特開 2017-217987 バラスト水処理装置及びバラスト水処理装置の紫外線処理手段の冷却方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-217987(P2017-217987A)

(43)【公開日】2017年12月14日

(54)【発明の名称】バラスト水処理装置及びバラスト水処理装置の紫外線処理手段の冷却方法

(51)【国際特許分類】

   B63B 13/00 20060101AFI20171117BHJP

   C02F 1/32 20060101ALI20171117BHJP

【ＦＩ】

   B63B13/00 Z

   C02F1/32

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2016-113049(P2016-113049)

(22)【出願日】2016年6月6日

(71)【出願人】

【識別番号】000175272

【氏名又は名称】三浦工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001139

【氏名又は名称】ＳＫ特許業務法人

(74)【代理人】

【識別番号】100130328

【弁理士】

【氏名又は名称】奥野 彰彦

(74)【代理人】

【識別番号】100130672

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 寛之

(72)【発明者】

【氏名】丹下 智陽

【テーマコード（参考）】

4D037

【Ｆターム（参考）】

4D037AA05

4D037AA06

4D037AB03

4D037BA18

4D037BB01

4D037BB06

4D037CA02

(57)【要約】

【課題】紫外線ランプを冷却する場合にも、殺菌処理がなされていないバラスト水が配管中に残ることのないバラスト水処理装置を提供する。
【解決手段】紫外線ランプにより紫外線を照射してバラスト水に含有される微生物を殺菌処理する紫外線処理手段を備えたバラスト水処理装置であって、ポンプの駆動制御及び開閉弁の開閉制御により船内におけるバラスト水の流通を制御し、前記紫外線処理手段を含む少なくとも１つの循環路を形成する制御手段を備え、前記制御手段は、船外から新たに取り込み且つバラストタンクに漲水されていないバラスト水を循環させて前記バラスト水を殺菌処理する工程と、前記紫外線ランプの電源を切り前記殺菌処理されたバラスト水を循環させて前記紫外線ランプを冷却する工程とを順次行うように制御するバラスト水処理装置が提供される。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

紫外線ランプにより紫外線を照射してバラスト水に含有される微生物を殺菌処理する紫外線処理手段を備えたバラスト水処理装置であって、
ポンプの駆動制御及び開閉弁の開閉制御により船内におけるバラスト水の流通を制御し、前記紫外線処理手段を含む少なくとも１つの循環路を形成する制御手段を備え、
前記制御手段は、船外から新たに取り込み且つバラストタンクに漲水されていないバラスト水を循環させて前記バラスト水を殺菌処理する工程と、前記紫外線ランプの電源を切り前記殺菌処理されたバラスト水を循環させて前記紫外線ランプを冷却する工程とを順次行うように制御する、バラスト水処理装置。

【請求項2】

前記制御手段は、前記バラスト水を船外からバラストタンクへ取り込むバラスト処理の終了後、且つ／又は前記バラスト水をバラストタンクから船外へ排出するデバラスト処理の終了後に、船外から新たに取り込み且つバラストタンクに漲水されていないバラスト水を循環させて前記バラスト水を殺菌処理する工程と、前記紫外線ランプの電源を切り前記殺菌処理されたバラスト水を循環させて、前記紫外線ランプを冷却する工程とを順次行うように制御する、請求項１に記載のバラスト水処理装置。

【請求項3】

前記制御手段は、前記紫外線処理手段及び前記バラスト水を濾過処理するバラスト水濾過装置を含む循環路を形成する工程と、前記循環路に船外から新たに取り込み且つバラストタンクに漲水されていないバラスト水を循環させて前記バラスト水を殺菌処理する工程と、前記紫外線ランプの電源を切り前記循環路に前記殺菌処理されたバラスト水を循環させて前記紫外線ランプを冷却する工程とを順次行うように制御する、請求項１又は請求項２に記載のバラスト水処理装置。

