JP5881094B2 - 海洋生物の付着を抑制する方法およびシステム、および、海洋生物の遊泳を阻害する方法 - Google Patents

海洋生物の付着を抑制する方法およびシステム、および、海洋生物の遊泳を阻害する方法 Download PDF

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Description

本発明は、特定のCOマイクロバブルにより熱交換水流路への海洋生物の付着を抑制する方法、及び、特定のCOマイクロバブルにより熱交換水流路への海洋生物の付着を抑制するシステムに関する。
冷却水として海水を利用する火力発電所や原子力発電所などの発電プラントにおいては、海から海水を取り入れて復水器に供給する取水路や、復水器を通った海水を海へ放出するための放水路の内部に、フジツボ類やイガイ類をはじめとする貝等の海洋生物が付着し易い。海洋生物の付着量が多くなると、冷却水の流路が塞がれて冷却性能が低下するなどの不具合を招くおそれがある。そこで、従来から、例えば、特許文献1〜5に開示されるように、次亜塩素酸ナトリウム溶液や二酸化塩素などの塩素系薬剤を冷却水に注入することにより、冷却水流路への海洋生物の付着を抑制することが行われている。
特開平 7−265867号公報 特開平11− 37666号公報 特開2005−144212号公報 特開2005−144213号公報 特開2005−244214号公報
しかし、上述のように、発電プラントにおいて冷却水として利用された後の海水は海へと放出され、冷却水に注入された塩素系薬剤も一緒に海へと放出されてしまうことから、塩素系薬剤が与える環境への負荷が懸念されていた。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、海洋生物を含有する水を用いて熱交換対象設備と熱交換するにあたり、塩素系薬剤に代わって、特定のCOマイクロバブルを熱交換のための水に注入することによって、効果的に、熱交換水流路への海洋生物の付着を抑制する方法と、熱交換水流路への海洋生物の付着を抑制するシステムとを、提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る熱交換水流路への海洋生物の付着を抑制する方法は、海洋生物を含有する水を、熱交換対象設備に供給する工程と、前記供給された水を用いて、前記熱交換対象設備と熱交換する工程と、前記熱交換対象設備と熱交換後の水を、前記熱交換対象設備から放出する工程と、自給式マイクロバブル発生装置を用いてCOマイクロバブルを発生させる工程と、前記海洋生物を含有する水、前記供給された水、及び、前記熱交換対象設備と熱交換後の水のいずれか一つ以上に、前記COマイクロバブルを注入する工程とを含み、前記自給式マイクロバブル発生装置に供給されるCOの流量が、前記自給式マイクロバブル発生装置のCOの自給流量の1/9以下であることを特徴とする。
ここで、自給式マイクロバブル発生装置におけるCOの自給流量とは、一定流量の水を自給式マイクロバブル発生装置に供給した時に、自給式マイクロバブル発生装置が大気圧下のCOから吸入するCOの流量をいう。
ここで、熱交換対象設備は特に限定されないが、例えば、火力発電所などの発電プラントが備える、復水器やLNG気化器であっても良い。
自給式マイクロバブル発生装置とは、水などの液体が供給された時に気体を自動的に吸引する、マイクロバブル発生装置である。自給式マイクロバブル発生装置に供給する液体および気体の流量を調節することによって、自給式マイクロバブル発生装置から発生させるマイクロバブルの粒径分布を調節することができる。このような自給式マイクロバブル発生装置として、例えば、エジェクタ型、ベンチュリー型、ラインミキサー型、および、旋回流型などがあげられる。
また、ここでいうCOマイクロバブルとは、粒径が数μm〜数十μmの二酸化炭素の気泡をいう。
本発明によれば、自給式マイクロバブル発生装置のCOの自給流量の、1/9以下に該当する流量のCOを、この自給式マイクロバブル発生装置に供給することによってCOマイクロバブルを発生させ、このようにして発生させたCOマイクロバブルを熱交換のための水に注入することによって、注入された水に含まれる海洋生物が熱交換水流路に付着するのを抑えることが可能となる。
