JP5370925B2 - バラスト水処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、船舶のバラストタンクに積み込むバラスト水に含まれる有害水生生物及び微生物を効率的に殺滅するためのバラスト水処理装置に関する。

一般に、空荷または積荷が少ない状態の船舶は、プロペラ没水深度の確保、空荷時における安全航行の確保等の必要性から、出港前にバラスト水の注水を行う。逆に港内で積荷をする場合には、バラスト水の排出を行う。ところで、環境の異なる荷積み港と荷下し港との間を往復する船舶によりバラスト水の注排水が行われると、バラスト水に含まれる微生物の差異により沿岸生態系に悪影響を及ぼすことが懸念されている。そこで、船舶のバラスト水管理に関する国際会議において２００４年２月に船舶のバラスト水及び沈殿物の規制及び管理のための国際条約が採択され、バラスト水の処理が義務付けられることとなった。

バラスト水の処理基準として国際海事機構（ＩＭＯ）が定める基準は、船舶から排出されるバラスト水に含まれる５０μｍ以上の生物（主に動物プランクトン）の数が１ｍ^３中に１０個未満、１０μｍ以上５０μｍ未満の生物（主に植物プランクトン）の数が１ｍｌ中に１０個未満、コレラ菌の数が１００ｍｌ中に１ｃｆｕ未満、大腸菌の数が１００ｍｌ中に２５０ｃｆｕ未満、腸球菌の数が１００ｍｌ中に１００ｃｆｕ未満となっている。

バラスト水の処理技術の従来技術としては、バラストタンクへ注水中の海水に塩素系殺菌剤または過酸化水素を混入することにより海水中の生物を死滅させる方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平４−３２２７８８号公報

特許文献１においては、海水中の生物を死滅させるために混入する塩素系殺菌剤として次亜塩素酸ナトリウム水溶液が用いられている。次亜塩素酸ナトリウムは水中で次亜塩素酸となり、遊離塩素が水中で分解する際に発生するＯ（酸素Ｏ_２の単分子）が殺菌作用を持つ。

次亜塩素酸ナトリウム水溶液をバラスト水処理のための塩素系殺菌剤として用いる場合には以下の問題がある。次亜塩素酸ナトリウム水溶液をバラストタンクに注水する海水に供給すると、海水中のプランクトン、細菌が殺滅されるが、バラスト水をバラストタンクに貯留する期間にプランクトン、細菌の再成長を抑制するためにバラスト水中に有効塩素を適切な濃度で残留させる必要がある。次亜塩素酸ナトリウムはバラスト水中で分解して有効塩素濃度が経時的に低下するため、残留する有効塩素濃度を適切な濃度に維持するためには、バラスト水の生物殺滅処理時に供給する次亜塩素酸ナトリウム供給量を多くする必要があり、そのため次亜塩素酸ナトリウムを貯留する貯槽は大きなものが必要となり、船舶に搭載する装置としてはコンパクトなものが要望されることに反するという問題、また薬剤費用が嵩む問題や、次亜塩素酸から生成するトリハロメタンが多くなり環境への影響が懸念されるという問題が生じる。

本発明は、かかる状況を鑑み、船舶のバラストタンクに注水する海水に塩素剤を供給する塩素剤供給装置を備えたバラスト水処理装置であって、バラスト水中のプランクトンと細菌類を確実に殺滅し、かつバラスト水をバラストタンクに貯留する期間にプランクトン、細菌の再成長を抑制することができ、塩素剤の使用量を低減することができるバラスト水の処理装置を提供することを課題とする。

本発明者らは、上記の課題を解決するバラスト水の処理装置を提供するべく鋭意研究を行った結果、次亜塩素酸塩を供給した海水にイソシアヌル酸化合物を添加すると、海水中の有効塩素濃度の経時的な低下を抑制することができることを見出した。

