JPH0824870A - 工業用海水冷却水の処理方法 - Google Patents
工業用海水冷却水の処理方法Info
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Abstract
生することなく海生付着生物の付着を防止又は成長を抑
制する。 【構成】 工業用海水冷却水系に予め過酸化水素もしく
は過酸化水素発生剤を0.01〜2mg/l(ただし、過
酸化水素として)の濃度になるように均一に分散維持さ
れた海水冷却水に、塩素ガスもしくは有効塩素発生剤を
トリハロメタン類の生成を防止しうる濃度又はそれ以下
の濃度で添加し、工業用海水冷却水系における海生付着
生物の付着防止又は成長抑制することを特徴とする工業
用海水冷却水の処理方法。
Description
における海水付着生物の付着及び成長を抑制する工業用
海水冷却水の処理方法に関する。さらに詳細には、工業
用海水冷却水系において過酸化水素もしくは過酸化水素
発生剤と塩素ガスもしくは有効塩素発生剤とを併用し
て、トリハロメタン類の副生成物が生成せず、かつ、海
生付着生物の付着及び成長を効率よく抑制する工業用海
水冷却水の処理方法に関する。
用の冷却水として海水が多量に使用されている。この場
合、海水取水路壁や配管内及び熱交換器内には、フジツ
ボ類、イガイ類やコケムシ類等の海生付着生物が多量に
付着する。中でも足糸で着生するムラサキイガイ等の二
枚貝類は成長が速く、成貝になると送水の通水を阻害し
たり、熱交換器チューブの一部が閉塞することにより乱
流を引き起こし、エロージョン腐食等の障害を引き起こ
す。
離除去する方法が行われていたが、その量が膨大であ
り、公害面等の環境上廃棄処理が困難であるばかりか、
除去作業の為操業を停止しなければならないという不利
を伴う。よって、これら海生付着生物の密集着生を防止
するため、次亜塩素酸ソーダ、電解塩素等の塩素ガスも
しくは有効塩素発生剤(以下、塩素剤という。)や過酸
化水素もしくは過酸化水素発生剤(以下、過酸化水素剤
という。)の添加及びトリ−n−ブチル錫やトリ−n−
フェニル錫の塩化物、酸化物、水酸化物等の有機錫化合
物含有塗料等の塗布が行われてきた。
メタン類の生成や場合によってはダイオキシンの生成と
いう可能性が危惧され、有機錫化合物含有塗料の使用は
残留毒性、蓄積毒性があり、両者とも生物濃縮されるこ
とから、環境汚染防止上好ましくない。また、過酸化水
素剤は、分解すれば酸素と水になるため環境への影響が
最も少ない化合物として近年、多用されてきたが、毒性
が弱い分、付着生物に対する選択性が現れ、添加量が少
なくなると付着生物の付着を抑制することが困難にな
る。
いるムラサキイガイ等の二枚貝類に対しては、過酸化水
素に対する抵抗性が強く、多量の過酸化水素を添加しな
いと処理できない。以上のような事情を一因として本発
明の発明者らは、過酸化水素剤と塩素剤とを併用添加す
る海水付着生物の付着抑制方法を提案している(特公昭
61−2439号公報参照)。
を海水に注入する場合、一液製剤とすることが作業性の
点で好ましい。しかし、上記特許公報に記載の過酸化水
素剤と塩素剤は、高濃度で混合すると急激な酸化還元反
応による発熱等の危険性があり、その危険を回避するた
め、別々のタンクに貯蔵して別々に海水冷却水系に注入
する必要があった。
は、過酸化水素剤と塩素剤とを同時に別々に海水に注入
する方法(同時添加法1)であり、海水中の過酸化水素
と有効塩素との酸化還元反応により発生する1重項の酸
素(活性酸素)の作用により付着生物の付着抑制効果を
期待するものであるため、近似する同一箇所に注入点を
設けることが好ましい。
消費され、添加個所及びそれ以降の一部区域については
有効な海生付着生物に対する付着及び成長抑制効果が発
揮されるが、それ以降の区域においては充分な抑制効果
が発揮されないという課題があった(技術課題1)。そ
こで、過酸化水素剤と塩素剤とを添加する場合、両薬剤
同士の接触を回避するため、時間的間隔をあけて交互か
つ別時に同一個所に添加する方法(上記特許公報に記載
の第2実施態様:間欠添加法)が実施されていた。
化水素剤又は塩素剤のみが添加されることになり、塩素
剤のみが添加されたときには、その添加濃度が有効塩素
として0.07mg/l以上になると海水中のブロムイオ
ン等と反応して、トリハロメタン類が生成される(比較
例11参照)という課題が確認された(技術課題2)。
の添加量の増加とともに多くなる傾向が認められた(比