また、熱交換水流路への海洋生物の付着を抑制する方法は、海洋生物を含有する水を、熱交換対象設備に供給する工程と、前記供給された水を用いて、前記熱交換対象設備と熱交換する工程と、前記熱交換対象設備と熱交換後の水を、前記熱交換対象設備から放出する工程と、前記海洋生物を含有する水、前記供給された水、及び、前記熱交換対象設備と熱交換後の水のいずれか一つ以上に、COマイクロバブルを注入する工程とを含み、前記COマイクロバブルの粒径が2μm以下であることを特徴としても良い。
粒径が2μm以下のCOマイクロバブルを熱交換のための水に注入することによって、注入された水に含まれる海洋生物が熱交換水流路に付着するのを抑えることができる。
熱交換のための水へのCOマイクロバブルの注入量が少量であっても、海洋生物が熱交換水流路に付着するのを効果的に抑制できることから、COマイクロバブルを注入した水のpHが7.6以上であることが好ましい。
また、熱交換対象設備と熱交換後の水を、熱交換対象設備から海へと排出する場合を考慮に入れれば、COマイクロバブルを注入した水のCOマイクロバブルの溶解に伴うpHの低下幅が1.0以下であることが環境への影響を防ぐうえで好ましく、特に、水産用水基準で定められているように、COマイクロバブルを注入した水のpHが7.8以上であることがより好ましい。
海洋生物の種類は特に限定されないが、例えば、フジツボ類やイガイ類などの貝類であっても良く、これらの中でもフジツボ類の幼生であることがより好ましい。
海洋生物を含有する水の種類は特に限定されないが、例えば、海水であっても良い。
本発明に係る海洋生物の遊泳を阻害する方法は、自給式マイクロバブル発生装置を用いてCOマイクロバブルを発生させる工程と、前記海洋生物を含有する水に、前記COマイクロバブルを注入する工程とを含み、前記自給式マイクロバブル発生装置に供給するCOの流量が、前記マイクロバブル発生装置のCOの自給流量の1/9以下であることを特徴とする。
本発明によれば、自給式マイクロバブル発生装置のCOの自給流量の1/9以下に該当する流量のCOを、この自給式マイクロバブル発生装置に供給することによってCOマイクロバブルを発生させ、このようにして発生させたCOマイクロバブルを、海洋生物を含有する水に注入することによって、注入された水に含まれる海洋生物を麻痺状態などにすることができ、この結果、海洋生物の遊泳を阻害することができる。
海洋生物の遊泳を阻害すれば、例えば、海洋生物を含有する水の容器に、海洋生物が付着するのを防いだり、水から海洋生物を回収・除去したりするのが容易になる。なお、付着は変態という形態変化を伴う現象であるため、一定の割合の個体が麻痺状態になる環境下であれば、ほぼすべての個体が付着を忌避する可能性が高いと考えられる。
また、海洋生物の遊泳を阻害する方法は、前記海洋生物を含有する水に、COマイクロバブルを注入する工程を含み、前記COマイクロバブルの粒径が2μm以下であることを特徴としても良い。
粒径が2μm以下のCOマイクロバブルを、海洋生物を含有する水に注入することによって、注入された水に含まれる海洋生物を麻痺状態などにすることができ、この結果、海洋生物の遊泳を阻害することができる。
海洋生物を含有する水へのCOマイクロバブルの注入量が少量であっても、海洋生物の遊泳を効果的に抑制できることから、COマイクロバブルを注入した水のpHが7.6以上であることが好ましい。
海洋生物を含有する水を海へと放出する場合を考慮に入れれば、COマイクロバブルを注入した水のCOマイクロバブルの溶解に伴うpHの低下幅が1.0以下であることが環境への影響を防ぐうえで好ましく、特に、水産用水基準で定められているように、COマイクロバブルを注入した水のpHが7.8以上であることがより好ましい。
海洋生物の種類は特に限定されないが、例えば、フジツボ類やイガイ類などの貝類であっても良く、これらの中でもフジツボ類の幼生であることがより好ましい。
一方、本発明に係る熱交換水流路への海洋生物の付着を抑制するシステムは、海洋生物を含有する水を、熱交換対象設備に供給するための供給装置と、前記供給された水を用いて、前記熱交換対象設備と熱交換するための熱交換器と、前記熱交換対象設備と熱交換後の水を、前記熱交換対象設備から放出するための放出装置と、COマイクロバブルを発生させるための自給式マイクロバブル発生装置と、前記海洋生物を含有する水、前記供給された水、及び、前記熱交換対象設備と熱交換後の水のいずれか一つ以上に、前記発生させたCOマイクロバブルを注入するための注入装置とを備え、前記自給式マイクロバブル発生装置に供給されるCOの流量が、前記マイクロバブル発生装置のCOの自給流量の1/9以下であることを特徴とする。
