JP5881095B2 - Method for inhibiting swimming of marine organisms, and system and method for suppressing adhesion of marine organisms - Google Patents
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Description
本発明は、海洋生物の遊泳を阻害する方法および海洋生物の付着を抑制するシステムおよび方法に関する。 The present invention relates to a method for inhibiting swimming of marine organisms and a system and method for suppressing adhesion of marine organisms.
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。また、特許文献６に開示されるように、二酸化炭素のマイクロバブル（以下、ＣＯ２マイクロバブルという）を冷却水に溶解させることにより、冷却水流路への海洋生物の付着を抑制する方法が報告されている。
In power plants such as thermal power plants and nuclear power plants that use seawater as cooling water, intake water that takes seawater from the sea and supplies it to the condenser, and discharges seawater that passes through the condenser to the sea Marine organisms such as barnacles and mussels are likely to adhere to the inside of the spillway. When the adhesion amount of marine organisms increases, there is a risk of causing problems such as blocking the cooling water flow path and reducing cooling performance.
Therefore, conventionally, for example, as disclosed in Patent Documents 1 to 5, by injecting a chlorine-based chemical such as sodium hypochlorite solution or chlorine dioxide into the cooling water, Inhibition of adhesion is performed. Further, as disclosed in Patent Document 6, a method for suppressing the attachment of marine organisms to the cooling water flow path by dissolving carbon dioxide microbubbles (hereinafter referred to as CO 2 microbubbles) in the cooling water is reported. Has been.
本発明は、二酸化炭素のナノバブル（以下、ＣＯ２ナノバブルという）を、海洋生物を含有する水に注入することによって、効果的に、海洋生物の遊泳を阻害する方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a method for effectively inhibiting the swimming of marine organisms by injecting carbon dioxide nanobubbles (hereinafter referred to as CO 2 nanobubbles) into water containing marine organisms. .
上記課題を解決するために、本発明に係る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、ＣＯ２ナノバブルを注入する工程を含む。 In order to solve the above problems, a method for inhibiting swimming of marine organisms according to the present invention includes a step of injecting CO 2 nanobubbles into water containing the marine organisms.
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、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、ＣＯ２ナノバブルを注入するための注入装置とを備える。 On the other hand, the system for suppressing the attachment of marine organisms to the heat exchange water flow path according to the present invention uses a supply device for supplying marine organism-containing water to the heat exchange target equipment and the supplied water. A heat exchanger for exchanging heat with the heat exchange target equipment, a discharge device for discharging the heat exchange target equipment and water after heat exchange from the heat exchange target equipment, and the marine organisms And an injection device for injecting CO 2 nanobubbles into any one or more of the water to be supplied, the supplied water, and the heat exchange target equipment and the water after the heat exchange.
さらに、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、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、ＣＯ２ナノバブルを注入する工程とを含む。 Furthermore, the method for suppressing the attachment of marine organisms to the heat exchange water flow path according to the present invention includes supplying water containing marine organisms to a heat exchange target facility, and using the supplied water, A step of exchanging heat with the heat exchange target equipment, a step of releasing the heat exchange target equipment and water after heat exchange from the heat exchange target equipment, water containing the marine organisms, the supplied water, and And a step of injecting CO 2 nanobubbles into any one or more of the heat exchange target equipment and the water after heat exchange.
上記いずれの発明においても、注入されるＣＯ２ナノバブルは、粒径が１ｎｍ〜９９９ｎｍの二酸化炭素の気泡をいうが、粒径は、１０〜９００ｎｍであることが好ましく、４０〜４８０ｎｍであることがより好ましく、３００〜４１０ｎｍであることが特に好ましい。また、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。 In any of the above inventions, the injected CO 2 nanobubbles are carbon dioxide bubbles having a particle diameter of 1 nm to 999 nm. The particle diameter is preferably 10 to 900 nm, and preferably 40 to 480 nm. More preferably, it is 300-410 nm. Moreover, the kind of marine organisms is not particularly limited, but for example, shellfish such as barnacles and mussels may be used, and among these, barnacles are more preferably larvae.
本発明によれば、海洋生物を含有する水にＣＯ２ナノバブルを注入することによって、効果的に、海洋生物の付着を抑制する方法およびシステムと、海洋生物の遊泳を阻害する方法とを、提供することができる。 According to the present invention, there are provided a method and system for effectively suppressing adhesion of marine organisms and a method for inhibiting swimming of marine organisms by injecting CO 2 nanobubbles into water containing marine organisms. can do.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention completed based on the above knowledge will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The objects, features, advantages, and ideas of the present invention will be apparent to those skilled in the art from the description of the present specification, and those skilled in the art can easily reproduce the present invention from the description of the present specification. it can. The embodiments and specific examples of the invention described below show preferred embodiments of the present invention and are shown for illustration or explanation, and the present invention is not limited to them. It is not limited. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made based on the description of the present specification within the spirit and scope of the present invention disclosed herein.
＝＝本発明に係る海洋生物の遊泳を阻害する方法＝＝
本発明に係る海洋生物の遊泳を阻害する方法は、海洋生物を含有する水に、ＣＯ２ナノバブルを注入する工程を含む。
== Method for inhibiting swimming of marine organisms according to the present invention ==
The method for inhibiting swimming of marine organisms according to the present invention includes a step of injecting CO 2 nanobubbles into water containing marine organisms.
ここでいうＣＯ２ナノバブルとは、粒径が１ｎｍ〜９９９ｎｍの二酸化炭素の気泡をいうが、粒径は、１０〜９００ｎｍであることが好ましく、４０〜４８０ｎｍであることがより好ましく、３００〜４１０ｎｍであることがさらに好ましい。このような粒径のＣＯ２ナノバブルを注入することによって、二酸化炭素の水への溶解量をさらに低く抑えながら、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より効果的に抑えることができる。 The term “CO 2 nanobubble” as used herein refers to a carbon dioxide bubble having a particle diameter of 1 nm to 999 nm. The particle diameter is preferably 10 to 900 nm, more preferably 40 to 480 nm, and more preferably 300 to 410 nm. More preferably. By injecting CO 2 nanobubbles with such a particle size, it is more effective for marine organisms contained in the injected water to adhere to the heat exchange water flow path while further suppressing the amount of carbon dioxide dissolved in water. Can be suppressed.