較例12〜18参照)。また、同時添加法1において、
海水中での過酸化水素と有効塩素との高濃度接触を減
じ、両薬剤の酸化還元反応による消費を抑制するため、
例えば、一方の薬剤を冷却水配管の断面の上方より、他
方の薬剤を該配管の断面の下方から注入する方法、すな
わち両薬剤の注入点を隔離することが考えられる(同時
添加法2)。
課題1を解決することはできず、また、生成量は減少す
るものの前記と同様にトリハロメタン類の生成が確認さ
れた(比較例4,8,10,23及び24参照)。従っ
て、前記特公昭61−2439号公報記載の発明において、ト
リハロメタン類の生成を防止するためには塩素剤の添加
量を0.07mg/l未満にする必要があり、その場合に
は、塩素剤の海生付着生物に対する付着及び成長抑制効
果が期待できないため、特にムラサキイガイ等の二枚貝
類に対しては、過酸化水素として2mg/l以上使用しな
いと抑制効果が少ない。
水系統、たとえば火力・原子力発電所等においては、そ
の使用量が膨大な量になるため、経済的ではないという
課題があった(技術課題3)。ゆえに、本発明の目的
は、上記技術課題1〜3を解決すること、すなわち、ト
リハロメタン類の生成が抑制されるとともに、過酸化水
素剤の添加量を低減しても、添加個所及びそれ以降の一
部区域のみならずそれ以降の区域においても海生付着生
物の付着及び成長を有効に抑制する工業用海水冷却水の
処理方法を提供することである。
状と認識に鑑み、上記目的を達成するため過酸化水素剤
及び塩素剤の添加方法や添加量とトリハロメタン類の発
生機構について鋭意研究の結果、予め少量の過酸化水素
剤を添加し、拡散手段を施して過酸化水素が分散された
海水に、過酸化水素の添加量に対して特定割合及び特定
量の塩素剤を添加した場合には、トリハロメタン類が実
質的に生成しないことを実験的に見出した(実施例1〜
15並びに比較例1,2,3及び9参照)。
素の添加量に対して特定割合及び特定量の塩素剤を添加
したとしても、前記間欠添加法、同時添加法2及び予め
塩素剤を添加し拡散手段を施し塩素剤が分散された海水
に過酸化水素剤を添加する添加方法を採用した場合には
トリハロメタン類が生成する事実からは予想しがたい意
外な事実であると考えられる(比較例5〜7参照)。
を2mg/l未満に低減させても、塩素剤との併用によ
る、海生付着生物の付着及び成長抑制効力の低下(特に
ムラサキイガイ等の二枚貝類に対して)がないことを実
験により確認した(実施例21〜24参照)。さらに、
その効力が添加個所及びそれ以降の一部区域についての
みならず、それ以降の個所においても効力の低下がみら
れないことも確認した(実施例16〜20参照)。
塩素剤は高濃度が要求される筈であるが、本発明は、低
濃度の過酸化水素剤に塩素剤のトリハロメタン類を生成
しない低濃度を用いて、海生付着生物の付着抑制効果が
表れることは意外である。これらの事実をさらに研究、
確認することにより本発明を完成させた。かくして、本
発明によれば、工業用海水冷却水系に予め過酸化水素も
しくは過酸化水素発生剤を0.01〜2mg/l(ただ
し、過酸化水素として)の濃度になるように分散された
海水冷却水に、塩素ガスもしくは有効塩素発生剤をトリ
ハロメタン類の生成を防止しうる濃度又はそれ以下の濃
度で添加し、工業用海水冷却水系における海生付着生物
の付着防止又は成長抑制することを特徴とする工業用海
水冷却水の処理方法が提供される。
工業用として市販されている3〜60%濃度のものが好
適に使用される。さらに、その場で電気分解等で発生さ
せたものを使用してもよい。また、過酸化水素発生剤と
しては、例えば過ホウ酸、過炭酸、ペルオキシ硫酸のよ
うな無機過酸、過酢酸のような有機過酸もしくはこれら
の塩、又は尿素の過酸化水素付加物などが使用される。
ス、次亜塩素酸塩、ジクロロイソシアヌル酸塩等海水中
で有効塩素を発生する化合物や海水の電気分解等によっ
て得られた次亜塩素酸塩を使用することができる。本発
明の薬剤を使用するにあたっては、海水や淡水で適宜希
釈して添加することもできる。
に予め過酸化水素剤を0.01〜2mg/l、好ましくは
0.1〜1.8mg/l、より好ましくは0.3〜1.5
mg/l(ただし、過酸化水素として)添加して、好まし
くは拡散手段を施して分散された海水冷却水に、塩素も
しくは有効塩素発生剤をトリハロメタン類の生成を防止
しうる濃度又はそれ以下の濃度で添加する必要がある。
未満であると、海生付着生物に対する付着又は成長抑制
効果が不充分となるばかりか、後で添加される塩素剤と