【請求項4】

船外から新たに取り込み且つバラストタンクに漲水されていないバラスト水を循環させて当該バラスト水を紫外線ランプを備えた紫外線処理手段により殺菌処理する工程と、前記紫外線ランプの電源を切り前記殺菌処理されたバラスト水を循環させて前記紫外線ランプを冷却する工程とを行う、バラスト水処理装置の紫外線処理手段の冷却方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バラスト水処理装置及びバラスト水処理装置の紫外線処理手段の冷却方法に関する。

【背景技術】

【0002】

タンカー等の船舶は、積み荷の原油等を降ろした後、再度目的地に向けて航行する際、航行中の船舶のバランスを取るため、通常、バラスト水と呼ばれる水をバラストタンク内に貯留する。バラスト水は、基本的に荷上港で取水されて、荷積港で排出される。そのため、それらの場所が異なっていれば、バラスト水中に含まれるプランクトンや細菌類の微生物が世界中を移動することになる。したがって、荷上港と異なる海域の荷積港でバラスト水を排出すると、その港に別の海域の微生物を放出することになり、その海域の生態系を破壊するおそれがある。

【0003】

そこで、バラスト水中に含まれる微生物の含有量を低減するために、バラスト水処理装置が用いられている。例えば、特許文献１に記載のバラスト水処理装置は、バラスト水を濾過処理するフィルタと、濾過処理したバラスト水に紫外線を照射することで微生物の殺菌処理をする紫外線処理手段（紫外線照射ユニット）を備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−２３１８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、上述の紫外線処理手段は、紫外線照射を終了してＵＶランプを消灯させた後に、紫外線ランプの冷却が必要である。通常、紫外線ランプの冷却は船外から取水した未処理の海水等をそのまま通水させて行うが、このように船外から取水した海水等をそのまま通水すると、紫外線照射による殺菌処理がなされていないバラスト水が配管中に残ってしまい、次の港に微生物が運ばれてしまうこととなる。

【0006】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、紫外線ランプを冷却する場合にも、殺菌処理がなされていないバラスト水が配管中に残ることのないバラスト水処理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】

【0007】

本発明によれば、紫外線ランプにより紫外線を照射してバラスト水に含有される微生物を殺菌処理する紫外線処理手段を備えたバラスト水処理装置であって、ポンプの駆動制御及び開閉弁の開閉制御により船内におけるバラスト水の流通を制御し、前記紫外線処理手段を含む少なくとも１つの循環路を形成する制御手段を備え、前記制御手段は、船外から新たに取り込み且つバラストタンクに漲水されていないバラスト水を循環させて前記バラスト水を殺菌処理する工程と、前記紫外線ランプの電源を切り前記殺菌処理されたバラスト水を循環させて前記紫外線ランプを冷却する工程とを順次行うように制御するバラスト水処理装置が提供される。

【0008】

このような構成によれば、紫外線処理手段によって殺菌処理のなされたバラスト水を循環させて紫外線ランプを冷却することから、殺菌処理がなされていないバラスト水が配管中に残ることを防止することができる。

【0009】

以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。

【0010】

好ましくは、前記制御手段は、前記バラスト水を船外からバラストタンクへ取り込むバラスト処理の終了後、且つ／又は前記バラスト水をバラストタンクから船外へ排出するデバラスト処理の終了後に、船外から新たに取り込み且つバラストタンクに漲水されていないバラスト水を循環させて前記バラスト水を殺菌処理する工程と、前記紫外線ランプの電源を切り前記殺菌処理されたバラスト水を循環させて、前記紫外線ランプを冷却する工程とを順次行うように制御する。

【0011】

好ましくは、前記制御手段は、前記紫外線処理手段及び前記バラスト水を濾過処理するバラスト水濾過装置を含む循環路を形成する工程と、前記循環路に船外から新たに取り込み且つバラストタンクに漲水されていないバラスト水を循環させて前記バラスト水を殺菌処理する工程と、前記紫外線ランプの電源を切り前記循環路に前記殺菌処理されたバラスト水を循環させて前記紫外線ランプを冷却する工程とを順次行うように制御する。

