JP3677155B2 - 海生生物の付着による障害防止方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、海水冷却水系における海生生物の付着による障害防止方法に関する。さらに詳しくは、この発明は、海水を冷却水として使用する熱交換器や復水器およびこれらに付帯する配管または導水路における海生生物の付着を過酸化水素または過酸化水素供給化合物を使用して効率よく防除する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、海水は工業用冷却水として、発電所、製鉄所、石油化学プラントなどで大量に使用されている。しかし、海水中に生息するムラサキイガイ、フジツボ、コケムシ、ヒドロムシなどの海生生物が海水取水路、配管や導水路、熱交換器や復水器などの内壁に付着し、成長して通水路を狭め、さらに内壁から脱落し、配管や熱交換器の通水を阻害して冷却効率を低下させたり、また局部的な乱流を生じて金属の腐食障害を引き起こすなどの問題が発生している。
【０００３】
このような障害を防止するために、従来、付着した海生生物をロボットや治具により機械的に剥離除去したり、次亜塩素酸ナトリウム、二酸化塩素、塩素ガスなどの塩素発生剤を添加したりする方法などが採用されてきた。
しかしながら、機械的な剥離除去処理は、その処理を海生生物が比較的成長した段階で行うために廃棄物処理量が多くなり、廃棄物の腐敗臭による環境汚染の問題があった。また、剥離除去処理は、その作業に際して対象となる海水冷却水系のプラントの操業を一時停止する必要があった。
【０００４】
一方、塩素発生剤の添加による薬剤処理は、海生生物の付着を防止できたり、幼生（稚貝や幼虫）の段階の海生生物を除去できるため、廃棄物や腐敗臭の問題はない。しかし、塩素発生剤によって海生生物の付着を防止するには海水中の残留塩素濃度を０．１〜０．２ｍｇ／Ｌに保つ必要があり、トリハロメタンや芳香族有機塩素化合物類の生成が危惧され、環境上好ましくない。
【０００５】
そこで、安全性の高い薬剤として、過酸化水素や過酸化水素発生剤（過酸化水素供給化合物）を使用する海生生物の付着防止方法が提案され（例えば、特公昭６１−２４３９号公報、特開平６−３４７１９４号公報および特開平８−１５５４６７号公報参照）、実用化されている。
過酸化水素はそれ自体毒性が低く、分解して水と酸素ガスになるので、残留毒や蓄積毒による環境汚染をもたらす心配はない。
【０００６】
しかし、過酸化水素や過酸化水素供給化合物の海生生物に対する防除効果は緩和であるため、障害防止や作業性の観点から、有効濃度の上限値で一定期間連続使用される場合が多い。したがって、海水使用量の多い冷却水系統においては薬剤の使用量が多くなり、その経済的負担が大きくなるため、使用量の低減化が望まれていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、過酸化水素や過酸化水素供給化合物を使用して海生生物の付着による障害を防止するにあたり、過酸化水素を効率良く利用して、その使用量を低減する方法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の発明者らは、上記のような現状と認識に鑑み、海水冷却水系への過酸化水素や過酸化水素供給化合物の添加条件を検討した結果、該水系に付着する海生生物の生育しやすい温度環境、該水系における過酸化水素換算の濃度および薬剤の添加時間が重要な因子であることを見出し、本発明を完成するに到った。
【０００９】
かくして、この発明によれば、過酸化水素または過酸化水素供給化合物を海水冷却水系に添加して海生生物の付着による障害を防止するにあたり、海水冷却水系に付着する海生生物の生育しやすい温度環境に応じて過酸化水素または過酸化水素供給化合物の添加量を調整して、該水系中における過酸化水素換算の濃度を管理することからなり、過酸化水素換算の濃度が、温度環境が１０℃未満の場合には０．１〜０．５ｍｇ／Ｌ、温度環境が１０℃以上１５℃未満の場合には０．５〜１．０ｍｇ／Ｌ、温度環境が１５℃以上２０℃未満の場合には０．８〜１．５ｍｇ／Ｌ、温度環境が２０℃以上２５℃未満の場合には０．５〜１．０ｍｇ／Ｌ、温度環境が２５℃以上の場合には０．３〜０．７ｍｇ／Ｌであり、かつその濃度を管理する時間が１日１６時間以上であることを特徴とする海生生物の付着による障害防止方法が提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明で用いられる過酸化水素または過酸化水素供給化合物（以下、「薬剤」と称する）としては、工業用として市販されている濃度３〜６０％の過酸化水素水溶液や過酸化水素を水中で放出しうる過ホウ酸、過炭酸、ペルオキシ硫酸などの無機過酸、過酢酸のような有機過酸もしくはこれらの塩類が挙げられる。これらの薬剤を海水冷却水系に添加するにあたっては、海水や淡水で適宜希釈してもよい。
【００１１】
また、薬剤としては、海水を含む用水中で発生させた過酸化水素を用いることもできる。過酸化水素を発生させる方法としては、用水またはアルカリ溶液の電気化学的分解、用水への紫外線や放射線などの高エネルギー線照射あるいは生物代謝〔例えば、Poecillia vellifere （メダカ目カダヤシ科）〕などの方法が挙げられる。
