特許 7533112 バラスト水処理装置

(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】

(24)【登録日】2024-08-05

(45)【発行日】2024-08-14

(54)【発明の名称】バラスト水処理装置

(51)【国際特許分類】

   B63B 13/00 20060101AFI20240806BHJP

   C02F 1/32 20230101ALI20240806BHJP

【ＦＩ】

B63B13/00 Z

C02F1/32

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020176098

(22)【出願日】2020-10-20

(65)【公開番号】P2022067405

(43)【公開日】2022-05-06

【審査請求日】2023-07-20

(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】110001139

【氏名又は名称】ＳＫ弁理士法人

(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】真鍋 敦行

【審査官】高瀬 智史

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０９５０８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２２４０３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１６６５９０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】華山伸一，“バラスト水処理装置の概説と将来の方向性”，日本船舶海洋工学会誌，日本海事協会，2017年09月10日，第74号，pp.11-16，ISSN:1880-3725

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６３Ｂ １３／００

Ｃ０２Ｆ １／３２

Ｂ６３Ｂ ８３／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流通するバラスト水を浄化処理するバラスト水処理装置であって、
紫外線照射量を調整可能な紫外線リアクタと、
複数の運転モードから選択される１つの運転モードにより前記バラスト水処理装置を制御する制御手段と、
流通するバラスト水の塩分濃度を測定する塩分濃度測定手段と、
前記紫外線リアクタによる処理後のバラスト水をバラストタンクに貯留してから排出するまでの許容排出時間を取得する許容排出時間取得手段と、を備え、
前記複数の運転モードにはそれぞれ、水域ごとであって且つ、紫外線透過率ごとに処理流量及び紫外線照射量が規定されるとともに、処理後のバラスト水を前記バラストタンクに保持しておく必要のあるタンク保持時間が設定されており、
前記制御手段は、前記塩分濃度測定手段が測定した前記塩分濃度に基づいて水域を特定し、
前記制御手段はさらに、前記許容排出時間取得手段が取得した前記許容排出時間が前記複数の運転モードのうち前記タンク保持時間の最も長い運転モードの当該タンク保持時間よりも短い場合、前記タンク保持時間が最も短い運転モードを適切な運転モードと判断する、バラスト水処理装置。

【請求項2】

請求項１に記載のバラスト水処理装置であって、
前記水域は、第１の水域と、当該第１の水域よりも前記塩分濃度の高い第２の水域とを含み、
前記制御手段は、前記第１の水域において、前記許容排出時間取得手段が取得した前記許容排出時間が前記複数の運転モードのうち前記タンク保持時間の最も長い運転モードの当該タンク保持時間よりも短い場合、前記タンク保持時間が最も短い運転モードを適切な運転モードと判断する、バラスト水処理装置。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載のバラスト水処理装置であって、
前記流通するバラスト水の紫外線透過率を取得する透過率取得手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記許容排出時間取得手段が取得した前記許容排出時間が前記複数の運転モードのうち前記タンク保持時間の最も長い運転モードの当該タンク保持時間と同じ又はこれより長い場合、前記透過率取得手段から取得した前記紫外線透過率を判定基準として適切な運転モードを判定する、バラスト水処理装置。

【請求項4】

請求項１又は請求項２に記載のバラスト水処理装置であって、
前記流通するバラスト水の処理流量を調整する流量調整手段と、
前記流通するバラスト水の紫外線透過率を取得する透過率取得手段と、を備え、
前記制御手段は、各運転モードにおいて、前記透過率取得手段により前記紫外線透過率を取得するとともに、判定した運転モードにおいて定められた前記処理流量及び前記紫外線照射量となるよう、前記流量調整手段及び前記紫外線リアクタを制御する、バラスト水処理装置。

【請求項5】

請求項４に記載のバラスト水処理装置であって、
前記複数の運転モードは、第１モードと第２モードとを備え、
前記紫外線透過率が所定値以上の場合の前記処理流量は、前記第２モードよりも前記第１モードが多くなり、
前記紫外線透過率が前記所定値未満の場合の前記処理流量は、前記第１モードよりも前記第２モードが多くなるよう設定されている、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、紫外線リアクタを備えた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。このような船舶には、バラスト水の注排水による生態系の破壊を防ぐため、バラスト水を浄化処理するバラスト水処理装置が設けられている。

【0003】

バラスト水処理装置の一種として、紫外線リアクタを備え、バラスト水中の微生物を紫外線を照射することによって殺滅するものがある（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１４－２２７０６３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、このようなバラスト水処理装置を用いてバラスト水を浄化処理して貯留し、その後排出する場合、国際海事機関（ＩＭＯ）やアメリカ沿岸警備隊（ＵＳＣＧ）等の機関が定める排出規制を遵守する必要がある。そして、このような排出規制を実効あらしめるため、バラスト水処理装置は、排出規制を遵守した仕様にて所定の機関による型式承認を得なければならない。ただし、同一の排出規制（例えば、ＵＳＣＧの排出規制）についての型式承認を行う承認機関は複数存在しており、同一の排出規制について複数の仕様（運転モード）で型式承認を得ることも可能である。

