WO2007142068A1

WO2007142068A1 - 船舶用バラスト水の浄化装置

Info

Publication number: WO2007142068A1
Application number: PCT/JP2007/060836
Authority: WO
Inventors: Hideaki Ike
Original assignee: Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki
Priority date: 2006-06-07
Filing date: 2007-05-28
Publication date: 2007-12-13

Abstract

　バラスト水中の微生物を最小限のオゾン消費量で死滅させることが可能な、オゾンの無駄な消費を抑えた小型で安価なバラスト水の浄化装置を得る。　本発明のバラスト水の浄化装置は、ろ過部でろ過処理されたろ過水の一部を分岐して、オゾン注入部によりオゾンを注入し、分岐されなかったろ過水に合流させるろ過・オゾン処理工程Ａと、オゾンを注入したオゾン処理水をろ過部に還流させ、捕捉したプランクトンを死滅させるろ過捕捉物殺菌工程Ｂと、ろ過部の下流方向から洗浄水を供給しろ過部の捕捉物を系外に排出する前記逆流洗浄手段を有した逆流洗浄工程Ｃとを備え、ろ過・オゾン処理工程と、ろ過捕捉物殺菌工程と、逆流洗浄工程とを順次切替えるようにしたものである。

Description

明細書

船舶用バラスト水の浄化装置

技術分野

[0001] 本発明は、船舶の航行時における重心安定のために積載する、微生物が除去された船舶用バラスト水（以下、単に「バラスト水」という。）の浄化装置に関する。

背景技術

[0002] 原油タンカーや自動車運搬船等は、空荷や積載貨物量が少なレ、状態での航行時の浮力を調整するため、ノラスト水を積載する。ところ力船舶から排出されるバラスト水により、特定海域に本来生息しない微生物が持ち込まれることによる、全世界的な海洋生態系の破壊が深刻な国際問題になっている。このため、バラスト水中の微生物除去を目的として、国際的な規模で各種の方法が検討されている。特にバラスト水の輸出大国である我が国は、 IMO (国際海事機構)での国際条約による規制の実現、およびバラスト水に混入した海洋生物の処理技術を確立し、実用化することが急務となっている。表 1に IMO条約におけるバラスト水中の動物プランクトン、植物プランタトン、およびその他の浮遊物に寄生する細菌等の排出基準を示す。

[0003] [表 1]

I MO (国際海事機構）条約におけるバラスト水排出基準

従来のバラスト水の浄化装置としては、船舶のバラストタンク内のバラスト水を船外に排出するためのバラスト配管に、オゾンと蒸気を注入する方法が考案されている（例えば特許文献 1参照）。

このときのバラスト水の浄化装置は図 3のようになっている。図において、 1はバラスト配管、 2はバラスト水、 3はバラストポンプ、 4はオゾン注入管、 5は蒸気注入管、 6は処理水である。船舶内のバラストタンク（図示せず）からのバラスト水 2は、バラスト配管 1内をバラストポンプ 3により送給される間に、オゾン注入管 4と蒸気注入管 5から注入されるオゾンおよび蒸気により殺菌、浄化され、処理水 6として船外に排出されるようになつている。

また、一方では、工業用水や河川水等の淡水や海水を、 MF膜 (精密ろ過膜）、 UF 膜（限定ろ過膜）、あるいは RO膜 (逆浸透膜）に通すことにより、プランクトンや細菌類を除去して得られる膜処理水をバラスト水として用いる方法が考案されている（例えば特許文献 2参照)。

このときのバラスト水の浄化装置は図 4のようになっている。図において、 7は原水、 8は原水供給ポンプ、 9は RO膜ろ過装置、 10は処理水貯留槽、 11はバラスト水（処理水）である。原水供給ポンプ 7により送給した工業用水等の原水（図示せず)を、 R O膜ろ過装置 9で処理を行う。この清浄な処理水を一旦処理水貯留槽 10に貯め、これをバラスト水（処理水） 11として利用すると!/、つたものである。

特許文献 1：特開 2004— 160437

特許文献 2：特開 2005— 329300

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

オゾンは化学的な酸化作用が強力であるため、水中のプランクトンや細菌類の殺菌には有効な手段である。しかしながら、設備が高価、かつ大規模で、消費電力が大きいため、できるだけオゾンの無駄な消費を抑えることが望ましい。そのためには、有効なオゾン消費の妨げになるとともに細菌類が寄生しやす!/、浮遊物や、オゾン耐性の強!/、プランクトン等は、オゾンを注入する以前に除去しておくことが好まし!/、。