さらに、海水中のシアヌル酸イオンと次亜塩素酸とのモル比と、有効塩素濃度の経時的な低下の程度とに関係があることを見出し、前記モル比を調整することにより、イソシアヌル酸化合物を過剰に供給することなく海水中の有効塩素濃度の低下を確実に抑制することができることを明らかにし発明するに到った。

本発明に係るバラスト水処理装置では、船舶のバラストタンクに注水する海水に塩素剤を供給する塩素剤供給装置を備えている。

かかるバラスト水処理装置において、本発明では、塩素剤供給装置が、バラストタンクに注水する海水に次亜塩素酸塩を供給する次亜塩素酸塩供給手段と、バラストタンクに注水する海水にイソシアヌル酸化合物を供給するイソシアヌル酸化合物供給手段とを備えることを特徴としている。

かかるバラスト水処理装置では、バラストタンクに供給する海水に次亜塩素酸塩とイソシアヌル酸化合物を供給することにより、次亜塩素酸塩だけを供給する場合に比べて、バラストタンクに貯留中の海水中の有効塩素濃度が高く維持される。したがって、プランクトンや細菌の再成長が効果的に抑制され、しかも、次亜塩素酸塩の供給量が低減する。

次亜塩素酸塩とイソシアヌル酸化合物が供給された海水中のシアヌル酸イオンと次亜塩素酸とのモル比を所定範囲にするように次亜塩素酸塩の供給量とイソシアヌル酸化合物の供給量を制御する制御手段を備えていることが好ましい。

本発明者により見出された、海水中のシアヌル酸イオンと次亜塩素酸とのモル比と、有効塩素濃度の経時的な低下の程度との関係に基づいて、制御手段が該モル比を所定範囲にするように次亜塩素酸塩の供給量とイソシアヌル酸化合物の供給量を制御することにより、イソシアヌル酸化合物を過剰に供給することなく海水中の有効塩素濃度の低下を確実に抑制することができる。

海から取水した海水の塩分濃度を計測する塩分濃度計測手段を備え、前記制御手段は、塩分濃度計測手段により計測された海水の塩分濃度に基づき、前記モル比の所定範囲を定めることが好ましい。

海から取水した海水の塩分濃度に基づいて上記モル比の所定範囲を定めることにより、より正確に次亜塩素酸塩の供給量とイソシアヌル酸化合物の供給量を調整することができる。

前記制御手段は、前記モル比の上限値（ｙ）を、前記計測された海水の塩分濃度（ｘＰＳＵ）と、注入する次亜塩素酸濃度（Ａｍｇ/Ｌ）との下記の関係式に基づき定めることが好ましい。

以上のように、バラストタンクに供給する海水に次亜塩素酸塩とイソシアヌル酸化合物を供給することにより、次亜塩素酸塩だけを供給する場合に比べて、バラストタンクに貯留中の海水中の有効塩素濃度を高く維持することができ、プランクトンや細菌の再成長を効果的に抑制でき、しかも、次亜塩素酸塩の供給量を低減することができる。

次亜塩素酸ナトリウム溶液およびシアヌル酸ナトリウム水溶液が供給された対象水中の有効塩素濃度の変化の測定結果を示すグラフである。 対象水の塩分濃度と、シアヌル酸イオンと次亜塩素酸とのモル比の上限値との関係を示すグラフである。 実施形態に係るバラスト水処理装置を示す図である。

以下、添付図面に基づいて本発明に係るバラスト水処理装置の実施形態を説明する。

バラスト水処理装置の具体的な構成を説明する前に、まず、本発明者らが見出したイソシアヌル酸化合物の供給量の決定の手順について説明する。以下の記載において、塩分濃度は、ＰＳＵ(実用塩分)という単位で表記しており、これは、海水の電気伝導度を塩分値に換算した値である。

