JP5824653B2

JP5824653B2 - バラスト水処理装置

Info

Publication number: JP5824653B2
Application number: JP2010281604A
Authority: JP
Inventors: 和裕丹羽; 茂俊堀切; 智宏黒羽; 由浩辻; 若菜野上
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2010-12-17
Publication date: 2015-11-25
Anticipated expiration: 2030-12-17
Also published as: JP2012125736A

Description

本発明は、バラスト水処理装置に関するものである。

船舶の安定航行を行うために、この船舶には、その停泊地において、バラスト水が適宜取り込まれ、また排出されるようになっているが、バラスト水を取り込む停泊地と、それを排出させる停泊地とは異なることが多いので、生態系の破壊が問題となっている。

すなわち、バラスト水を取り込んだ停泊地に生息していた水生生物や細菌類等の生物種が、その環境とは異なる停泊地において排出されると、その排出地における生物種の生態系を破壊させることがあるのである。

そこで、バラスト水を処理することにより、上述した生態系の破壊を防止しようとするバラスト水処理装置が提案されている（例えば下記特許文献１参照）。

国際公開第２００８／０３９１４６号

上記バラスト水処理装置は、バラスト水流入口、およびバラスト水流出口を有するバラスト水処理容器と、このバラスト水処理容器内に、脱着自在に設けた紫外線照射手段とを備えた構成となっており、水生生物や細菌類等の生物種に対して、直接的、または間接的に紫外線を照射することによって、それらを破壊、殺菌するようにしている。

しかしながら、このように、水生生物や細菌類等の生物種を、紫外線によって、破壊、殺菌するものでは、バラスト水処理容器のバラスト水流入口、またはバラスト水流出口に接続される配管の内面皮膜等が、紫外線によって劣化する恐れがある。

つまり、前記配管の内面には、海水などに対する腐食防止を目的としてポリエチレン樹脂等の内面皮膜が設けられているのであるが、この内面皮膜が紫外線によって劣化すると、配管が腐食してしまうことになる。

そこで本発明は、紫外線照射手段を用いたバラスト水処理装置において、少なくともバラスト水流入口に近接する周辺要素が、紫外線によって劣化するのを防止することを目的とするものである。

そして、この目的を達成するために本発明は、バラスト水流入口およびバラスト水流出口を有するバラスト水処理容器と、このバラスト水処理容器内に脱着自在に設けた紫外線照射手段と光触媒体と、を備えたバラスト水処理装置であって、前記バラスト水処理容器は、前記バラスト水流入口側に向けて、水流に対して垂直方向の断面積が小さくなるように形成し、前記バラスト水流入口と前記紫外線照射手段との間に遮光板を設け、前記遮光板は、その外縁部と前記バラスト水処理容器の内壁との間に空間を形成するように配置したもので、前記遮光板には、多数の孔を設け、所定の間隔をおいて複数枚設けるとともに、これら複数枚の遮光板のうち、前記紫外線照射手段側に近い前記遮光板に設けられている孔は、前記紫外線照射手段側に遠い前記遮光板に設けられている孔よりも小さくしたものである。これによりバラスト水流入口に近接する周辺要素が、紫外線によって劣化するのを防止するものである。

以上のように本発明は、バラスト水流入口およびバラスト水流出口を有するバラスト水処理容器と、このバラスト水処理容器内に脱着自在に設けた紫外線照射手段と光触媒体と、を備えたバラスト水処理装置であって、前記バラスト水処理容器は、前記バラスト水流入口側に向けて、水流に対して垂直方向の断面積が小さくなるように形成し、前記バラスト水流入口と前記紫外線照射手段との間に遮光板を設け、前記遮光板は、その外縁部と前記バラスト水処理容器の内壁との間に空間を形成するように配置したもので、前記遮光板には、多数の孔を設け、所定の間隔をおいて複数枚設けるとともに、これら複数枚の遮光板のうち、前記紫外線照射手段側に近い前記遮光板に設けられている孔は、前記紫外線照射手段側に遠い前記遮光板に設けられている孔よりも小さくしたもので、前記紫外線照射手段からバラスト水流入口に近接する周辺要素に向かう紫外線が、前記遮光板によって遮蔽され、その結果として、前記周辺要素の劣化を防ぐことができる。

本発明の一実施形態を搭載した船舶の斜視図同要部の構成図同要部の構成図同要部の断面図同要部の下方からの透視斜視図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１の１は、港２に係留している船舶を示し、この船舶１の喫水線３の下方にはシーチェスト４が設けられている。