【0006】

しかしながら、バラスト水処理装置が型式承認を得た複数の運転モードで運転可能な場合であっても、状況に応じて適切な運転モードを選択することは難しかった。

【0007】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、複数の運転モードを有する場合に、適切な運転モードを判定することの可能なバラスト水処理装置を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明によれば、流通するバラスト水を浄化処理するバラスト水処理装置であって、紫外線照射量を調整可能な紫外線リアクタと、複数の運転モードから選択される１つの運転モードにより前記バラスト水処理装置を制御する制御手段と、流通するバラスト水の塩分濃度を測定する塩分濃度測定手段と、前記紫外線リアクタによる処理後のバラスト水をバラストタンクに貯留してから排出するまでの許容排出時間を取得する許容排出時間取得手段と、を備え、前記複数の運転モードにはそれぞれ、処理後のバラスト水を前記バラストタンクに保持しておく必要のあるタンク保持時間が設定されており、前記制御手段は、下記（１）及び／又は（２）を判定基準として適切な運転モードを判定する、バラスト水処理装置が提供される。
（１）前記塩分濃度測定手段が測定した前記塩分濃度
（２）前記許容排出時間取得手段が取得した前記許容排出時間と前記タンク保持時間の比較

【0009】

本発明によれば、上記（１）及び／又は（２）を適切な運転モードの判定基準とすることで、水域に応じて、また、許容排出時間に応じて適切な運転モードでバラスト水処理装置を運転することが可能となる。

【0010】

なお、タンク保持時間とは、バラストタンクに取り入れたバラスト水を、当該バラスト水に含まれる微生物が完全に死滅しないまま排出されないようにするために定められる時間である。上述した型式承認を得た運転モードの中には、水域ごとにタンク保持時間が設定されているものがあり、タンク保持時間は、運転モードごとに異なっている。したがって、ある水域において、ある運転モードでは許容排出時間がタンク保持時間よりも大きいため問題にならないが、他の運転モードでは許容排出時間がタンク保持時間よりも小さいため所望のタイミングでバラスト水を排出できないという問題が生じる。この点、本発明に係る制御手段は、現在の水域の情報に加えて許容排出時間取得手段が取得した前記許容排出時間とタンク保持時間とを比較することによって、そのような問題を生じさせないようにすることが可能となる。

【0011】

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。

【0012】

好ましくは、前記制御手段は、前記（１）を判定基準として水域を特定し、前記水域は、第１の水域と、当該第１の水域よりも前記塩分濃度の高い第２の水域とを含み、前記制御手段は、前記第１の水域において、前記（２）を判定基準として適切な運転モードを判定する。

【0013】

好ましくは、前記流通するバラスト水の処理流量を調整する流量調整手段と、前記流通するバラスト水の紫外線透過率を取得する透過率取得手段と、を備え、前記複数の運転モードにはそれぞれ、前記紫外線透過率に応じてバラスト水の前記処理流量及び前記紫外線照射量が定められており、前記制御手段は、各運転モードにおいて、前記透過率取得手段により前記紫外線透過率を取得するとともに、判定した運転モードにおいて定められた前記処理流量及び前記紫外線照射量となるよう、前記流量調整手段及び前記紫外線リアクタを制御する。

【0014】

好ましくは、前記制御手段は、前記（１）及び／又は前記（２）を判断基準とすることに加えて、前記透過率取得手段から取得した前記紫外線透過率を判定基準として適切な運転モードを判定する。

【0015】

好ましくは、前記複数の運転モードは、第１モードと第２モードとを備え、前記紫外線透過率が所定値以上の場合の前記処理流量は、前記第２モードよりも前記第１モードが多くなり、前記紫外線透過率が前記所定値未満の場合の前記処理流量は、前記第１モードよりも前記第２モードが多くなるよう設定されている。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施形態に係るバラスト水処理装置１０及びこれを船舶のバラスト装置１に導入した様子を示す概念図である。

【図2】図１のバラスト水処理装置１０の主要構成を示すブロック図である。

【図3】第１モードＭ１及び第２モードＭ２のタンク保持時間を示す図表である。

【図4】第１モードＭ１及び第２モードＭ２において規定される紫外線透過率と処理流量の関係を示すグラフである。

【図5】図１のバラスト水処理装置１０が適切な運転モードを判定するアルゴリズムを示すフローチャートである。

【図6】図１のバラスト装置１のバラスト動作時の流路を示す図である。

【図7】図１のバラスト装置１のデバラスト動作時の流路を示す図である。

【図8】図１のバラスト装置１の予備運転時の流路を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施形態について説明する。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。

【0018】

１．バラスト装置１の構成
図１は、本発明の実施形態に係る液体処理装置としてのバラスト水処理装置１０を、船舶のバラスト装置１に導入した様子を示す概略図である。本願のバラスト装置１は、バラストタンク２及びバラストポンプ３を備え、バラストポンプ３によりバラストタンク２に対してバラスト水の注排水を行うものである。なお、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複数のバラストタンク２に注水を行う動作をバラスト動作、バラストタンク２に貯留されたバラスト水を船外排出口ＳＣ２から排水する動作をデバラスト動作と呼ぶ。また、本明細書における「バラスト水」について、バラストタンク２に導入（流入）される前又はバラストタンク２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」と表現する。また、船内に取り込むバラスト水には、海水、淡水、汽水等が含まれるものとする。

【0019】

図１に示すように、バラスト装置１は、各構成要素を接続してバラスト水を流通させるラインＬａ～ラインＬｅと、これらのライン上に設けられる開閉弁Ｖａ～開閉弁Ｖｆとを備える。ここで、「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。

