クルーズ船でのブラックウォーター処理の説明

クルーズ船には数千人の乗客と乗組員が住んでおり、1 日あたり最大 1,000 立方メートルもの大量の廃水が発生します。 したがって、廃水管理は日常業務の重要な側面となっています。

クルーズ船はかなりの期間陸地から離れているため、この点で自立性が求められます。

クルーズ船内の廃水は、雑水と汚水の 2 種類に分類されます。

雑排水はバスルーム、シャワー、洗面台から発生します。 調理室、精肉室、魚室、洗濯場からの水も雑水です。 ただし、このような水は区別しやすいように調理雑排水と呼ばれます。

黒水とは、トイレや小便器から出る汚水で、洗浄水を含みます。 感染性があり、環境に危険をもたらすし尿で構成されているため、船内で保管したり、生態学的限界を超えて船外に排出したりするには、特別な取り扱いと処理プロセスが必要です。

したがって、この記事ではブラックウォーターの管理、処理、処分に焦点を当てます。

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黒色水は、リングメインシステムを介して黒色水収集ユニットに収集されます。 リングメインシステムは、船内のさまざまなデッキまたはゾーンによって分割され、さまざまなブラックウォーター収集ユニットに接続されています。

船のサイズに応じて、複数の収集ユニット (4 ～ 10 ユニット) が存在する場合があります。 これらは通常、船内の技術スペースに設置され、技術スタッフが監視および保守できます。

ブラックウォーターは重力または真空によって収集タンクに収集されます。 真空システムの場合、センサーを介して真空レベルに応じて動作する付属の真空ポンプを使用して、収集タンクとその吸引ライン内に真空が生成されます。

黒い水は粗いストレーナーを通って収集ユニットに送られますが、ストレーナーは毎日または要求に応じて掃除する必要があります。 これらのストレーナーは、収集タンクに送られたり、配管や排出ポンプに詰まったりする可能性のある大きなサイズの固形物を除去します。

ブラックウォーター収集ユニットには排出ポンプが取り付けられており、通常はタイマーで動作するように設定されていますが、レベルで動作するように設定することもできます。 ポンプはフロート スイッチによって操作され、ブラックウォーター収集ユニットのレベルを下げるために時々作動します。 これらのポンプは下水排出ポンプであり、ブラックウォーターを収集ユニットからスクリーンプレスに移送します。

スクリーンプレスは、トイレットペーパー、プラスチック、砂、繊維、ぼろ布などの固形物をブラックウォーターからさらに分離し、液体だけが次の段階である処理段階に確実に通過するようにします。

これは、まずスクリーンと呼ばれるメッシュで大きな固体を分離し、その後、モーターで作動する大きなスクリューシャフトで微細な浮遊固体不純物を除去し、より細かい固体を粉砕して分離します。

ふるい分けまたはろ過されたブラックウォーターは次の段階である処理段階に送られますが、スクリーンプレスから分離された固体は通常バイオスラッジタンクとして知られる別のタンクに収集されます。

調整された雑排水も、ブラックウォーターと一緒に MBR に供給できます。 このプロセスは、スクリーン プレスの入口にある 3 方バルブの助けを借りて、要求に応じて自動的に制御されます。 通常、ほとんどの人が眠っている夜間である、黒水の生成が少ない時間帯には、三方弁が MBR システムに雑水を供給して、ステージのレベルを維持します。

上記の場合、収容雑排水は別々の二重底タンクに保管されます。 MBR 雑水ポンプが提供されており、MBR からの雑水需要と DB タンク内の雑水レベルに従って自動的に動作します。

ふるい分け/濾過されたブラックウォーターは、MBRとして知られる下水処理プラントに送られます。 MBRはメンブレンバイオリアクターの略です。 名前が示すように、生物学的プロセスと膜ろ過を通じて下水や汚水を処理します。

MBR には 2 つの段階があります。 スクリーンプレスからの黒水は第 1 段階に送られ、そこで好気性バクテリアが処理します。 一定の空気供給により、ブロワーとディフューザーを通じて好気性バクテリアが生成され、バイオマス全体に空気を均等に分散させるための気泡が生成されます。 過剰な空気、水蒸気、ガスは、取り付けられた通気ラインによって両方のステージから大気中に排出されます。

好気性バクテリアが下水に作用して分解し、下水から汚泥を分離します。 処理された水は、Inter-Stage Filters の略である ISF を通って、MBR の第 2 ステージに送られます。