ＣＯ２ナノバブルを発生させる方法は限定されないが、例えば、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、自給式ナノバブル発生装置を用いて、ＣＯ２ナノバブルを発生させることができる。このような自給式ナノ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、二相流旋回型などの旋回流方式があげられる。
供給する水の一例として、例えば、海水であっても良く、具体的には、後述するように熱交換のための水が挙げられ、二酸化炭素の水への溶解量を低く抑えながら、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。
The method for generating CO 2 nanobubbles is not limited. For example, CO 2 nanobubbles can be generated by using a self-contained nanobubble generator that automatically sucks a gas when a liquid such as water is supplied. Examples of such a self-contained nanobubble generator include a swirl flow method such as an ejector type, a venturi type, a line mixer type, and a two-phase flow swirl type.
As an example of the water to be supplied, for example, seawater may be used. Specifically, water for heat exchange may be mentioned as described later, and injected while keeping the amount of carbon dioxide dissolved in water low. It is possible to prevent marine organisms contained in the water from adhering to the heat exchange water flow path.
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。 Although the kind of marine organism is not specifically limited, For example, shellfishes, such as barnacles and mussels, may be sufficient, and among these, it is more preferable that it is a larva of barnacles.
このように、海洋生物を含有する水に、ＣＯ２ナノバブルを注入することによって、二酸化炭素の水への溶解量を低く抑えながら、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。
In this way, by injecting CO 2 nanobubbles into water containing marine organisms, the marine organisms contained in the injected water are brought into a paralyzed state while keeping the amount of carbon dioxide dissolved in water low. As a result, the swimming of marine life can be inhibited.
If the swimming of marine organisms is inhibited, for example, marine organisms can be prevented from adhering to a water container containing marine organisms, and marine organisms can be easily recovered and removed from the water. In addition, since adhesion is a phenomenon accompanied by a form change called metamorphosis, under an environment where a certain percentage of individuals are paralyzed, it is considered that almost all individuals are highly likely to avoid adhesion.
＝＝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。
== Configuration of system for suppressing adhesion of marine organisms to heat exchange water flow path according to the present invention ==
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a system that suppresses the attachment of marine organisms to a heat exchange water flow path, which will be described as an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a system (hereinafter simply referred to as “system”) 100 for suppressing the attachment of marine organisms to a heat exchange water flow path according to the present invention was constructed on a site facing the sea 2. A thermal power plant 10 is provided. The thermal power plant 10 includes a fuel storage facility 12, an LNG tank 14, a power generation facility 16, an LNG vaporizer 17, a water intake channel 20, a water discharge channel 22, and the like.
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。 The power generation facility 16 further includes condensers 18A and 18B. The condensers 18 </ b> A and 18 </ b> B are devices that are connected to a steam prime mover to condense water vapor and create a high vacuum to assist the expansion action of the steam. In order to cool and condense water vapor in the condensers 18A and 18B, the condensers 18A and 18B include condenser flow paths 29A and 29B as heat exchange water flow paths through which the cooling water passes. Note that, as the condensers 18A and 18B, surface condensers in which cooling water passes through the condenser flow paths 29A and 29B are illustrated, but the cooling water is directly introduced into the condenser, It may be a direct contact condenser that mixes steam with steam.
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。 The LNG vaporizer 17 is an apparatus that vaporizes LNG (liquefied natural gas) by heat exchange. In order to heat and vaporize LNG in the LNG vaporizer 17, the LNG vaporizer 17 further includes an LNG vaporizer flow path 27 as a heat exchange water flow path through which water serving as a heating heat source passes.
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。
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。
The intake channel 20 is a channel for supplying the water for heat exchange that has been taken into the heat exchange target facility. The intake channel 20 further includes an intake port 24 for taking water. The intake channel 20 takes in seawater containing marine organisms from the sea 2 through the intake port 24, and cools the condensers 18A and 18B, which are heat exchange target equipment, from the seawater thus taken. Supply to condenser channels 29A and 29B.
Here, the heat exchange target equipment is not particularly limited, but may be, for example, a condenser or an LNG vaporizer provided in a power plant such as a thermal power plant.
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。
The water discharge path 22 is a flow path for discharging water after heat exchange with the heat exchange target equipment to the outside of the heat exchange target equipment. The water discharge channel 22 further includes a discharge port 26 for discharging the water after heat exchange to the sea. That is, the water discharge channel 22 discharges the seawater flowing through the condenser channels 29A and 29B heated by heat exchange with the condensers 18A and 18B to the sea through the discharge port 26.
In the present embodiment, a part of the water discharge channel 22 leads to the LNG vaporizer channel 27 in order to effectively use the seawater heated by the condensers 18A and 18B. Thereby, since the seawater heated by the condensers 18A and 18B is sent to the LNG vaporizer 17, the LNG vaporizer 17 is heated using the heat generated by the condensers 18A and 18B. be able to. Seawater flowing through the LNG vaporizer flow path 27 after heat exchange with the LNG vaporizer 17 joins the water discharge path 22. The water discharge channel 22 discharges the seawater flowing inside the merged LNG vaporizer flow channel 27 to the sea through the discharge port 26.
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。
As described above, since the seawater flows through the intake channel 20, the discharge channel 22, the LNG vaporizer channel 27, and the condenser channels 29A and 29B, which are heat exchange channels, the inside of the heat exchange channel , It is easy for marine organisms such as shellfish to attach and propagate. If a large amount of marine organisms adhere to the heat exchange water flow path, the heat exchange function may be deteriorated because the flow path is blocked and a sufficient flow rate cannot be obtained.
In particular, with regard to the intake channel 20, the intake channel 20 is very far away from the land so that the low-temperature seawater can be taken in in order to efficiently cool the condensers 18 </ b> A and 18 </ b> B. It is long and susceptible to marine life. In addition, the LNG vaporizer flow path 27 is in a state in which marine organisms are likely to breed due to the flow of seawater heated by the condensers 18A and 18B, and further heat exchange with the LNG vaporizer 17 In order to improve the efficiency, the diameter of the flow path is smaller than that of the water discharge path 22, so that it is easily affected when marine organisms adhere.
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、ＣＯ２ナノ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、ＣＯ２ナノ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。
Therefore, in this embodiment, by injecting CO 2 nanobubbles into seawater for heat exchange taken from the intake port 24, the intake channel 20, the discharge channel 22, the LNG vaporizer channel 27, and the condenser The adhesion of marine organisms such as shellfish on the inner wall surfaces of the flow paths 29A and 29B is suppressed.
