CN106573802A - 压载水的处理方法 - Google Patents

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Abstract

预先获取未添加氯系活性物质的未处理的压载水，预先测定该未处理的压载水的浊度，添加基于该浊度确定的氯系活性物质。氯系活性物质的添加量根据浊度进行设定，以使所述压载水的排出时的总残留氧化性物质浓度TRO成为0.5～3mg/L(以Cl2计)。具体地，浊度的值小于10NTU时，以使氯系活性物质的浓度成为2～14mg/L的方式添加所述氯系活性物质，浊度为10NTU以上且小于50NTU时，以使浓度成为2～30mg/L的方式添加所述氯系活性物质，浊度为50NTU以上时，以使浓度成为18～30mg/L的方式添加所述氯系活性物质。由此，能够最优选地确定压载水处理中的氯系活性物质的添加量。

Description

压载水的处理方法
技术领域
本发明涉及一种用于最优选地确定压载水处理中的氯系活性物质的添加量，控制压载水的处理方法。
背景技术
通常，船舶特别是货船被设计为包含载货等重量，因此，对于没有荷载或荷载较少的状态下的船舶，从确保推进器的入水深度、确保没有荷载时的安全航行的必要性出发，在驶出港口前，在港口抽取海水，保持船舶的平衡，而用作该压载的水被称作船舶压载水。该船舶压载水在没有载荷的状态下驶出港口时，在该出港地将港口的海水等装入压载舱，相反，在港内装载货物时，进行船舶压载水的排水。
但是，如果通过往返于环境不同的装货港与卸货港之间的船舶进行船舶压载水的注排水，则人们担忧由于装货港与卸货港处的船舶压载水中所含的微生物的差异而对沿岸生态系统造成不良影响。鉴于此，在与船舶的船舶压载水管理有关的国际会议中，在2004年2月通过了用于规制和管理船舶的船舶压载水以及沉淀物的国际条约，规定有义务对船舶压载水进行处理。
作为船舶压载水的处理基准，国际海事机构(IMO)所指定的基准是：从船舶中排出的船舶压载水中所含的50μm以上的生物(主要为动物浮游生物)的个数为1m3中少于10个，10μm以上且小于50μm的生物(主要为植物浮游生物)的个数为1ml中少于10个，霍乱弧菌的个数为100ml中少于1cfu，大肠杆菌的个数为100ml中少于250cfu，肠道球菌的个数为100ml中小于100cfu。
为了符合这样的压载水的处理基准，提出了一种通过在船舶压载水中添加次氯酸钠、次氯酸钙等氯系活性物质的杀菌剂，确保它们的停留时间，从而杀灭微生物等的船舶压载水的处理方法。该压载水处理中的氯系活性物质的添加量以IMO的基本批准时设定的最大容许添加量(MAD)为指标来确定。
然而，在压载水中添加氯系活性物质时，氯会随时间而消耗，因此，优选计算氯系活性物质的消耗速度，添加截至压载水的排出时即航海结束时为止的必要量。通常，作为计算氯的消耗速度的方法，专利文献1中记载的利用下述计算式进行的氯衰减预测法是公知的方法。
C＝z·C0·e-kt
(式中，C0是氯注入管出口处的氯浓度，C为时间(t)的氯浓度，k为反应常数，t为经过时间，z为氯注入后的氯残留系数。)
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平08-41670号公报。
发明内容
发明所要解决的问题
然而，对专利文献1中记载的氯衰减预测法而言，在进行预测时，多在压载水中以高浓度添加氯系活性物质，但是，在这样的情况下，氯系活性物质的初始衰减速度大，因此，初始氯消耗速度与其后的氯消耗速度的相关性变小，存在的问题是：难以根据添加活性物质后的较短时间的氯消耗量例如120分钟以下的氯消耗量来预测几天后的氯浓度。
进而，实际的压载水的水质根据获取位置的污染状況、获取水深、获取时期、航海的时间等许多的因素而发生变化。所述水质变化不仅依赖于SS，还依赖于DOC、POC、氨、亚硝酸、无机盐类、有机物的种类、量。然而，在现有的方法中，存在的问题是：不能追踪伴随所述水质的变化而发生的氯系活性物质的消耗速度的不同。
