JP5611127B2 - 使用済排出海水の消泡装置及び方法、使用済排出海水の排出システム - Google Patents

Description

本発明は、例えば火力発電所等の海水を冷却水として、あるいは排ガスの洗浄用水として海水を使用した後に再び海洋へ排出する使用済排出海水に同伴される泡を効率よく除去する使用済排出海水の消泡装置及び方法、使用済排出海水の排出システムに関する。

例えば火力発電所等の復水器を冷却した使用済海水、又は海水による燃焼排ガス処理のひとつである海水脱硫装置等から使用済海水等の排出海水等（以下「使用済排出海水」又は「排出海水」という。）は、設備内における攪拌、エアレーション作用等により、多量の泡を生成し、再び海洋へ排出されている。

この泡のほとんどは、施設の排水水路の途中において、消泡するが、その一部において汚染物を巻き込んだ泡の場合、その界面活性作用により容易に破泡しないので、排出海水の表面に浮遊しつつ、排水路の排出口から海洋に排出される場合がある。
この泡が同伴された排出海水は、排水基準に泡の規制がないものの、外観的に汚濁排水とみてとれるので、環境上好ましくない。

水面上の泡除去に類似または関連する従来技術としては、水面上に浮遊する油を回収するための油回収装置が知られている。この油回収装置は、水面に浮遊して油回収装置を支持する浮揚手段と、油の吸引手段と、集油口から油を集油して吸引手段へ導く集油手段とを備えている（たとえば、特許文献１参照）。
また、回収槽に浮遊している塗装スラッジ等をスムーズに回収可能な装置として、スラッジ等の回収装置が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。

さらに、脱硫後の使用済海水面上に浮遊している泡を回収し、泡を除去した使用済排出海水のみを周辺海域に排水できるようにした泡回収装置の提案がある（たとえば、特許文献３及び４参照）。

特開２００４−３５１２７９号公報 特開平６−２９６９１１号公報 特開２００８−２００６２０号公報 特開２００９−４５６１４号公報

ところで、特許文献３及び４の提案では、脱硫施設から排出される排出海水から泡を分離して、この分離した泡を別途処理するために、泡処理装置を陸上設備として別途設置する必要がある、という問題がある。

そこで、排出海水に浮遊する泡を消泡しつつ泡のない使用済排出海水のみを周辺海域に排水できるようにした排出海水の消泡技術の出現が切望されている。

本発明は、前記問題に鑑み、例えば火力発電所等の海水を冷却水として、あるいは排ガスの洗浄用水として海水を使用した後に再び海洋へ排出する排出海水に同伴される泡を効率よく除去することができる使用済排出海水の消泡装置及び方法、使用済排出海水の排出システムを提供することを課題とする。

上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、使用済の排出海水の排水路に設けられ、泡を同伴した排出海水の表面近傍の流れを遮る浮体式堰と、前記浮体式堰により排水路から導出された排出海水を、一時的に貯留すると共に、同伴された泡を消泡する消泡水路と、前記消泡水路に導入された排出海水を攪拌する攪拌機と、前記攪拌機により攪拌された排出海水に薬剤を供給し、海水中の藻類、微生物等を殺菌する薬剤供給手段とを具備することを特徴とする使用済排出海水の消泡装置にある。

第２の発明は、第１の発明において、前記消泡水路が、前記排水路と水面側及び底面側で連通していることを特徴とする使用済排出海水の消泡装置にある。

第３の発明は、第１の発明において、前記消泡水路に、薬剤として次亜塩素酸ナトリウムを供給すると共に、酸溶液を供給して、消泡水路内のｐＨを６以下とすることを特徴とする使用済排出海水の消泡装置にある。

第４の発明は、第１の発明において、前記消泡水路に、オゾンを注入すると共に、ｐＨを中性とすることを特徴とする使用済排出海水の消泡装置にある。

第５の発明は、第１の発明において、前記消泡水路に、過酸化水素水を注入すると共に、ｐＨを５〜８とすることを特徴とする使用済排出海水の消泡装置にある。

第６の発明は、第１の発明において、前記消泡水路内に樹脂を浮遊してなると共に、酸溶液を供給して、消泡水路内のｐＨを６以下とすることを特徴とする使用済排出海水の消泡装置にある。

第７の発明は、使用済の排出海水の排水路から、泡を同伴した排出海水の表面近傍の流れを遮る浮体式堰により導出し、導出された排出海水を、消泡水路内で一時的に貯留しつつ攪拌機で攪拌しつつ、同伴された泡に薬剤を供給して、海水中の微生物を殺菌すると共に消泡することを特徴とする使用済排出海水の消泡方法にある。