【0020】

各ラインの接続関係を具体的に説明すると、ラインＬａは、シーチェストＳＣ１とバラストポンプ３を接続するラインであり、開閉弁Ｖａを有する。ラインＬｂ及びラインＬｃは、バラストポンプ３とバラストタンク２を接続するラインである。バラスト水処理装置１０がバラストポンプ３とバラストタンク２の間に配置されるため、バラスト水処理装置１０よりも上流側をラインＬｂ、バラスト水処理装置１０よりも下流側をラインＬｃとしている。ラインＬｂは、開閉弁Ｖｂを有し、ラインＬｃは、開閉弁Ｖｃ及び開閉弁Ｖｄを有する。ラインＬａ～ラインＬｃを合わせて、バラストラインとも称する。

【0021】

ラインＬｄは、一端が開閉弁Ｖａとバラストポンプ３の間の位置においてラインＬａと接続され、他端が開閉弁Ｖｃよりもバラストタンク２側においてラインＬｃと接続される。ラインＬｄには、開閉弁Ｖｅが設置される。ラインＬｄは、デバラスト動作時に使用されるラインであり、デバラストラインとも称する。ラインＬｅは、一端がバラスト水処理装置１０と開閉弁Ｖｃの間の位置においてラインＬｃと接続され、他端は船外排出口ＳＣ２と接続される。ラインＬｅには、開閉弁Ｖｆが設置される。

【0022】

なお、上述したバラスト装置１の構成は、本発明に係るバラスト水処理装置１０を導入する対象であるバラスト装置の一例を示したに過ぎず、以下に説明するバラスト水処理装置１０は、任意の構成のバラスト装置に適用することが可能である。

【0023】

２．バラスト水処理装置１０の構成
次に、バラスト水処理装置１０の構成を説明する。バラスト水処理装置１０は、船内に取り込むバラスト水及び船内から排出するバラスト水を処理してバラスト水中に含まれる微生物・異物の含有量を低減するために導入されるものである。本実施形態のバラスト水処理装置１０は、図１に示すように、バラストポンプ３とバラストタンク２（あるいは船外排出口ＳＣ２）の間に設けられる。ここで、バラスト水処理装置１０の流路について、ラインＬｂと接続されるバラストポンプ３側の接続部を上流側接続部Ｐ１、ラインＬｃと接続されるバラストタンク２側の接続部を下流側接続部Ｐ２とする。

【0024】

本実施形態のバラスト水処理装置１０は、浄化手段として、フィルタによりバラスト水を濾過処理する濾過装置１１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リアクタ１２とを備える。また、バラスト水処理装置１０は、図２に示すように、流量計１３と、紫外線センサ１４と、入力装置１５と、透過率取得手段１６と、塩分濃度測定手段１７と、判定結果出力手段１８と、制御手段１９と、を備える。なお、濾過装置１１は既知の任意の構成を適用することができ、また、濾過装置１１を省略することもできる。

【0025】

加えて、バラスト水処理装置１０は、図１に示すように、各構成要素を接続してバラスト水を流通させる第１ラインＬ１～第５ラインＬ５と、これらに設置される開閉弁Ｖ１～Ｖ４と、流量調整手段としての流量調整弁ＦＣＶとを備える。

【0026】

第１ラインＬ１は、浄化手段（濾過装置１１及び紫外線リアクタ１２）をバイパスして上流側接続部Ｐ１と下流側接続部Ｐ２を接続するライン（バイパスライン）であり、開閉弁Ｖ１を有する。第２ラインＬ２は、第１ラインＬ１と濾過装置１１とを接続するラインであり、開閉弁Ｖ２を有する。第３ラインＬ３は、濾過装置１１と紫外線リアクタ１２とを接続するラインであり、開閉弁Ｖ３を有する。また、第４ラインＬ４は、一端が第１ラインＬ１の第２ラインＬ２との接続位置よりも下流側の位置であって開閉弁Ｖ１よりは上流側の位置に接続され、他端が第３ラインＬ３の開閉弁Ｖ３よりも下流側の位置に接続される。第４ラインＬ４は開閉弁Ｖ４を有する。第５ラインＬ５は、一端が紫外線リアクタ１２に接続され、他端が第１ラインＬ１の開閉弁Ｖ１よりも下流側の位置に接続される。第５ラインＬ５には、流量計１３と、開度調整の可能な流量調整弁ＦＣＶとが設けられる（図２も参照）。

【0027】

紫外線リアクタ１２は、図示しない処理槽の内部に複数本の紫外線ランプ１２ａ（図２参照）が配置されて構成される。紫外線リアクタ１２は、処理槽内を流通するバラスト水に対し、紫外線ランプ１２ａにより紫外線を照射して微生物を殺菌処理するものである。本実施形態の紫外線リアクタ１２は、各紫外線ランプ１２ａのオンオフ及び／又は供給する電力を制御することで、バラスト水へ照射する紫外線の強度を調整可能となっている。

【0028】

流量計１３は、紫外線リアクタ１２を流通するバラスト水の流量を計測するものである。本実施形態において、流量計１３は第５ラインＬ５に設けられているが、紫外線リアクタ１２による殺滅処理を行う際のバラスト水の流路上であれば、他の位置に設けられていても良い。流量計１３及び上述した流量調整弁ＦＣＶの開度調整により、バラスト水処理装置１０を流通するバラスト水の流量（以下、処理流量と呼ぶ）を調整することが可能となる。

【0029】

紫外線センサ１４は、紫外線リアクタ１２に設置され、紫外線ランプ１２ａからの紫外線の照度を、バラスト水を介して測定するものである。流量計１３により計測されるバラスト水の流量と紫外線センサ１４により計測される紫外線の照度とから、単位流量あたりの紫外線の照射量である紫外線照射量が算出される。