作为应对方法，考虑添加即使经过几天后也能预见到充分的残留氯浓度的过剩量的氯系活性物质，但是，不能添加多于最大容许添加量(MAD)的氯系活性物质。进而，对于澄清水，在确定氯系活性物质的添加量的情况下，存在下述问题：大部分的活性物质在排出时残留从而导致排出水的毒性变高、或者产生用于分解残留的活性物质的中和剂的添加量大量增多等问题。如此地，目前不存在保持能够维持至压载水排出时为止的杀菌性的总残留氧化性物质浓度(残留氯浓度)且能最优选地确定抑制其添加量的氯系活性物质的添加量的控制压载水的方法。
本发明解决上述课题，其目的在于，提供一种能最优选地确定压载水处理中氯系活性物质的添加量的压载水的处理方法。
解决问题的技术方案
为解决上述课题，本发明提供一种压载水的处理方法，该压载水的处理方法的特征在于，将获取的压载水供给于压载舱时，添加氯系活性物质，该氯系活性物质用于对该压载水中的水生微生物进行杀菌处理，所述处理方法预先测定未添加氯系活性物质的未处理的压载水的浊度，添加基于该浊度确定的氯系活性物质，中和所述压载水(发明1)。
根据所述发明(发明1)，实际上，获取添加氯系活性物质之前的未处理的压载水，预先测定该未处理的压载水的浊度。本发明人发现，该浊度的值与有害浮游生物等的量具有相关性，因此，根据该浊度的值，能够规定氯系活性物质的浓度，该氯系活性物质能使排出时的总残留氧化性物质浓度在规定的范围内。以此方式，根据浊度的值，确定氯系活性物质的添加量，从而能够根据有害浮游生物等的量添加氯系活性物质，因此，能够防止氯系活性物质的过剩添加、添加不足。另外，也发挥出能够降低排出水的毒性、减少中和剂的添加量的效果。
在上述发明(发明1)中，优选所述压载水的总残留氧化性物质浓度(TRO)在排出时为0.5～3mg/L(以Cl2计)(发明2)。
根据所述发明(发明2)，如果压载水的中和后的总残留氧化性物质浓度(TRO)为0.5mg/L以上，则能够使有害的浮游生物、细菌等为基准值以下，另一方面，如果浓度为3mg/L以下，则能够减小排出时的环境负荷。而且，只要与浊度成比例地添加氯系活性物质，就能够成为上述总残留氧化性物质浓度。
在上述发明(发明1或2)中，所述浊度的值小于10NTU时，优选以使述氯系活性物质的浓度成为2～14mg/L(以Cl2计)的方式添加所述氯系活性物质，浊度为10NTU以上且小于50NTU时，优选以使浓度成为2～30mg/L(以Cl2计)的方式添加所述氯系活性物质，浊度为50NTU以上时，优选以使浓度成为18～30mg/L(以Cl2计)的方式添加所述氯系活性物质(发明3)。
特别地，在上述发明(发明3)中，所述浊度的值为10NTU以上且小于50NTU时，优选确定满足下式(1)的氯系活性物质的添加浓度(发明4)。
C＝0.4X+a (1)
(式中，C表示氯系活性物质的添加浓度，X为浊度，a是2～10。)。
根据所述发明(发明3、4)，根据浊度的值，通过总残留氧化性物质浓度换算来设定氯系活性物质的添加量，由此，能够有效地使有害的浮游生物、细菌等成为基准值以下，另一方面，也能够减小排出时的环境负荷。
在上述发明(发明1～4)中，所述氯系活性物质优选为从二氯异氰尿酸盐、三氯异氰尿酸盐、次氯酸盐中选出的一种或两种以上(发明5)。
根据所述发明(发明5)，所述氯系活性物质对船舶压载水等中所含的微生物具有优异的杀菌性，并且基于总残留氧化性物质浓度的对数式的计算值与实测值在一定程度上相接近，因此，适于确定氯系活性物质的添加量。
发明效果
通过本发明的压载水的处理方法，实际上，获取添加氯系活性物质之前的未处理的压载水，预先测定该未处理的压载水的浊度，并根据该浊度的值确定氯系活性物质的添加量，因此，能够防止氯系活性物质的过剩添加、添加不足。另外，能够降低排出水的毒性，减少中和剂的添加量。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式中的压载水的处理方法中的浊度与次氯酸钠(氯系活性物质)添加浓度的关系的图表。
具体实施方式
下面，基于一个实施方式，对本发明的压载水的处理方法进行详细说明。
本实施方式的压载水的处理方法是将由取水口获取的压载水供给于压载舱时，用于确定氯系活性物质的添加量的方法，该氯系活性物质用于对该压载水中的水生微生物进行杀菌处理，所述方法预先获取未添加氯系活性物质的未处理的压载水，预先测定该未处理的压载水的浊度，添加基于该浊度确定的氯系活性物质，从而在排出时中和所述压载水。其中，作为氯系活性物质，具有优异的杀菌性，并且，后述的基于总残留氧化性物质浓度的对数式的计算值与实测值在一定程度上相接近，因此，能够使用从二氯异氰尿酸盐、三氯异氰尿酸盐、次氯酸盐中选出的一种或两种以上，特别优选次氯酸钠等次氯酸盐。
