JPWO2018169056A1 - バラスト水処理装置 - Google Patents
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Abstract
Description
これに対して、本発明の第2の形態は、第一の配管を通じて注入部からバラスト水配管内に注入される物質が、バラスト水の殺菌に使用されることなく上記殺菌剤供給装置又は上記第一の配管内に残留したもののうちの少なくとも一部、つまり殺菌剤残留物である場合に限定される。しかし、それ故に、この第2の形態は、本発明の第1の形態が奏するものと同じ効果を奏する。
(i)第一の配管を通じて物質をバラスト水配管内に注入するのと同時に、第二の配管を通じて還元剤をバラスト水配管内に注入する。
(ii)第一の配管を通じて物質をバラスト水配管内に注入する前に、第二の配管を通じて還元剤をバラスト水配管内に注入する。
(iii)第一の配管を通じて物質をバラスト水配管内に注入した後に、第二の配管を通じて還元剤をバラスト水配管内に注入する。
(付言1) 本発明における、殺菌剤供給装置からバラスト水配管内へ供給される「塩素系殺菌剤又はその成分物質」は、殺菌剤供給装置又はそれに接続する配管経路に残存する殺菌剤残留物に含まれる塩素系殺菌剤又はその成分物質であってもよい。また、本発明における、第一の配管が接続され、第一の配管から移送される「塩素系殺菌剤又はその成分物質」をバラスト水配管内に注入する「注入部」は、殺菌剤残留物をバラスト水配管内に注入する注入部(特許第5924447号における“残留物注入口Id”に相当する箇所)ではあるが、バラストタンクにバラスト水として収容されるべき海水を殺菌するために「塩素系殺菌剤又はその成分物質」をバラスト水配管内に注入する注入部(特許第5924447号における“殺菌剤注入口Is”に相当する箇所)を兼ねるもの(特許第5924447号における“殺菌剤注入口兼残留物注入口Is/Id”に相当する箇所)であってもよい。
(3) 「バラスト水配管」とは、船外から取水した海水をバラストタンクへ向けて流通させるためのバラスト水配管又は、船外から取水した海水をバラストタンクへ向けて流通させていると否とにかかわらず、あるいは海水が流動しているか停止しているかを問わず、当該バラスト水配管の少なくとも一部を構成する配管をいう。
(4) 船舶のバラスト水としてバラストタンクに収容される前に、バラスト水処理の一環として殺菌剤により殺菌する漲水時殺菌処理が施される「海水」には、バラスト水としてバラストタンクに収容される水である限り、汽水又は淡水が含まれる。
1. バラスト水処理装置
1.1 装置構成
図1は、本発明の第一の実施形態に係るバラスト水処理装置の概要構成図である。
これに対して、残留物除去処理は、殺菌剤供給装置20又はそれに接続する配管経路の内部(特に塩素系殺菌剤との接液領域)に残留した殺菌剤残留物を、その残留場所から別の場所(バラスト水配管3内)に除去する処理なので、その実行により、殺菌剤残留物に起因する動作不具合の発生を防止又は低減することができ、配管の腐食進行を抑制することができ、塩素含有ガスが発生するおそれがある場合であっても、塩素含有ガスによる作業環境の悪化を防止することができる。引き続く排水時還元処理への悪影響も抑えることができる。
次に、本発明の第一の実施形態に係るバラスト水処理装置の運転について説明する。
バラスト水処理装置の漲水時殺菌処理運転においては、船外からシーチェスト1を経て取水した海水を、バラストポンプ(P1)4によりバラストタンク2へ向けてバラスト水配管3内を送水し、その送水の過程で、当該海水を濾過装置5で濾過し、濾過後の当該海水に対して、殺菌剤供給装置20から第一の配管22を通じて注入部7からバラスト水配管3内へ塩素系殺菌剤を注入し、塩素系殺菌剤を注入した当該海水を混合装置6により攪拌した後、殺菌剤注入後の当該海水をバラスト水としてバラストタンク2に収容する。これにより、バラストタンク2を、塩素系殺菌剤が注入されたバラスト水により漲水する。漲水時殺菌処理の終了後は、殺菌剤供給装置20における殺菌剤溶解装置21からの塩素系殺菌剤の供給を停止する。