【0030】

入力装置１５は、船員等のユーザから各種入力を受け付ける装置である。入力装置１５の例としては、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置に接続されたマウス、キーボードあるいはタッチパネルによる入力が可能なディスプレイ、さらには、音声入力装置等が挙げられる。ただし、ユーザから各種入力を受け取ることが可能であれば、任意のデバイスを用いることができる。ここで、ユーザから受け付ける各種入力とは、船舶の現在位置の情報、貯留する必要のあるバラスト水の総量の情報、船舶の航行先（目的地）の情報、船舶が入港してから出港するまでの時間の情報、停泊中の船舶が出港してから航行先に入港するまでの（予想）時間の情報等である。

【0031】

なお、停泊中の船舶が出港してから航行先に入港するまでの時間からは、処理後のバラスト水をバラストタンク２に貯留してから排出するまでの許容排出時間を算出することができる。したがって、本実施形態の入力装置１５は、紫外線リアクタ１２による処理後のバラスト水をバラストタンク２に貯留してから排出するまでの許容排出時間を取得する許容排出時間取得手段として機能する。なお、許容排出時間は、船舶の次の港までの航行時間が長ければ影響は少ない一方、次の港までの航行時間が短ければ港についてもバラスト水を排出して荷役をすることができないという問題が生じるため重要である。入力装置１５は、バラスト装置１の動作を制御するバラストコントローラに設置されることが好適である。

【0032】

透過率取得手段１６は、紫外線リアクタ１２を流通するバラスト水の紫外線透過率を取得するものである。本実施形態において、透過率取得手段１６はバラスト水の紫外線透過率を計測可能な透過率測定センサである。透過率測定センサは、バラスト水処理装置１０におけるバラスト水の流路上に設ける必要はなく、船舶における海水の取り込みが容易な任意の位置に設置される。

【0033】

塩分濃度測定手段１７は、バラスト水処理装置１０を流通するバラスト水の塩分濃度を測定するものである。本実施形態において、塩分濃度測定手段１７は、バラスト水の電気伝導度を測定する電気伝導度計である。塩分濃度測定手段１７は、図１に示すように、例えば、第１ラインＬ１（バイパスライン）に設けられる。ただし、塩分濃度測定手段１７をバラスト水処理装置１０におけるバラスト水の流路上に設ける必要はなく、塩分濃度測定手段１７は、船舶における海水の取り込みが容易な任意の位置に設置されていれば良い。

【0034】

塩分濃度測定手段１７は、塩分濃度によって定められる水域を特定するために用いられる。具体的な水域とは、例えば、海水域、汽水域、淡水域である。後述する各運転モードＭ１～Ｍ３では、水域によって微生物の紫外線耐性が異なるため水域ごとに所定の紫外線照射量が定められている。そして、制御手段１９が塩分濃度測定手段１７により取得された塩分濃度から水域を特定することで、水域に応じた適切な紫外線照射量で浄化処理を行うことができる。

【0035】

判定結果出力手段１８は、制御手段１９の判定部９２が判定した適切な運転モードをユーザに提示するためのものである。判定結果出力手段１８としては、例えばディスプレイ等の表示装置が用いられる。入力装置１５がディスプレイを備える場合は、これを共用することも好適である。

【0036】

制御手段１９は、上述した開閉弁Ｖａ～Ｖｆ、開閉弁Ｖ１～Ｖ４及び流量調整弁ＦＣＶの開閉を制御することにより、バラスト水処理装置１０内を流通するバラスト水の流量を調整する。また、制御手段１９は、紫外線リアクタ１２の紫外線ランプ１２ａの出力を制御することにより、バラスト水への紫外線照射量を調整する。流量調整弁ＦＣＶの開閉制御によるバラスト水の流量の調整及び紫外線リアクタ１２の出力制御によるバラスト水への紫外線照射量の調整は、後述する第１モードＭ１～第３モードＭ３から選択される１つの運転モードにより行われる。制御手段１９は、具体的には、図２に示すように、情報取得部９０と、記憶部９１と、判定部９２と、動作制御部９３とを備える。

【0037】

情報取得部９０は、流量計１３から流通するバラスト水の流量を取得し、入力装置１５に入力された船員からの各種入力を取得し、透過率取得手段１６からバラスト水の紫外線透過率を取得する。また、情報取得部９０は、塩分濃度測定手段１７からバラスト水の塩分濃度を取得する。

【0038】

記憶部９１は、各種データを記憶する機能を有する。記憶部９１は、第１モードＭ１～第３モードＭ３それぞれにおいて紫外線透過率ごとに規定される処理流量及び紫外線照射量を記憶する。なお、各運転モードにおいて紫外線透過率ごとに規定される処理流量及び紫外線照射量は、水域によって異なっている。また、記憶部９１は、後述する第１モードＭ１のタンク保持時間Ｔ１１，Ｔ１２及び第２モードＭ２のタンク保持時間Ｔ２を記憶する。

【0039】

判定部９２は、情報取得部９０が取得した情報と記憶部９１に記憶された情報とから、適切な運転モードを判定する。

【0040】

動作制御部９３は、第１モードＭ１～第３モードＭ３の何れかの運転モードにより、流量調整弁ＦＣＶの開度及び紫外線リアクタ１２の紫外線ランプ１２ａの強度を制御する。これにより、バラスト水の処理流量とバラスト水への紫外線照射量とが調整される。

