WO2006132157A1

WO2006132157A1 - バラスト水の処理装置および処理方法

Info

Publication number: WO2006132157A1
Application number: PCT/JP2006/311118
Authority: WO
Inventors: Yukihiko Okamoto; Shigeki Fujiwara; Koji Fuchigami; Keisuke Nakahara; Masakuni Inoko; Sho Ishida
Original assignee: Jfe Engineering Corporation
Priority date: 2005-06-10
Filing date: 2006-06-02
Publication date: 2006-12-14
Also published as: US20090127207A1; EP1903009A4; CN101193824B; CN101193824A; KR100963351B1; EP1903009A1; KR20080018885A; US7776224B2; TWI330618B; TW200714557A

Abstract

　本発明は、バラスト水の処理装置に係り、この装置は、ＩＭＯにより定められたバラスト水基準を確実且つ安価に満たすことができる。本発明の処理装置は、海水を濾過して水生生物を捕捉する濾過装置（４）と；濾過された海水中に殺菌剤を供給する殺菌剤供給装置（５）と；殺菌剤が添加された海水を導入し、その海水中にキャビテーションを発生させて前記殺菌剤を拡散させるとともに、海水中の水生生物に損傷を与えあるいはそれらを死滅させるベンチュリ管７と；を備えている。

Description

明細書

バラスト水の処理装置および処理方法

技術分野

[0001] 本発明は、船舶のバラストタンクに積み込まれるバラスト水の処理装置および処理方法に係り、特に、バラスト水に含まれる有害細菌類およびプランクトンを効率的に死滅させるための装置および方法に関する。

背景技術

[0002] 一般に、空荷または積荷が少な!/、状態の船舶は、プロペラ没水深度の確保、空荷時における安全航行の確保等の必要性から、出港前にバラストタンクにバラスト水が注水される。逆に、港内で積荷をする場合には、バラスト水が排出される。ところで、環境の異なる荷積み港と荷下し港との間を往復する船舶により、バラスト水の注水および排水が行われると、バラスト水に含まれる細菌類やプランクトンなどの微生物の相違により、沿岸生態系に悪影響を及ぼすことが懸念される。そこで、 2004年 2月、船舶のバラスト水管理に関する国際会議において、船舶のバラスト水および沈殿物の規制および管理のための国際条約が採択され、バラスト水の処理が義務付けられることになつた。

[0003] ノスト水の処理基準として国際海事機構 (IMO)が定める基準によれば、船舶から排出されるバラスト水に含まれる 50 μ m以上の生物（主に動物プランクトン)の数が lm³中に 10個未満、 10 μ m以上 50 μ m未満の生物（主に植物プランクトン）の数が lmL中に 10個未満、コレラ菌の数が lOOmL中に lcfu未満、大腸菌の数が lOOmL 中に 250cfu未満、腸球菌の数が lOOmL中に lOOcfu未満、とされている。

[0004] バラスト水の処理技術は、現在、多くの関係機関で開発の途中にある。従来技術としては、例えば、特開 2003— 181443号公報には、船舶の主機関から排出される高温の排気ガスを利用して、バラスト水の殺菌を行う装置が開示されている。また、特開平 4— 322788号公報および特開平 5— 000910号公報には、ノラスト水を排出する際に、バラスト水中に含まれる有害プランクトンまたは有害藻類のシストを塩素系殺菌剤あるいは過酸ィ匕水素を用いて殺菌する方法が開示されている。特に、特開平 4— 3 22788号公報には、有害藻類のシストを死滅させた後に残る塩素 (残留塩素）を、バラスト水排出時に、曝気装置によりバラスト水に空気を吹き込んで無害化するプロセスが開示されている。

[0005] し力しながら、バラスト水として搭載される海水に含まれる生物の数は、海水を採取する日時や場所によって大きく異なり、海水 lmL中に数個程度力数億個程度まで幅がある。このため、特開 2003— 181443号公報の方法では、国際海事機構 (IMO )が定める基準の全ての項目を確実に達成することが難しい。また、特開平 4— 3227 88号公報および特開平 5— 000910号公報の方法では、比較的大型の動物プランタトンや殺菌剤耐性を有する微生物には効果がないという問題や、残留する殺菌剤がバラスト水とともに排出されることによる環境へ影響が無視できないという問題がある。

[0006] 例えば、特開平 4— 322788号公報に記載されている方法のうち、塩素系殺菌剤を添加する方法では、バラスト水に塩素系殺菌剤を添加して有害藻類のシストを死滅させても、その後に、残留塩素がバラスト水中の有機物と反応して有害なトリハロメタンが生成される。ところが、この公報においては、このトリハロメタンに関して何ら考慮されていない。トリノ、ロメタンは、曝気装置によりバラスト水に空気を吹き込んでも、その一部のみが気相に移行するだけで、その大部分は液相中に残留したまま無害化されないので、バラスト水とともに排出され、環境に悪影響を与える。一方、この公報に記載されている方法のうち、過酸化水素を添加する方法では、バラスト水中の細菌類を過酸ィヒ水素により IMOバラスト水処理基準を充足する程度まで死滅させることが困難であるという問題がある。

発明の開示

[0007] 本発明は、カゝかる状況を鑑み成されたものである。本発明の目的は、船舶のバラスト水に含まれるプランクトンおよび細菌類を確実に死滅させ、且つ有害物を排出することがないバラスト水の処理装置および処理方法を提供することにある。

[0008] 本願の発明者らは、塩素系殺菌剤を使用してプランクトンおよび細菌類を除去する場合に、トリノ、ロメタンの生成を抑制し、環境に悪影響を与えることのない処理方法を開発すべく鋭意研究を行った結果、本発明を完成するに至った。本発明に基づくバラストの水処理装置および方法は、下記の構成を有する。

[0009] (1) 本発明に係るバラスト水処理装置は、海水を濾過して水生生物を捕捉する濾過装置と;濾過された海水中に殺菌剤を供給する殺菌剤供給装置と;殺菌剤が添加された海水を導入し、その海水中にキヤビテーシヨンを発生させるベンチユリ管と；を備えている。

[0010] 本発明の装置は、このような構成を備えることにより、海水中のプランクトンおよび細菌類を死滅させ (または除去し)、有害生物を含まない船舶バラスト水を作り出すことができる。なお、各構成要素の主な機能は以下の通りであって、各構成要素の機能が有機的に作用して海水中の水生生物の除去効果を高めている。濾過装置において、海水中の動物性プランクトン等比較的大型の水生生物を捕捉して除去する。殺菌剤供給装置で供給される殺菌剤により、海水中の細菌類を死滅させる。殺菌剤が添加された海水に、ベンチユリ管によりキヤビテーシヨンを発生させて、植物性プランタトン等比較的小型の水生生物を、損傷あるいは死滅させる。これに加えて、キヤビテーシヨンによって、海水中に殺菌剤が急速に拡散され、殺菌剤による細菌類の殺菌作用が促進される。

[0011] このように、キヤビテーシヨンによる拡散作用により、殺菌剤の海水中への混合が促進されるため、単に殺菌剤を注入するだけの場合に比べて、殺菌剤の供給量を減らすことが可能になる。その結果、環境への影響を減らし、また殺菌剤を無害化するための分解剤の供給を不要にする力または減らすことができる。

[0012] また、供給される殺菌剤としては、次亜塩素酸ナトリウム、塩素、二酸化塩素、過酸化水素、オゾン、過酢酸、またはこれらの 2種以上の混合物を使用することができる。なお、殺菌剤をベンチユリ管の喉部に供給するようにすると、殺菌剤が自動的に吸引されるので、殺菌剤供給のためのポンプを省くことができる。

[0013] (2)上記のバラスト水処理装置は、好ましくは、殺菌剤が添加された海水に殺菌剤分解剤を供給する殺菌剤分解剤供給装置を、更に備える。このような分解剤供給装置を備えることにより、海水中に残留する殺菌剤を分解し、バラスト水が排出される海域への影響を最小化することができる。

[0014] また、次亜塩素酸ナトリウム、塩素等の塩素殺菌剤に対して供給される殺菌剤分解剤としては、チォ硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム（亜硫酸水素ナトリウム)を用いることができ、過酸化水素に対して供給される殺菌剤分解剤としては、チォ硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム（亜硫酸水素ナトリウム )及びカタラーゼ等の酵素を使用することができる。

[0015] (3)上記の構成の変形形態として、本発明に係るバラスト水処理装置は、濾過された海水中に殺菌剤を供給する殺菌剤供給装置と；殺菌剤が添加された海水を導入し、その海水中にキヤビテーシヨンを発生させるベンチユリ管と;海中力海水を取り入れ、前記濾過装置と前記殺菌剤供給装置と前記ベンチユリ管とを経てバラストタンクに海水を送る注水装置と;バラストタンクから抜き出された海水中に殺菌剤分解剤を供給する殺菌剤分解剤供給装置と;殺菌剤分解剤が添加された海水を導入し、その海水中に殺菌剤分解剤を拡散させる拡散装置と;バラストタンクから海水を抜き出し、前記殺菌剤分解剤供給装置と前記拡散装置とを経て海中に海水を排出する排水装置と；を備えている。

[0016] このような構成を備えることにより、海中力も海水をバラストタンクに送る時に、濾過装置により海水中の動物性プランクトン等比較的大型の水生生物を捕捉して除去し、殺菌剤とベンチユリ管によるキヤビテーシヨンによって細菌類と比較的小型のプランタトンを死滅させて、生物を死滅処理した海水をバラストタンクに貯留することができる。さらに、バラストタンクから海水を海中に排出する時に、海水に残存する殺菌剤を殺菌剤分解剤により分解して殺菌剤の海域への影響をなくすことができる。

[0017] また、海水中に殺菌剤分解剤を拡散させる拡散装置を用いることにより、殺菌剤分解剤を短時間で海水中に拡散して短時間で殺菌剤を分解するので、海水をバラストタンクから海中へ排出しながら確実に無害化することができる。また、拡散装置として海水をバラストタンクに送る時に用いるベンチユリ管を用いると、装置を兼用できるので有用である。他の攪拌混合装置を用いてもよい。また、バラストタンク内で貯留する海水の殺菌剤濃度を適切に維持するようにすれば、細菌類やプランクトンの再成長を抑制することができる。

[0018] (4)上記の構成の変形形態として、本発明に係るバラスト水処理装置は、海水を濾過して水生生物を捕捉する濾過装置と;濾過された海水中に過酸化水素を供給する過酸化水素供給装置と；過酸化水素が添加された海水を導入し、その海水中にキヤビテーシヨンを発生させるベンチユリ管と;海中から海水を取り入れ、前記濾過装置と前記過酸ィ匕水素供給装置と前記ベンチユリ管とを経てバラストタンクに海水を送る注水装置と;バラストタンクから抜き出された海水中に過酸ィ匕水素分解剤を供給する過酸化水素分解剤供給装置と;過酸化水素分解剤が添加された海水を導入し、その海水中に過酸化水素分解剤を拡散させる拡散装置と；バラストタンクから海水を抜き出し、前記過酸化水素分解剤供給装置と前記拡散装置とを経て海中に海水を排出する排水装置と;を備えている。

[0019] このような構成を備えることにより、海中力も海水をバラストタンクに送る時に、濾過装置により海水中の動物性プランクトン等比較的大型の水生生物を捕捉して除去し、過酸ィ匕水素とベンチユリ管によるキヤビテーシヨンによって細菌類と比較的小型のプランクトンを死滅させて、生物を死滅処理した海水をバラストタンクに貯留することができる。さらに、バラストタンクから海水を海中に排出する時に、海水に残存する過酸化水素を過酸化水素分解剤により分解して過酸化水素の海域への影響をなくすことができる。さらに、殺菌剤として過酸化水素を用いるため有害な副生成物が生じない。

[0020] また、海水中に過酸化水素分解剤を拡散させる拡散装置を用いることにより、過酸化水素分解剤を短時間で海水中に拡散して短時間で過酸ィ匕水素を分解するので、海水をバラストタンクから海中へ排出しながら確実に無害化することができる。また、拡散装置として海水をバラストタンクに送る時に用いるベンチユリ管を用いると、装置を兼用できるので有用である。他の攪拌混合装置を用いてもよい。

[0021] また、バラストタンク内で貯留する海水の過酸ィ匕水素濃度を適切に維持するようにすれば、細菌類やプランクトンの再成長を抑制することができる。また、供給される過酸化水素分解剤としては、亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム (亜硫酸水素ナトリウム）、チォ硫酸ナトリウム等の過酸ィ匕水素を還元して分解する還元剤を使用することができる。

[0022] (5)好ましくは、（1)〜 (4)のバラスト水処理装置において、濾過装置の目開きを 10 〜200 μ mの範囲とする。 [0023] 濾過装置は、海水中に存在するプランクトン類を除去するために設けられる。目開きを 10〜200 mとするのは、動物性プランクトンや植物性プランクトンの捕捉率を一定のレベルに保ちつつ、逆流洗浄頻度を少なくして、寄港地でのバラスト水処理時間を短縮するためである。逆に言えば、目開きが 200 mより大きいと、動物プランタトンや植物プランクトンの捕捉率が著しく低くなり、他方、目開きが lO /z mより小さいと、濾過体の目詰まりが短時間で生ずるため、逆流洗浄頻度が多くなり寄港地でのノ《ラスト水処理時間が長くなり、いずれも好ましくない。特に、目開き 20〜35 /ζ πι程度のフィルタを用いることが、捕捉率および逆流洗浄頻度を最適に設定することができるので、好ましい。

[0024] 濾過装置は、ノッチワイヤフィルタ、ゥエッジワイヤフィルタおよび積層ディスク型濾過装置のうちのいずれかを用いることにより、水生生物を効率的に捕捉して除去することができる。また、他の濾過装置として、密閉型砂濾過器、濾布濾過器および金属繊維濾過器のうちの、ずれを用いてもょ、。

[0025] (6) 好ましくは、（1)〜（3)のバラスト水処理装置において、濾過装置の差圧を測定し、その測定値に基づき、殺菌剤供給装置で供給される殺菌剤の量を調整する殺菌剤供給量制御装置を、更に備える。

[0026] (7) 好ましくは、（1)〜（3)のバラスト水処理装置において、濾過装置に導入される海水または濾過装置で濾過された海水の、濁度または吸光光度を測定する水質測定装置と;この水質測定装置により測定された濁度または吸光光度の測定値に基づき、殺菌剤供給量で供給される殺菌剤の量を調整する殺菌剤供給量制御装置と；を更に備える。

[0027] (8) 殺菌剤として次亜塩素酸ナトリウムが用いられる場合には、好ましくは、（1)〜

(3)のバラスト水処理装置において、殺菌剤が添加された海水の酸化還元電位を測定する酸ィ匕還元電位測定装置と;この酸ィ匕還元電位測定装置により測定された酸ィ匕還元電位の測定値に基づき、殺菌剤供給量で供給される殺菌剤の量を調整する殺菌剤供給量制御装置と；を更に備える。

[0028] (9) また、殺菌剤として次亜塩素酸ナトリウムが用いられる場合には、好ましくは、（ 1)〜（3)のバラスト水処理装置にぉ、て、海水の電解により次亜塩素酸ナトリウムを生成する装置を更に備える。

[0029] (10) 上記の構成の変形形態として、本発明に係るバラスト水処理装置は、海水を濾過して水生生物を捕捉する濾過装置と;濾過された海水を導入し、その海水中にキヤビテーシヨンを発生させるベンチユリ管と;海水中の細菌類を死滅させる紫外線照射殺菌装置と；を備えて、る。

[0030] (11) 上記の構成の他の変形形態として、本発明に係るバラスト水処理装置は、海水に塩素殺菌剤を供給する塩素殺菌剤供給装置と;塩素殺菌剤が添加された海水を所定時間滞留させる滞留槽と;滞留槽内に所定時間滞留した海水に過酸ィ匕水素を供給する過酸化水素供給装置と;過酸化水素が供給された海水をバラストタンクに送る送水装置と；を備えて、る。

[0031] 海水中に塩素殺菌剤を供給することによって、細菌類やプランクトンを死滅させることができるが、細菌類が死滅した後に残留する塩素殺菌剤が、海水中の有機物と反応してトリハロメタンが生成される。図 4は、塩素殺菌剤注入後の海水中のトリハロメタン濃度の時間変化を示すグラフであり、縦軸がトリノ、ロメタン濃度 (mgZL)を示し、横軸が経過時間（分)を示している。図 4においては、有効塩素の重量濃度が、それぞれ、 5mgZL、 10mg/L, 50mg/L, lOOmgZLとなるように塩素殺菌剤を注入した 4つの場合について、トリノ、ロメタン濃度を測定した結果が示されている。図 4から分力るように、トリノ、ロメタンの生成量は、塩素殺菌剤の供給量が異なってもほとんど差がない。

[0032] 図 4に示されるように、トリノ、ロメタンの生成は、残留塩素がなくなるまで続き、トリノ、ロメタン濃度は、時間の経過とともに増大する。図 4に示された例において、塩素殺菌剤を添加して 1分後では、トリノ、ロメタンの生成量は、総生成量の 1Z10程度以下である。このことから、塩素殺菌剤を供給して細菌類を死滅させた後、直ちに塩素還元剤を供給して還元処理を行って残留塩素を失効させれば、トリハロメタンの生成が抑免ることができることが分力ゝる。

[0033] 他方、塩素殺菌剤によって、細菌類と 50 m未満のプランクトンは、短時間でほとんど死滅させることができる力 50 m以上のプランクトンを死滅させるためには、有効塩素をある程度の時間海水中に残留させなければならない。しかし、 50 /z m以上のプランクトンを死滅させるために、有効塩素を長時間海水中に残留させると、トリノ、ロメタンが増加してしまう。

