WO2017033848A1 - 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、船内に貯留された船内水に殺菌剤３を溶解させる溶解手段３０と、溶解手段３０により得られた殺菌剤溶液Ｓを、バラストタンク６０にバラスト水を導くための配管１１に注入する注入手段４０と、を備えている。バラスト水処理方法は、殺菌処理されたバラスト水をバラストタンク６０に導くための方法であって、船内に貯留された船内水に殺菌剤３を溶解させることにより殺菌剤溶液Ｓを調製し、殺菌剤溶液Ｓをバラストタンク６０に導かれるバラスト水に注入することにより殺菌処理することを特徴としている。

Description

バラスト水処理装置及びバラスト水処理方法

　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。そのため、外国間を行き来する船舶からバラスト水を排出する際には、微生物や菌類による海洋の生態系への影響を防ぐためにバラスト水の殺菌処理を行う必要がある。

　バラスト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には、バラストタンクに繋がる主配管の途中にバイパス配管が接続され、当該バイパス配管に殺菌剤供給装置が配置された装置が開示されている。この装置では、主配管を流れる原水の一部をバイパス配管側に流し、これに殺菌剤を溶解させることにより殺菌剤溶液が得られ、当該殺菌剤溶液を主配管に流れる原水に合流させることにより、バラスト水が殺菌処理される。

　下記特許文献１では、船内に取り込まれたバラスト水の原水がそのまま殺菌剤を溶解させるための溶解液として使用されるが、当該原水は水温及び水質が不安定である。一方、殺菌剤の溶解挙動は、原水の流量だけでなく、水温及び水質（塩分や濁度）により大きく変動する。このため、下記特許文献１のように、船内に取り込まれた原水を船内で貯留することなくそのまま溶解液として使用した場合には、水温及び水質の影響によって殺菌剤の溶解挙動が安定せず、バラスト水の薬剤濃度を目標の範囲内に制御することが困難である。

特開２０１２－２５４４０２号公報

　本発明の目的は、バラスト水の薬剤濃度を容易に所望の範囲に制御することが可能な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、船内に貯留された船内水に殺菌剤を溶解させる溶解手段と、前記溶解手段により得られた殺菌剤溶液を、バラストタンクにバラスト水を導くための配管に注入する注入手段と、を備えている。

　本発明の他局面に係るバラスト水処理方法は、殺菌処理されたバラスト水をバラストタンクに導くためのバラスト水処理方法である。このバラスト水処理方法は、船内に貯留された船内水に殺菌剤を溶解させることにより殺菌剤溶液を調製し、前記殺菌剤溶液を前記バラストタンクに導かれるバラスト水に注入することにより殺菌処理する。

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示す概略図である。 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。

　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］
　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、船内に汲み上げられたバラスト水を殺菌処理すると共にバラストタンク６０へ導くための装置である。バラスト水処理装置１は、配管１１と、バラストポンプ１０と、フィルター２０（濾過部材）と、溶解手段３０と、注入手段４０と、濃度測定部９０と、ミキサー５０と、温度測定部７０と、流量制御部８０と、を主に備えている。

　配管１１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バラスト水をバラストタンク６０に導くための供給流路を内部に構成している。配管１１は、バラスト水が流入する一方の配管口と、バラストタンク６０に繋がれる他方の配管口と、を有している。バラスト水は、上記一方の配管口から配管１１内に流入し、上記他方の配管口に向かって配管１１内を流れることによりバラストタンク６０に導かれる。そして、バラスト水は、バラストタンク６０において船体を安定化させるために貯留される。

　バラストポンプ１０は、配管１１において上記一方の配管口側に配置されており、配管１１内にバラスト水を流入させる。フィルター２０は、配管１１においてバラストポンプ１０よりもバラスト水の流れ方向の下流側（バラストタンク６０側）に配置されている。フィルター２０は、濾過によってバラスト水に含まれる異物などを除去する。なお、フィルター２０は、バラストポンプ１０に対して上流側に配置されていてもよい。

　溶解手段３０は、船内に貯留された船内水に殺菌剤３を溶解させた殺菌剤溶液Ｓを調製する。溶解手段３０は、殺菌剤３が充填された薬品容器３１と、船内水が貯留される船内タンク３３と、薬品容器３１と船内タンク３３とを接続する接続配管３２と、を有している。

　薬品容器３１には、殺菌剤３を収容するための収容部材（図示しない）が内部に配置されている。この収容部材は、例えばメッシュあるいはスクリーンなどの形状を有しており、殺菌剤３を収容すると共に薬品容器３１内に流れ込んだ水が十分に流入可能な程度の目開きを有している。これにより、薬品容器３１内に流れ込んだ水に殺菌剤３を溶解させることができる。

　殺菌剤３は、イソシアヌル酸塩化物からなる固体状の薬剤である。ここで、「イソシアヌル酸塩化物」とは、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。これらのイソシアヌル酸塩化物は、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）を発生する。

　殺菌剤３は、顆粒状又は錠剤状等の形態を有していてもよいが、特に限定されない。例えば、殺菌剤３は、直径が１～１００ｍｍである顆粒状又は錠剤状の形態を有していてもよい。