前述したオゾンや蒸気を吹き込む方法では、未処理のバラスト水に直接注入するため、大量のオゾンが前述した浮遊物に無用に消費されるとともに、プランクトンを除去するために要するオゾン量が膨大となる。このため、設備が高価、かつ大規模となり、大量のエネルギーを要するといった問題が生じる。

一方、工業用水等の淡水や、海水を、 RO膜に通すことにより、プランクトンや細菌類を除去して得られる膜処理水をバラスト水として用いる方法を用いた場合、前述の浮遊物やプランクトンにより目詰まりを生じやすぐ短時間に大量の水を要するバラスト水の製造あるいは処理法としては不向きである。

また、 RO膜以外のろ過精度の低い膜やろ過装置では、捕捉物質による目詰まりは RO膜使用時よりも軽減され、数〜 10 m程度のプランクトンは除去できる力 S、細菌類は除去できない場合がある。

さらに、膜処理を含むろ過処理については、ろ過により捕捉した微生物を逆流洗浄時に洗浄水と同時に排出してしまい、根本的な解決策にならない。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、オゾン消費量を最小限にすることにより、設備費用を抑えてコンパクトな設備にするとともに、エネルギー消費を節減する。また、ろ過処理により捕捉されたプランクトンや細菌類等を効果的に死滅させる。これらのように、オゾン消費量が少なぐコンパクトで安価な装置で、高い処理効果を得ることができる船舶用バラスト水の浄化装置を提供することを目的とする。課題を解決するための手段

上記問題を解決するため、本発明は次のように構成したものである。

請求項 1に記載の発明は、ノラスト水をろ過するろ過部と、オゾンを注入するォゾン注入部と、前記ろ過部を洗浄する逆流洗浄手段とを備えた船舶用バラスト水の浄化装置において、前記ろ過部でろ過処理されたろ過水の一部を分岐して、前記ォゾン注入部によりオゾンを注入し、分岐されなかったろ過水に合流させるろ過'オゾン処理工程と、前記オゾンを注入したオゾン処理水を前記ろ過部に還流させ、捕捉したプランクトンを死滅させるろ過捕捉物殺菌工程と、前記ろ過部の下流方向から洗浄水を供給し前記ろ過部の捕捉物を系外に排出する前記逆流洗浄手段を有した逆流洗浄工程とを備え、前記ろ過 ·オゾン処理工程と、前記ろ過捕捉物殺菌工程と、前記逆流洗浄工程とを順次切替えるようにしたものである。

請求項 2に記載の発明は、前記逆流洗浄工程の洗浄水を前記オゾン処理水としたものである。

請求項 3に記載の発明は、前記ろ過部のろ過部材は、アンスラサイト、天然砂、珪藻土、 MF膜、 UF膜、 RO膜の少なくとも一つで構成したものである。請求項 4に記載の発明は、前記オゾン注入部の後段に、過酸化水素を注入する過酸化水素注入部を設けたものである。

請求項 5に記載の発明は、前記ろ過'オゾン処理工程の後段に紫外線を照射する紫外線照射部を設けたものである。

発明の効果

[0007] 請求項 1に記載の発明によると、ろ過 ·オゾン処理工程を設けたことにより、有効なオゾン消費の妨げになるとともに細菌類が寄生しやすい浮遊物や、オゾン耐性の強いプランクトン等は、オゾンを注入する以前にろ過により除去されることになる。そのため、ろ過により捕捉されなかった一部の細菌類を最小限のオゾン消費量で死滅させること力 S可倉となる。

また、ろ過捕捉物殺菌工程を設けたことにより、ろ過部内に捕捉されたプランクトンや細菌類は、少量のオゾンで確実に死滅させることができる。この後、逆流洗浄工程に切替え、逆流洗浄を行うことにより、有害なプランクトンや細菌類を生存した状態で系外に排出することなぐろ過機能を回復することが可能となる。

さらには、ろ過 ·オゾン処理工程と、ろ過捕捉物殺菌工程と、逆流洗浄工程を切替える切替え弁を設けることにより、同一のオゾン注入部を用いて、工程の段階的なシ一ケンス操作が容易に行えるとともに、コンパクトな装置が実現できる。

