[发明专利]过滤装置及过滤方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种不使用化学药品等就可进行除菌的过滤装置及过滤方法，特别是涉及一种对船舶的压舱水等进行除菌直至符合国际环境标准的水平的过滤装置和过滤方法。 

背景技术

以往，船舶装载由泵等抽汲到船底的水箱的海水作为压舱水进行航行，当到达目的地时，在装卸货物的时间内将该压舱水排放到外部。这是由于，不装载货物的船舶及货物的装载量小的船舶的吃水线下降，而不用保持压舱物。而且，由于如果该抽汲、排放需要所需以上的时间，则关系到运输成本的上升，因而应该将此掌握在装卸货物的时间内，通常以数百吨/小时～数千吨/小时的高速进行抽吸、排放。 

但是，一般抽吸压舱水的海域和排放压舱水的海域不同。由于抽吸海水的海域有可能混有浮游生物及细菌，当将其在目的地的沿岸及港湾内排放时，将会使这些有害的浮游生物及细菌人为地从取水海域运到排水海域。根据情况，在排放的海域它们或者进行异常繁殖而破坏生态系统，成为贝毒及赤潮的原因，或者引起海洋污染使渔业蒙受沉重打击。实际上已由许多这样的事例的报告。此外，还有可能使危害波及到公共卫生。 

这样，为了防止有害的浮游生物及细菌随着船舶的移动而搬运，2004年2月，国际海事组织(IMO：International Maritime Organization)通过了用于控制及管理船舶的压舱水及沉淀物的国际条约。在该条约中，设有被称为D2压舱水排放标准的针对压舱水的严格的排放标准，将可排放的分别控制为，在1吨压舱水中，超过50μm的浮游生物数为 10个/吨，10μm～50μm的浮游生物数为10个/ml，大肠菌类为不足250cfu(colouy forming unit)/100ml。因此，根据该排放标准，必须同时且基本上去除从超过50μm的大的浮游生物直至1μm左右的小的细菌的微生物，而且必须短时间对庞大的压舱水进行处理。 

现在，在澳大利亚及美国这样的国家已先行运用该严格的排放标准。去往这些国家的众多的船舶，为了满足该排放标准而在港湾等沿岸进行压舱水的交换。即，在靠港之前将装载的压舱水与远海的不存在洁净的问题的海水进行交换(リバラスト法)。 

但是，在进行压舱水的交换时保持船体的平衡成为问题，曾经因交换的次序的错误而引发倾覆事故，确保交换时的安全成为问题。而且，只是交换压舱水实质上不能解决该问题。在朝着比标准自身更为严格的方向，澳大利亚及美国这些国家正在研讨更为严格的标准的设定。 

现已报告的开发中的压舱水处理装置的实际情况是，基于使用G9这一化学方法的标准，利用氯等化学药品进行药品处理、及利用臭氧进行浮游生物、细菌的杀灭以进行杀菌的方法(化学处理法)为中心，只是为了达到D2压舱水排放标准而进行化学处理。另外，在本说明书中，所谓除菌是指去除浮游生物、细菌等直至达到目的的水准的意思。 

如上所述，压舱水的取水、排水由于在装卸时进行，因而当根据G9标准对压舱水进行杀菌时，被化学药品处理过的压舱水大量地排放到港湾，化学药品对港湾内的生物带来很大的影响，有可能破坏生态系统。因此，期待通过物理处理进行除菌或者杀菌、以与装置有关的G8标准为基准的方法。 

但是，在物理处理的代表即过滤中，主要利用的有：利用过滤器等过滤材料捕获比形成于此的空隙(开口)大的固形成分粒子的滤网 过滤现象、和利用滤渣及砂等立体重叠时形成的空隙捕获固形成分粒子的深层过滤现象、和利用与进行过滤同时成长的滤渣的表面分离大的固形成分粒子只是使清澈的液体流入滤渣内进行过滤的滤渣过滤现象。 

为了过滤掉1μm左右的小细菌而成为清澈的水，必须使过滤材料的孔眼变小。因此短时间孔眼堵塞。此时的过滤可考虑利用上述的滤渣过滤现象等，但是压力损失(流体阻力)立即变高，难以对以数百吨/小时或者数千吨/小时的流速流动的压舱水进行除菌。因此，无论如何都不得不进行利用上述的化学药剂的处理、热处理或者电处理。 

例如，如果在60℃以上对压舱水进行热处理，则可能设置成不适合大肠杆菌等生存的环境(热处理法)。作为其具体的方法，可考虑将发动机冷却用水注入到水箱，或者将热交换器配置于压舱水配管系统的中途的方法等。但是，利用这些方法不能说就能可靠地进行杀菌，另外，其能效也差。即，为了进行杀菌就需要庞大的热量、费用。此外，由于装载热水而对货物有影响，另外，由于热水的排放还有可能对海洋生物有影响。