【００１２】
この発明の海生生物の付着による障害防止方法は、海水冷却水系に付着する海生生物の生育しやすい温度環境に応じて薬剤の添加量を調整して、該水系における過酸化水素換算の濃度を管理することを特徴とする。
すなわち、この発明の方法は、発明者らの長年の研究により見出された (1)海水冷却水系において取水した海水温度（以下、「取水海水温度」と称する）と海生生物の付着時期との相関関係および (2)過酸化水素換算の濃度と海生生物の付着防止効果との相関関係に基づいて、薬剤の添加量を調整することを特徴とする。
【００１３】
具体的には、次のような取水海水温度と過酸化水素換算の濃度との関係によって薬剤の添加量を調整する。
取水海水温度 過酸化水素換算の濃度
１０℃未満 ０．１〜０．５ｍｇ／Ｌ
１０℃以上１５℃未満 ０．５〜１．０ｍｇ／Ｌ
１５℃以上２０℃未満 ０．８〜１．５ｍｇ／Ｌ
２０℃以上２５℃未満 ０．５〜１．０ｍｇ／Ｌ
２５℃以上 ０．３〜０．７ｍｇ／Ｌ
取水海水温度に対する過酸化水素換算の濃度が上記の範囲であれば、効率よく海生生物の付着による障害を防止することができる。
【００１４】
取水海水温度の測定場所は、取水ポンプ場、ポンプによる揚水直後の地点、熱交換器や復水器の入口までのいずれであってもよい。また、その測定方法は、薬剤の添加量調整までをシステム的に管理できる自動測定が好ましいが、手動測定であってもよい。
【００１５】
また、過酸化水素換算の濃度の測定方法としては、過マンガン酸カリウムやヨウ素による滴定法、硫酸チタンやフェノールフタレイン／硫酸銅を用いる吸光光度法、酸素電極法、発光法等いずれの方法であってもよい。特に、フェノールフタレイン／硫酸銅法は、微量の定量が高感度で簡単にできるので好ましい。
【００１６】
過酸化水素換算の濃度を管理する時間、すなわち薬剤の添加時間は、１日２４時間としてもよいが、時間を短縮した方が薬剤の添加量を低減させることができるので好ましい。この発明の方法であれば、添加時間を１日１６時間としても、充分にこの発明の効果を達成することができる。
【００１７】
この発明における薬剤の添加場所は、取水路、熱交換器または復水器に付帯する配管中や導水路、熱交換器の入口または復水器の入口のいずれであってもよいが、海生生物の付着による障害防止効果の点で、熱交換器または復水器の入口が好ましい。
また、添加場所における海水の流速は、対象となる海水冷却水系により異なるが、例えば、配管内または導水路では０．１〜３ｍ／秒とするのが好ましい。
【００１８】
薬剤の添加方法としては、ポンプや散気管、噴霧器などを用いた方法が挙げられる。
この発明において微量の薬剤を海水冷却水系中に、迅速にかつ実質的に均一に拡散させるためには、従来の物理的手段を用いることができる。具体的には、該水系中への拡散器、攪拌装置や邪魔板などの設置が挙げられる。また、これらに該当する設備は海水冷却水系に付設されているので、これを転用することができる。
【００１９】
【実施例】
この発明を実施例により以下に説明するが、これらの実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【００２０】
実施例１
東京湾内に面した某製鉄所の海水取水路より水中ポンプで揚水した海水（以下、「取水海水」と称する）を７系統に分岐し、モデル水路に一過式に通水し、各系統毎に表１に記載の条件で過酸化水素を添加して、海生生物の付着抑制効果を確認した。
すなわち、塩化ビニル製の付着生物調査用カラム（内径６２ｍｍ×長さ４５０ｍｍ×厚さ１．５ｍｍ、表面積約８８０ｃｍ² 、予め秤量）を、塩化ビニル製パイプ（内径６５ｍｍ×長さ１ｍ）のモデル水路に挿入し、取水海水を約２ｍ³ ／時間で一過式に通水した。
【００２１】
過酸化水素（３５％水溶液）をタイマー付きの定量ポンプで各モデル水路の直前（上流側）に添加した。過酸化水素の添加量（過酸化水素換算の濃度）は取水海水温度により調整した。つまり、試験期間の３ヵ月間の内、前半の１．５ヵ月間の取水海水温度は１５℃以上２０℃未満の範囲で、後半の１．５ヵ月間の取水海水温度は２０℃以上２５℃未満の範囲で変動した。この変動に合わせて、前半には過酸化水素換算の濃度を０．８ｍｇ／Ｌに、後半には過酸化水素換算の濃度を０．５ｍｇ／Ｌに設定した。なお、過酸化水素を添加した海水の化学分析を行ったところ、分解による消耗がないことを確認できたので、過酸化水素換算の濃度と実際の添加量とは等価であるものとした。
【００２２】
また、過酸化水素の添加時間は１日１６時間連続、２０時間連続および２４時間連続に設定し、タイマーで調整した。
試験開始から１．５ヵ月後に付着生物調査用カラムをモデル水路から一旦取り出し、付着物の湿重量を測定した。測定後、直ちに付着生物調査用カラムをモデル水路に戻し、試験を続行して試験開始から３カ月後に再び付着生物調査用カラムをモデル水路から取り出し、付着物の湿重量を測定した。また、付着物の生物種を同定した。
【００２３】
比較例として、過酸化水素換算の濃度を全試験期間０．６５ｍｇ／Ｌに設定した系統、過酸化水素を添加しない系統、および過酸化水素の添加時間を１日１２時間連続とした系統についても同様に試験した。
得られた結果を試験条件とともに表１に示す。
【００２４】
【表１】