また、熱交換水流路への海洋生物の付着を抑制するシステムは、海洋生物を含有する水を、熱交換対象設備に供給するための供給装置と、前記供給された水を用いて、前記熱交換対象設備と熱交換するための熱交換器と、前記熱交換対象設備と熱交換後の水を、前記熱交換対象設備から放出するための放出装置と、前記海洋生物を含有する水、前記供給された水、及び、前記熱交換対象設備と熱交換後の水のいずれか一つ以上に、COマイクロバブルを注入するための注入装置とを備え、前記COマイクロバブルの粒径が2μm以下であることを特徴としても良い。
海洋生物の種類は特に限定されないが、例えば、フジツボ類やイガイ類などの貝類であっても良く、これらの中でもフジツボ類の幼生であることがより好ましい。
本発明によれば、海洋生物を含有する水を用いて熱交換対象設備と熱交換するにあたり、特定のCOマイクロバブルを熱交換のための水に注入することによって、効果的に、熱交換水流路への海洋生物の付着を抑制する方法と、熱交換水流路への海洋生物の付着を抑制するシステムとを、提供することができる。
本発明の一実施形態として説明する、熱交換水流路への海洋生物の付着を抑制するシステムの全体構成を示す図である。 本発明の一実施形態における、取水路、放水路、LNG気化器流路、および、復水器流路からなる、熱交換水流路を、模式的に示す図である。 本発明の一実施形態における、COマイクロバブル注入装置の詳細構成を示す図である。 本発明の一実施形態における、注入管が供える注入口の構成例を示す図である。 本発明の一実施形態における、注入管が供える注入口の別の構成例を示す図である。
以下、上記知見に基づき完成した本発明の実施の形態を、添付図面を用いて詳細に説明する。なお、本発明の目的、特徴、利点、および、そのアイデアは、本明細書の記載により、当業者には明らかであり、本明細書の記載から、当業者であれば容易に本発明を再現できる。以下に記載された発明の実施の形態及び具体的な実施例などは、本発明の好ましい実施態様を示すものであり、例示又は説明のために示されているのであって、本発明をそれらに限定するものではない。本明細書で開示されている本発明の意図並びに範囲内で、本明細書の記載に基づき、様々な改変並びに修飾ができることは、当業者にとって明らかである。
==本発明に係る熱交換水流路への海洋生物の付着を抑制するシステムの構成==
図1は、本発明の一実施形態として説明する、熱交換水流路への海洋生物の付着を抑制するシステムの全体構成を示す図である。図1に示すように、本発明に係る、熱交換水流路への海洋生物の付着を抑制するシステム(以下、単に「システム」と称する。)100は、海2に面する敷地に建設された火力発電所10を備える。火力発電所10は、燃料貯蔵設備12、LNGタンク14、発電設備16、LNG気化器17、取水路20、および、放水路22などを備える。
発電設備16は、さらに、復水器18Aおよび18Bを備える。復水器18Aおよび18Bは、蒸気原動機に連結し、水蒸気を凝結させるとともに高い真空を作り、蒸気の膨張作用を助ける装置である。復水器18Aおよび18Bにおいて水蒸気を冷却して凝結させるために、復水器18Aおよび18Bは、冷却水が通る熱交換水流路として、復水器流路29Aおよび29Bを備える。なお、復水器18Aおよび18Bとして、冷却水が復水器流路29Aおよび29Bの内部を通る表面復水器を図示しているが、冷却水を復水器内部に直接導入し、冷却水と蒸気とを混合する直接接触復水器であっても良い。
LNG気化器17は、LNG(液化天然ガス)を熱交換で気化させる装置である。LNG気化器17においてLNGを加温して気化させるために、LNG気化器17は、さらに、加温の熱源となる水が通る熱交換水流路として、LNG気化器流路27を備える。
取水路20は、取水された熱交換のための水を、熱交換対象設備へと供給するための流路である。取水路20は、さらに、水を取水するための取水口24を備える。取水路20は、取水口24を通じて海洋生物を含有する海水を海2から取水し、このようにして取水された海水を、熱交換対象設備である復水器18Aおよび18Bを冷却するための、復水器流路29Aおよび29Bへと供給する。
放水路22は、熱交換対象設備と熱交換後の水を、熱交換対象設備の外へと放出するための流路である。放水路22は、さらに、熱交換後の水を海へと放出するための放出口26を備える。即ち、放水路22は、復水器18Aおよび18Bとの熱交換により加温された、復水器流路29Aおよび29B内部を流れる海水を、放出口26を通じて海へと放出する。