【0041】

なお、上記構成の制御手段１９は、具体的には例えば、ＣＰＵ、メモリ（例えばフラッシュメモリ）、入力部及び出力部を備えた情報処理装置により構成することができる。そして、情報処理装置により構成された制御手段１９の上述した各構成要素による処理は、メモリに記憶されたプログラムをＣＰＵが読み出して実行することで行われる。情報処理装置としては、例えば、パーソナルコンピュータ、ＰＬＣ（プログラマラブルロジックコントローラ）あるいはマイコンが用いられる。ただし、制御手段１９の一部の機能を、任意の通信手段により接続されたクラウド上で実行されるよう構成しても良い。

【0042】

３．バラスト水処理装置１０の動作
本実施形態のバラスト水処理装置１０は、複数の運転モードとして第１モードＭ１～第３モードＭ３の３つの運転モードを備えている。バラスト水処理装置１０は、バラスト動作において実行されるバラスト水の浄化処理の際、まず、モード判定工程によって適切な運転モードを判定した後、判定した運転モードにより浄化工程を実行する。

【0043】

各運転モードでは、水域ごとであって且つ、紫外線透過率ごとに処理流量及び紫外線照射量が規定されており、紫外線透過率ごとの処理流量及び紫外線照射量は記憶部９１に記憶されている。制御手段１９は、各運転モードで規定される処理流量及び紫外線照射量で浄化処理が行われるよう、流量調整弁ＦＣＶの開度及び紫外線リアクタ１２の紫外線ランプ１２ａの強度を制御する。なお、いずれの運転モードでも、処理流量は、紫外線透過率が高いほど多くなるよう設定されている。これは、同じ紫外線ランプ１２ａの出力であっても紫外線透過率が高いほど紫外線照射量が多くなるからである。

【0044】

＜各運転モードについて＞
ところで、本実施形態において、第１モードＭ１及び第２モードＭ２は、アメリカ沿岸警備隊（ＵＳＣＧ）が定める排出規制を遵守した運転モードである。すなわち、第１モードＭ１及び第２モードＭ２は、いずれもアメリカ沿岸警備隊（ＵＳＣＧ）が定める機関により型式承認を得た運転モードである。一方、第３モードＭ３は、国際海事機関（ＩＭＯ）が定める排出規制を遵守した運転モードであり、国際海事機関（ＩＭＯ）が定める機関により型式承認を得た運転モードである。したがって、船舶の航行先がアメリカ合衆国又はその近海（以下、海域Ａと呼ぶ）である場合は第１モードＭ１又は第２モードＭ２で運転し、船舶の航行先が海域Ａではない場合は第３モードＭ３で運転することで、各排出規制が遵守される。

【0045】

また、アメリカ沿岸警備隊（ＵＳＣＧ）による排出規制では、一度貯留したバラスト水は、所定時間が経過するまで排出してはならないと定められており、排出してはならない時間は「タンク保持時間」あるいは「ホールディングタイム」と呼ばれている。したがって、第１モードＭ１～第３モードＭ３のうちの一部のモードである第１モードＭ１及び第２モードＭ２では、処理後のバラスト水をバラストタンク２に貯留してから排出するまでの時間（以下、許容排出時間と呼ぶ）を所定のタンク保持時間より長くとらなければならない。そして、許容排出時間がタンク保持時間よりも短い場合には、目的地に入港してもタンク保持時間が経過するまではバラスト水を排出することができない。

【0046】

タンク保持時間は、第１モードＭ１と第２モードＭ２とで異なっている。また、タンク保持時間は、第１モードＭ１においては、第１の水域としての淡水・汽水域と第２の水域としての海水域とでも異なっている（逆に、第２モードＭ２では、タンク保持時間は水域によらず同一である）。ここで、図３に示すように、第１モードＭ１の淡水・汽水域におけるタンク保持時間をＴ１１、第１モードＭ１の海水域におけるタンク保持時間をＴ１２、第２モードＭ２におけるタンク保持時間をＴ２とする。これら第１モードＭ１のタンク保持時間Ｔ１１，Ｔ１２及び第２モードＭ２のタンク保持時間Ｔ２は、記憶部９１に記憶されている。本実施形態において、第１モードＭ１の汽水・淡水域におけるタンク保持時間Ｔ１１は、同モードの海水域におけるタンク保持時間Ｔ１２よりも長い（Ｔ１１＞Ｔ１２）。また、第２モードＭ２のタンク保持時間Ｔ２は、第１モードＭ１の海水域におけるタンク保持時間Ｔ１２よりも短い（Ｔ１２＞Ｔ２）。ただし、第１モードＭ１の汽水・淡水域におけるタンク保持時間Ｔ１１と同モードの海水域におけるタンク保持時間Ｔ１２との差（Ｔ１１とＴ１２の差）と比較して、第１モードＭ１の海水域におけるＴ１２と第２モードＭ２のタンク保持時間Ｔ２の差は僅かである。

【0047】

加えて、図４に示すように、第１モードＭ１と第２モードＭ２を比較すると、紫外線透過率が所定値Ｕｘ以上の場合の処理流量は、第２モードＭ２よりも第１モードＭ１が多くなり、紫外線透過率が所定値Ｕｘ未満の場合の処理流量は、第１モードＭ１よりも第２モードＭ２が多くなるよう設定されている。すなわち、紫外線透過率の所定値Ｕｘは、第１モードＭ１と第２モードＭ２の処理流量の大小が切り替わる値である。なお、淡水・汽水域と海水域において、第１モードＭ１と第２モードＭ２それぞれの紫外線透過率に対応する処理流量は異なっている（海水域の処理流量のほうが多い）。しかしながら、図４に示される第１モードＭ１と第２モードＭ２の紫外線透過率と処理流量の関係と、所定値Ｕｘにおいて第１モードＭ１と第２モードＭ２の処理流量の大小が切り替わる点は、淡水・汽水域においても海水域においても同じである（図４は概念図であって、紫外線透過率の処理流量が切り替わる所定値Ｕｘが淡水・汽水域と海水域とで同一である必要はない）。