In addition, by injecting CO 2 nanobubbles into the seawater for heat exchange heated by the condensers 18A and 18B, adhesion of marine organisms such as shellfish on the inner wall surface of the LNG vaporizer channel 27 in particular. Is further suppressed.
取水口２４から取水した海水にＣＯ２ナノバブルを注入する際、取水路２０の取水口２４に近い箇所で、ＣＯ２ナノ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、ＣＯ２ナノ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ＣＯ２ナノ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ＣＯ２ナノ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。
When injecting CO 2 nanobubbles into seawater taken from the intake port 24, it is preferable to inject CO 2 nanobubbles at a location near the intake port 24 of the intake channel 20. Thereby, since the swimming of marine organisms can be inhibited upstream of the heat exchange water channel, it is possible to suppress the attachment of marine organisms to the entire heat exchange water channel downstream of the CO 2 nanobubble injection site.
Moreover, when injecting CO 2 nanobubbles into the seawater heated by the condensers 18A and 18B, it is preferable to inject specific CO 2 nanobubbles at a location close to the entrance of the LNG vaporizer channel 27. Thereby, the adhesion of marine organisms to the inner wall surface of the LNG vaporizer channel 27 where heat exchange with the LNG vaporizer 17 is performed is suppressed, and the deterioration of the heat exchange function of the LNG vaporizer channel 27 is effectively prevented. .
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。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a heat exchange water channel 50 including the intake channel 20, the discharge channel 22, the LNG vaporizer channel 27, and the condenser channels 29A and 29B.
As shown in FIG. 2, the intake channel 20 includes first seawater pumps 30 </ b> A and 30 </ b> B at a connection portion with the condensers 18 </ b> A and 18 </ b> B, that is, a connection portion with the condenser flow paths 29 </ b> A and 29 </ b> B, respectively. . The first seawater pumps 30 </ b> A and 30 </ b> B suck the seawater from the sea 2 into the intake channel 20 through the intake port 24.
取水路２０は、好ましくは取水口２４に近い箇所に、ＣＯ２ナノバブル注入装置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、ＣＯ２ナノバブル注入装置３２Ｂを備える。 The intake channel 20 includes a CO 2 nanobubble injection device 32A, preferably at a location close to the intake port 24. Moreover, the LNG vaporizer flow path 27 is preferably provided with a CO 2 nanobubble injection device 32B at a location close to the entrance, that is, at a connection portion with the water discharge path 22.
図３は、ＣＯ２ナノバブル注入装置３２Ａが自給式ナノバブル発生装置である場合の、詳細構成を示す。図３に示すように、ＣＯ２ナノバブル注入装置３２Ａは、ＣＯ２ナノバブル発生装置４０と、ＣＯ２ナノバブル発生装置４０を用いて発生させたＣＯ２ナノバブルを、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、ＣＯ２ナノバブル発生装置４０に海水を供給するための第２の海水ポンプ４４と、ＣＯ２ナノバブル発生装置４０に二酸化炭素を供給するためのＣＯ２ボンベ４６とを備える。 FIG. 3 shows a detailed configuration when the CO 2 nanobubble injection device 32A is a self-contained nanobubble generator. As shown in FIG. 3, the CO 2 nanobubble injection device 32A is configured to exchange CO 2 nanobubbles generated by using the CO 2 nanobubble generation device 40 and the CO 2 nanobubble generation device 40 for heat exchange through the intake channel 20. the injection pipe 42 for injecting seawater, CO 2 and a second seawater pump 44 for supplying the seawater to the nano bubble generator 40, CO 2 CO for supplying carbon dioxide to the nano bubble generator 40 2 bomb 46 With.
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ＣＯ２ナノバブル発生装置４０へと供給する。 The second seawater pump 44 takes seawater from the intake channel 20 and supplies the taken seawater to the CO 2 nanobubble generator 40.
ＣＯ２ボンベ４６は、ＣＯ２ボンベ４６とＣＯ２ナノバブル発生装置４０との間に、ＣＯ２ライン４７を備える。ＣＯ２ライン４７は、ＣＯ２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。
ＣＯ２ボンベ４６からＣＯ２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、ＣＯ２ナノバブル発生装置４０に送られる。この二酸化炭素は、ＣＯ２ナノバブル発生装置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。このようにしてＣＯ２ナノバブル発生装置４０に取り込まれた二酸化炭素は、ＣＯ２ナノバブル発生装置４０において、ＣＯ２ナノバブルとなる。
The CO 2 cylinder 46 includes a CO 2 line 47 between the CO 2 cylinder 46 and the CO 2 nanobubble generator 40. The CO 2 line 47 includes a pressure reducing valve 48 and a flow rate adjusting valve 49 in order from the CO 2 cylinder 46 side.
The pressure of carbon dioxide flowing from the CO 2 cylinder 46 into the CO 2 line 47 is adjusted to be atmospheric pressure by the pressure reducing valve 48, the flow rate is adjusted by the flow rate adjusting valve 49, and sent to the CO 2 nanobubble generator 40. It is done. The carbon dioxide is automatically taken into the apparatus by the negative pressure inside the apparatus due to the force of the seawater flowing into the CO 2 nanobubble generator 40 by the second seawater pump 44. Carbon dioxide captured in CO 2 nano bubble generator 40 in this way, in the CO 2 nano bubble generator 40, a CO 2 nanobubbles.
注入管４２は、ＣＯ２ナノバブル発生装置４０から注入管４２に送られてきたＣＯ２ナノバブルを、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、ＣＯ２ナノバブル発生装置４０から発生させたＣＯ２ナノバブルを、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。 The injection pipe 42 includes an injection port 43 for exhausting the CO 2 nanobubbles sent from the CO 2 nanobubble generator 40 to the injection pipe 42 into seawater for heat exchange flowing through the intake channel 20. Injection tube 42, the CO 2 nano bubbles generated from CO 2 nano bubble generator 40 through the inlet 43, it is injected into seawater for heat exchange flowing Tosuiro 20.
図３に示す例では、ＣＯ２ナノバブル発生装置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、ＣＯ２ナノバブル発生装置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、ＣＯ２ナノバブル発生装置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。
In the example shown in FIG. 3, the tip of the injection pipe 42 on the side not connected to the CO 2 nanobubble generator 40 is bent toward the downstream side of the intake channel 20, and has an injection port 43 at the forefront thereof. . In this case, as shown in FIG. 4, the cross section of the tip of the injection tube 42 on the side not connected to the CO 2 nanobubble generator 40 may be configured to gradually expand toward the injection port 43. Good.