なお、本実施形態では、復水器18Aおよび18Bで加温された海水を有効に利用するべく、放水路22の一部は、LNG気化器流路27へと通じている。これにより、復水器18Aおよび18Bで加温された海水は、LNG気化器17へと送られるため、復水器18Aおよび18Bで発生した熱を利用して、LNG気化器17を加温することができる。LNG気化器17と熱交換後の、LNG気化器流路27内部を流れる海水は、放水路22へと合流する。放水路22は、合流したLNG気化器流路27内部を流れる海水を、放出口26を通じて海へと放出する。
上記のように、熱交換水流路である、取水路20、放水路22、LNG気化器流路27、および、復水器流路29Aおよび29Bには海水が流れるため、熱交換水流路の内部には、貝等の海洋生物が付着・繁殖しやすい。そして、熱交換水流路内に多量の海洋生物が付着すると、流路が塞がれて十分な流量が得られなくなる等のために、熱交換機能が低下してしまう可能性がある。
特に、取水路20については、復水器18Aおよび18Bを効率よく冷却するべく、低い水温の海水を取り込めるように、取水口24を陸地からかなり離れた沖合に設けるため、取水路20は非常に長くなって、海洋生物の付着の影響を受けやすい。また、LNG気化器流路27については、復水器18Aおよび18Bで加温された海水が流れることより、海洋生物が繁殖しやすい状態となっており、さらに、LNG気化器17との熱交換の効率を向上させるべく、流路直径が放水路22よりも細くなっているため、海洋生物が付着した場合の影響を受けやすい。
そこで、本実施形態では、取水口24から取水した熱交換のための海水に、特定のCOマイクロバブルを注入することによって、取水路20、放水路22、LNG気化器流路27、および、復水器流路29Aおよび29Bの内壁面における、貝等の海洋生物の付着を抑制している。
加えて、復水器18Aおよび18Bで加温された熱交換のための海水に、特定のCOマイクロバブルを注入することによって、特にLNG気化器流路27の内壁面における、貝等の海洋生物の付着をさらに抑制している。
取水口24から取水した海水にCOマイクロバブルを注入する際、取水路20の取水口24に近い箇所で、特定のCOマイクロバブルを注入することが好ましい。それによって、熱交換水流路の上流で海洋生物の遊泳を阻害することができるため、COマイクロバブル注入箇所よりも下流にある熱交換水流路全体への海洋生物の付着を抑制することができる。
また、復水器18Aおよび18Bで加温された海水にCOマイクロバブルを注入する際、LNG気化器流路27の入り口に近い箇所で、特定のCOマイクロバブルを注入することが好ましい。それによって、LNG気化器17と熱交換が行われるLNG気化器流路27の内壁面に対する海洋生物の付着を抑制し、LNG気化器流路27の熱交換機能の低下を効果的に防いでいる。
図2は、取水路20、放水路22、LNG気化器流路27、および、復水器流路29Aおよび29Bからなる、熱交換水流路50を模式的に示す図である。
図2に示すように、取水路20は、復水器18Aおよび18Bとの接続部、即ち、復水器流路29Aおよび29Bとの接続部に、それぞれ第1の海水ポンプ30Aおよび30Bを備える。第1の海水ポンプ30Aおよび30Bは、取水口24を通じて、海水を海2から取水路20へと吸入する。
取水路20は、好ましくは取水口24に近い箇所に、COマイクロバブル注入装置32Aを備える。また、LNG気化器流路27は、好ましくは入り口に近い箇所、即ち、放水路22との接続部に、COマイクロバブル注入装置32Bを備える。
図3は、COマイクロバブル注入装置32Aの詳細構成を示す。図3に示すように、COマイクロバブル注入装置32Aは、COマイクロバブル発生装置40と、COマイクロバブル発生装置40を用いて発生させたCOマイクロバブルを、取水路20を流れる熱交換のための海水に注入するための注入管42と、COマイクロバブル発生装置40に海水を供給するための第2の海水ポンプ44と、COマイクロバブル発生装置40にCOを供給するためのCOボンベ46とを備える。
第2の海水ポンプ44は、取水路20から海水を取水し、取水した海水をCOマイクロバブル発生装置40へと供給する。
COボンベ46は、COボンベ46とCOマイクロバブル発生装置40との間に、COライン47を備える。COライン47は、COボンベ46側から順に、減圧弁48と流量調節弁49とを備える。
