JP5731195B2 - バラスト水を処理するための方法及びシステム - Google Patents
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Description
TRC=Dosechlorine−Demandchlorine (1)
TRC=[クロラミン]+[遊離塩素] (2)
HOCl→H++OCl- (3)
HOCl+NaBr→NaCl+HOBr (4)
本発明のこれら及びその他の実施態様の機能及び利点については、下記の例から更によく理解することができる。しかし、これらは、本発明の1つ以上のシステム及び技術の便益及び/又は利点を説明するが、本発明の全範囲を例証するものではない。
図7には、20日に亘る観測期間中にLNG運搬船から排出された冷却水のORPのグラフが示されている。冷却水は、シーメンス ウォーター テクノロジース コーポレイション社製のCHLOROPAC(登録商標)電解発生器によって生じた塩素で処理された。冷却水に用いられた塩素投与量は、0.6mg/Lの範囲内に設定された。未処理水のORP(ORP基準線)を測定するため、塩素発生は、毎日真夜中に2時間に亘って、中断された。
図8は、ORPレベルと貯蔵水の遊離塩素濃度及びpHとの関係を表わしたチャートを示している。約7.5単位のpHにおいて、約0.2mg/Lの遊離塩素で約700mVのORP電位を達成することができる。8.5のpHで同じ電位を得るには、3ppmの遊離塩素が必要になるであろう。従って、図8に示すように、pH補正をしなければ、遊離塩素制御に基づく処理システムは、許容できない塩素消毒過剰又は塩素消毒不足状態をもたらすであろう。固定塩素排出量に基づく処理システムは、典型的には、最悪事態シナリオ、即ち高pH、に対処するように設計されているので、バラスト水の過剰塩素消毒が生じ、併せて、腐食の可能性が強まり、DBP生成の公算が高まる可能性がある。
水道水を用いて、2mg/Lの尿素を含む場合と含まない場合の塩化ナトリウム(20g/L)及び臭化ナトリウム(60mg/L)の水溶液を用意して、米国環境保護庁及び米国沿岸警備隊による環境技術検証プロトコル(Environmental Technology Verification protocol)草案に記載の、水処理システムの評価に用いられる技術と同様の方法で、窒素化合物濃度が低い場合及び高い場合の典型的な沿岸海水の模擬物を作成した。
典型的な沿岸海水の類似物を作成するため、尿素を1mg/L添加した塩化ナトリウム(20g/L)及び臭化ナトリウム(60mg/L)の水溶液が水道水を用いて用意された。用意した1リットルの水溶液を、琥珀色のガラスビーカーに入れて、連続撹拌した。水溶液のORP及びTRC並びに残留遊離塩素レベルを監視しながら、0.5mg/Lの塩素が、ビーカーに添加された。滞留結合塩素濃度が、TRCと滞留遊離塩素濃度との差に基づいて計算された。同様の試験が、1.0mg/L、1.5mg/L、2.0mg/L及び3.0mg/Lの塩素投与量レベルを用いて実施された。
2008年1月にオランダのテセル島沖の北海から採取した海水試料を砂濾過器で濾過して、浮遊物質を除去した。海底堆積物試料も採集され、約60℃で熱的に消毒された。
2008年1月にオランダのテセル島沖の北海から採取した海水試料を砂濾過器で濾過して、浮遊物質を除去した。1リットルの試料が用意され、10mg/L、5mg/Lの塩素投与量で、及び、処理溶液中で約750mVのORP値を生じさせるのに十分な塩素投与量で、処理された。
2008年6月にオランダのテセル島沖の北海で50リットルの海水試料が4つ採集された。
人工海水の2つの試料(20g/LのNaCl及び0.06g/LのNaBrの水溶液)が用意された。一方の試料には、1ppmの尿素が添加され、他方の試料には、1ppmのグリシンが添加された。2つの試料に異なるレベルの塩素を投与して、約60分の期間に亘って監視した。各試料の遊離塩素濃度及びORP値が、白金先端のORPセンサプローブを用いて、約5分〜10分毎に測定された。その結果として得られたデータが図12A及び12Bに図示されている。図12Cは、グリシンを投与した試料について、ORPと、全塩素濃度、遊離塩素濃度及び結合塩素濃度の経時変化とが図示されている。