塩分濃度８ＰＳＵの汽水を対象水として、有効塩素酸濃度が２０ｍｇ／Ｌである次亜塩素酸ナトリウム溶液を該対象水に供給し、シアヌル酸イオンと次亜塩素酸とのモル比（シアヌル酸イオン／次亜塩素酸）が０．０３〜０．３の範囲内となるように、シアヌル酸ナトリウム水溶液の供給量を決定して上記対象水に供給した。上記モル比は、０．０３，０．０５，０．１，０．２，０．３とした。

図１は、次亜塩素酸ナトリウム溶液およびシアヌル酸ナトリウム水溶液の供給から４０日が経過するまでの上記対象水中の有効塩素濃度の変化の測定結果を示している。図１に見られるように、上記モル比が高いほど有効塩素濃度は高く、また、上記モル比が高いほど有効塩素濃度の経時的な低下が少ない。

ここで、次亜塩素酸ナトリウム溶液およびシアヌル酸ナトリウム水溶液の供給当初における有効塩素濃度に対する４０日経過後の有効塩素濃度の比率、すなわち残存率は、モル比が０．１の場合で６４％、モル比が０．２の場合で８５％、モル比が０．３の場合で９０％であった。

バラスト水中のプランクトンや細菌の再成長を抑制するためには、４０日経過後の有効塩素の残存率が５０％以上であることが好ましい。一方、イソシアヌル酸化合物の過剰な供給の回避という観点からすると、残存率を８０％以上にする必要はないので、上記モル比を０．２より小さくすることが好ましい。したがって、塩分濃度８ＰＳＵの汽水に対して次亜塩素酸濃度を２０ｍｇ／Ｌで供給する場合に、好ましい上記モル比の上限値を０．２とする。

次に、塩分濃度０〜１２ＰＳＵの範囲における複数種類の汽水（塩分濃度：０，２，３，４，５，６，８，１２ＰＳＵ）を対象水として、次亜塩素酸濃度を２０ｍｇ／Ｌで供給する場合について、上記と同様の手順で、次亜塩素酸ナトリウム溶液およびシアヌル酸ナトリウム水溶液をそれぞれの対象水に供給して、４０日経過後の有効塩素濃度の残存率を５０％以上にすることができ、かつ、シアヌル酸ナトリウムの過剰な供給を回避できる上記モル比の上限値を調べた。その結果、次亜塩素酸濃度を２０ｍｇ／Ｌで供給する場合に対象水の塩分濃度（ｘ）とモル比の上限値（ｙ）について図２に示されるような関係が得られた。

該図２に示される関係は、次の（１）式で表される。

さらに、注入する次亜塩素酸濃度を１０〜５０ｍｇ／Ｌの範囲内で変化させた場合について、図２に示されるのと同様な対象水の塩分濃度とモル比の上限値との関係を調べ、上記（１）式における傾きａを求めると、次の表１のような結果が得られ、また、傾きａは注入する次亜塩素酸濃度をＡｍｇ／Ｌとしたとき、−１/Ａに相当することを見出した。ここで、次亜塩素酸濃度は、１０，１５，２０，３０，４０，５０ｍｇ／Ｌとし、対象水の塩分濃度は、０，２，３，４，５，６，８，１２，１５，２０，２５，３０，３５ＰＳＵとした。

このことから、長期間経過後の有効塩素濃度の残存率を５０％以上にすることができ、かつ、シアヌル酸ナトリウムの過剰な供給を回避できるシアヌル酸イオンと次亜塩素酸とのモル比の上限値（ｙ）と対象水の塩分濃度（ｘ）との関係は、次の（２）式で表される。

