JP4511963B2 - 船舶における水処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、船舶における水処理装置に関し、詳しくは、生物反応槽の容量を小さくしてバラスト水処理装置のスペースを確保できる船舶における水処理装置に関する。

原油等を輸送する貨物用船舶には、航行時の船体の安定性を保つためにバラストタンクが設けられている。通常、原油等が積載されていないときには、バラストタンク内をバラスト水で満たし、原油等を積み込む際にバラスト水を排出することにより、船体の浮力を調整し、船体を安定化させている。

このようにバラスト水は、船舶の安全な航行のために必要な水であり、通常、荷役を行う港湾の海水が利用される。その量は、世界的にみると年間１００億トンを超えるといわれている。

ところで、バラスト水中には、それを取水した港湾に生息する微生物や小型・大型生物の卵が混入しており、船舶の移動に伴い、これら微生物や小型・大型生物の卵が同時に異国に運ばれることになる。

従って、もともとその海域には生息していなかった生物種が、既存生物種に取って代わるといった生態系の破壊が深刻化している。

このような背景の中、国際海事機関（ＩＭＯ）の外交会議において、バラスト水処理装置等に係る定期的検査の受検義務が採択され、２００９年以降の建造船から適用される予定となっている。

また、船舶のバラスト水及び沈殿物の規制及び管理のための条約（以下、条約という）により、バラスト水の排出基準は、以下の表１のようになる予定である。

このため、バラスト水の排出時に外洋に存在する微生物数の１００分の１程度まで殺菌あるいは除菌することが必要となっている。

以上のような背景から、上記のような問題を解決できるバラスト水の殺菌／除菌技術の開発が急務となっている。

従来、バラスト水の殺菌・除菌技術としては、オゾンを用いた化学的手法として、特許文献１に記載の技術が知られている。

一方、船舶では、浴槽や炊事場などから発生する生活排水、し尿などの汚水が発生するが、これらの汚水を海に投棄すれば海洋汚染の問題を引き起こす。このため汚水の処理装置が必要になる。特許文献２には生物処理による汚水処理装置が開示されている。
特開２００４−１６０４３７号公報 特開２００２−３６２４９３号公報

特許文献１のようなバラスト水のオゾン殺菌処理を船舶上で実行するには、オゾンを生成するためオゾン発生装置と、その原料となる酸素を発生するための酸素発生装置が必要となる。バラスト水処理装置を船舶上に設けるには、各装置を設置するスペースの確保が問題となるが、特に既設船舶ではスペースに余裕がないのが実情である。

しかるに、バラスト水を船舶に供給するのは、貨物を積みおろす際だけである。従って、バラスト水の殺菌処理が必要になるのは、バラスト水を船舶に供給する際だけであり、船舶の航行中は、バラスト水の殺菌処理は不要ということになる。このため船舶の航行中はオゾン発生装置や酸素発生装置は休止した状態にある。

本発明者は、かかる休止中の酸素発生装置の有効利用を図るべく鋭意検討した結果、船舶に設けられた汚水処理装置における生物処理の酸素源として使用したら、バラスト水処理装置のスペースを確保できることを見出し、本発明に至った。

そこで、本発明の課題は、生物反応槽の容量を小さくしてバラスト水処理装置のスペースを確保できる船舶における水処理装置を提供することにある。

また、本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。

上記課題は、以下の各発明によって解決される。

（請求項１）
船舶で発生する汚水を生物処理する汚水処理装置と船舶に取り入れるバラスト水の殺菌を行うバラスト水処理装置とを備えた船舶における水処理装置において、
前記バラスト水処理装置は、酸素発生装置と、該酸素発生装置により生成された酸素を原料としてオゾンを生成するオゾン発生装置と、該オゾン発生装置で発生したオゾンを用いてバラスト水を殺菌処理する殺菌装置とからなり、
前記汚水処理装置は、汚水を曝気処理する反応槽と固液分離手段からなり、
前記バラスト水処理装置の稼動休止中は、前記酸素発生装置により生成された酸素を前記反応槽に供給する構成を有することを特徴とする船舶における水処理装置。

