船舶壓艙水處理劑和使用該處理劑的船舶壓艙水的處理方法
【專利摘要】本發明的船舶壓艙水處理劑，是在次氯酸鈉溶液中配合磷酸鹽和氫氧化鈉而成的pH為10～13的處理劑。優選磷酸鹽的配合量以有效氯量與磷酸(PO4)的重量比(有效氯:磷酸)計為30:1～2:1。這種船舶壓艙水的處理劑，不僅對船舶壓艙水中所含的細菌類和浮游生物等微小水生生物的殺滅性優良，而且具有穩定性和防腐蝕性。
【專利說明】船舶壓艙水處理劑和使用該處理劑的船舶壓艙水的處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種針對船舶的壓艙罐中所裝進的船舶壓艙水中所含的細菌類和浮游生物等微小水生生物進行殺滅的船舶壓艙水處理劑及使用該處理劑的船舶壓艙水的處理方法；特別是涉及一種穩定性和防腐蝕性優良的船舶壓艙水處理劑及使用該處理劑的船舶壓艙水的處理方法。
【背景技術】
[0002]通常，船舶、特別是貨船，由于是以包含裝載貨物等重量在內的方式設計的緣故，從確保螺旋槳沒水深度、確保空載時安全航行等的必要性出發，對空載或載貨少的狀態的船舶而言，是在出港前通過在港口取海水來使船舶保持平衡，將用于該壓艙的水稱作船舶壓艙水。對于該船舶壓艙水，當無裝載的情況下出港時，在該出港地將港口的海水等裝進壓艙罐，另一方面，則相反，在港內進行載貨時，對船舶壓艙水進行排放。
[0003]而且，通過在環境不同的裝貨港與卸貨港之間進行往返的船舶來實施船舶壓艙水的注入和排放，則有可能因裝貨港與卸貨港的船舶壓艙水中所含的微生物的差異而對沿岸生態系統產生不良影響。因此，在與船舶的船舶壓艙水管理相關的國際會議中，2004年2月采納了用于船舶的船舶壓艙水和沉淀物的規定和管理的國際條約，對船舶壓艙水的處理被規定為一種義務。
[0004]作為船舶壓艙水的處理基準的國際海事組織(MO)所規定的基準，如下所示:從船舶排出的船舶壓艙水中所含的50 μ m以上的生物(主要是動物浮游生物)在Im3中的數量小于10個，10 μ m以上且小于50 μ m的生物(主要是植物浮游生物)在Iml中的數量小于10個，霍亂弧菌在100mL中的數量小于Icfu (菌落形成單位)，大腸桿菌在100mL中的數量小于250cfu,腸球菌在100mL中的數量小于lOOcfu。
[0005]為了滿足這種壓艙水的處理基準，有人提出了各種對注入壓艙罐內的海水中的微生物等進行殺滅的方法。例如，在專利文獻I中公開了在過濾原水后通過照射紫外線(UV)來殺滅微生物等的裝置。另外，在專利文獻2中公開了通過在壓艙水中注入臭氧來殺滅微生物等的裝置。在專利文獻3中公開了采用電解裝置產生電解氯來殺滅微生物等的壓艙水的處理方法。
[0006]另外，作為采用殺菌劑處理船舶壓艙水中的微生物等的方法，在專利文獻4中公開了在船舶壓艙水中添加次氯酸鈉、次氯酸鈣等氯系殺菌劑并通過確保停留時間而殺滅微生物等的船舶壓艙水的處理方法。另外，在專利文獻5和6中，公開了在船舶壓艙水中添加次氯酸鈉而殺滅微生物等的船舶壓艙水的處理裝置。并且，已知有采用鹽酸鹽、過氧化氫和硫酸產生作為氧化物的二氧化氯以形成殺菌劑的技術、采用過氧化氫和醋酸生成過醋酸并通過剩余的過氧化氫和過醋酸進行殺滅的技術。 [0007]現有技術文獻
[0008]專利文獻[0009]專利文獻1:日本特開2010-207796號公報
[0010]專利文獻2:日本特開2010-13098號公報
[0011]專利文獻3:日本特表2010-536540號公報