以上の実験の結果から、本発明者らは、イソシアヌル酸化合物の供給量を次のように決定できることを見出した。

まず、対象水の塩分濃度（ＰＳＵ）（図２におけるｘ）を測定し、供給される次亜塩素酸の濃度に対応して上記（２）式から、シアヌル酸イオンと次亜塩素酸とのモル比の上限値（図２におけるｙ）を導き、該モル比の上限値を実現するイソシアヌル酸化合物の量、換言すると、イソシアヌル酸化合物の供給量の上限値を求める。そして、該上限値よりも少ない量のイソシアヌル酸化合物を供給することにより、長期間にわたり貯留中のバラスト水中の有効塩素濃度を高く維持することができ、バラスト水中の生物の再成長を抑制することができる。さらに、上記上限値より少ない量のイソシアヌル酸化合物を供給すれば、イソシアヌル酸化合物の供給量が過剰となることがないので、経済的である。

図１は本実施形態に係るバラスト水処理装置１を示す図である。図１に示されるように、バラスト水処理装置１は、海水を船内に取り込むための海水取水ライン２、海水取水ライン２によって海水を取り込みろ過装置４に送水するためのポンプ３、海水中に存在するプランクトン類を除去するろ過装置４、ろ過装置４でろ過された海水に細菌類を死滅させる塩素剤を供給する塩素剤供給装置５、ろ過装置４でろ過された海水に塩素剤供給装置５から供給された塩素剤を拡散させる拡散器を兼ねるキャビテーション装置６、塩素剤を添加された処理水をバラストタンク８に送水する処理水送水ライン７、処理水送水ライン７から送水される処理水を貯留するバラストタンク８を備えている。

以下、各装置をさらに詳細に説明する。

１．ろ過装置４
ろ過装置４は、船側部に設けられたシーチェスト（海水吸入口）から取水され、ポンプ３によって海水取水ライン２を通して取水される海水中に存在するプランクトン類を除去するものであり、目開き１０〜２００μｍのフィルタを備えたものを用いる。目開きを１０〜２００μｍにしたのは動物性プランクトン、植物性プランクトンの捕捉率を一定のレベルに保ちつつ、逆流洗浄頻度を少なくして寄港地でのバラスト水処理時間を短縮するためである。逆に言えば、目開きが２００μｍより大きいと動物プランクトン、植物プランクトンの捕捉率が著しく低くなるし、目開きが１０μｍより小さいと逆流洗浄頻度が多くなり寄港地でのバラスト水処理時間が長くなるので好ましくない。特に目開き５０μｍ程度のものを用いるのが、捕捉率と逆流洗浄頻度とを最適に設定できるので、好ましい。

２．塩素剤供給装置５
塩素剤供給装置５は、ろ過装置４によってろ過されてキャビテーション装置６に供給される海水に、細菌類を死滅させる塩素剤を供給するものである。該塩素剤供給装置５は、上記海水に次亜塩素酸塩を供給する次亜塩素酸塩供給手段としての次亜塩素酸塩供給装置１１と、上記海水にイソシアヌル酸化合物を供給するイソシアヌル酸化合物供給手段としてのイソシアヌル酸化合物供給装置１２と、海から取水した海水の塩分濃度を海水取水ライン２にて計測する塩分濃度計測手段としての塩分濃度計９と、該塩分濃度計９で計測された海水の塩分濃度に基づいてイソシアヌル酸化合物および次亜塩素酸塩の供給量を制御する制御手段としての制御装置１０とを備える。

（１）次亜塩素酸塩供給装置１１
次亜塩素酸塩供給装置１１は、次亜塩素酸塩溶液を貯留する次亜塩素酸塩貯留槽１３と、次亜塩素酸塩溶液を次亜塩素酸塩注入装置１５に供給するポンプ１４と、ろ過装置４から供給された海水に上記次亜塩素酸塩溶液を注入する次亜塩素酸塩注入装置１５とを有している。

次亜塩素酸塩貯留槽１３は、次亜塩素酸塩溶液を貯留している。次亜塩素酸塩としては、例えば、次亜塩素酸ナトリウムや次亜塩素酸カリウムが挙げられる。

次亜塩素酸塩注入装置１５は、ポンプ１４によって次亜塩素酸塩貯留槽１３から抜き出された次亜塩素酸塩溶液を、ろ過装置４でろ過された海水に注入する。該次亜塩素酸塩注入装置１５は、例えば、上記ろ過された海水を送水する配管に設けられ該配管内に次亜塩素酸塩溶液を注入するための複数のノズル（図示せず）を有しており、次亜塩素酸塩溶液の注入量をポンプ１４又は流量調整弁（図示せず）により制御できるようになっている。

