぞれの供給バルブ４５を開くと共に、それぞれの供給ポンプ４４を作動させる。これにより、殺菌液貯留タンク３１内に残った殺菌液Ｓ１１が、バイパス配管３内を流れるバラスト水Ｗ１中に排出され、その後、中和液Ｎ１１が注入されることによりバラスト水Ｗ１が無害化される。
このように、中和処理により無害化されたバラスト水Ｗ１が、排水配管５Ｂを通じて船外へ排出される。なお、バラスティング時と同様に、濃度測定部７によりバラスト水Ｗ１の残留塩素濃度が測定される。殺菌液Ｓ１１の排出時には、当該残留塩素濃度が０ｍｇ／Ｌとなるように、殺菌液Ｓ１１と中和液Ｎ１１の注入量のバランスを調整する。
そして、殺菌液貯留タンク３１が空になった後、制御部５０（出力部５５）は、第３バルブ６１を閉状態から開状態に切り替える。これにより、殺菌液調製タンク２１（タンク本体２３）内に残った殺菌液Ｓ１１が、第２配管６０、殺菌液貯留タンク３１、供給配管４３を順に通じてバイパス配管３内に排出される。そして、上記同様に、中和液Ｎ１１の注入により無害化されたバラスト水Ｗ１が、排水配管５Ｂを通じて船外へ放出される。
このようにして、殺菌液貯留タンク３１内及び殺菌液調製タンク２１内に残った殺菌液Ｓ１１が排出された後、続いて殺菌液貯留タンク３１及び殺菌液調製タンク２１の洗浄が行われる。具体的には、制御部５０は、殺菌液調製タンク２１及び殺菌液貯留タンク３１からの殺菌液Ｓ１１の排出が完了したことを示す排出完了信号（殺菌液調製タンク２１内の殺菌液Ｓ１１の量が下限量以下であることを示す第１検知部２６からの信号、及び、殺菌液貯留タンク３１内の殺菌液Ｓ１１の量が下限量以下であることを示す第２検知部３５からの信号の両方）に基づいて、給水バルブ５２を閉状態から開状態に切り替える。これにより、貯水部５１から給水配管５４を通じて殺菌液調製タンク２１内に水Ｗ２が供給され、当該水Ｗ２により殺菌液調製タンク２１の内面が洗浄される。
また制御部５０は、殺菌液調製タンク２１内に一定量の水Ｗ２が溜まった後、第３バルブ６１を閉状態から開状態に切り替える。これにより、水Ｗ２は、第２配管６０を通じて殺菌液調製タンク２１から殺菌液貯留タンク３１内に落下し、殺菌液貯留タンク３１の内面も水Ｗ２により洗浄される。その後、制御部５０が供給バルブ４５を開状態に切り替え且つ供給ポンプ４４を作動させることにより、洗浄後の水Ｗ２が殺菌液貯留タンク３１から排出される。
この洗浄動作により、殺菌液調製タンク２１及び殺菌液貯留タンク３１の腐食を防止し、また各タンクの内面に水滴状態で残っている殺菌液Ｓ１１を完全に洗い流すことによって塩素ガスの発生を完全に無くすこともできる。また殺菌液貯留タンク３１及び殺菌液調製タンク２１からの殺菌液Ｓ１１の排出が完了した後、吸気弁３３を開き且つブロワ７１を作動させることにより、両タンク内の塩素ガスをタンク外に排出してもよい。
以上の通り、本実施形態に係るバラスト水処理装置１では、殺菌液調製タンク２１と殺菌液貯留タンク３１とが別々に設けられている。そして、殺菌液調製タンク２１において殺菌剤Ｓ１と水Ｗ２とを混合することにより殺菌液Ｓ１１を調製し、殺菌液Ｓ１１を殺菌液貯留タンク３１において一旦貯留した後に、バラスト水Ｗ１に供給することができる。このため、殺菌液調製タンク２１で調製した殺菌液Ｓ１１をバラスト水Ｗ１に直接供給するものとは異なり、混合が不十分な殺菌液Ｓ１１がバラスト水Ｗ１に供給されることを防止し、薬剤濃度が安定した殺菌液Ｓ１１をバラスト水Ｗ１に供給することができる。
（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２に係るバラスト水処理装置１Ａについて、図４を参照して説明する。実施形態２に係るバラスト水処理装置１Ａは、基本的に実施形態１に係るバラスト水処理装置１と同様の構成を備え且つ同様の効果を奏するものであるが、バイパス配管３ではなくバラスト配管２に薬液（殺菌液Ｓ１１、中和液Ｎ１１）を直接供給するように構成されている点で実施形態１に係るバラスト水処理装置１とは異なっている。以下、実施形態１に係るバラスト水処理装置１と異なる点についてのみ説明する。
