船舶压舱水处理剂和使用该处理剂的船舶压舱水的处理方法
【专利摘要】本发明的船舶压舱水处理剂，是在次氯酸钠溶液中配合磷酸盐和氢氧化钠而成的pH为10～13的处理剂。优选磷酸盐的配合量以有效氯量与磷酸(PO4)的重量比(有效氯:磷酸)计为30:1～2:1。这种船舶压舱水的处理剂，不仅对船舶压舱水中所含的细菌类和浮游生物等微小水生生物的杀灭性优良，而且具有稳定性和防腐蚀性。
【专利说明】船舶压舱水处理剂和使用该处理剂的船舶压舱水的处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种针对船舶的压舱罐中所装进的船舶压舱水中所含的细菌类和浮游生物等微小水生生物进行杀灭的船舶压舱水处理剂及使用该处理剂的船舶压舱水的处理方法；特别是涉及一种稳定性和防腐蚀性优良的船舶压舱水处理剂及使用该处理剂的船舶压舱水的处理方法。
【背景技术】
[0002]通常，船舶、特别是货船，由于是以包含装载货物等重量在内的方式设计的缘故，从确保螺旋桨没水深度、确保空载时安全航行等的必要性出发，对空载或载货少的状态的船舶而言，是在出港前通过在港口取海水来使船舶保持平衡，将用于该压舱的水称作船舶压舱水。对于该船舶压舱水，当无装载的情况下出港时，在该出港地将港口的海水等装进压舱罐，另一方面，则相反，在港内进行载货时，对船舶压舱水进行排放。
[0003]而且，通过在环境不同的装货港与卸货港之间进行往返的船舶来实施船舶压舱水的注入和排放，则有可能因装货港与卸货港的船舶压舱水中所含的微生物的差异而对沿岸生态系统产生不良影响。因此，在与船舶的船舶压舱水管理相关的国际会议中，2004年2月采纳了用于船舶的船舶压舱水和沉淀物的规定和管理的国际条约，对船舶压舱水的处理被规定为一种义务。
[0004]作为船舶压舱水的处理基准的国际海事组织(MO)所规定的基准，如下所示:从船舶排出的船舶压舱水中所含的50 μ m以上的生物(主要是动物浮游生物)在Im3中的数量小于10个，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中的数量小于10个，霍乱弧菌在100mL中的数量小于Icfu (菌落形成单位)，大肠杆菌在100mL中的数量小于250cfu,肠球菌在100mL中的数量小于lOOcfu。
[0005]为了满足这种压舱水的处理基准，有人提出了各种对注入压舱罐内的海水中的微生物等进行杀灭的方法。例如，在专利文献I中公开了在过滤原水后通过照射紫外线(UV)来杀灭微生物等的装置。另外，在专利文献2中公开了通过在压舱水中注入臭氧来杀灭微生物等的装置。在专利文献3中公开了采用电解装置产生电解氯来杀灭微生物等的压舱水的处理方法。
[0006]另外，作为采用杀菌剂处理船舶压舱水中的微生物等的方法，在专利文献4中公开了在船舶压舱水中添加次氯酸钠、次氯酸钙等氯系杀菌剂并通过确保停留时间而杀灭微生物等的船舶压舱水的处理方法。另外，在专利文献5和6中，公开了在船舶压舱水中添加次氯酸钠而杀灭微生物等的船舶压舱水的处理装置。并且，已知有采用盐酸盐、过氧化氢和硫酸产生作为氧化物的二氧化氯以形成杀菌剂的技术、采用过氧化氢和醋酸生成过醋酸并通过剩余的过氧化氢和过醋酸进行杀灭的技术。 [0007]现有技术文献
[0008]专利文献[0009]专利文献1:日本特开2010-207796号公报
[0010]专利文献2:日本特开2010-13098号公报
[0011]专利文献3:日本特表2010-536540号公报
