特許第6645144号(P6645144)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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  • 特許6645144-バラスト水処理装置 図000002
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6645144
(24)【登録日】2020年1月14日
(45)【発行日】2020年2月12日
(54)【発明の名称】バラスト水処理装置
(51)【国際特許分類】
   B01D 33/06 20060101AFI20200130BHJP
   B63B 13/00 20060101ALI20200130BHJP
   C02F 1/00 20060101ALI20200130BHJP
   B01D 24/46 20060101ALI20200130BHJP
   B01D 33/44 20060101ALI20200130BHJP
   B01D 33/58 20060101ALI20200130BHJP
   B01D 24/38 20060101ALI20200130BHJP
   B01D 33/70 20060101ALI20200130BHJP
【FI】
   B01D33/06 D
   B63B13/00 Z
   C02F1/00 L
   B01D33/36
   B01D33/38
【請求項の数】4
【全頁数】15
(21)【出願番号】特願2015-234842(P2015-234842)
(22)【出願日】2015年12月1日
(65)【公開番号】特開2017-100076(P2017-100076A)
(43)【公開日】2017年6月8日
【審査請求日】2018年9月19日
(73)【特許権者】
【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】100126000
【弁理士】
【氏名又は名称】岩池 満
(74)【代理人】
【識別番号】100145713
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 竜太
(72)【発明者】
【氏名】丹下 智陽
【審査官】 瀧 恭子
(56)【参考文献】
【文献】 特表2014−530099(JP,A)
【文献】 特開2014−162411(JP,A)
【文献】 特開2010−207800(JP,A)
【文献】 特開2016−068025(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B01D 24/00−37/08
B63B 1/00−69/00
B63J 1/00−99/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
被処理水を濾過して濾過処理水を得るフィルタと
記フィルタに対して逆洗水を用いて逆洗浄を行う逆洗手段と、
前記逆洗手段による逆洗浄後の逆洗汚水が流通する逆洗汚水ラインと、
前記逆洗汚水ラインの内部に存在する逆洗汚水を前記逆洗汚水ラインの外部へ排出するための圧縮空気を導入する圧縮空気導入手段と、
前記フィルタに向かって逆洗水を噴射する第1逆洗水噴射ノズルと、
前記フィルタの一次側に設けられ、前記フィルタに向かって開口する吸引ノズルであって、前記第1逆洗水噴射ノズルから噴射され且つ前記フィルタを通過した逆洗水である第1逆洗汚水を吸引する吸引ノズルと、
前記吸引ノズルにより吸引された第1逆洗汚水が流通する第1逆洗汚水ラインと、
前記第1逆洗汚水ラインに設けられる第1逆洗汚水バルブと、
前記フィルタの内部に圧縮空気を導入する圧縮空気導入手段と、
前記第1逆洗汚水バルブの開閉及び前記圧縮空気導入手段を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第1逆洗汚水バルブを開くように前記第1逆洗汚水バルブを制御すると共に、前記フィルタの内部に圧縮空気を導入するように前記圧縮空気導入手段を制御し、これにより、前記第1逆洗汚水ラインの内部に存在する第1逆洗汚水を前記第1逆洗汚水ラインの外部へ排出する、バラスト水処理装置。
【請求項2】
前記フィルタの外周面に向かって前記フィルタの内部に実質的に被処理水が存在しない状態で逆洗水を噴射する第2逆洗水噴射ノズルを更に備え、
前記制御部は、前記第2逆洗水噴射ノズルからの第2逆洗水の噴射が行われる前に、前記第1逆洗汚水バルブを開くように前記第1逆洗汚水バルブを制御すると共に、前記フィルタの内部に圧縮空気を導入するように前記圧縮空気導入手段を制御する請求項1に記載のバラスト水処理装置。
【請求項3】
前記第1逆洗水噴射ノズルと前記第2逆洗水噴射ノズルとは共用される、
請求項2に記載のバラスト水処理装置。
【請求項4】
前記制御部は、
前記第1逆洗汚水バルブを閉じて前記フィルタ内の水がその水頭圧により排出されるのを待機し、その後、前記第1逆洗汚水バルブを開くように制御すると共に、前記フィルタの内部に圧縮空気を導入するように前記圧縮空気導入手段を制御し、これにより、前記第1逆洗汚水ラインの内部に存在する第1逆洗汚水を前記第1逆洗汚水ラインの外部へ排出する、
請求項1から3の何れか一項に記載のバラスト水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、被処理水を濾過して濾過処理水を得るフィルタと、フィルタに対して逆洗水を用いて逆洗浄を行う逆洗手段と、を備えるバラスト水処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