【0012】

また、本発明によれば、船外から新たに取り込み且つバラストタンクに漲水されていないバラスト水を循環させて当該バラスト水を紫外線ランプを備えた紫外線処理手段により殺菌処理する工程と、前記紫外線ランプの電源を切り前記殺菌処理されたバラスト水を循環させて前記紫外線ランプを冷却する工程とを行う、バラスト水処理装置の紫外線処理手段の冷却方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態に係るバラスト水処理装置の概略を示す図である。

【図2】バラスト処理を説明するための図である。

【図3】バラスト処理終了後の紫外線ランプ冷却処理を説明するための図である。

【図4】デバラスト処理を説明するための図である。

【図5】デバラスト処理終了後の紫外線ランプ冷却処理を説明するための図である。

【図6】デバラスト処理終了後の紫外線ランプ冷却処理を説明するための他の図である。

【図7】デバラスト処理終了後の紫外線ランプ冷却処理を説明するためのさらに他の図である。

【図8】紫外線ランプ冷却処理の変形例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明に係るバラスト水処理装置の実施形態について、以下図面を参照しながら説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。また、各特徴について独立して発明が成立する。

【0015】

１．バラスト水処理装置の構成
図１は、本実施形態に係るバラスト水処理装置の構成を示す概略図である。図１に示すように、本実施形態のバラスト水処理装置は、海水等の船外の水をシーチェストＳＣ１から船内に取り込んでバラスト水として圧送するポンプ１と、フィルタによりバラスト水を濾過処理するバラスト水濾過装置２と、バラスト水に紫外線を照射して微生物を殺菌処理する紫外線処理手段としての紫外線リアクタ３と、バラスト水を貯留するバラストタンク４と、バラスト水処理装置の各処理の制御を行う制御手段５とを備える。

【0016】

ここで、本明細書において「バラスト水」については、バラストタンク４に導入（流入）される前又はバラストタンク４から排出（流出）された後に拘わらず、また、バラスト水濾過装置２に導入（流入）される前又はバラスト水濾過装置２から排出（流出）された後に拘わらず、更には、紫外線リアクタ３に導入（流入）される前又は紫外線リアクタ３から排出（流出）された後に拘わらず、船内に取り込まれた水を全て「バラスト水」と表現し、これは、海水、淡水、汽水等を含む。

【0017】

また、本実施形態に係るバラスト水処理装置は、上記各構成要素を流通する複数のラインＬ１〜Ｌ７を備える。「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。また、図１においては、ラインＬ１〜ラインＬ７それぞれの両端に、ラインの数字と同一の数字を付している。

【0018】

具体的には、図１に示すように、ラインＬ１はシーチェストＳＣ１とポンプ１を接続するラインであり、開閉弁Ｖ１を有する。ラインＬ２はポンプ１とバラスト水濾過装置２を接続するラインであり、ラインＬ３はバラスト水濾過装置２と紫外線リアクタ３を接続するラインである。また、ラインＬ４は、紫外線リアクタ３とバラスト水を船外へ排出する船外排出口ＳＣ２を接続するラインであり、開閉弁Ｖ２を有する。なお、ラインＬ１〜ラインＬ４は、これらを合わせて、シーチェストＳＣ１と船外排出口ＳＣ２とを接続する主管とも呼ばれる。

【0019】

次に、ラインＬ５は、一端がラインＬ２と接続され、他端がラインＬ３と接続されて、バラスト水濾過装置２をバイパスするラインであり、開閉弁Ｖ３を有する。ラインＬ６は、一端が紫外線リアクタ３と開閉弁Ｖ２の間の位置においてラインＬ４と接続され、他端がバラストタンク４に接続されて、紫外線リアクタ３とバラストタンク４を接続するラインであり、開閉弁Ｖ４を有する。そして、ラインＬ７は、一端が開閉弁Ｖ４とバラストタンク４の間の位置においてラインＬ６と接続され、他端が開閉弁Ｖ１とポンプ１の間の位置においてラインＬ１と接続されて、バラストタンク４とポンプ１を接続するラインであり、開閉弁Ｖ５を有している。