[0012]专利文献4:日本特开2009-297610号公报
[0013]专利文献5:日本特开2011-092899号公报
[0014]专利文献6:日本特开2011-098269号公报
【发明内容】
[0015]发明要解决的课题
[0016]然而，在专利文献I中所记载的压舱水处理装置中，不仅需要用于产生紫外线的装置，而且需要大量的电，多数情况下不得不设有发电机。进而，存在需要定期清洗UV灯而耗费时间和劳力、不实用的问题。
[0017]另外，在专利文献2所记载的压舱水的处理装置中，需要用于产生臭氧的装置和大量用电，多数情况下不得不设有发电机。并且，还存在需要昂贵的臭氧溶解槽并且需要对废臭氧进行处理的问题。
[0018]并且，虽然专利文献3中公开有通过电解装置产生电解氯从而杀灭微生物等的压舱水的处理方法，但还存在下述问 题:电解装置的价格昂贵且其控制也繁杂、还需要处理同时产生的氢气，而且需要用于该处理的装置和大量用电、多数情况下不得不设有发电机。
[0019]因此，考虑到如专利文献4~6中所记载的那样使用药剂。专利文献4~6中所用的次氯酸钠，由于价格低廉且是液体的缘故，使用方法也简单，因此，得到广泛应用，但在高温下不稳定而导致自体分解，因此存在需要设置冷却装置以保持于30°C以下、管理麻烦的问题。另一方面，在专利文献4中所用的次氯酸钙一旦溶解于海水中则析出硫酸钙、形成积垢，因此存在需要设置用于淡水化的装置或者需要去除积垢的问题。另外，这些次氯酸盐容易引起自体分解，并且在30°C下经过60天的情况下有5~6重量％的有效氯浓度降低。自体分解的次氯酸，经过亚氯酸而形成盐酸，该盐酸的毒性强会引起压舱水的排出的问题。
[0020]另外，在采用盐酸盐、过氧化氢和硫酸产生作为氧化物的二氧化氯以形成杀菌剂的技术、采用过氧化氢和醋酸生成过醋酸并通过剩余的过氧化氢和过醋酸进行杀灭的技术中，不仅存在这些技术所使用的杀菌成分的价格昂贵的问题，而且存在这些杀菌成分非常不稳定、需要在即将使用前在船上等进行合成的问题。
[0021]并且，这些处理中的杀菌剂均为氧化剂(氧化性)，因此，若添加能获得充分的杀灭浮游生物的效果的量，则有时会腐蚀船舶压舱水的配管、压舱罐。这种腐蚀的问题，对刚刚建造不久的船舶而言，由于施加过充分的涂装而不会成为问题，但对涂装后经历了多年的船舶而言，会产生涂装的劣化、龟裂，处于极其容易腐蚀的状态。因此，在既存的船舶方面，这些杀菌剂所引起的腐蚀正在演变成为大问题。特别是，由于压舱罐在多数情况下被设置于船舶外周侧的缘故，当腐蚀扩展时很可能会导致浸水等问题，因此，压舱罐的腐蚀会大大影响船舶的寿命。
[0022]因此，一直以来尚没有一种在发挥优良的杀灭性能的同时防腐蚀性和稳定性也均优良的、并且以少的贮藏量即可解决问题的船舶压舱水的处理剂。
[0023]本发明的目的在于，提供一种解决上述课题的、不仅对船舶压舱水中所含的细菌类和浮游生物等微小水生生物的杀灭性优良而且具有稳定性和防腐蚀性的船舶压舱水的处理剂。另外，本发明的目的还在于，提供一种采用上述船舶压舱水的处理剂的船舶压舱水的处理方法。
[0024]解决课题的方法
[0025]为了解决上述课题，本发明首先提供一种船舶压舱水处理剂(发明I)，其特征在于，其是在次氯酸钠溶液中配合有磷酸盐和氢氧化钠，并且其PH值是10~13。