[0012]專利文獻4:日本特開2009-297610號公報
[0013]專利文獻5:日本特開2011-092899號公報
[0014]專利文獻6:日本特開2011-098269號公報
【發明內容】
[0015]發明要解決的課題
[0016]然而，在專利文獻I中所記載的壓艙水處理裝置中，不僅需要用于產生紫外線的裝置，而且需要大量的電，多數情況下不得不設有發電機。進而，存在需要定期清洗UV燈而耗費時間和勞力、不實用的問題。
[0017]另外，在專利文獻2所記載的壓艙水的處理裝置中，需要用于產生臭氧的裝置和大量用電，多數情況下不得不設有發電機。并且，還存在需要昂貴的臭氧溶解槽并且需要對廢臭氧進行處理的問題。
[0018]并且，雖然專利文獻3中公開有通過電解裝置產生電解氯從而殺滅微生物等的壓艙水的處理方法，但還存在下述問 題:電解裝置的價格昂貴且其控制也繁雜、還需要處理同時產生的氫氣，而且需要用于該處理的裝置和大量用電、多數情況下不得不設有發電機。
[0019]因此，考慮到如專利文獻4~6中所記載的那樣使用藥劑。專利文獻4~6中所用的次氯酸鈉，由于價格低廉且是液體的緣故，使用方法也簡單，因此，得到廣泛應用，但在高溫下不穩定而導致自體分解，因此存在需要設置冷卻裝置以保持于30°C以下、管理麻煩的問題。另一方面，在專利文獻4中所用的次氯酸鈣一旦溶解于海水中則析出硫酸鈣、形成積垢，因此存在需要設置用于淡水化的裝置或者需要去除積垢的問題。另外，這些次氯酸鹽容易引起自體分解，并且在30°C下經過60天的情況下有5~6重量％的有效氯濃度降低。自體分解的次氯酸，經過亞氯酸而形成鹽酸，該鹽酸的毒性強會引起壓艙水的排出的問題。
[0020]另外，在采用鹽酸鹽、過氧化氫和硫酸產生作為氧化物的二氧化氯以形成殺菌劑的技術、采用過氧化氫和醋酸生成過醋酸并通過剩余的過氧化氫和過醋酸進行殺滅的技術中，不僅存在這些技術所使用的殺菌成分的價格昂貴的問題，而且存在這些殺菌成分非常不穩定、需要在即將使用前在船上等進行合成的問題。
[0021]并且，這些處理中的殺菌劑均為氧化劑(氧化性)，因此，若添加能獲得充分的殺滅浮游生物的效果的量，則有時會腐蝕船舶壓艙水的配管、壓艙罐。這種腐蝕的問題，對剛剛建造不久的船舶而言，由于施加過充分的涂裝而不會成為問題，但對涂裝后經歷了多年的船舶而言，會產生涂裝的劣化、龜裂，處于極其容易腐蝕的狀態。因此，在既存的船舶方面，這些殺菌劑所引起的腐蝕正在演變成為大問題。特別是，由于壓艙罐在多數情況下被設置于船舶外周側的緣故，當腐蝕擴展時很可能會導致浸水等問題，因此，壓艙罐的腐蝕會大大影響船舶的壽命。
[0022]因此，一直以來尚沒有一種在發揮優良的殺滅性能的同時防腐蝕性和穩定性也均優良的、并且以少的貯藏量即可解決問題的船舶壓艙水的處理劑。
[0023]本發明的目的在于，提供一種解決上述課題的、不僅對船舶壓艙水中所含的細菌類和浮游生物等微小水生生物的殺滅性優良而且具有穩定性和防腐蝕性的船舶壓艙水的處理劑。另外，本發明的目的還在于，提供一種采用上述船舶壓艙水的處理劑的船舶壓艙水的處理方法。
[0024]解決課題的方法
[0025]為了解決上述課題，本發明首先提供一種船舶壓艙水處理劑(發明I)，其特征在于，其是在次氯酸鈉溶液中配合有磷酸鹽和氫氧化鈉，并且其PH值是10~13。