バラスト水処理装置の残留物除去処理運転においては、漲水時殺菌処理の終了後又はバラストタンク2にバラスト水として収容されるべき海水への塩素系殺菌剤の供給停止後、バラストポンプ(P1)4が運転中であるか運転終了後であるかは問わず、また、バラスト水配管3内の海水が停止しているか流通しているかは問わず、殺菌剤供給装置20又はそれに接続する第一の配管22もしくはバルブ22Aの内部(特に塩素系殺菌剤との接液領域)に残留した殺菌剤残留物を、そのまま又は殺菌剤ポンプ(P2)23の上流側(好ましくは、殺菌剤溶解装置21が備える溶解槽S)から投入した当該内部を洗浄するための水(好ましくは清水)とともに、殺菌剤ポンプ(P2)23により付勢して、第一の配管22を通じて注入部7からバラスト水配管3内へ注入する。
バラスト水処理装置の排水時還元処理運転においては、バラストタンク2からバラスト水(殺菌剤注入済みの海水)を取水し、そのバラスト水に還元剤を注入することにより、そのバラスト水に含まれる遊離有効塩素を船外排水が許される水準まで低減又は消失させ、無害化し、その後、船外へ排水する。当該遊離有効塩素は、漲水時殺菌処理の際に海水の殺菌のために用いた塩素系殺菌剤又はその成分物質に由来するものである。
本発明の第一の実施形態に係るバラスト水処理装置は、上述のように構成され、運転されるので、次に掲げる長所1乃至7のうちのいずれか、少なくとも一つを有する。
〔長所1〕 殺菌剤残留物は、注入部7に到達するまでは、還元剤と接触又は混合せず、したがって還元反応熱を発生させることがない。それ故、当該還元反応熱は、殺菌剤供給装置20又はそれに接続する配管経路に対して悪影響を与えない。
なお、上記と同じ理由から、当該還元反応熱は、還元剤供給装置30又はそれに接続する配管経路(第二の配管32及びバルブ32Aを含む)に対しても悪影響を与えない。
なお、上記と同じ理由から、当該還元反応熱の悪影響は、還元剤供給装置30又はそれに接続する配管経路にも及ばない。
2.1 残留物除去処理における注入部の役割
残留物除去処理において、殺菌剤残留物及び還元剤の両物質をバラスト水配管3内に注入する場合、同じ注入部7からその注入を行うと、その注入の際バラスト水配管3内で海水が流動しているか停止しているかを問わず、両物質を互いに近接又は接触させながらバラスト水配管3内に導入することができ、それによりバラスト水配管3内における殺菌剤残留物の還元剤との接触、混合及び反応、ひいては当該殺菌剤残留物に由来する遊離有効塩素の低減又は消失を促すことができるので、最終的に殺菌剤残留物の無害化を促進することができる。
この殺菌剤残留物の無害化は、注入部7の構造の工夫により、さらに促進することができる。
そこで、本発明の第一の実施形態に係るバラスト水処理装置が備える注入部7の構造及びその例について、図2乃至図7を参照しつつ説明する。
なお、図2ではバルブ22A及びバルブ32Aが描写しているが、図3乃至図7ではその描写を省略している。
注入部7は、バラスト水配管3に取り付けられ、塩素系殺菌剤又は殺菌剤残留物をバラスト水配管3内に向けて移送する第一の配管22及び還元剤をバラスト水配管3内に向けて移送する第二の配管32が接続されており、バラスト水配管3内へ向かって開口する、一個又は複数個の開口部7aを備えている。図7に示されている注入部7は、一個の開口部7aを備えるものであり、図2乃至図6に示されている注入部7は、複数個の開口部7a(73,73)を備えるものである。第一の配管22及び第二の配管32のいずれか一方は、注入部7よりも上流において、他方に接続されていない。
以下、バラスト水配管3の内半径をRとすると、図3に示されている注入部7における、第一の配管22の延伸長は約Rであり、第二の配管32のそれは約ゼロ(零)である。
<1> 一般的な長所