図４に示すように、実施形態２では、バラスト配管２に対してバイパス配管３（図１）が設けられていない。そして、殺菌液供給部４１の供給配管４３及び中和液供給部４２の供給配管４３が、それぞれバラスト配管２のミキサー５Ａの部分に接続されている。この場合でも、実施形態１と同様に、濃度が安定した殺菌液Ｓ１１をバラスト水Ｗ１に供給することができる。
（その他実施形態）
最後に、本発明のその他実施形態について説明する。
実施形態１では、殺菌液調製タンク２１から第２配管６０を通じて殺菌液貯留タンク３１に殺菌液Ｓ１１を落下させる場合について説明したが、これに限定されない。例えば図５に示すように、第２配管６０は、殺菌液調製タンク２１（タンク本体２３）内の殺菌液Ｓ１１に浸漬された一方の端部６０Ａを有し、当該一方の端部６０Ａから殺菌液調製タンク２１の外に延びた後、殺菌液貯留タンク３１に接続された他方の端部６０Ｂに至る形状を有していてもよい。この場合、殺菌液貯留タンク３１の外に配置された第３バルブ６１を開くと、サイフォンの原理により殺菌液Ｓ１１を殺菌液調製タンク２１から殺菌液貯留タンク３１に供給することができる。
実施形態１では、殺菌液調製タンク２１及び殺菌液貯留タンク３１がそれぞれ別々の容器として構成される場合について説明したが、これに限定されない。例えば、１つのタンク内に仕切り板を配置し、当該仕切り板により隔離される２つの空間を規定する部分がそれぞれ殺菌液調製タンク及び殺菌液貯留タンクとして機能してもよい。
バラストタンク内のバラスト水Ｗ１を船外へ排出する時（デバラスティング時）には、実施形態１で説明したバラスティング時の殺菌処理と同様に、図３のフローチャートに従って、バラスト水Ｗ１への中和液Ｎ１１の注入、中和液Ｎ１１の補充及び中和液Ｎ１１の調製が行われてもよい。
実施形態１で説明した加熱部５３及び邪魔板２５は省略されてもよい。
殺菌剤保持容器１１、殺菌液調製タンク２１及び殺菌液貯留タンク３１は、実施形態１のように鉛直方向に互いに重なるように配置されていてもよいがこれに限定されず、鉛直方向に互いに重ならないように配置されていてもよい。また中和剤保持容器１２、中和液調製タンク２２及び中和液貯留タンク３２は、実施形態１のように鉛直方向に互いに重なるように配置されていてもよいがこれに限定されず、鉛直方向に互いに重ならないように配置されていてもよい。
上記実施形態では、殺菌液供給部４１の供給配管４３が中和液供給部４２の供給配管４３よりも上流側においてバイパス配管３に接続される場合を説明したが、中和液供給部４２の供給配管４３が殺菌液供給部４１の供給配管４３よりも上流側においてバイパス配管３に接続されてもよい。
なお、上記実施形態を概説すると、以下の通りである。
上記実施形態に係るバラスト水処理装置は、バラスト水処理用の薬剤を保持する薬剤保持容器と、前記薬剤保持容器から供給される前記薬剤と前記薬剤を溶解させるための水とを収容するタンク本体と、前記タンク本体内において前記薬剤と前記水とを混合する混合部と、を有する薬液調製タンクと、前記薬液調製タンクにおいて前記薬剤を前記水に溶解させることにより得られた薬液を貯留する薬液貯留タンクと、前記薬液貯留タンクに貯留された前記薬液をバラスト水に供給する薬液供給部と、を備えている。
このバラスト水処理装置では、薬液調製タンクと薬液貯留タンクとが別々に設けられている。そして、薬液調製タンクにおいて薬剤と水とを混合することにより薬液を調製し、当該薬液を薬液貯留タンクにおいて一旦貯留した後に、バラスト水に供給することができる。このため、上記実施形態に係るバラスト水処理装置によれば、薬液調製タンクで調製した薬液をバラスト水に直接供給するものとは異なり、混合が不十分な薬液がバラスト水に供給されることを防止し、薬剤濃度が安定した薬液をバラスト水に供給することができる。