[0026]基于上述發明(發明I)，一方面能夠通過次氯酸來殺滅船舶壓艙水的細菌類和浮游生物等微小水生生物，另一方面能夠通過磷酸鹽來抑制壓艙罐的腐蝕。此時，通過配合氫氧化鈉以調節pH至10~13,能夠抑制次氯酸的自體分解。由此,能夠形成在發揮針對船舶壓艙水中所含的細菌類和浮游生物等微小水生生物的殺滅性的同時、穩定性和防腐蝕性也優良的船舶壓艙水處理劑。
[0027]在上述發明(發明I)中，優選由前述次氯酸鈉引起的有效氯與由磷酸鹽引起的磷酸之間的重量比為30:1~2:1(發明2)。
[0028]基于上述發明(發明2)，能夠基于防腐蝕性而在次氯酸鈉溶液中溶解足量的磷酸鹽。
[0029]另外，本發明還提供一種船舶壓艙水的處理方法(發明3)，其特征在于，將在次氯酸鈉溶液中配合有磷酸鹽和氫氧化鈉并且PH值是10~13的處理劑，添加于船舶壓艙水中。
[0030]基于上述發明(發明3)，一方面能夠通過次氯酸來殺滅船舶壓艙水的細菌類和浮游生物等微小水生生物，另一方面能夠通過磷酸鹽來抑制壓艙罐的腐蝕。此時，通過配合氫氧化鈉以調節pH至10~13,能夠抑制次氯酸的自體分解。由此,能夠形成在發揮針對船舶壓艙水中所含的細菌類和浮游生物等`微小水生生物的殺滅性的同時、穩定性和防腐蝕性也優良的船舶壓艙水的處理方法。
[0031]發明效果
[0032]基于本發明的船舶壓艙水處理劑，一方面能夠通過次氯酸來殺滅船舶壓艙水的細菌類和浮游生物等微小水生生物，另一方面能夠通過磷酸鹽來抑制壓艙罐的腐蝕。此時，通過配合氫氧化鈉以調節pH至10~13,能夠抑制次氯酸的自體分解。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0033]圖1是表示在30°C下保存實施例1~3和比較例I的船舶壓艙水處理劑時的有效氯濃度隨著時間推移的變化的曲線圖。
【具體實施方式】
[0034]本實施方式的船舶壓艙水的處理劑，是在次氯酸鈉溶液中配合磷酸鹽和氫氧化鈉并且pH為10~13的處理劑。
[0035]對上述次氯酸鈉溶液而言，雖然能夠使用含有有效氯I~30重量％的溶液，但由于有效氯濃度過低時裝載量會變得過多，因此，優選有效氯濃度為8重量％以上；特別是，為了降低裝載量，優選有效氯濃度12重量％以上的高濃度的溶液。作為該次氯酸鈉，具有低食鹽品和通常品，由于食鹽對藥劑性能不產生影響，可使用任一者。[0036]另外，作為磷酸鹽，能夠單獨使用正磷酸、磷酸一鈉、磷酸二鈉、磷酸三鈉、三聚磷酸鈉和聚偏磷酸鈉等磷酸鈉鹽，或者組合它們中的兩種以上使用。另外，磷酸鉀鹽等其它磷酸鹽也能夠與磷酸鈉鹽同樣地使用。
[0037]另外，本實施方式中，能夠添加金屬鋅作為犧牲電極。作為金屬鋅的狀態，并沒有特別的制限，能夠使用鋅的板狀體、粒狀體、粉狀體等。為了防腐蝕，需要一定量以上的鋅進行溶解，因此，表面積大的粒狀體以少的添加量來解決。另一方面，在實用上，采用鋅的板狀體比較簡單。另外，本說明書中，金屬鋅并不限于純鋅，還包括含鋅50%以上、特別是70%以上的鋅合金。
[0038]在由上述各種成分所組成的本實施方式的船舶壓艙水處理劑中，磷酸的配合量，在有金屬鋅作為犧牲電極的情況下為I~50mg/L，優選為2.5~10mg/L。當沒有金屬鋅時為3~100mg/L、優選為5~50mg/L。用于殺滅壓艙水中的生物的次氯酸鈉濃度(以有效氯濃度換算)為5mg/L以上、優選為10mg/L以上。根據這些濃度進行計算，則磷酸鹽的配合量以有效氯與磷酸(PO4)的重量比(有效氯:磷酸)計為30:1~2:1。具體而言，在有效氯濃度13重量％的次氯酸鈉溶液的情況下，配合0.4~6.5重量％磷酸鹽即可。