【0048】

以下、図５を参照して、適切な運転モードを判定するアルゴリズムの一例を説明する。モード判定工程は、船員等がモード判定を要求したタイミング、あるいは船舶が港に入港したタイミングで開始される。

【0049】

＜モード判定工程＞
モード判定工程では、まず、ステップＳ１において、制御手段１９の情報取得部９０は、入力装置１５に入力された船舶の次の航行先の情報を取得する。ここで、記憶部９１には、航行先の港が海域Ａに属するかどうかの情報が記憶されており、入力された船舶の航行先の情報と当該情報とから、判定部９２は、航行先が海域Ａに属するか否かを判定する。判定部９２は、航行先が海域Ａでなければ、適切な運転モードは第３モードＭ３であると判定して、モード判定工程を終了する。航行先が海域Ａであれば、次のステップＳ２に進む。なお、渡航先が海域Ａに属するかどうかを直接、入力装置１５に入力させるよう構成することも可能である。

【0050】

次に、ステップＳ２において、情報取得部９０は、塩分濃度測定手段１７が測定した流通するバラスト水の塩分濃度を取得する。判定部９２は、情報取得部９０が取得した塩分濃度から、現在の水域を特定し、現在の水域が海水域であるか否かを判定する。判定部９２は、現在の水域が海水域であれば、次のステップＳ３をスキップしてステップＳ４に進む。一方、現在の水域が海水域でなければ、すなわち、現在の水域が汽水域又は淡水域であれば、次のステップＳ３に進む。

【0051】

次に、ステップＳ３において、情報取得部９０は、入力装置１５に入力された許容排出時間を取得する。また、情報取得部９０は、汽水・淡水域における第１モードＭ１のタンク保持時間Ｔ１１（第２モードＭ２のタンク保持時間Ｔ２よりも長い）を記憶部９１から読み出す。判定部９２は、許容排出時間が第１モードＭ１のタンク保持時間Ｔ１１未満の場合、つまり、第１モードＭ１で運転すれば許容排出時間を超えてバラスト水を保持しなければならない場合は、適切な運転モードはタンク保持時間の短い第２モードＭ２であると判定して、モード判定工程を終了する。許容排出時間が第１モードＭ１のタンク保持時間Ｔ１１よりも長い場合は、次のステップＳ４に進む。

【0052】

なお、ステップＳ２において、現在の水域が海水域の場合にこのステップＳ３をスキップしてステップＳ４に進むのは、第１モードＭ１の海水域におけるタンク保持時間Ｔ１２と第２モードＭ２のタンク保持時間Ｔ２の差が僅かだからである。すなわち、タンク保持時間の長い第１モードＭ１を選択したとしても、数時間待てばバラスト水を排出可能となり、海水域においてはタンク保持時間を判定基準として運転モードを判定するステップＳ３を実行するメリットが少ないからである。特に、第１モードＭ１の海水域におけるタンク保持時間Ｔ１２が船舶の標準的な航行時間と同程度以下である場合には、バラスト水を排出するタイミングでタンク保持時間Ｔ１２が経過していることになるので、ステップＳ３を実行する必要は全くない。

【0053】

一方、水域が淡水域・汽水域である場合は、第１モードＭ１のタンク保持時間Ｔ１１と第２モードＭ２のタンク保持時間Ｔ２の差が大きい（Ｔ１１＞＞Ｔ２）。そのため、許容排出時間が短い場合に第１モードＭ１を選択してしまうと、次の港に着いても、長時間にわたってバラスト水を排出できず荷役を行うことができなくなってしまう。したがって、水域が淡水域・汽水域である場合には、このステップＳ３を実行することが特に好適なのである。

【0054】

次に、ステップＳ４において、情報取得部９０は、透過率取得手段１６から現在地において取水されたバラスト水の紫外線透過率を取得する。判定部９２は、透過率取得手段１６から取得した紫外線透過率と、現在の水域における第１モードＭ１と第２モードＭ２の処理流量の大小が切り替わる所定値Ｕｘとを比較する。判定部９２は、紫外線透過率が現在の水域における所定値Ｕｘ以上であれば、適切な運転モードはこの範囲において処理流量の多い第１モードＭ１であると判定して（図４参照）、モード判定工程を終了する。一方、判定部９２は、紫外線透過率が現在の水域における所定値Ｕｘ未満であれば、適切な運転モードはこの範囲において処理流量の多い第２モードＭ２であると判定して（図４参照）、モード判定工程を終了する。

【0055】

上述したモード判定工程のステップＳ１～Ｓ４によって何れかのモードが適切な運転モードであると判定された後は、制御手段１９は判定された適切な運転モードを判定結果出力手段１８によって船員等のユーザに提示する。ユーザは、判定結果出力手段１８に提示された判定結果を参考にして、実際にどの運転モードでバラスト動作を行うかを選択し、入力装置１５により実行する動作モードを入力する。制御手段１９の動作制御部９３は、入力された運転モードによって、以下に示すバラスト動作を開始する。なお、判定された適切な運転モードを表示手段に表示させることなく、自動的に判定された運転モードを選択し、バラスト動作を開始するよう構成しても良い。また、判定結果出力手段１８には、適切と判断された判定結果だけでなく、例えば、ステップＳ３における許容排出時間と各運転モードＭ１，Ｍ２におけるタンク保持時間の差や、ステップＳ４における処理流量の差を表示するようにしても良い。この場合は、許容排出時間とタンク保持時間との差や運転モードごとの処理流量の差がわずかであれば、上記以外の他の条件に基づいて、ユーザは適切と判断された運転モード以外の運転モードを選択することもできるようになる。