【００２５】
実施例２
取水海水温度の異なる時期に、実施例１と同様にして海生生物の付着抑制効果の確認試験を実施した。
試験期間の３ヵ月間の内、前半の１．５ヵ月間の取水海水温度は２０℃以上２５℃未満の範囲で、後半の１．５ヵ月間の取水海水温度は２５℃以上２７℃未満の範囲で変動した。この変動に合わせて、前半には過酸化水素換算の濃度を０．６ｍｇ／Ｌに、後半には過酸化水素換算の濃度を０．３ｍｇ／Ｌに設定した。
また、比較例として、過酸化水素換算の濃度を全試験期間０．４５ｍｇ／Ｌに設定した系統、過酸化水素を添加しない系統、および過酸化水素の添加時間を１日１２時間連続とした系統についても同様に試験した。
得られた結果を試験条件とともに表２に示す。
【００２６】
【表２】

【００２７】
実施例３
取水海水温度の異なる時期に、実施例１と同様にして海生生物の付着抑制効果の確認試験を実施した。
試験期間の３ヵ月間の内、前半の２ヵ月間の取水海水温度は１０℃以上１５℃未満の範囲で、後半の１ヵ月間の取水海水温度は７℃以上１０℃未満の範囲で変動した。この変動に合わせて、前半には過酸化水素換算の濃度を０．５ｍｇ／Ｌに、後半には過酸化水素換算の濃度を０．１ｍｇ／Ｌに設定した。
付着生物調査用カラムをモデル水路から一旦取り出す作業は、試験開始から２ヵ月後に行った。
また、比較例として、過酸化水素換算の濃度を全試験期間０．３６ｍｇ／Ｌに設定した系統、過酸化水素を添加しない系統、および過酸化水素の添加時間を１日１２時間連続とした系統についても同様に試験した。
得られた結果を試験条件とともに表３に示す。
【００２８】
【表３】

【００２９】
【発明の効果】
この発明の海生生物の付着による障害防止方法は、過酸化水素または過酸化水素供給化合物を海水冷却水系に添加して海生生物の付着による障害を防止するにあたり、海水冷却水系に付着する海生生物の生育しやすい温度環境に応じて過酸化水素または過酸化水素供給化合物の添加量を調整して、該水系中における過酸化水素換算の濃度を管理することを特徴とする。
したがって、過酸化水素を効率良く利用して、その使用量を低減することができ、経済的かつ効率的に海生生物の付着を防止することができる。

Claims (1)

1. 過酸化水素または過酸化水素供給化合物を海水冷却水系に添加して海生生物の付着による障害を防止するにあたり、海水冷却水系に付着する海生生物の生育しやすい温度環境に応じて過酸化水素または過酸化水素供給化合物の添加量を調整して、該水系中における過酸化水素換算の濃度を管理することからなり、
   過酸化水素換算の濃度が、温度環境が１０℃未満の場合には０．１〜０．５ｍｇ／Ｌ、温度環境が１０℃以上１５℃未満の場合には０．５〜１．０ｍｇ／Ｌ、温度環境が１５℃以上２０℃未満の場合には０．８〜１．５ｍｇ／Ｌ、温度環境が２０℃以上２５℃未満の場合には０．５〜１．０ｍｇ／Ｌ、温度環境が２５℃以上の場合には０．３〜０．７ｍｇ／Ｌであり、かつその濃度を管理する時間が１日１６時間以上であることを特徴とする海生生物の付着による障害防止方法。