【0020】

また、本実施形態において、バラスト水濾過装置２は、濾過処理中にフィルタの洗浄を行うフィルタ洗浄手段（図示せず）を備えており、フィルタ洗浄手段により排出される洗浄汚水を船外へ排出するラインＬ８が接続される。ラインＬ８には、開閉弁Ｖ６が設けられる。

【0021】

制御手段５は、バラスト水のバラストタンク４への漲水（バラスト処理）制御及びバラストタンク４からの排水（デバラスト処理）制御のほか、後述する循環路１０にバラスト水を循環させる制御行う。これらの制御は、ポンプ１及び、上述した開閉弁Ｖ１〜Ｖ６の開閉を制御することにより行われる。

【0022】

２．バラスト水の処理運転
次に、以上のように構成された本実施形態のバラスト水処理装置において、バラスト水を処理する処理運転について説明する。

【0023】

２．１ バラスト処理
図２及び図３は、本実施形態に係るバラスト水処理装置におけるバラスト処理（漲水処理）時にバラスト水が流れる経路を示している。まず、図２における太線で示されるラインにバラスト水を流通させてバラストタンク４にバラスト水を導入し、その後、図３における太線で示されるラインにバラスト水を循環させて紫外線リアクタ３の紫外線ランプを冷却する。以下にその詳細を説明する。

【0024】

バラストタンク４にバラスト水を導入する際には、制御手段５は、開閉弁Ｖ１，Ｖ４，Ｖ６を開き、開閉弁Ｖ２，Ｖ３，Ｖ５を閉じ、ポンプ１を起動するとともに、紫外線ランプに通電する。ポンプ１の起動により、シーチェストＳＣ１から船外の水（海水等）が取り込まれ、ラインＬ１，Ｌ２を通ってバラスト水濾過装置２へと通水される。バラスト水濾過装置２へ通水されたバラスト水は、フィルタにより濾過処理された後、ラインＬ３を通って紫外線リアクタ３へと流れる。ここで、上述したバラスト水濾過装置２のフィルタ洗浄手段により、バラスト水濾過装置２へ流入したバラスト水の一部は、フィルタ洗浄の汚水としてラインＬ８を通って船外へと排出される。紫外線リアクタ３を通過するバラスト水には紫外線が照射され、殺菌処理がなされる。そして、殺菌処理がなされたバラスト水はラインＬ６を通過してバラストタンク４へと送り込まれる。

【0025】

なお、紫外線リアクタ３の紫外線ランプの照度を紫外線照射センサ（図示せず）で検出し、紫外線ランプの照度が所定照度になるまでは開閉弁Ｖ４を閉じ開閉弁Ｖ２を開いておくことで、照射したバラスト水を船外排出口ＳＣ２から船外へと排出するようにしてもよい。これにより、取り込み開始直後の、濁度が非常に高く紫外線ランプの照射による殺菌処理が不十分のままにあるバラスト水は船外に排出され、殺菌処理が不十分なバラスト水がバラストタンク４に流入することを防ぐことができる。

【0026】

以上の処理によってバラストタンク４に所望の量のバラスト水が漲水されたと制御手段５が判断したら、開閉弁Ｖ５を開き、しばらくして開閉弁Ｖ１及び開閉弁Ｖ６を閉じることで、図３に示す、バラスト水濾過装置２及び紫外線リアクタ３を通るバラスト水の循環路１０を形成する。開閉弁Ｖ６をしばらくしてから閉じるのは、循環路１０の形成直後はポンプ１前後にバラスト水濾過装置２を通過していないバラスト水が残留しているため、このバラスト水を濾過処理した時に生じる汚水を船外へ排出するためである。

【0027】

循環路１０は、具体的には、ラインＬ１のポンプ１側（下流側）、ラインＬ３、ラインＬ４の紫外線リアクタ３側（上流側）、ラインＬ６及びラインＬ７を結ぶ閉路である。この際、制御手段５は引き続きポンプ１を動作させ、紫外線リアクタ３を通電させた状態でバラスト水を所定時間循環させる。これにより、循環するバラスト水は濾過処理及び殺菌処理の行われたバラスト水となる。ここで、所定時間とは、循環路１０内のバラスト水全体に紫外線リアクタ３による紫外線照射が行われるのに十分な時間であり、例えば、循環路の長さが２００ｍ、ポンプ１により与えられるバラスト水の流速が２ｍ／ｓであった場合、循環を開始させてから約２分とされる。