COボンベ46からCOライン47に流入する二酸化炭素は、減圧弁48で大気圧になるように圧力を調整され、流量調節弁49で流量を調整されて、COマイクロバブル発生装置40に送られる。このCOは、COマイクロバブル発生装置40に第2の海水ポンプ44が取り込んだ海水の流水の力によって装置内が負の圧力となることで、自動的に装置内に取り込まれる。
この際、COマイクロバブル発生装置40に供給される大気圧のCOの流量が、流量調節弁49によってCOマイクロバブル発生装置40の自給流量の1/9以下に絞られることによって、COマイクロバブル発生装置40は、海洋生物の遊泳を阻害し、熱交換水流路への海洋生物の付着を抑制することができるような特定のCOマイクロバブルを発生させることができる。
また、海洋生物の遊泳を阻害し、熱交換水流路への海洋生物の付着を抑制することができるような特定のCOマイクロバブルとして、COマイクロバブル発生装置40から、粒径が2μm以下であるCOマイクロバブルを発生させても良い。
注入管42は、COマイクロバブル発生装置40から注入管42に送られてきた特定のCOマイクロバブルを、取水路20を流れる熱交換のための海水に排気するための、注入口43を備える。注入管42は、流量調節弁49を用いてCOマイクロバブル発生装置40が吸引するCOの流量を調節することによって、COマイクロバブル発生装置40から発生させた、特定のCOマイクロバブルを、注入口43を通じて、取水路20を流れる熱交換のための海水に注入する。
図3に示す例では、COマイクロバブル発生装置40と接続していない側の注入管42の先端は、取水路20の下流側へ向けて屈曲し、その最先端に注入口43を備えている。なお、この場合において、図4に示すように、COマイクロバブル発生装置40と接続していない側の注入管42の先端部の断面を、注入口43へ向けて次第に拡がるように構成してもよい。
また、図5に示すように、COマイクロバブル発生装置40と接続していない側の注入管42の先端は屈曲せずに、注入管42の側面に設けた穴を注入口43としてもよい。このように、注入管42および注入口43として様々な構成が考えられる。
なお、注入管42は、同一箇所または複数個所に複数本あっても良い。
特定のCOマイクロバブルを注入した後の、熱交換のための水のpHが、7.6以上になるように、注入口43からCOマイクロバブルを注入しても良い。COマイクロバブルの注入量が少量であっても、海洋生物が熱交換水流路に付着するのを効果的に抑制できるからである。
また、熱交換後の水を、放出口26を通じて海2へと排出することを考慮に入れれば、特定のCOマイクロバブルを注入した後の、COマイクロバブルの溶解に伴う、熱交換のための水のpHの低下幅が1.0以下であることが、環境への影響を防ぐうえで好ましい。特に、特定のCOマイクロバブルを注入した後の、熱交換のための水のpHが、水産用水基準で定められているように、7.8以上であることがより好ましい。
==本発明に係る熱交換水流路への海洋生物の付着を抑制する方法==
次に、本実施の一形態として、特定のCOマイクロバブルを熱交換のための水に注入することによって、熱交換水流路への海洋生物の付着を抑制する方法について説明する。
まず、第1の海水ポンプ30Aおよび30Bを用いて、海洋生物を含有する海水を、海2から取水口24を通じて取水路20へと吸入する。
次に、第2の海水ポンプ44を用いて、取水路20を流れる海水を、COマイクロバブル発生装置40へと供給する。それと同時に、減圧弁48と流量調節弁49とを経由させることによって、COマイクロバブル発生装置40の自給流量の1/9以下の流量とした大気圧のCOを、COボンベ46から、COライン47を通じて、海水を供給されたマイクロバブル発生装置40に供給する。
流量調節弁49を用いて、COマイクロバブル発生装置40の自給流量の1/9以下の流量に絞ったCOを供給することによって、COマイクロバブル発生装置40から発生させた、特定のCOマイクロバブルを、取水路20へと取水した海水に、注入管42を通じて注入口43から注入する。または、COマイクロバブル発生装置40から粒径が2μm以下であるCOマイクロバブルを発生させて、このCOマイクロバブルを、注入管42を通じて注入口43から注入しても良い。
このようにCOマイクロバブル注入装置32Aから発生させた特定のCOマイクロバブルを、海洋生物を含有する海水に注入することによって、海洋生物の遊泳を阻害し、取水路20を含む熱交換水流路50への海洋生物の付着を抑制することができる。
注入するCOマイクロバブルの量は、特定のCOマイクロバブルを注入した後の、海洋生物を含有する海水のpHが、7.6以上になるようにしても良い。COマイクロバブルの注入量が少量であっても、取水路20を含む熱交換水流路に海洋生物が付着するのを効果的に抑制できるからである。