【0056】

＜浄化工程＞
次に、判定した運転モードによる浄化工程について説明する。なお、浄化工程の各動作は制御手段１９により制御されるが、一部又は全部の動作を、船員により手動に行うことも可能である。

【0057】

図６は、バラスト装置１によるバラスト動作時のバラスト水の流路を示す図である。太線で示されるラインＬａ～ラインＬｃがバラスト水の流れる流路であり、この動作時は、バラスト装置１の開閉弁Ｖａ～Ｖｄが開かれ、その他の開閉弁Ｖｅ，Ｖｆが閉じられる。このとき、バラスト水処理装置１０においては、制御手段１９の動作制御部９３が、開閉弁Ｖ２，Ｖ３及び流量調整弁ＦＣＶを開くとともに、開閉弁Ｖ１，Ｖ４を閉じる制御を行う。これにより、バラスト水は第１ラインＬ１の一部、第２ラインＬ２、第３ラインＬ３及び第５ラインＬ５を流通し、濾過装置１１及び紫外線リアクタ１２を流通する。この際、動作制御部９３は、これら濾過装置１１及び紫外線リアクタ１２の起動命令も出力する。動作制御部９３は、流量調整弁ＦＣＶの開度と紫外線ランプ１２ａの強度を制御することで、バラスト水の処理流量とバラスト水への紫外線照射量とを、モード判定工程において選択された運転モードで規定された数値となるよう調整する。このような制御により、バラスト水は、濾過装置１１及び紫外線リアクタ１２を流通することで浄化され、バラストタンク２に貯留される。

【0058】

なお、図７は、バラスト装置１のデバラスト動作時の流路を示す図である。太線で示されるラインＬａの一部、ラインＬｂ、ラインＬｃの一部、ラインＬｄ、ラインＬｅがデバラスト動作時にバラスト水が流れる流路であり、この動作時には、開閉弁Ｖｂ，Ｖｄ～Ｖｆが開かれ、その他の開閉弁Ｖａ，Ｖｃが閉じられる。このとき、バラスト水処理装置１０においては、制御手段１９の動作制御部９３が、開閉弁Ｖ４及び流量調整弁ＦＣＶを開くとともに、開閉弁Ｖ１～Ｖ３を閉じる制御を行う。これにより、バラスト水は第１ラインＬ１の一部、第４ラインＬ４、第３ラインＬ３の一部及び第５ラインＬ５を流通し、濾過装置１１をバイパスし、紫外線リアクタ１２のみを流通する。また、動作制御部９３は、紫外線リアクタ１２の起動命令も出力する。バラストタンク２に貯留されていたバラスト水を紫外線リアクタ１２に流通させることにより、貯留中に繁殖した微生物・異物を浄化することが可能となる。なお、船外へ排出するバラスト水には濾過装置１１による濾過処理を行わないのは、バラストタンク２内のバラスト水は、バラスト動作時に一度濾過処理を行っているためである。

【0059】

４．作用効果
以上のように、本実施形態のバラスト水処理装置１０は、塩分濃度測定手段１７と、許容排出時間取得手段としての入力装置１５とを備え、制御手段１９が（１）塩分濃度測定手段１７の測定した塩分濃度及び（２）入力装置１５の取得した許容排出時間とタンク保持時間の比較を判定基準として適切な運転モードを判定する。これにより、状況に応じた適切な運転モードでバラスト水処理装置１０を運転することが可能となっている。

【0060】

具体的には、バラスト水処理装置１０の制御手段１９は、ステップＳ２において、塩分濃度測定手段１７の測定した塩分濃度から水域を特定する。そして、ステップＳ２及びステップＳ３において、淡水域又は汽水域であった場合は、入力装置１５の取得した許容排出時間と記憶部９１から読み出した汽水・淡水域における第１モードＭ１のタンク保持時間Ｔ１１とを比較して、比較結果を運転モードの判定基準とする。一方、水域が海水域であった場合は、このような比較を行わず、運転モードの判定基準としない。まとめると、制御手段１９は、上記（１）を判定基準として汽水・淡水域と海水域とを特定し、汽水・淡水域においてのみ、上記（２）を判定基準として適切な運転モードを判定するようになっている。これにより、タンク保持時間が長い淡水域又は汽水域においては、次の港についても長期間にわたってバラスト水を排出できないという状況を避けることができる。一方、タンク保持時間が短い海水域では、タンク保持時間の影響が大きくない。したがって、他の条件、具体的には、ステップＳ４の紫外線透過率を判定基準とした運転モードの判定により、処理するバラスト水の紫外線透過率に応じて処理流量の多い運転モードを適切な運転モードと判定することができ、バラスト動作を迅速に完了させることが可能となっている。