[0034] そこで、上記（11)の装置においては、塩素殺菌剤により細菌類を死滅させるために、海水を有効塩素に接触させる時間を適切に確保するとともに、塩素が長時間残留することによるトリハロメタンの生成を抑制するため、下記のようなプロセスを採用している。すなわち、海水に塩素殺菌剤を供給後、滞留槽に導入し、有効塩素による細菌類の処理に必要とされる時間だけ滞留槽内に滞留させて、殺菌処理を行う。次に、滞留槽力排出された海水に過酸ィ匕水素を供給し、残留塩素を還元して失効させてトリハロメタンの生成を抑制し、それと同時に、塩素殺菌剤による処理だけでは完全に死滅せずに残存する 50 m以上のプランクトンを、過酸化水素により死滅させる。以上のようにして、細菌類とともにプランクトンを死滅させた海水力ノ《ラストタンクに送られる。

[0035] 以上のように、上記（11)の装置においては、トリノ、ロメタンの生成を抑制するため、海水を有効塩素に短時間接触させた後、過酸化水素を供給し、残留塩素を還元して失効させている。残留遊離塩素に過酸化水素を添加すると、次式のように遊離塩素が還元される。

[0036] C1 + 2e" → 2C1"

2

H O → 2H+ + O + 2e"

2 2 2

CI + H O → 2H+ + 2C1" + O

2 2 2 2

これら式から分かるように、残留遊離塩素の重量濃度の 0. 5倍量の過酸化水素が、残留遊離塩素に反応し、残留遊離塩素を還元して失効させ、トリハロメタンの生成が抑制される。

[0037] さらに、残存する 50 μ m以上のプランクトンを過酸ィ匕水素により死滅させる。細菌類に対する過酸ィ匕水素による殺菌作用は、塩素殺菌剤に比べて穏和であるので、細菌類を塩素殺菌剤により短時間で死滅させた後、塩素殺菌剤処理だけでは残存する 5 O /z m以上のプランクトンを過酸ィ匕水素により死滅させる。このように、塩素殺菌剤による処理の後に過酸化水素による処理を行うという複合処理を採用することによって、細菌類やプランクトンを死滅させて、 IMOバラスト水処理基準を充足することが可能となり、同時に、トリノ、ロメタンの生成も抑制される。さらに、処理された海水をバラストタンクに送り、バラスト水中に過酸ィ匕水素を残存させて貯留することにより、バラスト水を IMOバラスト水処理基準を充足するように維持することができる。

[0038] ここで滞留とは、海水に塩素殺菌剤が供給されて力過酸ィ匕水素が供給されるまでの間、海水中の細菌類と塩素殺菌剤を接触状態に置くことを意味し、海水の流れの状態は問わない。つまり、海水を槽内に貯留して全く流れない状態で維持することも、配管内を一定の流速で流れる状態で維持することも含む。よって、ここで滞留槽とは、海水を貯留する滞留槽のみではなぐ海水を一定の速度で流す滞留配管などを広く含む。なお、塩素殺菌剤としては、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム、塩素ガスが用いられ、いずれも、有効塩素が次亜塩素酸または次亜塩素酸イオンの形態で海水中に存在する。また、過酸ィ匕水素としては、過酸ィ匕水素水が用いられる。

[0039] (12) 好ましくは、上記（11)の装置は、過酸ィ匕水素が供給された海水に、過酸ィ匕水素分解剤を供給する過酸化水素分解剤供給装置を、更に備えてヽる。

[0040] 過酸化水素が供給された海水中に残留する過酸化水素を、過酸化水素分解剤を供給することによって分解し、その海水を海洋に排出しても影響を及ぼさないようにする。過酸ィ匕水素分解剤としては、亜硫酸ナトリウム重亜硫酸ナトリウム (亜硫酸水素ナトリウム）、チォ硫酸ナトリウム及びカタラーゼ等の酵素など、過酸化水素を還元して分解する還元剤または酵素が用いられる。

[0041] (13) 好ましくは、上記（11)の装置において、塩素殺菌剤が供給されて力過酸化水素を供給されるまでの、滞留槽内での滞留時間が、 0. 05〜10分の範囲で設定可能であるようにする。

[0042] 滞留槽での滞留時間は、細菌類を死滅させるために十分な時間であって、且つトリノ、ロメタンの生成を抑えることができる範囲内の時間であることが必要である。図 4に示されているように、塩素殺菌剤が供給された後の経過時間を 10分以下にすれば、すなわち滞留時間を 10分以下にすれば、生成されるトリハロメタン濃度は、日本の飲料水基準である 0. lmgZL以下に抑えることができる。したがって、トリハロメタン生成を抑制するという観点から、滞留時間を 10分以下にすることが好ましい。 [0043] 他方、細菌類を死滅させるという観点力は、細菌類が死滅するまで滞留槽に滞留させることが必要になる。そこで、細菌類を死滅させるために必要な滞留時間について検討した。 IMOのバラスト水処理基準では、細菌残存数は、コレラ菌については 1 OOmL中に lcfu未満、大腸菌については lOOmL中に 250cfu未満、腸球菌については lOOmL中に lOOcfu未満となることが要求されている。そこで、この基準を満たすために必要な、海水中の細菌類と残留有効塩素の接触時間と、海水中の残留塩素濃度との関係を求めた。なお、コレラ菌ゃ腸球菌は、大腸菌よりも海水中の存在数が極めて少ないので、大腸菌が死滅する条件であれば、他のコレラ菌ゃ腸球菌も死滅することが確認されている。このため、以下の検討では、大腸菌を対象として検討し、細菌類とは大腸菌を示す。

[0044] 図 5は、海水中の細菌類と残留有効塩素との接触時間と、海水中の残留塩素濃度との関係を、両対数グラフで表したものである、縦軸が残留塩素濃度 (mgZL)を示し、横軸が接触時間（分)を示している。処理対象海水中の細菌数の大小により、目標とする細菌残存率は異なる。図 5は、細菌残存率を 10_⁵、 10_³とした場合について、接触時間と残留塩素濃度との関係を表して!/、る。細菌数の多!、処理対象海水では、目標細菌残存率を小さくすることになる。

[0045] 図 5のグラフに示されているように、いずれの細菌残存率の場合においても、残留塩素濃度を大きくすれば、接触時間を短くすることができる。そこで、この実験で得た結果として、例えば目標細菌残存率が 10_³の場合、残留塩素濃度を 20mgZLとすれば、接触時間は 0. 05分で足りる。一方、接触時間を 10分とすると、必要な残留塩素濃度は 0. lmgZLとなる。また、目標細菌残存率が 10_⁵の場合、残留塩素濃度を lOOmgZLとすれば、接触時間は 0. 05分で足りる。一方、接触時間を 10分とすると、必要な残留塩素濃度は 0. 4mgZLとなる。

[0046] 図 5のグラフに示された結果から、滞留槽での滞留時間すなわち細菌と残留有効塩素の接触時間は、残留塩素濃度を大きくすれば極めて短時間に設定できることが分力つた。しかし、大量の海水をバラストタンクに送る途中に滞留槽を設けて、海水を滞留させ、その滞留時間を設定するという操作上の便宜力もは、上記の実験で得られた、 0. 05分を下限値とすることが好ましい。 [0047] 以上のように、接触時間を 0. 05〜10分とすれば、処理対象の海水に応じて塩素殺菌剤の残留有効塩素濃度を 0. 1〜： LOOmgZLの範囲で適宜調整して、トリハロメタンの発生を抑制するとともに細菌類を死滅させることができる。したがって、接触時間が 0. 05〜10分となるように、塩素殺菌剤が供給されてから過酸化水素が供給されるまでの時間 (すなわち滞留時間）を 0. 05〜10分とすることが可能な滞留槽を設けることにより、細菌類を処理基準にまで死滅させることができる。

[0048] (14) 好ましくは、上記（11)の装置において、滞留槽は、バラストタンク内に設けられる。ノストタンクの一部を滞留槽として用いることにより、滞留槽を新たに設ける必要がなくなる。このようにすれば、既存船舶の改造が容易であり、設置コストを減らすことができる。

[0049] (15) 上記の構成の他の変形形態として、本発明に係るバラスト水処理装置は、海水に塩素殺菌剤を供給する塩素殺菌剤供給装置と;塩素殺菌剤が添加された海水を所定時間滞留させる滞留槽と;滞留槽内に所定時間滞留した海水に塩素還元剤を供給する塩素還元剤供給装置と；を備えてヽる。

[0050] 海水中に塩素殺菌剤を供給することによって、細菌類やプランクトンを死滅させることができるが、細菌類が死滅した後に残留する塩素殺菌剤が海水中の有機物と反応してトリハロメタンが生成される。前述した図 4に示されているように、トリハロメタンの生成は、残留塩素がなくなるまで続き、トリハロメタン濃度は、時間の経過とともに増大する。図 4に示された例においては、塩素殺菌剤を添加してから 1分後でのトリハロメタンの生成量は、総生成量の 1Z10程度以下である。このことから、塩素殺菌剤を供給して細菌類を死滅させた後、直ちに塩素還元剤を供給し、残留塩素を還元して失効させれば、トリノ、ロメタンの生成が抑制されることが分かる。他方、塩素殺菌剤によって、細菌類と 50 μ m未満のプランクトンを短時間でほとんど死滅させることができる力 50 m以上のプランクトンを死滅させるためには、有効塩素をある程度の時間海水中に残留させなければならない。しかし、 50 m以上のプランクトンを死滅させるために、有効塩素を長時間海水中に残留させると；トリハロメタンが増加してしまう。

[0051] そこで、上記（15)の装置においては、塩素殺菌剤により細菌類やプランクトンを死滅させるために、海水を有効塩素に接触させる時間を適切に確保し、それと同時に、塩素が長時間残留することによるトリハロメタン生成を抑制するため、下記のようなプ口セスを採用している。すなわち、ノスト水に塩素殺菌剤を供給後、滞留槽に導入し、有効塩素による細菌類やプランクトンの処理に必要とされる時間だけ滞留槽内に滞留させて、殺菌処理を行う。次に、滞留槽力排出される海水に塩素還元剤を供給し、残留塩素を還元して失効させてトリハロメタンの生成を抑制する。このように、トリハロメタン生成を抑制するため、海水を有効塩素に短時間接触させた後、残留塩素を還元処理するために塩素還元剤を供給し、残留塩素を還元して失効させて、る

[0052] ここで滞留とは、海水に塩素殺菌剤を供給した後、過酸ィ匕水素が供給されるまでの間、海水中の細菌類やプラン外ンと塩素殺菌剤を接触状態に置くことを意味し、海水の流れの状態は問わない。つまり、海水を槽内に貯留して全く流れない状態で維持することも、配管内を一定の流速で流れる状態で維持することを含む。よって、ここで滞留槽とは、海水を貯留する滞留槽の他に、海水を一定の速度で流す滞留配管などを広く含む。なお、塩素殺菌剤としては、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシゥム、塩素ガスが用いられ、いずれも、海水中で次亜塩素酸または次亜塩素酸ィオンの形態で有効塩素として存在する。また、塩素還元剤としては、亜硫酸ナトリウム、チォ硫酸ナトリウムある、は過酸ィ匕水素水が用いられる。

[0053] (16) 好ましくは、上記（15)の装置において、塩素殺菌剤が供給されて力も塩素還元剤が供給されるまでの、滞留槽内での滞留時間を 0. 5〜20分の範囲で設定可能であるようにする。

[0054] 滞留槽での滞留時間は、細菌類やプランクトンを死滅させるために十分な時間であつて、且つトリハロメタンの生成が抑えることができる範囲内の時間であることが必要である。図 4に示されるように、塩素殺菌剤を供給した後の経過時間を 20分以下にすれば、すなわち滞留時間を 20分以下にすれば、生成されるトリハロメタン濃度は、 0. 2mgZL以下となり、問題とならない。よって、トリノ、ロメタン生成を抑制するという観点から、滞留時間を 20分以下にすることが好ましい。

[0055] 他方、細菌類やプランクトンを死滅させると!、う観点からは、細菌類やプランクトンが死滅するまで滞留槽に滞留させることが必要になる。そこで、細菌類やプランクトンを死滅させるために必要な滞留時間について検討した。 IMOによるバラスト水処理装置の認可試験基準では、処理前に 50 μ m以上のプランクトン数が 10⁵個体 Zm³以上である原水を処理した場合に、処理後のプランクトン数が 10個体 Zm³以下となることが求められている。そこで、この基準を満たすために必要な、海水中の細菌類やプランクトンと残留塩素の接触時間と、海水中の残留塩素濃度との関係を求めた。

[0056] 図 6は、海水中の細菌類やプランクトンと残留塩素の接触時間と、海水中の残留塩素濃度との関係を、両対数グラフで表したものである。縦軸が残留塩素濃度 (mgZL )を示し、横軸が接触時間（分)を示している。図 6のグラフに示されているように、残留塩素濃度を大きくすれば接触時間を短くできる。そこで、この実験で得た結果として、例えば、残留塩素濃度を lOOmgZLとすれば、接触時間は 0. 5分で足りる。一方、接触時間を 20分とすると、必要な残留塩素濃度は 5mgZLとなる。

[0057] 図 6のグラフに示された結果から、滞留槽での滞留時間すなわち細菌類やプランクトンと残留有効塩素との接触時間は、残留塩素濃度を大きくすれば極めて短時間に設定できることが分力つた。しかし、大量の海水をバラストタンクに送る途中に滞留槽を設けて、海水を滞留させ、その滞留時間を設定するという操作上の便宜力は、上記の実験で得られた 0. 5分を下限値とすることが好ま、。

[0058] 以上のように、接触時間を 0. 5〜20分とすれば、処理対象の海水に応じて塩素殺菌剤の残留有効塩素濃度を 5〜： LOOmgZLの範囲で適宜調整して、トリノ、ロメタンの発生を抑制するとともに細菌類やプランクトンを死滅させることができる。したがって、接触時間が 0. 5〜20分となるように、塩素殺菌剤が供給されてから塩素還元剤が供給されるまでの時間 (滞留時間）を 0. 5〜20分とすることが可能な滞留槽を設けることにより、細菌類やプランクトンを処理基準にまで死滅させることができる。

[0059] (17) 上記の構成の他の変形形態として、本発明に係るバラスト水処理装置は、海水に塩素殺菌剤を供給する塩素殺菌剤供給装置と;塩素殺菌剤が添加された海水を所定時間滞留させる滞留槽と;滞留槽内に所定時間滞留した海水を導入し、活性炭処理を行う活性炭処理装置と；を備えて！/ヽる。

[0060] 上記の変形形態では、海水中の残留塩素を失効させるために、還元処理に代えて活性炭処理が行われる。上記の変形形態では、下記のようなプロセスを採用している。すなわち、海水に塩素殺菌剤を添加した後、細菌類やプランクトンを死滅させるために十分な時間で、且つトリハロメタンの生成が抑えることができる範囲内の時間、有効塩素を残留させた海水を滞留させる。その後、海水を活性炭処理装置に通し、残留塩素を活性炭により還元してトリハロメタンの生成を抑制するとともに、生成したトリノ、ロメタンを吸着して除去する。活性炭処理装置としては、槽内で穏やかに活性炭を流動させるようにしたもの、または活性炭を充填したものを用いることができる。

[0061] また活性炭に代えて、残留塩素を還元して分解するとともにトリノ、ロメタンの吸着も可能な処理材を用いてもよい。また、活性炭処理装置に代えてトリハロメタンを吸着する吸着材を備えた吸着槽を設けるとともに、滞留槽にて所定時間滞留した海水に塩素還元剤を供給するようにしてもよい。塩素還元剤により残留塩素を還元して失効させ、吸着槽内の吸着材により生成したトリハロメタンを吸着する。吸着材として榭脂系吸着材を用いることができる。

[0062] (18) 好ましくは、上記（17)の装置において、塩素殺菌剤が供給されてから活性炭処理が開始されるまでの、滞留槽内での滞留時間を 0. 5〜20分の範囲で設定可能であるようにする。

[0063] 先に記載したように、滞留槽での滞留時間すなわち細菌類やプランクトンと残留有効塩素との接触時間を 0. 5〜20分とすれば、処理対象の海水に応じて塩素殺菌剤の残留有効塩素濃度を 5〜： LOOmgZLの範囲で適宜調整して、トリノ、ロメタンの発生を抑制するとともに細菌類やプランクトンを死滅させることができる。したがって、接触時間が 0. 5〜20分となるように、塩素殺菌剤が供給されてから活性炭処理が開始されるまでの時間 (滞留時間）を 0. 5〜20分とすることが可能な滞留槽を設けることにより、細菌類やプランクトンを処理基準にまで死滅させることができる。

[0064] (19) 好ましくは、上記（15)〜（18)の装置において、滞留槽は、バラストタンク内に設けられる。バラストタンクの一部を滞留槽として用いることにより、滞留槽を新たに備える必要がなくなる。このようにすれば、既存船舶の改造が容易であり、設備コストを減らすことができる。

[0065] (20) 好ましくは、上記の（11)〜（19)のバラスト水処理装置は、塩素殺菌剤供給装置の上流側に海水を濾過して水生生物を捕捉する濾過装置を、更に備えている。 [0066] 塩素殺菌剤供給装置の上流側に濾過装置を設けることによって、濾過装置で海水中の動物性プランクトン等比較的大型の水生生物を捕捉して、除去することができる。このため、濾過装置を設けない場合に比べて、塩素殺菌剤の供給量を減らすことが可能になり、その結果、トリノ、ロメタンの生成をさらに抑制して、環境への影響を減らすことができる。これに伴い、過酸ィ匕水素または塩素還元剤の供給量を減らすこともでき、さらに滞留槽を小さくすることができる。なお、濾過装置としては、目開きが 10 〜200 μ mのものを用いることが好ましぐ特に目開き 20〜35 μ m程度のものを用いると、捕捉率と逆流洗浄頻度とを最適に設定することができるので、好ましい。

[0067] (21) 本発明に係るバラスト水処理方法は、海水を濾過して水生生物を捕捉する濾過工程と;濾過された海水中に殺菌剤を供給する殺菌剤供給工程と；殺菌剤が添カロされた海水をベンチユリ管に導入し、その海水中にキヤビテーシヨンを発生させるキヤビテーシヨン処理工程と；を備えて、る。