請求項 2に記載の発明によると、洗浄水としてオゾン処理水を用いることにより、洗浄水を特別に準備する必要がなレ、。

請求項 3に記載の発明によると、特定したろ過部材を用いることにより、効果的にプランクトンや細菌類を除去でき、またオゾンによる腐食劣化のな!/、信頼性の高!/、装置を提供できる。

請求項 4または 5に記載の発明によると、過酸化水素を同時に注入することや、ろ過-オゾン処理工程の後段に紫外線照射部を設けることにより、更なるオゾン消費量の低減が可能となる。また、オゾンとの併用により生じる酸化力が極めて強い活性種の出現により、更に効果的な殺菌が可能となる。

図面の簡単な説明

[0008] [図 1]本発明の実施例 1を示す船舶用バラスト水の浄化装置の概略構成図。 [図 2]本発明の実施例 2を示す船舶用バラスト水の浄化装置の構成図 [図 3]従来の船舶用バラスト水の浄化装置を示す概略図

[図 4]従来の他の船舶用バラスト水の浄化装置を示す概略図

符号の説明

[0009] 1 バラスト配管

2 バラスト水

3 バラストポンプ

4 オゾン注入管

5 蒸気注入管

6 処理水

7 原水 (工業用水等）

8 原水供給ポンプ

9 RO膜ろ過装置

10 処理水貯留槽

11 バラスト水（処理水）

12、 15、 17 ポンプ

16 オゾン注入部

13、 13a, 13b, 13c 切替え弁

14 ろ過部

18 過酸化水素注入部

19 紫外線照射部

A ろ過 'オゾン処理工程

B ろ過捕捉物殺菌工程

C 逆流洗浄工程

発明を実施するための最良の形態

[0010] 以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

実施例 1

[0011] 図 1は本発明の船舶用バラスト水の浄化装置の概略構成図である。図において、 12はバラスト水 2を供給するポンプ、 13は切替え弁、 14はろ過部、 15 はろ過水を供給するポンプ、 16はオゾン注入部、 17は逆洗のためのポンプである。以下、同じ機能のものは、同じ符号を付しているため、前出のものは説明を省略する

〇

ろ過部 14のろ過部材は、オゾン耐性材で構成された MF膜等からなる。また、ォゾン注入部 16はオゾン発生装置、ェジェクタ一、排オゾン分離装置等から構成されている。

本発明が特許文献 1および 2と異なる部分は、ろ過処理水の一部をポンプ 15によりオゾン注入部 16に送給してオゾンを注入した後、再度ろ過処理水と合流させるようにしたこと。また、切替え弁 13を操作することにより、ポンプ 15→オゾン注入部 16→ろ過部 14→ポンプ 15の循環経路を形成するようにした点である。

つぎに、本実施例の動作につ!、て各工程（1)〜（3)の順に説明する。

(1)ろ過 'オゾン処理工程

図中のろ過.オゾン処理工程 Aの経路になるように切替え弁 13a, 13b, 13cを操作する。船舶内のバラストタンク（図示せず)からバラスト水 2をポンプ 12により、ろ過部 1 4に送給する。そうすると、ろ過部 14→ポンプ 15→オゾン注入部 16→処理水 6の経路と、ろ過部 14→処理水 6の経路の二つが形成される。すなわち、ろ過処理水は一部が分岐されてポンプ 15によりオゾン注入部 16に送給されて、オゾン注入部 16により、ろ過処理水中にオゾンが注入される。その後、分岐されなかったろ過処理水と合流し処理水 6となる。そうすると、前述の表 1に示される動物プランクトンや植物プランタトン、およびその他の浮遊物に寄生する細菌などがろ過処理される。この結果、清浄で安全な処理水 6を船外に放流すること力 Sできるようになる。

(2)ろ過捕捉物殺菌工程

図中のろ過捕捉物殺菌工程 Bの経路になるように切替え弁 13a, 13b, 13cを操作する。そうすると、ポンプ 15→オゾン注入部 16→ろ過部 14→オゾン注入ポンプ 15の循環経路を形成する。すなわち、注入されたオゾンはろ過部 14内に送給されるので、ろ過部 14内に捕捉されたプランクトンや細菌を死滅させることができる。

(3)逆流洗浄工程図中の逆流洗浄工程 Cの経路になるように切替え弁 13a, 13b, 13cを操作する。そして、ポンプ 17を作動させると、ろ過部 14内に捕捉しされていた物質を系外に排出する。この工程により、ろ過部のろ過機能を回復させることができる。