タンカー等の船舶において、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、一般的に、船舶に設けられたバラストタンク内にバラスト水と呼ばれる水を貯留する。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。従って、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】
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、バラスト水を濾過するフィルタを備えるバラスト水処理装置が用いられている。バラスト水処理装置のフィルタにおいては、高度の微生物除去性能が要求されているため、極小目開の金網などによる濾過体を必要としている。そのため、目詰まりが激しく、恒常的なフィルタの洗浄(逆洗)が重要とされている。
【0004】
複数個の逆洗可能なフィルタを備え、各フィルタの導入側(1次側)と排出側(2次側)との間の圧力損失を圧力差測定により検知し、この圧力損失が既定値を超えたフィルタについて逆洗を行うようにしたバラスト水処理装置が提案されている(下記特許文献1参照)。特許文献1に提案された装置では、逆洗を行った結果生じる逆洗汚水は、ポンプにより船外に排出するようにしている。バラスト水の積載に際して同時に逆洗を行う場合には、フィルタへの堆積物は直近の周囲環境域内からの微生物だけを含んでいる。従って、このような場合には、堆積物を逆洗して生じた逆洗汚水を船外に排出しても、周囲環境の域外に微生物を移送することにはならず、生態系を破壊するおそれは少ないとされている。
【0005】
尚、特許文献1のバラスト水処理装置では、バラスト水の積載時には、汲み上げる海水に対してフィルタによる濾過と消毒ユニットによる消毒を行うが、残留微生物は渡航中にバラストタンク内で増殖し且つ成長し得るので、バラスト水のポンプ排出時にも新たに消毒を実施する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特表2010−504209号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献1のバラスト水処理装置では、逆洗汚水をポンプにより船外に排出するようにしているが、装置が停止したときには逆洗汚水ラインに逆洗汚水が滞留する。この状態で、船舶の次の寄港地でバラスト水処理装置における逆洗が行われると、滞留していた逆洗汚水がその寄港地に排出されることになる。即ち、滞留した逆洗汚水に含まれる微生物が船舶の運航に従って移動することになる。
【0008】
本発明は、バラスト水処理装置のフィルタの逆洗に際して発生する逆洗汚染水が逆洗汚水ライン内に滞留し、滞留した逆洗汚水に含まれる微生物が、このバラスト水処理装置を搭載した船舶等の運航に伴って移動してしまうことを予防することができる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】
【0009】
本発明は、被処理水を濾過して濾過処理水を得るフィルタと、前記フィルタに向けて被処理水が流通する被処理水導入ラインと、前記フィルタで濾過された濾過処理水が流通する処理水ラインと、前記フィルタに対して逆洗水を用いて逆洗浄を行う逆洗手段と、前記逆洗手段による逆洗浄後の逆洗汚水が流通する逆洗汚水ラインと、前記逆洗汚水ラインの内部に存在する逆洗汚水を前記逆洗汚水ラインの外部へ排出するための圧縮空気を導入する圧縮空気導入手段と、を備える、バラスト水処理装置に関する。
【0010】
また、本発明は、内部に流入した被処理水を濾過して濾過処理水として外部へ流出させる筒状のフィルタと、前記フィルタの内部に向けて被処理水が流通する被処理水導入ラインと、前記フィルタで濾過された濾過処理水が流通する処理水ラインと、前記フィルタの外周面に向かって前記フィルタの内部に被処理水が存在する状態で逆洗水を噴射する第1逆洗水噴射ノズルと、前記フィルタの外周面に向かって前記フィルタの内部に実質的に被処理水が存在しない状態で逆洗水を噴射する第2逆洗水噴射ノズルと、前記フィルタの一次側に設けられ、前記フィルタの内周面に向かって開口する吸引ノズルであって、前記第1逆洗水噴射ノズルから噴射され且つ前記フィルタを外周面から内周面に向けて通過した逆洗水である第1逆洗汚水を吸引する吸引ノズルと、前記吸引ノズルにより吸引された第1逆洗汚水が流通する第1逆洗汚水ラインと、前記第1逆洗汚水ラインに設けられる第1逆洗汚水バルブと、前記第2逆洗水噴射ノズルによる逆洗浄後の第2逆洗汚水が流通する第2逆洗汚水ラインと、前記第2逆洗汚水ラインに設けられる第2逆洗汚水バルブと、前記フィルタの内部に圧縮空気を導入する圧縮空気導入手段と、前記第1逆洗汚水バルブの開閉及び前記圧縮空気導入手段を制御する制御部と、を備えるバラスト水処理装置であって、前記第2逆洗水噴射ノズルからの第2逆洗水の噴射が行われる前に、前記制御部は、前記第1逆洗汚水バルブを開くように前記第1逆洗汚水バルブを制御すると共に、前記フィルタの内部に圧縮空気を導入するように前記圧縮空気導入手段を制御し、これにより、前記第1逆洗汚水ラインの内部に存在する第1逆洗汚水を前記第1逆洗汚水ラインの外部へ排出する、バラスト水処理装置に関する。
【0011】
また、前記第1逆洗水噴射ノズルと前記第2逆洗水噴射ノズルとは共用されることがある。
【発明の効果】
【0012】
本発明のバラスト水処理装置によれば、フィルタの逆洗に際して発生する逆洗汚染水が逆洗汚水ライン内に滞留し、滞留した逆洗汚水に含まれる微生物が、このバラスト水処理装置を搭載した船舶等の運航に伴って移動してしまうことを予防することができるバラスト水処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1】本発明のバラスト水処理装置の第1実施形態を示すフロー図である。