[0026]基于上述发明(发明I)，一方面能够通过次氯酸来杀灭船舶压舱水的细菌类和浮游生物等微小水生生物，另一方面能够通过磷酸盐来抑制压舱罐的腐蚀。此时，通过配合氢氧化钠以调节pH至10~13,能够抑制次氯酸的自体分解。由此,能够形成在发挥针对船舶压舱水中所含的细菌类和浮游生物等微小水生生物的杀灭性的同时、稳定性和防腐蚀性也优良的船舶压舱水处理剂。
[0027]在上述发明(发明I)中，优选由前述次氯酸钠引起的有效氯与由磷酸盐引起的磷酸之间的重量比为30:1~2:1(发明2)。
[0028]基于上述发明(发明2)，能够基于防腐蚀性而在次氯酸钠溶液中溶解足量的磷酸盐。
[0029]另外，本发明还提供一种船舶压舱水的处理方法(发明3)，其特征在于，将在次氯酸钠溶液中配合有磷酸盐和氢氧化钠并且PH值是10~13的处理剂，添加于船舶压舱水中。
[0030]基于上述发明(发明3)，一方面能够通过次氯酸来杀灭船舶压舱水的细菌类和浮游生物等微小水生生物，另一方面能够通过磷酸盐来抑制压舱罐的腐蚀。此时，通过配合氢氧化钠以调节pH至10~13,能够抑制次氯酸的自体分解。由此,能够形成在发挥针对船舶压舱水中所含的细菌类和浮游生物等`微小水生生物的杀灭性的同时、稳定性和防腐蚀性也优良的船舶压舱水的处理方法。
[0031]发明效果
[0032]基于本发明的船舶压舱水处理剂，一方面能够通过次氯酸来杀灭船舶压舱水的细菌类和浮游生物等微小水生生物，另一方面能够通过磷酸盐来抑制压舱罐的腐蚀。此时，通过配合氢氧化钠以调节pH至10~13,能够抑制次氯酸的自体分解。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]图1是表示在30°C下保存实施例1~3和比较例I的船舶压舱水处理剂时的有效氯浓度随着时间推移的变化的曲线图。
【具体实施方式】
[0034]本实施方式的船舶压舱水的处理剂，是在次氯酸钠溶液中配合磷酸盐和氢氧化钠并且pH为10~13的处理剂。
[0035]对上述次氯酸钠溶液而言，虽然能够使用含有有效氯I~30重量％的溶液，但由于有效氯浓度过低时装载量会变得过多，因此，优选有效氯浓度为8重量％以上；特别是，为了降低装载量，优选有效氯浓度12重量％以上的高浓度的溶液。作为该次氯酸钠，具有低食盐品和通常品，由于食盐对药剂性能不产生影响，可使用任一者。[0036]另外，作为磷酸盐，能够单独使用正磷酸、磷酸一钠、磷酸二钠、磷酸三钠、三聚磷酸钠和聚偏磷酸钠等磷酸钠盐，或者组合它们中的两种以上使用。另外，磷酸钾盐等其它磷酸盐也能够与磷酸钠盐同样地使用。
[0037]另外，本实施方式中，能够添加金属锌作为牺牲电极。作为金属锌的状态，并没有特别的制限，能够使用锌的板状体、粒状体、粉状体等。为了防腐蚀，需要一定量以上的锌进行溶解，因此，表面积大的粒状体以少的添加量来解决。另一方面，在实用上，采用锌的板状体比较简单。另外，本说明书中，金属锌并不限于纯锌，还包括含锌50%以上、特别是70%以上的锌合金。
[0038]在由上述各种成分所组成的本实施方式的船舶压舱水处理剂中，磷酸的配合量，在有金属锌作为牺牲电极的情况下为I~50mg/L，优选为2.5~10mg/L。当没有金属锌时为3~100mg/L、优选为5~50mg/L。用于杀灭压舱水中的生物的次氯酸钠浓度(以有效氯浓度换算)为5mg/L以上、优选为10mg/L以上。根据这些浓度进行计算，则磷酸盐的配合量以有效氯与磷酸(PO4)的重量比(有效氯:磷酸)计为30:1~2:1。具体而言，在有效氯浓度13重量％的次氯酸钠溶液的情况下，配合0.4~6.5重量％磷酸盐即可。