本発明によれば、生物反応槽の容量を小さくしてバラスト水処理装置のスペースを確保できる船舶における水処理装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

図１は、本発明に係る船舶の水処理装置の概要を示す構成図であり、図中、１はバラスト水処理装置、２は汚水処理装置である。

バラスト水処理装置１は、港湾等から取水されたバラスト水（主として海水であるが、淡水でもよい。）をポンプ１１の駆動によって配管１６を通ってバラストタンク１２に移送するようになっている。

バラスト水処理装置１には、酸素発生装置１３及びオゾン発生装置１４が設けられており、酸素発生装置１３で発生された酸素を原料としてオゾン発生装置１４によってオゾンが生成される。オゾン発生装置１４によって生成されたオゾンは、殺菌装置１５に送られバラスト水中に混入される。これにより、オゾンの強酸化力を利用して該バラスト水中に含まれる微生物や菌体の殺菌及び除菌を行う。

オゾンをバラスト水中に混入するには、殺菌装置１５に直接供給することもできるが、配管１６に供給してもよいし、その場合、図示しない静的混合機等の混合手段を付加することも好ましい。

殺菌装置１５はバラストタンク１２に移送される配管途中に設けられており、オゾンが混入された後のバラスト水を滞留させるタンクにより構成されている。オゾンが混入された後のバラスト水をこの殺菌装置１５内に滞留させることによって、オゾンによってバラスト水が殺菌処理される。

バラストタンク１２には、この殺菌装置１５において殺菌処理された後のバラスト水が供給される。

一方、汚水処理装置２は、船舶内で発生した汚水を貯留する汚水タンク２１と、汚水タンク２１から移送された汚水を曝気処理する生物反応槽２２と、生物反応槽２２から移送された曝気処理後の汚水を処理水と汚泥とに固液分離する固液分離手段２３とを少なくとも有している。

生物反応槽２２内には、曝気を行うための曝気装置（図示せず）が設けられており、酸素供給管３によって酸素発生装置１３からの酸素を供給可能に該酸素発生装置１３と接続されている。

固液分離手段２３の具体的な手段は特に問わず、重力式沈降分離、膜分離等の公知の手段を用いることができる。

固液分離手段２３として重力式沈降分離を採用する場合、処理水を更に高度処理（膜処理、濾過処理、活性炭処理等）することも好ましい。

かかる船舶における水処理装置では、バラストタンク１２内にバラスト水を移送する際は、バラスト水処理装置１によって、港湾等から取水されたバラスト水をオゾン殺菌処理した後、バラストタンク１２に供給する。しかし、このバラスト水処理装置１が稼動するのは、バラスト水をバラストタンク１２に供給する際だけである。従って、それ以外の時、例えば船舶の航行中は、バラスト水の殺菌処理は不要であり、バラスト水処理装置１は稼動休止中となる。

本発明において、このバラスト水のオゾン殺菌処理のためのバラスト水処理装置１の稼動休止中は、酸素発生装置１３のみを稼動させ、この酸素発生装置１３において発生した酸素を酸素供給管３を介して生物反応槽２２の曝気装置に供給し、生物反応槽２２内の汚水を酸素を用いて曝気処理する。

これにより生物反応槽２２内への酸素供給能力が上昇し、効率の良い生物処理を行うことができる。このため、大容量の生物反応槽２２は不要となり、曝気処理時に空気を利用するものに比べて１／２程度の容量で済むようになり、汚水処理装置２の設備縮小化を図ることが可能となる。

この汚水処理装置２の縮小化により形成されたスペースは、バラスト水処理装置１用の設置スペースとして利用することができるため、限られた船舶内スペースを有効に利用することができる。

本発明において、汚水処理装置２において得られた処理水をオゾン溶解水として再利用することも好ましい。

図２は、汚水処理装置２において得られた処理水をオゾン溶解水として再利用するための構成の一例を示す構成図である。図２において図１と同一符号の部位は同一構成を示しているので、詳細な説明は省略する。

