本发明涉及使用油轮等的进行新鲜水运输和新鲜水供应的系统。

现今，世界上航行的油轮的数目据称有大约4000艘。与货船(freight ship)不同，油轮(下文称作轮船)在买入国卸下原油，然后空驶回石油生产国。在这种情况下，人们担心当轮船重量变轻时，船壳很不平衡从而难以能够安全航行。因此，为了使船壳稳定，要装载压舱水而后轮船返回港口(通常在原油进口国装载海水，并在返回到石油生产国后将海水释放)。
然而，近年来海洋污染给世界带来了严重的问题，从而不可避免地，可能会有国际条约禁止在未被净化之前释放装载作为压舱水的海水。因此非常有可能，将来如果不安装净化装置，轮船就不能航行。
附带地，在钻探石油并供应给世界的石油生产国内，饮用水缺乏，更不用说农业用水和工业用水。这是因为石油生产国的气候通常是半干旱或者干旱的。
因此，因为天然水不能满足需求，这些石油生产国就通过脱盐海水制造新鲜水。在目前的环境下，这些国家的水需要量超过了制造出的脱盐水的量，并且脱盐的成本高，从而不可能容易地增加产量。
附带地，在陆地上脱盐的成本大约为3.09美圆/4550升(在120日圆比1美圆的兑率下为81.5日圆/吨)。
海水处理的成本大约为1.59美圆/4550升(在120日圆比1美圆的兑率下为41.9日圆/吨)。
特别地，陆地上的成本高达81.5日圆/吨，昂贵到不能用作农业用水和工业用水。
因此，如何供应廉价的新鲜水是一个重要问题。
在例如JP-A-51-143283和JP-1-60-209382中公开了解决该问题的传统技术。
JP-A-51-143283公开了一种方法，即用安装在轮船上的净化装置对装载在轮船上的新鲜水进行净化处理，或者在卸载新鲜水之后浮选分离新鲜水中的污染物并在过滤装置中进行净化处理。
JP-1-60-209382公开了采纳塑料袋的措施(measure)，在其中接收新鲜水，并在货舱(hold)中运输新鲜水。
根据JP-A-51-143283和JP-1-60-209382的公开，需要净化装置和塑料袋，它们的成本非常高。
因此可以想象，装载在原油进口国产生的本国废水作为压舱水并用它作为石油生产国的饮用水和农业用水。
因为本国废水(所谓的污水)中含有大量的有机物，例如氮和磷，所以在经过净化处理将氮和磷减少到预定参考值之后，被排放到河流和海洋中。
照这样，存在一个问题，即用于除去氮和磷的净化处理在目前的情况下成本较高。
附带地，尽管已经发现氮和磷可以有效地用作农业肥料，但是在欧洲和日本已经放弃使用它们作为有机源，因此在当前的环境下，它们被排放到河流与海洋中，因为大量的食物从海外进口。
进一步，尽管有机肥料能够从含有大量有机物，例如氮和磷，的淤泥产生，但是在目前的情况下，淤泥会被焚烧，其中昂贵的燃料被消耗掉了，因为从古时就一直使用的农田保留有足够的有机物等。
也就是说，有效地用作肥料的污水或者淤泥变得毫无用处。
本发明的一个目标是提供一种能够有效利用本国废水的新鲜水供应系统，其中本国的废水被当作污水排放到河流或者海洋中。

下面将参考图1A和1B说明本发明的实施例(第一实施例)。
图1A是显示系统构型的简图，其中含有大量有机物的本国废水经过净化处理，经过处理的新鲜水充满运输船例如油轮等的船舱或者压舱水罐，并运往干旱或者半干旱地区。
图1B是显示系统构型的简图，其中新鲜水从运输船运送到海岸或者海上的存储罐中，并供应到一组位于新鲜水消耗地域内的罐中。
图2是进一步详细图解图1A和1B所示系统的流程图。