[0039]另外，在添加金属锌的情况下，将锌溶出量设置成作为电流值达到5~50mA/m2的量即可。当电流值为5mA/m2以下时防腐蚀剂的降低效果不足，另一方面，当超过50mA/m2时会浪费锌，因此不优选。
[0040]在以这种次氯酸钠溶液作为主剂(base)的船舶压舱水的处理剂中，通过添加氢氧化钠，调节PH至10~13。其原因在于如下所述情况:
[0041]即，当pH小于10时，不仅次氯酸的自体分解速度变得难以抑制，而且杀灭性能也降低。另外，在次氯酸钠含有15重量％有效氯的情况下，为使次氯酸钠与磷酸之比成为2:1以上所需的磷酸浓度为7.5重量％。为了溶解如此量的磷酸盐，需要pH为10以上。另一方面，有效氯浓度为13重量％以上的次氯酸钠溶液通常是pH12~14，但是，在pH14的次氯酸钠溶液中，无法溶解对防腐蚀而言达到足量的磷酸盐。例如，磷酸三钠基本上不溶解。与此相对，在pH为13的次氯酸钠溶液中，在常温能够溶解I重量％以上的磷酸盐。另外，当作为磷酸源使用正磷酸时，虽能够溶解10重量％以上的磷酸盐，但pH会变成酸性，导致次氯酸快速进行自体分解。基于此，对本实施方式的船舶压舱水的处理剂的pH规定为10~
13。另外，在调节pH时，不仅可以采用氢氧化钠，根据情况不同，也可以采用盐酸(HCl)进行调节。
[0042]如上所述的本实施方式的船舶压舱水的处理剂在船舶压舱水中的添加量，可以设定次氯酸钠为5~100mg/L左右(以有效氯浓度换算)，特别是可以设定为30~50mg/L左右。另外，处理剂的添加量，可以根据船舶压舱水中的有机物(D0C、P0C等)的量、氨浓度来进行适当调节。
[0043]实施例
[0044]通过下面的具体实施例进一步详细说明本发明。
[0045][实施例1~4以及比较例I]
[0046]在有效氯浓度13重量％的次氯酸钠溶液IL中，以使磷酸相对于有效氯成为表1所示比例(重量比)的方式混合磷酸一钠。在该溶液中缓慢添加NaOH颗粒,使pH变成10、
11、12、12.5和13，以分别调制船舶压舱水处理剂，确认了溶解残存物的有无(溶解性)。另外，评价了在将这些船舶压舱水处理剂稀释至4800倍时是否具有充分的杀灭性和防腐蚀性。将这些结果示于表1中。
[0047]另外，为了比较，在只用次氯酸钠溶液而不添加磷酸一钠的情况下(比较例1)，同样地进行了溶解残存物的有无、杀灭性和防腐蚀性的评价。将结果汇总并示于表1中。
[0048]进而，测定了在30°C下保存实施例1中的pH12.5、实施例2中的pHll、实施例3中的pHIO和比较例I中的pH13的船舶压舱水处理剂60天时的有效氯浓度的变化。将结果示于图1中。
[0049]表1
[0050]
【权利要求】
1.一种船舶压舱水处理剂，其特征在于，其是在次氯酸钠溶液中配合有磷酸盐和氢氧化钠，并且其pH值是10~13。
2.如权利要求1所述的船舶压舱水处理剂，其中，由所述次氯酸钠引起的有效氯与由磷酸盐引起的磷酸之间的重量比是30:1~2:1。
3.一种船舶压舱水的处理方法，其特征在于，其将在次氯酸钠溶液中配合有磷酸盐和氢氧化钠并且PH值是10~13 的处理剂，添加于船舶压舱水中。
【文档编号】C02F1/50GK103889233SQ201280052199
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年11月5日 优先权日:2011年11月4日
【发明者】平野昭英, 福泽耕太郎, 林一树, 深濑哲朗 申请人:栗田工业株式会社