第８の発明は、第７の発明において、前記消泡水路に、薬剤として次亜塩素酸ナトリウムを供給すると共に、酸溶液を供給して、消泡水路内のｐＨを６以下とすることを特徴とする使用済排出海水の消泡方法にある。

第９の発明は、第７の発明において、前記消泡水路に、薬剤として、オゾンを注入すると共に、ｐＨを中性とすることを特徴とする使用済排出海水の消泡方法にある。

第１０の発明は、第７の発明において、前記消泡水路に、薬剤として過酸化水素水を注入すると共に、ｐＨを５〜８とすることを特徴とする使用済排出海水の消泡方法にある。

第１１の発明は、第７の発明において、前記消泡水路内に樹脂を浮遊してなると共に、酸溶液を供給して、消泡水路内のｐＨを６以下とすることを特徴とする使用済排出海水の消泡方法にある。

第１２の発明は、使用済排出海水を海洋に放水する排水路と、第１乃至６のいずれか一つの使用済排出海水の消泡装置とを備えたことを特徴とする使用済排出海水の排出システムにある。

本発明によれば、薬剤の供給により、消泡水路内における導出された排出海水に浮遊している泡の特性である、微生物の殺菌が促進され、微生物の存在に起因する泡の破泡抑止性能を低下させ、消泡が促進される。これにより、例えば火力発電所等の海水を冷却水として、あるいは排ガスの洗浄用水として海水を使用した後に再び海洋へ排出する排出海水に同伴される泡を効率よく除去することができる。

図１は、実施例に係る使用済排出海水の消泡装置の平面概略図である。 図２は、その側面要部概略図である。 図３は、消泡水路の概略図である。 図４は、他の消泡水路の概略図である。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

本発明による実施例に係る使用済排出海水の消泡装置について、図面を参照して説明する。図１は、実施例に係る使用済排出海水の消泡装置の平面概略図である。図２はその側面要部概略図である。図３は消泡水路の概略図である。
これらの図面に示すように、使用済排出海水の消泡装置は、例えば海水脱硫設備で用いた使用済の排出海水１１を海洋へ排出する排水路１２に設けられ、泡１３を同伴した排出海水１１の表面近傍の流れを遮る浮体式堰１４と、前記浮体式堰１４により排水路１２から導出された導出海水１１ａを、一時的に貯留すると共に、同伴された泡１３を消泡する消泡水路１５と、前記消泡水路１５に導入された排出海水１１を攪拌する攪拌機１６と、前記攪拌機１６により攪拌された排出海水１１に薬剤１７を供給し、海水中の藻類、微生物等を殺菌する薬剤供給手段１８とを具備するものである。

本実施例では、消泡水路１５は図１の平面図に示すように、その形状を略円形状としているが、泡１３を伴った導出海水１１ａを一時的に攪拌して消泡することができるものであれば、その形状は限定されず、例えば矩形状としてもよい。
また、その直径Ｄは例えばの排水路１２の幅Ｗが１０ｍの場合その半分の５ｍ程度としているが、限定されるものではない。
また、発生する泡１３により、浮体式堰１４の高さＨや、水没量を適宜調整できるようにしてもよい。高さの調整には堰の高さが昇降できるように可動式の堰を設けるようにしてもよい。
ここで、消泡水路１５内に導かれる導出海水１１ａは、攪拌機１６により反時計回りに回転させることで、その中心に泡を効率よく集中させるようにしている。

本実施例に係る使用済排出海水の消泡装置１０では、先ず排水路１２を流れる使用済排出海水１１の海水表層に浮遊する泡１３を、浮体式堰１４で消泡水路１５側へ導入する。
消泡水路１５は略円形状としており、その中心部に設置された攪拌機１６で泡１３を含んだ導出海水１１ａが緩やかに回転し、その回転中心部に泡１３を集める。
泡１３を効率よく消泡水路１５の中心側に集めるように、浮体式堰１４の設置角度は任意に調整できるようにしている。

泡１３が集められた消泡水路１５の中心部には、図３に示すように、薬剤１７として、次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）５〜１０ｐｐｍ相当分となるように、薬剤供給手段１８のスプレー１８ａから散布している。
なお、薬剤供給手段１８は薬剤１７の薬液を噴霧するスプレー１８ａ、薬液供給ライン１８ｂ、薬剤タンク１８ｃ、ポンプＰから構成されている。

また、本実施例では、図１に示すように、この薬剤１７の散布と共に、酸液タンク２２ｂから供給ライン２２ａを介して酸溶液（例えば硫酸、塩酸等）２１が供給され、消泡水路１５内のｐＨを６以下となるようにしている。なお、泡１３の発生量が少ない場合や、消泡効果の進行が良好な場合等では、この酸溶液２１の供給を停止するようにしてもよい。