COマイクロバブルを注入した海水を、取水路20を通じて、復水器18Aおよび18Bの内部を通る復水器流路29Aおよび29Bへと供給する。復水器流路29Aおよび29Bへと供給された海水は、復水器18Aおよび18Bとそれぞれ熱交換することによって、復水器18Aおよび18Bを冷却する。
復水器18Aおよび18Bと熱交換した後の海水を、復水器流路29Aおよび29Bから放水路22へと放出する。放水路22へと放出した海水の一部を、LNG気化器の内部を通るLNG気化器流路27へと供給する。
LNG気化器流路27へと供給した海水に、上記COマイクロバブル注入装置32Aの時と同様にCOマイクロバブル注入装置32Bから発生させた、特定のCOマイクロバブルを注入する。特定のCOマイクロバブルを、LNG気化器流路27へと供給した海水に注入することによって、復水器18Aおよび18Bで加温されたために海洋生物が繁殖しやすい状態となっているLNG気化器流路27内部における、海洋生物の遊泳を阻害し、LNG気化器流路27および放出路22を含む熱交換水流路への海洋生物の付着を抑制することができる。
COマイクロバブルを注入したLNG気化器流路27内部の海水は、LNG気化器17と熱交換することによって、LNG気化器17を加温する。この際、LNG気化器流路27内部の海水は、復水器18Aおよび18Bよって加温されているため、復水器18Aおよび18Bで発生した熱を利用して、LNG気化器17を加温することができる。
LNG気化器17と熱交換した後の海水を、LNG気化器流路27から放水路22へと放出する。ここで、復水器流路29Aおよび29Bから放水路22へと放出した海水のうち、LNG気化器流路27へと供給した海水と、LNG気化器流路27へと供給しなかった海水とが合流する。
合流した海水は、放水路22を通って、放水口26から海2へと放水する。
放水された海水は、塩素系薬剤を一切含んでいないことから、海2に与える負荷が少ない点で非常に優れている。
以下に本発明を実施例によって具体的に説明する。なお、これらの実施例は本発明を説明するためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
[実施例1]アカフジツボノープリウス4−5期幼生の調製
アカフジツボ成体を、天然海域からサンプリングした。サンプリングしたアカフジツボ成体を、23℃の人工海水(八洲薬品株式会社製、アクアマリンS)に移した。アカフジツボ成体に、アルテミア幼生を毎日給餌し、毎日水換えをして飼育した。このように飼育している間に、ノープリウス幼生が孵出したので、光を当てて集めた。
0.45μmのフィルターでろ過した後に、ペニシリン3mg/Lおよびストレプトマイシン6.6mg/Lを添加した天然海水に、集めたノープリウス幼生を約2個体/mLで入れ、23℃で飼育した。ノープリウス幼生に、培養した浮遊珪藻 Chaetoceros gracilisを約60万細胞/mLの濃度で毎日給餌し、2〜3日に1回水換えをして飼育した。
ノープリウス幼生を飼育し始めてから約1週間後の、ノープリウス4−5期まで成長したノープリウス幼生を、実施例2および3の遊泳阻害試験に用いた。
[実施例2]T1型マイクロバブル発生装置によるアカフジツボ幼生の遊泳阻害試験
8.5Lの水槽に、5Lの天然海水を入れた。自給式マイクロバブル発生装置であるT1型マイクロバブル発生装置(自給流量:700mL/min)を用いて、50mL/min(自給流量の1/14)、75mL/min(自給流量の1/9)、または、100mL/min(自給流量の1/7)の流量で、COをT1型マイクロバブル発生装置に供給することによって、COマイクロバブルを発生させ、発生させたCOマイクロバブルを、水槽中の海水に注入した。
COマイクロバブルを注入し始めてから30秒後と90秒後とに、それぞれ、COマイクロバブルを注入した海水約200mLを、水槽から汲み出した。
汲み出した海水約200mLから100mLを計量し、別の容器に移した。この容器に、注入したCOマイクロバブル(泡)が目視できる状態において、実施例1で調製したアカフジツボのノープリウス幼生約20個体を加えた。また、海水約200mLの残りを用いて、泡が消滅しpHが安定した段階で、海水の水温とpHとを測定した。
ノープリウス幼生を加えてから、1分、2分、3分、および、5分後に遊泳をしている個体と動きが止まっている個体を計数することによって、ノープリウス幼生の遊泳阻害率を計算した。