【0061】

５．変形例
なお、本発明は、以下の態様でも実施可能である。

【0062】

上記実施形態では、バラスト水の透過率を取得する透過率取得手段１６として、紫外線リアクタ１２とは別の箇所に配置される透過率測定センサが用いられていた。しかしながら、透過率取得手段１６として透過率測定センサを設置する代わりに、バラスト水をバラストタンク２に貯留することなく排出する予備運転（図８参照）において制御手段１９に紫外線透過率を算出させることも可能である。具体的には、予備運転において紫外線ランプ１２ａを点灯させるとともに、紫外線ランプ１２ａの強度を紫外線センサ１４により計測する。これにより、紫外線ランプ１２ａの強度と紫外線センサ１４により計測された紫外線の照度とから、制御手段１９に紫外線透過率を算出させることが可能となる。

【0063】

上記実施形態では、図５に示すように、モード判定工程は、ステップＳ１～ステップＳ４の４つのステップを有していた。しかしながら、モード判定工程は、これらのステップＳ１～ステップＳ４のうち、１つ以上のステップを有していなくても良い。例えば、第１モードＭ１と第２モードＭ２とで紫外線透過率にごとの処理流量に差がなければ、ステップＳ４を有していなくても良い。この場合、ステップＳ３における許容排出時間も各運転モードＭ１，Ｍ２のタンク保持時間より長ければ、何れのモードで運転しても良いことになる。このような場合には、判定結果出力手段１８によって船員等のユーザにその旨を提示し、入力装置１５によりユーザから実行すべき運転モードを受け付けることが好適である。

【0064】

上記実施形態では、第１モードＭ１のタンク保持時間が第１の水域としての淡水・汽水域と第２の水域としての海水域とで異なっていた（Ｔ１１，Ｔ１２）。しかしながら、第１モードＭ１のタンク保持時間が淡水域、汽水域、海水域の３つの水域でそれぞれ異なっていても良い。この場合、塩分濃度が低い水域ほど微生物の紫外線耐性があるため、淡水域のタンク保持時間がもっとも長く、海水域のタンク保持時間がもっとも短い。この場合、第１の水域を淡水域、第２の水域を汽水域及び海水域として、淡水域でのみ、入力装置１５（許容排出時間取得手段）が取得した許容排出時間と淡水域における各運転モードのタンク保持時間とを比較して運転モードの判定基準とする（上述したステップＳ３を実行する）ことも考えられる。このような構成であっても、タンク保持時間が長い淡水域においては長期間にわたってバラスト水を排出できないという状況を避けつつ、汽水域及び海水域においては他の条件に基づいて適切な運転モードを判定することができる。また、塩分濃度に応じて水域を４つ以上に区分する場合にも、塩分濃度の低いいくつかの水域においてのみ上述したステップＳ３を実行することで、同様の効果を得ることができる。

【0065】

上記実施形態では、アメリカ沿岸警備隊（ＵＳＣＧ）が定める排出規制を遵守した運転モード、すなわちタンク保持時間が定められた運転モードは第１モードＭ１と第２モードＭ２の２つであった。しかしながら、アメリカ沿岸警備隊（ＵＳＣＧ）が定める排出規制を遵守した運転モードを３つ以上備えていても良い。この場合も、制御手段１９が塩分濃度測定手段１７の測定した塩分濃度及び入力装置１５の取得した許容排出時間とタンク保持時間の比較を判定基準として適切な運転モードを判定することで、状況に応じた適切な運転モードでバラスト水処理装置１０を運転することが可能である。

【0066】

上記実施形態では、塩分濃度、許容排出時間とタンク保持時間の比較、及び紫外線透過率を判断基準として運転モードを判定していた。しかしながら、これら以外の条件を判断基準として、運転モードを判定しても良い。例えば、運転モードによって処理可能な紫外線透過率の下限値が異なっていれば、バラスト水の紫外線透過率と各運転モードにおける当該下限値の比較も判断基準として適切な運転モードを判定しても良い。また、運転モードによって消費電力が異なっていれば、消費電力も判断基準として適切な運転モードを判定しても良い。さらに、運転モードによって紫外線透過率ごとの処理流量が異なっていれば、船員等から取得したバラスト動作に費やすことのできる許容処理時間と各運転モードの処理流量から算出される必要処理時間の比較も判断基準として適切な運転モードを判定しても良い。

【符号の説明】

【0067】

１ ：バラスト装置
２ ：バラストタンク
３ ：バラストポンプ
１０ ：バラスト水処理装置
１１ ：濾過装置
１２ ：紫外線リアクタ
１２ａ ：紫外線ランプ
１３ ：流量計
１４ ：紫外線センサ
１５ ：入力装置（許容排出時間取得手段）
１６ ：透過率取得手段
１７ ：塩分濃度測定手段
１８ ：判定結果出力手段
１９ ：制御手段
９０ ：情報取得部
９１ ：記憶部
９２ ：判定部
９３ ：動作制御部
Ａ ：海域
ＦＣＶ ：流量調整弁
Ｌ１ ：第１ライン
Ｌ２ ：第２ライン
Ｌ３ ：第３ライン
Ｌ４ ：第４ライン
Ｌ５ ：第５ライン
Ｌａ～Ｌｅ ：ライン
Ｍ１ ：第１モード
Ｍ２ ：第２モード
Ｍ３ ：第３モード
Ｐ１ ：上流側接続部
Ｐ２ ：下流側接続部
Ｓ１～Ｓ４ ：ステップ
ＳＣ１ ：シーチェスト
ＳＣ２ ：船外排出口
Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ２ ：タンク保持時間
Ｕｘ ：所定透過率
Ｖ１～Ｖ４ ：開閉弁
Ｖａ～Ｖｆ ：開閉弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】