図2】本発明の第1実施形態におけるフィルタ洗浄の制御に関するタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0014】
〔第1実施形態〕
本発明のバラスト水処理装置の第1実施形態について、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明のバラスト水処理装置の第1実施形態を示すフロー図である。
【0015】
図1に示すように、第1実施形態のバラスト水処理装置1は、バラスト水濾過装置2と、紫外線リアクタ61と、第1逆洗水供給手段7と、第2逆洗水供給手段41と、制御部9と、を備える。制御部9は、制御対象の各機器を制御可能に、各機器に信号線(不図示)により接続されている。バラスト水処理装置1には、その外部構成として、バラストタンク62と、清浄水タンク65とが接続されている。
【0016】
第1実施形態のバラスト水処理装置1は、ラインとして、被処理水導入ラインL1と、被処理水排出ラインL2と、処理水ラインL11と、貯留処理水排出ラインL12と、第1逆洗水流通ラインL21と、第2逆洗水流通ラインL22と、エア抜きラインL31と、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。
【0017】
バラスト水濾過装置2は、ケーシング51と、フィルタ52と、フィルタ回転手段3と、吸引ノズル4と、逆洗水噴射ノズルとしての第1逆洗水噴射ノズル6と、第2逆洗水噴射ノズル40と、逆洗汚水排出手段5と、差圧検出手段8と、を備える。
【0018】
ケーシング51は、円筒状であり、その内部にフィルタ52を収納する。フィルタ52は、全体視で円筒状であり、内部に流入した被処理水(バラスト水)W1(主に海水)を濾過してバラスト水(濾過処理水)W2として外部へ流出させる。フィルタ回転手段3は、フィルタ52を、その軸心を中心に回転させる。吸引ノズル4は、フィルタ52の一次側に設けられ、フィルタ52の内周面に向かって開口する。吸引ノズル4は、第1逆洗水噴射ノズル6から噴射され且つフィルタ52を外周面から内周面に向けて通過した逆洗水である逆洗汚水W11を、吸引する。
【0019】
上述の逆洗汚水W11は、後述する第2逆洗汚水W12と区別する意味で、適宜、第1逆洗汚水W11と称する。
この称呼を用いて換言すれば、吸引ノズル4は、フィルタ52の一次側に設けられ、フィルタ52の内周面に向かって開口する吸引ノズルであって、第1逆洗水噴射ノズル6から噴射され且つフィルタ52を外周面から内周面に向けて通過した逆洗水である第1逆洗汚水W11を吸引する。
【0020】
第1逆洗水噴射ノズル6は、第2逆洗水噴射ノズル40とは別にフィルタ52の二次側に設けられ、フィルタ52の外周面に向かって、バラスト水処理運転中に第1逆洗水を噴射する。第1逆洗水噴射ノズル6からの第1逆洗水の噴射は、ケーシング51及びフィルタ52の内部にバラスト水(W2,W1)が存在する(満たされる)状態で行われる。
【0021】
第2逆洗水噴射ノズル40は、第1逆洗水噴射ノズル6とは別にフィルタ52の二次側に設けられ、フィルタ52の外周面に向かって第2逆洗水を噴射する。第2逆洗水噴射ノズル40からの第2逆洗水の噴射は、ケーシング51及びフィルタ52の内部に実質的にバラスト水(W2,W1)が存在しない状態(第2逆洗水噴射ノズル40からの第2逆洗水が(水中ではなく)フィルタ52に直接当たる状態)で行われる(空間洗浄)。
【0022】
逆洗汚水排出手段5は、吸引ノズル4で吸引された逆洗汚水W11をケーシング51の内部から外部へ排出する。差圧検出手段8は、フィルタ52の一次側と二次側との差圧を検出する。制御部9は、差圧検出手段8により検出された差圧などに基づいて、逆洗水の噴射の有無、第1逆洗水噴射ノズル6と第2逆洗水噴射ノズル40との切り換え、逆洗水の噴射時の噴射圧力などを制御する。
バラスト水濾過装置2の詳細については後述する。
【0023】
紫外線リアクタ61は、バラスト水濾過装置2のフィルタ52により濾過されたバラスト水(濾過処理水)W2に対して紫外線の照射を行う。
バラストタンク62は、紫外線リアクタ61により紫外線の照射が行われたバラスト水(濾過処理水)W2を、貯留処理水W3として貯留する。
また、紫外線リアクタ61は、バラストタンク62に貯留されるバラスト水(貯留処理水)W3を船外へ排出する際に、貯留処理水W3に対して紫外線の照射を行う。
清浄水タンク65は、バラスト水とは別に用意された清浄水W5を貯留する。
【0024】
次に、各ラインについて詳述する。被処理水導入ラインL1は、一端部から被処理水W1(主に海水)が導入され、他端部において被処理水導入口20に接続しており、被処理水W1がバラスト水濾過装置2の被処理水導入口20に向けて流通するラインである。被処理水導入ラインL1には、汲み上げポンプP1、バルブV1、接続部J1、被処理水導入口20がこの順で接続されている。
被処理水排出ラインL2は、一端部において被処理水導入ラインL1の接続部J1に接続しており、他端部からフィルタ52内の水(バラスト水W1)が排出されるラインである。
【0025】
処理水ラインL11は、一端部においてバラスト水濾過装置2の処理水流出口26に接続しており、他端部においてバラストタンク62に接続しており、バラスト水濾過装置2で濾過処理されたバラスト水(濾過処理水)W2がバラストタンク62に向けて流通するラインである。処理水ラインL11には、処理水流出口26、接続部J21、バルブV11、接続部J11、紫外線リアクタ61、バルブV12、バラストタンク62がこの順で設けられている。