以上の構成及び動作により、オゾン消費量を最小限とし、設備費用を抑えてコンパタトな設備にするとともに、エネルギー消費を節減することができる。

なお、以上の工程では処理原水を微生物により汚染されたバラスト水とした力ェ業用水や河川水等の淡水や、通常の海水でも適用可能である。

実施例 2

[0013] 図 2は、本発明の実施例 2を示す船舶用バラスト水の浄化装置の構成図である。

実施例 1では、ろ過工程の後段はオゾンを単独で注入していた力本実施例では、オゾン注入部の後段に過酸化水素注入部 18および紫外線照射部 19を配置した例である。本実施例の動作は実施例 1と同じである。このようにオゾン注入と同時に作動させることにより、オゾンとの併用により生じる酸化力が極めて強い活性種が出現し、更に効果的な殺菌ができる。

[0014] 以上述べたように、ろ過処理水の一部をオゾン注入ポンプにより、オゾン注入部に送給してオゾンを注入した後、再度ろ過処理水と合流させるようにする。これにより、有効なオゾン消費の妨げになるとともに細菌類が寄生しやす!/、浮遊物や、オゾン耐性の強いプランクトン等は、オゾンを注入する以前にろ過により除去されることになる。そのため、ろ過により捕捉されなかった一部の細菌類を最小限のオゾン消費量で死滅させることが可能となる。また、切替え弁を操作することにより、オゾン注入ポンプ →オゾン注入部→ろ過部→オゾン注入ポンプの循環経路を形成するようにする。これにより、ろ過部内に捕捉されたプランクトンや細菌類は、少量のオゾンで確実に死滅させること力 Sできる。この後、逆流洗浄を行うことにより、有害なプランクトンや細菌類を生存した状態で系外に排出することなぐろ過機能を回復することができる。これらは同一のオゾン注入部を用いて、工程の段階的なシーケンス操作が容易に行えることから、コンパクトで低コストの装置が実現できるようになる。

さらには、オゾン注入部の後段に過酸化水素注入部、または紫外線照射部を配置して、これらをオゾン注入と同時に作動させることにより、更なるオゾン消費量の低減が可能となる。また、オゾンとの併用により生じる酸化力が極めて強い活性種の出現により、更に効果的な殺菌が可能となる。

産業上の利用可能性

本発明の船舶用バラスト水の浄化装置は、上水場や下水道、プールや温泉、工場や畜産施設等の廃水、貯水タンクの循環水、あるいは湖沼等の水処理にも適用でき、同様の効果が期待できる。特に、オゾン単独処理では除去が困難であった、オゾン耐性の強い細菌類にも効果的であるため、クリプトスポリジゥムの不活化等への適用が可能である。

Claims

請求の範囲

[1] ノラスト水をろ過するろ過部と、オゾンを注入するオゾン注入部と、前記ろ過部を洗浄する逆流洗浄手段とを備えた船舶用バラスト水の浄化装置において、

前記ろ過部でろ過処理されたろ過水の一部を分岐して、前記オゾン注入部によりォゾンを注入し、分岐されなかったろ過水に合流させるろ過'オゾン処理工程と、前記オゾンを注入したオゾン処理水を前記ろ過部に還流させ、捕捉したプランクトンを死滅させるろ過捕捉物殺菌工程と、

前記ろ過部の下流方向から洗浄水を供給し前記ろ過部の捕捉物を系外に排出する前記逆流洗浄手段を有した逆流洗浄工程とを備え、

前記ろ過 ·オゾン処理工程と、前記ろ過捕捉物殺菌工程と、前記逆流洗浄工程とを順次切替えるようにしたことを特徴とする船舶用バラスト水の浄化装置。

[2] 前記逆流洗浄工程の洗浄水を前記オゾン処理水としたことを特徴とする請求項 1に記載の船舶用バラスト水の浄化装置。

[3] 前記ろ過部のろ過部材は、アンスラサイト、天然砂、珪藻土、 MF膜、 UF膜、 RO膜の少なくとも一つで構成することを特徴とする請求項 1に記載の船舶用バラスト水の浄化装置。

[4] 前記オゾン注入部の後段に、過酸化水素を注入する過酸化水素注入部を設けたことを特徴とする請求項 1に記載の船舶用バラスト水の浄化装置。

[5] 前記ろ過 ·オゾン処理工程の後段に紫外線を照射する紫外線照射部を設けたことを特徴とする請求項 1に記載の船舶用バラスト水の浄化装置。