ここで、消泡水路１５内における導出された導出海水１１ａに浮遊している泡１３は、水中の藻類や細菌、多糖類、脂肪等の両親媒性生体高分子が気泡の周囲に吸着し、界面活性剤としての機能を果たす結果、気泡が割れにくくなっている。
そこで、本実施例のように、薬剤１７として、例えば次亜塩素酸ナトリウムを供給することで、例えば藻類や、細菌の殺菌が促進され、この藻類や細菌等の微生物の存在に起因する泡の破泡抑止性能を低下させることとしている。

この結果、微生物の存在に起因する汚濁泡が集中的に破泡し、消泡が促進される。
この消泡された導出海水１１ａは、底部の連通管１５ｃを介して、排水路１２側に合流し、その後海洋へ放出される。

このように、汚濁物由来の泡が発泡・生成し塊を形成するような場合には、物理的な力を加えた場合などは破泡・消泡せずに余計に泡を生じることが多い。この泡が破泡・消泡しない要因としては、泡の皮膜に界面活性剤が存在し、小さな泡が水路下部から上昇する過程で海水中や水路底部に堆積した汚泥などの汚濁成分を泡に巻き込むことで、無機、有機物の微粒子と多糖類などを多く取り込み、更には泡の中に泡が多数存在した形の泡を形成することから泡の皮膜がより厚く、強固となり破泡・消泡しないと考えられる。

本発明では、このような割れ難い泡を先ず、消泡水路に集め、その後薬剤等により、微生物を積極的に殺菌し、その存在比率を低減させることで、泡の膜圧を薄くさせ、破泡させることで、消泡を促進するようにしている。

ここで、消泡水路１５で消泡された導出海水１１ａが合流部２３で合流される際に、酸性が排水路の本流を流れる排出海水１１と混合される結果、消泡水路１５内でｐＨを下げた場合であっても、ｐＨは海洋への排出基準であるｐＨ６．２が維持されることとなる。よって、混合によりｐＨの排出基準を維持できるように、消泡水路１５でのｐＨ調整の下限値をｐＨ５程度とするのが好ましい。

なお、排水路１２と消泡水路１５とは、浮体式堰１４の前後における消泡水路１５の入口側開口部１５ａと出口側開口部１５ｂとで連通しており、泡１３がない排出海水１１は浮体式堰１４の背面側で排水路１２へ直ちに戻されている。

このように、本発明では、微生物の存在に起因するなかなか消泡できない汚濁泡に対して、薬剤処理により、効果的に消泡がなされる。

また、薬剤１７として、次亜塩素酸ナトリウムを用いる以外に、例えばオゾンや過酸化水素水を消泡水路１５内に注入するようにしてもよい。

ここで、前記消泡水路１５に、オゾン発生器（図示せず）からオゾンを注入する場合には、消泡水路１５内のｐＨを、オゾン殺菌効果が発揮するように、中性（ｐＨ６〜７）を保つように調整するようにしている。

ここで、前記消泡水路１５に、過酸化水素水を注入する場合には、過酸化水素水の殺菌効果が発揮するように、ｐＨを５〜８となるように、酸溶液２１を供給するようにしている。

図４は他の消泡水路の概略図である。
また、薬剤１７を供給する以外に、図４にしめすように、消泡水路１５内に樹脂浮体３１を浮遊するようにしてもよい。

この樹脂浮体３１としては、有機系樹脂（例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等）のボール状の浮遊物を例示することができる。
この樹脂浮体３１を消泡水路１５の中心に浮遊させて、攪拌機１６による攪拌によって泡１３と樹脂浮体３１とを常に接触させている。
この結果、樹脂表面には、常に酸が接して表面に水垢や微生物が付着せず、表面が汚れないと共に、樹脂と泡とが接触して破泡作用が発揮され、消泡効果が促進されることとなる。

また、消泡水路１５と排水路１２とが連通する開口１５ｂ側に、樹脂浮体３１を捕獲する捕獲手段（例えば網や柵等）を設けて、排水路１２へ樹脂浮体３１の放出を防止するようにしてもよい。

また、樹脂浮体３１の表面に光触媒を被覆させ、太陽光及びＵＶ光、オゾンを用いて酸化反応を促進させて、藻類、微生物等の分解を促進させ、破泡を促進させるようにしてもよい。

ここで、光触媒としては、例えば二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化バナジウム、三酸化二ビスマス、三酸化タングステン、酸化鉄、チタン酸ストロンチウム、シリカ、黒曜石等の少なくとも一つまたは複数の混合物を例示することができる。

