JPS59222293A - 海水中の微量残留遊離塩素濃度を迅速に低下させる方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 天然海水中に遊離塩素分を含む薬剤を注入した場合、海
水中の残留遊離塩素濃度の低下現象は、注入後の初期に
迅速であり、５分又はそれ以上の時間が経過すれば徐々
に緩慢となるものであるが、本発明は、この海水中に残
留して、その濃度低下の速度が遅くなった遊離塩素の減
少速度を迅速化する方法に関するものである。

臨海の発電、製鉄、化学等の諸工場では多量の海水を冷
却用等の熱媒体として使用するが、この時海水の流路、
配管、復水管等の内面に海洋生物の付着による障害が発
生するものである。

即ち貝類、海藻類が付着繁殖して水路抵抗が増大するこ
とや、復水管内面等に海洋微生物が付着繁殖して粘着性
被膜即ちスライムを形成し、熱交換の効率を低下させる
こと等である。この対策として塩素ガスを微量海水中に
住人する技術が実用に供されだが、塩素ガスは運搬、貯
蔵に危険が伴うので、これに代る次亜塩素酸ソーダ液を
注入する方法や海水を直接無隔膜電解して次亜塩素酸ソ
ーダ含有の海水を製造した後これを注入する技術が普及
して現在に至っている。

この技術は海水中の微量遊離塩素の作用で海洋生物の生
活々動を抑制することによって、海水と接触する機器面
への貝類、海藻類、及びスライム等が付着繁殖する障害
を防止するものであるＯ この遊離塩素分の注入による海洋生物付着防止の技術は
、現在内外で広〈実施されているが、この概要は下記の
通りである。

（１）利殖防止効果は、遊離塩素による海水中の生物に
対しての殺菌作用と言うよりも、むしろ海水中の海洋生
物の生活々動を抑制する作用によって、海水と接触する
機器面への貝類、海藻類及びスライム等の利殖繁殖障害
を防止することによるものであると考えられている。

（２）海洋生物の付着防止効果は、海水中の残留遊離塩
素濃度が００５〜０．１　ｐｐｍ又はそれ以上に高いこ
とが必要である。この条件を満足する海水と接触する流
路、機器内面は、貝類、海藻類及びスライム等の付着繁
殖の防止が可能である。従って、上記濃度以下の海水で
は防止効果は不完全であって、海洋生物、スライム等が
付着することとなる。

（３）一般に微量の次亜塩素酸ソーダ等を海水中に添加
した時の残留遊離塩素濃度は時間の経過と共に減少する
もので、一つの曲線として示されるものである。即ちこ
の残留塩素は注入直後及び注入後の初期に於ては、その
濃度の減衰速度は犬であるが、時間の経過と共にその濃
度減少速度は小となるもので、長時間の後送に消滅に至
るものである。

さて、海水を冷却用の目的で多量に使用する場合の塩素
処理の実例として、大型の火力発電所又は原子力発電所
があるが、海水の流れは、まず取水口から導入され、ポ
ンプを経由して復水器へ流入し、そして復水器を出てか
ら放水路を流れて、最後に放流口から再び外海へ放流さ
れるという順序である。そして、海水が取水口から復水
器に到達する所要時間は一般に５〜１５分、取水口より
放流口に至る時間は１５〜３０分程度である。そしてこ
の海水の使用量は発電機１基について毎時敵方トンから
１０万トン以上に達している。発電所に於ける冷却用海
水流路の海洋生物付着防止のためには取水口に遊離塩素
含有物を注入する例が多い。この遊離塩素分は先に述べ
たように注入後の初期に於て、急速にその濃度が減少し
、次第に、その減衰率は小となりつつ、復水器を通りさ
らに徐々にその濃度を減少させながら放流口に至り、外
海へ放流されることとなる。従って、発電所の復水器に
於る海洋生物付着防止の目的のためには、復水器を通過
する海水中の残留遊離塩素濃度が、前記したように００
５〜０．１　ｐｐｍとなるように、あらかじめ遊離塩素
の減少を考慮に入れて、取水口に遊離塩素含有剤を注入
する方法がとられている。例えば、海水中に遊離塩素濃
度０．４　ｐｐｍとして取水口から流入した海水は８分
を経過して復水器に至るが、この時の残留遊離塩素濃度
は０．０５〜Ｏ，１ｐｐｍであり、次に７分を経過して
放流口に到着した時の濃度は００３〜０．０５　ｐｐｍ
であった。勿論発電所の立地条件、海水流入についての
段組仕様、海水の化学的性質等は各所千差万別であるが
、我国に於ける多くの発電所では、復水器に於けるスラ
イム等の繁殖を防止する目的で、復水器を通過する海水
中の残留遊離塩素濃度を００５〜Ｏ，ｌ　ｐｐｍとなる
ように、遊離塩素含有物を取水口で注入した場合、この
海水が復水器を通りさらに流れて塩素濃度が極めて徐々
に減少しながら放流口に至るが、この時放水口で遊離塩
素が完全に消失する例は極めて少なく、一般に０．０２
〜０．０４　ｐｐｍは残留する場合が多い。つまり復水
器のスライム等の付着を防止する目的で復水器に於て最
小限度の有効遊離塩素濃度００５〜０．１　ｐｐｍを保
持した場合、放流口に於て遊離塩素がなお若干残留した
海水として放出されるということになるわけである。