[0068] (22) 好ましくは、上記（21)のバラスト水処理方法は、殺菌剤が添加された海水に殺菌剤分解剤を供給する殺菌剤分解剤供給工程を、更に備えてヽる。

[0069] (23) 上記のプロセスの変形形態として、本発明に係るバラスト水処理方法は、海水を濾過して水生生物を捕捉する濾過工程と;濾過された海水中に殺菌剤を供給する殺菌剤供給工程と;殺菌剤が添加された海水をベンチユリ管に導入し、その海水中にキヤビテーシヨンを発生させるキヤビテーシヨン処理工程と；キヤビテーシヨン処理を施した海水をバラストタンクに送る注水工程と；を備えた注水時処理工程と、

バラストタンクから抜き出された海水中に殺菌剤分解剤を供給する殺菌剤分解剤供給工程と；殺菌剤分解剤が添加された海水を導入し、その海水中に殺菌剤分解剤を拡散させる拡散工程と;殺菌剤分解剤が拡散された海水を海中に排出する排水工程と；を備えた排水時処理工程と、を備えている。

[0070] このような構成を備えることにより、海中力も海水をバラストタンクに送る時に、海水を濾過することにより海水中の動物性プランクトン等比較的大型の水生生物を捕捉して除去し、殺菌剤とベンチユリ管によるキヤビテーシヨンによって細菌類と比較的小型のプランクトンを死滅させ、生物を死滅処理した海水をバラストタンクに貯留することができる。さらに、バラストタンクから海水を海中に排出する時に、海水に残存する殺菌剤を殺菌剤分解剤により分解して、殺菌剤の海域への影響をなくすことができる。また、海水中に殺菌剤分解剤を拡散させる工程を設けることにより、殺菌剤分解剤を短時間で海水中に拡散して短時間で殺菌剤を分解するので、バラストタンクから海水を排出しながら確実に無害化することができる。また、ノストタンク内の海水の殺菌剤濃度を適切に維持するようにすれば、細菌類やプラン外ンの再成長を抑制することがでさる。

[0071] (24) 上記のプロセスの変形形態として、本発明に係るバラスト水処理方法は、海水を濾過して水生生物を捕捉する濾過工程と;濾過された海水中に過酸化水素を供給する過酸ィ匕水素供給工程と;過酸ィ匕水素が添加された海水をベンチユリ管に導入し、その海水中にキヤビテーシヨンを発生させるキヤビテーシヨン処理工程と；キヤビテーシヨン処理を施した海水をバラストタンクに送る注水工程と；を備えた注水時処理工程と、

ノストタンクから抜き出された海水中に過酸ィ匕水素分解剤を供給する過酸ィ匕水素分解剤供給工程と；過酸化水素分解剤が添加された海水を導入し、その海水中に過酸化水素分解剤を拡散させる拡散工程と;過酸化水素分解剤が拡散された海水を海中に排出する排水工程と；を備えた排水時処理工程と、を備えて!/ヽる。

[0072] このような構成を備えることにより、海中力も海水をバラストタンクに送る時に、海水を濾過することにより海水中の動物性プランクトン等比較的大型の水生生物を捕捉して除去し、過酸ィ匕水素とベンチユリ管によるキヤビテーシヨンによって細菌類と比較的小型のプランクトンを死滅させて、生物を死滅処理した海水をバラストタンクに貯留することができる。さらに、バラストタンク力も海水を海中に排出する時に、海水に残存する過酸化水素を過酸化水素分解剤により分解して過酸化水素の海域への影響をなくすことができる。さらに、殺菌剤として過酸化水素を用いるため有害な副生成物が生じない。

[0073] また、海水中に過酸ィ匕水素分解剤を拡散させる拡散工程を設けることにより、過酸化水素分解剤を海水中に拡散して短時間で過酸ィ匕水素を分解するので、海水をバラストタンク力海中へ排出しながら確実に無害化することができる。

[0074] また、バラストタンク内で貯留する海水の過酸ィ匕水素濃度を適切に維持するようにすれば、細菌類やプランクトンの再成長を抑制することができる。また、供給される過酸化水素分解剤としては、亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム (亜硫酸水素ナトリウム）、チォ硫酸ナトリウム等の過酸ィ匕水素を還元して分解する還元剤を使用することができる。

[0075] (25) 好ましくは、（21)〜（24)のバラスト水処理方法において、濾過工程で、目開きが 10〜200 mの範囲の濾過装置が用いられる。

[0076] (26) 好ましくは、（21)〜（24)のバラスト水処理方法において、ベンチユリ管の喉部における海水の流速が 10〜40mZsecとなるように、ベンチユリ管に海水が送られる。

[0077] 海水の流速をこのように設定する理由は、下記の通りである。海水を取り入れてバラストタンクに送る配管の途中にバラスト水処理装置を設置した場合、配管内の海水の流速は、ベンチユリ管の入り口で、通常 2〜3mZsである。ベンチユリ管喉部での流速が lOmZsecより小さいと、喉部での流速の上昇比率が十分でなぐこれに伴う静圧の急激な低下が十分でないため、大気圧下においてもキヤビテーシヨンが発生しない。他方、またベンチユリ管喉部での流速力 OmZsより大きいと、キヤビテーシヨン現象が過剰に発生し、ベンチユリ管通過に伴う圧力損失が過大となり、送水のために消費されるエネルギーが過大となり、ポンプ動力が過大となって高コストを招く。

[0078] (27) 好ましくは、（21)〜（24)のバラスト水処理方法において、ベンチユリ管の圧力損失水頭が 5〜40mとなるように、ベンチユリ管に海水が送られる。その理由は、損失水頭が 5mより小さいとキヤビテーシヨンを発生させる事ができず、他方、 40mより大き、と、船舶に備えられて、るバラスト水ポンプとして用いられて、る大流量ポンプでは対応できなくなるからである。

[0079] (28) 好ましくは、（21)〜（23)のバラスト水処理方法において、殺菌剤として、例えば、次亜塩素酸ナトリウムを用いることができる。その場合、殺菌剤供給工程において、海水中の有効塩素量の重量濃度が l〜100mgZLなるように、その供給量が調整される。その理由は、有効塩素量の重量濃度が lmgZLより小さいと、次亜塩素酸が水中の還元性物質や有機物と反応して残留せず、他方、 lOOmgZLより大きいと、腐食の問題や、次亜塩素酸ナトリウムの貯留槽が大きくなつて高コストとなる問題があるからである。

[0080] (29) 好ましくは、（21)〜（23)のバラスト水処理方法において、殺菌剤として次亜塩素酸ナトリウムを用いる場合には、殺菌剤供給工程において、殺菌剤が添加された海水の酸ィ匕還元電位を 800mV以上となるように、その供給量が調整される。

[0081] 細菌類を死滅させるために供給される次亜塩素酸ナトリウムは、海水中の還元性物質によっても消費される力バラスト水として積み込まれる海水は、海域によって水質が異なり、還元性物質の含有率も異なる。このため、細菌類を十分に死滅させるためには、次亜塩素酸ナトリウムの供給量を水質に適合した量に調整する必要がある。次亜塩素酸ナトリウムの供給量を水質に適合した量に調整するには、次亜塩素酸ナトリゥムが供給された海水の酸化還元電位を測定して、酸化還元電位を銀 Z塩化銀電極に対して 800mV以上とするように調整する。酸化還元電位を 800mV以上とすることにより、海水中に残留する塩素濃度を細菌類の殺滅に十分な濃度にすることができる。

[0082] (30) 上記のプロセスの変形形態として、本発明に係るバラスト水処理方法は、海水を濾過して水生生物を捕捉する濾過工程と;濾過された海水をベンチユリ管に導入し、その海水中にキヤビテーシヨンを発生させるキヤビテーシヨン処理工程と；このように処理された海水中の細菌類を死滅させる紫外線照射殺菌工程と；を備えてヽる。

[0083] (31) また、上記のプロセスの他の変形形態として、本発明に係るバラスト水処理方法は、海水に塩素殺菌剤を供給する塩素殺菌剤供給工程と;塩素殺菌剤が添カロされた海水を所定時間滞留させる滞留工程と;所定時間滞留させた海水に過酸ィ匕水素を供給する過酸化水素供給工程と；を備えて!/ヽる。

[0084] (32) 好ましくは、上記（31)のバラスト水処理方法において、滞留工程で海水を滞留させる時間が 0. 05〜： LO分の範囲である。ここに言う滞留時間とは、海水に塩素殺菌剤が供給されて力過酸ィ匕水素が供給されるまでの時間をいう。

[0085] (33) 好ましくは、上記（31)のバラスト水処理方法において、海水中の有効塩素量の重量濃度が 0. 1〜： LOOmgZLの範囲内になるように、塩素殺菌剤の供給量が調整される。

[0086] このように塩素殺菌剤の供給量を調整することにより、海水の水質 (有機物濃度等）や、生息するプランクトンや細菌類の種類および数量が異なっていても、細菌類を処理基準にまで死滅させることができる。さらに、滞留工程での滞留時間に対応させて

、海水中の有効塩素量の重量濃度が 0. 1〜： LOOmgZLの範囲内になるように、塩素殺菌剤の供給量を調整することにより、トリノ、ロメタンの発生を抑制するとともに、細菌類を死滅させることができる。なお、海水中の有効塩素量の重量濃度が 0. Img/ Lより小さいと、有効塩素が水中の還元性物質や有機物と反応して消費されるため、殺菌に使用される有効塩素の残留量が十分でなぐ細菌類を死滅させることができない。他方、 lOOmgZLより大きいと、腐食や、塩素殺菌剤の費用および塩素殺菌剤貯留槽のサイズが大きくなり高コストとなる等の問題が生じる。

[0087] (34) 好ましくは、上記（31)のバラスト水処理方法において、海水中の過酸ィ匕水素の重量濃度が、 0. l〜200mgZLとなるように過酸ィ匕水素の供給量が調整される。このように過酸ィ匕水素の供給量を調整することにより、滞留工程後の海水中に残留する有効塩素を還元して、トリノ、ロメタンの発生を抑制するとともに、塩素殺菌剤による処理後にも残存するプランクトンを処理基準にまで死滅させることができる。さらに、ノ《ラストタンクに貯留されるバラスト水中に過酸化水素を残留させ、バラスト水処理基準を維持することができる。なお、海水中の過酸ィ匕水素の重量濃度が 0. lmgZLより小さいと、残留有効塩素を十分に還元することができず、またプランクトンを死滅させることができない。他方、 200mgZLより大きいと、供給する過酸化水素分解剤量が多くなり、高コストとなる等の問題が生じる。

[0088] (35) 好ましくは、上記（31)〜（34)のバラスト水処理方法は、塩素殺菌剤供給ェ程の前に、海水を濾過して水生生物を捕捉する濾過工程を、更に備えている。

[0089] 塩素殺菌剤供給工程の前に、海水を濾過して水生生物を捕捉する濾過工程を備えることによって、濾過工程において海水中の動物性プランクトン等比較的大型の水生生物を捕捉して除去することができる。このため、濾過工程を設けない場合に比べて塩素殺菌剤の供給量を減らすことが可能になり、トリノ、ロメタンの生成をさらに抑制して環境への影響を減らすことができる。また、過酸化水素の供給量を減らすことが可能になり、さらに滞留槽を小さくすることもできる。なお、濾過装置としては、目開き力 0〜200 μ mのものを用いることが好ましぐさらに目開き 20〜35 μ m程度のものを用いると、捕捉率と逆流洗浄頻度とを最適に設定することができるので、特に好ましい。

[0090] (36) 上記のプロセスの他の変形形態として、本発明に係るバラスト水処理方法は、海水に塩素殺菌剤を供給する塩素殺菌剤供給工程と;塩素殺菌剤が添加された海水を所定時間滞留させる滞留工程と;所定時間滞留させた海水に塩素還元剤を供給する塩素還元剤供給工程と；を備えて!/ヽる。

[0091] (37) 好ましくは、上記（36)のバラスト水処理方法において、滞留工程で塩素殺菌剤が供給されて力塩素還元剤が供給されるまでの時間は、 0. 5〜20分の範囲である。

[0092] (38) 好ましくは、上記（36)のバラスト水処理方法において、海水中の有効塩素量の重量濃度が 5〜： LOOmgZLの範囲内になるように、塩素殺菌剤の供給量が調整される。

[0093] 海水中の有効塩素量の重量濃度が 5〜： LOOmgZLの範囲内になるように、塩素殺菌剤の供給量を調整することにより、海水の水質 (有機物濃度等)や、生息するブランクトンと細菌類の種類および数量が異なって、ても、細菌類やプランクトンを処理基準にまで死滅させることができる。さらに、海水中の有効塩素量の重量濃度を滞留工程の滞留時間に対応させて、 5〜： LOOmgZLの範囲内で塩素殺菌剤の供給量を調整することにより、トリノ、ロメタンの発生を抑制するとともに、細菌類やプランクトンを死滅させることができる。なお、海水中の有効塩素量の重量濃度が 5mgZLより小さいと、有効塩素が水中の還元性物質や有機物と反応して減少するため、有効塩素が十分に残留しないので、細菌類やプランクトンを死滅させることができない。他方、 10 OmgZLより大きいと、腐食や、塩素殺菌剤の費用および塩素殺菌剤貯留槽のサイズが大きくなり高コストとなる等の問題が生じる。

[0094] (39) 上記のプロセスの他の変形形態として、本発明に係るバラスト水処理方法は、海水に塩素殺菌剤を供給する塩素殺菌剤供給工程と;塩素殺菌剤が添加された海水を所定時間滞留させる滞留工程と;所定時間滞留させた海水の活性炭処理を行う活性炭処理工程と；を備えて!/ヽる。

[0095] (40) 好ましくは、上記（39)のバラスト水処理方法において、滞留工程で塩素殺菌剤が供給されて力活性炭処理が開始されるまでの時間は、 0. 5〜20分の範囲である。

[0096] (41) 好ましくは、上記（39)のバラスト水処理方法において、海水中の有効塩素量の重量濃度が 5〜： LOOmgZLとなるように、塩素殺菌剤の供給量が調整される。

[0097] (42) 好ましくは、上記（36)〜 (41)のバラスト水処理方法は、塩素殺菌剤供給ェ程に先立って、海水を濾過して水生生物を捕捉する濾過工程を、更に備えている。

[0098] 塩素殺菌剤供給工程に先立って、海水を濾過して水生生物を捕捉する濾過工程を備えることによって、濾過工程で海水中の動物性プランクトン等比較的大型の水生生物を捕捉して除去することができる。このため、濾過工程を設けない場合に比べて塩素殺菌剤の供給量を減らすことが可能になり、トリノ、ロメタンの生成をさらに抑制して、環境への影響を減らすことができる。また、過酸化水素の供給量を減らすことが可能になり、さらに滞留槽を小さくすることができる。なお、濾過装置としては、目開き力 0〜200 μ mのものを用いることが好ましぐ特に目開き 20〜35 μ m程度のものを用いるのが、捕捉率と逆流洗浄頻度とを最適に設定することができるので、好ましい。

[0099] 上記の（1)のバラスト水処理装置および（21)のバラスト水処理方法によれば、海水を濾過して水生生物を捕捉して除去し、濾過された海水中に殺菌剤を供給し；殺菌剤が添加された海水をベンチユリ管に導入し、その海水中にキヤビテーシヨンを発生させることにより、海水中に殺菌剤を拡散させるとともに、海水中の水生生物に損傷を与えあるいはそれらを死滅させることができる。従って、従来方法の方法では達成が難し力つた IMOの定めるバラスト水処理基準を、安価で確実に達成することが可能となり、外来生物や伝染性の病原菌の移動を抑制することが可能となる。

[0100] また、上記の（3) (4)のバラスト水処理装置および（23) (24)のバラスト水処理方法によれば、海中から海水をバラストタンクに送る時に、海水を濾過して水生生物を捕捉して除去し、過酸ィ匕水素など殺菌剤とベンチユリ管によるキヤビテーシヨンによって細菌類とプランクトンを死滅させて、生物を死滅処理した海水をバラストタンクに貯留することができる。さらに、ノストタンク力も海水を海中に排出する時に、海水に残存する過酸ィ匕水素など殺菌剤を過酸ィ匕水素分解剤などにより分解して、過酸化水素等の海域への影響をなくすことができる。

[0101] また、上記の（11)のバラスト水処理装置および（31)のバラスト水処理方法によれば、船舶のバラストタンクに注入される海水に塩素殺菌剤を供給し、所定時間滞留させた後、過酸化水素を供給することにより、海水中の細菌類やプランクトンを死滅させることができる。これによつて、 IMOの定めるバラスト水処理基準を充足する有害生物を含まない海水をバラスト水として供給することが可能になり、且つ塩素殺菌剤によるトリハロメタンの生成を抑制することができる。

[0102] また、上記の（15) (17)のバラスト水処理装置および（36) (39)のバラスト水処理方法によれば、船舶のバラストタンクに注入される海水に塩素殺菌剤を供給し、所定時間滞留させた後、塩素還元剤の供給または活性炭処理を行うことにより、海水中の細菌類やプランクトンを死滅させることができる。これによつて、 IMOの定めるバラスト水処理基準を充足する有害生物を含まない海水をバラスト水として供給することが可能になり、且つ塩素殺菌剤によるトリハロメタンの生成を抑制することができる。

図面の簡単な説明

[0103] [図 1]図 1は、本発明の一実施形態に係るバラスト水処理装置のブロック図である。

[図 2]図 2は、本発明の他の実施形態に係るバラスト水処理装置のブロック図である。

[図 3]図 3は、本発明の他の実施形態に係るバラスト水処理装置のブロック図である。

[図 4]図 4は、塩素殺菌剤注入後の海水中のトリハロメタン濃度の時間変化を示すグラフである。

[図 5]図 5は、海水中の残留塩素濃度と、 IMOバラスト水処理基準を満たすために必要な海水中の細菌類と有効塩素の接触時間の関係を示すグラフである。

[図 6]図 6は、海水中の残留塩素濃度と、 IMOバラスト水処理基準を満たすために必要な海水中の細菌類やプランクトンと有効塩素の接触時間の関係を示すグラフである。