海水中のブロムイオン等とが反応して、トリハロメタン
類が生成され、この発明の目的を達成できないため好ま
しくない。また、過酸化水素剤の添加濃度が過酸化水素
として2mg/l以上になると、後で添加される塩素剤と
の酸化還元反応が急激に進み有効薬剤が消費され、海生
付着生物に対する付着及び成長抑制効果が充分持続でき
ないため好ましくない。
は、使用される過酸化水素の1モル当り、有効塩素とし
て0.03〜0.8モル、好ましくは0.05〜0.6
モルに相当する濃度で、かつ、海水冷却水に対して有効
塩素として0.01〜1.0mg/l、好ましくは0.0
2〜0.8mg/lの濃度範囲である。ここで有効塩素1
モルとは塩素1モルと同じ酸化当量に相当する量をい
い、また有効塩素1mgとは塩素1mgと同じ酸化当量に相
当する量をいう。
過酸化水素の1モル当り有効塩素として0.03モルに
相当する濃度未満であったり(比較例21及び28参
照)、又は海水冷却水に対して有効塩素として0.01
mg/l未満であると、海生付着生物の付着及び成長抑制
効果が不充分となり好ましくない。また、塩素剤の添加
濃度の上限値が、使用される過酸化水素の1モル当り有
効塩素として0.8モルに相当する濃度より多かった
り、又は海水冷却水に対して有効塩素として1.0mg/
lより多いと、塩素剤と海水中のブロムイオン等とが反
応して、トリハロメタン類が生成されるため好ましくな
い(比較例1〜3及び9参照)。
酸化水素が迅速に実質的に均一濃度になるように海水を
撹拌等する物理的手段をいう。具体的には、図1及び図
3に記載の形状の拡散器の設置、撹拌装置の設置、配管
内や取水口にいわゆる「じゃま板」の設置等が挙げられ
る。なお、工業用海水冷却水系統には本発明の拡散手段
に該当する箇所があり、その前に過酸化水素剤を、その
後に塩素剤を添加することもできる。
の(a)取水口先端部、(b)バースクリーンの上流
側、(c)送水ポンプ又は加圧ポンプの上流側配管等に
予め過酸化水素剤を添加し、その下流部の適当な箇所、
例えば、前記に対応して(a)海水ポンプピット、
(b)バースクリーンの下流側、(c)送水ポンプ又は
加圧ポンプの下流側配管等に塩素剤を添加する方法が挙
げられる。
素剤の添加量を実質的に低減でき、しかも、有害なトリ
ハロメタン類が副生されないため、環境面で優れた工業
用海水冷却水の処理、すなわちムラサキイガイ、ミドリ
イガイ等の二枚貝類、フジツボ類、クダウミヒドラ等の
ヒドロムシ類、コケムシ及びカンザシゴカイ類等、海生
付着生物の海水冷却水系統の器壁への付着及び成長の抑
制が可能となる。
難であったムラサキイガイ等の二枚貝類に対する効果的
な付着及び成長抑制が可能になる。
また図1〜4は実施例又は比較例を説明するための概念
図である。
有効塩素発生剤として次亜塩素酸ナトリウム溶液(有効
塩素として5%含有)を、本発明の方法に基づき添加し
た場合の海水中のトリハロメタン類の生成量を以下の実
験により確認した。
を入れ、スターラーで撹拌しながら、予め所定量の過酸
化水素剤を添加し、10〜300秒後に所定量の塩素剤
を添加した。その後、スターラーでの撹拌下、60分間
経過後の海水中のトリハロメタン類の生成量をJIS:
K−0125(1990年)〔用水・排水中の低分子量ハロ
ゲン化炭化水素試験方法〕に準拠して測定した。その結
果を表1に示す。なお、この実験において、スターラー
で撹拌下、予め添加された過酸化水素剤は、10秒後に
おいては、均一濃度に分散維持されていることを確認済
である。
酸化水素として0.175〜1.75mg/lの過酸化水
素溶液を添加して、スターラーによる拡散手段を施し均
一に分散維持された海水に塩素剤を有効塩素として、過
酸化水素1モル当り0.05〜0.55モルに相当する
濃度でかつ海水中に0.07〜0.5mg/l添加するこ
とにより、トリハロメタン類が実質的に検出されないこ
とがわかる。
液及び有効塩素発生剤として次亜塩素酸ナトリウム溶液
(有効塩素として5%含有)を、本発明の方法を用いず
添加した場合の海水中のトリハロメタン類の生成量を以
下の実験により確認した。
し、比較例5、6及び7は、スターラーで撹拌下予め塩
素剤を添加し、所定時間経過後に過酸化水素剤を添加
し、比較例4、8及び10は、同様に撹拌下ビーカーの
両端から同時に過酸化水素剤と塩素剤を添加し、また比
較例11〜19は、塩素剤もしくは過酸化水素剤のみを
添加した。その結果を表1及び表2に示す。
酸化水素として0.35〜2.0mg/lの過酸化水素溶