図2乃至図7のそれぞれに示されている注入部7には、第一の配管22及び第二の配管32が別個に、しかし互いに近接して接続されているので、第一の配管22を通じて注入部7に到達した殺菌剤残留物及び第二の配管32を通じて注入部7に到達した還元剤の両物質は互いに接触又は近接してバラスト水配管3内に注入される。そのため、当該注入部7を用いると、当該両物質のバラスト水配管3内への注入の際バラスト水配管3内で海水が流動しているか停止しているかを問わず、当該両物質を互いに接触又は混合させて注入することができ、注入後もバラスト水配管3内で当該両物質の相互の接触又は混合及びそれに伴う反応を維持することができ、ひいては当該殺菌剤残留物に由来する遊離有効塩素の低減又は消失を促すことができ、最終的に殺菌剤残留物の無害化を促進することができる。
海水が比較的大きな流速で流れているバラスト水配管3内に注入部7が備える開口部7a、72,73が露出していると、注入部7の内部から外部(バラスト水配管3内)に向かって、注入部7の内部の物質を吸引するように作用する負圧が発生する。この負圧を利用すれば、注入部7の内部から外部へ物質を移動させることが容易になる。
バラスト水配管3内の海水が停止し又は比較的小さい流速で流れていると、第一の配管22及び第二の配管23のそれぞれの先端がバラスト水配管3内から受ける負圧はゼロ(零)又は小さいので、本来のとおり、第一の配管22内からバラスト水配管3内へ殺菌剤残留物の移動はポンプ23による殺菌剤残留物の付勢(ポンプ23によるバラスト水配管3内への押し出し)により、第二の配管32内からバラスト水配管3内へ還元剤の移動は、ポンプ33による還元剤の付勢(ポンプ33によるバラスト水配管3内への押し出し)によることになる。
450Aと600Aの二種類のバラスト水配管3について行った上記の実験の結果とは別に、バラスト水配管3内に存在する海水と塩素系殺菌剤と還元剤との混合効果をさらに高める方が望ましいケースがある。例えば、殺菌剤残留物の固化が進行していると、それを注入部7からバラスト水配管3内に注入しても海水中に均一に分散しないので、還元剤を注入しても、その還元剤と未反応のままで殺菌剤残留物が長時間バラスト水配管3内に残留する可能性がある。還元剤と未反応のまま残る殺菌剤残留物の無害化をより短時間で実現するには、上記の混合効果を高める必要がある。本発明の第二の実施形態は、そのようなケースにおいて役に立つ。
図9は、本発明の第三の実施形態に係るバラスト水処理装置の概要構成図である。図9では、図面の簡明化のため、還元剤供給装置30の描写は省略されている。
(i)図9(A)にて実線で示されているように、帰還部9を濾過装置5と注入部7との間の位置に設ける、
(ii)図9(A)にて太破線で示されているように、帰還部9を注入部7と混合装置6(入口側)との間の位置に設ける。
等の位置の設定が考えられる。その場合、注入部7、取出部8、帰還部9そして混合装置6の相互の距離関係を適切に設定することが好ましい。図9(A)内に記入したように、上記(i)における場合をXとして、各距離X1〜X4、そして上記(ii)における場合をYとして、各距離Y1〜Y4をバラスト水配管3の内径をDとして次のように設定するとよい。
X1:(0.1〜10)D
X2:(2〜10)D
X3:(0.1〜10)D
X4:(2.2〜10)D
Yの場合、
Y1:(0.1〜5)D
Y2:(2〜10)D
Y3:(0.1〜5)D
Y4:(2.2〜15)D
である。各距離を上述のように選定する理由は、次の通りである。
本発明の第四の実施形態は、帰還配管経路10を含む系をユニット化したことに特徴がある。
本発明の第五の実施形態は、バラストタンクが複数個ある場合に関する。ここでは、説明の簡明化のため、バラストタンクが二個ある例について説明するが、この第五の実施形態は、バラストタンクが二個ある場合に限定されない。
船外から取水した海水をバラスト水として第一バラストタンク2Aに漲水する場合には、第三弁53、第四弁54、第六弁56、第七弁57を閉とし、第一弁51と第二弁52を開とするとともに、殺菌剤ポンプ(P2)23と帰還ポンプ(P4)11を駆動(還元剤ポンプ(P3)33は停止)し、殺菌剤ポンプ(P2)23により付勢した塩素系殺菌剤を注入部7からバラスト水配管3内に注入する。すると、当該海水は、図11(B)にて太線で示される経路で、注入部7の位置を経て、第一バラストタンク2Aに向かって流通し、その流通の過程で塩素系殺菌剤が注入されるので、当該海水は、塩素系殺菌剤が注入された状態で、第一分岐管3Aを経て第一バラストタンク2Aに収容される。