　また殺菌剤３の充填量は、以下のように決定される。まず、バラストタンク６０に貯留されるバラスト水の量及びその塩素濃度が設定され、設定されたバラスト水量及び塩素濃度を確保するために必要な殺菌剤３の量が算出される。そして、算出された量以上の殺菌剤３が薬品容器３１に充填される。ここで、バラストタンク６０に貯留されるバラスト水の量に応じた殺菌剤３の量は、例えば以下のように算出される。バラストタンク６０に貯留されるバラスト水量を１０００トン、塩素濃度設定値を１０ｍｇ／Ｌ、塩素濃度を１０ｍｇ／Ｌにするために必要な殺菌剤３の濃度を１２ｍｇ／Ｌとすると、１２（ｍｇ／Ｌ）×１０００（トン）×１０００（Ｌ／トン）＝１２ｋｇ、のように殺菌剤３の量を算出することができる。

　船内タンク３３には、船内で使用される生活用水が船内水として貯留されている。上記生活用水は、船の停泊中に陸から船内に供給される水であり、手洗い、シャワー、トイレ、洗濯などの船内の生活に使用される。また上記生活用水は、海水ではなく、塩分を含まない。上記生活用水は、船内タンク３３に貯留されることにより、水温が船内の室温に近い一定の範囲内に収まっている。

　船内タンク３３は、上記生活用水を貯留するための専用タンクであり、その一部の水が殺菌剤３を溶解させる溶媒として使用されてもよい。また船内タンク３３は、上記専用タンクとは別に設けられたタンクであり、上記専用タンクから移し替えられた一部の水が貯留されるものであってもよい。

　船内タンク３３から流出した水は、接続配管３２を介して薬品容器３１に流入する。このとき、水中に殺菌剤３が溶解することにより次亜塩素酸が発生し、殺菌剤溶液Ｓが調製される。そして、殺菌剤溶液Ｓは、薬品容器３１から流出する。このように、本実施形態では、船内タンク３３に貯留されて水温が一定の範囲に収まった船内の生活用水を殺菌剤３の溶媒として使用することにより、殺菌剤３の溶解量が安定し、所望の薬剤濃度に調整された殺菌剤溶液Ｓを得ることができる。

　注入手段４０は、上記溶解手段３０により調製された殺菌剤溶液Ｓを、配管１１に注入する。注入手段４０は、供給配管４１と、送液ポンプ４２と、を有している。供給配管４１は、その一方端が薬品容器３１に接続され、他方端が配管１１の部位Ｐ１に接続されている。つまり、供給配管４１は、配管１１の部位Ｐ１から分岐した配管である。部位Ｐ１は、図１に示すように、配管１１においてフィルター２０よりも下流側でかつミキサー５０よりも上流側に位置している。

　送液ポンプ４２は、供給配管４１に設けられ、配管１１に注入される殺菌剤溶液Ｓの流量を調整する。薬品容器３１から流出した殺菌剤溶液Ｓは、送液ポンプ４２により流量調整され、供給配管４１を介して配管１１内のバラスト水に注入される。これにより、配管１１内のバラスト水が殺菌処理される。

　ミキサー５０は、配管１１において部位Ｐ１よりも下流側に配置されている。ミキサー５０は、注入手段４０により殺菌剤溶液Ｓが注入された後のバラスト水を攪拌することにより、バラスト水中の塩素濃度を均一化する。

　濃度測定部９０は、配管１１においてミキサー５０よりも下流側でかつバラストタンク６０よりも上流側に配置されている。濃度測定部９０は、濃度測定計であって、殺菌剤溶液Ｓが注入され、ミキサー５０により攪拌された後のバラスト水の塩素濃度を測定する。ここで、「塩素濃度（ｍｇ／Ｌ）」は、バラスト水の残留オキシダント（ＴＲＯ：Ｔｏｔａｌ　Ｒｅｓｉｄｕａｌ　Ｏｘｉｄａｎｔ）濃度として測定される。

　温度測定部７０は、水温計であって、船内タンク３３に取り付けられている。温度測定部７０により、船内タンク３３に貯留される船内水の水温が測定される。

　流量制御部８０は、注入手段４０により配管１１に注入される殺菌剤溶液Ｓの流量を調整する。流量制御部８０は、例えば演算部や記憶部等を備えたパーソナルコンピュータによって構成されている。流量制御部８０は、送液ポンプ４２に接続されており、送液ポンプ４２の動作を制御することにより、配管１１への殺菌剤溶液Ｓの流量を調整する。

　流量制御部８０は、濃度測定部９０と接続されており、濃度測定部９０による測定結果が入力される。流量制御部８０は、入力された濃度測定の結果に基づいて送液ポンプ４２の動作を制御する。これにより、配管１１への殺菌剤溶液Ｓの注入流量が調整される。より具体的には、濃度測定部９０により測定されたバラスト水の塩素濃度が予め定められた基準範囲を超える場合には、流量制御部８０は殺菌剤溶液Ｓの注入流量が減少するように送液ポンプ４２の動作を制御する。一方、バラスト水の塩素濃度が当該基準範囲を下回る場合には、流量制御部８０は殺菌剤溶液Ｓの注入流量が増加するように送液ポンプ４２の動作を制御する。なお、流量制御部８０の記憶部には、上述のように濃度測定データとの比較を行うため、バラスト水の塩素濃度の基準範囲を示すデータが格納されている。