図中、４はオゾン溶解水生成装置であり、汚水処理装置２の固液分離手段２３によって分離された処理水は、図示しない処理水タンク内に貯留された後、該処理水タンクからポンプ４１の駆動によってこのオゾン溶解水生成装置４に移送される。

オゾン溶解水生成装置４では、処理水を移送する配管４２の途中に静的混合機４３が設けられており、配管４２内を移送される処理水に対し、オゾン発生装置１４において生成されたオゾンが供給されることで、該配管４２内の処理水中にオゾンを供給し、気液混合するようになっている。

このようにしてオゾンが混入された処理水は反応タンク４４に一旦貯留され、該反応タンク４４において処理水中にオゾンを溶解させる。

この反応タンク４４内の処理水中のオゾン溶解濃度は高濃度とすることができ、例えば１〜２００ｐｐｍの範囲に調整することができる。

反応タンク４４は、排オゾンを排出して除去するための排オゾン管４５を有しており、弁４６によって開閉されるようになっている。排オゾン管４５を通って排出されたオゾンは、図示しないオゾン吸着装置等によってオゾンが除去されて排気される。また、反応タンク４４内のオゾンが溶解した処理水は、弁４７によって開閉される排出管４８を通って排出されるようになっている。

反応タンク４４には、各弁４６、４７が閉じた状態でポンプ４１の駆動によって配管４２を通って処理水を圧送し、該処理水を加圧状態で貯留することが、反応タンク４４内における処理水中のオゾン溶解量を増大させることができるために好ましい。加圧条件の一例を挙げれば、５〜２０ｋｇ／ｃｍ^２とすることである。

排出管４８は、港湾等から取水されたバラスト水をバラストタンク１２に移送するための配管１６と接続しており、反応タンク４４から排出される高濃度のオゾンを含有する処理水は、この排出管４８を通って配管１６中の殺菌装置１５又はその手前に供給される。

ここで、排出管４８によって配管１６に供給する反応タンク４４内のオゾン含有処理水量と配管１６内を流れるバラスト水量の比が１：５〜１０００の範囲となるように調整されることが好ましい。すなわち、ポンプ１１の駆動によって配管１６内を移送されるバラスト水の水量に対し、反応タンク４４から排出管４８を通って移送されるオゾン含有処理水の水量が１／５〜１／１０００となるように調整される。排出管４８内の処理水の流量は、弁４７を適宜調整することによって調整することができる。

これにより、配管１６内をバラストタンク１２に向けて流れるバラスト水中に、反応タンク４４内のオゾン含有処理水の１／５〜１／１０００の濃度のオゾンが供給されることになる。従って、配管１６内を流れるバラスト水中に含まれる微生物や菌体を、反応タンク４４から排出管４８を通って供給されるこのオゾン含有処理水によって殺菌することができる。

本発明に係る船舶の水処理装置の概要を示す構成図 汚水処理装置において得られた処理水をオゾン溶解水として再利用するための構成の一例を示す構成図

符号の説明

１：バラスト水処理装置
１１：ポンプ
１２：バラストタンク
１３：酸素発生装置
１４：オゾン発生装置
１５：殺菌装置
１６：配管
２：汚水処理装置
２１：汚水タンク
２２：生物反応槽
２３：固液分離手段
３：酸素供給管
４：オゾン溶解水生成装置
４１：ポンプ
４２：配管
４３：静的混合機
４４：反応タンク
４５：排オゾン管
４６：弁
４７：弁
４８：排出管

Claims (1)

1. 船舶で発生する汚水を生物処理する汚水処理装置と船舶に取り入れるバラスト水の殺菌を行うバラスト水処理装置とを備えた船舶における水処理装置において、
   前記バラスト水処理装置は、酸素発生装置と、該酸素発生装置により生成された酸素を原料としてオゾンを生成するオゾン発生装置と、該オゾン発生装置で発生したオゾンを用いてバラスト水を殺菌処理する殺菌装置とからなり、
   前記汚水処理装置は、汚水を曝気処理する反応槽と固液分離手段からなり、
   前記バラスト水処理装置の稼動休止中は、前記酸素発生装置により生成された酸素を前記反応槽に供給する構成を有することを特徴とする船舶における水処理装置。

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