JP5593439B2 - バラスト水及びフィルタ処理用の方法並びにシステム - Google Patents

Description

本発明は、一般的にバラスト水の処理に係り、より具体的には海洋生物種および病原性細菌を排除するためのインラインフィルタの処理に関する。

バラスト水は、海洋船舶の重量配分のバランスをとるために使用される。バラスト水は、しばしばある港で積み込まれて、別の港まで運搬され、その新たな港で空にされる。この一般的な慣行には危険性が内在している。ある場所の港から船内に積み込まれるバラスト水を排水することは、排水場所の港およびその周囲の環境にも有害であり、人および動物にも危険となる可能性がある。バラスト水は海洋船舶が停泊する港の海洋または海などの塩水源から汲み上げられる塩水であってもよい。本明細書で説明するように、塩水はバラスト水の機能を果たす。しかし、淡水も同様にバラスト水としての機能を果たす。

航海の際に船舶のバランスを正しくとるために保管するタンクにバラスト水をポンプで注入する前に、バラスト水を濾過して、廃棄物および大型生物を除去するためのフィルタを船舶内に設置してもよい。船舶のフィルタの場所によっては排水を妨げることがあるため、フィルタは残留量のバラスト水を留めることがある。この残留バラスト水は、次に新たな港でバラスト水を船舶に積み込むときに、バックフラッシュで環境に漏れる可能性があり、その新たな港の環境に害をもたらし、人および動物に対する危険を秘めている。このことは、例えば船舶のバラスト水および沈殿物の規制および管理のための国際条約の規則Ｄ−２に記載される国際海事機関（ＩＭＯ）の基準、アメリカ沿岸警備隊（ＵＳＣＧ）のガイドライン、およびアメリカの様々な州のバラスト水処理の性能基準に違反する可能性もある。

外来海洋生物を新たな生態系に移入することは、その新たな種に自然防御能をもたないかもしれない自生の動植物相に対して壊滅的な影響をもつ可能性がある。加えて、出発港にコレラ菌などの有害な細菌性病原体が存在することもある。これらの病原体は、時間の経過とともにバラストタンクおよびフィルタ内で増殖し、それが放出される地域で病気の流行を引き起こす可能性がある。

本発明の一以上の実施形態は、海洋船舶の船内で水を処理するシステムおよび方法を提供する。より具体的には、一以上の実施形態は、バラスト水、フィルタおよびフィルタ内に留まっている残留量の水を浄化するために、海洋船舶の船内で使用されるバラスト水およびインライン水フィルタの処理に向けられる。本発明のシステムおよび方法は、フィルタおよびフィルタ吐出配管／バルブ、ならびに排水用フラッシュ流の廃液内に生息／繁殖するおそれのある海洋生物を死滅させる。

本発明の一側面は、現場水処理用船上システムであり、前記システムは流入する海水の濾過のためにハウジング内に収容された自己洗浄式インラインフィルタと、前記フィルタから排水されるフラッシュ流を浄化可能なバラスト水およびフィルタ処理システムと、フラッシュラインとを備える。フラッシュ流は、濾過後に前記フィルタに留まっている残留量の海水を含む。

バラスト水およびフィルタ処理システムは、濾過した海水を電解して、一以上のオキシダントおよび水素を含む枯渇海水溶液を生成し、フィルタに対して流体連通しているとともに有機源からの水中の全炭素濃度およびバラスト水の酸化還元電位の測定に基づき次亜塩素酸塩を制御して生成する手段に操作自在に接続される電解槽と、濾過した海水および電解槽からの電解液の少なくとも何れかを受容する、フィルタおよび電解槽に対して連通している一以上のバラストタンクと、バラスト水中のオキシダント成分を測定する手段を備えるとともに排水に先立ってバラスト水中の酸化剤を制御する中和システムと、自己洗浄のためのフィルタフラッシング手段とを備える。この手段は、電解槽からの電解液、ならびに一以上のバラスト水タンクからの濾過された海水および電解液のうち少なくともいずれかの、任意の一以上の副流を含む。中和システムは、フラッシュ流中の残留オキシダントを測定されたオキシダント含有量に基づき０．２ｍｇ／Ｌ未満まで中和する。

フラッシュラインは入口と出口とを有する。フラッシュラインの入口は、フィルタ出口に当接する。中和されたフラッシュ流は、フラッシュラインの出口から排水される。バラスト水およびフィルタ処理システムは、さらにフラッシュラインを浄化可能である。

現場水処理用船上システムは、フラッシュ流中の一以上のオキシダントの濃度を測定する手段と、測定濃度に応じて電解槽からの電解液の流量を調整する手段とをさらに有してもよい。一以上のオキシダントの濃度を測定する手段は、フラッシュ流のＯＲＰ値を判定できる一以上の酸化還元電位（ＯＲＰ）アナライザを備えてもよい。