从住宅1，例如公寓等，释放的本国废水通过下水道2等运送到污水处理工厂3，其中本国废水中的植物有机物等通过凝结沉淀系统，利用微生物等的活化淤泥方法加以净化，除去大多数悬浮物(SS)，随后获得透明的经过处理的水。
然而，这一阶段经过处理的水并不满足日本向河流和溪水排出水的质量标准，例如T-N(总氮含量)、T-P(总磷含量)、气味、大肠杆菌残留量等。
接着，经过处理的水通过管道4经灭菌和除臭装置5除去气味和有害微生物，例如大肠杆菌、杆菌，存储在该装置的经处理水罐中，其中灭菌和除臭装置5含有臭氧发生器、紫外线发生器、等离子体发生器、活性炭吸附剂、利用电解的酸性水发生器等。因此，最终经过处理的水是新鲜水，其中T-N和T-P不满足排出水质量标准，是富营养的新鲜水。
富营养的新鲜水通过地上或者地下管道7运送到海岸上的新鲜水存储罐8，供应到轮船上。将富营养的新鲜水运送到新鲜水存储罐8可以通过罐车执行。此外，管道7的一部分可以延伸到河床或者海床，且存储罐8可以固定于河区或者海区，或者安装在河区或海区的漂浮物上。
需要压舱水的轮船，例如卸载原油的油轮，由新鲜水存储罐8通过管道9a供应富营养的新鲜水。
另外，油轮6能够从另一个地点的新鲜水存储罐108通过管道10接收富营养的新鲜水。
另外，从它国污水处理工厂11产生的富营养新鲜水可以通过地上或地下的管道12运送到海岸上向轮船提供供应的新鲜水存储罐13。能够进一步填充压舱水的油轮6通过管道14从新鲜水存储罐13供给富营养的新鲜水。
油轮6航行到原油供应地区将富营养的新鲜水释放到安装在海岸或者海上的罐中，或者一级新鲜水存储罐15中，然后油轮6移动到原油供应地域以便装满原油，其中富营养的新鲜水被填充作为压舱水，一级新鲜水存储罐15是轮船上用于接收压舱水的罐。
一级新鲜水存储罐15中的富营养新鲜水通过管道16供给到一级新鲜水运送设备17，该设备具有作为水运送装置的泵，然后通过管道18、19、20从那里运送到位于农田或者蔬菜区24、33、60的二级新鲜水存储设施21、22、23。运输量根据二级新鲜水存储设施21、22、23中罐中水的水平和新鲜水的使用计划加以控制。
富营养的新鲜水从二级水存储设施21通过管道26a、27分配到围绕农田或者蔬菜区24布置的三级新鲜水存储设施25、26。在农田或者蔬菜区24很广大的情况下，农田或者蔬菜区同时通过管道29从二级水存储设施21和通过管道30、31从三级新鲜水存储设施25、26接收富营养的新鲜水。
否则，作为压舱水运输的富营养新鲜水还被分配到农田或者蔬菜区32。富营养的新鲜水还通过管道41从三级新鲜水存储设施25，通过管道39从三级新鲜水存储设施36以及通过管道40从四级新鲜水存储设施38分配到农田或者蔬菜区32，其中富营养的新鲜水通过管道37从三级新鲜水存储设施36分配到四级新鲜水存储设施38。
富营养的新鲜水通过管道46从二级水存储设施21，通过管道44从二级新鲜水存储设施23以及通过管道45从三级水存储设施43分配到农田或者蔬菜区33，其中富营养的新鲜水通过管道42从二级新鲜水存储设施23分配到三级水存储设施43。
富营养的新鲜水通过管道51从三级水存储设施43，通过管道52从三级新鲜水存储设施48，通过管道53从四级水存储设施50以及通过管道54从四级新鲜水存储设施38分配到农田或者蔬菜区34，其中富营养新鲜水通过管道47从二级新鲜水存储设施23分配到三级水存储设施48，富营养新鲜水通过管道49从三级新鲜水存储设施48分配到四级水存储设施50。