[図 7]図 7は、本発明の一実施形態で使用される殺菌剤供給装置およびベンチユリ管の説明図である。

[図 8]図 8は、本発明の一実施形態で使用される殺菌剤供給装置の要部の説明図である。 [図 9]図 9は、本発明の一実施形態で使用される殺菌剤供給装置の要部の説明図である。

[図 10]図 10は、本発明の一実施形態で使用されるベンチユリ管の説明図である。

[図 11]図 11は、本発明の一実施形態で使用されるベンチユリ管の説明図である。発明を実施するための最良の形態

[0104] [実施形態 1]

以下、図面を用いて、本発明に係るバラスト水処理装置の実施形態の例を具体的に説明する。

[0105] 図 1は、本発明の第一の実施形態に係るバラスト水の処理装置を示すブロック図である。このバラスト水処理装置は、下記構成を備えている。海水取入ライン 1は、海水を船内に取り入れる。粗濾過装置 2は、海水取入ライン 1から取り入れられた海水中の粗大物を除去する。ポンプ 3は、海水を取り込み、あるいは後述のバラストタンク 9 のバラスト水を後述の濾過装置 4に送る。濾過装置 4は、粗濾過装置 2によって粗大物が除去された海水中に存在するプラン外ン類を除去する。殺菌剤供給装置 5は、濾過装置 4で濾過された海水に殺菌剤を供給して、細菌類やプランクトンを死滅させる。殺菌剤分解剤供給装置 6は、殺菌剤が添加された海水に殺菌剤分解剤を供給する。ベンチユリ管 7は、殺菌剤および殺菌剤分解剤が添加された海水 (濾過水)を導入し、その海水中にキヤビテーシヨンを発生させ、海水中の水生生物に損傷を与えあるいはそれらを死滅させるとともに、殺菌剤供給装置 5で供給された殺菌剤を海水中に拡散させる。処理水送水ライン 8は、ベンチユリ管 7から排出された処理後の海水を後述のバラストタンク 9に送る。バラストタンク 9は、処理水送水ライン 8から送られる処理後の海水、または未処理の海水を貯留する。処理水排水ライン 10は、バラストタンク 9内の処理済みのバラスト水を海に排出する。未処理海水送水ライン 11は、未処理の海水をバラストタンク 9に送る。ノスト水供給ライン 12は、バラストタンク 9 内の未処理のバラスト水を濾過装置 4側に送る。処理水排水ライン 13は、処理が終つたバラスト水を海に排出する。

[0106] 以下、各装置をさらに詳細に説明する。

[0107] <粗濾過装置 > 海水は、船側部に設けられたシーチェスト (海水吸入口）から海水取入ライン 1を介して、ポンプ 3により取り入れられる。粗濾過装置 2は、取り入れられる海水中に含まれる大小様々な夾雑物や水生生物のうち、 10mm程度以上の粗大物を除去する。粗濾過装置としては、 10mm程度の孔を設けた筒型ストレーナ、水流中の粗大物を比重差により分離するハイド口サイクロン、あるいは回転スクリーンにより粗大物を捕捉し搔揚げ回収する装置等、を用いることができる。

[0108] く濾過装置〉

濾過装置 4は、粗濾過装置 2によって粗大物が除去された海水中に存在するプランタトン類を除去するために設けられて、る。目開き 10〜200 μ mのものが用いられる。目開きを 10〜200 μ mとする理由は、動物性プランクトンや植物性プランクトンの捕捉率を一定のレベルに保ちつつ、逆流洗浄頻度を少なくして、寄港地でのバラスト水処理時間を短縮するためである。逆に言えば、目開きが 200 mより大きいと動物プランクトンや植物プランクトンの捕捉率が著しく低くなり、他方、目開きが 10 mより小さいと逆流洗浄頻度が多くなり、寄港地でのバラスト水処理時間が長くなるので、いずれも好ましくない。特に目開き 20〜35 /ζ πι程度のものを用いること力捕捉率と逆流洗浄頻度とを最適に設定することができるので、好ましい。また、濾過装置 4は、濾過面積 lm²あたり 1日 200m³以上の濾過速度が得られることが望ましい。ただし、濾過モジュールの集積によってより小型化が可能な場合には、これに限定されない。

[0109] 濾過装置 4の具体例として、好ましくは、ノッチワイヤフィルタまたはゥエッジワイヤフィルタが用いられる。

[0110] ノッチワイヤフィルタとは、ノッチ（突起）を有するワイヤが枠体に巻きつけられた筒型のエレメントを、ケーシング内に保持したもので、さらに、送水と逆洗浄のためのバルブと配管が設けられている。ノッチによりワイヤ同士の間隔が保持され、筒型のエレメントの濾過通路寸法が設定される。濾過通路寸法は、好ましくは、 10〜200 /ζ πιである。このノッチワイヤフィルタの具体例としては、神奈川機器工業製のノッチワイヤフィルタがある。特開 2001— 170416には、このようなノッチワイヤフィルタを濾過エレメントとして複数備え、逆洗手段を備えた装置が開示されている。濾過エレメント集合基板やそれぞれの濾過エレメントに、小型超音波振動子を取り付け、逆洗時に超音波振動を付加することにより逆洗浄効果を増大させ、逆洗浄の間隔を延ばして濾過効率を高めることができる。

[0111] ゥエッジワイヤフィルタとは、三角形の断面を有するワイヤが枠体に巻きつけられた筒型のエレメントを、ケーシング内に保持したもので、さらに、送水と逆洗浄のためのバルブと配管が設けられている。ワイヤ同士の間隔を調整することにより、筒型のエレメントの濾過通路寸法が設定される。濾過通路寸法は、好ましくは、 10〜200 /ζ πιである。このゥエッジワイヤフィルタの具体例としては、東洋スクリーン工業製のゥエッジワイヤフィルタがある。

[0112] また、濾過装置 4の他の好ましい例として、積層ディスク型濾過器がある。積層ディスク型濾過器とは、両面に複数の斜状溝を形成したドーナツ型のディスクを軸方向に圧締して積層して環状にしたものである。隣接するディスクの溝により形成される間隙を、海水が流れる際に、水生生物が濾過される。斜状溝の寸法を適宜設定することにより、目開きが 10〜200 mに設定される。なお、積層ディスク型濾過器においては、逆洗時に、ディスクの圧締を解除することにより、間隙を大きくして濾過残渣を除去する。この積層ディスク型濾過器の具体例としては、 Arkal Filtration Systems製の Spin Klin Filter Systems 3ある。

[0113] なお、濾過装置 4としては、上記の 2種類の濾過装置の他、例えば、密閉型砂濾過器、濾布濾過器、金属繊維濾過器など、他の種々の濾過装置を用いることができる。

[0114] <殺菌剤供給装置 >

殺菌剤供給装置 5は、濾過装置 4で濾過されてベンチユリ管 7に導入される海水に殺菌剤を供給して、細菌類やプラン外ンを死滅させる。供給される殺菌剤としては、次亜塩素酸ナトリウム、塩素、二酸化塩素、過酸化水素、オゾン、過酢酸、またはこれらの 2種以上の混合物を使用することができる。また、上記以外の殺菌剤を使用することも可能である。

[0115] なお、殺菌剤として次亜塩素酸ナトリウムを用いる場合には、海水中の有効塩素量の重量濃度が 1〜： LOOmgZLとなるように供給することが好ましい。その理由は、次亜塩素酸ナトリウムの重量濃度が lmgZLより小さいと、次亜塩素酸が水中の還元性物質や有機物と反応して残留せず、他方、 lOOmgZLより大きいと、腐食や、次亜塩素酸ナトリウムの貯留槽が大きくなり高コストとなる等の問題が生じるからである。

[0116] 図 7には、殺菌剤供給装置 5における、殺菌剤注入部 17、およびその下流側に設けられたベンチユリ管 7が示されている。図 7の左側力も右側に向力つて海水が流される。また、殺菌剤注入部 17とベンチユリ管 7との間に、殺菌剤分解剤供給装置 6の殺菌剤分解剤注入部が設けられるが、図 7では省略されている。殺菌剤分解剤注入部の構造は、殺菌剤注入部 17と同様である。また、図 8は、図 7に示された殺菌剤注入部 17を、拡大して示した図であり、図 9は、殺菌剤注入部 17を、上流のポンプ側からみた状態を示した図である。以下、図 7〜図 9に基づいて、殺菌剤供給装置 5、特に殺菌剤注入部 17につ、て詳細に説明する。

[0117] 殺菌剤注入部 17は、ドーナツ状のブロック体 18と殺菌剤注入管 19を、複数個備えている。ブロック体 18は、中央に水路となる開口部 21を有している。殺菌剤注入管 1 9は、一端側がブロック体 18に固定され、他端が開口部 21まで延出されている。殺菌剤注入管 19は、開口部 21内に径方向に向けて延出する板状部材カもなる支持部 20で支持されている。支持部 20は、開口部 21内に周方向に 60° の間隔で 6個設けられ、各支持部 20には、 2〜3本の殺菌剤注入管 19が支持されている。これらの殺菌剤注入管 19の開口部 21側先端は、開口部 21の中心カも径方向の外側に向つて所定の距離を離して配置されている。また、殺菌剤注入管 19の開口部 21側先端部は、上流側に向けて屈曲し、その先端が流れに対向するようにして開口しており、この開口部が殺菌剤注入口となって、る。

[0118] 以上のように、開口部 21の周方向に複数の支持部 20が設けられ、各支持部 20に複数の殺菌剤注入管 19が支持され、各支持部 20において各殺菌剤注入管 19の注入口が径方向に所定間隔を開けて配置されている。その結果、殺菌剤供給管の殺菌剤注入口が、流路断面の半径方向と周方向のそれぞれに複数配置されることになる。図 8に示すように、殺菌剤注入管 19の端部は、ブロック体 18に固定され、ブロック体 18の外周面に開口するように配置されており、この部分に殺菌剤供給部（図示せず)から殺菌剤が供給される。

[0119] 上記のように構成された殺菌剤供給装置 5において、殺菌剤は、ベンチユリ管 7の上流側に供給される。従って、殺菌剤が、キヤビテーシヨンが発生するベンチユリ管喉部に達するまでに、管内で殺菌剤をある程度拡散させておき、次いで、キヤビテーシヨンにより殺菌剤の拡散および混合を進める。これにより、殺菌剤の細菌類への浸透を促進させ、殺菌効果を増大させることができる。また、殺菌剤注入管 19の殺菌剤供給口が上流側に向けて開口しているので、注入された殺菌剤が、流路を流れる海水と対向する方向に吐出され、殺菌剤の海水への拡散が促進される。

[0120] なお、上記の例では、殺菌剤を殺菌剤供給装置 5でベンチユリ管 7の上流側に供給する例を示したが、殺菌剤を、ベンチユリ管の上流側に加えて、ベンチユリ管の喉部に供給するようにしてもよいし、あるいは、ベンチユリ管の喉部のみに供給するようにしてもよい。殺菌剤をベンチユリ管の喉部に供給する場合には、ベンチユリ管のェジェクタ作用により自動的に吸引されるので、供給ポンプが不要となる。

[0121] <殺菌剤分解剤供給装置 >

殺菌剤分解剤供給装置 6は、殺菌剤が添加された海水に殺菌剤分解剤を供給し、海水中に残存する殺菌剤を分解して、無害化する。この実施形態では、殺菌剤分解剤供給装置 6が、殺菌剤供給装置 5とベンチユリ管 7との間に設けられているので、ベンチユリ管 7のキヤビテーシヨンにより、殺菌剤分解剤が海水中に急速に拡散される。殺菌剤分解剤供給装置 6の配置は、これに限らず、ベンチユリ管 7の下流側に設けてもよい。

[0122] 次亜塩素酸ナトリウム、塩素等の塩素殺菌剤に対して供給される殺菌剤分解剤としては、チォ硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム（亜硫酸水素ナトリウム)を用いることができる。また、過酸化水素に対して供給される殺菌剤分解剤としては、チォ硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム（亜硫酸水素ナトリウム )及びカタラーゼ等の酵素を使用することができる。但し、これらのみには限定されない。

[0123] <ベンチユリ管 >

ベンチユリ管 7は、キヤビテーシヨンを発生させ、このキヤビテーシヨンにより、濾過装置 4を通過した細菌類やプランクトンに損傷を与えあるいはそれらを死滅させ、それとともに、殺菌剤供給装置 5で供給された殺菌剤を海水中に拡散させる。図 10は、ベンチユリ管 7の断面図、図 11はベンチユリ管 7を上流側力見た図である。この実施形態において、ベンチユリ管 7は、図 10、図 11に示すように、複数の小口径ベンチュリ管 23が並列に配置されたものである。この例では、図 10、図 11に示すように、流路の中心に 1個のベンチユリ管が配置され、その周囲にある 2つの同心円上にそれぞれ複数個のベンチユリ管が配置されている。但し、配置の仕方は、これのみに限定されない。以下、ベンチユリ管 23について説明する。

[0124] ベンチユリ管 23は、管路断面積が徐々に小さくなる絞り部と、最小断面積部である喉部と、徐々に管路断面積が広がる広がり部 (ディフューザ部）と、からなる。喉部での流速の急上昇に伴う静圧の急激な低下により、キヤビテーシヨン気泡が発生し、広力 Sり部での流速の低下に伴う圧力上昇によりキヤビテーシヨン気泡が成長して崩壊する。海水中の細菌類やプランクトンは、キヤビテーシヨン気泡の崩壊に伴う衝撃圧、せん断力、高温、あるいは酸ィ匕力の強い OHラジカルの作用などにより、損傷を受ける力破壊されて死滅する。

[0125] また、ベンチユリ管 23でキヤビテーシヨンを発生させて、植物性プランクトン等の比較的小型の水生生物に損傷を与えあるいはそれらを死滅させるとともに、キヤビテーシヨンにより殺菌剤を海水中に急速に拡散させて、殺菌効果を増大させる。このようにキヤビテーシヨンの拡散作用により殺菌剤の海水中への混合が促進されるため、殺菌剤を注入するだけの場合に比べて、殺菌剤の供給量を減らすことが可能になる。その結果、殺菌剤として塩素殺菌剤を用いる場合に懸念されるトリノ、ロメタンの発生を抑制するなど、環境への影響を減らすことができる。また、殺菌剤を無害化するための殺菌剤分解剤の供給を不要にする力または減らすことができる。

[0126] さらに、複数のベンチユリ管が並列に配置された構造とすることにより、以下のような効果がある：

a.ベンチユリ管装置の小型化

本発明のベンチユリ管装置は、複数のベンチユリ管が並列に配置されているので、大量の海水を処理することが可能であるにもかかわらず、単一のベンチユリ管を大型化した場合のように長さ方向の寸法が増大することがない。つまり、ベンチユリ管装置の長さは、小口径のベンチユリ管と同程度でよぐ船舶に搭載する際のスペース面での制約がなぐ適切に配置することができる。 [0127] b.キヤビテーシヨン気泡の発生頻度の適正化

ベンチユリ管内で発生するキヤビテーシヨン気泡は、最も流速が速く静圧が低くなる喉部で発生し、流れに沿って下流側へ向力つて成長して行き、その下流のディフユ一ザ部において、流速低下による圧力上昇に伴い気泡径が増大して急激に崩壊する。キヤビテーシヨン気泡の発生は、ベンチユリ管喉部の壁面近傍で発生頻度が高く、管中心付近では発生頻度が相対的に低くなる。これは、管の壁面から中心に向かう方向に圧力分布が存在し、管壁面付近の静圧の方が管中心部の静圧より低くなるためである。

[0128] このために、キヤビテーシヨン気泡の発生頻度は、ベンチユリ管壁面の面積に応じて変化する。処理水量を増大させるために、ベンチユリ管を幾何学的相似を保って単純に大きくすると、ベンチユリ管壁面の表面積自体は大きくなるものの、単位処理水量当たりのベンチユリ管壁面の表面積が小さくなるため、単位処理水量当たりのキヤビテーシヨン気泡の発生頻度が減少し、キヤビテーシヨンの効果が減少する。したがつて、本発明の装置において、処理水量を増大させるためには、幾何学的相似を保つてベンチユリ管を拡大するのではなく、ベンチユリ管の本数を増やすことが好まヽ。これにより、単位処理水量当たりのキヤビテーシヨン気泡発生頻度を小口径ベンチユリ管と同等に確保しながら、大容量の水を処理することができる。

[0129] c処理効果に対する尺度影響の抑制

小口径ベンチユリ管について、キヤビテーシヨンによる有害微生物の処理性能や有害物質の分解性能が確認されて、るとき、処理量を増加させるためにベンチユリ管が設置されている流路の径を大きくし、ベンチユリ管のサイズをこの径に合わせて相似的に大きくした場合には、処理性能に尺度影響が現れることが予測される。この点、上記の装置にぉ、ては、ベンチユリ管の管径を変えずにベンチユリ管の数を増やすという対応が可能なので、前述した処理性能の尺度影響をできるだけ抑え、処理性能が確認されている小口径ベンチユリ管の性能をそのまま活力して、大流量の処理装置を設計することができる。

[0130] なお、ベンチユリ管 23に海水を供給する際には、ベンチユリ管 23の喉部における海水の流速が 10〜40mZsecとなるように海水の流量を設定することが好ましい。その理由は、下記の通りである。海水を取り入れてバラストタンクに送る配管の途中にバラスト水処理装置を設置した場合、配管内の海水の流速は、ベンチユリ管 23の入り口で、通常 2〜3mZs程度である。ベンチユリ管 23の喉部の流速が lOmZsecより小さいと、喉部での流速の上昇比率が十分でなぐこれに伴う静圧の急激な低下が十分でないため、大気圧下においてもキヤビテーシヨンが発生しない。他方、ベンチユリ管喉部の流速が 40mZsより大きいと、キヤビテーシヨン現象が過剰に発生して、ベンチユリ管通過に伴う圧力損失が過大となる。その結果、送水のために消費されるェネルギ一が過大となり、ポンプ動力が過大となり、運転コストおよび設備コストが増大する。