[0039]另外，在添加金屬鋅的情況下，將鋅溶出量設置成作為電流值達到5~50mA/m2的量即可。當電流值為5mA/m2以下時防腐蝕劑的降低效果不足，另一方面，當超過50mA/m2時會浪費鋅，因此不優選。
[0040]在以這種次氯酸鈉溶液作為主劑(base)的船舶壓艙水的處理劑中，通過添加氫氧化鈉，調節PH至10~13。其原因在于如下所述情況:
[0041]即，當pH小于10時，不僅次氯酸的自體分解速度變得難以抑制，而且殺滅性能也降低。另外，在次氯酸鈉含有15重量％有效氯的情況下，為使次氯酸鈉與磷酸之比成為2:1以上所需的磷酸濃度為7.5重量％。為了溶解如此量的磷酸鹽，需要pH為10以上。另一方面，有效氯濃度為13重量％以上的次氯酸鈉溶液通常是pH12~14，但是，在pH14的次氯酸鈉溶液中，無法溶解對防腐蝕而言達到足量的磷酸鹽。例如，磷酸三鈉基本上不溶解。與此相對，在pH為13的次氯酸鈉溶液中，在常溫能夠溶解I重量％以上的磷酸鹽。另外，當作為磷酸源使用正磷酸時，雖能夠溶解10重量％以上的磷酸鹽，但pH會變成酸性，導致次氯酸快速進行自體分解。基于此，對本實施方式的船舶壓艙水的處理劑的pH規定為10~
13。另外，在調節pH時，不僅可以采用氫氧化鈉，根據情況不同，也可以采用鹽酸(HCl)進行調節。
[0042]如上所述的本實施方式的船舶壓艙水的處理劑在船舶壓艙水中的添加量，可以設定次氯酸鈉為5~100mg/L左右(以有效氯濃度換算)，特別是可以設定為30~50mg/L左右。另外，處理劑的添加量，可以根據船舶壓艙水中的有機物(D0C、P0C等)的量、氨濃度來進行適當調節。
[0043]實施例
[0044]通過下面的具體實施例進一步詳細說明本發明。
[0045][實施例1~4以及比較例I]
[0046]在有效氯濃度13重量％的次氯酸鈉溶液IL中，以使磷酸相對于有效氯成為表1所示比例(重量比)的方式混合磷酸一鈉。在該溶液中緩慢添加NaOH顆粒,使pH變成10、
11、12、12.5和13，以分別調制船舶壓艙水處理劑，確認了溶解殘存物的有無(溶解性)。另外，評價了在將這些船舶壓艙水處理劑稀釋至4800倍時是否具有充分的殺滅性和防腐蝕性。將這些結果示于表1中。
[0047]另外，為了比較，在只用次氯酸鈉溶液而不添加磷酸一鈉的情況下(比較例1)，同樣地進行了溶解殘存物的有無、殺滅性和防腐蝕性的評價。將結果匯總并示于表1中。
[0048]進而，測定了在30°C下保存實施例1中的pH12.5、實施例2中的pHll、實施例3中的pHIO和比較例I中的pH13的船舶壓艙水處理劑60天時的有效氯濃度的變化。將結果示于圖1中。
[0049]表1
[0050]
【權利要求】
1.一種船舶壓艙水處理劑，其特征在于，其是在次氯酸鈉溶液中配合有磷酸鹽和氫氧化鈉，并且其pH值是10~13。
2.如權利要求1所述的船舶壓艙水處理劑，其中，由所述次氯酸鈉引起的有效氯與由磷酸鹽引起的磷酸之間的重量比是30:1~2:1。
3.一種船舶壓艙水的處理方法，其特征在于，其將在次氯酸鈉溶液中配合有磷酸鹽和氫氧化鈉并且PH值是10~13 的處理劑，添加于船舶壓艙水中。
【文檔編號】C02F1/50GK103889233SQ201280052199
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年11月5日 優先權日:2011年11月4日
【發明者】平野昭英, 福澤耕太郎, 林一樹, 深瀨哲朗 申請人:栗田工業株式會社