需要说明的是，总残留氧化性物质浓度是指TRO(Total Residual Oxidants)，包括由添加氯系活性物质导致的氧化性氯浓度、以及通过与该氧化性氯反应而产生的其他氧化性成分。所述总残留氧化性物质浓度能够使用采用DPD吸光度法的市售的高精度TRO计在常温条件下进行测定。
上述氯系活性物质的添加量根据浊度进行设定，以使所述压载水的中和后的总残留氧化性物质浓度(TRO)在排出时成为0.5～3mg/L(以Cl2计)。当总残留氧化性物质浓度(TRO)小于0.5mg/L时，难以将有害的浮游生物、细菌等控制为基准值以下，或者会导致细菌等的再增殖、浮游生物的卵的孵化。另一方面，即使大于3mg/L，也不能获得更好的杀灭有害的浮游生物、细菌等的效果，而且，中和所需的中和剂的量变多、或者排出时的环境负荷增大，因此不优选。
具体而言，浊度的值小于10NTU时，以使氯系活性物质的浓度成为2～14mg/L(以Cl2计)的方式添加氯系活性物质，浊度为10NTU以上且小于50NTU时，以使浓度成为2～30mg/L(以Cl2计)的方式添加所述氯系活性物质，浊度为50NTU以上时，以使浓度成为18～30mg/L(以Cl2计)的方式添加所述氯系活性物质，由此，能够是排出时的总残留氧化性物质浓度(TRO)成为0.5～3mg/L(以Cl2计)。需要说明的是，如上所述的基于浊度进行的控制，使用浊度计进行控制即可。
特别地，所述浊度的值为10NTU以上且小于50NTU时，确定满足下述式(1)
C＝0.4X+a (1)
(式中，C表示氯系活性物质的添加浓度，X为浊度，a为2～10。)的、2～30mg/L(以Cl2计)的范围内的氯系活性物质的添加浓度，由此，能够使排出时的总残留氧化性物质浓度(TRO)成为0.5～3mg/L(以Cl2计)。
另外，浊度的值小于10NTU时，采用上述式(1)中的a的值的最大值，确定满足下述式(2)
C2＝0.4X+10 (2)
(式中，C2表示氯系活性物质的添加浓度，X为浊度。)的、2～14mg/L(以Cl2计)的范围内的氯系活性物质的添加浓度，由此，能够将排出时的总残留氧化性物质浓度(TRO)设为0.5～3mg/L(以Cl2计)。
需要说明的是，压载水排出时，向排压载水供给还原剂，使残留的氯还原，使残留氯浓度降低至目标残留氯浓度，在此基础上，向外部环境排水。作为从该还原剂供给机构供给的还原剂，能够使用亚硫酸钠、重亚硫酸钠(亚硫酸氢钠)、硫代硫酸钠等。
以上，基于一个实施方式对本发明进行了说明，但是，本发明并不限于所述实施方式，能进行各种变形实施。例如，对于总残留氧化性物质的浓度测定而言，不限于使用采用DPD吸光度法的TRO计进行测定，只要能得到同样的测定值，就能应用各种测定方法。
实施例
通过下述具体的实施例，对本发明进行进一步详细的说明。
[实施例1～11以及比较例1～4]
对10处港湾的海水(海水1～10)进行采样，分别测定这些海水的浊度。在所述海水中，以表1中示出的添加浓度(氯换算)分别添加次氯酸钠。然后，将该海水密封盖严，在25℃的暗室中静置2小时，然后，使用DPD法，分别测定总残留氧化性物质浓度，将测定结果示于表1中。需要说的是，在表1中，将总残留氧化性物质浓度(TRO)在0.5～3mg/L(以Cl2计)的范围内的情况作为实施例，将除此以外的情况作为比较例。图1中，分别标记为粗实线的范围内(○)与范围外(●)。另外，将这些实施例1～11以及比较例1～4中的浊度与次氯酸钠的添加浓度(氯换算)的关系示于图1中，但是，图1中，分别将粗实线的范围内标记为实施例(○)，将范围外标记为比较例(●)。
[表1]
示例No. 海水No. 浊度(NTU) 添加浓度(mg/L) TRO(mg/L)
实施例1 海水1 0 4.0 1.2
实施例2 海水2 1.5 12.2 2.2
实施例3 海水3 2.7 9.0 1.8
实施例4 海水4 3 7.0 1.8
实施例5 海水4 3 11.5 1.5
实施例6 海水5 4.9 12.9 2.5
实施例7 海水6 6.2 10.3 2.7
实施例8 海水7 11 8.5 2.5
实施例9 海水8 30 15.9 1.0