図２は前記船舶１のバラスト水の取り込み、排出経路を示している。

すなわち、船舶１内にバラスト水を取り込む場合には、まず船舶１内の切換弁５をシーチェスト４側に切換え、切換弁７を流入口８側に切換え、次に船舶１内のポンプ９を駆動する。

すると、シーチェスト４から例えば海水がバラスト水として流入し、その後、ポンプ９、流入口８を介してバラストタンク１０内に取り込まれる。

また、バラストタンク１０内のバラスト水を排出する場合には、切換弁５を流出口１１側に切換え、切換弁７を流入口８とは反対側に切換え、次にポンプ９を駆動する。

すると、バラストタンク１０内のバラスト水は流出口１１から切換弁５、ポンプ９、切換弁７を介してシーチェスト４を介して船舶１外に排出される。

図３は図２におけるポンプ９から切換弁７までの間に介在されたバラスト水処理装置１２を示している。

このバラスト水処理装置１２は、図４に示すように、バラスト水流入口１３、およびバラスト水流出口１４を有する筒状のバラスト水処理容器１５と、このバラスト水処理容器１５内に紫外線照射手段の一例として設けた複数の紫外線ランプ１６と、紫外線ランプ１６間に配置した複数の光触媒体１７とを備えている。
紫外線ランプ１６と光触媒体１７は、このバラスト水処理容器１２内に脱着自在に設けている。

また、バラスト水流入口１３と紫外線照射手段である紫外線ランプ１６の間には、遮光板１８を設けている。

また、図３に示すように、バラスト水処理容器１５のバラスト水流入口１３の上流側には、シーチェスト４から取り込んだバラスト水中に存在するゴミや５０μｍ以上の大きさの大型水生生物を除去するためのフィルター容器１９が接続されている。

以上の構成において、船舶１にバラスト水を取り込む場合には、図２を用いて説明したように、まず船舶１内の切換弁５をシーチェスト側に切換え、切換弁７を流入口８側に切換え、次に船舶１内のポンプ９を駆動する。

するとシーチェスト４から例えば海水がバラスト水として流入し、その後、ポンプ９、流入口８を介してバラストタンク１０内に取り込まれる。

このため、シーチェスト４、ポンプ９を経由したバラスト水は、先ず、フィルター容器１９内に供給され、ここで、バラスト水中に存在するゴミや、５０μｍ以上の大きさの大型水生生物が除去される。

そしてこの状態で、バラスト水は、次にバラスト水流入口１３から、バラスト水処理容器１５内へと供給される。

バラスト水処理容器１５内には図４で説明したように、紫外線照射手段の一例として設けた複数の紫外線ランプ１６と、紫外線ランプ１６間に配置した複数の光触媒体１７とを設けている。

このため、バラスト水処理容器１５内に設けた紫外線ランプ１６からの紫外線と、この紫外線を受けた光触媒体１７により発生した、活性化された水酸ラジカルとにより、水生生物や細菌類等の生物種は殺滅させられることになる。

そして、このように水生生物や細菌類等の生物種が殺滅させられたバラスト水が、次にはバラスト水処理容器１５のバラスト水流出口１４、切換弁７、流入口８を介してバラストタンク１０内に取り込まれる。

このようにして、水生生物や細菌類等の生物種を殺滅するためには、強度の紫外線を照射する必要がある。したがって、紫外線ランプ１６を内包しているバラスト水処理容器１５およびバラスト水流入口１３、バラスト水流出口１４と、それらに連通する配管なども、この強度の紫外線にさらされることとなる。

ここで、バラスト水処理容器１５内においては、例えば光触媒体１７をその表面上に形成することで、紫外線を受けて効果的に活性化された水酸ラジカルを光触媒体１７の表面に発生させると同時に、バラスト水処理容器１５を保護することができる。

しかしながら、バラスト水流入口１３、バラスト水流出口１４と、それらに連通する配管などは、紫外線を受けることによって、バラスト水（例えば海水）による腐食防止のために、表面に形成されたポリエチレン樹脂等の内面皮膜などが劣化する虞がある。

そこで、本実施形態においては、図４に示されるようにバラスト水流入口１３と紫外線ランプ１６の間に遮光板１８を設けている。

つまり、この遮光板１８を設けることによって、紫外線ランプ１６からバラスト水流入口１３側へ向かう紫外線を遮蔽し、それによって、バラスト水流入口１３に接続した配管の内面に設けた腐食防止用のポリエチレン樹脂等の内面皮膜等が劣化することを防ぐようにしている。

なお、バラスト水流出口１４に接続される配管側にも紫外線ランプ１６から紫外線が照射されることになるので、バラスト水流出口１４と紫外線ランプ１６間にも遮光板１８を設けることも検討されるが、本実施形態では、上述したように紫外線ランプ１６とバラスト水流入口１３の間にだけ遮光板１８を設けた。