中和システムは、フラッシュ流に対して連通する還元剤源と、フラッシュ流に供給される還元剤量の制御手段とをさらに備えてもよい。還元剤源は、亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム、二酸化硫黄およびチオ硫酸塩からなる群から選択される一以上の還元剤であってもよい。さらに、中和システムは還元剤を保管するタンクと、フラッシュラインに対して連通している中和剤ラインとを有してもよい。

電解液から水素を分離して、分離した水素を周囲空気で希釈して、大気に排気するためにサイクロンを使用してもよい。
本発明の別の側面は、海洋船舶の船内での現場バラスト水処理方法である。前記方法は流入する海水を濾過するための自己洗浄式フィルタを提供する工程と、フィルタから排水されるフラッシュ流を浄化するために船舶内にバラスト水およびフィルタ処理システムを設置する工程とを含む。フラッシュ流は濾過後にフィルタに留まっている残留量の水を含んでもよい。

バラスト水およびフィルタ処理システムは、濾過した海水を電解して、一以上のオキシダントおよび水素を含む枯渇海水溶液を生成し、フィルタと流体連通している電解槽と、濾過した海水および電解槽からの電解液、もしくはそのいずれかを受ける、フィルタおよび電解槽に対して連通している一以上のバラストタンクとを備えてもよい。

前記方法は、フィルタフラッシング手段を供給する工程をさらに含んでもよい。フィルタフラッシング手段は、電解槽からの電解液の副流を含んでもよい。あるいは、フィルタフラッシング手段は、一以上のバラストタンクからの濾過および処理済みの海水の副流を含んでもよい。

フラッシュ流中の残留オキシダントは０．２ｍｇ／Ｌ未満まで中和してもよく、中和したフラッシュ流はフラッシュラインから排水してもよい。バラスト水およびフィルタ処理システムはさらにフラッシュラインを浄化可能であってもよい。残留オキシダントの中和は、フラッシュ流と流体連通している還元剤源を有する中和システムを提供する工程を含んでもよい。中和システムはフラッシュ流に供給される還元剤量の制御手段と、還元剤を保管するタンクと、フラッシュラインに対して連通している中和剤ラインとをさらに備えてもよい。還元剤源は、亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム、二酸化硫黄およびチオ硫酸塩からなる群から選択される一以上の還元剤であってもよい。

前記方法はフラッシュ流中の一以上のオキシダントの濃度を測定する工程と、測定濃度に応じて電解槽からの電解液の流量を調整する工程とをさらに含んでもよい。一以上のオキシダントの濃度を測定する工程は、一以上の酸化還元電位（ＯＲＰ）アナライザを提供する工程を含んでもよい。ＯＲＰアナライザはさらにフラッシュ流のＯＲＰ値を判断してもよい。

電解液から水素を分離してもよい。分離した水素は周囲空気で希釈して、大気に排気してもよい。
本発明の様々な目的、特徴、側面および利点は、同じ番号は同じ成分を表す添付の図面とともに、本発明の実施形態の以下の詳細な説明から一層明らかになるであろう。

図１は、本発明の一実施形態によるバラスト水およびインラインフィルタの現場処理用システムを表す模式図を示す。 図２は、本発明の一実施形態によるバラスト水およびインラインフィルタの現場処理方法を表す模式図を示す。

図１は、バラスト水およびインラインフィルタの現場処理のために、海洋船舶（図示せず）、例えば船内で使用されるシステム１００の一実施形態を示す。インラインフィルタ１０８は、バラスト水を濾過するために使用される。フィルタポンプ１０４は、バラスト水を一以上のシーチェストまたは入口からフィルタ１０８に引き込む。ポンプ１０４はフィルタ１０８の上流に配置されている。バラスト水は天然の塩分含有量の海水または淡水を含んでもよい。

水は粗メッシュのストレーナ（図示せず）に流して、予め濾過されてもよい。フィルタ１０８は少なくとも１つの自己洗浄式フィルタを備えてもよい。別の実施形態では、フィルタ１０８はストレーナとフィルタとを備える。水はフィルタ１０８に流れ込んで、取水口１１２を通る。フィルタ１０８はハウジング（図示せず）内に配置される。ハウジングは炭素鋼、ゴムライニングした炭素鋼、合金またはフィルタを収容するのに適した任意の他の材料から製造されてもよい。フィルタ１０８中の水は、濾過等級が約２０マイクロメートルから約５ミリメートルの範囲内のフィルタスクリーンを通過する。フィルタスクリーンは水中の粒子状物質（有機物および無機物）を分離して、排水可能な濾過水を生成する。濾過水はフィルタ１０８から濾過水出口１１６に出る。