【0026】
貯留処理水排出ラインL12は、一端部において処理水ラインL11の接続部J11に接続しており、他端部からバラスト水(貯留処理水)W3を排出するラインである。貯留処理水排出ラインL12には、接続部J11、バルブV13、被処理水排出ポンプP11がこの順で設けられている。
【0027】
第1逆洗水流通ラインL21は、一端部において処理水ラインL11の接続部J21に接続しており、他端部において第1逆洗水噴射ノズル6に接続しているラインである。第1逆洗水流通ラインL21には、バラスト水(濾過処理水)W2が第1逆洗水噴射ノズル6に向けて流通する。第1逆洗水流通ラインL21には、接続部J21、バルブV21、第1逆洗水加圧ポンプP21がこの順で設けられている。
【0028】
第2逆洗水流通ラインL22は、一端部において清浄水タンク65に接続しており、他端部において第2逆洗水噴射ノズル40に接続しているラインである。第2逆洗水流通ラインL22には、清浄水タンク65に貯留される清浄水W5が、第2逆洗水として、第2逆洗水噴射ノズル40に向けて流通する。第2逆洗水流通ラインL22には、バルブV22及び第2逆洗水加圧ポンプP22がこの順で設けられている。
【0029】
ラインの各所には、各種のバルブ及びポンプが設けられている。具体的には、被処理水導入ラインL1における接続部J1よりも上流側には、汲み上げポンプP1が設けられている。汲み上げポンプP1は、被処理水導入ラインL1の一端部から被処理水W1(主に海水)を汲み上げる。被処理水導入ラインL1における汲み上げポンプP1と接続部J1との間には、バルブV1が設けられている。被処理水排出ラインL2には、バルブV2が設けられている。
【0030】
処理水ラインL11における処理水流出口26と紫外線リアクタ61との間(詳細には、接続部J21と接続部J11との間)には、バルブV11が設けられている。処理水ラインL11における紫外線リアクタ61とバラストタンク62との間には、バルブV12が設けられている。貯留処理水排出ラインL12には、バルブV13及び被処理水排出ポンプP11が設けられている。被処理水排出ポンプP11は、貯留処理水排出ラインL12を流通する水を吸引し、加圧する(吐出する)
【0031】
第1逆洗水流通ラインL21における接続部J21と第1逆洗水加圧ポンプP21との間には、バルブV21が設けられている。第1逆洗水流通ラインL21におけるバルブV21と第1逆洗水噴射ノズル6との間には、第1逆洗水加圧ポンプP21が設けられている。第1逆洗水加圧ポンプP21は、第1逆洗水流通ラインL21を流通する水を吸引し、加圧する(吐出する)。
第2逆洗水加圧ポンプP22は、第2逆洗水流通ラインL22を流通する水を吸引し、加圧する(吐出する)。
【0032】
次に、バラスト水濾過装置2の詳細について説明する。ケーシング51は、上部開口部及び下部開口部を有する円筒状に形成されており、上部開口部が蓋部10で密閉され、下部開口部が底部11で密閉されている。蓋部10には、エア抜きラインL31が接続されている。エア抜きラインL31には、ケーシング51の内部のエアを抜くためのエア抜きバルブV31が設けられている。
【0033】
より詳細には、図示のように、エア抜きラインL31は、圧縮空気導入手段71の圧縮空気供給ラインL41と部分的に共通のラインにより構成され、この共通のライン部分の一端側で蓋部10に接続されている。そして、エア抜きバルブV31は、この共通のライン部分から分岐したライン部分に配置されている。
圧縮空気供給ラインL41の他端側は、バルブV41を介して圧縮空気供給源72としての、例えば、コンプレッサ等に接続されている。
圧縮空気導入手段71は、フィルタ52の内部に圧縮空気を導入する手段であり、圧縮空気供給ラインL41、バルブV41、及び、圧縮空気供給源72を含んで構成される。
【0034】
フィルタ52は、上部開口部及び下部開口部を有し、全体視で円筒状に形成されている。フィルタ52の詳細については後述する。ケーシング51とフィルタ52との間には、処理水流出空間27が形成される。上部開口部は、上閉止部13で密閉されている。下部開口部は、下閉止部14及び後述する下部回転軸部材16とで密閉されている。
【0035】
フィルタ回転手段3は、上部回転軸部材15と、下部回転軸部材16と、上部回転軸部材15を回転させるモータ17とで構成されている。上部回転軸部材15は、フィルタ52の上閉止部13に、フィルタ52の軸心位置に軸心方向上向きに突設して設けられている。下部回転軸部材16は、フィルタ52の下閉止部14に、フィルタ52の軸心位置に軸心方向下向きに突設して設けられている。
【0036】
上部回転軸部材15は、ケーシング51の蓋部10を貫通し且つシーリングされた軸受部材18を介して、蓋部10に回転自在に且つ液密に支持されている。下部回転軸部材16は、ケーシング51の底部11を貫通し且つシーリングされた軸受部材19を介して、底部11に回転自在に且つ液密に支持されている。下部回転軸部材16は、フィルタ52の内部と連通する管状体となっており、ケーシング51の底部11からケーシング51の外部に突出する。下部回転軸部材16には、ケーシング51への被処理水導入口20が接続されている。
【0037】
被処理水導入口20には、被処理水導入ラインL1が接続されている。ケーシング51の側部には、処理水流出口26が設けられている。処理水流出口26には、処理水ラインL11が接続されている。
被処理水導入ラインL1を流通し且つ被処理水導入口20から導入された被処理水W1は、下部回転軸部材16を通ってフィルタ52の内部に入る。その被処理水W1は、フィルタ52を通過して濾過されて、ケーシング51とフィルタ52との間に形成される処理水流出空間27に入り、処理水流出口26から流出する。