上記バラスト水処理装置は、前記薬液貯留タンク内の前記薬液の量が予め定められた下限量以下であるか否かを検知する検知部と、前記薬液貯留タンク内の前記薬液の量が前記下限量以下であることが前記検知部により検知された時に、前記薬液調製タンクから前記薬液貯留タンクへの前記薬液の供給及びその停止を切り替えるバルブを開状態に切り替える薬液補充動作を行う制御部と、をさらに備えていてもよい。
この構成によれば、薬液貯留タンク内が空になる前に薬液調製タンクから薬液貯留タンクに薬液を補充することができるため、バラスト水の漲水時において薬液を連続的に供給することが可能になる。
上記バラスト水処理装置は、前記水を貯留する貯水部をさらに備えていてもよい。前記制御部は、前記貯水部から前記薬液調製タンクへの前記水の供給及びその停止を切り替えるバルブを開状態に切り替えると共に前記薬剤保持容器から前記薬液調製タンクへの前記薬剤の供給及びその停止を切り替えるバルブを開状態に切り替え、且つ前記混合部を動作させる薬液調製動作を行うように構成されていてもよい。
この構成によれば、薬液補充動作による薬液調製タンク内の薬液の減少量に応じて新たに薬液を調製し、次の薬液補充動作に備えて薬液調製タンク内に薬液を準備することができる。
上記バラスト水処理装置において、前記制御部は、前記薬液補充動作の開始後であって前記薬液補充動作の開始から予め定められた時間が経過した時に、又は、前記薬液補充動作の開始後であって前記薬液調製タンク内の前記薬液の量が予め定められた下限量以下になった時に、前記薬液調製動作を開始するように構成されていてもよい。
この構成によれば、薬液調製タンクにおいて新たに薬液の調製を開始するタイミングを容易に制御することができる。
上記バラスト水処理装置において、前記制御部は、前記薬液調製動作において、予め定められた一定量の前記水が前記貯水部から前記薬液調製タンクに供給されるように、前記貯水部から前記薬液調製タンクへの前記水の供給及びその停止を切り替える前記バルブの開時間を制御するように構成されていてもよい。
この構成によれば、薬液調製タンクにおいて一定濃度の薬液を容易に調製することができる。
上記バラスト水処理装置は、前記貯水部に貯留された前記水を加熱する加熱部をさらに備えていてもよい。
この構成によれば、水を加温することにより薬剤の溶解量を増大させることができるため、高濃度の薬液を容易に調製することができる。これにより、薬液の調製量及び貯留量を少なくすることができ、薬液調製タンク及び薬液貯留タンクをコンパクト化してコスト削減を図ることができる。
上記バラスト水処理装置において、前記制御部は、前記薬液調製タンク及び前記薬液貯留タンクからの前記薬液の排出が完了したことを示す排出完了信号に基づいて、前記貯水部から前記薬液調製タンクへの前記水の供給及びその停止を切り替える前記バルブを開状態に切り替える洗浄動作を行うように構成されていてもよい。
この構成によれば、薬液の排出後にタンク内を水で洗浄（リンス）することにより、タンク内に残った薬液が機器に悪影響を及ぼすのを防ぐことができる。
上記バラスト水処理装置において、前記タンク本体は、円筒形状を有していてもよい。前記混合部は、前記タンク本体内に配置されていてもよい。前記薬液調製タンクは、前記タンク本体内において前記混合部の周囲に配置された邪魔板をさらに有していてもよい。
この構成によれば、薬剤と水との混合中において、水流を邪魔板に衝突させることによりタンク本体内に乱流を発生させることができる。これにより、薬剤と水との混合効率をより高めることができる。
上記バラスト水処理装置において、前記薬剤保持容器、前記薬液調製タンク及び前記薬液貯留タンクのうち少なくともいずれか２つは、鉛直方向に互いに重なるように配置されていてもよい。
この構成によれば、バラスト水処理装置の設置面積をより小さくすることができるため、船舶内の限られた設置スペースにも容易に対応することができる。また薬剤や薬液を重力により落下させることができるため、薬剤を搬送するための機構や薬液を送るためのポンプなどが不要になる。