富营养新鲜水通过管道63从二级水存储设施22分配到农田或者蔬菜区60。
进一步，富营养的新鲜水经由管道56从一级新鲜水存储罐55通过二级新鲜水运送设备57，并通过管道58运送到三级新鲜水存储设施59，其中二级新鲜水运送设备57具有作为水运送装置的泵，一级新鲜水存储罐55从其它油轮6接收作为压舱水运输的富营养新鲜水。
富营养的新鲜水经由管道64从三级新鲜水存储设施59通过四级新鲜水存储设施62分配到农田或者蔬菜区60。
进一步，富营养新鲜水通过管道65在二级新鲜水存储设施22和三级新鲜水存储设施59之间移动。
照这样，根据本实施例，作为轮船压舱水运输的富营养新鲜水通过存储设施网络充分地分配到广阔的沙漠、沙漠中水短缺的农田和蔬菜区，从而有可能在农田和蔬菜区中种植蔬菜和果树从而扶植农业。
进一步，造林地区能够种植花卉和牧草，饲养牲畜例如牛、羊等，从而向外部地域供应肉。
此外，尽管本实施例是参考向农田或者蔬菜区供应水的系统说明的，但是如下的系统也可以产生相同的效果，其向工业区或者居民区供水，这些地域是代替农田或者蔬菜区的水分配区域。也就是说，使用相同的新鲜水供应系统能够向水分配设施供应廉价的新鲜水，其中水分配设施向工业区或者居民区供应工业用水和喷灌水(sprinklewater)。同样，有可能在居民区使用富营养水作为制造饮用水的生水。
本实施例产生了如下的有利效果，即使保留有大量的氮和磷，但是经过处理的本国废水，其是无味的，大肠杆菌、杆菌等有害微生物已经被杀灭，价格低廉且对人体安全，也能够被填充作为轮船例如油轮等的压舱水，并作为农业用水以低廉的运输成本供应和分配到干旱或者半干旱地区广大的农田或者蔬菜区，和作为工业用水和喷灌水廉价地供应和分配到对水有高消耗需求的工业区或者居民区。
进一步，压舱水在填充压舱水的位置装载到需要填充压舱水的轮船上，由从本国废水处理中产生的淤泥制造的有机肥料能够被卸载到压舱水要运输到的目的地，并卖出用作农田或者蔬菜区的有机肥料。
因此，本实施例产生了如下的有利效果，即有可能减少作为新鲜水供应国方面处理本国废水的费用，和有效地将有机肥料施加到农田，以及另一个有利效果，即通过将富营养的新鲜水和有机肥料运往国外，将有机物分配到有机肥料生产国，从而减少了有机化合物向环境的释放，防止环境水的富营养化，进而净化环境。
而且，根据本发明，因为压舱水不释放到海洋，其处于压舱水净化领域之外，因此轮船上不需要安装任何净化设备，从而有可能预期不再需要用于安装净化设施的成本和用于操作净化设施的成本，进而能够减少轮船航行的成本。
本发明进一步的实施例将参考图3和4加以说明。
图3和4所示的系统与图1和2所示的系统的不同之处在于如下的系统，其用于管理被卸载新鲜水的分配、待存储新鲜水的数量、分配量和所分配水的品质，特别地，提供了一种廉价地供应新鲜水的方法。进一步的不同在于，供应系统提供了一个用于管理所分配水的输送量和品质的系统，将新鲜水运送到干旱或者半干旱地域、对农业用水有高消耗需求的农田、工业装置和饮用水处理设施。
图3显示了图1所示水分配系统的一部分。
一级新鲜水存储罐15中的富营养新鲜水通过管道16经过一级新鲜水运送设施17，其具有作为水运输装置的泵，并从那里通过管道18、19、20运送到二级新鲜水存储设施21、22、23，并进一步运送到三级新鲜水存储设施25、26、36、43、48进而分配到农田或者蔬菜区24、32、33、34、60。