【0038】
逆洗汚水排出手段5は、逆洗汚水集合管28と、逆洗汚水排出管29と、バルブV32とを備える。逆洗汚水集合管28は、複数の吸引ノズル4に接続する。逆洗汚水集合管28には、複数の吸引ノズル4で吸引された逆洗汚水W11が集合して、下方に向けて流通する。逆洗汚水排出管29は、逆洗汚水集合管28の下端部に接続し、逆洗汚水W11を外部へ排出する。バルブV32は、逆洗汚水排出管29に設けられている。
【0039】
逆洗汚水排出管29は、吸引ノズル4により吸引された第1逆洗汚水W11が流通するラインであり、適宜「第1逆洗汚水ライン29」ともいう。バルブV32を適宜「第1逆洗汚水バルブV32」ともいう。
【0040】
逆洗汚水集合管28においては、上端部が閉鎖し、下端部が開口している。逆洗汚水集合管28は、フィルタ52の軸心に配置されている。逆洗汚水集合管28の上端部は、フィルタ52の上閉止部13の中央に設けられた孔に、嵌合して支持されている。逆洗汚水集合管28の下端部は、フィルタ52の下閉止部14の下部回転軸部材16の内部を、フィルタ52の回転を妨げないように通り、ケーシング51の被処理水導入口20に固定されて支持されている。
【0041】
吸引ノズル4は、逆洗汚水集合管28に接続し、フィルタ52の内周面に向かって開口する。吸引ノズル4は、フィルタ52の軸方向全域から吸引可能であることが好ましい。なお、吸引ノズル4の構成は特に限定されるものではない。例えば、吸引ノズル4を、フィルタ52の軸方向に直線状及び/又は周方向に角度を変えて複数配置することができる。周方向に角度を変えて複数配置される吸引ノズル4は、同じ高さに配置してもよく、或いは高さを変えて配置してもよい。
【0042】
本実施形態においては、複数の吸引ノズル4は、フィルタ52の軸方向(上下方向)に直線状に配置されて、逆洗汚水集合管28と接続している。また、フィルタ52の内周面に対向した位置でフィルタ52に向かって開口している吸引ノズル4の開口部は、フィルタ52の内周面に摺動可能に密着している。
【0043】
上下方向に配置されている複数の吸引ノズル4の間の未吸引部を無くすため、フィルタ52の軸方向に2列に配置され、一方の列の吸引ノズル4の間に他方の列の吸引ノズル4が位置している。具体的には、複数の吸引ノズル4は、逆洗汚水集合管28の左右側に、高さ方向に交互に配置されている。なお、吸引ノズル4をフィルタ52の軸方向に配置する他の例として、複数の吸引ノズル4をフィルタ52の軸方向に、吸引ノズル4の間に未吸引部が存在しない間隔で螺旋状に配置してもよい。
【0044】
吸引ノズル4の開口部がフィルタ52の内周面に摺動可能に密着した状態で、複数の吸引ノズル4は、フィルタ52の軸方向に直線状に配置されて逆洗汚水集合管28に接続している。上下方向に配置されている複数の吸引ノズル4は、各吸引ノズル4の間の未吸引部を無くすため、逆洗汚水集合管28の左右側に、高さ方向に交互に配置されている。そのため、フィルタ52の1回の回転でフィルタ52の内周面全域からの吸引を行うことができる。
【0045】
第1逆洗水噴射ノズル6は、ケーシング51の側部に設けられており、ケーシング51の内部に開口している。第1逆洗水噴射ノズル6は、フィルタ52の軸方向全域に第1逆洗水を噴射できることが好ましい。第1逆洗水噴射ノズル6の構成は特に限定されるものではない。例えば、第1逆洗水噴射ノズル6を、フィルタ52の軸方向に直線状及び/又は周方向に角度を変えて複数配置することができる。周方向に角度を変えて複数配置される第1逆洗水噴射ノズル6は、同じ高さに配置してもよく、或いは高さを変えて配置してもよい。本実施形態においては、第1逆洗水噴射ノズル6は、複数配置された各吸引ノズル4と同周上に位置し、且つ、フィルタ52の回転方向に対向する方向に向かって、吸引ノズル4の前に位置するように設けられている。なお、第1逆洗水噴射ノズル6は、各吸引ノズル4と対向するそれぞれの位置に設けられていてもよく、或いは、フィルタ52の回転方向に対向する方向に向かって、吸引ノズル4の後に位置するように設けられていてもよい。
【0046】
第1逆洗水供給手段7は、フィルタ52で濾過処理された濾過処理水W2を加圧して、第1逆洗水W2として第1逆洗水噴射ノズル6に供給する。第1逆洗水供給手段7は、第1逆洗水加圧ポンプP21、バルブV21などから構成される。
【0047】
第1逆洗水噴射ノズル6は、フィルタ52の外周面(二次側)に第1逆洗水W2を噴射して、フィルタ52の一次側に堆積した異物を剥離する。剥離した直後に吸引ノズル4による吸引が行われる。第1逆洗水噴射ノズル6から噴射された第1逆洗水W2によりフィルタ52から剥離した異物は、逆洗汚水排出管29に設けられたバルブV32を開くことにより、吸引ノズル4により効果的に吸引される。バルブV32の二次側の圧力は大気圧に開放されているため、逆洗汚水集合管28の内部の圧力がフィルタ52の二次側の圧力よりも低くなり、フィルタ52の二次側にある濾過処理水W2の一部及び第1逆洗水噴射ノズル6から噴射した第1逆洗水W2は、逆洗汚水W11となって逆洗汚水集合管28の内部を流通し、逆洗汚水排出管29から外部へ排出される。
第1逆洗水供給手段7、第1逆洗水噴射ノズル6、吸引ノズル4、逆洗汚水排出手段5は、逆洗手段を構成する。
【0048】