ISF は、最初の段階で生成された可能性のある、または前処理段階から持ち越された可能性のある微細な粒子や不純物を除去するのに役立ちます。 ISF からの濾液は付属の濾液タンクに集められ、そこから濾液ポンプによって MBR の第 2 段階に送られます。一方、分離されたスクリーニング (固体) はスクリーニング タンクに集められ、スクリーン プレスにポンプで戻されます。またはスクリーニングポンプによる第1段階。 濾液ポンプとスクリーニングポンプの両方に、1 つの稼働ポンプと 1 つの待機ポンプがあります。

ISF の状態を定期的にチェックし、必要に応じてフィルターを掃除する必要があります。 濾液とスクリーニングの比率は、ISF の健全性を示すパラメーターです。 通常、比率は 1 ～ 5 の間である必要があります。測定値がこの範囲を大幅に超える場合は、チェックや調整が必要になります。

第 1 ステージと同様に、第 2 ステージでもさらに有酸素運動が行われます。 これは、スラッジの分離が可能な限り確実に行われ、液体のみが膜ろ過段階に通過するようにするためであり、これにより、ダウンタイムやメンテナンスの増加につながる可能性のある膜の詰まりや破損の可能性を低減します。

第 1 段階と第 2 段階の両方から分離されたスラッジは、スラッジが液体とともに膜に偶発的に持ち込まれるのを防ぐために毎日除去する必要があります。 この目的のために、別個の汚泥ポンプとタンクが用意されています。 化学物質の投与も、下水汚泥の調整のために両方の段階で行われます。

処理中の液体 (廃水) は、遠心クロスフロー ポンプによってバイオリアクターの第 2 ステージから膜にポンプで送られます。 膜は通常、複数（通常は 3 ～ 4）の平行なバンクに配置されます。 各バンクには、直列に接続された複数の膜とそのクロスフロー ポンプがあります。 プロセスを妨げることなく、個々のバンクを分離してクリーニングやメンテナンスを行うことができます。

各膜は管状で、公称直径 8 mm のチューブが公称直径 200 mm の繊維強化ケーシングに取り付けられています。 膜は限外濾過範囲で評価され、公称孔径は 40 ナノメートルです。

膜繊維の表面にはこのような微細な細孔が数十億個あり、細菌、ウイルス、原生動物などの微生物の不純物に対する障壁を形成する一方で、純水の分子の通過を可能にし、治療に影響を与えます。 未処理の廃水はバイオリアクターの第 2 段階に再循環されます。

不純物の蓄積によって膜バンクが汚れる場合、信頼性の高い動作を継続し、膜の故障や損傷を避けるために、毎日 1 回はきれいな淡水でバックフラッシュまたはフラッシュし、週に 1 回は化学的に洗浄する必要があります。 メンブレンの交換には費用と時間がかかる場合があります。

透過水または処理廃水として知られる膜ろ過された液体は、濁度センサーを介して透過水または処理廃水の貯蔵タンクにポンプで送られる前に、さらなる消毒のために塩素で処理されます。濁度が高い場合には、透過水ポンプが停止します。

貯蔵された透過水は、環境限界を超えた場合、処理済み廃水ポンプによって船外に汲み上げられます。 MBR の場合、バイオリアクターと膜が良好に機能している場合、通常は塩素処理 (消毒) は必要ありません。

MBRプラントの性能を確認するために、バイオリアクター透過物の両方の段階からサンプルを採取することにより、生物学的/化学的酸素要求量、匂い、色、大腸菌の検査を毎週実施する必要があります。

宿泊施設雑排水をMBRに供給することはできますが、洗剤や油の存在が好気性バクテリアに悪影響を及ぼす可能性があり、バイオマスの生成と機能に影響を与える可能性があるため、調理室や洗濯雑排水の使用はお勧めできません。 このため、調理室と洗濯雑排水にもそれぞれ別個の貯蔵タンクがあります。

ブラックウォーターの管理は複雑なプロセスであり、システムの包括的な理解、パラメーターへの厳密な注意、適切でタイムリーなメンテナンス手順の遵守、継続的な効率と運用継続のための正確なトラブルシューティングが必要です。

システムの複雑さも船のサイズに影響を与える可能性があります。 船が大きくなると、運航や日常業務の面でかなりの負荷がかかります。 手動による支援なしで自動的に動作するように設計されていますが、システムは常に故障する傾向があります。 植物の健康状態を確認するために、メーカーのガイドライン、マニュアル、メンテナンススケジュール、定期的なテストに従うことをお勧めします。

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ザーラはデリー大学ミランダハウスの卒業生です。 彼女は熱心な作家であり、完璧な調査と編集のスキルを持っています。 いくつかの学術論文の著者である彼女は、フリー ライターとしても活動し、多くの技術的、創造的、マーケティング的な記事を制作しています。 根っからの美意識を持つ彼女は、何よりも本が大好き。