　また流量制御部８０は、温度測定部７０と接続されており、温度測定部７０による測定結果が入力される。流量制御部８０は、入力された温度測定の結果に基づいて送液ポンプ４２の動作を制御する。これにより、配管１１への殺菌剤溶液Ｓの注入流量が調整される。より具体的には、水温に応じて殺菌剤３の溶解量が変動することを考慮し、流量制御部８０では、水温毎に殺菌剤溶液Ｓの注入流量が予め設定されている。そして、流量制御部８０は、配管１１への殺菌剤溶液Ｓの注入流量が入力された水温データに対応する注入流量に調整されるように、送液ポンプ４２の動作を制御する。

　［バラスト水処理方法］
　次に、上記バラスト水処理装置１を用いて実施される本実施形態に係るバラスト水処理方法について説明する。

　まず、バラストポンプ１０を動作させることにより、海水が配管１１内にバラスト水として汲み上げられる。汲み上げられたバラスト水は、フィルター２０で濾過されることにより異物等が除去され、配管１１を通ってバラストタンク６０に導かれる。

　一方、船内タンク３３には、船内水として生活用水が貯留されており、その水温は一定の範囲に収まっている。上記生活用水は、船内タンク３３から接続配管３２を介して薬品容器３１に流入する。そして、殺菌剤３が水中に溶解することにより、殺菌剤溶液Ｓが得られる。

　その後、殺菌剤溶液Ｓは、供給配管４１を通って配管１１に導かれ、バラストタンク６０に導かれるバラスト水に注入される。このとき、殺菌剤溶液Ｓの注入流量は、送液ポンプ４２によって調整される。このようにして殺菌剤溶液Ｓが注入されることにより、バラスト水が殺菌処理される。その後、ミキサー５０においてバラスト水が攪拌されることにより塩素濃度が均一化され、バラストタンク６０に貯留される。

　また上記バラスト水の漲水中において、ミキサー５０により攪拌された後のバラスト水の塩素濃度が濃度測定部９０により定期的に測定され、その測定結果は流量制御部８０に入力される。流量制御部８０は、入力された濃度データと基準範囲との比較を行い、当該濃度データが基準範囲である場合には送液ポンプ４２の動作を変更させず、基準範囲外である場合には送液ポンプ４２の動作を変更させる。より具体的には、濃度データが基準範囲を超える場合には殺菌剤溶液Ｓの注入流量が減少するように送液ポンプ４２の動作を変更させ、一方で基準範囲を下回る場合には殺菌剤溶液Ｓの注入流量が増加するように送液ポンプ４２の動作を変更させる。このように、バラスト水の漲水中において塩素濃度を測定し、その測定結果を殺菌剤溶液Ｓの注入流量にフィードバックすることで、バラスト水の塩素濃度を適正値に調整することができる。

　また上記バラスト水の漲水開始前に、温度測定部７０により船内タンク３３に貯留された生活用水の水温が予め測定され、その測定結果に基づいて漲水開始初期における殺菌剤溶液Ｓの注入流量が調整されてもよい。より具体的には、水温毎に設定された殺菌剤溶液Ｓの注入量を参照し、測定された水温データに対応する注入流量となるように、流量制御部８０により送液ポンプ４２の動作が制御される。これにより、漲水開始の初期段階においても、バラスト水の塩素濃度を適正値に調整することができる。

　［作用効果］
　次に、上記バラスト水処理装置１及びバラスト水処理方法の特徴及びその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、船内に貯留された生活用水（船内水）に殺菌剤３を溶解させる溶解手段３０と、溶解手段３０により得られた殺菌剤溶液Ｓを、バラストタンク６０にバラスト水を導くための配管１１に注入する注入手段４０と、を備えている。また上記バラスト水処理方法は、殺菌処理されたバラスト水をバラストタンク６０に導くための方法であって、船内に貯留された生活用水に殺菌剤３を溶解させることにより殺菌剤溶液Ｓを調製し、殺菌剤溶液Ｓをバラストタンク６０に導かれるバラスト水に注入することにより殺菌処理することを特徴としている。

　上記特徴によれば、船内に貯留された生活用水に殺菌剤３を溶解させた殺菌剤溶液Ｓを配管１１に注入することによりバラスト水を殺菌処理することができる。この生活用水は、船内で貯留されているため、水温が一定の範囲に収まっている。このため、船内に取り込まれた直後の水温が不安定な原水をそのまま溶解液として使用する場合に比べて、殺菌剤３の溶解挙動の変動を抑制することができる。その結果、バラスト水の塩素濃度を容易に所望の範囲に制御することができる。特に、水温及び水質が安定している生活用水を船内水として用いることにより、殺菌剤３の溶解挙動の変動をより効果的に抑制することができる。