从一级新鲜水存储罐15运送到二级新鲜水存储设施21、22、23罐中的量根据各个二级新鲜水存储设施内新鲜水罐中水的水平和新鲜水的使用计划加以控制。
测量农田或者蔬菜区中的湿度计和温度计、种植作物(harvest)等所需的作物种植图片数据的数据信息和水的水平信息、待存储的新鲜水量、以及一级新鲜水存储罐和第二新鲜水存储罐的新鲜水罐中新鲜水的品质。所测量的信息通过无线电或有线通讯从信息发送设备163和信息发送、控制数据接收、数据分析设备164发送到数据集成控制设施165的信息发送、数据分析设备，水管理控制分析、控制数据发送设备166。
在数据集成控制设施165中，农田中的喷灌水量、喷灌的时区、喷灌水的品质和输送到水存储设施的水量进行多种分析，从中接收农田的湿度和温度、作物种植图片数据和包括过去和现在数据的未来天气预报数据，并使用计算机确定控制方法和控制值。
所需数据分别通过无线电或有线通讯发送到一级新鲜水存储罐和二级新鲜水存储设施中的信息发送、控制数据接收、数据分析设备164，且二级新鲜水存储设施中的运送泵和流量控制阀控制从一级新鲜水存储罐运送到二级新鲜水存储设施的水量，和从二级新鲜水存储设施运送到各个农田的水量。
分别运送到各个农田的水的品质根据作物的生长状态确定。例如，因为当致病细菌恰在收获时间之前混合在用于作物的新鲜水中时会产生问题，所以要供应经过进一步净化的新鲜水。
参考图4，新鲜水通过管道18从一级新鲜水存储设施17供应到二级新鲜水存储设施21(如图3所示)从而存储在水存储罐67中。通常，水存储罐67中的新鲜水通过泵68加压并保持品质，而后通过流速控制阀69控制流速，进而通过管道29分配到农田或者蔬菜区24(如图2所示)。
另一方面，在新鲜水被净化成高品质的情况下，水存储罐67中的新鲜水通过泵70加压，并通过控制阀71控制流速并运送到净化装置72。净化装置72包括紫外灭菌装置、臭氧灭菌装置和膜过滤装置，经过处理的新鲜水中的致病菌被杀灭和除去，从而新鲜水被净化。
净化后的新鲜水存储在净化水罐73中。净化水罐73中的净化后新鲜水通过泵74加压，并通过流速控制阀75控制流速，从而通过管道29分配到农田或者蔬菜区24(如图3所示)。水存储罐67中新鲜水的水平信息和净化水罐73中水的水平和品质信息通过数据线76、77发送到信息发送、控制数据接收、数据分析设备164。
通过由控制线78、79控制泵68的工作和流速控制阀69的阀开启程度控制所运送的新鲜水量。通过控制线80、81控制泵74的工作和流速控制阀75的阀开启程度控制所运送的净化后新鲜水的量。进一步，通过控制线82、83控制泵70的工作和流速控制阀71的阀开启程度控制从水存储罐67运送到净化装置72的新鲜水量。
根据本实施例，在对人体有害的细菌，例如大肠杆菌等，已被除去或杀灭的新鲜水在收获时作为喷灌水供应到农田或者蔬菜区24中的作物时，信息发送、控制数据接收、数据分析设备164从数据集成控制设施165接收命令(如图3所示)从而控制泵和流速控制阀。
所分配的净化后新鲜水被喷灌到蔬菜，例如卷心菜等上，直到作物和蔬菜能够在安全状态下收割为止。然而，在净化处理中需要很大的成本。
因为用于喷灌的新鲜水能够只在收获之前根据庄稼种植图片数据加以净化，所以本实施例中用于净化的成本能够通过使所需的净化量最小而加以限制。
(第三实施例)图5显示了进一步的实施例。