何故なら、図３に示すように、バラスト水流入口１３に接続される配管は、船舶１の床面下に設けられるものであるので、劣化した際の交換は難しいが、バラスト水流出口１４に接続される配管は、床面上に露出しているので、定期的に交換することが容易に行えるからである。

また、このように、バラスト水流入口１３と紫外線ランプ１６の間にのみ遮光板１８を設けるものでは、バラスト水流出口１４と紫外線ランプ１６間にも遮光板１８を設けるものに比べてバラスト水処理容器１５による圧力損失が大きくなることを防ぐことができる。

図５はバラスト水流入口１３において設置された遮光板１８の下方からの透視斜視図である。

配管を通って勢いよくバラスト水流入口１３からバラスト水処理容器１５内に流入するバラスト水は、図５に示されるように、この遮光板１８に多数の孔を設けることで、バラスト水処理容器１５内に拡散させることができる。

すなわち、このようにして遮光板１８によってバラスト水を拡散させ、バラスト水処理容器１５内を均一な流速でバラスト水流入口１３からバラスト水処理容器１５に流入させることで、バラスト水処理容器１５内において、バラスト水に含まれる水生生物や細菌類等の生物種に対して紫外線を均質状態で照射させることができ、また万遍なく光触媒体１７と接触させることができるため、より効果的に水生生物や細菌類等の生物種を殺滅することができる。

また、図５のごとく複数枚の遮光板１８、１８ａを、所定の間隔をおいて、バラスト水流入口１３と紫外線ランプ１６の間、または、図示していないが、バラスト水流出口１４と紫外線ランプ１６の間に設ける場合は、これら複数枚の遮光板１８、１８ａのうち、紫外線ランプ（紫外線照射手段の一例）１６側に近い遮光板１８に設けられている孔を、紫外線ランプ（紫外線照射手段の一例）１６からに遠い遮光板１８ａに設けられている孔よりも小さくするとよい。

このような構成によって、バラスト水流入口１３から流入するバラスト水を、バラスト水処理容器１５内において、徐々に拡散することができ、より均一な流速で、紫外線ランプ１６や光触媒体１７へと案内することが出来る。

また、バラスト水流入口１３（またはバラスト水流出口１４）に近い遮光板１８ａに設けられている孔をより大きくすることで、バラスト水流入口１３からバラスト水処理容器１５内に流入するバラスト水流抵抗（またはバラスト水処理容器１５内からバラスト水流出口１４へと流出するバラスト水流抵抗）を小さくすることができる。

このとき、遮光板１８、１８ａに設けられた孔は、水流方向において異なる位置に形成することで、より効果的にバラスト水を拡散することもできる。

また、遮光板１８、１８ａに対向するバラスト水流入口１３を円形開口とした場合には、遮光板１８、１８ａも円板形状とすることが好ましい。すなわち、バラスト水がバラスト水流入口１３からバラスト水処理容器１５内に流入する際には、バラスト水処理容器１５の中心付近に水流が最も集中するため、その中心付近に円板形状の遮光板１８、１８ａを設けることで、流入するバラスト水を効果的に拡散させることができるのである。

さらに、図５に示されるように、バラスト水処理容器１５の、紫外線ランプ１６側からバラスト水流入口１３側に向けて、水流に対して垂直方向の断面積は小さくなっていくため、それにともなって、紫外線ランプ１６に近い遮光板１８の面積よりも、紫外線ランプ１６から遠い遮光板１８ａの面積を小さくしても良い。これによって、遮光板１８、１８ａの面積を最小としながらも、紫外線ランプ１６から配管へ向かう紫外線を効果的に遮蔽することができる。

このとき、遮光板１８、１８ａは、その外縁部とバラスト水処理容器１５の内壁との間に空間を形成するように配置することが望ましい。この空間を設けることによって、遮光板１８、１８ａによって拡散されたバラスト水が、必要以上の抵抗を受けることなく、バラスト水処理容器１５に流入することができる。

（実施の形態２）
実施の形態２については、説明の煩雑化を避けるために、実施の形態１と同一の構成については、説明を簡略化し、特徴部分について詳細に説明する。

本実施形態は、遮光板１８の紫外線ランプ（紫外線照射手段）１６側の面に、紫外線吸収剤を設けたことを特徴としている。

紫外線はバラスト水処理容器１５の壁面や遮光板１８で反射され、バラスト水流入口１３付近にも多く存在している。そこで、遮光板１８に紫外線吸収剤を設けることで、紫外線ランプ１６から配管へ向かう紫外線を遮蔽するだけではなく、遮光板１８に設けられた紫外線吸収剤によって紫外線を吸収することで乱反射を防止し、バラスト水流入口１３付近に存在する紫外線を弱めるのである。