さて、我国の沿岸海水の水質については、可能なかぎり
その環境を変化させない規制がとられるに至シ、放流口
に於る残留遊離塩素濃度について、水産環境水質基準に
よって１．０．０２　ｐｐｍ以下とされている。然しな
から近年さらにこの濃度についての減少の要求はきびし
さを増し、多くの発電所に於る放流口の塩素濃度は、０
．０１　ｐｐｍ又はそれ以下又は全く含有されないこと
が必要条件とされるに至った。海水中に注入直後に於て
遊離塩素として０１〜５　ｐｐｍの濃度となるように注
入されだ液について、注入後５〜１０分又はそれ以上の
時間が経過した後でなお残留する遊離塩素の濃度は注入
初期と異なり、一般には、時間の経過と共に極めて徐々
に減少するものである。従って、例えば復水器を流れる
海水の遊離塩素濃度を００５〜０．　］　ｐｐｍに保っ
た場合、その後の濃度の減少が緩慢であるから、放流口
に到着しだ時なお残留する遊離塩未発が存在することと
なる。換言すれば、放流口で、遊離塩素濃度を０．０１
　ｐｐｍ又はそれ以下に保つとすれば、復水器に於て生
物付着防止についての必要な遊離塩素濃度０．０５〜０
１ｐｐｍを保持できないこととなる。特に原子力発電所
は都市からはなれた沿岸に立地しているので、この海域
での海水は清浄度が高いので、環境保全のだめ、取水し
た海水は、遊離塩素を０．　Ｏ］　ｐｐｍ又は全く含有
しない水質として放流することが求められるに至ってい
る。

以上総合して、従来の遊離塩素注入による海洋生物付着
防止技術では、放流口に於る海水中の残留遊離塩素濃度
を０．０１　ｐｐｍ又はそれ以下とした場合、復水器に
於て、生物付着防止に必要な塩素濃度を確保することは
困難であり、従って、復水器に於て、スライム等の付着
が認められ、熱交換率が低下する結果となっているのが
現況である。

このように復水器に於る生物付着防止に必要な濃度を保
持した海水中の残留遊離塩素の濃度を放流口までの間に
於て迅速に低下させるためには、一般にすぐ考えられる
ことは遊離塩未発と作用する物質、例えば亜硫酸ガス水
溶液、亜硫酸ソーダ、チオ硫酸ソーダ等の還元性物質に
よる中和であろう。然しなから、２等薬品による中和も
冷却海水のように多量な場合は、経済的にも技術的にも
実施が困蛯である。例えば、微量の遊離塩素を中和して
も、もし、少量でも２等中和目的で添加した薬剤が放流
海水中に残留するとなれば又環境上問題となることは明
らかであろう。

従来の海水塩素処理技術に於て、海水中に微量に注入さ
れた遊離塩素の濃度の行方についての知識を要約すれば
、まず海水中の遊離塩素は注入後５〜１０分の間に急速
にその濃度は低下し、さらに時間の経過と共にこの濃度
の減少は徐々に緩慢となりつつ放流口に至るものである
。

つぎに、放流口に於て、なお残留遊離塩未発が存在する
場合は、 （１）　　遊離塩素濃度体は極めて徐々に放流後もその
濃度は低下をつづける。

（２）含塩素海水は放流口より外海へ放出されるので、
外海の海水中へ拡散されることとなり、最終的には、長
時間の後、多量の外海の海水により希釈されるものであ
る。

（３）以上総合して残留遊離塩未発は消滅するわけでち
る。

という程度のことが公知であると考えられる。

これに対し、本発明は海水中に注入された微量残留遊離
塩素について、その濃度が極めて緩慢に減少するに至っ
た状態に於て、これに少量の天然海水を混合することに
より、迅速にその濃度を低下させ得るものであるという
新知見を基としてその適用条件につき、定量的に解明を
行い、実用への可能性を示したものである。