In addition, as shown in FIG. 5, the tip of the injection tube 42 on the side not connected to the CO 2 nanobubble generator 40 may not be bent, and a hole provided on the side surface of the injection tube 42 may be used as the injection port 43. As described above, various configurations of the injection tube 42 and the injection port 43 are conceivable.
Note that a plurality of injection tubes 42 may be provided at the same place or at a plurality of places.
注入口４３から注入するＣＯ２ナノバブルの粒径を、４０〜４８０ｎｍとすることが好ましく、３００〜４１０ｎｍとすることがより好ましい。このような粒径のＣＯ２ナノバブルを、熱交換のための海水に注入することによって、二酸化炭素の水への溶解量をさらに低く抑えながら、海洋生物が熱交換水流路に付着するのをより効果的に抑制できる。 The particle size of the CO 2 nanobubbles injected from the injection port 43 is preferably 40 to 480 nm, and more preferably 300 to 410 nm. By injecting CO 2 nanobubbles of such a particle size into seawater for heat exchange, it is possible to prevent marine organisms from adhering to the heat exchange water flow path while further suppressing the amount of carbon dioxide dissolved in water. It can be effectively suppressed.
＝＝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ＣＯ２ナノ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。
== Method for suppressing attachment of marine organisms to the heat exchange water flow path according to the present invention ==
Next, as one embodiment of the present invention, a method for suppressing the attachment of marine organisms to the heat exchange water flow path by injecting specific CO 2 nanobubbles into water for heat exchange will be described.
First, using the first seawater pumps 30 </ b> A and 30 </ b> B, seawater containing marine organisms is sucked into the intake channel 20 from the sea 2 through the intake port 24.
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、ＣＯ２ナノバブル発生装置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、適量の大気圧のＣＯ２を、ＣＯ２ボンベ４６から、ＣＯ２ライン４７を通じて、海水を供給されたナノバブル発生装置４０に供給する。
ＣＯ２ナノバブル発生装置４０から発生させたＣＯ２ナノバブルを、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。このように、ＣＯ２ナノバブルを、海洋生物を含有する海水に注入することによって、二酸化炭素の水への溶解量を低く抑えながら、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。
Next, the seawater flowing through the intake channel 20 is supplied to the CO 2 nanobubble generator 40 using the second seawater pump 44. At the same time, by way of a pressure reducing valve 48 and flow control valve 49 supplies the CO 2 in an appropriate amount of atmospheric pressure, the CO 2 gas cylinder 46 through CO 2 line 47, the nano bubble generator 40 which is supplied with sea water To do.
The CO 2 nano bubbles generated from CO 2 nano bubble generator 40, a seawater intake to Tosuiro 20, is injected from the injection port 43 through the injection pipe 42. In this way, by injecting CO 2 nanobubbles into seawater containing marine organisms, while suppressing the amount of carbon dioxide dissolved in water, the marine organisms are inhibited from swimming, and the heat exchange water flow including the intake channel 20 The adhesion of marine organisms to the road 50 can be suppressed.
注入口４３から注入するＣＯ２ナノバブルの粒径を、４０〜４８０ｎｍとすることが好ましく、３００〜４１０ｎｍとすることがより好ましい。このような粒径のＣＯ２ナノバブルを、熱交換のための海水に注入することによって、二酸化炭素の水への溶解量をさらに低く抑えながら、海洋生物が熱交換水流路に付着するのをより効果的に抑制できる。 The particle size of the CO 2 nanobubbles injected from the injection port 43 is preferably 40 to 480 nm, and more preferably 300 to 410 nm. By injecting CO 2 nanobubbles of such a particle size into seawater for heat exchange, it is possible to prevent marine organisms from adhering to the heat exchange water flow path while further suppressing the amount of carbon dioxide dissolved in water. It can be effectively suppressed.
ＣＯ２ナノ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。 Seawater into which CO 2 nanobubbles have been injected is supplied through the intake channel 20 to the condenser channels 29A and 29B passing through the condensers 18A and 18B. The seawater supplied to the condenser channels 29A and 29B exchanges heat with the condensers 18A and 18B, respectively, thereby cooling the condensers 18A and 18B.
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。 The seawater after heat exchange with the condensers 18A and 18B is discharged from the condenser flow paths 29A and 29B to the water discharge path 22. A part of the seawater discharged to the discharge channel 22 is supplied to the LNG vaporizer flow path 27 passing through the inside of the LNG vaporizer.
ＬＮＧ気化器流路２７へと供給した海水に、上記ＣＯ２ナノバブル注入装置３２Ａの時と同様に、ＣＯ２ナノバブル注入装置３２Ｂから発生させたＣＯ２ナノバブルを注入する。ＣＯ２ナノバブルを、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。 Seawater was supplied to the LNG vaporizer channel 27, as in the case of the CO 2 nano bubble injection device 32A, injecting CO 2 nano bubbles generated from CO 2 nano bubble injection device 32B. By injecting CO 2 nanobubbles into the seawater supplied to the LNG vaporizer flow path 27, the LNG vaporizer flow path is in a state in which marine organisms are easily propagated because it is heated by the condensers 18A and 18B. It is possible to inhibit the swimming of marine organisms inside 27, and to suppress the attachment of marine organisms to the heat exchange water channel including the LNG vaporizer channel 27 and the discharge channel 22.
ＣＯ２ナノバブルを注入した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。 Seawater inside the LNG vaporizer channel 27 into which the CO 2 nanobubbles are injected heats the LNG vaporizer 17 by heat exchange with the LNG vaporizer 17. At this time, since the seawater inside the LNG vaporizer channel 27 is heated by the condensers 18A and 18B, the LNG vaporizer 17 is heated using the heat generated in the condensers 18A and 18B. can do.
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。 Seawater after heat exchange with the LNG vaporizer 17 is discharged from the LNG vaporizer flow path 27 to the water discharge path 22. Here, among the seawater released from the condenser channels 29A and 29B to the discharge channel 22, the seawater supplied to the LNG vaporizer channel 27 and the seawater not supplied to the LNG vaporizer channel 27 Join.
