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使用済排出海水の泡採取装置
説明

使用済排出海水の泡採取装置

【課題】放水路に放出される排出海水に同伴される泡を簡易に採取して短時間で分析用の試料とすることができる使用済排出海水の泡採取装置を提供する。
【解決手段】使用済の排出海水11の放水路12の前記排出海水11に浮遊している泡22を採取する採取口を有する泡採取チューブ14と、前記泡採取チューブ14に介装され、泡22を吸いあげる第1のチューブポンプ15と、前記第1のチューブポンプ15の後流側において、前記泡採取チューブ14と連結部16で連結し、消泡剤17を供給する第2のチューブポンプ18を有する消泡剤供給チューブ19と、連結部16にて消泡された泡由来の液体(泡成分)24を回収する泡採取チューブ14と連通する泡成分回収管25を有する泡成分回収容器26と、を具備する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば火力発電所や原子力発電所等の発電プラントや化学プラント等の冷却水として、あるいは排ガスの洗浄用水として、海水を使用した後に再び海へ排出する使用済排出海水に同伴される泡を監視する使用済排出海水の泡採取装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
原子力発電所、火力発電所などの種々の発電プラントでは、海水は復水器等の冷却水や、海水脱硫設備の排ガス処理用の水や熱交換器等の熱交換用の水として多量に使用されている。復水器で使用された後の使用済の排出海水、海水脱硫設備で用いた使用済の排出海水、熱交換器等から排出される排出海水は、温排水として放水路に排出され、海域や河川域に排出されている。
【0003】
放水路には、一般に海の潮位の変動に対応するため堰を設置しているが、この堰を越えて排水が下流側に流れ落ちて空気を巻き込むことで、放水路の水面上には多量の泡が発生する。また、放水路には、排水が空気を巻き込むことで生じる泡の他に、界面活性剤などの化学薬品、微生物や生物死骸など汚染物などの様々な原因により生じている泡も含まれている場合がある。
【0004】
空気を巻き込むことで生じる泡のほとんどは放水路の途中で消泡するが、化学薬品や汚染物等に起因して生じた泡は、化学薬品や汚染物等による界面活性作用により容易に破泡しないため、使用済海水や排出海水の表面に浮遊している場合が多く、放水路の排出口から海に排出される場合がある。
【0005】
従来より、例えば、冷却水として用いる海水中に消泡剤等の薬剤を添加し、海水を冷却水として用いる際に泡が発生するのを抑制する発泡抑制方法などが用いられていた(例えば、特許文献1参照)。これにより、放水路の水面上に泡が発生するのを抑制し、放水路に流れる使用済海水や排出海水に泡が同伴して海域や河川域に流れ出さないようにしていた。
【0006】
また、化学薬品や汚染物等に起因して生じた泡は、空気を巻き込むことで生じる泡に比べ外観も悪く、排水基準に泡の規制がないが、これらに起因して生じた泡が同伴された排出海水は、外観的に汚濁排水と認識されやすい。そのため、排水が放水される周辺の海域や河川域で行われている漁業や農業の安全性を確保する観点から、泡の安全性の確認や証明を行う場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】国際公開第2008/041400号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
ここで、泡の安全性の確認や証明を行う際に、放水路から使用済海水や排出海水に浮遊している泡を回収し、分析等を行うためには、泡を液体にした状態で少なくとも数リットル確保する必要がある。また、放水路から使用済海水や排出海水に浮遊している泡を回収する際、放水路でバケツ等を用いて泡を袋や容器等に回収し、回収した泡を手で潰すなどして液体にしてから分析用の容器等に集める必要があった。
【0009】
しかしながら、泡は多くの気泡を含んでいることから、分析用の試料として、泡を液体にした状態で数リットルを確保しようとすると、泡を採取し、分析用の試料を確保するためだけでも少なくとも1日以上要していた、という問題がある。
【0010】
このように、放水路から使用済海水や排出海水に浮遊している泡を回収し、分析等を行うには、人手により行われる作業が多く労力を要することが多いことから、放水路の水面上に浮遊している泡を簡易に採取して短時間で分析用の試料とすることができる泡の泡検知装置が切望されている。
【0011】