[0131] また、ベンチユリ管 23に海水を供給する際には、ベンチユリ管 23の圧力損失水頭力〜 40mとなるように海水の流量を設定することが好ましい。その理由は、損失水頭が 5mより小さいとキヤビテーシヨンを発生させる事ができず、他方、 40mより大きいと船、舶に備えられているバラスト水ポンプとして用いられている大流量ポンプでは対応できなくなるからである。

[0132] なお、上記のベンチユリ管 7は、例えば、大径円柱ブロック 25に複数のベンチユリ形状開口部を切削加工により形成することにより製作される。その代わりに、大径円柱ブロック 25に複数の貫通円孔が設けられた大径円柱ホルダーを準備し、この大径円柱ホルダーに小径ベンチユリ管を挿入することにより製作してもよい。

[0133] また、ベンチユリ管 7の開口率 (ベンチユリ管装置入口の管断面積に対するベンチュリ管喉部断面積の総和の比率）は、 7. 5〜20%であることが好ましい。その理由は、下記の通りである。海水を取り入れてバラストタンクに送る配管の途中にバラスト水処理装置を設置した場合、配管内の海水の流速がベンチユリ管入り口で、通常 2〜3m Zs程度である。他方、大気圧下において、ベンチユリ管出口で適切な強さのキヤビテーシヨンを発生させるためには、ベンチユリ管喉部での流速を 10〜40m/s程度にする必要がある。このように、ベンチユリ管入り口で 2〜3mZs程度、ベンチユリ管喉部での 10〜40mZs程度の流速を実現するためには、ベンチユリ管の開口率を 7. 5 〜20%にすることが好ましい。

[0134] また、隣接するベンチユリ管 23の間隔は、ベンチユリ管入口口径 Dの 1. 05-1. 5 倍が好ましい。その理由は、下記の通りである。隣接するベンチユリ管 23の軸間隔が近過ぎると、ベンチユリ管 23の間の管壁厚さが薄くなり過ぎ、強度上の問題を生じる。また遠過ぎると、ベンチユリ管喉部断面積の総和と上流側のベンチユリ管装置入口の管断面積との比が小さくなり過ぎて (流路断面積が絞られ過ぎて)、ベンチユリ管部分の圧損が増加し、船舶にバラスト水ポンプとして備えられている大流量ポンプでは対応できなくなる。

[0135] なお、キヤビテーシヨンを発生させるためにジェットノズルを用いることも可能である。

しかし、ジェットノズルは、圧力損失が高ぐ目詰まりが生じ易ぐポンプの大型化や逆流洗浄頻度の増加によりコストが増大することから、大量処理を必要とするバラスト水処理には不適である。これに対して、ベンチユリ管は、少ない圧力損失でキヤビテーシヨンを発生させることができるので、大量処理が必要とされるバラスト水処理に適している。

[0136] 次に、以上のように構成されたバラスト水処理装置の動作について説明する。ボンプ 3を稼動することにより、海水取入ライン 1から海水が船内に取り入れられる。その際、先ず粗濾過装置 2によって、海水中に存在する大小様々な夾雑物や水生生物のうち 10mm程度以上の粗大物が除去される。粗大物が除去された海水は、濾過装置 4に導入され、濾過装置 4の目開きに応じた大きさの動物性プランクトンや植物性プランクトン等が除去される。粗濾過装置 2および濾過装置 4で捕捉された水生生物等は、粗濾過装置 2および濾過装置 4のフィルタ等を逆洗することにより海に戻される。海に戻しても、同一の海域なので生態系に影響を与えることがない。つまり、この例では、バラスト水を積み込む際に処理をしているので、粗濾過装置 2および濾過装置 4の逆洗水をそのまま排出することができる。

[0137] 濾過装置 4で濾過された海水には、殺菌剤供給装置 5で殺菌剤が供給され、次いで、殺菌剤分解剤供給装置 6で殺菌剤分解剤が供給される。殺菌剤と殺菌剤分解剤が添加された海水は、ベンチユリ管 7に導入される。ベンチユリ管 7において、上述したメカニズムによって海水中にキヤビテーシヨン気泡が発生し、成長したキヤビテーシヨン気泡が急激に崩壊することにより、海水中の水生生物に衝撃圧、せん断力、高温、あるいは酸ィ匕力の強い OHラジカルの作用が加えられ、水生生物が損傷を受けあるいは破壊される。このとき、ベンチユリ管 7に導入前に、海水に殺菌剤を供給しているので、ベンチユリ管 7内でのキヤビテーシヨンにより、殺菌剤の海水中への拡散が促進され殺菌効果が増大される。また、ベンチユリ管 7に導入前に、海水に殺菌剤分解剤も供給しているので、ベンチユリ管 7内でのキヤビテーシヨンにより、殺菌剤分解剤の海水中への拡散が促進され、残存する殺菌剤の分解効果が促進される。

[0138] ベンチユリ管 7で処理された海水は、ベンチユリ管 7から処理水送水ライン 8を介してノ《ラストタンク 9に送られ、貯留される。バラストタンク 9内に海水が貯留される場合には、殺菌剤供給装置 5で供給された殺菌剤が、適当な時間残存することが好ましい。これは、仮にバラストタンク 9内に有害生物が残存していたとしても、残存する殺菌効果によって、これらの微生物を死滅させることができるからである。殺菌剤の残存濃度は、殺菌剤の種類、濃度、およびバラストタンク 9の材質や塗装の種類によって、適宜決定され、その結果に基づいて、殺菌剤分解剤供給装置 6による殺菌剤分解剤の供給量が調整される。場合によっては、殺菌剤分解剤を供給しないこともある。

[0139] また、上記の例では、殺菌剤がベンチユリ管 7の上流側および Zまたはベンチユリ管 7の喉部に供給されるが、さらに、ベンチユリ管 7の下流側にも供給してもよい。その場合には、プランクトン等に付着している細菌類がキヤビテーシヨンによりが剥されるので、この剥された細菌類にベンチユリ管 7の下流側で殺菌剤を作用させて、殺菌効果を増大させることができる。また、キヤビテーシヨンにより外殻に損傷を負いながら生き残つているプランクトンの体内に殺菌剤を浸透させて、殺菌効果を増大させることができる。また、殺菌剤耐性の強いプランクトンを、殺菌剤の単独処理と比較して少な、添カ卩量で死滅させることが可能である。

[0140] なお、上記の例では、殺菌剤とベンチユリ管による死滅処理を、海水をバラストタンク 9に積み込む際に行っている力海水をバラストタンクに積み込む際には行わないで、バラストタンク 9から排出する際に行うことも可能である。その場合、未処理の海水は、未処理海水送水ライン 11を介してバラストタンク 9に貯留される。このバラスト水をノ《ラストタンク 9から排出する際に、バラストタンク 9内の（未処理の)バラスト水を、バラスト水供給ライン 12を介して濾過装置 4側に導入して、以降は上記と同様の処理を行う。処理の終ったバラスト水は、処理水排水ライン 13を介して、海に排出される。

[0141] この場合には、ベンチユリ管 7の上流側で殺菌剤が添加されたバラスト水を、海に排出することになるので、殺菌剤を完全に無害化する必要がある。そこで、前述のように処理後の海水をバラストタンク 9に送る場合とは異なり、殺菌剤分解剤供給装置 6により供給される殺菌剤分解剤の量を、残存する殺菌剤を分解するために十分な量に設定して、バラスト水が排出される港湾の環境に対して影響を及ぼさな、ようにする。

[0142] また、殺菌剤による処理を、海水をバラストタンク 9に積み込む際と、バラストタンク 9 力も排出する際との両方で行うようにしてもよい。その場合、ノスト水の排出時の処理は軽度でよい。

[0143] 以上のように、この実施形態においては、濾過装置 4で 10〜200 m以上の動物性プランクトンや植物性プランクトンを除去し、濾過装置 4を通過した細菌類やプランタトンにベンチユリ管 7で損傷を与えるかあるいは死滅させ、さらに、殺菌剤の供給により細菌類やプランクトンを死滅させるようにしているので、どのような水質であっても、確実且つ安価に、 IMOが定めるバラスト水基準を満たすことができる。また、装置の構成が単純であることから、既存船舶への適用が容易であり、また、殺菌剤処理や電気処理耐性を有する微生物を効率的に死滅させることができる。

[0144] なお、図 1に示された例では、バラスト水の無害化処理を、バラストタンクへの積込時および Zまたは海中への排出時に行うことが想定されている力積込時、排出時のいずれか、あるいは両方のどのタイミングで処理を行うかは、関係する海域に生息する微生物量や船舶の運航条件によって定めることができる。

[0145] また、図 1に示されたバラスト水処理装置を用いて、バラスト水の積込み時に細菌類やプランクトンの死滅処理を行、、バラスト水の排出時に海水中に残留して、る殺菌剤を分解して無害化処理を行うバラスト水の処理方法について説明する。

[0146] ノスト水の積込み時には、ポンプ 3を稼動して海水取入ライン 1から海水を船内に取り入れ、粗濾過装置 2により粗大物を除去し濾過装置 4により濾過装置 4の目開きに応じた大きさのプランクトン等を除去する。濾過装置 4で濾過された海水には殺菌剤供給装置 5で殺菌剤が供給され、殺菌剤が添加された海水はベンチユリ管 7に導入される。この時には殺菌剤分解剤供給装置 6からの殺菌剤分解剤の供給は行なわれない。ベンチユリ管 7において、キヤビテーシヨンを発生させ水生生物に損傷を与えると共に、殺菌剤の海水中への拡散が促進され殺菌効果が増大される。 [0147] ベンチユリ管 7で処理された海水は、処理水送水ライン 8を介してバラストタンク 9に送られ貯留される。バラストタンク 9内に貯留される海水には、殺菌剤供給装置 5で供給された殺菌剤が、適切な濃度で残存することが好ましい。これにより、細菌類ゃプランクトンの再成長を抑制することができる。

[0148] 次に、バラスト水の排出時には、ポンプ 3を稼動してバラストタンク 9からバラスト水供給ライン 12を介してバラスト水を導入し、濾過装置 4と殺菌剤供給装置 5を経由しな Vヽバイパス経路 (図示せず)を介して、殺菌剤分解剤供給装置 6から殺菌剤分解剤を供給し、ベンチユリ管 7に導入する。ベンチユリ管 7において、キヤビテーシヨンを発生させ殺菌剤分解剤の海水中への拡散を促進して、短時間で残存する殺菌剤を分解する。殺菌剤の分解処理の終ったバラスト水は、処理水排水ライン 13を介して、海中に排出される。ベンチユリ管 7によりキヤビテーシヨンを発生させ殺菌剤分解剤の海水中への拡散を促進して、殺菌剤分解剤により短時間で殺菌剤を分解するので、海水をバラストタンクから海中へ排出しながら確実に無害化することができる。

[0149] ベンチユリ管 7を用いてキヤビテーシヨンを発生させ殺菌剤分解剤の海水中への拡散を促進させる代わりに、攪拌羽根により拡散混合するミキサ等、他の拡散装置を用いてもよい。

[0150] 殺菌剤として過酸ィ匕水素を用いる場合について、さらに説明する。海水中に過酸化水素を適切な濃度で残留させてバラストタンクに貯留することにより、細菌類やブランクトンの再成長を抑制することができる。また、有害な副生成物が生成することがない。

[0151] 過酸化水素分解剤として亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム、チォ硫酸ナトリウムなどの還元剤を供給する。

[0152] 過酸化水素分解剤として重亜硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、チォ硫酸ナトリウムを用いて、それぞれについて過酸ィ匕水素の分解時間を調べる実験を行った。海水中に残留する過酸ィ匕水素濃度が 20〜： LOOmgZLの場合に、重亜硫酸ナトリウムでは 7 0〜350mgZL、亜硫酸ナトリウムでは 80〜400mgZL、チォ硫酸ナトリウムでは 20 0〜： LOOOmgZLを供給して拡散させ、過酸ィ匕水素濃度が検出限界である 0. lmg ZL以下となるまでに要する時間 (分解所要時間)を求めた。分解所要時間は、どの過酸ィ匕水素分解剤の場合も 5秒以内であり、ごく短時間で過酸ィ匕水素を分解できることが確認された。このことにより、海水をバラストタンクから海中へ排水しながら、確実に過酸ィ匕水素を分解して無害化することができることが分かる。

[0153] バラトタンクから導入する海水中の過酸ィ匕水素濃度を測定して、その測定値に基づき、過酸化水素を確実に還元して分解するために十分な量の還元剤を供給するようにすることが好ましい。また、ベンチユリ管の下流側の処理水排水ライン 13に過酸ィ匕水素濃度計や酸化還元電位計を設け、過酸化水素の残留がな!ヽことを確認するようにしてもよい。

[0154] このように、殺菌剤として過酸ィ匕水素を用いて、バラスト水を海中から取り入れるとき及び海中に排出するときの双方で処理を行うことにより、有害な副生成物が生成することなぐ海水中の細菌類やプランクトンを死滅させたバラスト水を供給することができ、ノストタンクに貯留中の細菌類やプランクトンの再成長を抑制して、過酸化水素の残留のな、海水を排出し、海洋への影響のな！、処理を実現することができる。

[0155] なお、上記の種々の実施形態において、殺菌剤供給装置で供給される殺菌剤の量を制御する殺菌剤供給量制御装置を設けてもよ!、。殺菌剤供給量制御装置の一例として、濾過装置の差圧を測定し、この差圧測定値に基づき殺菌剤供給量を調整するものがある。具体的には、差圧が所定値よりも大きい場合には、海水または濾過水中の水生生物が多いことを示しているので、殺菌剤供給量を増加させる。逆に差圧が所定値よりも小さい場合には、殺菌剤供給量を減少させる。

[0156] その代わりに、濾過装置で差圧を計測し、所定値に達すると逆洗浄を自動的に行う場合には、その逆洗浄の間隔に基づき、殺菌剤供給量を調整することもできる。具体的には、逆洗浄の間隔が所定値よりも短い場合には、海水中の水生生物が多いことを示しているので、殺菌剤供給量を増加させる。逆に逆洗浄の間隔が所定値よりも長い場合には、殺菌剤供給量を減少させる。

[0157] あるいは、その代わりに、濾過装置に導入される海水または濾過装置で濾過された濾過水の濁度または吸光光度を測定する水質測定装置と、この水質測定装置により測定された濁度または吸光光度の測定値に基づ!、て、殺菌剤供給量を調整する殺菌剤供給量制御装置と、を設けてもよい。具体的には、水質測定装置による濁度または吸光光度の測定値が所定値よりも大きい場合には海、水または濾過水中の水生生物が多いことを示しているので、殺菌剤供給量を増加させる。逆に、濁度または吸光光度の測定値が所定値よりも小さい場合には、殺菌剤供給量を減少させる。

[0158] このように、海水または濾過水中の水生生物の量に応じて殺菌剤供給量を調整することにより、水生生物を確実に死滅させることができるとともに、過剰な殺菌剤供給を抑えることができる。

[0159] さらに、殺菌剤供給量を制御するための装置の他の例として、殺菌剤が次亜塩素酸ナトリウムの場合には、殺菌剤が添加された海水の酸ィ匕還元電位を測定し、この酸化還元電位の測定値に基づいて殺菌剤供給量を調整する殺菌剤供給量制御装置を設けてもよい。細菌類を死滅させるために供給される次亜塩素酸ナトリウムは、海水中の還元性物質によっても消費されるが、バラスト水として積み込まれる海水は海域によって水質が異なり、還元性物質の含有率も異なる。したがって、細菌類を十分に死滅させるためには、次亜塩素酸ナトリウムの供給量を水質に適合した量に調整する必要がある。具体的には、次亜塩素酸ナトリウムが供給された海水の酸ィ匕還元電位を測定し、酸ィ匕還元電位を銀 Z塩ィ匕銀電極に対して 800mV以上とするように調整する。酸化還元電位を 800mV以上とすることにより、海水中に残留する塩素濃度を、細菌類を死滅させるための十分な濃度にすることができる。

[0160] なお、上記の例のように、殺菌剤として次亜塩素酸ナトリウムを用いる場合には、海水を直接電気分解することによって次亜塩素酸ナトリウムを発生させる装置を用いれば、コストを減らすことができる。

[0161] また、次亜塩素酸ナトリウムは、 30°C以上の高温で分解して濃度が低下することがある。したがって、次亜塩素酸ナトリウムの分解を防止するため、次亜塩素酸ナトリウムの貯留槽に、次亜塩素酸ナトリウムの温度の上昇を防止する温度上昇防止手段を設けることが好ましい。これにより、次亜塩素酸ナトリウムの分解を防止することが可能になり、次亜塩素酸ナトリウムの消費量を抑制して、ノ《ラスト水の処理費用を抑制することができる。

[0162] 温度上昇防止手段の例として、次亜塩素酸ナトリウム溶液の貯留槽を断熱し、航行中に貯留槽内の次亜塩素酸ナトリウムの温度が上昇することを防止する貯留槽断熱装置がある。また、次亜塩素酸ナトリウム溶液を予め冷却しておき、貯留槽断熱装置を備えた貯留槽に貯留するようにすれば、次亜塩素酸ナトリウムの温度が確実に管理され、次亜塩素酸ナトリウムの分解をより確実に防止することができる。さらに、貯留槽に冷却熱交換器を設け、貯留槽内の次亜塩素酸ナトリウム溶液を冷却しても良い。冷却熱交^^には冷媒として冷却水を用いることもできるが、冷媒として海水を用 V、るようにすれば、冷却のための運転費を抑えることができる。

[0163] また、上記の例のように、殺菌剤として次亜塩素酸ナトリウムを用いる場合には、海水、あるいは次亜塩素酸ナトリウムの分解によって生成した塩ィ匕ナトリウムを電解して、次亜塩素酸ナトリウムを生成または再生する電解装置を設ければ、分解により減少した次亜塩素酸ナトリウムの濃度を回復させることができる。