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おらず、さらに、ＣＯ２ナノバブルは海水には溶解しにくいため大気へと放出されることから、海２に与える負荷が少ない点で非常に優れている。
The merged seawater is discharged from the water outlet 26 to the sea 2 through the water discharge channel 22.
The discharged seawater does not contain any chlorinated chemicals, and since CO 2 nanobubbles are difficult to dissolve in seawater and are released into the atmosphere, they are extremely excellent in that they have a low load on the sea 2. ing.
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。 Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples. These examples are for explaining the present invention, and do not limit the scope of the present invention.
［実施例１］アカフジツボノープリウス４−５期幼生の調製
天然海域から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。
[Example 1] Preparation of Akafuji acupuncture nauplius stage 4-5 larvae An adult red aphid sampled from a natural sea area was transferred to artificial seawater at 23 ° C (Aquamarine S, manufactured by Yashima Pharmaceutical Co., Ltd.). Adult red barnacles were fed daily with Artemia larvae and watered daily. Nauplius larvae spawned during breeding in this way, so they were collected under light.
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。 After filtration through a 0.45 μm filter, the collected naprius larvae were placed at about 2 individuals / mL in natural seawater supplemented with 3 mg / L penicillin and 6.6 mg / L streptomycin, and were bred at 23 ° C. Nauplius larvae were fed daily with the cultured floating diatom Chaetoceros gracilis at a concentration of about 600,000 cells / mL, and were rearranged once every 2-3 days.
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の遊泳阻害試験に用いた。 Nauplius larvae that had grown to the 4th-5th stage of the nauplius about one week after the start of raising the nauplius larvae were used in the swimming inhibition test of Example 2.
［実施例２］ＣＯ２ナノバブルによるアカフジツボ幼生の麻痺効果試験
８．５Ｌの水槽に、５Ｌの天然海水を入れた。自給式バブル発生装置の一つである、旋回流方式のバブル発生装置（バブル注入口の直径：４０ｍｍ、アクアエアー社製）を用いて、０．１Ｌ／ｍｉｎの流量でＣＯ２をバブル発生装置に供給することによって、ＣＯ２ナノバブルを含むＣＯ２のバブルを発生させ、発生させたＣＯ２のバブルを水槽中の海水に注入した。
ＣＯ２のバブルを注入し始めてから３０秒〜１分後（試験１）、２分後（試験２）、および、５分後（試験３）にバブル発生装置を停止させた。発生装置停止直後から、０分後、１０分後、２０分後、および、３０分後の海水について、アカフジツボ幼生の麻痺率、ＤＯ（Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ Ｏｘｙｇｅｎ、溶存酸素）、および、ｐＨを測定した。また、これらの測定と併せて、注入したＣＯ２のバブルのうち、ＣＯ２マイクロバブルの粒径の分布を、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。
[Example 2] Paralytic effect test of red barnacle larvae with CO 2 nanobubbles 5 L of natural seawater was put into an 8.5 L water tank. Using a swirling flow type bubble generator (bubble inlet diameter: 40 mm, manufactured by Aqua Air), which is one of self-contained bubble generators, CO 2 is generated at a flow rate of 0.1 L / min. by supplying, to generate a bubble CO 2 containing CO 2 nanobubbles was injected the generated CO 2 bubble was seawater in aquarium.
The bubble generator was stopped 30 seconds to 1 minute after starting CO 2 bubble injection (Test 1), 2 minutes (Test 2), and 5 minutes (Test 3). The paralysis rate, DO (Dissolved Oxygen, dissolved oxygen), and pH of red barnacle larvae were measured for seawater at 0 minutes, 10 minutes, 20 minutes, and 30 minutes immediately after the generator was stopped. Further, together with these measurements, among the injected CO 2 bubbles, the distribution of the particle size of the CO 2 microbubbles in a liquid particle counter (Particle Measuring systems Inc., LiQuilaz E20P, measurement range: 2μm~125μm) Was measured using.
麻痺率の計測については、次の方法で行った。まず、ＣＯ２のバブルを注入した海水約２００ｍＬを水槽から汲み出し、汲み出した海水約２００ｍＬを別の容器に移して、直ちに、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３０個体を加えた。このアカフジツボ幼生を加えた瞬間から１分後および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、アカフジツボ幼生の麻痺率を計算した。 The paralysis rate was measured by the following method. First, about 200 mL of seawater into which CO 2 bubbles were injected was pumped out of the water tank, and about 200 mL of the pumped seawater was transferred to another container, and immediately, about 30 individuals of Nauplius larvae prepared in Example 1 were added. The paralysis rate of red barnacle larvae was calculated by counting the individuals that were swimming and those that had stopped moving 1 minute and 5 minutes after the moment when the red barnacle larvae were added.
上記試験１〜３のそれぞれについて、表１に示す条件で、３回ずつ繰り返して行った。
ＤＯおよびｐＨの測定結果を、試験１については表２に、試験２については表３に、そして、試験３については表４に、それぞれ示す。また、計測したアカフジツボ幼生の麻痺率の結果を、試験１については図６に、試験２については図７に、そして、試験３については図８に、それぞれ示す。測定したＣＯ２マイクロバブルの粒径の分布を、図９に示す。
Each of the tests 1 to 3 was repeated three times under the conditions shown in Table 1.
The measurement results of DO and pH are shown in Table 2 for Test 1, Table 3 for Test 2, and Table 4 for Test 3, respectively. Moreover, the result of the paralysis rate of the red barnacle larvae measured is shown in FIG. 6 for test 1, FIG. 7 for test 2, and FIG. 8 for test 3. The measured particle size distribution of the CO 2 microbubbles is shown in FIG.