2 ポンプ
3 電解発生器
4 電源
5 貯蔵タンク
6 送風機
11 供給源
110 海水箱
120 バラストタンク
200 船上処理システム
210 センサ
220 消毒剤又は殺生剤供給源
240 ポンプ
300 処理システム
310 海水箱
320 バラストタンク
330 酸化剤又は殺生剤供給源
332 電解装置
334 電源
336 脱気単位操作装置
340 フィルタ
342 バラスト水本管路
352 センサ
354 センサ
356 センサ
360 酸化剤中和システム
705 プロセッサ
710 メモリ素子
730 入力装置
740 出力装置
C 制御システム又は制御装置
Claims (29)
- 海水源に接続されたバラストタンクを備えるバラスト水システムを改変する方法であって、
電解装置の入口を前記海水源に接続し、
電解装置の出口を脱気タンクの入口に接続し、
前記電解装置の操作パラメータを調節して、前記バラストタンク中の海水中で500mV〜750mVの範囲の目標酸化還元電位(ORP)値を達成するように構成された制御装置を、前記電解装置及び前記脱気タンクの出口の下流に配置された、金先端の電極を備えている酸化還元電位センサに、接続することを含んでなる、
方法。 - 更に、前記バラストタンクの入口に前記脱気タンクの出口を接続することを含んでなる、請求項1に記載の方法。
- 更に、前記海水源に前記脱気タンクの出口を接続することを含んでなる、請求項2に記載の方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記酸化還元電位センサが、前記海水源と前記バラストタンクとの間に接続されたフィルタの上流に、配置されている、方法。
- 船上水処理システムであって、
海水源と、
バラスト水の酸化還元電位(ORP)を測定して、それを表わす測定信号を送信するために配置された、金先端の電極を備えているセンサと、
前記海水に殺生剤を導入するために配置された殺生剤源と、
前記センサから前記測定信号を受信するために配置されており、前記測定信号と500mV〜750mVの範囲の目標ORP値とに少なくとも部分的に基づく出力信号を発生して前記殺生剤源に送信し、前記海水への前記殺生剤の導入速度を調節するように構成された制御装置を備えている、
船上水処理システム。 - 請求項5に記載の船上水処理システムであって、前記殺生剤源が、ハロゲン系殺生剤を発生するように構成された電解装置を、備えている、船上水処理システム。
- 前記電解装置が、前記海水源に流体的に接続され次亜塩素酸化合物を発生するように構成された入口を、備えている、請求項6に記載の船上水処理システム。
- 請求項7に記載の船上水処理システムであって、前記電解装置を備える前記殺生剤源の少なくとも一つの出口が、海水源の出口の下流であって前記電解装置の入口の上流に、流体的に接続されている、船上水処理システム。
- 請求項8に記載の船上水処理システムであって、前記殺生剤を含む流れを海水箱に導く第1の流路を経て、前記殺生剤を含む流れを海水箱に導入し、そして、第1の流路から分離した第2の経路を経て、前記電解装置の下流において、前記殺生剤を含む流れを前記バラストタンクに導入するように、前記殺生剤源が配置されている、船上水処理システム。
- 請求項6に記載の船上水処理システムであって、前記電解装置が、前記バラスト水源に流体的に接続され次亜塩素酸化合物及び酸素化種を発生するように構成された入口を、備えている、船上水処理システム。
- 請求項10に記載の船上水処理システムであって、前記制御装置が、前記電解装置中の操作電流密度を少なくとも1,000Amp/m2に調節する出力信号を、発生するように構成されている、船上水処理システム。
- 更に、前記電解装置の下流に流体的に接続された脱気タンクを備える、請求項11に記載の船上水処理システム。