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。本発明は、上記した説明ではなくて請求の範囲により示され、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. バラスト水処理用の薬剤を保持する薬剤保持容器と、
    前記薬剤保持容器から供給される前記薬剤と前記薬剤を溶解させるための水とを収容するタンク本体と、前記タンク本体内において前記薬剤と前記水とを混合する混合部と、を有する薬液調製タンクと、
    前記薬液調製タンクにおいて前記薬剤を前記水に溶解させることにより得られた薬液を貯留する薬液貯留タンクと、
    前記薬液貯留タンクに貯留された前記薬液をバラスト水に供給する薬液供給部と、を備えた、バラスト水処理装置。
  2. 前記薬液貯留タンク内の前記薬液の量が予め定められた下限量以下であるか否かを検知する検知部と、
    前記薬液貯留タンク内の前記薬液の量が前記下限量以下であることが前記検知部により検知された時に、前記薬液調製タンクから前記薬液貯留タンクへの前記薬液の供給及びその停止を切り替えるバルブを開状態に切り替える薬液補充動作を行う制御部と、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. 前記水を貯留する貯水部をさらに備え、
    前記制御部は、前記貯水部から前記薬液調製タンクへの前記水の供給及びその停止を切り替えるバルブを開状態に切り替えると共に前記薬剤保持容器から前記薬液調製タンクへの前記薬剤の供給及びその停止を切り替えるバルブを開状態に切り替え、且つ前記混合部を動作させる薬液調製動作を行うように構成されている、請求項２に記載のバラスト水処理装置。
  4. 前記制御部は、前記薬液補充動作の開始後であって前記薬液補充動作の開始から予め定められた時間が経過した時に、又は、前記薬液補充動作の開始後であって前記薬液調製タンク内の前記薬液の量が予め定められた下限量以下になった時に、前記薬液調製動作を開始するように構成されている、請求項３に記載のバラスト水処理装置。
  5. 前記制御部は、前記薬液調製動作において、予め定められた一定量の前記水が前記貯水部から前記薬液調製タンクに供給されるように、前記貯水部から前記薬液調製タンクへの前記水の供給及びその停止を切り替える前記バルブの開時間を制御するように構成されている、請求項３又は４に記載のバラスト水処理装置。
  6. 前記貯水部に貯留された前記水を加熱する加熱部をさらに備えた、請求項３〜５のいずれか１項に記載のバラスト水処理装置。
  7. 前記制御部は、前記薬液調製タンク及び前記薬液貯留タンクからの前記薬液の排出が完了したことを示す排出完了信号に基づいて、前記貯水部から前記薬液調製タンクへの前記水の供給及びその停止を切り替える前記バルブを開状態に切り替える洗浄動作を行うように構成されている、請求項３〜６のいずれか１項に記載のバラスト水処理装置。
  8. 前記タンク本体は、円筒形状を有しており、
    前記混合部は、前記タンク本体内に配置されており、
    前記薬液調製タンクは、前記タンク本体内において前記混合部の周囲に配置された邪魔板をさらに有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載のバラスト水処理装置。
  9. 前記薬剤保持容器、前記薬液調製タンク及び前記薬液貯留タンクのうち少なくともいずれか２つは、鉛直方向に互いに重なるように配置されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載のバラスト水処理装置。
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