また、バラスト水処理容器１５内は紫外線ランプ１６からの発熱によって、高温になっている。海水に含まれるカルシウム等の成分は、高温の環境では炭酸カルシウムとして析出しやすく、これらが紫外線ランプ１６の表面に析出した場合には、紫外線の照射を遮ることで照射強度が著しく減少する。

この点に関し、本実施形態では、遮光板１８、１８ａが紫外線吸収剤によって紫外線を吸収することで高温となるため、海水中に含まれるカルシウム等の成分を、バラスト水処理装置の上流側に設置された遮光板１８、１８ａを通過する際に析出させることができる。これによって、バラスト水処理装置の下流側にある紫外線ランプ１６表面への炭酸カルシウム等の析出を抑えることができる。さらに、紫外線ランプ１６からは紫外線の他にも強い強度の可視光線が放射されているので、紫外線吸収剤を黒色系とすることで、可視光線を吸収して遮光板１８、１８ａの温度上昇が高まり、これによって上記カルシウム成分等を除去しやすくなるだけでなく、黒色の遮光板１８、１８ａの表面が白化するというコントラストの高い色調変化を示すことで、カルシウム成分等の除去効果を確認することも出来る。

また、このようにして遮光板１８、１８ａ上にカルシウム等の成分を析出させた場合には、バラスト水処理容器１５内の紫外線ランプ１６や光触媒体１７とともに、遮光板１８、１８ａも定期的に交換することが望ましい。

なお、本実施形態における紫外線吸収剤として、光触媒等が活用される。

（実施の形態３）
本実施形態は、バラスト水流入口１３と紫外線ランプ１６の間に、紫外線遮光板としての紫外線反射板を設けたことを特徴としている。これによって、紫外線ランプ１６から配管へ向かう紫外線を反射することで遮蔽するとともに、バラスト水処理容器１５内方向へ紫外線を戻すことで、バラスト水処理容器１５内の紫外線の強度を高めることができる。

なお、本実施形態における紫外線反射板として、アルミニウム等の紫外線の反射率が高い金属を用いることが考えられる。

以上のように本発明は、バラスト水流入口、およびバラスト水流出口を有するバラスト水処理容器と、このバラスト水処理容器内に、脱着自在に設けた紫外線照射手段と光触媒体とを備え、前記バラスト水流入口と前記紫外線照射手段との間、および前記バラスト水流出口と前記紫外線照射手段との間の少なくとも一方に、遮光板を設けたものであるので、前記紫外線照射手段からバラスト水流入口、またはバラスト水流出口に近接する周辺要素に向かう紫外線が、前記遮光板によって遮蔽され、その結果として、前記周辺要素の劣化を防ぐことができる。

したがって、船舶用のバラスト水処理装置としての活用が期待される。

１船舶
２港
３喫水線
４シーチェスト
５切換弁
７切換弁
８流入口
９ポンプ
１０バラストタンク
１１流出口
１２バラスト水処理装置
１３バラスト水流入口
１４バラスト水流出口
１５バラスト水処理容器
１６紫外線ランプ
１７光触媒体
１８、１８ａ遮光板
１９フィルター容器

Claims

バラスト水流入口およびバラスト水流出口を有するバラスト水処理容器と、このバラスト水処理容器内に脱着自在に設けた紫外線照射手段と光触媒体と、を備えたバラスト水処理装置であって、前記バラスト水処理容器は、前記バラスト水流入口側に向けて、水流に対して垂直方向の断面積が小さくなるように形成し、前記バラスト水流入口と前記紫外線照射手段との間に遮光板を設け、前記遮光板は、その外縁部と前記バラスト水処理容器の内壁との間に空間を形成するように配置したもので、前記遮光板には、多数の孔を設け、所定の間隔をおいて複数枚設けるとともに、これら複数枚の遮光板のうち、前記紫外線照射手段側に近い前記遮光板に設けられている孔は、前記紫外線照射手段側に遠い前記遮光板に設けられている孔よりも小さくしたバラスト水処理装置。
バラスト水処理容器は、床下に設けられる配管を接続するバラスト水流入口、および床面上に露出する配管に接続されるバラスト水流出口を有し、前記床面側から鉛直方向に向けて流路を配置し、前記バラスト水流入口と前記紫外線照射手段との間にだけに、遮光板を設けた請求項１記載のバラスト水処理装置。