液を添加して、スターラーによる拡散手段を施し均一に
分散維持された海水に塩素剤を有効塩素として、過酸化
水素1モル当り1モルに相当する濃度以上又は海水中に
1mg/l以上添加した場合(比較例1〜3及び9)、塩
素剤の添加量が本発明の範囲内であっても、塩素剤を先
に添加した場合(比較例5〜7)、または過酸化水素剤
と塩素剤を同時に添加した場合(比較例4,8及び1
0)に、トリハロメタン類特にトリブロモメタン類が多
量に生成していることがわかる。
発生剤として次亜塩素酸ナトリウム溶液(有効塩素とし
て12%含有)を使用して、両薬剤の併用によるムラサ
キイガイの成長度合いを調査するため、内径65mm、長
さ50mの塩化ビニル管(塩ビ製管)を使用して図1及
び図2に図示したモデル水路を作製した。水路には、塩
ビ製管の左から右へ海水を一過式に通水した。
入部及び途中の2箇所の管(内径25mm)を細くし、こ
こに夫々薬剤の注入点、を設け、注入点との間
に拡散器を設けた。この拡散器は、注入点に添加され
る過酸化水素剤が分散されるように設計した。図2のモ
デル水路は、海水導入部のみの管の内径を細くし(内径
25mm)、ここに注入点、を、管の上下又は左右に
設ける。
注入点)より、0.5、4、8、16、24及び48
mの位置に、予め殻長を計測したムラサキイガイの成体
20個をプラスチックの籠に入れて各水路の所定箇所に
挿入し、約1m3/hの海水を一過式に通水して、40
日間試験した。過酸化水素剤をモデル水路の注入点
に、塩素剤を注入点にケミカルポンプで所定濃度にな
るように添加した。
して、試験前後の殻長差より成長度合を求めた。実施例
16〜20は、図1のモデル水路を用い、比較例21〜
22は図1のモデル水路で、但し薬剤量が本発明の薬剤
量の範囲外であり、比較例23〜26は図2のモデル水
路を用いた。その試験条件及び試験結果を併せて表3及
び表4に示す。
発生剤として次亜塩素酸ナトリウム溶液(有効塩素とし
て12%含有)を使用して、両薬剤の併用による海生付
着生物群に対する付着抑制効果を調査するため、ムラサ
キイガイの付着期に当たる4月から2カ月間、図3又は
図4に図示するモデル水路を用いて通水試験を行った。
モデル水路は図1又は図2と同じく塩ビ製管(内径65
mm)を用いた。
を設置した。この拡散器は注入点に添加される過酸化
水素剤が分散されるように設計した。某工場の工業用海
水冷却水の海水導入水路より、水中ポンプを用いて海水
を汲み上げ、図3又は図4のモデル水路へ約3m3/h
の海水を一過式に通水して、2カ月間試験した。
網)を挿入し、注入点(図3の場合は注入点)より生
物付着板の中心まで1500mmとする。過酸化水素剤を
水路の注入点に、塩素剤を注入点にケミカルポンプ
で所定濃度になるように添加した。試験終了後に付着し
たムラサキイガイや他の生物群を計測した。
用い、比較例28〜32は、図4のモデル水路を用い
た。その試験条件及び試験結果を表5に示す。
剤及び低濃度の塩素剤を用いて、トリハロメタン類を生
成することなく、付着防止の困難なムラサキイガイ等の
海生付着生物を確実に防除することができる。
ル水路。
モデル水路。
ル水路。
モデル水路。
Claims (3)
- 【請求項1】 工業用海水冷却水系に予め過酸化水素も
しくは過酸化水素発生剤を0.01〜2mg/l(ただ
し、過酸化水素として)の濃度になるように分散された
海水冷却水に、塩素ガスもしくは有効塩素発生剤をトリ
ハロメタン類の生成を防止しうる濃度又はそれ以下の濃
度で添加し、工業用海水冷却水系における海生付着生物
の付着防止又は成長抑制することを特徴とする工業用海
水冷却水の処理方法。 - 【請求項2】 塩素ガスもしくは有効塩素発生剤の添加
濃度が、使用される過酸化水素の1モル当り、0.03
〜0.8モル(ただし、有効塩素として)に相当する濃
度で、かつ、海水冷却水に対して0.01〜1.0mg/
l(ただし、有効塩素として)である請求項1記載の工
業用海水冷却水の処理方法。 - 【請求項3】 海生付着生物がムラサキイガイである請
求項1または2記載の工業用海水冷却水の処理方法。
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- 1994-07-11 JP JP15887294A patent/JP3199577B2/ja not_active Expired - Fee Related
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