　上記バラスト水処理装置１は、殺菌剤溶液Ｓが注入されたバラスト水の塩素濃度を測定する濃度測定部９０と、濃度測定部９０による測定結果に基づいて、注入手段４０により注入される殺菌剤溶液Ｓの流量を調整する流量制御部８０と、を備えている。また上記バラスト水処理方法では、殺菌剤溶液Ｓが注入されたバラスト水の塩素濃度を測定し、その測定結果に基づいて殺菌剤溶液Ｓの注入流量を調整する。このように、殺菌処理後におけるバラスト水の塩素濃度を測定し、その測定結果を殺菌剤溶液Ｓの注入流量にフィードバックすることで、バラスト水の塩素濃度を適正値に調整することができる。これにより、殺菌効果を維持すると共に、塩素濃度が過剰になることに起因した配管１１やバラストタンク６０の腐食を抑制することができる。

　上記バラスト水処理装置１は、船内タンク３３内の生活用水の水温を測定する温度測定部７０と、温度測定部７０による測定結果に基づいて、注入手段４０により注入される殺菌剤溶液Ｓの流量を調整する流量制御部８０と、を備えている。また上記バラスト水処理方法では、船内タンク３３内の生活用水の水温を測定し、その測定結果に基づいて殺菌剤溶液Ｓの注入流量を調整する。殺菌剤３の溶解挙動は、水温によって変化する。このため、上記生活用水の水温を温度測定部７０により測定し、その測定結果を殺菌剤溶液Ｓの注入流量にフィードバックすることにより、バラスト水の塩素濃度を適正値に調整することができる。

　上記バラスト水処理装置１及びバラスト水処理方法において、殺菌剤３は、トリクロロイソシアヌル酸であってもよい。トリクロロイソシアヌル酸は水への溶解性が比較的小さいため、長期間に渡り殺菌効果を維持することができる。また高温下において安定に保持することができる。また次亜塩素酸カルシウムなどと異なり、水に溶解させたときの沈殿物の発生を抑制することもできる。したがって、トリクロロイソシアヌル酸は、殺菌剤３として好適に用いることができる。

　（実施形態２）
　次に、本発明の他の実施形態である実施形態２について、図２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２は、基本的には上記実施形態１に係るバラスト水処理装置１と同様の構成を備え、かつ同様の効果を奏する。しかし、実施形態２では、船内に貯留された生活用水ではなく、予備タンク３６に貯留される水が船内水として使用される点で、上記実施形態１とは異なっている。

　［バラスト水処理装置］
　バラスト水処理装置２は、上記実施形態１と同様に、配管１１と、バラストポンプ１０と、フィルター２０と、溶解手段３０と、注入手段４０と、濃度測定部９０と、ミキサー５０と、温度測定部７０と、流量制御部８０と、を主に備えている。ここで、実施形態２では、溶解手段３０は、第１及び第２予備配管３４，３５と、予備タンク３６と、薬品容器３１と、を有している。また配管１１において第１予備配管３４が接続される部位Ｐ２よりも下流側には、配管内における水の流通と遮断とを切り替える第１切替弁９１が設けられている。

　第１予備配管３４は、一方端が配管１１においてフィルター２０よりも下流側の部位Ｐ２に接続され、他方端が予備タンク３６に接続されている。第１予備配管３４には、配管内における水の流通と遮断とを切り替える第２切替弁９２が設けられている。第２予備配管３５は、一方端が薬品容器３１に接続され、他方端が予備タンク３６に接続されている。

　予備タンク３６は、バラストタンク６０への漲水前に船内に汲み上げられた海水を貯留するためのタンクである。予備タンク３６には、フィルター２０により濾過されることで異物が除去され、第１予備配管３４を通った海水が貯留される。

　実施形態２では、上記実施形態１とは異なり、バラストタンク６０への漲水前に船内の予備タンク３６に貯留された海水（タンク貯留水）が船内水として用いられる。当該海水は、配管１１及び第１予備配管３４を通過して予備タンク３６へ貯留されることにより水温が安定しており、また水質が向上している。予備タンク３６には温度測定部７０が取り付けられており、これにより予備タンク３６内の海水の水温が測定される。

　注入手段４０は、供給配管４１及び送液ポンプ４２によって構成されている。供給配管４１は、その一方端が薬品容器３１に接続され、かつ他方端が配管１１において部位Ｐ２よりも下流側でかつミキサー５０よりも上流側の部位Ｐ３に接続されている。

　［バラスト水処理方法］
　次に、上記バラスト水処理装置２を用いたバラスト水処理方法について説明する。

　まず、バラストタンク６０への漲水開始前に、予備タンク３６への海水の貯留が行われる。このとき、第１切替弁９１が閉じられ、かつ第２切替弁９２が開かれる。第１及び第２切替弁９１，９２の開閉は、図示しない制御部によって行われてもよいし、手動で行われてもよい。バラストポンプ１０により配管１１内に汲み上げられた海水はフィルター２０により濾過され、部位Ｐ２を経由して第１予備配管３４に流入し、その後予備タンク３６に貯留される。当該海水は、予備タンク３６に貯留されることにより水温が一定の範囲に収まる。なお、予備タンク３６への貯水は、バラストタンク６０への漲水開始前であって船舶の運航に影響がないときであれば、いつ行われてもよい。