フィルタ１０８に進入するほぼすべての水は濾し出されるか排水されるが、フィルタ１０８内には少量または残留量の水が不可避的に留まるか、または捕集される。この残留量の水は環境に潜在的に有害な海洋生物および細菌で汚染されていることがある。そのため、フィルタ１０８中の残留水を浄化して、これら捕集された生物および細菌を死滅させ、または殺生し、これら外来海洋生物種および病原性細菌を出発港以外の港の水に移入させないことが重要である。

バラスト水およびフィルタ処理システム１００は、フィルタ１０８中に留まる残留量の水のほぼすべてを処理する手段を有するフィルタ処理システム１０２をさらに備える。本明細書で使用する「残留量の水」という用語は、フィルタ１０８内の残留量の水の中に含まれている汚染物質またはフィルタ１０８内に捕集されている任意の汚染物質を含み得る。

バラスト水およびフィルタ処理システム１００は、濾過水主流１１８を介して排水される濾過水の一部が流入する一以上のバラストタンク１２０を備える。濾過水主流は本明細書において「バラスト水流」ともいう。バラスト水およびフィルタ処理システム１００はフィルタ１０８の下流に配置されている一以上の電解槽１２４をさらに備える。排水される濾過水の副流１２８ａは、濾過水主流１１８から分離して、一以上の電解槽１２４に向かって分かれる。代替実施形態では、副流１２８ｃは、濾過水主流１１８が一以上のバラストタンク１２０に進入した後に、一以上のバラストタンク１２０から汲み出される。

副流１２８ａは副流配管を通過して一以上の電解槽１２４に流れ、そこで海水の場合にはバラスト水に自然に存在する塩、または淡水の場合には添加された塩化物塩のいずれかから次亜塩素酸塩が発生する。この説明の目的上、海水を使用するが、本発明の実施形態は海水に限定されるものではない。塩素を発生する塩水のいずれを使用してもよい。

電解槽１２４は、陽極および陰極直流電流下で給電される電極を備える。この条件では、原海水に含まれる塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）の部分的な電気分解が発生する。塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）水溶液は、ナトリウムイオン（Ｎａ^＋）と塩素イオン（Ｃｌ⁻）に完全に解離するが、これは陽極側で反応して遊離塩素が生成される。水中の水酸化物イオン（ＯＨ⁻）は陰極領域から移動して、陽極付近でＮａ^＋およびＣｌ_２と反応して次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＯＣｌ）および水素（Ｈ_２）を生成する。

水中の次亜塩素酸ナトリウムは加水分解して次亜塩素酸（ＨＯＣｌ）となる。ＨＯＣｌの一部は水中の臭素と反応して次亜臭素酸（ＨＯＢｒ）となる。ＨＯＣｌおよびＨＯＢｒはバラスト水を処理するために使用されるキル剤として作用する。

水はさらにサイクロン式水素分離器１２５に流入でき、そこで副流１２８ｂから次亜塩素酸塩発生の水素（Ｈ_２）副産物が分離されて、水素排気ライン１２６を介して大気に排気される。副流１２８ｂはさらにバラスト水主流１１８に再び入って、一以上のバラストタンク１２０中の海洋生物および細菌を死滅させる。

バラスト水およびフィルタ処理システム１００は、バラスト水１１８と流体連通している全有機炭素（ＴＯＣ）アナライザ１２９を備える。全有機炭素アナライザ１２９は、微生物、植物性物質、藻類、有機酸および有機物由来の無機化合物など、有機源から水中の炭素濃度を測定する装置である。原則として、約１ｐｐｍのＴＯＣを中和するのに約１ｐｐｍの塩素が必要であることが当業界で周知である。

バラスト水およびフィルタ処理システム１００は、全有機炭素アナライザ１２９に対して連通している次亜塩素酸塩発生制御手段をさらに備える。次亜塩素酸塩発生制御手段は適した任意の機器を備えることができるが、一実施形態では、全有機炭素アナライザ１２９に対して連通している制御システム１３０と、電解槽１２４に電気接続されている電源１３１とを備える。制御システム１３０は、ＴＯＣ測定に反応して電解槽１２４に加わるアンペア数を調整できる。

バラスト水およびフィルタ処理システム１００は、バラスト水１１８と流体連通している流量計１３３をさらに備える。流量計１３３は、次亜塩素酸塩発生制御手段に対して連通している。流量計１３３はバラスト水流１１８に置いて、バラスト水の流量を測定できる。次亜塩素酸塩発生制御手段は、バラスト水の流量およびＴＯＣ測定値を利用して、バラスト水１１８中の生物を死滅させるために発生させる必要のある次亜塩素酸塩の量を判定でき、そのため次亜塩素酸塩を発生させるために電解槽１２４に加えなければならないアンペア数を判定できる。