次亜塩素酸塩溶液はキャビテーション装置６の上流側およびキャビテーション装置６の少なくともいずれか一方に供給される。キャビテーション装置６として、後述するベンチュリ管を用いる場合には、次亜塩素酸塩溶液はベンチュリ管の上流側およびベンチュリ管ののど部のいずれか一方に供給される。また、次亜塩素酸塩溶液をベンチュリ管の上流側に供給する場合には、キャビテーションが発生するベンチュリ管のど部に達するまでに次亜塩素酸塩溶液を流路内である程度拡散させておき、キャビテーションにより次亜塩素酸塩の拡散、混合を進める。なお、次亜塩素酸塩溶液をベンチュリ管の上流側に供給するためには、ベンチュリ管よりも上流側の流路内に次亜塩素酸塩溶液の注入口を設けておけばよい。また、次亜塩素酸塩溶液をベンチュリ管ののど部に供給する場合には、ベンチュリ管のエジェクタ作用により自吸されるので次亜塩素酸塩溶液の注入ポンプが不要となる。

（２）イソシアヌル酸化合物供給装置１２
イソシアヌル酸化合物供給装置１２は、イソシアヌル酸化合物を貯留するイソシアヌル酸化合物貯留槽１６と、該イソシアヌル酸化合物貯留槽１６に貯留されたイソシアヌル酸化合物を溶解槽１８に供給する切出装置１７と、海水等にイソシアヌル酸化合物を溶解してイソシアヌル酸化合物溶液を生成するための溶解槽１８と、該イソシアヌル酸化合物溶液をイソシアヌル酸化合物注入装置２０に供給するポンプ１９と、ろ過装置４から供給された海水に上記イソシアヌル酸化合物溶液を注入するイソシアヌル酸化合物注入装置２０とを有している。

イソシアヌル酸化合物貯留槽１６は、粉粒体状のイソシアヌル酸化合物を貯留するホッパである。イソシアヌル酸化合物としては、例えば、イソシアヌル酸塩である塩素化イソシアヌル酸塩、シアヌル酸ナトリウム、シアヌル酸カリウムや、該イソシアヌル酸塩以外のイソシアヌル酸化合物であるシアヌル酸、塩素化イソシアヌル酸などが挙げられる。

特に、イソシアヌル酸化合物として塩素化イソシアヌル酸塩を用いる場合、該塩素化イソシアヌル酸塩は、海水に溶解されると、加水分解されてシアヌル酸イオンと次亜塩素酸が生成され、次亜塩素酸の供給源ともなるので好ましい。塩素化イソシアヌル酸塩としては、例えば、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム、ジクロロイソシアヌル酸カリウム、モノクロロイソシアヌル酸ナトリウム、モノクロロイソシアヌル酸カリウム、トリクロロイソシアヌル酸ナトリウム及びトリクロロイソシアヌル酸カリウムが挙げられる。

切出装置１７は、例えばロータリーバルブ等、粉粒体のイソシアヌル酸化合物を切り出すのに適した装置であればよい。

溶解槽１８内には、撹拌機（図示せず）が設けられており、イソシアヌル酸化合物貯留槽１６から切り出されたイソシアヌル酸化合物を海水等に溶解してイソシアヌル酸化合物溶液を生成する。イソシアヌル酸化合物としてシアヌル酸が用いられる場合には、該溶解槽１８では、該シアヌル酸が水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリ溶液に溶解されて、シアヌル酸ナトリウム水溶液が生成される。また、イソシアヌル酸化合物として塩素化イソシアヌル酸塩、塩素化イソシアヌル酸、シアヌル酸ナトリウム、シアヌル酸カリウムなどが用いられる場合には、上記溶解槽１８では、水あるいは海水に溶解された水溶液が生成される。