　そして、バラストタンク６０への漲水が開始される。このとき、第１切替弁９１が開かれ、かつ第２切替弁９２が閉じられ、配管１１内にバラスト水が汲み上げられる。予備タンク３６内に貯留された海水は、第２予備配管３５を介して薬品容器３１内に流入する。そして、殺菌剤３が海水中に溶解することにより、殺菌剤溶液Ｓが得られる。殺菌剤溶液Ｓは、供給配管４１を介して配管１１に導かれてバラスト水に注入され、バラスト水が殺菌処理される。その後、ミキサー５０により攪拌されて塩素濃度が均一化された後、バラスト水がバラストタンク６０に貯留される。

　実施形態２では、バラストタンク６０への漲水前に船内に汲み上げられた海水を貯留する予備タンク３６が設けられ、当該予備タンク３６に貯留された海水が船内水として用いられる。当該海水は、予備タンク３６に貯留されることにより水温が安定しており、また堆積物の沈殿により濁度などの水質も向上している。このため、予備タンク３６に貯留された海水を船内水として用いることにより、殺菌剤３の溶解挙動の変動をより効果的に抑制することができる。また、フィルター２０により濾過された後の海水を予備タンク３６に貯留することにより、濁度をより小さくして水質をより向上させることができるため、殺菌剤３の溶解挙動をさらに安定させることができる。

　（変形例）
　最後に、上記実施形態１，２の変形例について説明する。

　上記実施形態１，２のように、溶解手段３０は、殺菌剤３が充填された薬品容器３１に船内水を流入させることにより殺菌剤３を溶解させて殺菌剤溶液Ｓを調製する態様に限られず、船内タンク３３や予備タンク３６内に殺菌剤３を投入して溶解させることにより殺菌剤溶液Ｓを調製する態様でもよい。また船内水は、船内に貯留された水であればよく、船内に生活用水として貯留された水や予備タンク３６に貯留される水に限られない。また殺菌剤３は固体状のものに限られず、液体状のものでもよい。

　上記実施形態１，２のように、殺菌剤３が薬品容器３１に充填される場合に限られず、配管内に殺菌剤３が直接配置されてもよい。この場合には、殺菌剤３が水の流れによって下流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あるいはスクリーン形状の部材が配管内に配置されてもよい。

　上記実施形態１，２において、複数の薬品容器３１が準備され、これらが直列に配置されて同時に使用されてもよいし、並列に配置されて交互に使用されてもよい。この場合、一つの薬品容器３１において殺菌剤３の残量が少なくなったときに殺菌剤３を補充し、その補充作業の間に他の薬品容器３１を使用することができる。

　上記実施形態２において、予備タンク３６に貯留される水は海水に限られず、汽水、淡水、湖水、河川水であってもよい。

　上記実施形態１，２において、フィルター２０が省略されてもよい。

　上記実施形態１，２において、濃度測定部９０及び温度測定部７０が省略されてもよい。

　（実施例１）
　実施例１では、図１に示すバラスト水処理装置１を模擬したプロトタイプの処理装置を用いた。殺菌剤３としてはトリクロロイソシアヌル酸の顆粒（平均径：２ｍｍ、重さ：１０ｇ）を使用し、これを０．１ｍｍの開口を有するポリプロピレン（ＰＰ）製のメッシュ袋に充填して薬品容器３１に装着した。これに、脱塩素処理を施した水を通した。水温は、１８℃であった。水の流量を変化させつつ溶液中のＴＲＯ濃度を塩素計により測定すると、流量が２Ｌ／分のときにＴＲＯ濃度が４２０ｍｇ／Ｌであった。

　トリクロロイソシアヌル酸の顆粒（平均径：２ｍｍ、重さ：１０ｇ）をさらに準備し、これを０．１ｍｍの開口を有するＰＰ製のメッシュ袋に充填して薬品容器３１に装着することにより、殺菌剤３の取り換えを行った。これに、脱塩素処理を施した水温１８℃の水を２Ｌ／分の流量で通水し、殺菌剤溶液Ｓを調製した。

　天然海水１０００Ｌを原水として、流量１６．７Ｌ／分（１０００Ｌ／ｈ）で配管１１内に流入させ、殺菌剤溶液Ｓを送液ポンプ４２により配管１１内に注入した。そして、ミキサー５０により攪拌した後、濃度測定部９０によりバラスト水のＴＲＯ濃度を測定した。ＴＲＯ濃度の目標値は５．０±０．２ｍｇ／Ｌに設定していたところ、測定値は５．０ｍｇ／Ｌであり、目標値の範囲内であった。

　その後、ＴＲＯ濃度を５分間隔で測定し、その測定結果を流量制御部８０にフィードバックし、目標値である５．０ｍｇ／Ｌに合わせるように送液ポンプ４２の動作を制御しつつ１時間運転を継続した。その結果、表１に示す通りＴＲＯ濃度は５．０±０．２ｍｇ／Ｌの範囲内で推移した（表１）。