バラスト水およびフィルタ処理システム１００は、一以上の酸化還元電位（ＯＲＰ）プローブ１３４をさらに備える。一般的に、ＯＲＰプローブ１３４は基準電極および測定電極によって形成される回路にかかる電圧を測定し、両電極間の間にバラスト水がある。バラスト水１１８のＯＲＰ値は、バラスト水１１８中のＨＯＣｌおよびＨＯＢｒ酸化剤の濃度に比例する。ＨＯＣｌおよびＨＯＢｒはともにハロゲン族の塩素および臭素の酸化剤の形態である。ＯＲＰプローブ１３４は、バラスト水１１８と流体連通している。ＯＲＰプローブ１３４は、ＯＲＰ値を次亜塩素酸塩発生制御手段に連絡する。ＯＲＰプローブ１３４が次亜塩素酸塩をバラスト水１１８に添加する地点１２７の下流に置かれている場合、次亜塩素酸塩発生制御手段は測定値を利用して、バラスト水中のすべての微生物を死滅させるのに十分な次亜塩素酸塩が確実に存在するようにするために、バラスト水１１８中に酸化剤として過剰ハロゲンが存在することを確認する。様々な実施形態では、ＯＲＰプローブ１３４は、バラストタンク１３４の上流、バラストタンク１２０内、バラストタンク１２２の下流、バラスト水排水ポンプ（図示せず）の下流、フラッシング手段１３２（ＯＲＰプローブ１９７）、フラッシュライン１８４（ＯＲＰプローブ１９８）、および中和剤ライン１５６（ＯＲＰプローブ１９９）からなる群から選択される一以上の場所に置かれている。

バラスト水およびフィルタ処理システム１００は、システムデータ記録手段１３５をさらに備える。システムデータ記録手段１３５は、当業界で周知の任意のデータ記録装置を備えることができる。該データ記録装置の例には、ハードドライブ、フラッシュメモリ、ＣＤ−ＲＯＭおよび磁気ディスクなど、コンピュータ化された装置、すなわちプログラマブル・ロジック制御装置（ＰＬＣ）、ならびに紙プロットなどのコンピュータ化されていない記録装置が含まれる。測定および記録するシステムデータは、バラスト水の流量、電解槽１２４に加わるアンペア数、電解槽１２４の電圧、バラスト水１１８と副流１２８とを合わせた酸化還元電位（ＯＲＰ）値、および船舶からの排水前のバラスト水のＯＲＰ値を含むが、これらだけに限定されない、当業者にとって望ましい任意のパラメータを含むことができる。システムデータは一定の時間間隔で測定および記録され得る。

バラスト水およびフィルタ処理システム１００は、バラスト水処理効果検証手段１３７をさらに備える。バラスト水処理効果検証手段１３７は、システムデータ記録手段または次亜塩素酸塩発生制御手段の内部に含めることができる。バラスト水処理効果検証手段１３７は、システムデータのプロット、取外し可能なハードドライブまたはフラッシュドライブ、ラップトップコンピュータまたは携帯端末上へのシステムデータのダウンロード、インターネットへのシステムデータの転送、または船外の場所へのシステムデータの無線伝送を含むが、これらだけに限定されない、バラスト水処理が適切に行われたことを沿岸警備隊または港湾管理委員会などの監督機関に実証するための、業界で周知の任意の手段を備えることができる。監督機関はこの情報を使用して、バラスト水が適切に処理されたことを確認してもよい。

バラスト水およびフィルタ処理システム１００は、フィルタフラッシング手段１３２をさらに備える。フィルタフラッシング手段１３２はフィルタから排水されるフラッシュ流を浄化するために、フィルタ１０８に次亜塩素酸塩などの汚染除去剤を流れさせてもよく、フラッシュ流は、濾過後にフィルタ１０８に留まっている残留量の海水を含む。フィルタ１０８は、フラッシング手段１３２の第１端１４０に連結されている入口フラッシング手段１３６をさらに備える。一実施形態では、フラッシング手段１３２の第２端は、次亜塩素酸塩を入れる容器を備える次亜塩素酸塩源に連結される。例えば、フラッシング手段１３２は、電解槽１２４からの電解液の副流を含んでもよい。別の実施形態では、フラッシング手段１３２はバラストタンク１２０からの濾過および処理済みの海水の副流を含んでもよい。

ＨＯＣｌおよびＨＯＢｒなどのハロゲン含有酸化剤の形態のハロゲンは、次亜塩素酸塩発生によって生成されて、バラスト水中の生物を死滅させるためのものである。しかし、ハロゲン含有酸化剤は、船舶周囲の海洋動植物相に対して潜在的な危険を秘めている。