差圧検出手段8は、フィルタ52の一次側と二次側との差圧を検出する。差圧検出手段8は、フィルタ52の内部に配置される一次側圧力センサ37と、処理水流出空間27に配置される二次側圧力センサ38と、を備える。差圧検出手段8は、一次側圧力センサ37によりフィルタ52の一次側の圧力を検知し、二次側圧力センサ38によりフィルタ52の二次側の圧力を検知して、フィルタ52の一次側と二次側との差圧を検出する。フィルタ52の一次側と二次側との差圧に基づいて、フィルタ52の汚れ具合を判断できる。差圧が大きい場合は、フィルタ52への異物の堆積量が多くなっていることを示し、差圧が小さい場合は、フィルタ52が初期状態に近い状態(異物の堆積量が少ない状態)であることを示している。
【0049】
第2逆洗水噴射ノズル40は、ケーシング51の側部に設けられており、ケーシング51の内部に開口している。第2逆洗水噴射ノズル40は、フィルタ52の軸方向全域に第2逆洗水を噴射できることが好ましい。第2逆洗水噴射ノズル40の構成は特に限定されるものではない。例えば、第2逆洗水噴射ノズル40を、フィルタ52の軸方向に直線状及び/又は周方向に角度を変えて複数配置することができる。周方向に角度を変えて複数配置される第2逆洗水噴射ノズル40は、同じ高さに配置してもよく、或いは高さを変えて配置してもよい。
【0050】
第2逆洗水供給手段41は、清浄水タンク65に貯留される清浄水W5を加圧して、第2逆洗水W5として第2逆洗水噴射ノズル40に供給する。第2逆洗水供給手段41は、バルブV22、第2逆洗水加圧ポンプP22などから構成される。
【0051】
第1逆洗水噴射ノズル6に供給される第1逆洗水としては、本実施形態においては、フィルタ52で濾過処理された濾過処理水W2が用いられる。第2逆洗水噴射ノズル40に供給される第2逆洗水としては、本実施形態においては、清浄水タンク65に貯留される清浄水W5が用いられる。なお、フィルタ52への第1逆洗水として、清浄水タンク65に貯留されている清浄水W5などを使用することもできる。
【0052】
第2逆洗水噴射ノズル40は、バラスト水処理運転の終了後、ケーシング51の内部の水が排出された状態(フィルタ52の内部に実質的にバラスト水W1が存在しない状態)で、フィルタ52の外周面(二次側)に第2逆洗水W5を噴射して、フィルタ52の内周面(一次側)に堆積した異物を強力に剥離する。
【0053】
第2逆洗水噴射ノズル40からは、フィルタ52の内部に実質的にバラスト水W1が存在しない状態で、第2逆洗水W5が、回転しているフィルタ52の外周面に噴射される。
【0054】
本実施形態のバラスト水処理装置1は、第2逆洗水噴射ノズル40による逆洗浄後の第2逆洗汚水W12が流通する第2逆洗汚水ラインL42を更に備える。この第2逆洗汚水ラインL42は、一端側が被処理水導入口20の中間部位に接続されている。第2逆洗汚水ラインL42の他端側から、第2逆洗汚水W12が排出される。第2逆洗汚水ラインL42には、第2逆洗汚水バルブV42が設けられている。
【0055】
制御部9は、制御対象の各機器を制御する。特に、制御部9は、第1逆洗汚水バルブV32の開閉及び圧縮空気導入手段71を制御する。詳細には、制御部9は、第2逆洗水噴射ノズル40からの第2逆洗水W5の噴射が行われる前に、第1逆洗汚水バルブV32を開くように第1逆洗汚水バルブV32を制御すると共に、フィルタ52の内部に圧縮空気を導入するように圧縮空気導入手段71を制御する。これにより、逆洗汚水排出管29の内部に存在する第1逆洗汚水W11を逆洗汚水排出管29の外部へ排出する。
【0056】
次に、本実施形態のバラスト水処理装置1の主な動作について簡単に説明する。
(1)バラスト水濾過装置2による被処理水W1の濾過処理
バルブV1、バルブV11及びバルブV12を開き、バルブV2、バルブV13、バルブV21、バルブV31及びバルブV32を閉じる。この状態で、汲み上げポンプP1を駆動させる。これにより、被処理水導入ラインL1の一端部から流入した被処理水W1は、被処理水導入ラインL1を流通する。被処理水導入口20から導入された被処理水W1は、フィルタ52で濾過処理され、濾過処理水W2として処理水流出口26から排出される。濾過処理水W2は、処理水ラインL11を流通し、紫外線リアクタ61により紫外線処理され、バラストタンク62に貯留処理水W3として貯留される。
【0057】
(2)第1逆洗水噴射ノズル6によるフィルタ52の逆洗処理(バラスト水処理運転中の逆洗)
バルブV1、バルブV11、バルブV12、バルブV21及びバルブV32を開き、他のバルブを閉じて、濾過処理水W2が第1逆洗水噴射ノズル6に向けて流通する状態とする。そして、ケーシング51及びフィルタ52の内部にバラスト水(W2,W1)が存在する状態で、第1逆洗水加圧ポンプP21及び吸引ノズル4の吸引を稼働させる。これにより、第1逆洗水噴射ノズル6からの第1逆洗水W2は、フィルタ52に向けて噴射され、吸引ノズル4により吸引されて、逆洗が行われる。
【0058】
(3)第2逆洗水噴射ノズル40によるフィルタ52の逆洗処理(空間洗浄)
被処理水W1の濾過処理終了後、被処理水排出ラインL2のバルブV2及びエア抜きラインL31のバルブV31を開き、他のバルブを閉じて、フィルタ52内の水を排出する。そして、ケーシング51及びフィルタ52の内部に実質的にバラスト水(W2,W1)が存在しない状態で、逆洗汚水排出管29に設けられたバルブV32及び第2逆洗水流通ラインL22に設けられたバルブV22を開き、第2逆洗水加圧ポンプP22を稼働させる。これにより、清浄水タンク65に貯留される清浄水W5は、第2逆洗水流通ラインL22を流通し、第2逆洗水加圧ポンプP22により加圧され、第2逆洗水W5として、第2逆洗水噴射ノズル40からフィルタ52に向けて噴射され、逆洗が行われる。
【0059】
第2逆洗水噴射ノズル40によるフィルタ52の逆洗処理(空間洗浄)へ移行する制御については、後に図面を参照して更に詳述する。
【0060】
(4)バラストタンク62から外部への貯留処理水W3の排水処理