[0164] さらに、上記の例のように、殺菌剤として次亜塩素酸ナトリウムを用いる場合には、殺菌剤供給工程に先立って酸供給工程を設け、殺菌剤が供給される前の海水の pH を 5〜7にすることにより、細菌類を死滅させる効果を増大させることができる。殺菌剤供給前の海水に酸を供給してその pHを 5〜7にすると、次亜塩素酸ナトリウムの供給後の海水中の遊離残留塩素の形態は、次亜塩素酸 (HOC1)がほとんどを占めるようになり、殺菌効果が高まる。従って、海水の pHを 5〜7にすることが好ましい。なお、海水の pHが 5より低いと、遊離残留塩素の形態は次亜塩素酸と C1となり pHが 7より

2 、高いと、遊離残留塩素の形態は次亜塩素酸と次亜塩素酸イオン (ocr)となり、いずれも、次亜塩素酸 (HOC1:殺菌効果が他に比べて 100倍高い）の割合が低くなり、殺菌効果が低下する。供給する酸としては、塩酸または硫酸が用いられる。

[0165] なお、殺菌剤による処理を行った後、バラスト水に水酸ィ匕ナトリウム等のアルカリ剤を供給してバラスト水を中和し、ノスト水を周囲の海域に排出しても支障の生じないようにする。アルカリ剤としては、亜硫酸ナトリウムを用いることが好ましい。亜硫酸ナトリウムには、残留塩素の分解作用もあるからである。

[0166] 上記の例においては、殺菌剤として次亜塩素酸ナトリウムが用いられている力殺菌剤として過酢酸を用いることもできる。この場合には、過酢酸の分解を防止するため温度を 10°C以下にして貯留する。また、殺菌剤分解剤としては、チォ硫酸ナトリウムまたは亜硫酸ナトリウムを用いることが好ま、。 [0167] 上記の例においては、殺菌のために殺菌剤供給装置が用いられているが、殺菌剤供給装置に代えて紫外線照射装置を用いることもできる。紫外線照射装置は、海水が通される配管または海水が貯留される容器に、紫外線ランプを設置し、細菌類を死滅させるのに必要な強度および時間で、海水に紫外線を照射する。紫外線照射装置を用いた場合には、殺菌剤を使用しないので、殺菌剤分解剤で分解処理する必要がなぐまた、殺菌剤によって海水中に有害物が副生する懸念もない。

[0168] [実施形態 2]

図 2は、本発明の第二の実施形態の説明図である。第一の実施形態と同一部分には同一の符号が付されている。この実施形態が第一の実施形態と異なる点は、塩素殺菌剤を供給した後海水を滞留させること、過酸化水素による処理が行われること、および第-のベンチユリ管が用いられることである。すなわち、濾過装置で濾過された海水は、塩素殺菌剤が供給された後、第一のベンチユリ管に導入される。ベンチュリ管内で発生するキヤビテーシヨンにより、海水中に塩素殺菌剤が拡散され殺菌効果が増大される。次いで、海水は、滞留槽に所定時間滞留され、次いで過酸ィヒ水素が供給され、第-のベンチユリ管に導入される。第-のベンチユリ管内で発生するキヤビテーシヨンにより、海水中に過酸ィ匕水素が拡散される。

[0169] この実施形態では、海水に塩素殺菌剤を供給した後、滞留槽に導入し、有効塩素により細菌類を死滅させるために必要な時間だけ滞留槽内に滞留させて、殺菌処理を行う。滞留槽から排出される海水に過酸化水素を供給し、残留塩素を還元して失効させてトリハロメタンの生成を抑制し、さらに塩素殺菌剤による処理だけでは完全には死滅せずに残存して、るプランクトンを過酸ィ匕水素で死滅させる。このようにして、細菌類とともにプランクトンも処理された海水力ノストタンクに送られる。すなわち、海水に塩素殺菌剤を供給した後、細菌類を死滅させるのに十分な時間で、且つトリハロメタン生成を抑えることができる範囲内の時間、有効塩素を残留させた海水を滞留させ、その後、更に、過酸化水素を供給し、残留塩素を還元して失効させて、トリハロメタンの生成を抑制して、る。

[0170] この実施形態のバラスト水処理装置は、図 2に示すように、下記の構成を備えている。海水取入ライン 1は、海水を船内に取り入れる。粗濾過装置 2は、海水取入ライン 1によって取り入れられた海水中の粗大物を除去する。ポンプ 3は、海水を取り込み、あるいは後述のバラストタンク 9のバラスト水を濾過装置 4に送る。濾過装置 4は、粗濾過装置 2によって粗大物が除去された海水中に存在するプランクトン類を除去する。塩素殺菌剤供給装置 5Aは、濾過装置 4で濾過された海水に塩素殺菌剤を供給して、細菌類を死滅させる。第一のベンチユリ管 7Aは、塩素殺菌剤が添加された海水（濾過水）を導入し、その海水中にキヤビテーシヨンを発生させて細菌類やプランクトンを死滅させるとともに、塩素殺菌剤を拡散させる。滞留槽 14は、第一のベンチユリ管 7 A力も出た海水を、所定時間滞留させる。過酸化水素供給装置 15は、滞留槽 14から送られた海水に過酸化水素を供給する。過酸化水素分解剤供給装置 6Aは、過酸化水素が添加された海水に過酸化水素分解剤を供給する。第-のベンチユリ管 7B には、過酸化水素および過酸化水素分解剤が添加された海水が導入される。この第二のベンチユリ管 7Bによって、海水中に過酸ィ匕水素と過酸ィ匕水素分解剤が拡散される。処理水送水管 8は、過酸ィ匕水素および過酸ィ匕水素分解剤が添加された処理後の海水を、後述のバラストタンク 9に送る。バラストタンク 9は、処理水送水管 8から送られた (処理後の)海水を貯留する。排水ライン 10は、バラストタンク 9に貯留されたバラスト水を海に排出する。未処理海水送水ライン 11は、未処理の海水をバラストタンク 9 に送る。バラスト水供給ライン 12は、ノ《ラストタンク 9内の未処理のバラスト水を濾過装置 4側に送る。処理水排水ライン 13は、バラストタンク 9内の（未処理の)バラスト水を処理した後のバラスト水を海に排出する。

[0171] 以下、各装置をさらに詳細に説明する。なお、粗濾過装置と濾過装置は第一の実施形態と同一であるので、ここでは説明を省略する。

[0172] <塩素殺菌剤供給装置 >

塩素殺菌剤供給装置 5Aは、濾過装置 4で濾過された後ベンチユリ管 7Aに導入される海水に、塩素殺菌剤を供給して、細菌類を死滅させる。塩素殺菌剤としては、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム、塩素ガスを使用することができる。

[0173] なお、塩素殺菌剤は、海水中の有効塩素量の重量濃度が 0. 1〜： LOOmgZLとなるように供給することが好ましい。その理由は、塩素殺菌剤を供給して海水中の有効塩素量の重量濃度が 0. lmgZLより小さいと、有効塩素が水中の還元性物質や有機物と反応して消費され、細菌類やプランクトンを死滅させることができず、他方、 10 OmgZLより大きいと、トリノ、ロメタン生成量が増大し、また腐食や、塩素殺菌剤の費用および塩素殺菌剤貯留槽のサイズが大きくなり高コストとなる等の問題が生じるからである。塩素殺菌剤は、第一のベンチユリ管 7Aの上流側および Zまたは第一のベンチユリ管 7Aに導入される。

[0174] <第一のベンチユリ管 >

第一のベンチユリ管 7Aは、塩素殺菌剤が添加された濾過水が導入され、濾過水に塩素殺菌剤を拡散させる。第一のベンチユリ管 7Aは、塩素殺菌剤を海水中に拡散させるとともに、濾過装置 4を通過したプランクトンにキヤビテーシヨンにより損傷を与えあるいはそれらを死滅させる。ここで、第一のベンチユリ管 7Aの構造および作用は、第一の実施形態と同一であるので、説明を省略する。

[0175] 塩素殺菌剤は、第一のベンチユリ管 7Aの上流側および Zまたは第一のベンチユリ管 7Aの喉部に供給される。塩素殺菌剤を第一のベンチユリ管 7Aの上流側に供給する利点としては、以下の点が挙げられる。塩素殺菌剤を第一のベンチユリ管 7Aの上流側に供給した場合、塩素殺菌剤が、キヤビテーシヨンが発生する第一のベンチユリ管 7Aの喉部に達するまでに、塩素殺菌剤を流路内において海水にある程度拡散させておくことができる。そして、ある程度拡散した塩素殺菌剤が第一のベンチユリ管 7 Aの喉部に達したときに、キヤビテーシヨンにより塩素殺菌剤の拡散および混合をさらに進めることができる。このため、塩素殺菌剤の細菌類への浸透をより促進させることが可能となり、塩素殺菌剤の効果をより増大させることができる。塩素殺菌剤を第一のベンチユリ管 7Aの上流側に供給するためには、第一のベンチユリ管 7Aよりも上流側の流路内に塩素殺菌剤の注入口を設ける。なお、塩素殺菌剤を第一のベンチユリ管 7Aの喉部に供給する場合には、ベンチユリ管のェジヱクタ作用により自動的に吸引されるので、塩素殺菌剤の供給ポンプが不要となる。

[0176] 上記の例では、塩素殺菌剤を海水中に急速に拡散させるものとしてベンチユリ管を使用しているが、ベンチユリ管以外の拡散機能を持つものとして、海水流路内に攪拌流れを生じさせるスタティックミキサゃ攪拌翼を回転させる撹拌器を用いてもよい。

[0177] <滞留槽> 滞留槽 14は、塩素殺菌剤力も発生する有効塩素を、細菌類に所定時間接触させるために、塩素殺菌剤が添加され拡散された海水を滞留させる。この所定時間とは、細菌類を死滅させるのに十分な時間で、且つトリハロメタンの生成を抑えることができる範囲内の時間である。トリノ、ロメタンの生成を抑制する観点から、滞留時間の上限値は 10分とすることが好ましい。また、細菌と残留有効塩素を細菌類を死滅させるために十分なだけ接触させる時間は、残留塩素濃度を大きくすれば極めて短時間になることが分力つている。しかし、大量の海水をバラストタンクに送る途中に滞留槽を設けて滞留させ、その滞留時間を設定するという操作上の便宜を考慮すると、滞留時間の下限値を 0. 05分をとすることが好ましい。

[0178] 以上のように、海水と残留有効塩素との接触時間、すなわち滞留時間を 0. 05〜1 0分とすれば、処理対象の海水に応じて塩素殺菌剤の残留有効塩素濃度を 0. 1〜1 OOmg/Lの範囲で適宜調整することにより、トリノ、ロメタンの発生を抑制するとともに細菌類を死滅させることができる。したがって、接触時間を 0. 05〜： L0分とすることが可能になるように、塩素殺菌剤が供給されて力過酸ィ匕水素が供給されるまでの時間、すなわち滞留時間を 0. 05〜10分とすることができる滞留槽を設けることにより、細菌類を処理基準にまで死滅させることができる。

[0179] このように、塩素殺菌剤が供給されて力過酸ィ匕水素が供給されるまでの間、所定時間海水が滞留するようにするために、滞留槽 14の寸法や形状を定め、また所定の速度で海水を流すようにする。例えば、槽内に複数の仕切りを設けることにより長い流路を形成して、槽内での滞留時間を確保するようにしてもよい。あるいは、滞留槽 1 4は、単なる貯留槽で構成し、海水を貯留後所定時間が経過すると、排出ゲートを開ける若しくは排水ポンプを稼動させて排出するようなものでもよい。また、海水が送られる配管を、滞留槽として用いるように設計することもできる。また、滞留槽 14は、バラストタンク 9の一部を改造して設けることもできる。バラストタンク 9の一部を滞留槽 1 4として用いることにより、滞留槽 14を新たに設ける必要がなくなり、既存船舶への適用が容易であり、設備費を減らすことができる。

[0180] <過酸化水素供給装置 >

過酸化水素供給装置 15は、塩素殺菌剤が添加され滞留槽 14で所定時間滞留した海水に過酸化水素を供給し、海水中に残存する有効塩素を還元して失効させ、トリハロメタンの発生を抑制する。過酸ィ匕水素を海水中に拡散させるために、図 2に示すように、滞留槽 14から海水を排出する流路に第二のベンチユリ管 7Bを設け、第二のベンチユリ管 7Bの上流側に過酸ィ匕水素供給装置 15を設けることが好ましい。なお、供給される過酸ィ匕水素としては、過酸化水素水が用いられる。

[0181] <過酸化水素分解剤供給装置 >

過酸化水素分解剤供給装置 6Aは、過酸ィ匕水素供給装置 15で過酸ィ匕水素が供給された海水に過酸化水素分解剤を供給する。過酸化水素が供給された海水に過酸化水素分解剤を供給することにより、海水中に残留する過酸化水素が分解され、排水による海洋への影響が抑制される。過酸ィ匕水素分解剤としては、カタラーゼ等の酵素、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、チォ硫酸ナトリウムなど、過酸化水素を還元して分解する酵素または薬剤が用いられる。

[0182] <第二のベンチユリ管 >

第-のベンチユリ管 7Bには、過酸ィ匕水素および過酸ィ匕水素分解剤が添加された海水が導入される。第-のベンチユリ管 7Bは、海水に過酸ィ匕水素と過酸ィ匕水素分解剤を拡散させる。第-のベンチユリ管 7Bを設けることは、拡散効果が大きぐまたキヤビテーシヨンによるプランクトンを死傷させる効果もあるので、好ましい。第-のベンチユリ管 7Bを設ける代わりに、滞留槽 14から海水を排出する流路内に過酸ィ匕水素の注入口および過酸化水素分解剤の注入口を設けてもょ、。

[0183] 次に、以上のように構成されたバラスト水処理装置の動作にっ、て、海水をバラストタンク 9に積み込む際に殺菌剤による処理を行う場合について説明する。

[0184] ポンプ 3を稼動させると、海水が海水取入ライン 1から船内に取り入れられる。その際、先ず、海水中に存在する大小様々な夾雑物や水生生物のうち 10mm程度以上の粗大物が、粗濾過装置 2により除去される。粗大物が除去された海水は、濾過装置 4に導入され、濾過装置 4の目開きに応じた大きさの動物性プランクトンや植物性プランクトン等が除去される。粗濾過装置 2および濾過装置 4で捕捉された水生生物等は、粗濾過装置 2および濾過装置 4のフィルタ等を逆洗することにより海に戻される。濾過装置 4で捕捉された水生生物等を海に戻しても、同一の海域なので生態系に影響を与えることがない。つまり、この例では、バラスト水を積み込む際に処理をして

V、るので、粗濾過装置 2および濾過装置 4の逆洗水をそのまま排出することができる

[0185] 濾過装置 4で濾過された海水には、第一のベンチユリ管 7Aの例えば上流側において、塩素殺菌剤供給装置 5Aで塩素殺菌剤が供給され、塩素殺菌剤が添加された海水が第一のベンチユリ管 7Aに導入される。ベンチユリ管 7Aにおいて、上述したメカ- ズムによりキヤビテーシヨンが発生し、塩素殺菌剤の海水中への拡散が促進されて殺菌効果が増大される。さらに、キヤビテーシヨンにより、海水中の水生生物に衝撃圧、せん断力、高温、あるいは酸ィ匕力の強い OHラジカルが作用し、プランクトンに損傷を与えあるいはそれらを破壊して死滅させる。

[0186] 第一のベンチユリ管 7Aで塩素殺菌剤が拡散された海水は、滞留槽 14に導入され、そこに所定時間滞留し、塩素殺菌剤力発生する有効塩素により細菌類が殺菌される。滞留槽 14内に海水を滞留させる時間は、滞留中に細菌類を十分に死滅させ、且つ残留塩素により発生するトリハロメタンができるだけ少なく抑えられるように、 0. 0 5〜 10分の範囲である。

[0187] 滞留槽 14に所定時間滞留した後に滞留槽 14から排出される海水に、過酸ィ匕水素供給装置 15で過酸化水素を供給し、残留塩素を失効させてトリノ、ロメタンの生成を抑制するとともに、残存するプランクトンを死滅させる。それにカ卩えて、第-のベンチユリ管 7Bのキヤビテーシヨンによって、プランクトンを死滅させ、あるいはプランクトンに損傷を与えて過酸ィ匕水素の浸透を促進して効果を増大させる。また、過酸化水素が供給された海水に、過酸化水素分解剤供給装置 6Aで過酸化水素分解剤を供給し、海水中に残留する過酸ィ匕水素を分解して、海洋に排出した際の環境への影響を最小にする。その後、海水は、処理水送水管 8を介してバラストタンク 9に貯留され、バラスト水の排出時に、排水ライン 10を介して海へ排出される。

[0188] 以上のように、上記の実施形態によれば、濾過装置 4で 10〜200 μ m以上の動物性プラン外ンゃ植物性プラン外ンを除去し、塩素殺菌剤を供給して所定時間滞留させることにより細菌類を死滅させる。さらに過酸化水素を供給することにより、残留塩素が還元して失効させ、それとともに、塩素殺菌剤による処理後も残存するプランタトンも死滅させる。その結果、 IMOバラスト水処理基準を確実に満たすバラスト水の処理が実現されるとともに、残留塩素から発生するトリハロメタンの生成を抑えることができる。

[0189] また、塩素殺菌剤や過酸ィ匕水素が供給された海水をベンチユリ管に導入することにより、塩素殺菌剤や過酸ィヒ水素が海水中に十分に拡散されて、細菌類やプランクトンを死滅させる効果が増大される。さらにキヤビテーシヨンによってプランクトンが損傷を受けるので、生物体内への塩素殺菌剤や過酸化水素の浸透が促進され、その効果が増大される。このため、塩素殺菌剤や過酸ィ匕水素に対して耐性の強い細菌類やプランクトンを死滅させることが可能になり、また塩素殺菌剤や過酸ィ匕水素を単独で使用する場合と比較して、添加量を少なくすることができる。