　（実施例２）
　実施例２では、図２に示すバラスト水処理装置２を模擬したプロトタイプの処理装置を用いた。殺菌剤３としてトリクロロイソシアヌル酸の錠剤（３０ｍｍφの円柱形状、１５ｇ）２錠を、０．１ｍｍの開口を有するＰＰ製のメッシュ袋に充填して薬品容器３１に装着した。

　まず、第１予備配管３４を介して天然海水（１００Ｌ）を予備タンク３６に導入し、２４℃の室内下で２４時間貯留した（操作１）。このとき、海水温度は、２２℃であった。

　次に、予備タンク３６内の海水を薬品容器３１に２Ｌ／分の流量で送液した（操作２）。この操作により、薬品容器３１内の殺菌剤３を海水に溶解させ、殺菌剤溶液Ｓを調製した。また上記操作２と同時に、天然海水１０００Ｌを原水として流量１６．７Ｌ／分（１０００Ｌ／ｈ）で配管１１内に流入させ、殺菌剤溶液Ｓを送液ポンプ４２により配管１１内に注入した（操作３）。そして、ミキサー５０により攪拌した後、濃度測定部９０によりバラスト水のＴＲＯ濃度を測定した。ＴＲＯ濃度の目標値は上記実施例１と同様に５．０±０．２ｍｇ／Ｌに設定していたところ、測定値は４．８ｍｇ／Ｌであり、目標値の範囲内であった。

　その後、ＴＲＯ濃度を５分間隔で測定し、その測定結果を流量制御部８０にフィードバックし、目標値である５．０ｍｇ／Ｌに合わせるように送液ポンプ４２の動作を制御しつつ１時間運転を継続した。その結果、表１に示す通りＴＲＯ濃度は５．０±０．２ｍｇ／Ｌの範囲内で推移した（表１）。

　（比較例）
　図２に示したバラスト水処理装置２から予備タンク３６を撤去し、配管１１から第１及び第２予備配管３４，３５に流入させた原水を薬品容器３１に直接通水させたことを除いて、実施例２と同様に試験を行った。試験は、実施例１及び２と同様に冬季に行った。バラスト水のＴＲＯ濃度の目標値は、５．０±０．２ｍｇ／Ｌとした。

　具体的には、天然海水を予め貯留することなく、第１及び第２予備配管３４，３５により薬品容器３１に直接送液した。この操作により、薬品容器３１内の殺菌剤３を海水に溶解させ、殺菌剤溶液Ｓを調製した。またこの送液操作と同時に、天然海水１０００Ｌを原水（温度４℃）として流量１６．７Ｌ／分（１０００Ｌ／ｈ）で配管１１に流入させ、殺菌剤溶液Ｓを送液ポンプ４２により配管１１内に注入した。そして、ミキサー５０により攪拌した後、濃度測定部９０によりバラスト水のＴＲＯ濃度を測定した。殺菌剤溶液Ｓの注入流量を２Ｌ／分で開始したところ、最初に測定したＴＲＯ濃度は０．８ｍｇ／Ｌであった。

　ＴＲＯ濃度の測定値を流量制御部８０にフィードバックし、ＴＲＯ濃度を５ｍｇ／Ｌに合わせるよう送液ポンプ４２の動作を制御しつつ１時間運転を継続した。この時、殺菌剤溶液Ｓの注入流量（送液量）が最大で１５Ｌ／分まで増加するように送液ポンプ４２の動作を制御した（表１におけるＴＲＯ濃度５．９ｍｇ／Ｌに相当）。

　５分毎にＴＲＯ濃度を測定したところ、最初の１５分はＴＲＯ濃度が５ｍｇ／Ｌに達せず、その後は５ｍｇ／Ｌを超え、最初の３０分間以上はＴＲＯ濃度が安定せず、目標値の範囲内に収まらなかった（表１）。

　比較例のようにＴＲＯ濃度が安定しない場合、塩素濃度が低いと殺菌力が低下してバラスト管理条約に定められた基準を達成できなくなる。一方、塩素濃度を上げるためにバラスト水の流量を下げると、漲水に必要な時間が増加し、船舶の停泊時間が長くなるため、物流面での損失に繋がる。これに対して、上記実施例１，２では、船内に取り込まれた直後の海水ではなく、船内に貯留されて水温が一定の範囲に収まった水を殺菌剤３の溶解液として使用することにより、バラスト水のＴＲＯ濃度を容易に目標範囲に制御することができた。

　なお、上記実施形態を概説すると以下の通りである。

　本実施形態に係るバラスト水処理装置は、船内に貯留された船内水に殺菌剤を溶解させる溶解手段と、前記溶解手段により得られた殺菌剤溶液を、バラストタンクにバラスト水を導くための配管に注入する注入手段と、を備えている。

　上記バラスト水処理装置では、船内に貯留された船内水に殺菌剤を溶解させた殺菌剤溶液を配管に注入することにより、バラスト水を殺菌処理することができる。船内水は、船内で貯留されているため、水温が一定の範囲に収まっている。このため、従来のように、船内に取り込まれた直後の水温が不安定な原水をそのまま溶解液として使用する場合に比べて、殺菌剤の溶解挙動の変動を抑制することができる。従って、上記バラスト水処理装置によれば、バラスト水の薬剤濃度を容易に所望の範囲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、前記船内水は、船内に生活用水として貯留された水であることが好ましい。