イソシアヌル酸化合物注入装置２０は、溶解槽１８でイソシアヌル酸化合物が海水等に溶解されて生成されたイソシアヌル酸化合物溶液を、ろ過装置４でろ過された海水に注入する。この結果、海水にはシアヌル酸イオンが供給されることとなる。該イソシアヌル酸化合物注入装置２０は、例えば、上記ろ過された海水を送水する配管に設けられ該配管内にイソシアヌル酸化合物溶液を注入するための複数のノズル（図示せず）を有しており、イソシアヌル酸化合物溶液の注入量をポンプ１９又は流量調整弁（図示せず）により制御できるようになっている。

イソシアヌル酸化合物溶液はキャビテーション装置６の上流側およびキャビテーション装置６の少なくともいずれか一方に供給される。キャビテーション装置６として、後述するベンチュリ管を用いる場合には、イソシアヌル酸化合物溶液はベンチュリ管の上流側およびベンチュリ管ののど部のいずれか一方に供給される。また、イソシアヌル酸化合物溶液をベンチュリ管の上流側に供給する場合には、キャビテーションが発生するベンチュリ管のど部に達するまでにイソシアヌル酸化合物溶液を流路内である程度拡散させておき、キャビテーションによりイソシアヌル酸化合物の拡散、混合を進める。なお、イソシアヌル酸化合物溶液をベンチュリ管の上流側に供給するためには、ベンチュリ管よりも上流側の流路内にイソシアヌル酸化合物溶液の注入口を設けておけばよい。また、イソシアヌル酸化合物溶液をベンチュリ管ののど部に供給する場合には、ベンチュリ管のエジェクタ作用により自吸されるのでイソシアヌル酸化合物溶液のポンプが不要となる。

本実施形態に置いて、次亜塩素酸塩溶液およびイソシアヌル酸化合物溶液は、どちらが先に海水に供給されてもよく、また、同時に供給されてもよい。

（３）塩分濃度計９
海から取水した海水の塩分濃度を計測し、塩分濃度データを制御装置１０へ出力する（図３における破線）。

（４）制御装置１０
制御装置１０は、取水する海水中の生物の種類、量、塩素消費物質の濃度のデータに基づき、供給する次亜塩素酸塩の海水中の有効塩素量の重量濃度を５〜１００ｍｇ／Ｌの範囲で定めて次亜塩素酸塩の供給量を調整するようにポンプ１４の作動を制御する（図３における破線）。

制御装置１０は、次亜塩素酸塩の有効塩素量の重量濃度と塩分濃度計９からの塩分濃度データとに基づき、（２）式を用いて、シアヌル酸イオンと次亜塩素酸塩とのモル比の上限値を導出し、さらに、該上限値に対応するイソシアヌル酸化合物の供給量（上限供給量）を定め、上限供給量未満の量のイソシアヌル酸化合物を供給するようにポンプ１９の作動を制御する（図３における破線）。

３．キャビテーション装置６
キャビテーション装置６は、ろ過装置４によりろ過された海水中に次亜塩素酸塩とイソシアヌル酸化合物を拡散させる拡散器を兼ねており、例えば、ベンチュリ管を用いることが好ましい。ベンチュリ管は次亜塩素酸塩とイソシアヌル酸化合物を海水中に拡散させると共に、ろ過装置４を通過したプランクトンに対してベンチュリ管により発生するキャビテーションにより損傷を与えるか殺滅するものである。

ベンチュリ管は、管路断面積が徐々に小さくなる絞り部、最小断面積部であるのど部、徐々に管路断面積が広がる広がり部（ディフューザ部）からなる。のど部での流速の急上昇に伴う静圧の急激な低下によりキャビテーション気泡が発生し、広がり部での流速の低下に伴う急激な圧力上昇により成長したキャビテーション気泡が急激に崩壊するようなキャビテーションが発生する。