船外から取水した海水に対する漲水時殺菌処理の終了(したがって殺菌剤溶解装置21からの塩素系殺菌剤の供給は停止)後、できるだけ早期(望ましくは停止後1時間以内)に殺菌剤供給装置20又はそれに接続する配管経路の内部に残留している殺菌剤残留物を当該内部から除去し、還元処理を施して無害化する。
第二バラストタンク2B内のバラスト水は、塩素系殺菌剤や殺菌剤残留物に由来する遊離有効塩素が十分に還元されて、無害化された状態にある。かかる状態で、第一バラストタンク2A内のバラスト水の残部(以下「残部バラスト水」という)を船外へ排出する。そのために、第一弁51、第二弁52、第四弁54、第五弁55を閉とし、第三弁53、第六弁56、第七弁57を開とし、殺菌剤ポンプ(P2)23を停止して還元剤ポンプ(P3)33を駆動するとともに、還元剤供給装置31から還元剤ポンプ(P3)33により付勢した還元剤をバラスト水配管3内に注入する。すると、当該残部バラスト水は、図11(D)にて太線で示される経路で、当該注入部7の位置を経て、バラスト排水管14から排水口15へと移動する過程で、還元剤が注入され、無害化され、船外に排出される。
本発明は、塩素系薬剤又はその成分物質及び還元剤を、それぞれ別々の配管を通じて、いずれも同じ注入口からバラスト水配管内に注入するように構成されているので、残留物除去処理の際、バラスト水配管内で海水が流動しているか停止しているかを問わず、該殺菌剤残留物を該還元剤との反応により無害化することができ、その無害化の際に発生する還元反応熱による悪影響の懸念を払拭することができる。総じて、本発明によれば、バラスト水処理を正常に実行することができるバラスト水処理装置を実現することができる。
3 バラスト水配管
4 バラストポンプ
5 濾過装置
7 注入部
8 取出部
9 帰還部
10 帰還配管経路
11 帰還ポンプ
12 TRO計
13 バラスト水帰還路
14 バラスト水排水管
20 殺菌剤供給装置
22 第一の配管
23 ポンプ(殺菌剤ポンプ)
30 還元剤供給装置
32 第二の配管
33 ポンプ(還元剤ポンプ)
40 配管ユニット
7a、72、73 開口部
R: バラスト水配管の内半径
Claims (18)
- 船舶のバラストタンクに収容されるバラスト水を殺菌するためのバラスト水処理装置であって、
船外から取水された海水、汽水、淡水又はその他の水をバラストタンクに向けて移送するバラスト水配管内へ塩素系薬剤の水溶液を塩素系殺菌剤として供給する殺菌剤供給装置と、
上記塩素系殺菌剤又はその成分物質と反応する還元剤を上記バラスト水配管内に供給する還元剤供給装置と、
上記殺菌剤供給装置が接続され、上記塩素系殺菌剤又はその成分物質を上記バラスト水配管内に向けて移送する第一の配管と、
上記還元剤供給装置が接続され、上記還元剤を上記バラスト水配管内に向けて移送する第二の配管と、
上記第一の配管及び上記第二の配管が接続され、上記第一の配管から移送される上記塩素系殺菌剤又はその成分物質を上記バラスト水配管内に注入するとともに、上記第二の配管から移送される上記還元剤を上記バラスト水配管内に注入する注入部と、
を備えており、
上記塩素系殺菌剤又はその成分物質は、上記第一の配管を通じて上記注入部に到達する前に上記還元剤と混合することがなく、上記注入部から上記バラスト水配管内へ供給された後に上記還元剤と混合する
ことを特徴とするバラスト水処理装置。 - 上記塩素系殺菌剤又はその成分物質は、バラスト水の殺菌に使用されることなく上記殺菌剤供給装置又は上記第一の配管内に残留したもののうちの少なくとも一部であ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。
- 上記塩素系殺菌剤又はその成分物質は、上記還元剤とともに又は上記還元剤が上記注入部から上記バラスト水配管内に注入された後に、上記注入部から上記バラスト水配管内に注入される、ことを特徴とする請求項2に記載のバラスト水処理装置。