天然海水に微量の遊離塩素を添加すれば、そのうちの一
部は消失し塩素濃度が低下することは、ＪＩＳ規格海水
の塩素要求量の測定等で公知の事実である。従って、天
然海水は遊離塩素に対し還元作用を示すことは自明のこ
とであった。然しなから海水中に注入された遊離塩素の
一部が５〜１０分後に於て、海水中に残留し、その減少
速度が極めて緩慢となった場合に於て、この残留塩素と
天然海水との作用について定性的及び定量的な現象は今
日まで全く未知のことであって、本発明者により解明さ
れたものである０ 本発明により明らかとなった実験事実は列記すれば次の
通りである。

（１）海水中に添加された遊離塩素の濃度が５〜１０分
又はそれ以上の時間が経過した後に於て、なお０．０２
〜０．４ｐｐｍの濃度を示す場合、その含塩素海水量の
５〜３０％に相当する天然海水を添加混合すれば、遊離
塩素濃度は当然考えられる希釈による濃度低下よりもは
るかに低く、シかも迅速に低下するものである。

１ 海水混合１０分後には濃度が４〜／］０又はそれ以下に
低下する。

（２）海水中の残留遊離塩素濃度が添加１０分後に於て
、なお１　ｐｐｍ又はそれ以上ある場合は、その濃度を
迅速に低下させるためには（１）の場合と比較して、含
塩素海水に混合する天然海水を多量に必要とする。

以上のように本発明は、海水中に残留し、その濃度が時
間の経過と共に極めて徐々に低下する状態の残留遊離塩
素が少量の天然海水との接触によって、迅速にその濃度
を低下する現象を明らかにし、これを応用したものであ
る。

本発明の効果については下記の通りである。

（１）　　残留遊離塩素濃度の迅速低下の目的で使用す
るのは天然海水のみであって、他の一切の薬品を必要と
しない。

（２）還元性薬剤を使用して海水中の残留遊離塩素を中
和する場合と比較して、天然海水を注入混合するもので
あるから、厳密な中和操作も必要でなく、天然海水を過
剰に加えても、他の還元剤のように海水中に残存すれば
又新だな環境変化をもたらす恐れが皆無である。

（３）本発明の実施により火力又は原子力発電所に於て
、復水器を通過する海水中の残留遊離塩素濃度は充分海
洋生物付着防止に必要な濃度を常に保持し得て、しかも
、その後に少量の天然海水を混合することによって放流
口より排出される海水中の残留遊離塩素濃度は、０、０
１　ｐｐｍ又はそれ以下に低下させて放流が可能となる
。従って、沿岸海水の水質環境に変化をもたらすことも
なり、シかも高効率の発電が可能となるものである。

本発明で使用する天然海水は、冷却用等の目的で使用す
る海水、即ち塩素注入する前の海水でよいが、あらかじ
め遊離塩素を含有する海水は勿論、遊離塩未発は認めら
れない海水であっても、その海水が以前に塩素処理を受
けた海水であるとか、又は他の酸化性物質を含んだ海水
などであってはならない。なおこの天然海水中には、も
しその海域で排出が許可される生活排水等があれば、之
等を天然海水と同時に混合使用してもよい。

実施例１ 北九州市若松区脇田の外海に面する海岸で採水した天然
海水を使用した。以下すべての実験に於て使用した天然
海水は、海岸より採水し１０分以内の海水のみを使用し
た。この海水１８０リツトル（水温２２°Ｃ）を容器に
入れ、別に予め海水を直接電解して製造した次亜塩素酸
ソーダ含有海水（遊離塩素７３０　ｐｐｍ）を用意し、
これを容器中の海水へ添加した。直ちに攪拌しこの時海
水中の遊離塩素濃度が０．４　ｐｐｍであった。以下こ
の海水をＡ液と呼ぶこととするが、Ａ液中の残留塩素含
有量と時間の関係を表示すれば第１表の通りである。

第１表 つぎにＡ液のうち１０．０　ＩＪノトルを別の容器に分
取し、最初海水電解液を添加して１０分を経過した時、
この液に前記天然海水を２．０　’）　ノｔ・ル添加攪
拌した。以下この液をＲ液と呼ぶが、Ｒ液中の残留遊離
塩素濃度と時間の関係は第１表の通りである。