キャビテーションによって海水中に次亜塩素酸塩とイソシアヌル酸化合物を急速に拡散させて次亜塩素酸塩による細菌類の殺菌作用を促進させる。このようにキャビテーションの拡散作用により次亜塩素酸塩とイソシアヌル酸化合物の海水中への混合を促進するため、次亜塩素酸塩とイソシアヌル酸化合物を注入するだけの場合に比べて次亜塩素酸塩の供給量を低減できるので、次亜塩素酸塩を還元して無害化するための塩素還元剤の供給量を低減できる。

また、海水中の水生生物はキャビテーション気泡が崩壊することによる衝撃圧、せん断力、高温、酸化力の強いＯＨラジカルの作用などにより、損傷を与えるか破壊され殺滅される。このベンチュリ管のキャビテーションによれば、特に、比較的固い殻を有する原虫類、動物プランクトンの外殻を破壊し、塩素剤の浸透を促進して確実に死滅させることができる。

拡散器を兼ねるキャビテーション装置として、ベンチュリ管以外に海水流路内に攪拌流れを生じさせるスタティックミキサや攪拌翼を回転させる撹拌器を用いてもよい。

次に、本実施形態に係るバラスト水処理装置１によるバラスト水の処理について説明する。

まず、ポンプ３を稼動することによって、海水取水ライン２から海水が船内に取り込まれ、ろ過装置４へ送水される。該ろ過装置４において、該ろ過装置４の目開きに応じた大きさの動物性プランクトン、植物性プランクトン等が除去される。該ろ過装置４で捕捉された水生生物等は、ろ過装置４のフィルタ等を逆洗することにより洗い流されて海に戻される。ろ過装置４で捕捉された水生生物等を海に戻しても同一の海域なので生態系に悪影響はない。つまり、本実施形態ではバラスト水を積み込む際に処理をしているので、ろ過装置４の逆洗水をそのまま放流できるのである。ろ過装置４においてろ過された海水は、塩素剤供給装置５へ供給される。

塩素剤供給装置５の制御装置１０は、取水する海水中の生物の種類、量、塩素消費物質の濃度のデータに基づき、供給する次亜塩素酸塩の海水中の有効塩素量の重量濃度を５〜１００ｍｇ／Ｌの範囲で定めて次亜塩素酸塩の供給量を調整するようにポンプ１４の作動を制御する（図３における破線）。この結果、塩素剤供給装置５の次亜塩素酸塩注入装置１５は、制御装置１０によって定めされた量の次亜塩素酸塩を、ろ過装置４でろ過された海水に供給する。

また、該制御装置１０は、次亜塩素酸塩の有効塩素量の重量濃度と塩分濃度計９からの塩分濃度データとに基づき、（２）式を用いて、シアヌル酸イオンと次亜塩素酸塩とのモル比の上限値を導出し、さらに、該上限値に対応するイソシアヌル酸化合物の供給量（上限供給量）を定め、上限供給量未満の量のイソシアヌル酸化合物を供給するようにポンプ１９の作動を制御する（図３における破線）。この結果、塩素剤供給装置５のイソシアヌル酸化合物注入装置２０は、制御装置１０によって定められた量のイソシアヌル酸化合物を、ろ過装置４でろ過された海水に供給する。

そして、キャビテーション装置６において、上述したメカニズムによりキャビテーションが発生して、イソシアヌル酸化合物および次亜塩素酸塩、すなわち塩素剤の海水中への拡散が促進され細菌類の殺滅効果を増進する。さらに、キャビテーションにより海水中の水生生物に衝撃圧、せん断力、高温、酸化力の強いＯＨラジカルが作用し、水生生物に損傷を与えるか破壊して該水生生物を殺滅する。