図６が示すように、ＣＯ２供給時間が１分以下である試験１においては、アカフジツボ幼生を加えた瞬間から１分後のアカフジツボ幼生の麻痺率は、５０％を上回り、非常に高い値を示した。しかし、試験１のその他の観察時では、いずれの場合もアカフジツボ幼生の麻痺率は低く、おおむね１０〜２０％となり、ＣＯ２供給前の値と比較して有意な差はみられなかった。また、ＣＯ２供給時間が２分である試験２においては、図７が示すように、全ての観察時においてアカフジツボ幼生の麻痺率は低く、おおむね１０〜２０％に留まった。
一方、ＣＯ２供給時間が５分である試験３においては、多量のＣＯ２が供給されたことにより、海水のｐＨが低下した結果、アカフジツボ幼生を加えた瞬間から１分後のアカフジツボ幼生の麻痺率は２０〜４５％であり、ｐＨの影響が強く出てくるＣＯ２供給停止直後から５分後では、麻痺率は６０％以上となった。
As shown in FIG. 6, in the test 1 in which the CO 2 supply time is 1 minute or less, the paralysis rate of red barnacle larvae 1 minute after the moment of adding red barnacle larvae exceeds 50%, which is a very high value. Indicated. However, at the time of other observations in Test 1, the paralysis rate of red barnacle larvae was low in all cases, generally 10-20%, and no significant difference was observed compared to the value before CO 2 supply. In Test 2 where the CO 2 supply time was 2 minutes, as shown in FIG. 7, the paralysis rate of red barnacle larvae was low at all observations, and remained at approximately 10 to 20%.
On the other hand, in the test 3 in which the CO 2 supply time is 5 minutes, as a result of the drop in the pH of seawater due to the supply of a large amount of CO 2 , the paralysis of red barnacle larvae 1 minute after the moment when the red barnacle larvae was added. The rate was 20 to 45%, and the paralysis rate was 60% or more immediately after 5 minutes from the stop of the CO 2 supply at which the influence of pH appeared strongly.
溶存ＣＯ２の影響によるアカフジツボ幼生の麻痺が起きない条件と考えられるｐＨ６．３以上の条件を満たす、試験１と試験２とを比較すると、ＣＯ２供給時間が１分以下である試験１の、ＣＯ２供給停止直後の海水を使用し、幼生への暴露開始から１分後の場合のみで、高い麻痺率が観測された。なお、試験１〜３のいずれにおいても、図９に示すように、パーティクルカウンターで測定したＣＯ２マイクロバブルの粒径分布には差がないことは、パーティクルカウンターで測定されないサイズのＣＯ２ナノバブルが、アカフジツボ幼生の麻痺に寄与していることを支持する。 Comparing test 1 and test 2 that satisfy the condition of pH 6.3 or higher, which is considered to be a condition that does not cause paralysis of red barnacle larvae due to the effect of dissolved CO 2 , the CO 2 supply time of test 1 is 1 minute or less. A high paralysis rate was observed only in the case of 1 minute after the start of exposure to larvae using seawater immediately after CO 2 supply was stopped. Incidentally, in any of the tests 1 to 3 also, as shown in FIG. 9, there is no difference in the particle size distribution of CO 2 microbubbles as measured by a particle counter, the CO 2 nanobubbles size not measured by a particle counter Supports the paralysis of red barnacle larvae.
なお、図７から明らかなように、試験１の、ＣＯ２供給停止直後の海水を使用し、幼生への暴露開始から１分後の場合のみで高い麻痺率が観測され、その麻痺効果は、ＣＯ２供給停止直後から１０分後の海水を用いた場合には大幅に低下していた。すなわち、ＣＯ２ナノバブルがアカフジツボ幼生を麻痺させる効果は、ＣＯ２ナノバブルの供給後から１０分以上は続かなかった。従って、ＣＯ２ナノバブルを、例えば、火力発電所や原子力発電所などの発電プラントにおける熱交換水流路への海洋生物の付着を抑制するために用いた場合には、海への排水時または排水直後には、用いたＣＯ２ナノバブルの麻痺効果はほぼ無くなっており、排水による周辺環境への影響は非常に小さいという効果を有する。 As is clear from FIG. 7, a high paralysis rate was observed only in the case of 1 minute after the start of exposure to larvae, using seawater immediately after CO 2 supply was stopped in Test 1, and the paralysis effect was When seawater 10 minutes after the stop of CO 2 supply was used, it was greatly reduced. That is, the effect of CO 2 nanobubbles paralyze Akafujitsubo larvae, 10 minutes or more after the supply of the CO 2 nanobubbles did not last. Therefore, when CO 2 nanobubbles are used, for example, to suppress the attachment of marine organisms to the heat exchange water flow path in a power plant such as a thermal power plant or a nuclear power plant, when draining into the sea or immediately after draining Has almost no effect on the paralysis of the CO 2 nanobubbles used, and the effect of drainage on the surrounding environment is very small.
［実施例３］ＣＯ２ナノバブルの粒径分布
実施例２において発生しているＣＯ２ナノバブルの粒径分布を調べるべく、以下の実験を行った。なお、粒径分布を正確に測定するために、使用する天然海水は、孔径0.2μｍのフィルターで予めろ過しておいた。
[Example 3] to determine the CO 2 nanobubbles particle size distribution has occurred in the particle size distribution in Example 2 of the CO 2 nanobubbles, the following experiment was performed. In order to accurately measure the particle size distribution, the natural seawater to be used was previously filtered with a filter having a pore size of 0.2 μm.
実施例２と同様に、旋回流方式のバブル発生装置を用いて、０．１Ｌ／ｍｉｎの流量でＣＯ２をバブル発生装置に供給することによって、ＣＯ２ナノバブルを含むＣＯ２のバブルを発生させた。発生させたＣＯ２のバブルを、８．５Ｌの水槽に入れた５Ｌの天然海水の中に注入した。
ＣＯ２のバブルを注入し始めてから１分後（試験１）、２分後（試験２）、および、３分後（試験３）に、それぞれ、ＣＯ２の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を別の容器に移した。この海水を移した瞬間をＣＯ２供給停止直後とし、ＣＯ２供給停止直後から３０分後までの間に、ナノ粒子解析システム（Nanosight LM10、カンタムデザイン社製）を用いて、ＣＯ２ナノバブルの粒径分布を２〜５回測定した。また、ＣＯ２供給停止直後から３０分後までの間に、ＤＯおよびｐＨを、２〜４回測定した。
なお、実施例２においては試験３のＣＯ２供給時間を５分としていたが、曝気時間が長くなると、海水中の塩分等の析出によるナノレベルの微細粒子の粒度分布をかく乱する可能性があることから、より精密な実験を行うために、実施例３においてはＣＯ２供給時間を３分に設定した。
Similarly to Example 2, CO 2 bubbles including CO 2 nanobubbles are generated by supplying CO 2 to the bubble generating device at a flow rate of 0.1 L / min using a swirling flow type bubble generating device. It was. The generated CO 2 bubble was injected into 5 L of natural seawater in an 8.5 L water tank.