图5是根据本发明再进一步实施例的系统流程图。
图5所示实施例与图1和2所示实施例之间的不同涉及在轮船上填充含有本国废水的新鲜水，并在于构建压舱水管理系统，其能够保证全世界的新鲜水供应位置和控制远洋航行的轮船在何处能够以最廉价的操作和最短的时间填充压舱水。
也就是说，压舱水管理系统使得有可能在A国填充新鲜水作为压舱水，当A国的新鲜水量少于所需量时，接收B国新鲜水库存量的信息，并根据该信息在B国填充相应于所缺的新鲜水作为压舱水。而且，利用压舱水管理系统，有可能在A国填充海水作为压舱水，在B国释放压舱海水，并在B国填充新鲜水，其是由本国废水构成的经过处理的水，其中B国的供应比在A国更便宜。进一步，有可能根据有关由本国废水构成的经过处理的水的水品质信息填充符合压舱水供应目的地的可允许水品质的廉价新鲜水。
参考图5，在A国，在污水处理工厂84中经过处理的富营养新鲜水被净化，其中本国废水含有大量的有机物，并经由管道85通过灭菌/除臭装置86，该装置包括臭氧发生器、紫外线发生器、等离子体发生器、活性炭吸附剂、利用电解的酸性水发生器等，再通过管道87运送到岸上的新鲜水存储罐88，其向轮船提供供应。新鲜水存储罐88中库存和水品质数据通过无线电、有线通讯或者互联网从信息发送/接收设备89集中发送到压舱水管理中心90中含有压舱水管理系统的压舱水管理装置91。
进一步，当油轮通过信息通讯设备92将压舱水的需要量和运送目的地的信息输入压舱水管理中心90的压舱水管理装置91中时，根据压舱水的信息和各个库存压舱水的国家的水品质计算和控制压舱水的供应位置和填充量，并且压舱水管理中心90的压舱水管理装置91向油轮6的信息通讯设备92发送和指示目的地接触和逗留的要求、填充量、压舱水的单位成本以及填充数据和时间。
将要接触和逗留的油轮名称、供应和填充的数量、以及填充的数据和时间被发送和指示到新鲜水存储罐88的信息发送/接收设备89。所运送新鲜水供应的目的地、水品质和填充的数据和时间通过互联网等发送和指示到作为运输目的地的新鲜水接收设施，并根据油轮6向信息通讯设备92发送的压舱水需要量的结果通过压舱水管理中心90的压舱水管理装置91接收接收许可信息。
在B国，在污水处理工厂94中经过处理的富营养新鲜水经由管道95通过灭菌除臭装置96，其中在污水处理工厂中净化含有大量有机物的本国废水，灭菌/除臭装置96包括臭氧发生器、紫外线发生器、等离子体发生器、活性炭吸附剂、利用电解的酸性水发生器等，并经由管道97运送到岸上向轮船提供供给的新鲜水存储罐98。新鲜水存储罐98中的库存和水品质数据通过无线电、有线通讯或者互联网从信息发送/接收设备99集中地发送到压舱水管理中心90含有压舱水管理系统的压舱水管理装置91。
例如，根据来自压舱水管理中心90的指令，油轮6通过管道93从A国的新鲜水存储罐88填充新鲜水作为压舱水的一部分，压舱水的量能够保证安全航行，然后根据来自压舱水管理中心90的指令航行到B国，通过管道100从B国的新鲜水存储罐98填充所需数量的新鲜水。
然后，油轮航行到运输目的地国家，从该国获得了分配压舱水的许可，并将新鲜水卖出和分配到运输目的地国家。油轮在运输目的地国家充满海水作为压舱水，并航行到接收原油的海域并释放压舱水接收原油。压舱水管理中心集中地管理新鲜水的交易(transaction)体积和交易费用，并对压舱水的水品质信息进行管理和对压舱水的水品质进行分析服务，且压舱水管理中心作为服务费接收信息管理费和一部分贸易费。