バルブV12及びバルブV13を開き、他のバルブを閉じる。この状態で貯留処理水排出ラインL12に設けられた被処理水排出ポンプP11を稼働させる。これにより、バラストタンク62に貯留される貯留処理水W3は、紫外線リアクタ61により紫外線処理され、処理水ラインL11の一部及び貯留処理水排出ラインL12を介して外部に排出される。
【0061】
次に、図面を参照して、第2逆洗水噴射ノズル40からの第2逆洗水W5の噴射に移行するに際しての制御部9による制御について詳細に説明する。
図2は、本発明の第1実施形態におけるフィルタ洗浄の制御に関するタイミングチャートである。
図2では、図1のバラスト水処理装置1に備えられた各バルブV1、V2、V11、V12、V13、V21、V22、V31、V32、V41及びV42について、それらの開閉のタイミングを表している。また、バラスト水処理装置1に備えられた各ポンプP1、P11、P21及びP22について、それらの稼働/停止のタイミングを表している。
【0062】
各バルブV1、V2、V11、V12、V13、V21、V22、V31、V32、V41及びV42の開閉は、制御部9からの制御信号により行うように構成できる。なお、一部のバルブについてそれらの開閉を制御部9の管理下で行うようにする一方、他のバルブについては手動操作により開閉するように構成することもできる。
また、各ポンプP1、P11、P21及びP22についても、それらの稼働と停止を制御部9からの制御信号により行うように構成できる。なお、一部のポンプについてそれらの稼働と停止を制御部9の管理下で行うようにする一方、他のポンプについては手動操作により稼働と停止の操作を行うように構成することもできる。
【0063】
図2では、第1逆洗水噴射ノズル6によるフィルタ52の逆洗処理(バラスト水処理運転中の逆洗…上述の(2)の処理)から、第2逆洗水噴射ノズル40によるフィルタ52の逆洗処理(空間洗浄…上述の(3)の処理)へと移行して、上述の(3)の処理を終了するまでの期間を表している。
図2における最下行に表記された時間軸上のt1が、第1逆洗水噴射ノズル6によるフィルタ52の逆洗処理(バラスト水処理運転中の逆洗)が終了する時刻である。また、この時刻t1では、バラストタンク62への処理水W2の貯留が完了し、濾過処理も停止する。
【0064】
図2において、時刻t1の直前までは、バラスト水処理運転中の逆洗処理(バラスト水処理運転中の逆洗…上述の(2)の処理)が行われている。従って、既述のように、バルブV1、バルブV11、バルブV12、バルブV21及び第1逆洗汚水バルブV32が開き、他のバルブが閉じている。この時、汲み上げポンプP1及び第1逆洗水加圧ポンプP21が稼働している。この状態で、濾過処理水W2が第1逆洗水噴射ノズル6に向けて流通し、第1逆洗水噴射ノズル6からの第1逆洗水W2の噴射により、フィルタ52の逆洗が行われる。
【0065】
時刻t1に到ると、バルブV1、バルブV11、バルブV12、バルブV21及び第1逆洗汚水バルブV32が閉じ、且つ、汲み上げポンプP1及び第1逆洗水加圧ポンプP21が停止して、バラスト水処理運転中の逆洗処理が終了する。
時刻t1で、バラスト水処理運転中の逆洗処理が終了すると、被処理水排出ラインL2のバルブV2及びエア抜きラインL31のバルブV31を既定の時間T1(時刻t1から時刻t2まで)の間開き、他のバルブを閉じて、先ず、ケーシング51及びフィルタ52内の水をその水頭圧を利用して排出する。この水頭圧を利用した排水により、ケーシング51及びフィルタ52内の水は実質的に全量排出される。
【0066】
時間T1の間に、ケーシング51内の水を被処理水排出ラインL2から排出し、時刻t2に到ると、被処理水排出ラインL2のバルブV2及びエア抜きラインL31のバルブV31を閉じる。これと共に、第1逆洗汚水ライン29の第1逆洗汚水バルブV32及び圧縮空気供給ラインL41のバルブV41を開き、このように開いた状態を既定の時間T2(時刻t2から時刻t3まで)維持する。また、その他のバルブは閉じた状態を維持している。
【0067】
上述のように圧縮空気供給ラインL41のバルブV41が開くと、圧縮空気供給源72からラインL41を通して圧縮空気がケーシング51内、従って、フィルタ52内に供給される。
圧縮空気の供給は、バルブV41が開かれている時間T2の間維持され、この間に、第1逆洗汚水ライン29内に滞留していた第1逆洗汚水W11が、圧縮空気により排出(エアパージ)されて、この第1逆洗汚水ライン29の外部へ排出される。
【0068】
時間T2の終端である時刻t3に到ると、第1逆洗汚水ライン29の第1逆洗汚水バルブV32及び圧縮空気供給ラインL41のバルブV41を閉じて、第1逆洗汚水W11に対する排出操作(エアパージ)を終了する。
この時刻t3における状態では、フィルタ52内を含むケーシング51内の被処理水W1が、既に時刻t2で実質的に全量排出された上に、第1逆洗汚水ライン29中に存在していた第1逆洗汚水W11も第1逆洗汚水ライン29の外部に排出され、バラスト水処理装置1には、別の海域への移動を阻止すべき微生物を含む水(被処理水W1、第1逆洗汚水W11)は、残留していない。
従って、この状態になれば、バラスト水処理装置1(第1逆洗汚水ライン29)内に滞留した逆洗汚水W11に含まれる微生物が別の海域へ移動してしまうおそれがない。
【0069】
即ち、時刻t3に到ると、ケーシング51及びフィルタ52の内部に実質的にバラスト水(W2,W1)が存在せず、且つ、第1逆洗汚水ライン29内にも逆洗汚水(第1逆洗汚水W11)が存在しない状態となる。
【0070】
時刻t3以降(図示の例では時刻t3の直後)に、第1逆洗汚水ライン29の第1逆洗汚水バルブV32を閉じ、第2逆洗汚水ラインL42の第2逆洗汚水バルブV42及び第2逆洗水流通ラインL22のバルブV22を開く。また、これと共に第2逆洗水加圧ポンプP22を稼働させる。