About 200 mL of seawater into which CO 2 bubbles were injected, 1 minute after the start of CO 2 bubble injection (Test 1), 2 minutes (Test 2), and 3 minutes (Test 3), Pumped out of the aquarium. About 200 mL of the pumped seawater was transferred to another container. The moment of transferring the seawater and after CO 2 supply stop, during the period from immediately after the CO 2 supply stop until after 30 minutes, nanoparticles analysis system (NanoSight LM10, Quantum Design Inc.) was used, CO 2 nanobubbles particle The diameter distribution was measured 2-5 times. Moreover, DO and pH were measured 2-4 times from immediately after stopping CO 2 supply until 30 minutes later.
In Example 2, the CO 2 supply time in Test 3 was set to 5 minutes. However, if the aeration time is increased, the particle size distribution of nano-level fine particles due to precipitation of salt in seawater may be disturbed. Therefore, in order to conduct a more precise experiment, in Example 3, the CO 2 supply time was set to 3 minutes.
測定条件を表５に、そして、ＤｏおよびｐＨの測定結果を、試験１については表６に、試験２については表７に、そして、試験３については表８に、それぞれ示す。また、測定したＣＯ２ナノバブルの粒径分布を、試験１〜３の結果を比較したものを図１０（ａ）および（ｂ）に、そして、実施例２において高い麻痺効果を示した試験１の、ＣＯ２供給停止直後からの時間変化を図１１（ａ）および（ｂ）に示す。 The measurement conditions are shown in Table 5, and the Do and pH measurement results are shown in Table 6 for Test 1, in Table 7 for Test 2, and in Table 8 for Test 3. Moreover, the particle size distribution of the measured CO 2 nanobubbles is a comparison of the results of Tests 1 to 3 in FIGS. 10 (a) and 10 (b), and in Test 1 which showed a high paralytic effect in Example 2. FIG. 11A and FIG. 11B show the time change immediately after the CO 2 supply is stopped.
図１０（ａ）が示すように、試験１では、他の試験２および３と比較して、全体的により多くのＣＯ２ナノバブルが観測され、特に粒径３００ｎｍ付近のＣＯ２ナノバブルが多量に発生していたことが分かる。この粒径３００ｎｍ以上のＣＯ２ナノバブルに着目してみると、図１０（ｂ）が示すように、粒径３００ｎｍ以上のＣＯ２ナノバブルは、試験１のときに最も多く、試験２、そして試験３の順に減少していっていることが明らかである。
さらに、実施例２において高い麻痺効果を示した試験１の、ＣＯ２供給停止直後からの時間変化を示した図１１（ａ）および（ｂ）を見てみると、ＣＯ２供給停止1分後には、粒径４０〜４８０ｎｍのＣＯ２ナノバブルが観測され、特に、ＣＯ２供給前（コントロール）ではほとんど検出されていない粒径３００〜４１０ｎｍのＣＯ２ナノバブルが多量に観測されたことが分かる。この粒径３００〜４１０ｎｍのＣＯ２ナノバブルは、時間の経過に伴って減少し、ＣＯ２供給停止5分後以降にはほとんど検出されなくなった。図１０（ｂ）が示すように、粒径３００ｎｍ以上のＣＯ２ナノバブルに絞って粒径分布の経時変化をみると、ナノバブルは発生後1分には高濃度分布を示すが、発生後5分以内には大きく減少した。
以上の実施例３の結果と、上述した実施例２の結果で示されるように、ＣＯ２ナノバブルの存在によって、アカフジツボ幼生の麻痺が引き起こされる。
As shown in FIG. 10 (a), in Test 1, more CO 2 nanobubbles were observed as a whole than in other Tests 2 and 3, and particularly, a large amount of CO 2 nanobubbles with a particle size of around 300 nm were generated. I understand that I was doing. When attention is focused on the CO 2 nanobubbles having a particle size of 300 nm or more, as shown in FIG. 10B, the CO 2 nanobubbles having a particle size of 300 nm or more are the largest in Test 1, Test 2, and Test 3 It is clear that it is decreasing in order.
Furthermore, looking at FIGS. 11 (a) and (b) showing the time change from immediately after the CO 2 supply stop in Test 1 showing a high paralytic effect in Example 2, one minute after the CO 2 supply stop It can be seen that CO 2 nanobubbles having a particle size of 40 to 480 nm were observed, and in particular, a large amount of CO 2 nanobubbles having a particle size of 300 to 410 nm that was hardly detected before the supply of CO 2 (control) was observed. The CO 2 nanobubbles having a particle size of 300 to 410 nm decreased with the passage of time, and were hardly detected after 5 minutes after the CO 2 supply was stopped. As shown in FIG. 10B, when the time-dependent change in the particle size distribution is focused on CO 2 nanobubbles having a particle size of 300 nm or more, the nanobubbles show a high concentration distribution 1 minute after the occurrence, but 5 minutes after the occurrence. Within a significant decrease.
As shown by the results of Example 3 and the results of Example 2 described above, the presence of CO 2 nanobubbles causes paralysis of red barnacle larvae.
［実施例４］ＣＯ２ナノバブルの検出
ナノバブルは水中で消滅するときにフリーラジカルを発生することから、このフリーラジカルの発生を検出することによって、実施例２におけるＣＯ２ナノバブルの存在を以下のように確認した。なお、実施例２と同様に、使用する天然海水は、孔径0.2μｍのフィルターで予めろ過しておいた。
[Example 4] Detection of CO 2 nanobubbles Since nanobubbles generate free radicals when they disappear in water, the presence of CO 2 nanobubbles in Example 2 is detected by detecting the generation of free radicals as follows. Confirmed. As in Example 2, the natural seawater to be used was previously filtered with a filter having a pore diameter of 0.2 μm.
実施例２と同様に、旋回流方式のバブル発生装置を用いて、０．１Ｌ／ｍｉｎの流量でＣＯ２をバブル発生装置に供給することによって、ＣＯ２ナノバブルを含むＣＯ２のバブルを発生させた。発生させたＣＯ２のバブルを、８．５Ｌの水槽に入れた５Ｌの天然海水の中に注入した。
ＣＯ２のバブルを注入する前（コントロール）と、ＣＯ２のバブルを注入し始めてから１分後（試験１）および３分後（試験３）とに、ＣＯ２のバブルを注入した海水１５ｍＬを、それぞれ水槽から汲み出した。さらに、ＣＯ２のバブルを注入し始めてから１分後には、もう１５ｍＬの海水を汲み出し、こちらは１０分間放置した（試験１−１０分後）。
Similarly to Example 2, CO 2 bubbles including CO 2 nanobubbles are generated by supplying CO 2 to the bubble generating device at a flow rate of 0.1 L / min using a swirling flow type bubble generating device. It was. The generated CO 2 bubble was injected into 5 L of natural seawater in an 8.5 L water tank.