本発明のシステムの一実施形態では、バラスト水およびフィルタ処理システム１００は、一以上のバラストタンク１２０の下流に配置されている中和システム１４８を含んでもよい。バラスト水の中和工程は、酸化剤を中和してハロゲンの中性塩にする工程を含む。中和システム１４８は、バラスト水のオキシダント含有量測定手段１３８と、還元剤配管１５２を介してバラスト水と流体連通している還元剤源１３９と、バラスト水に供給される還元剤量の制御手段１４１とを備える。還元剤量の制御手段１４１は、ハロゲンまたは還元剤含有量測定手段１３８に対して連通している。

ハロゲンまたは還元剤含有量測定手段１３８は、一以上の酸化還元電位（ＯＲＰ）プローブを備えることができる。還元剤量の制御手段１４１は、制御システム、コンピュータ、プログラマブル・ロジック制御装置およびポンプを含むが、これらだけに限定されない、業界で周知の装置の任意の組み合わせを備えることができる。

還元剤源１３９は、還元剤タンクと、還元剤タンクに流体連通しているポンプとを備えることができる。ポンプは還元剤量の制御手段１４１に対して連通している。還元剤源１３９は適した還元剤の任意の組み合わせをさらに含むことができる。適した還元剤の例には、亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム、二酸化硫黄およびチオ硫酸塩が含まれる。

中和システム１４８は、バラスト水の中和１４８の効果検証手段１４２をさらに備える。バラスト水の中和１４８の効果検証手段１４２は、システムデータのプロット、取外し可能なハードドライブまたはフラッシュドライブ、ラップトップコンピュータまたは携帯端末上へのシステムデータのダウンロード、インターネットへのシステムデータの転送、または船外の場所へのシステムデータの無線送信を含むが、これらだけに限定されない、バラスト水が適切に中和されたことを実証するための業界で周知の任意の手段を備えることができる。任意で、中和の効果検証手段を還元剤量の制御手段１４１に含めることができる。監督機関はこのデータを使用して、バラスト水が適切に中和されたことを確認できる。

バラスト水およびフィルタ処理システム１００は、バラストタンク１２０からバラスト水を排水する手段をさらに備える。吐出配管１２２は、バラスト水を排水する船舶の外側に通じる吐出口１９６を画定する。

バラスト水およびフィルタ処理システム１００は、中和剤ライン１５６をさらに備える。中和剤ライン１５６は、中和剤を次亜塩素酸塩処理する（またはその他の形で浄化する）水に注入して、残留量の水に存在する残留塩素および他のオキシダント、もしくはそのいずれかを中和させてもよい。残留塩素は０．２ｍｇ／Ｌ未満に中和してもよい。中和剤ライン１５６は、第１端１６８で還元剤源に連結される。還元剤を入れる容器は中和剤の供給源として使用して、第１端１６８で中和剤ライン１５６に連結される。例えば、一実施形態では、中和システム１４８の還元剤源１３９は、中和剤ライン１５６を通して還元剤を次亜塩素酸塩処理する水に供給される。

中和剤ライン１５６の第２端１７２はフィルタ１０８に連結される。フィルタ１０８は、中和剤ライン１５６の第２端１７２を装着する中和剤入口１７６をさらに備える。還元剤源は、残留量の水と流体連通する。

フィルタ１０８は、残留量の水をバックフラッシュ／排水するためのフラッシュ出口１８０およびフラッシュライン１８４をさらに備える。フラッシュライン１８４の第１端１８８は、フラッシュ出口１８０に装着されている。中和されたフラッシュ流はフィルタ１０８から排水してもよく、浄化された水はフラッシュ出口１８０を出て、フラッシュライン１８４を介してフィルタ１０８から流出する。代替実施形態では、中和剤ライン１５６の第２端１７２はフラッシュライン１８４に連結されていてもよく、フラッシュ流に存在する残留オキシダントを中和するために還元剤源とフラッシュ流との間の流体連通を確立する。中和された水はフラッシュライン１８４の第２端１９２でフラッシュライン１８４を出て、船舶から排出される（１９６）。

ここで図２を参照すると、本発明の方法の一以上の実施形態において、バラスト水はポンプで注入されて（２０４）、フィルタを通る（２０８）。先に述べたように、フィルタは海水または淡水から粒子状物質を分離して濾過水を生成可能である。フィルタはフィルタ内に残留量の水を留めながら濾過水を排水する。方法は、フィルタに一以上の処理プロセスを施すことによって、フィルタ内に留まっている残留量の水を浄化する工程をさらに含む。

方法は濾過水の一部を移動して処理流にし（２１２）、処理流を一以上の電解槽にパイプで注入する工程をさらに含んでもよい。一以上の電解槽に電流を加えると、一以上の電解槽は処理流内に次亜塩素酸塩を発生する（２１６）。通気手段によって処理流から水素を分離してもよい。