根据本实施例，因为本国废水的数量和水品质能够在全世界范围内集中地管理，所以能够供应压舱水的填充位置的信息能够提供到需要新鲜水作为压舱水的轮船，且水品质的信息事先通知压舱水待供应到的国家，从而能够根据压舱水待供应到的国家的水品质标准与轮船通讯压舱水的接收许可。
因此，当用压舱水填充轮船时，轮船的拥有者能够获得接收压舱水的许可，从而在轮船方面不需要请求许可且不需要执行任何运输压舱水的办公程序，因此能够减少贸易花费。
进一步，根据本实施例，有可能根据新鲜水库存检测装置的数据填充新鲜水，使运输船的运输目的地根据来自压舱水管理中心90的指令与运输船通讯，并且从压舱水管理中心90获得运输目的地的接收许可，从而产生了一种有利效果，即甚至在运输目的地突然改变时，这种改变也能够被迅速提交。
如上所述，根据本发明，不仅当前返回油轮的使用价值增加，而且例如沿着阿拉伯海湾的干旱地域的水需求也能够满足。此外，还提供了一种方法，通过它可减少新鲜水供应国方面本国废水处理的花费，且有机肥料被有效地施加到(reduced to)农田。
因为当前返回油轮能够通过通讯装置，例如互联网等，获得填充压舱水的位置信息和压舱水的接收许可信息，所以有可能有效地执行压舱水的运输。
尽管本发明已经结合应用经过处理的本国废水作为新鲜水加以说明，但即使新鲜水包括廉价的河水和湖水时也能够产生相同的有利效果。
特别地，甚至在如下的情况下也能够产生相同的效果，即当轮船航行到没有批准压舱水品质控制国际条约的国家时，将作为压舱水的从它国运输来的海水释放到海洋区域，在该国填充廉价的河水或者湖水作为压舱水，并将新鲜水运送到干旱地域。
进一步，尽管本发明结合作为轮船压舱水的新鲜水的运输加以说明，但是相同的效果也能够关于集成控制系统产生，其在将新鲜水填充在塑料袋中并通过轮船牵引和运送这些塑料袋的情况下，提供和接收新鲜水的供应和输送。
本发明产生了如下的效果，即使T-N和T-P大量地保留，无味的、有害微生物例如大肠杆菌、杆菌已被杀灭的且廉价而对人体无害的经过处理的本国废水也能够填充到轮船内，例如油轮等，作为压舱水，并以低廉的运输成本加以运输，从而能够将廉价的新鲜水作为农业用水提供和分配到干旱或者半干旱地域内广大农田或者蔬菜区。
此外，压舱水在填充压舱水的位置装载在轮船上，且由从本国废水处理中产生的淤泥制造的有机肥料能够被卸载到压舱水要运送的目的地，并卖出用作农田或者蔬菜区的有机肥料。因此，本实施例产生了一种效果，即有可能减少新鲜水供应国方面本国废水的处理费用并有效地将有机肥料施加到农田，还产生了如下效果，即通过将富营养的新鲜水和有机肥料运送到国外，有机物被分配到有机肥料生产国，从而减少将有机化合物释放到环境中，防止环境水富营养化，因而净化环境。
根据本实施例，因为本国废水的水量和品质能够在世界范围内集中管理，所以能够向需要新鲜水作为压舱水的轮船提供能够供应压舱水的填充位置信息，和事先与压舱水将供应到的国家沟通水品质信息，从而根据压舱水待供给国的水品质标准和轮船沟通压舱水的接收许可信息。因此，当压舱水被填充在轮船上时，轮船的拥有者能够获得压舱水的接收许可，从而轮船方面不需要许可的请求，且不需要执行任何压舱水运输的公文程序，从而能够降低贸易费用。
尽管前述的说明是根据本发明的实施例进行的，但是本领域的技术人员应当进一步理解，本发明并不仅限于它们，且能够进行各种变化和修改而不背离本发明的精神和附属权利要求的范围。