- 上記注入部は、上記第一の配管を内管とし、上記第二の配管を外管とする二重管構造を有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。
- 上記注入部は、上記第一の配管を内管とし、上記第二の配管を外管とする二重管構造を有することを特徴とする請求項2に記載のバラスト水処理装置。
- 上記注入部は、上記第一の配管を内管とし、上記第二の配管を外管とする二重管構造を有す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。
- 上記第一の配管の先端は、上記第二の配管の先端よりも上記バラスト水配管の断面中心に近い位置に配置されており、上記第一の配管は、上記第二の配管よりも長く上記バラスト水配管内に延伸していることを特徴とする請求項4に記載のバラスト水処理装置。
- 上記第一の配管の先端は、上記第二の配管の先端よりも上記バラスト水配管の断面中心に近い位置に配置されており、上記第一の配管は、上記第二の配管よりも長く上記バラスト水配管内に延伸していることを特徴とする請求項5に記載のバラスト水処理装置。
- 上記第一の配管の先端は、上記第二の配管の先端よりも上記バラスト水配管の断面中心に近い位置に配置されており、上記第一の配管は、上記第二の配管よりも長く上記バラスト水配管内に延伸していることを特徴とする請求項6に記載のバラスト水処理装置。
- 上記第一の配管の先端は、上記バラスト水配管の断面中心から断面中心を過ぎる方向へ又はその逆方向へ断面半径の半分の距離だけ離れる範囲に位置していることを特徴とする請求項4に記載のバラスト水処理装置。
- 上記第一の配管の先端は、上記バラスト水配管の断面中心から断面中心を過ぎる方向へ又はその逆方向へ断面半径の半分の距離だけ離れる範囲に位置していることを特徴とする請求項5に記載のバラスト水処理装置。
- 上記第一の配管の先端は、上記バラスト水配管の断面中心から断面中心を過ぎる方向へ又はその逆方向へ断面半径の半分の距離だけ離れる範囲に位置していることを特徴とする請求項6に記載のバラスト水処理装置。
- 上記バラスト水配管内で流通する又は停止している海水、汽水、淡水又はその他の水を、上記バラスト水配管の下流側の位置から、上記バラスト水配管の上流側であってバラストポンプの下流側の位置に帰還させる帰還配管経路を備えてい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。
- 上記バラスト水配管内で流通する又は停止している海水、汽水、淡水又はその他の水を、上記バラスト水配管の下流側の位置から、上記バラスト水配管の上流側であってバラストポンプの下流側の位置に帰還させる帰還配管経路を備えていることを特徴とする請求項2に記載のバラスト水処理装置。
- 上記帰還配管経路は、上記バラスト水配管内で流通する又は停止している海水、汽水、淡水又はその他の水を、上記注入部の下流側の位置から、上記注入部の上流側であってバラストポンプの下流側の位置に帰還させる配管経路であ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。
- 上記帰還配管経路は、上記バラスト水配管内で流通する又は停止している海水、汽水、淡水又はその他の水を、上記注入部の下流側の位置から、上記注入部の上流側であってバラストポンプの下流側の位置に帰還させる配管経路であることを特徴とする請求項2に記載のバラスト水処理装置。
- 上記帰還配管経路は、上記バラスト水配管内で流通する又は停止している海水、汽水、淡水又はその他の水を、上記注入部の下流側の位置から、上記注入部の上流側であってバラストポンプの下流側の位置に帰還させる配管経路であることを特徴とする請求項13に記載のバラスト水処理装置。
- 上記帰還配管経路は、上記バラスト水配管内で流通する又は停止している海水、汽水、淡水又はその他の水を、上記注入部の下流側の位置から、上記注入部の上流側であってバラストポンプの下流側の位置に帰還させる配管経路であることを特徴とする請求項14に記載のバラスト水処理装置。
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