方法は、フィルタ内に捕集されている海洋生物および細菌、もしくはそのいずれかを死滅させまたは不活性化するために、フィルタ内に留まっている残留量の水を処理する工程２２０をさらに含んでもよい。フィルタと電解槽との間に流体連通を確立してもよい。一以上の電解槽で生成される次亜塩素酸塩は、一以上のオキシダントを残留量の水に注入することによって、フィルタ内に留まっている残留量の水の処理２２０に使用してもよい。

一以上の電解槽で発生させる次亜塩素酸塩２１６は、バラスト水の処理に使用してもよい。一態様において、フィルタから排水される濾過水の一部はバラスト水流となる。バラスト水流はバラスト水として一以上のバラストタンクにパイプで注入され、バラスト水に処理流を再び注入した後にサンプリングして、バラスト水流の酸化還元電位（ＯＲＰ）値を判定する。バラスト水流のＯＲＰ値は、一以上のＯＲＰプローブで測定する。測定したＯＲＰ値に応答して、バラスト水タンク中の次亜塩素酸塩の適正な濃度を得るために処理流で生成される次亜塩素酸塩を増加または減少するように電解槽の電流を調整する。

バラスト水を処理する工程は、バラスト水の全有機炭素含有量（ＴＯＣ）を確認する工程をさらに含んでもよい。ＴＯＣアナライザによる測定、基準源からの値の取得、およびバラスト水のサンプリングおよび解析装置によるＴＯＣ含有量の測定を含め任意の適した方法で、オキシダント要求量を確認できる。バラスト水の全有機炭素含有量を測定するとき、測定またはサンプリングは、流入するバラスト水、船舶外側の水、およびバラストタンク中の水を含め、任意の適した場所で行うことができる。

次亜塩素酸塩を発生させるために、処理流は電解槽にパイプで注入される。処理流はバラスト水として一以上のバラストタンクにパイプで注入される濾過水の副流である。一以上の電解槽にアンペアを加えて、処理流中に次亜塩素酸塩を発生させる。次亜塩素酸塩を含む処理流は、バラスト水に注入されてバラスト水を処理する。一実施形態では、次亜塩素酸塩はバラスト水タンク上流のバラスト水に注入されて、次亜塩素酸塩とバラスト水とを混合しやすくする。電解槽による次亜塩素酸塩の生成は、バラスト水のオキシダント要求量に応答して調節される。バラスト水のＴＯＣ含有量が高くなるほど、生成しなければならない次亜塩素酸塩の量は多くなる。

全有機炭素含有量に応答して電解槽による次亜塩素酸塩の生成を調節する工程は、電解槽に加えるアンペア数を調整する工程をさらに含んでもよい。アンペア数が増加すると、次亜塩素酸塩の生成が増大することになる。バラスト水中に残留ハロゲンを維持するために、次亜塩素酸塩の生成を調節する。残留ハロゲンとは、バラスト水に存在するすべての微生物を死滅させるのに必要な量を超えるハロゲン含有酸化剤である。バラスト水中に残留ハロゲンが存在することで、バラスト水タンクで繁殖できる微生物がバラスト水に生き残らないようにする。電解槽による次亜塩素酸塩の生成は、バラスト水中のオキシダント要求量に対するバラスト水中の次亜塩素酸塩の重量比が約１．０から約３．０の範囲になるように調節する。１．０より大きい重量比でバラスト水中に残留ハロゲンが維持されることになる。

バラスト水の流量を測定する。流量はバラスト水のＴＯＣ含有量と組み合わせて、バラスト水の処理に必要な次亜塩素酸塩の発生速度を判定する。
プロセスデータを測定および記録する。プロセスデータは、バラスト水の流量、電解槽に加えるアンペア数、電解槽の電圧、バラスト水と副流を合わせた酸化還元電位、および船舶から排水される前のバラスト水の酸化還元電位からなる群から選ばれる一以上のパラメータを含む。

一実施形態では、電解槽で発生させる次亜塩素酸塩（２１６）を、フィルタに留まっている残留量の水の処理（２２０）に使用する。別の実施形態では、次亜塩素酸塩処理をしたバラスト水を、フィルタに留まっている残留量の水の処理（２２０）に使用する。例えば、一以上のバラストタンク内部の次亜塩素酸塩を、フィルタに留まっている残留量の水の処理（２２０）に使用する。

ＴＯＣ含有量に応答して電解槽で生成されるバラスト水の残留ハロゲンは、船舶から排水する前にバラスト水を中和することによって除去できる。
還元剤を中和システムに供給する（２２４）。船舶からバラスト水を排水する（２３２）前に、次亜塩素酸塩処理したバラスト水のオキシダントを中和する（２２８）ために還元剤を使用する。