これにより、清浄水タンク65に貯留される清浄水W5は、第2逆洗水流通ラインL22を流通し、第2逆洗水加圧ポンプP22により加圧され、第2逆洗水W5として、第2逆洗水噴射ノズル40からフィルタ52に向けて噴射され、清浄水W5による逆洗(空間洗浄)が行われる。
【0071】
清浄水W5による逆洗(空間洗浄)を既定の時間T3(時刻t3から時刻t4まで)継続する。時間T3の終端時点である時刻t4に到ると、第2逆洗汚水ラインL42の第2逆洗汚水バルブV42及び第2逆洗水流通ラインL22のバルブV22を閉じ、第2逆洗水加圧ポンプP22を停止させて、清浄水W5による逆洗を終了する。
【0072】
以上を総じて、本実施形態のバラスト水処理装置1では、第2逆洗水噴射ノズル40からの第2逆洗水W5の噴射が行われる前に、制御部9は、第1逆洗汚水バルブV32を開くように第1逆洗汚水バルブV32を制御すると共に、フィルタ52の内部に圧縮空気を導入するように圧縮空気導入手段71を制御し、これにより、第1逆洗汚水ライン29の内部に存在する第1逆洗汚水W11を第1逆洗汚水ライン29の外部へ排出する。
従って、フィルタ52の逆洗に際して発生する逆洗汚水(第1逆洗汚水W11)が逆洗汚水ライン(第1逆洗汚水ライン29)内に滞留し、滞留した逆洗汚水(第1逆洗汚水W11)に含まれる微生物が別の海域(詳細には、生態系を破壊するおそれがある別の海域)へ移動してしまうことを効果的に予防することができる。
【0073】
以上、本発明の第1実施形態としてのバラスト水処理装置1について詳述した。
ここに、バラスト水処理装置1の構成は次のように総括できる。
被処理水W1を濾過して濾過処理水W2を得るフィルタ52と、フィルタ52に向けて被処理水W1が流通する被処理水導入ラインL1と、フィルタ52で濾過された濾過処理水W2が流通する処理水ラインL11と、フィルタ52に対して逆洗水W2を用いて逆洗浄を行う逆洗手段(7,6,4,5)と、逆洗手段(7,6,4,5)による逆洗浄後の逆洗汚水W11が流通する逆洗汚水ライン29と、逆洗汚水ライン29の内部に存在する逆洗汚水W11を逆洗汚水ライン29の外部へ排出するための圧縮空気を導入する圧縮空気導入手段71と、を備えるバラスト水処理装置。
【0074】
また、より具体的には、バラスト水処理装置の構成は次のように総括できる。
内部に流入した被処理水W1を濾過して濾過処理水W2として外部へ流出させる筒状のフィルタ52と、フィルタ52の内部に向けて被処理水W2が流通する被処理水導入ラインL1と、フィルタ52で濾過された濾過処理水W2が流通する処理水ラインL11と、フィルタ52の外周面に向かってフィルタ52の内部に被処理水W1が存在する状態で逆洗水W2を噴射する第1逆洗水噴射ノズル6と、フィルタ52の外周面に向かってフィルタ52の内部に実質的に被処理水W2が存在しない状態で逆洗水W5を噴射する第2逆洗水噴射ノズル40と、フィルタ52の一次側に設けられ、フィルタ52の内周面に向かって開口する吸引ノズル4であって、第1逆洗水噴射ノズル6から噴射され且つフィルタ52を外周面から内周面に向けて通過した逆洗水である第1逆洗汚水W11を吸引する吸引ノズル4と、吸引ノズル4により吸引された第1逆洗汚水W11が流通する第1逆洗汚水ライン29と、第1逆洗汚水ライン29に設けられる第1逆洗汚水バルブV32と、第2逆洗水噴射ノズル40による逆洗浄後の第2逆洗汚水W12が流通する第2逆洗汚水ラインL42と、第2逆洗汚水ラインL42に設けられる第2逆洗汚水バルブV42と、フィルタ52の内部に圧縮空気を導入する圧縮空気導入手段71と、第1逆洗汚水バルブV32の開閉及び圧縮空気導入手段71を制御する制御部9と、を備えるバラスト水処理装置1であって、第2逆洗水噴射ノズル40からの第2逆洗水W5の噴射が行われる前に、制御部9は、第1逆洗汚水バルブV32を開くように第1逆洗汚水バルブV32を制御すると共に、フィルタ52の内部に圧縮空気を導入するように圧縮空気導入手段71を制御し、これにより、第1逆洗汚水ライン29の内部に存在する第1逆洗汚水W11を第1逆洗汚水ライン29の外部へ排出する、バラスト水処理装置。
【0075】
〔第2実施形態〕
次に、本発明のバラスト水処理装置の第2実施形態について、説明する。
既述の第1実施形態では、第1逆洗水噴射ノズル6と第2逆洗水噴射ノズル40とは別個のノズルとして構成される。
これに対し、本発明のバラスト水処理装置の第2実施形態では、第1逆洗水噴射ノズルと第2逆洗水噴射ノズルとは共用されるように構成される点で相違する。
【0076】
本発明のバラスト水処理装置の第2実施形態では、既述の第1実施形態のバラスト水処理装置と略同様の作用効果を奏するに加えて、第1逆洗水噴射ノズルと第2逆洗水噴射ノズルとは共用されるため、全体として構成が簡素化されコストの低減を図ることができる。
【0077】
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。
【符号の説明】
【0078】
1 バラスト水処理装置
4 吸引ノズル(逆洗手段)
5 逆洗汚水排出手段(逆洗手段)
6 第1逆洗水噴射ノズル(逆洗手段)
7 逆洗水供給手段(逆洗手段)
9 制御部
29 第1逆洗汚水ライン(逆洗汚水ライン)
40 第2逆洗水噴射ノズル
52 フィルタ
71 圧縮空気導入手段
L1 被処理水導入ライン
L11 処理水ライン
L42 第2逆洗汚水ライン
V32 第1逆洗汚水バルブ
V42 第2逆洗汚水バルブ
W1 被処理水(バラスト水)
W2 濾過処理水、第1逆洗水(逆洗水)
W5 第2逆洗水(清浄水)
W11 第1逆洗汚水(逆洗汚水)
W12 第2逆洗汚水
図1
図2