【0028】

そして、紫外線リアクタ３を通電させた状態でバラスト水を所定時間循環させた後、紫外線リアクタ３への通電を切り、紫外線リアクタ３への通電を切った状態で、制御手段５はさらに循環路１０内のバラスト水を循環させて、紫外線リアクタ３の紫外線ランプを冷却する。これにより、紫外線ランプの冷却のために循環させるバラスト水として、濾過処理及び殺菌処理の行われたものが用いられることになる。

【0029】

２．２ デバラスト処理
図４〜図７は、本実施形態に係るバラスト水処理装置におけるデバラスト処理（排水処理）時にバラスト水が流れる経路を示している。まず、図４における太線で示されるラインによりバラストタンク４内のバラスト水を船外に排出し、その後、図５〜図７の順に経路を変更して、図７における太線で示されるラインにバラスト水を循環させて紫外線リアクタ３の紫外線ランプを冷却する。以下にその詳細を説明する。

【0030】

バラストタンク４から船外排出口ＳＣ２を介してバラスト水を船外へ排出する際には、図４に示すように、制御手段５は、開閉弁Ｖ５，Ｖ３，Ｖ２を開き、開閉弁Ｖ１，Ｖ４，Ｖ６を閉じ、ポンプ１を起動するとともに紫外線ランプに通電する。ポンプ１の起動により、バラストタンク４の水がラインＬ７、ラインＬ１、ラインＬ２、ラインＬ３、を通ってシーチェストＳＣ１から船外へと排出される。ここで、船外へ排出するバラストタンク４内のバラスト水がバラスト水濾過装置２を通らず、ラインＬ５によりバイパスされているのは、バラストタンク４内のバラスト水が、上述したバラスト処理時に一度濾過処理を行っているためである。

【0031】

なお、バラストタンク４内のバラスト水の残量が少なくなってからは、ポンプ１がキャビテーションを起こさないよう開閉弁Ｖ１を開き、船外から取り込んだ水と一緒にバラストタンク４内のバラスト水を排水するのが好ましい。この場合は、開閉弁Ｖ３を閉じて開閉弁Ｖ６を開き濾過装置２も行ってから排水しても良い。

【0032】

バラストタンク４内のバラスト水を全てあるいは所望の量排出した後は、図５に示すように、開閉弁Ｖ５を閉じる一方開閉弁Ｖ１を開いてシーチェストＳＣ１と船外排出口ＳＣ２を結ぶ経路を形成し、次いで図６に示すように、開閉弁Ｖ２を閉じてシーチェストＳＣ１から取り込んだバラスト水をバラスト水濾過装置２及び紫外線リアクタ３を通るように循環させる循環路１０を形成する。循環路１０は、バラスト処理時と同一であり、ラインＬ１のポンプ１側（下流側）、ラインＬ３、ラインＬ４の紫外線リアクタ３側（上流側）、ラインＬ６及びラインＬ７を結ぶ閉路である。なお、この段階では、開閉弁Ｖ１は開いたままとし、循環路１０全体にシーチェストＳＣ１から取り込んだバラスト水が満たされるようにする。また、バラスト水濾過装置２のフィルタ洗浄手段は、バラスト水濾過装置２へ流入したバラスト水の一部を、フィルタ洗浄の汚水としてラインＬ８を通って船外へと排出する。