バラスト水を中和する工程は、オキシダント含有量測定手段でバラスト水のオキシダント含有量を測定する工程を含んでもよい。測定したオキシダント含有量に応答してバラスト水に還元剤を添加して、船舶から排水する前にバラスト水を中和する。一態様において、還元剤はバラストタンクの下流で添加してもよい。適する還元剤の例は、亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム、二酸化硫黄、チオ硫酸塩およびその組み合わせを含む。

バラスト水を中和する工程は、バラスト水の酸化還元電位（ＯＲＰ）値を測定する工程をさらに含んでもよい。測定したＯＲＰ値に応答して、一以上の還元剤をバラスト水に添加して、バラスト水を中和する。バラスト水に添加する還元剤の量は、バラスト水に過剰な還元剤が存在することを示すＯＲＰ値の測定を維持するように調節できる。過剰な還元剤が存在する場合、塩素および臭素などの潜在的に有害なハロゲンは存在しないはずである。酸化還元電位は約２００ｍＶ未満に維持してもよい。ＯＲＰ値が２００ｍＶ未満であるということは、過剰な還元剤が存在することを示す。別の態様において、酸化還元電位は約０ｍＶに維持される。

一実施形態において、還元剤をフィルタ内部に注入して、残留量の水中の一以上の酸化剤または残留塩素を中和してもよい。残留塩素を中和する工程は、亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム、二酸化硫黄、チオ硫酸塩およびその組み合わせからなる群から選ばれる一以上の還元剤を一以上の酸化剤に添加する工程を含んでもよい。

フラッシュラインは、浄化した残留量の水を含むフラッシュ流をフィルタから排水領域に運搬する（２３２）。別の実施形態では、排水前のフラッシュラインのある地点で、次亜塩素酸塩処理した水に還元剤を注入する。

上記説明した全炭素アナライザ、次亜塩素酸塩発生制御手段、流量計、酸化還元電位（ＯＲＰ）プローブ、システムデータ記録手段など、システムデータおよびプロセスデータを測定、制御および記録する手段を、フィルタに留まっている残留量の浄化および中和に関連するシステムパラメータおよびプロセスパラメータの測定、制御および記録にも使用する。

本発明の他の実施形態は、フィルタおよびフィルタ吐出配管／バルブに生息／繁殖する海洋生物を死滅させて、ブローダウン／排水、真水洗、塩素処理、オゾン処理、過酸化物処理、リン酸塩処理、他に適した任意の化学物質による処理、窒素パージング、二酸化炭素パージング、酸素ストリッピング／真空誘導酸素減損、熱水浸漬（塩水および淡水、もしくはそのいずれか）、スチーミングおよびその組み合わせを経てフラッシュ流の廃水を排水するためのシステムおよび方法を含む。

以上本発明の様々な実施形態を説明したが、その基本的な範囲を逸脱することなく本発明の他の実施形態およびさらに別の実施形態も考えられる。本発明の範囲は、以下の請求項によって判断される。本発明は上記説明した実施形態、バージョンまたは実施例に制限されるものではなく、これらは当業者が当業者に利用できる情報および知識と組み合わせたときに本発明を製造・使用できるように記載している。

Claims (15)