キャビテーション装置６で塩素剤が拡散された海水は、処理水送水ライン７を経てバラストタンク８に送水され、該バラストタンク８に貯留される。そして、該バラストタンク８へ送水される過程及び該バラストタンク８における貯留中に塩素剤から発生する有効塩素により海水中のプランクトンや細菌類が殺滅される。

以上のように、本実施形態においては、ろ過装置で１０〜２００μｍ以上の動物性プランクトン、植物性プランクトンを除去し、塩素剤を供給して、ろ過された海水に含まれるプランクトンや細菌類を死滅させるようにしたので、確実にＩＭＯが定めるバラスト水基準を満たすバラスト水の処理が実現できる。

本実施形態では、バラストタンク８に供給する海水に次亜塩素酸塩とイソシアヌル酸化合物を供給することにより、次亜塩素酸塩だけを供給する場合に比べて、バラストタンク８に貯留中の海水中の有効塩素濃度を高く維持することができる。したがって、海水に含まれるプランクトンや細菌の再成長を効果的に抑制できるとともに、次亜塩素酸塩の供給量を低減することができる。

また、シアヌル酸イオンと次亜塩素酸塩とのモル比の所定の上限値を実現するイソシアヌル酸化合物の量、すなわちイソシアヌル酸化合物の供給量の上限値よりも少ない量のイソシアヌル酸化合物を供給することにより、イソシアヌル酸化合物の供給量が過剰となることがないので、その分、コストの増大を抑制できる。

また、本実施形態では、海から取水した海水の塩分濃度に基づいて上記モル比の上限値を導出しているので、より正確に次亜塩素酸塩の供給量とイソシアヌル酸化合物の供給量を調整することができる。

１ バラスト水処理装置
５ 塩素剤供給装置
８ バラストタンク
９ 塩分濃度計（塩分濃度計測手段）
１０ 制御装置（制御手段）
１１ 次亜塩素酸塩供給装置（次亜塩素酸塩供給手段）
１２ イソシアヌル酸化合物供給装置（イソシアヌル酸化合物供給手段）

Claims (4)

1. 船舶のバラストタンクに注水する海水に塩素剤を供給する塩素剤供給装置を備えたバラスト水処理装置であって、
   塩素剤供給装置は、バラストタンクに注水する海水に次亜塩素酸塩を供給する次亜塩素酸塩供給手段と、バラストタンクに注水する海水にイソシアヌル酸化合物を供給するイソシアヌル酸化合物供給手段と、次亜塩素酸塩の供給量とイソシアヌル酸化合物の供給量を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、次亜塩素酸塩とイソシアヌル酸化合物が供給された海水中のシアヌル酸イオンと次亜塩素酸とのモル比と、前記海水中の有効塩素濃度の経時的な低下の程度との関係に基づき、前記モル比を、所定時間経過後の有効塩素の残存率をバラストタンクに貯留中の海水中のプランクトンや細菌の再成長を抑制する残存率とするモル比にするように、次亜塩素酸塩の供給量とイソシアヌル酸化合物の供給量を制御することを特徴とするバラスト水処理装置。
2. 前記制御手段は、前記モル比を、所定時間経過後の有効塩素の残存率を５０％以上８０％未満とするモル比にするように、次亜塩素酸塩の供給量とイソシアヌル酸化合物の供給量を制御することを特徴とする請求項１に記載のバラスト水処理装置。
3. 海から取水した海水の塩分濃度を計測する塩分濃度計測手段を備え、
   前記制御手段は、塩分濃度計測手段により計測された海水の塩分濃度に基づき、前記モル比を定めることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のバラスト水処理装置。
4. 前記制御手段は、前記モル比の上限値（ｙ）を、前記計測された海水の塩分濃度（ｘＰＳＵ）と、注入する次亜塩素酸濃度（Ａｍｇ/Ｌ）との下記の関係式に基づき定めることを特徴とする請求項３に記載のバラスト水処理装置。
   

   

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