　生活用水として船内に貯留され、水温及び水質が安定している水を上記船内水として用いることにより、殺菌剤の溶解挙動の変動をより効果的に抑制することができる。なお、船内の専用タンクに貯留された生活用水が殺菌剤の溶媒として直接使用されてもよいし、当該専用タンクから他のタンクに移し替えられた一部の水が殺菌剤の溶媒として使用されてもよい。

　上記バラスト水処理装置において、前記溶解手段は、バラストタンクへの漲水前に船内に汲み上げられた水を貯留する予備タンクを含むことが好ましい。前記船内水は、前記予備タンクに貯留された水であることが好ましい。

　上記予備タンクに貯留された水は、水温が安定しており、また堆積物の沈殿により濁度などの水質も向上している。このため、上記予備タンクに貯留された水を上記船内水として用いることにより、殺菌剤の溶解挙動の変動をより効果的に抑制することができる。

　上記バラスト水処理装置は、前記予備タンクに貯留される水を濾過する濾過部材をさらに備えることが好ましい。

　濾過後の水は濁度が小さく水質が向上しているため、殺菌剤を安定に溶解させるための溶媒として好適である。

　上記バラスト水処理装置は、前記殺菌剤溶液が注入されたバラスト水の薬剤濃度を測定する濃度測定部と、前記濃度測定部による測定結果に基づいて、前記注入手段により注入される前記殺菌剤溶液の流量を調整する流量制御部と、を備えることが好ましい。

　上記構成によれば、殺菌処理後におけるバラスト水の薬剤濃度を測定し、その測定結果を殺菌剤溶液の注入流量にフィードバックすることで、バラスト水の薬剤濃度を適正値に調整することができる。これにより、殺菌効果を維持すると共に、薬剤濃度が過剰になることに起因した配管やタンクの腐食を抑制することができる。

　上記バラスト水処理装置は、前記船内水の水温を測定する温度測定部と、前記温度測定部による測定結果に基づいて、前記注入手段により注入される前記殺菌剤溶液の流量を調整する流量制御部と、を備えることが好ましい。

　上記殺菌剤の溶解挙動は、水温によって変化する。このため、船内水の水温を温度測定部により測定し、その測定結果を殺菌剤溶液の注入流量にフィードバックすることにより、バラスト水の薬剤濃度を適正値に調整することができる。

　上記バラスト水処理装置において、前記殺菌剤は、トリクロロイソシアヌル酸であることが好ましい。

　トリクロロイソシアヌル酸は水への溶解性が比較的小さいため、長期間に渡り殺菌効果を維持することができる。また高温下において安定に保持することができる。また次亜塩素酸カルシウムなどと異なり、水に溶解させたときの沈殿物の発生を抑制することもできる。したがって、トリクロロイソシアヌル酸は、殺菌剤として好適に用いることができる。

　また、上記バラスト水処理装置において、前記殺菌剤は、ジクロロイソシアヌル酸塩であることも好ましい。

　ジクロロイソシアヌル酸塩は、水への溶解度が大きいため、殺菌剤溶液を短時間で調製できる。また高温下において安定に保持することができる。また次亜塩素酸カルシウムなどと異なり、水に溶解させたときの沈殿物の発生を抑制することもできる。したがって、ジクロロイソシアヌル酸塩は、殺菌剤として好適に用いることができる。

　本実施形態に係るバラスト水処理方法は、殺菌処理されたバラスト水をバラストタンクに導くための方法である。このバラスト水処理方法は、船内に貯留された船内水に殺菌剤を溶解させることにより殺菌剤溶液を調製し、前記殺菌剤溶液を前記バラストタンクに導かれるバラスト水に注入することにより殺菌処理する。

　上記バラスト水処理方法では、船内に貯留された船内水に殺菌剤を溶解させた殺菌剤溶液をバラスト水に注入することにより殺菌処理することができる。船内水は、船内で貯留されているため、水温が一定の範囲に収まっている。このため、従来のように、水温が不安定な原水を溶解液として使用する場合に比べて、殺菌剤の溶解挙動の変動を抑制することができる。従って、上記バラスト水処理方法によれば、バラスト水の薬剤濃度を容易に所望の範囲に制御することができる。

　上記バラスト水処理方法において、前記船内水は、船内に生活用水として貯留された水であることが好ましい。

　生活用水として船内に貯留され、水温及び水質が安定している水を上記船内水として用いることにより、殺菌剤の溶解挙動の変動をより効果的に抑制することができる。

　上記バラスト水処理方法において、前記船内水は、バラストタンクへの漲水前に、船内の予備タンクに貯留されたタンク貯留水であることが好ましい。

　上記タンク貯留水は、予備タンクで貯留されることにより水温が安定しており、また堆積物の沈殿により水質も向上している。このため、上記タンク貯留水を上記船内水として用いることにより、殺菌剤の溶解挙動の変動をより効果的に抑制することができる。