つぎに上記操作と同様に天然海水］　８．　ＯＩＪソト
ルを採水し、前記海水電解液を添加し、遊離塩素０．２
５　ｐｐｍの海水を得た。以下これをＢ液と呼ぶが、Ｂ
液について、Ａ液と同様に、残留遊離塩素濃度と時間の
関係を調べた。この結果は第２表に示す通りである。

第２表 つぎにＢ液について、このうち１００リツトルを別容器
に分取し、当初海水電解液添加後１０分を経過した時、
天然海水】０リツトルを添加混合させた。以下この液を
Ｓ液と呼ぶが、Ｓ液中の残留遊離塩素濃度と時間の関係
は第２表の通りである。

以上の結果を要約すれば下記の通りである。

（１）　　天然海水中に注入された遊離塩素は注入後５
〜１０分で急速にその濃度が減衰し、以後は極めて緩慢
に減少する。

（２）　　遊離塩素濃度が緩慢な減少傾向を持つ海水に
少量の天然海水を添加混合した場合、その濃度は迅速に
低下する。而してこの効果は予想される希釈による濃度
降下より遥かに大きいＯ さらに、本発明の詳細な説明するだめの参考となる実験
結果について説明する。

（１）　　前記天然海水１８．　（＋　’Ｊ　ノトルを
採水しあらかじめ遊離塩未発を分析した次叱塩素酸ソー
ダ水溶液を添加攪拌し、そして２０分を経過した時海水
中の残留遊離塩素濃度をしらべた。

この操作で添加する次亜塩素酸ソーダ液の液量を変化さ
せて実験した結果、この天然海水に残留する遊離塩素が
、注入後２０分後に、０、０　］　ｐｐｍまで減少する
ためには最初に添加した時の遊離塩素濃度は０１０〜Ｏ
，］　５　ｐｐｍが最大許容濃度であった。又この最大
濃度注入の場合１０分経過した時の濃度は００２〜０、
０３　ｐｐｍであった。

なお本実験に使用した天然海水に海水中の塩素濃度が０
５〜５ｐｐｍとなるように次亜塩素酸ソーダ液を添加し
た場合、注入時の濃度と注入後１０分を経過した時の残
留遊離塩素の濃度との関係を第３表に示す。

第３表 この発明は以上説明したように簡単な操作によって、万
一の公害発生の恐れもなく、海水生物の付着防止に必要
な海水中の遊離塩素濃度を保持し、且つ排水による水産
海域環境にも全く無害となるよう塩素濃度を迅速に低下
させるもので、環境保全と同時に熱交換効率を高めるも
のである。

特許出願人　　柳ケ瀬　健次部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）天然海水中に遊離塩素分を含む薬剤を添加し、微
   量の遊離塩素を溶存する海水を製造して、その薬剤を添
   加後所定時間を経過して、なお添加遊離塩未発の一部が
   海水中に残留し、且その残留遊離塩素の濃度の減少速度
   が緩慢となった製造海水の一定量に対し、その一部に相
   当する天然海水を添加混合することによって、該海水中
   の残留遊離塩素濃度の低下速度を迅速化することを特色
   とする海水中の微量残留遊離塩素濃度を迅速に低下させ
   る方法。
2. （２）遊離塩素分を含む薬剤が塩素ガス、又は次亜塩素
   酸ソーダ水溶液、又は海水を直接無隔膜電解して製造し
   た次亜塩素酸ソーダ含有海水である特許請求の範囲第１
   項記載の海水中の微量残留遊離塩素濃度を迅速に低下さ
   せる方法。
3. （３）薬剤を添加し所定時間を経過した後、が薬剤添加
   後５分間又はそれ以上である特許請求の範囲第１項記載
   の海水中の微量残留遊離塩素濃度を迅速に低下させる方
   法。
4. （４）薬剤を添加し所定時間を経過した後に於て、なお
   添加遊離塩未発の一部が海水中に残留し、が添加遊離塩
   未発の一部が海水に残留する濃度が遊離塩素として、０
   ０２〜０．４ｐｐｍ　　である特許請求の範囲第１項記
   載の海水中の微量残留遊離塩素濃度を迅速に低下させる
   方法。
5. （５）製造海水の一定量に対しその一部に相当する天然
   海水、が製造海水の一定量に対し天然海水量が５〜３０
   ％である特許請求範囲第１項記載の海水中の微量残留遊
   離塩素濃度を迅速に低下させる方法。
6. （６）その一部に相当する天然海水、がその中に遊離塩
   素を全く含有しない天然海水である特許請求範囲第１項
   記載の海水中の微量残留遊離塩素濃度を迅速に低下させ
   る方法。