［試験例］
１Ｌの容器内に、排水路の排出海水に浮遊する実際の泡を詰めて、次亜塩素酸ナトリウム注入（試験例１）、オゾン注入（試験例２）、過酸化水素水注入（試験例３）及び樹脂混入（試験例４）し、３０分間後、容積を測定した。なお、比較として自然放置の無処理の場合を比較例とした。
その結果を表１に示す。

表１に示すように、試験例１の次亜塩素酸ナトリウム注入処理では、１００ｍｌとなり、１／１０の低減効果が発揮された。
試験例２のオゾン注入処理では、４２０ｍｌとなり、２／５の低減効果が発揮された。
試験例３の過酸化水素水の注入処理では、２００ｍｌとなり、１／５の低減効果が発揮された。
試験例４の樹脂混入処理では、４００ｍｌとなり、２／５の低減効果が発揮された。
これに対し、自然放置の無処理の場合には、８５０ｍｌであった。

以上のように、本発明に係る使用済排出海水の消泡装置１０を使用済の排出海水１１を海洋に放水する排水路１２に設置することで、使用済排出海水の排出システムを構築することができ、この結果、排出海水の表面を浮遊する泡を効率よく連続して除去することができることとなる。

また、従来のように泡を別途陸上に設けた泡処理設備で処理した場合には、泡の残骸は産業廃棄物として別途処理する必要があり、設備の設置及びランニングコストの上昇と共に、廃棄物としての処理コストが嵩むこととなるが、本発明の装置では、海水に浮遊している泡をそのまま破泡させているので、直接海洋へ放出することができ、装置の設置コストの低廉及びランニングコストの大幅な削減を図ることができる。

１１ 排出海水
１２ 排水路
１３ 泡
１４ 浮体式堰
１５ 消泡水路
１６ 攪拌機
１７ 薬剤
１８ 薬剤供給手段

Claims (12)

1. 使用済の排出海水の排水路に設けられ、泡を同伴した排出海水の表面近傍の流れを遮る浮体式堰と、
   前記浮体式堰により排水路から導出された排出海水を、一時的に貯留すると共に、同伴された泡を消泡する消泡水路と、
   前記消泡水路に導入された排出海水を攪拌する攪拌機と、
   前記攪拌機により攪拌された排出海水に薬剤を供給し、海水中の藻類、微生物を殺菌する薬剤供給手段とを具備することを特徴とする使用済排出海水の消泡装置。
2. 請求項１において、
   前記消泡水路が、前記排水路と水面側及び底面側で連通していることを特徴とする使用済排出海水の消泡装置。
3. 請求項１において、
   前記消泡水路に、薬剤として次亜塩素酸ナトリウムを供給すると共に、酸溶液を供給して、消泡水路内のｐＨを６以下とすることを特徴とする使用済排出海水の消泡装置。
4. 請求項１において、
   前記消泡水路に、オゾンを注入すると共に、ｐＨを中性とすることを特徴とする使用済排出海水の消泡装置。
5. 請求項１において、
   前記消泡水路に、過酸化水素水を注入すると共に、ｐＨを５〜８とすることを特徴とする使用済排出海水の消泡装置。
6. 請求項１において、
   前記消泡水路内に樹脂を浮遊してなると共に、酸溶液を供給して、消泡水路内のｐＨを６以下とすることを特徴とする使用済排出海水の消泡装置。
7. 使用済の排出海水の排水路から、泡を同伴した排出海水の表面近傍の流れを遮る浮体式堰により導出し、導出された排出海水を、消泡水路内で一時的に貯留しつつ攪拌機で攪拌しつつ、同伴された泡に薬剤を供給して、海水中の微生物を殺菌すると共に消泡することを特徴とする使用済排出海水の消泡方法。
8. 請求項７において、
   前記消泡水路に、薬剤として次亜塩素酸ナトリウムを供給すると共に、酸溶液を供給して、消泡水路内のｐＨを６以下とすることを特徴とする使用済排出海水の消泡方法。
9. 請求項７において、
   前記消泡水路に、薬剤として、オゾンを注入すると共に、ｐＨを中性とすることを特徴とする使用済排出海水の消泡方法。
10. 請求項７において、
    前記消泡水路に、薬剤として過酸化水素水を注入すると共に、ｐＨを５〜８とすることを特徴とする使用済排出海水の消泡方法。
11. 請求項７において、
    前記消泡水路内に樹脂を浮遊してなると共に、酸溶液を供給して、消泡水路内のｐＨを６以下とすることを特徴とする使用済排出海水の消泡方法。
12. 使用済排出海水を海洋に放水する排水路と、
    請求項１乃至６のいずれか一つの使用済排出海水の消泡装置とを備えたことを特徴とする使用済排出海水の排出システム。

Images