　上記バラスト水処理方法において、前記タンク貯留水は、濾過された後に前記予備タンクに貯留されたものであることが好ましい。

　濾過によって水質が向上したタンク貯留水を上記船内水として用いることで、殺菌剤の溶解挙動をさらに安定させることができる。

　上記バラスト水処理方法において、前記殺菌剤溶液が注入されたバラスト水の薬剤濃度を測定し、その測定結果に基づいて前記殺菌剤溶液の注入流量を調整することが好ましい。

　上記方法によれば、殺菌処理後におけるバラスト水の薬剤濃度の測定結果を殺菌剤溶液の注入流量にフィードバックすることで、バラスト水の薬剤濃度を適正値に調整することができる。

　上記バラスト水処理方法において、前記船内水の水温を測定し、その測定結果に基づいて前記殺菌剤溶液の注入流量を調整することが好ましい。

　上記方法によれば、水温による殺菌剤の溶解挙動の変動を考慮して船内水の温度測定の結果を殺菌剤溶液の注入流量にフィードバックすることにより、バラスト水の薬剤濃度を適正値に調整することができる。

　上記バラスト水処理方法において、前記殺菌剤は、トリクロロイソシアヌル酸であることが好ましい。

　トリクロロイソシアヌル酸は水への溶解性が比較的小さいため、長期間に渡り殺菌効果を維持することができる。また高温下において安定に保持することができる。また次亜塩素酸カルシウムなどと異なり、水に溶解させたときの沈殿物の発生を抑制することもできる。したがって、上記方法では、トリクロロイソシアヌル酸を殺菌剤として好適に用いることができる。

　また、上記バラスト水処理方法において、前記殺菌剤は、ジクロロイソシアヌル酸塩であることも好ましい。

　ジクロロイソシアヌル酸塩は、水への溶解度が大きいため、殺菌剤溶液を短時間で調製できる。また高温下において安定に保持することができる。また次亜塩素酸カルシウムなどと異なり、水に溶解させたときの沈殿物の発生を抑制することもできる。したがって、上記方法では、ジクロロイソシアヌル酸塩は、殺菌剤として好適に用いることができる。

Claims (14)

1. 　船内に貯留された船内水に殺菌剤を溶解させる溶解手段と、
   　前記溶解手段により得られた殺菌剤溶液を、バラストタンクにバラスト水を導くための配管に注入する注入手段と、を備えた、バラスト水処理装置。
2. 　前記船内水は、船内に生活用水として貯留された水である、請求項１に記載のバラスト水処理装置。
3. 　前記溶解手段は、バラストタンクへの漲水前に船内に汲み上げられた水を貯留する予備タンクを含み、
   　前記船内水は、前記予備タンクに貯留された水である、請求項１に記載のバラスト水処理装置。
4. 　前記予備タンクに貯留される水を濾過する濾過部材をさらに備えた、請求項３に記載のバラスト水処理装置。
5. 　前記殺菌剤溶液が注入されたバラスト水の薬剤濃度を測定する濃度測定部と、
   　前記濃度測定部による測定結果に基づいて、前記注入手段により注入される前記殺菌剤溶液の流量を調整する流量制御部と、を備えた、請求項１～４の何れか１項に記載のバラスト水処理装置。
6. 　前記船内水の水温を測定する温度測定部と、
   　前記温度測定部による測定結果に基づいて、前記注入手段により注入される前記殺菌剤溶液の流量を調整する流量制御部と、を備えた、請求項１～４の何れか１項に記載のバラスト水処理装置。
7. 　前記殺菌剤は、トリクロロイソシアヌル酸である、請求項１～６の何れか１項に記載のバラスト水処理装置。
8. 　殺菌処理されたバラスト水をバラストタンクに導くためのバラスト水処理方法であって、
   　船内に貯留された船内水に殺菌剤を溶解させることにより殺菌剤溶液を調製し、前記殺菌剤溶液を前記バラストタンクに導かれるバラスト水に注入することにより殺菌処理することを特徴とする、バラスト水処理方法。
9. 　前記船内水は、船内に生活用水として貯留された水である、請求項８に記載のバラスト水処理方法。
10. 　前記船内水は、バラストタンクへの漲水前に、船内の予備タンクに貯留されたタンク貯留水である、請求項８に記載のバラスト水処理方法。
11. 　前記タンク貯留水は、濾過された後に前記予備タンクに貯留される、請求項１０に記載のバラスト水処理方法。
12. 　前記殺菌剤溶液が注入されたバラスト水の薬剤濃度を測定し、その測定結果に基づいて前記殺菌剤溶液の注入流量を調整する、請求項８～１１の何れか１項に記載のバラスト水処理方法。
13. 　前記船内水の水温を測定し、その測定結果に基づいて前記殺菌剤溶液の注入流量を調整する、請求項８～１１の何れか１項に記載のバラスト水処理方法。
14. 　前記殺菌剤は、トリクロロイソシアヌル酸である、請求項８～１３の何れか１項に記載のバラスト水処理方法。

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