50mL/minでCOを供給した時の結果を表1に、75mL/minでCOを供給した時の結果を表2に、そして、100mL/minでCOを供給した時の結果を表3に、それぞれ示す。
Figure 0005881094
Figure 0005881094
Figure 0005881094
これらの結果、COマイクロバブル発生装置に供給するCOの流量が50mL/minの時には、最大43%、そして、75mL/minの時には最大35%の遊泳阻害率を得ることができた。この一方で、COマイクロバブル発生装置に供給するCOの流量が100mL/minの時には、遊泳阻害率は最大でも25%にとどまり、最も低い値となった。
また、COマイクロバブルの流量(50mL/min、75mL/min、または、100mL/min)に関わらず、海水のpHが低いほど、遊泳阻害率が向上した。これは、pHが低いほど、海水へのCO溶解量が増えているためであるが、COマイクロバブルの流量が50mL/min、または、75mL/minの時には、pHが7.6以上という高い領域においても、効果的にノープリウス幼生の遊泳を阻害できることが明らかになった。
この結果、COマイクロバブル発生装置に供給するCOの流量が50mL/min、または、75mL/minの時、即ち、COマイクロバブル発生装置に供給するCOの流量がCOマイクロバブル発生装置の自給流量の1/9以下である時には、海水へのCO溶解量ではなく、COマイクロバブルそのものが、ノープリウス幼生の遊泳を阻害していることが明らかになった。
[実施例3]YJ型マイクロバブル発生装置によるアカフジツボ幼生の遊泳阻害試験
200Lの水槽に、100Lの人工海水を入れた。自給式マイクロバブル発生装置であるYJ型マイクロバブル発生装置(自給流量:25L/min)を用いて、2.2L/min(自給流量の1/11)、または、6.7L/min(自給流量の1/4)の流量で、COをYJ型マイクロバブル発生装置に供給することによって、COマイクロバブルを発生させ、発生させたCOマイクロバブルを、水槽中の海水に注入した。
COマイクロバブルを注入し始めてから15秒後、30秒後、45秒後、60秒後、および、180秒後に、それぞれ、COマイクロバブルを注入した海水約200mLを、水槽から汲み出した。
汲み出した海水約200mLから100mLを計量し、別の容器に移した。この容器に、注入したCOマイクロバブル(泡)が目視できる状態において、実施例1で調製したアカフジツボのノープリウス幼生約20個体を加えた。また、海水約200mLの残りを用いて、泡が消滅しpHが安定した段階で、海水の水温、DO(Dissolved Oxygen、溶存酸素)、および、pHを測定した。
ノープリウス幼生を加えてから、1分、5分、および、10分後に遊泳をしている個体と動きが止まっている個体を計数することによって、ノープリウス幼生の遊泳阻害率を計算した。
2.2L/minでCOマイクロバブルを注入した時の結果を表4に、そして、6.7L/minでCOマイクロバブルを注入した時の結果を表5に、それぞれ示す。
Figure 0005881094
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これらの結果、COマイクロバブル発生装置に供給するCOの流量が2.2L/minの時には、最大50%の遊泳阻害率を得ることができたが、この一方で、COマイクロバブル発生装置に供給するCOの流量が6.7L/minの時には、pHが6.9以上の条件下では、遊泳阻害率は0%となった。
以上の結果、COマイクロバブル発生装置に供給するCOの流量が自給流量の1/9以下である1/11の時には、海水のpHに関わらず、ノープリウス幼生の遊泳を効果的に阻害することができた。
[実施例4]流量の違いによるCOマイクロバブルの変化測定
COマイクロバブル発生装置に供給するCOの流量が異なることで、COマイクロバブルがどのように異なるのかを調べるべく、以下の実験を行った。
実施例2に記載の条件に従って、T1型マイクロバブル発生装置を用いて、50mL/min(自給流量の1/14)、75mL/min(自給流量の1/9)、または、100mL/min(自給流量の1/7)の流量のCO供給することで、海水中にCOマイクロバブルを発生させた。また、実施例3に記載の条件に従って、YJ型マイクロバブル発生装置を用いて、2.2L/min(自給流量の1/11)、または、6.7L/min(自給流量の1/4)の流量のCO供給することで、海水中にCOマイクロバブルを発生させた。