And before injecting the bubble CO 2 (control), 1 minute after starting to inject bubbles of CO 2 (Test 1) and 3 minutes after the (test 3), seawater 15mL injected with bubble CO 2 , Each pumped out of the tank. Further, one minute after the start of CO 2 bubble injection, another 15 mL of seawater was pumped out and left for 10 minutes (1-10 minutes after the test).
コントロール、試験１、試験３および試験１−１０分後の、それぞれの海水に、スピントラップ剤（ＤＭＰＯ）３０ｍｇと塩酸０．３ｍＬとを添加した後、電子スピン共鳴測定装置（キーコム社製、ｅｓｒ３３）を用いて、ＣＯ２ナノバブルから発生したフリーラジカルを測定した。
測定したＥＳＲスペクトルを、コントロールについては図１２に、試験１については図１３に、試験３については図１４に、そして、試験１−１０分後については図１５に示す。
After adding 30 mg of spin trap agent (DMPO) and 0.3 mL of hydrochloric acid to each seawater after Control, Test 1, Test 3 and Test 1-10 minutes, an electron spin resonance measuring apparatus (manufactured by Keycom, esr33 ) To measure free radicals generated from CO 2 nanobubbles.
The measured ESR spectrum is shown in FIG. 12 for the control, in FIG. 13 for the test 1, in FIG. 14 for the test 3, and in FIG. 15 after 1-10 minutes of the test.
図１２が示すように、ＣＯ２のバブルを注入する前のコントロールでは、左右の大きなマンガンピークの間には、ラジカルの発生を示すピークは認められなかった。これに対して、試験１の結果を示す図１３には、水酸基ラジカルの発生による、特徴的な４つのピークを認めることができた。このことは、サンプルにＤＭＰＯを添加した時点において、ＣＯ２ナノバブルが存在していたことを示している。そして、試験３の結果を示す図１４には、わずかながらに水酸基ラジカルらしきピークが認められるが、そのピークは図１３に比べて小さいものである。このことは、試験３では、ＣＯ２ナノバブルとしてはほとんど残存しないことを示している。
また、試験１−１０分後の結果を示す図１５には、図１３において認められた水酸基ラジカルのピークが認められなかった。このことは１０分間放置した間に、生成していたＣＯ２ナノバブルは不安定化して水中で消滅してしまったことを示している。
As shown in FIG. 12, in the control before injecting CO 2 bubbles, no peak indicating the generation of radicals was observed between the left and right large manganese peaks. On the other hand, in FIG. 13 showing the results of Test 1, four characteristic peaks due to the generation of hydroxyl radicals could be recognized. This indicates that CO 2 nanobubbles were present when DMPO was added to the sample. FIG. 14 showing the results of Test 3 shows a slight peak that seems to be a hydroxyl radical, but the peak is smaller than that in FIG. This indicates that in Test 3, almost no CO 2 nanobubbles remain.
Moreover, the peak of the hydroxyl radical recognized in FIG. 13 was not recognized in FIG. 15 which shows the result after 1-10 minutes of the test. This indicates that the CO 2 nanobubbles generated were destabilized and disappeared in water during 10 minutes of standing.
以上の実施例４の結果と、上述した実施例２の結果で示されるように、ＣＯ２ナノバブルの存在によって、アカフジツボ幼生の麻痺が引き起こされる。 As shown by the results of Example 4 and the results of Example 2 described above, the presence of CO 2 nanobubbles causes paralysis of red barnacle larvae.
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 ＣＯ２ナノバブル注入装置
４０ ＣＯ２ナノバブル発生装置
４２ 注入管
４３ 注入口
４４ 第２の海水ポンプ
４６ ＣＯ２ボンベ
４７ ＣＯ２ライン
４８ 減圧弁
４９ 流量調節弁
５０ 熱交換水流路
2 Sea 10 Thermal power plant 12 Fuel storage facility 14 LNG tank 16 Power generation facility 17 LNG vaporizer 18A, 18B Condenser 20 Intake channel 22 Discharge channel 24 Intake port 26 Discharge port 27 LNG vaporizer channel 29A, 29B Condenser Flow path 30A, 30B First seawater pump 32A, 32B CO 2 nanobubble injection device 40 CO 2 nanobubble generator 42 Injection pipe 43 Inlet 44 Second seawater pump 46 CO 2 cylinder 47 CO 2 line 48 Pressure reducing valve 49 Flow rate adjustment Valve 50 Heat exchange water flow path
Claims (3)
前記フジツボ類の幼生を含有する水を、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、
前記フジツボ類の幼生を含有する水、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、粒径が２９０〜３３０ｎｍであるＣＯ2ナノバブルを注入するための注入装置とを備えたシステム。 A system that suppresses the attachment of barnacle larvae to the heat exchange water flow path,
A supply device for supplying water containing larvae of the barnacles to heat exchange target equipment;
A heat exchanger for exchanging heat with the heat exchange target facility using the supplied heat exchange water;
A discharge device for discharging the heat exchange target equipment and water after heat exchange from the heat exchange target equipment;
CO 2 nanobubbles having a particle size of 290 to 330 nm are injected into one or more of the water containing the larvae of the barnacles, the supplied water, and the heat exchange target equipment and the water after heat exchange. System with an injection device to do.
前記フジツボ類の幼生を含有する水を、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、
前記フジツボ類の幼生を含有する水、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、粒径が２９０〜３３０ｎｍであるＣＯ2ナノバブルを注入する工程とを含む抑制方法。
A method for suppressing the attachment of barnacle larvae to a heat exchange water channel,
Supplying water containing larvae of the barnacles to the heat exchange target facility;
Using the supplied water to exchange heat with the heat exchange target equipment;
Discharging the heat exchange target equipment and water after heat exchange from the heat exchange target equipment;
CO 2 nanobubbles having a particle size of 290 to 330 nm are injected into one or more of the water containing the larvae of the barnacles, the supplied water, and the heat exchange target equipment and the water after heat exchange. And a suppressing method.
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