1. 現場での水処理用船上システムであって、
   流入する海水を濾過するためにハウジング内に収容されたインライン自己洗浄式フィルタと、
   前記フィルタから排水されたフラッシュ流を浄化可能なバラスト水およびフィルタ処理システムであって、前記フラッシュ流は濾過後に前記フィルタ内に留まっている残留量の海水を含む、前記バラスト水およびフィルタ処理システムとを備え、
   前記バラスト水およびフィルタ処理システムであって、
   前記濾過した海水を電気分解して、一以上のオキシダントおよび水素を含む枯渇海水溶液を生成するためのものであって、前記フィルタに流体連通しているとともに有機源からの水中の全炭素濃度およびバラスト水の酸化還元電位の測定に基づき次亜塩素酸塩を制御して生成する手段に操作自在に接続される電解槽と、
   前記フィルタおよび前記電解槽に対して連通しており、前記電解槽から前記濾過された海水および電解液の少なくとも何れかを受容するための一以上のバラスト水タンクと、
   バラスト水中のオキシダント成分を測定する手段を備えるとともに排水に先立ってバラスト水中の酸化剤を制御する中和システムと、
   自己洗浄のために前記フィルタを洗い流すためのフィルタフラッシング手段であって、同手段は、前記電解槽からの電解液、ならびに一以上のバラスト水タンクからの濾過された海水および電解液のうち少なくともいずれかの、任意の一以上の副流を含み、前記中和システムは、前記フラッシュ流中の残留オキシダントを測定されたオキシダント含有量に基づき０．２ｍｇ／Ｌ未満に中和する、前記フィルタフラッシング手段とを備える、前記バラスト水およびフィルタ処理システムと、
   入口および出口を有するフラッシュラインであって、前記フラッシュラインの入口がフィルタ出口に当接しており、前記中和されたフラッシュ流は前記フラッシュラインの出口から排水され、前記バラスト水およびフィルタ処理システムがさらに前記フラッシュラインを浄化可能である、前記フラッシュラインとを備えるシステム。
2. 全有機炭素アナライザと、前記電解槽に電気的に接続されるとともに測定されたＴＯＣに依存して次亜塩素酸塩の生成を制御するための電源とに操作自在に通信する制御システムとをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
3. 前記フラッシュ流中の前記一以上のオキシダントの濃度を測定する手段と、
   測定された濃度に応じて前記電解槽からの前記電解液の流量を調整する手段とをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
4. 前記一以上のオキシダントの濃度を測定する手段は、一以上の酸化還元電位アナライザを備えており、前記一以上の酸化還元電位アナライザは、前記フラッシュ流の前記酸化還元電位をさらに判定する、請求項３に記載のシステム。
5. 前記中和システムは、
   前記フラッシュ流に対して連通している還元剤源と、
   前記フラッシュ流に供給される還元剤量の制御手段とをさらに備える請求項１に記載のシステム。
6. 前記還元剤源は、亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム、二酸化硫黄およびチオ硫酸塩からなる群から選択される一以上の還元剤を備える、請求項５に記載のシステム。
7. 前記中和システムは、
   前記還元剤を保管するタンクと、
   前記フラッシュラインに対して連通している中和剤ラインとをさらに備える、請求項６に記載のシステム。
8. 前記電解液から水素を分離するためのサイクロンをさらに備えており、前記分離された水素は周囲空気で希釈されて大気に排気される、請求項１に記載のシステム。
9. 海洋船舶内における現場でのバラスト水処理方法であって、
   流入する海水を濾過する自己洗浄式フィルタを提供する工程と、
   前記フィルタから排水され、前記濾過後に前記フィルタに留まっている残留量の海水を含むフラッシュ流を浄化するために前記船舶内にバラスト水およびフィルタ処理システムを設置する工程と、
   前記バラスト水およびフィルタ処理システムが、
   前記濾過した海水を電気分解して、一以上のオキシダントおよび水素を含む枯渇海水溶液を生成すべく、前記フィルタに対して流体連通しているとともに有機源からの水中の全炭素濃度およびバラスト水の酸化還元電位の測定に基づき次亜塩素酸塩を制御して生成する電解槽と、
   前記フィルタおよび前記電解槽に対して連通し、前記電解槽から前記濾過された海水および電解液の少なくとも何れかを受容し、バラスト水の酸化還元電位を測定し、同測定に基づき次亜塩素酸塩の生成を制御するための一以上のバラスト水タンクとを備え、
   自己洗浄のために前記フィルタを洗い流すためのフィルタフラッシング手段であって、同手段は、前記電解槽からの電解液、ならびに一以上のバラスト水タンクからの濾過された海水および電解液のうち少なくともいずれかの、任意の一以上の副流を含む、前記フィルタフラッシング手段を供給する工程と、
   前記フラッシュ流中の残留オキシダントをそのオキシダント含有量の測定に基づき０．２ｍｇ／Ｌ未満に中和する工程と、
   前記中和したフラッシュ流をフラッシュラインから排水する工程とを含み、
   前記バラスト水およびフィルタ処理システムはさらにフラッシュラインを浄化可能である方法。
10. 全有機炭素アナライザにより全有機炭素含有量を測定する工程と、前記測定された全有機炭素含有量に応じて次亜塩素酸塩の生成を制御するように前記電解槽に電気的に接続された電源を駆動する工程とをさらに備える、請求項９に記載の方法。
11. 前記フラッシュ流中の前記一以上のオキシダントの濃度を測定する工程と、
    測定濃度に応じて前記電解槽からの前記電解液の流量を調整する工程とをさらに備える請求項９に記載の方法。
12. 前記一以上のオキシダントの前記濃度を測定する工程は、一以上の酸化還元電位アナライザを提供する工程を含み、前記一以上の酸化還元電位アナライザが前記フラッシュ流の前記酸化還元電位をさらに判定する、請求項１１に記載の方法。
13. 前記残留オキシダントの中和工程は、中和システムを提供する工程をさらに備え、前記中和システムは、
    前記フラッシュ流に対して連通している還元剤源と、
    前記フラッシュ流に供給される還元剤の量を制御する制御手段と、
    前記還元剤を保管するタンクと、
    前記フラッシュラインに対して連通している中和剤ラインとをさらに備える、請求項９に記載の方法。
14. 前記還元剤源は、亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム、二酸化硫黄およびチオ硫酸塩からなる群から選ばれる一以上の還元剤を含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記電解液から前記水素を分離する工程をさらに備え、前記分離された水素は周囲空気で希釈されて大気に排気される、請求項９に記載の方法。

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