实施例10 海水9 40 17.6 0.6
实施例11 海水10 60 29.9 0.9
比较例1 海水4 3 15.0 5.0
比较例2 海水9 40 10.0 0.2
比较例3 海水9 40 30.0 4.5
比较例4 海水10 60 12.8 0.2
由表1和图1可知，在浊度的值小于10NTU且次氯酸钠的添加浓度落入2～14mg/L(以Cl2计)的范围内的实施例1～7中，静置2小时后，总残留氧化性物质浓度落入0.5～3mg/L(以Cl2计)的范围内，相对于此，在次氯酸钠的添加浓度为3mg/L(以Cl2计)的比较例1中，静置2小时后，总残留氧化性物质浓度较高，为5mg/L(以Cl2计)，需要大量的中和剂。
另外，在浊度的值为10NTU以上且小于50NTU、并且次氯酸钠的添加浓度满足上述式(1)的实施例8～10中，静置2小时后的总残留氧化性物质浓度在0.5～3mg/L(以Cl2计)的范围内，相对于此，在次氯酸钠的添加浓度为10mg/L(以Cl2计)且不满足式(1)的比较例2中，静置2小时后的总残留氧化性物质浓度低，为0.2mg/L(以Cl2计)，是难以使有害的浮游生物、细菌等成为基准值以下的水平。在次氯酸钠的添加浓度为30mg/L(以Cl2计)且不满足式(1)的比较例3中，静置2小时后的总残留氧化性物质浓度高，为4.5mg/L(以Cl2计)，是需要大量中和剂的水平。
进而，在浊度的值为50NTU以上(60NTU)且次氯酸钠的添加浓度为在18～30mg/L(以Cl2计)的范围内的29.9mg/L(以Cl2计)的实施例11中，静置2小时后的总残留氧化性物质浓度为0.9mg/L(以Cl2计)，相对于此，在次氯酸钠的添加浓度为12.8mg/L(以Cl2计)的比较例1中，静置2小时后的总残留氧化性物质浓度低，为0.2mg/L(以Cl2计)，是难以使有害的浮游生物、细菌等成为基准值以下的水平。
根据上述结果可知，设定图1中的粗实线的范围内的次氯酸钠的添加浓度，特别是浊度的值小于10NTU时，将氯系活性物质的添加浓度设为2～14mg/L(以Cl2计)，浊度的值为10NTU以上且小于50NTU时，将氯系活性物质的添加浓度设为满足C＝0.4X+a的范围内，进一步地，浊度的值为50NTU以上时，将氯系活性物质的添加浓度设为18～30mg/L(以Cl2计)的范围内，由此，能够以不会造成过剩添加或添加不足的方式设定压载水处理时的氯系活性物质的添加量。
工业实用性
通过本发明的压载水的处理方法，实际上，获取添加氯系活性物质之前的未处理的压载水，预先测定未添加氯系活性物质的未处理的压载水的浊度，根据该浊度的值，确定氯系活性物质的添加量，因此，能够确定最优选的氯系活性物质的添加量，由此，能优化药剂在船中的搭载量、空间、设备，其结果是，能提供具有成本竞争力的处理装置。

Claims (5)

1.一种压载水的处理方法，其特征在于，将获取的压载水供给于压载舱时，添加氯系活性物质，所述氯系活性物质用于对该压载水中的水生微生物进行杀菌处理，所述处理方法预先测定未添加氯系活性物质的未处理的压载水的浊度，添加基于该浊度确定的氯系活性物质，中和所述压载水。
2.如权利要求1所述的压载水的处理方法，其特征在于，以Cl2计的所述压载水的总残留氧化性物质浓度TRO在排出时为0.5～3mg/L。
3.如权利要求1或2所述的压载水的处理方法，其特征在于，所述浊度的值小于10NTU时，以使氯系活性物质的浓度成为以Cl2计2～14mg/L的方式添加所述氯系活性物质，浊度为10NTU以上且小于50NTU时，以使浓度成为以Cl2计2～30mg/L的方式添加所述氯系活性物质，浊度为50NTU以上时，以使浓度成为以Cl2计18～30mg/L的方式添加所述氯系活性物质。
4.如权利要求3所述的压载水的处理方法，其特征在于，所述浊度的值为10NTU以上且小于50NTU时，确定满足下式(1)的氯系活性物质的添加浓度，
C＝0.4X+a (1)
式中，C表示氯系活性物质的添加浓度，X为浊度，a是2～10。
5.如权利要求1～4中任一项所述的压载水的处理方法，其特征在于，所述氯系活性物质是从二氯异氰尿酸盐、三氯异氰尿酸盐、次氯酸盐中选出的一种或两种以上。
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