COマイクロバブル発生装置を起動してからしばらくして、装置から発生するCOマイクロバブルの状態が安定したのを確認した。この状態で、発生させたCOマイクロバブルの粒径分布を、液中パーティクルカウンター(Particle measuring systems社製、LiQuilaz E20P、計測範囲:2μm〜125μm)を使用して測定した。
T1型マイクロバブル発生装置を用いた時の、1mLあたりの、各粒径のCOマイクロバブルの数を表6に、そして、YJ型マイクロバブル発生装置を用いた時の、1mLあたりの、各粒径のCOマイクロバブルの数を表7に、それぞれ示す。
Figure 0005881094
Figure 0005881094
表6および表7が示すように、ノープリウス幼生の遊泳を効率よく阻害できる場合と、阻害できない場合とを比べると、COマイクロバブルの粒径分布の形には大きな差が見られないことが分かった。この一方で、COマイクロバブル発生装置に供給するCOの流量が少ないほど、COマイクロバブルの総量が少なくなり、さらに、粒径分布が全体的に小さい粒径にシフトしていることが分かった。
この結果から、COマイクロバブル発生装置に供給するCOの流量を、COマイクロバブル発生装置の1/9以下とすることによって、2μmのCOマイクロバブルを高い割合で発生させることができ、この2μm以下のCOマイクロバブルが海洋生物の遊泳を阻害していると推察される。
2 海
10 火力発電所
12 燃料貯蔵設備
14 LNGタンク
16 発電設備
17 LNG気化器
18A,18B 復水器
20 取水路
22 放水路
24 取水口
26 放水口
27 LNG気化器流路
29A,29B 復水器流路
30A,30B 第1の海水ポンプ
32A,32B COマイクロバブル注入装置
40 COマイクロバブル発生装置
42 注入管
43 注入口
44 第2の海水ポンプ
46 COボンベ
47 COライン
48 減圧弁
49 流量調節弁
50 熱交換水流路

Claims (5)

  1. 熱交換水流路への海洋生物の付着を抑制する方法であって、
    海洋生物を含有する水を、熱交換対象設備に供給する工程と、
    前記供給された水を用いて、前記熱交換対象設備と熱交換する工程と、
    前記熱交換対象設備と熱交換後の水を、前記熱交換対象設備から放出する工程と、
    自給式マイクロバブル発生装置を用いてCOマイクロバブルを発生させる工程と、
    前記海洋生物を含有する水、前記供給された水、及び、前記熱交換対象設備と熱交換後の水のいずれか一つ以上に、前記COマイクロバブルを注入する工程とを含み、
    前記自給式マイクロバブル発生装置に供給されるCOの流量が、前記自給式マイクロバブル発生装置のCOの自給流量の1/14以下であることを特徴とする抑制方法。
  2. 前記海洋生物がフジツボ類の幼生であることを特徴とする、請求項1に記載の抑制方法。
  3. 前記海洋生物を含有する水が海水であることを特徴とする、請求項1または2に記載の抑制方法。
  4. 海洋生物の遊泳を阻害する方法であって、
    自給式マイクロバブル発生装置を用いてCOマイクロバブルを発生させる工程と、
    前記海洋生物を含有する水に、前記COマイクロバブルを注入する工程とを含み、
    前記自給式マイクロバブル発生装置に供給されるCOの流量が、前記自給式マイクロバブル発生装置のCOの自給流量の1/14以下であることを特徴とする阻害方法。
  5. 熱交換水流路への海洋生物の付着を抑制するシステムであって、
    海洋生物を含有する水を、熱交換対象設備に供給するための供給装置と、
    前記供給された熱交換水を用いて、前記熱交換対象設備と熱交換するための熱交換器と、
    前記熱交換対象設備と熱交換後の水を、前記熱交換対象設備から放出するための放出装置と、
    COマイクロバブルを発生させるための自給式マイクロバブル発生装置と、
    前記海洋生物を含有する水、前記供給された水、及び、前記熱交換対象設備と熱交換後の水のいずれか一つ以上に、前記発生させたCOマイクロバブルを注入するための注入装置とを備え、
    前記自給式マイクロバブル発生装置に供給されるCOの流量が、前記自給式マイクロバブル発生装置のCOの自給流量の1/14以下であることを特徴とするシステム。
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