- 請求項5に記載の船上水処理システムであって、前記海水源が、船上冷却水システムに流体的に接続された海水箱を含んでなる、船上水処理システム。
- 請求項13に記載の船上水処理システムであって、前記制御装置が、前記海水箱への殺生剤の導入速度を調節して前記船上冷却水システムに導入される水中において目標生物付着制御値を達成するように、構成されている、船上水処理システム。
- 請求項14に記載の船上水処理システムであって、前記目標ORP値が規制消毒要件に基づくものである、船上水処理システム。
- バラストタンクに導入される水の処理方法であって、
前記水中に殺生剤を導入し、
前記殺生剤の導入速度を調節して、前記水中において、金先端の電極を備えている酸化還元電位センサで測定して500mV〜750mVの範囲の目標の水の酸化還元電位値を達成することを含んでなる、
方法。 - 請求項16に記載の方法であって、前記殺生剤の導入が少なくとも1つのハロゲン化種を含む殺生剤流れを発生することを含んでなる、方法。
- 請求項17に記載の方法であって、前記殺生剤の導入速度の調節が、殺生剤発生器の操作パラメータを調節することを含んでなる、請求項17に記載の方法。
- 更に、前記殺生剤流れの一部を水源に導入することを含んでなる、請求項18に記載の方法。
- 更に、前記水源への前記殺生剤の添加速度を調節して前記殺生剤の所望の生物付着制御濃度を達成することを含んでなる、請求項19に記載の方法。
- 請求項20に記載の方法であって、前記水源が船上冷却システムに流体的に接続された海水箱を備えてなる、方法。
- 更に、前記バラストタンクに導入される水の一部を電解装置において電解して殺生剤流れを発生することを含んでなる、請求項16に記載の方法。
- 請求項22に記載の方法であって、前記水源からの前記水の一部の電解が、次亜塩素酸塩を含有してなる前記殺生剤流れを、発生することを含んでなる、方法。
- 請求項23に記載の方法であって、前記水源からの前記水の一部の電解が、次亜塩素酸塩及び酸素化種を含有してなる前記殺生剤流れを、発生することを含んでなる、方法。
- 水域における船舶の船上水処理システムであって、
少なくとも1つの塩素種を含む水源と、
少なくとも1つの水源及び前記水域に流体的に接続されているフィルタと、
前記フィルタの下流に流体的に接続されているバラストタンクと、
海水の酸化還元電位を測定して、それを表わす測定信号を送信するために配置された、金先端の電極を備えているセンサと、
前記バラストタンクに殺生剤を導入するために配置された殺生剤源と、
前記センサから前記測定信号を受信するために配置され、前記測定信号と650mV〜750mVの範囲の目標酸化還元電位値とに、少なくとも部分的に、基づく出力信号を発生して前記殺生剤源に送信し、前記バラストタンクと前記フィルタに導入される水とのうちの少なくとも一方への前記殺生剤の導入速度を調節するように、構成されている制御装置を備えている、
船上水処理システム。 - 更に、前記バラストタンク内における水の遊離塩素濃度及び酸化還元電位の少なくとも一方を測定するために配置された第2のセンサを備えている、請求項25に記載の船上水処理システム。
- 請求項26に記載の船上水処理システムであって、前記第2のセンサが、前記バラストタンクから放出される水の遊離塩素濃度、全塩素濃度及び酸化還元電位値のうちの少なくとも1つを測定してそれを表わした第2の測定信号を送信するために、配置されている、船上水処理システム。
- 請求項27に記載の船上水処理システムであって、前記制御装置が、更に、前記第2の測定信号を受信して、前記第2の測定信号と、目標遊離塩素濃度、目標全塩素濃度及び第2の目標酸化還元電位値のうちの少なくとも1つとに、少なくとも部分的に、基づく第2の出力信号を発生するように構成されている、船上水処理システム。
- 請求項28に記載の船上水処理システムであって、前記第2の目標酸化還元電位値が200mV〜500mVの範囲内にある、船上水処理システム。
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