[0190] なお、上記の例では、塩素殺菌剤をベンチユリ管の上流側および Zまたはベンチュリ管の喉部に供給しているが、それらに加えてベンチユリ管の下流側に塩素殺菌剤を供給してもよい。ベンチユリ管の下流側にも塩素殺菌剤を供給する場合には、以下の効果が得られる。すなわち、プランクトンに付着している細菌類がキヤビテーシヨンにより剥されるので、ベンチユリ管の下流側で塩素殺菌剤を供給することにより、この剥された細菌類に塩素殺菌剤を作用させて、その効果を増大させることができる。また、キヤビテーシヨンにより外殻に損傷を負いながら死滅しないプランクトンの体内に塩素殺菌剤を浸透させることが可能になり、その効果を増大させることができる。このため、塩素殺菌剤耐性の強い種類のプランクトンを死滅させることが可能になり、塩素殺菌剤を単独で使用する場合と比較して、塩素殺菌剤添加量を少なくするころができる。また、過酸化水素を供給するときにも、ベンチユリ管の下流側にも供給することにより、同様の効果を得ることができる。

[0191] また、上記の例では、海水をバラストタンクに積み込む時に、塩素殺菌剤による処理を行うことを想定している力積込時、排出時のいずれか、あるいは両方で塩素殺菌剤による処理を行うこともできる。塩素殺菌剤による処理をどのタイミングで行うかは、関係する海域に生息する微生物量や船舶の運航条件によって定めることができる

[0192] 塩素殺菌剤による処理を、海水をバラストタンク 9に積み込む際には行わないで、ノ《ラストタンク 9から排出する際に行うことも可能である、その場合、積込時には、未処理の海水が未処理海水送水ライン 11を介してバラストタンク 9に送られる。このバラスト水をバラストタンク 9から海に排出する際には、ポンプ 3を稼動させて、ノ《ラストタンク 9に貯留されていたバラスト水をバラスト水供給ライン 12を介して濾過装置 4に供給し、それ以後は、上記と同様の処理を行う。処理の終ったバラスト水は、処理水排水ライン 13を介して海に排出される。この場合には、過酸ィ匕水素を残留させてバラストタンク内のバラスト水が処理基準を維持するようにする必要はない。したがって、過酸化水素の供給量は、残留塩素を還元し且つプランクトンを死滅させるのに十分な量でよい。

[0193] また、塩素殺菌剤による処理を、海水をバラストタンクに積み込む際とバラストタンク力排出する際との両方で行うようにしてもよぐその場合には、バラスト水の排出時の処理は軽度でよい。

[0194] [実施形態 3]

図 3は、本発明の第三の実施形態の説明図である。第一の実施形態と同一部分には同一の符号が付されている。この実施形態が第一の実施形態と異なる点は、塩素殺菌剤を供給した後海水を滞留させること、塩素還元剤を供給すること、第-のベンチユリ管が用いられること、および活性炭処理が行われることである。すなわち、濾過装置で濾過された海水は、塩素殺菌剤が供給された後、第一のベンチユリ管に導入される。第一のベンチユリ管内で発生するキヤビテーシヨンにより、海水中に塩素殺菌剤が拡散される。次いで、海水は、滞留槽で所定時間滞留された後、塩素還元剤が供給され、第-のベンチユリ管に導入される。第-のベンチユリ管内で発生するキヤビテーシヨンにより、海水中に塩素還元剤が拡散される。第-のベンチユリ管から出た海水には、さらに活性炭処理が行われる。

[0195] この実施形態では、海水に塩素殺菌剤を供給した後、滞留槽に導入し、有効塩素により細菌類やプランクトンを死滅させるために必要な時間だけ滞留槽内に滞留させて、殺菌処理を行う。滞留槽から排出される海水に塩素還元剤を供給し、残留塩素を還元して失効させて、トリノ、ロメタンの生成を抑制する。次いで、活性炭処理装置で活性炭により海水中の残留塩素を還元してトリハロメタンの生成をさらに抑制するとともに、滞留槽内で生成したトリハロメタンを吸着して除去する。このようにして、細菌類やプランクトンが死滅され、且つトリハロメタンの生成が抑制された海水力バラストタンクに送られる。

[0196] この実施形態に係るバラスト水処理装置は、図 3に示すように、下記の構成を備えている。海水取入ライン 1は、海水を船内に取り入れる。粗濾過装置 2は、海水取入ライン 1によって取り入れられた海水中の粗大物を除去する。ポンプ 3は、海水を取り込み、あるいは後述のバラストタンク 9のバラスト水を濾過装置 4に送る。濾過装置 4は、粗濾過装置 2によって粗大物が除去された海水中に存在するプランクトン類を除去する。塩素殺菌剤供給装置 5Aは、濾過装置 4で濾過された海水に塩素殺菌剤を供給する。第一のベンチユリ管 7Aは、塩素殺菌剤が添加された海水 (濾過水）を導入してキヤビテーシヨンを発生させ、細菌類やプランクトンを死滅させるとともに、塩素殺菌剤を拡散させる。滞留槽 14は、塩素殺菌剤が添加された海水を所定時間滞留させる。塩素還元剤供給装置 6Bは、滞留槽 14から送られた海水に塩素還元剤を供給する。第-のベンチユリ管 7Bは、塩素還元剤が添加された海水を導入してキヤビテーションを発生させ、海水中に塩素還元剤を拡散させる。活性炭処理装置 16は、塩素還元剤が添加された処理後の海水が導入され、活性炭処理を行う。処理水送水管 8は、活性炭処理が終った海水を後述のバラストタンク 9に送る。バラストタンク 9は、処理水送水管 8から送られる処理後の海水を貯留する。排水ライン 10は、バラストタンク 9 に貯留されたバラスト水を海に排出する。未処理海水送水ライン 11は、未処理の海水をバラストタンク 9に送る。バラスト水供給ライン 12は、バラストタンク 9内の未処理のノ《ラスト水を濾過装置 4側に送る。処理水排水ライン 13は、バラストタンク 9内の未処理のバラスト水を処理した後のバラスト水を海に排出する。

[0197] 以下、各装置をさらに詳細に説明する。なお、粗濾過装置と濾過装置は第一の実施形態と同一であるので、ここでは説明を省略する。

[0198] <塩素殺菌剤供給装置 >

塩素殺菌剤供給装置 5Aは、ベンチユリ管 7Aに導入される前の海水に塩素殺菌剤を供給して、細菌類やプランクトンを死滅させる。塩素殺菌剤としては、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム、塩素ガスを使用することができる。 [0199] なお、塩素殺菌剤は、海水中の有効塩素量の重量濃度が 5〜： LOOmgZLとなるように供給することが好ましい。その理由は、塩素殺菌剤を供給して海水中の有効塩素量の重量濃度が 5mgZLより小さいと、有効塩素が水中の還元性物質や有機物と反応して消費され、細菌類やプランクトンを死滅させることがでず、他方、 lOOmgZL より大きいと、トリノ、ロメタン生成量が増大し、また腐食や、塩素殺菌剤の費用および塩素殺菌剤貯留槽のサイズが大きくなり高コストとなる等の問題が生じるからである。塩素殺菌剤は、第一のベンチユリ管 7Aの上流側および Zまたは第一のベンチユリ管 7Aに導入される。

[0200] <第一のベンチユリ管 >

第一のベンチユリ管 7Aは、塩素殺菌剤が添加された濾過水が導入され、濾過水に塩素殺菌剤を拡散させる。第一のベンチユリ管 7Aは、塩素殺菌剤を海水中に拡散させるとともに、濾過装置 4を通過したプランクトンに、キヤビテーシヨンにより損傷を与えあるいはそれらを死滅させる。ここで、第一のベンチユリ管 7Aの構造および作用は、第一の実施形態と同一であるので、説明を省略する。

[0201] 塩素殺菌剤は、第一のベンチユリ管 7Aの上流側および Zまたは第一のベンチユリ管 7Aの喉部に供給される。塩素殺菌剤を第一のベンチユリ管 7Aの上流側に供給する利点としては、以下の点が挙げられる。塩素殺菌剤を第一のベンチユリ管 7Aの上流側に供給した場合、塩素殺菌剤が、キヤビテーシヨンが発生する第一のベンチユリ管 7Aの喉部に達するまでに、塩素殺菌剤を流路内において海水にある程度拡散させておくことができる。そして、ある程度拡散した塩素殺菌剤が第一のベンチユリ管 7 Aの喉部に達したときに、キヤビテーシヨンにより塩素殺菌剤の拡散および混合をさらに進めることができる。このため、塩素殺菌剤の細菌類への浸透をより促進させることが可能となり、塩素殺菌剤の効果をより増大させることができる。塩素殺菌剤を第一のベンチユリ管 7Aの上流側に供給するためには、第一のベンチユリ管 7Aよりも上流側の流路内に塩素殺菌剤の注入口を設ける。なお、塩素殺菌剤を第一のベンチユリ管 7Aの喉部に供給する場合には、ベンチユリ管のェジヱクタ作用により自動的に吸引されるので、塩素殺菌剤の供給ポンプが不要となる。

[0202] 上記の例では、塩素殺菌剤を海水中に急速に拡散させるものとしてベンチユリ管を使用しているが、ベンチユリ管以外の拡散機能を持つものとして、海水流路内に攪拌流れを生じさせるスタティックミキサゃ攪拌翼を回転させる撹拌器を用いてもよい。

[0203] <滞留槽>

滞留槽 14は、塩素殺菌剤から発生する有効塩素を、細菌類やプランクトンに所定時間接触させるために、塩素殺菌剤が添加され拡散された海水を滞留させる。所定時間とは、細菌類を死滅させるのに十分な時間で、且つトリハロメタンの生成を抑えることができる範囲内の時間である。トリノ、ロメタンの生成を抑制する観点から、滞留時間の上限値は 20分とすることが好ましい。また、細菌類やプランクトンを死滅させるのに十分なだけ細菌やプランクトンと残留有効塩素とを接触させる時間は、残留塩素濃度を大きくすれば極めて短時間になることは分力つている。しかし、大量の海水をバラストタンクに送る途中に滞留槽を設けて滞留させ、その滞留時間を設定するという操作上の便宜を考慮すると、滞留時間の下限値を 0. 5分をとすることが好ましい。

[0204] 以上のように、海水と残留有効塩素との接触時間、すなわち滞留時間を 0. 5〜20 分とすれば、処理対象の海水に応じて塩素殺菌剤の残留有効塩素濃度を 5〜： LOO mg/Lの範囲で適宜調整することにより、トリノ、ロメタンの発生を抑制するとともに細菌類やプランクトンを死滅させることができる。したがって、接触時間を 0. 5〜20分とすることが可能になるように、塩素殺菌剤が供給されてから塩素還元剤が供給されるまでの時間、すなわち滞留時間を 0. 5〜20分とすることができる滞留槽を設けることにより、細菌類を処理基準にまで死滅させることができる。

[0205] このように、塩素殺菌剤が供給されてから塩素還元剤が供給されるまでの間、所定時間、海水が滞留するようにするために、滞留槽 14の寸法や形状を定め、また所定の速度で海水を流すようにする。例えば、槽内に複数の仕切りを設けることによって長い流路を形成して、槽内での滞留時間を確保するようにしてもよい。あるいは、滞留槽 14は、単なる貯留槽で構成し、海水を貯留後所定時間が経過すると、排出ゲートを開ける若しくは排水ポンプを稼動させて排出するようなものでもよい。また、海水が送られる配管を、滞留槽として用いることができるように設計することもできる。また、滞留槽 14は、ノ《ラストタンク 9の一部を改造して設けることもできる。バラストタンク 9 の一部を滞留槽 14として用いることにより、滞留槽 14を新たに設ける必要がなぐ既存船舶への適用が容易であり、設備費を減らすことができる。

[0206] <塩素還元剤供給装置 >

塩素還元剤供給装置 6Bは、塩素殺菌剤が添加され滞留槽 14で所定時間滞留した海水に塩素還元剤を供給し、海水中に残存する有効塩素を還元して失効させ、トリハロメタンの発生を抑制する。塩素還元剤を海水中に拡散させるために、図 3に示すように、滞留槽 14から海水を排出する流路に第二のベンチユリ管 7Bを設け、第二のベンチユリ管 7Bの上流側に塩素還元剤供給装置 6Bを設けることが好ましい。なお、供給される塩素還元剤としては、価格や取扱いの容易さなどの点から、チォ硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウムを用いることが望ましい。また、塩素還元剤として過酸ィ匕水素水を用いてもょヽ。

[0207] <第二のベンチユリ管 >

第-のベンチユリ管 7Bには、塩素還元剤が添加された海水が導入される。第-のベンチユリ管 7Bは、海水に塩素還元剤を拡散させ、残存する有効塩素を塩素還元剤で還元して失効させる作用を促進し、その結果、トリノ、ロメタンの発生を抑制する。第-のベンチユリ管 7Bを用いると、拡散効果が大きぐまたキヤビテーシヨンによるプランクトンの殺傷効果もあるので、好ましい。第-のベンチユリ管 7Bを設ける代わりに、滞留槽 14から海水を排出する流路内に塩素還元剤の注入口を設けてもよ！ヽ。

[0208] <活性炭処理装置 >

活性炭処理装置 16は、海水中の残留塩素を活性炭で還元してトリハロメタンの生成を抑制し、さらに滞留槽 7内で生成したトリノ、ロメタンを吸着して除去する。活性炭処理装置 16で処理された海水は、ノ《ラストタンク 9に貯留される。活性炭による処理を、塩素還元剤による処理と併用することにより、残留塩素の失効を確実に行うことができる。また、このように併用することにより、活性炭処理装置 16を小型化したり、活性炭の使用量を低減したりすることができる。

[0209] 活性炭処理装置 16としては、（活性炭の形状と寸法および海水流量を調整することにより）活性炭を槽内で穏やかに流動させるもの、または、活性炭を充填したものを用いることができる。粒状の活性炭を用いれば、活性炭処理装置 16内の流れによって活性炭を穏やかに流動させることが容易になり、活性炭の交換も簡単になる。また、活性炭処理装置 16を、ノストタンク 9の一部を改造することにより、設けることもできる。バラストタンク 9の一部を活性炭処理装置 16として用いれば、活性炭処理装置 16 を新たに設ける必要がなぐ既存船舶への適用が容易であり、設備費を減らすことができる。

[0210] 次に、以上のように構成されたバラスト水処理装置の動作を、殺菌剤による処理を、ノラストタンク 9へ海水を積み込む際に行う場合について説明する。

[0211] ポンプ 3を稼動させると、海水が海水取入ライン 1から船内に取り入れられる。その際、先ず、海水中に存在する大小様々な夾雑物や水生生物のうち 10mm程度以上の粗大物が、粗濾過装置 2によって除去される。粗大物が除去された海水は、濾過装置 4に導入され、濾過装置 4の目開きに応じた大きさの動物性プランクトンや植物性プランクトン等が除去される。粗濾過装置 2および濾過装置 4で捕捉された水生生物等は、粗濾過装置 2および濾過装置 4のフィルタ等を逆洗することにより海に戻される。濾過装置 4で捕捉された水生生物等を海に戻しても、同一の海域なので生態系に影響を与えることがない。つまり、この例では、バラスト水を積み込む際に処理をしてヽるので、粗濾過装置 2および濾過装置 4の逆洗水をそのまま排出することができる。

[0212] 濾過装置 4で濾過された海水には、第一のベンチユリ管 7Aの例えば上流側において、塩素殺菌剤供給装置 5Aで塩素殺菌剤が供給され、塩素殺菌剤が添加された海水が第一のベンチユリ管 7Aに導入される。ベンチユリ管 7Aにおいて、上述したメカ- ズムによりキヤビテーシヨンが発生し、塩素殺菌剤の海水中への拡散が促進され殺菌効果が増大される。さらに、キヤビテーシヨンにより、海水中の水生生物に衝撃圧、せん断力、高温、あるいは酸ィ匕力の強い OHラジカルが作用し、プランクトンに損傷を与えるかあるいはプランクトンを破壊して死滅させる。

[0213] 第一のベンチユリ管 7Aで塩素殺菌剤が拡散された海水は、滞留槽 14に導入され、そこに所定時間滞留し、塩素殺菌剤力発生する有効塩素により細菌類が殺菌される。滞留槽 14内に海水を滞留させる時間は、滞留中に細菌類を十分に死滅させ、且つ残留塩素により発生するトリハロメタンができるだけ少なく抑えられるように、 0. 5 〜20分の範囲である。 [0214] 滞留槽 14から所定時間滞留した後に排出される海水に、塩素還元剤供給装置 6B で塩素還元剤を供給し、第-のベンチユリ管 7Bのキヤビテーシヨンにより塩素還元剤を海水中に拡散させ、残留塩素を還元してトリハロメタンの生成を抑制する。これにカロえて、第-のベンチユリ管 7Bのキヤビテーシヨンによっても、プランクトンを死滅させる。次いで、塩素還元剤が添加された海水を活性炭処理装置 16に導入し、残留塩素を還元してトリハロメタンの生成を抑制するとともに、滞留槽 14内で生成したトリハロメタンを吸着して除去する。その後、海水は処理水送水管 8を介してバラストタンク 9 に貯留され、バラスト水の排出時に排水ライン 10を介して海へ排出される。

[0215] 以上のように、この実施形態によれば、濾過装置 4で 10〜200 μ m以上の動物性プラン外ンゃ植物性プラン外ンを除去し、塩素殺菌剤を供給して所定時間滞留させることにより細菌類やプランクトンを死滅させ、次いで、塩素還元剤を供給し、残留塩素を還元して失効させて、残留塩素力発生するトリハロメタンの生成を抑制する。さらに活性炭により、残留塩素を還元してトリハロメタンの生成を抑制するとともに、滞留槽 14内で生成したトリハロメタンを吸着して除去する。その結果、 IMOバラスト水処理基準を確実に満たすバラスト水の処理が実現できるとともに、残留塩素力発生するトリハロメタンの生成を抑えることができる。