【0033】

そして、循環路１０全体にバラスト水が満たされたと制御手段５が判断したら、開閉弁Ｖ１を閉じ、しばらくして開閉弁Ｖ６を閉じる。開閉弁Ｖ６をしばらくしてから閉じるのは、バラスト時と同様、ポンプ１前後のバラスト水を濾過処理した時に生じる汚水を船外へ排出するためである。この際、図７に示すように、制御手段５は引き続きポンプ１を動作させ、紫外線リアクタ３を通電させた状態で循環路１０内にバラスト水を所定時間循環させる。これにより、循環するバラスト水は濾過処理及び殺菌処理の行われたバラスト水となる。ここで、所定時間とは、バラスト処理後と同様、循環路１０内のバラスト水全体に紫外線リアクタ３による紫外線照射が行われるのに十分な時間であり、例えば、約２分とされる。

【0034】

そして、紫外線リアクタ３を通電させた状態でバラスト水を所定時間循環させた後、紫外線リアクタ３への通電を切り、紫外線リアクタ３への通電を切った状態で制御手段５はさらに循環路１０内のバラスト水を循環させて、紫外線リアクタ３の紫外線ランプを冷却する。これにより、紫外線ランプの冷却のために循環させるバラスト水として、濾過処理及び殺菌処理の行われたものが用いられることになる。

【0035】

４．作用効果
以上説明した実施形態によれば次の作用効果を奏することができる。
（イ）本実施形態に係るバラスト水処理装置は、バラスト処理時においてもデバラスト処理時においても、紫外線リアクタ３の紫外線ランプの冷却のために循環させるバラスト水として、船外の海水等を濾過処理及び殺菌処理の行われたものが用いられる。したがって、冷却処理後、循環路１０に冷却に用いたバラスト水が残存していたとしても、紫外線照射による殺菌処理がなされていないバラスト水が配管中に残ってしまい、次の港に微生物が運ばれてしまうことを防止することができる。
（ロ）デバラスト処理時において循環路１０を循環させるバラスト水は、バラストタンク４内のバラスト水を所望の量まで排出した後、シーチェストＳＣ１から海水等を取り込んで濾過処理及び殺菌処理するものであるから、バラストタンク４内に残すバラスト水を０にするか少量にする場合であっても、循環路１０を循環させるバラスト水に空気（気泡）が混入してポンプ１がキャビテーションを起こし、うまく循環が行われないという状況を防ぐことができる。
（ハ）紫外線リアクタ３の紫外線ランプの冷却時には、一度バラスト水濾過装置２を通ったバラスト水が循環するため、バラスト水を循環させず、シーチェストＳＣ１から海水等を取り込んで船外排出口ＳＣ２から排出するバラスト水を冷却水とする場合と比較して、バラスト水濾過装置２のフィルタの負荷を低減することができる。

【0036】

５．変形例
本発明に係るバラスト水処理装置を以下の形態においても実施することができる。

【0037】

上述した実施形態においては、紫外線リアクタ３の紫外線ランプを冷却するものとして、シーチェストＳＣ１から取り込んだ海水等を循環させて用いていたが、バラスト処理時においては、バラストタンク４内のバラスト水を循環させて、冷却のための水とすることも可能である。

【0038】

上述した実施形態においては、バラスト処理後の冷却時であってもデバラスト処理後の冷却時であっても、図３及び図７に示すように、循環路１０にバラスト水濾過装置２を含むよう構成されていたが、図８に示すように、何れの冷却時においても、制御手段５が、バラスト水濾過装置２を含まない循環路１１（ここでは、バラスト水濾過装置２をバイパスするラインＬ５を通る循環路）に殺菌処理後のバラスト水を循環させるよう構成することができる。この場合、バラスト水濾過装置２のフィルタの負荷をより低減することができる。

【0039】

以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかし、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。特に、圧送部はポンプに制限されず、発明の均等な範囲において開閉弁やポンプの上流下流に係る順序を一部入れ替えたり、新たなライン、開閉弁、ポンプ等を追加してもかまわない。

【符号の説明】

【0040】

１ ：ポンプ
２ ：バラスト水濾過装置
３ ：紫外線リアクタ
４ ：バラストタンク
５ ：制御手段
１０，１１ ：循環路
１１ ：循環路
Ｌ１〜Ｌ８ ：ライン
ＳＣ１ ：シーチェスト
ＳＣ２ ：船外排出口
Ｖ１〜Ｖ６ ：開閉弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】