[0216] また、塩素殺菌剤が添加された海水をベンチユリ管に導入することにより、塩素殺菌剤が海水中に十分に拡散され、細菌類やプランクトンを死滅させる効果が増大する。さらにキヤビテーシヨンによって生物体内への塩素殺菌剤の浸透が促進され、その効果が増大する。このため、塩素殺菌剤に対して耐性の強い細菌類やプランクトンを死滅させることが可能になり、塩素殺菌剤を単独で使用する場合と比較して添加量を少なくすることができる。

[0217] なお、塩素還元剤を供給せずに、活性炭処理装置 16のみを使用し、活性炭により海水中の残留塩素を還元してトリハロメタンの生成を抑制するとともに、滞留槽 14内で生成したトリハロメタンを吸着して除去するようにしてもょ、。その場合の活性炭処理装置 16での処理時間は、残留塩素を十分に還元して分解し、且つ生成したトリハロメタンを吸着して除去することができるように、海水に供給される塩素殺菌剤量に応じて、 0. 5〜20分の範囲で設定される。海水に供給される塩素殺菌剤量により、残留塩素の還元およびトリハロメタンの吸着に必要な活性炭処理の時間は異なるが、実用的な塩素殺菌剤の供給量の範囲であれば、処理時間が 0. 5〜20分の範囲で残留塩素を還元してトリハロメタンの生成を抑制し、滞留槽内で生成したトリハロメタンを吸着して除去することができる。なお、処理時間が 0. 5分より短いと、トリノ、口メタンを十分に吸着することができない。他方、処理時間が 20分より長いと、活性炭処理装置が過大なものとなって船舶に搭載する場合に問題となり、またバラスト水をバラストタンクに注入する時間が長くなり問題となる。

[0218] 上記の実施形態では、ベンチユリ管 7Aにより塩素殺菌剤を拡散させ、次いで、ベンチユリ管 7Bにより塩素還元剤を拡散させるようにしているが、拡散器として、ベンチュリ管の代わりに、海水流路内に攪拌流れを生じさせるスタティックミキサゃ攪拌翼を回転させる撹拌器を用いてもょヽ。

[0219] また、滞留槽 14と活性炭処理装置 16を、バラストタンク 9の一部を改造することにより設けることもできる。バラストタンク 9の一部を滞留槽 14および活性炭処理装置 16として用いれば、滞留槽 14および活性炭処理装置 16を新たに設ける必要がなぐ既存船舶への適用が容易であり、設備費を減らすことができる。

[0220] また、上記の例では、殺菌剤による処理を、ノラスト水をバラストタンクに積み込む際に行うことを想定している力積込時、排出時のいずれか、あるいは両方で処理を行うこともできる。殺菌剤による処理をどのタイミングで行うかは、関係する海域に生息する微生物量や船舶の運航条件によって定めることができる。殺菌剤による処理を、海水をバラストタンク 9に積み込む際には行わないで、バラストタンク 9から排出する際に処理する場合には、以下のようにすればよい。

[0221] 積込時には、（未処理の)海水が未処理海水送水ライン 11を介してバラストタンク 9 に送られる。このバラスト水をバラストタンク 9から海に排出する際には、ポンプ 3を稼動させて、バラストタンク 9に貯留されていたバラスト水をバラスト水供給ライン 12を介して濾過装置 4に供給し、それ以後は、上記と同様の処理を行う。処理の終ったバラスト水は、処理水排水ライン 13を介して海に排出される。

[0222] また、殺菌剤による処理を、海水をバラストタンクに積み込む際とバラストタンクから排出する際との両方で行うようにしてもよい。その場合には、バラスト水の排出時の処理は軽度でよい。

[0223] 第二の実施形態のノスト水処理装置を用いて、海水中の細菌類やプランクトンを死滅させる実験を行った。海水に、塩素殺菌剤として次亜塩素酸ナトリウムを有効塩素量が 20mgZLとなるように供給し、その海水を滞留槽で 0.5分滞留した後、過酸化水素を 60mgZL供給した。処理前の海水原水中には、 50 m以上の動物プランタトンが 1.7X10⁵個 Zm³、大腸菌が 1.2X105cfuZlOOmL生息していた力上記処理の後には、 50 m以上の動物プランクトンが 4個 Zm³に、大腸菌が検出限界の lcfuZlOOml未満に減少し、 IMOバラスト水基準を満たす結果が得られた。また、トリノ、ロメタン濃度は、滞留槽出口の海水中で 0.002mgZL程度と極めて低濃度であり、過酸ィ匕水素供給後 5時間経過した海水中でも 0.002mgZLと極めて低濃度のまま維持されており、環境への影響が問題ないことが確認された。

[0224] また、過酸化水素を供給してから 5日後で、残留する過酸化水素濃度は 34mgZL であり、十分な濃度で過酸ィ匕水素が残留しているので、プランクトンの再成長が抑制されていることが確認された。この 5日経過した海水に、重亜硫酸ナトリウムを 120mg ZL供給したところ、過酸ィ匕水素濃度は検出限界である 0. lmgZL以下となり、過酸化水素が分解されてヽることが確認された。

[0225] [符号の説明]

1···海水取入ライン、

2···粗濾過装置、

3· "ポンプ、

4···濾過装置、

5、 5A- · · (塩素)殺菌剤供給装置、

6···殺菌剤分解剤供給装置、

6A- ·，過酸化水素分解剤供給装置、

6Β···塩素還元剤供給装置、

7, 7A, 7Β···ベンチユリ管、

8···処理水排水ライン、

9···バラストタンク、 ···処理水排水ライン、·· '未処理海水送水ライン、···バラスト水供給ライン、···処理水排水ライン、···滞留槽、

···過酸化水素供給装置、···活性炭処理装置。

Claims

請求の範囲

[1] 海水を濾過して水生生物を捕捉する濾過装置と；

濾過された海水中に殺菌剤を供給する殺菌剤供給装置と；

殺菌剤が添加された海水を導入し、その海水中にキヤビテーシヨンを発生させるベンチユリ管と；

を備えたバラスト水処理装置。

[2] 前記殺菌剤が添加された海水に殺菌剤分解剤を供給する殺菌剤分解剤供給装置を、更に備えた請求項 1に記載のバラスト水処理装置。

[3] 海水を濾過して水生生物を捕捉する濾過装置と；

濾過された海水中に殺菌剤を供給する殺菌剤供給装置と；

海中から海水を取り入れ、前記濾過装置と前記殺菌剤供給装置と前記ベンチユリ管とを経てバラストタンクに海水を送る注水装置と；

バラストタンクから抜き出された海水中に殺菌剤分解剤を供給する殺菌剤分解剤供給装置と；

殺菌剤分解剤が添加された海水を導入し、その海水中に殺菌剤分解剤を拡散させる拡散装置と；

バラストタンクから海水を抜き出し、前記殺菌剤分解剤供給装置と前記拡散装置とを経て海中に海水を排出する排水装置と；

を備えたバラスト水処理装置。

[4] 海水を濾過して水生生物を捕捉する濾過装置と；

濾過された海水中に過酸化水素を供給する過酸化水素供給装置と；

過酸化水素が添加された海水を導入し、その海水中にキヤビテーシヨンを発生させるベンチユリ管と；

海中から海水を取り入れ、前記濾過装置と前記過酸化水素供給装置と前記ベンチユリ管とを経てバラストタンクに海水を送る注水装置と；

ノストタンクから抜き出された海水中に過酸ィ匕水素分解剤を供給する過酸ィ匕水素分解剤供給装置と；

過酸化水素分解剤が添加された海水を導入し、その海水中に過酸化水素分解剤を拡散させる拡散装置と；

バラストタンクから海水を抜き出し、前記過酸化水素分解剤供給装置と前記拡散装置とを経て海中に海水を排出する排水装置と；

を備えたバラスト水処理装置。

[5] 前記濾過装置は、目開きが 10〜200 μ mの範囲であることを特徴とする請求項 1

〜4の、ずれか一項に記載のバラスト水処理装置。

[6] 前記濾過装置の差圧を測定し、その測定値に基づき、前記殺菌剤供給装置で供給される殺菌剤の量を調整する殺菌剤供給量制御装置を、更に備えた請求項 1〜3 の!、ずれか一項に記載のバラスト水処理装置。

[7] 前記濾過装置に導入される海水または前記濾過装置で濾過された海水の、濁度または吸光光度を測定する水質測定装置と；

この水質測定装置により測定された濁度または吸光光度の測定値に基づき、前記殺菌剤供給装置で供給される殺菌剤の量を調整する殺菌剤供給量制御装置と；を更に備えた請求項 1〜3のいずれか一項に記載のバラスト水処理装置。

[8] 前記殺菌剤は次亜塩素酸ナトリウムであって、

殺菌剤が添加された海水の酸ィ匕還元電位を測定する酸ィ匕還元電位測定装置と；この酸ィ匕還元電位測定装置により測定された酸ィ匕還元電位の測定値に基づき、前記殺菌剤供給装置で供給される殺菌剤の量を調整する殺菌剤供給量制御装置と；を更に備えた請求項 1〜3のいずれか一項に記載のバラスト水処理装置。

[9] 前記殺菌剤は次亜塩素酸ナトリウムであって、

海水の電解により次亜塩素酸ナトリウムを生成する装置を、更に備えた請求項 1〜 3の、ずれか一項に記載のバラスト水処理装置。

[10] 海水を濾過して水生生物を捕捉する濾過装置と；

濾過された海水を導入し、その海水中にキヤビテーシヨンを発生させるベンチユリ管と；

海水中の細菌類を死滅させる紫外線照射殺菌装置と；を備えたバラスト水処理装置。

[11] 海水に塩素殺菌剤を供給する塩素殺菌剤供給装置と；

塩素殺菌剤が添加された海水を所定時間滞留させる滞留槽と；

滞留槽内に所定時間滞留した海水に過酸化水素を供給する過酸化水素供給装置と；

過酸ィヒ水素が供給された海水をバラストタンクに送る送水装置と；

を備えたバラスト水処理装置。

[12] 前記過酸化水素が供給された海水に過酸化水素分解剤を供給する過酸化水素分解剤供給装置を、更に備えた請求項 11に記載のバラスト水処理装置。

[13] 塩素殺菌剤が供給されて力過酸ィ匕水素が供給されるまでの前記滞留槽内での滞留時間が、 0. 05〜10分の範囲で設定可能であることを特徴とする請求項 11に記載のバラスト水処理装置。

[14] 前記滞留槽は、バラストタンク内に設けられていることを特徴とする請求項 11に記載のバラスト水処理装置。

[15] 海水に塩素殺菌剤を供給する塩素殺菌剤供給装置と；

滞留槽内に所定時間滞留した海水に塩素還元剤を供給する塩素還元剤供給装置と；

を備えたバラスト水処理装置。

[16] 塩素殺菌剤が供給されて力塩素還元剤が供給されるまでの前記滞留槽内での滞留時間が、 0. 5〜20分の範囲で設定可能であることを特徴とする請求項 15に記載のバラスト水処理装置。

[17] 海水に塩素殺菌剤を供給する塩素殺菌剤供給装置と；

滞留槽内に所定時間滞留した海水を導入し、活性炭処理を行う活性炭処理装置とを備えたバラスト水処理装置。

[18] 塩素殺菌剤が供給されて力活性炭処理が開始されるまでの、前記滞留槽内での滞留時間が、 0. 5〜20分の範囲で設定可能であることを特徴とする請求項 17に記載のバラスト水処理装置。

[19] 前記滞留槽は、バラストタンク内に設けられていることを特徴とする請求項 15〜18 の!、ずれか一項に記載のバラスト水処理装置。

[20] 塩素殺菌剤供給装置の上流側に、海水を濾過して水生生物を捕捉する濾過装置を、更に備えた請求項 11〜19のいずれか一項に記載のバラスト水処理装置。

[21] 海水を濾過して水生生物を捕捉する濾過工程と；

濾過された海水中に殺菌剤を供給する殺菌剤供給工程と；

殺菌剤が添加された海水をベンチユリ管に導入し、その海水中にキヤビテーシヨンを発生させるキヤビテーシヨン処理工程と；

を備えたバラスト水処理方法。

[22] 前記殺菌剤が添加された海水に殺菌剤分解剤を供給する殺菌剤分解剤供給工程を、更に備えた請求項 21に記載のバラスト水処理方法。

[23] 海水を濾過して水生生物を捕捉する濾過工程と；

濾過された海水中に殺菌剤を供給する殺菌剤供給工程と；

キヤビテーシヨン処理を施した海水をバラストタンクに送る注水工程と；を備えた注水時処理工程と、

バラストタンクから抜き出された海水中に殺菌剤分解剤を供給する殺菌剤分解剤供給工程と；

殺菌剤分解剤が添加された海水を導入し、その海水中に殺菌剤分解剤を拡散させる拡散工程と；

殺菌剤分解剤が拡散された海水を海中に排出する排水工程と；

を備えた排水時処理工程と、

を備えたバラスト水処理方法。

[24] 海水を濾過して水生生物を捕捉する濾過工程と；

濾過された海水中に過酸化水素を供給する過酸化水素供給工程と；過酸ィ匕水素が添加された海水をベンチユリ管に導入し、その海水中にキヤビテーシヨンを発生させるキヤビテーシヨン処理工程と；

ノストタンクから抜き出された海水中に過酸ィ匕水素分解剤を供給する過酸ィ匕水素分解剤供給工程と；

過酸化水素分解剤が添加された海水を導入し、その海水中に過酸化水素分解剤を拡散させる拡散工程と；

過酸化水素分解剤が拡散された海水を海中に排出する排水工程と；

を備えた排水時処理工程と、

を備えたバラスト水処理方法。

[25] 前記濾過工程において、目開きが 10〜200 mの範囲の濾過装置が用いられることを特徴とする請求項 21〜24のいずれか一項に記載のバラスト水処理方法。

[26] 前記キヤビテーシヨン処理工程において、ベンチユリ管の喉部における流速が 10〜

40mZsecとなるように、ベンチユリ管に送られる海水の量が設定されることを特徴とする請求項 21〜24のいずれか一項に記載のバラスト水処理方法。

[27] 前記キヤビテーシヨン処理工程において、ベンチユリ管の圧力損失水頭が 5〜40m となるように、ベンチユリ管に送られる海水の量が設定されることを特徴とする請求項 21〜24のいずれか一項に記載のバラスト水処理方法。

[28] 前記殺菌剤は、次亜塩素酸ナトリウムであって、

殺菌剤供給工程にぉ、て、海水中の有効塩素量の重量濃度が 1〜： LOOmgZLとなるように、殺菌剤の供給量が調整されること、

を特徴とする請求項 21〜23のいずれか一項に記載のバラスト水処理方法。

[29] 前記殺菌剤は、次亜塩素酸ナトリウムであって、

殺菌剤供給工程にぉ、て、殺菌剤が添加された海水の酸ィ匕還元電位が 800mV 以上となるように、殺菌剤の供給量が調整されること、

[30] 海水を濾過して水生生物を捕捉する濾過工程と；濾過された海水をベンチユリ管に導入し、その海水中にキヤビテーシヨンを発生させるキヤビテーシヨン処理工程と；

このように処理された海水中の細菌類を死滅させる紫外線照射殺菌工程と；を備えたバラスト水処理方法。

[31] 海水に塩素殺菌剤を供給する塩素殺菌剤供給工程と；

塩素殺菌剤が添加された海水を所定時間滞留させる滞留工程と；

所定時間滞留させた海水に過酸化水素を供給する過酸化水素供給工程と；を備えたバラスト水処理方法。

[32] 前記滞留工程において、海水を滞留させる時間が 0. 5〜20分の範囲であることを特徴とする請求項 31に記載のバラスト水処理方法。

[33] 前記塩素殺菌剤供給工程において、海水中の有効塩素量の重量濃度が 0. 1〜1

OOmgZLの範囲内になるように、塩素殺菌剤の供給量が調整されることを特徴とする請求項 31に記載のバラスト水処理方法。

[34] 前記過酸ィ匕水素供給工程において、海水中の過酸ィ匕水素の重量濃度が 0. 1〜2

OOmgZLの範囲内〖こなるように、過酸化水素の供給量が調整されることを特徴とする請求項 31に記載のバラスト水処理方法。

[35] 塩素殺菌剤供給工程に先立って、海水を濾過して水生生物を捕捉する濾過工程を、更に備えた請求項 31〜34のいずれか一項に記載のバラスト水処理方法。

[36] 海水に塩素殺菌剤を供給する塩素殺菌剤供給工程と；

所定時間滞留させた海水に塩素還元剤を供給する塩素還元剤供給工程と；を備えたバラスト水処理方法。

[37] 前記滞留工程において塩素殺菌剤が供給されて力塩素還元剤が供給されるまでの時間が、 0. 5〜20分の範囲であることを特徴とする請求項 36に記載のバラスト水処理方法。

[38] 前記塩素殺菌剤供給工程において、海水中の有効塩素量の重量濃度が 5〜： LOO mgZLの範囲内になるように、塩素殺菌剤の供給量が調整されることを特徴とする請求項 36に記載のバラスト水処理方法。

[39] 海水に塩素殺菌剤を供給する塩素殺菌剤供給工程と；

所定時間滞留させた海水の活性炭処理を行う活性炭処理工程と；

を備えたバラスト水処理方法。

[40] 前記滞留工程において塩素殺菌剤が供給されて力活性炭処理が開始されるまでの時間が、 0. 5〜20分の範囲であることを特徴とする請求項 39に記載のバラスト水処理方法。

[41] 前記塩素殺菌剤供給工程において、海水中の有効塩素量の重量濃度が 5〜： LOO mgZLの範囲内になるように、塩素殺菌剤の供給量が調整されることを特徴とする請求項 39に記載のバラスト水処理方法。

[42] 塩素殺菌剤供給工程に先立って、海水を濾過して水生生物を捕捉する濾過工程を、更に備えた請求項 36〜41のいずれか一項に記載のバラスト水処理方法。