本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであって、放水路に放出される排出海水に同伴される泡を簡易に採取して短時間で分析用の試料とすることができる使用済排出海水の泡採取装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上述した課題を解決するための本発明の第1の発明は、使用済の排出海水の放水路の前記排出海水に浮遊している泡を採取する採取口を有する泡採取チューブと、前記泡採取チューブに介装され、泡を吸いあげる第1のチューブポンプと、前記第1のチューブポンプの後流側において、前記泡採取チューブと連結部で連結し、消泡剤を供給する第2のチューブポンプを有する消泡剤供給チューブと、連結部で消泡された泡由来の液体を回収する泡採取チューブと連通する泡成分回収管を有する泡成分回収容器と、を具備することを特徴とする使用済排出海水の泡採取装置にある。
【0013】
第2の発明は、第1の発明において、前記泡採取チューブ及び前記第1のチューブポンプが各々複数であり、複数の前記泡採取チューブの合流部の後流側において、前記消泡剤供給チューブと連結部で連結してなることを特徴とする使用済排出海水の泡採取装置にある。
【0014】
第3の発明は、排出海水の放水路に浮遊泡を採取する採取口を有する泡採取チューブと、泡採取チューブに介装され、泡を吸いあげる第1のチューブポンプと、吸い上げた泡を回収する回収容器と、第1のチューブポンプの前流側において、前記泡採取チューブと連通し、消泡剤を供給する第2のチューブポンプを有する消泡剤供給チューブと、を具備することを特徴とする使用済排出海水の泡採取装置にある。
【発明の効果】
【0015】
本発明の使用済排出海水の泡採取装置によれば、放水路に放出される排出海水に同伴される泡を簡易に採取して短時間で分析用の試料とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】図1は、本発明の実施例1に係る使用済排出海水の泡採取装置の構成の概略図である。
【図2】図2は、図1のA−A方向から見た図である。
【図3】図3は、図1のB方向から見た図である。
【図4】図4は、本発明の実施例1に係る他の使用済排出海水の泡採取装置を図1のB−B方向から見た図である。
【図5】図5は、本発明の実施例2に係る使用済排出海水の泡採取装置を図1のB−B方向から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例1】
【0018】
本発明による実施例に係る使用済排出海水の泡採取装置について、図面を参照して説明する。図1は、本実施例に係る使用済排出海水の泡採取装置の構成の概略図である。図2は、図1のA−A方向から見た図であり、図3は、図1のB方向から見た図である。図1〜図3に示すように、本実施例に係る使用済排出海水の泡採取装置10Aは、使用済の排出海水11の放水路12の前記排出海水11に浮遊している泡22を採取する採取口13を有する泡採取チューブ14と、前記泡採取チューブ14に介装され、泡を吸いあげる第1のチューブポンプ15と、前記第1のチューブポンプ15の後流側において、前記泡採取チューブ14と連結部16で連結し、消泡剤17を供給する第2のチューブポンプ18を有する消泡剤供給チューブ19と、連結部16にて消泡された泡由来の液体(泡成分)24を回収する泡採取チューブ14と連通する泡成分回収管25を有する泡成分回収容器26と、を具備するものである。
【0019】
排出海水11は、例えば、海30から取水した海水を例えば火力発電所、原子力発電所等の発電プラントの復水器の冷却水として用い、復水器で熱交換されて温められた温排水であり、復水器などの放水管31から海に向けて排出される使用済の海水である。
【0020】
放水路12には堰32が設けられ、放水路12の水面の高さは、例えば復水器の方が海域側よりも高くなるように形成され、海の潮位の変動を受けないようにしている。
【0021】
放水路12には、排出海水11が海30に向けて排出されるまでの間に、排出海水11には泡22が多量に発生し、泡22を同伴した排出海水11が海30に向けて流れている。泡22は、排出海水11が堰32を越えて下流側に流れ落ちた際に排出海水11が空気を巻き込むことで生じる泡や、界面活性剤などの化学薬品、微生物や生物死骸などの汚染物、水中の藻類や細菌、無機物や有機物の微粒子、多糖類、脂肪等の両親媒性生体高分子などの様々な原因により生じている泡などがある。空気を巻き込むことで生じる泡のほとんどは放水路12の途中で消泡するが、汚染物等に起因して生じた泡は、水と水以外の物質(化学薬品や汚染物、水中の藻類や細菌、無機物や有機物の微粒子、多糖類、脂肪等の両親媒性生体高分子)が攪拌されたときに曝気され,いったん沈んだ泡が浮上する際に加圧浮上することによって気泡の周囲に吸着することから界面活性剤としての機能を果たし、気泡が割れにくくなっている。また、こうした泡23に対しては、物理的な力を加えた場合でも、破泡、消泡せず、余計な泡を生じることが多い。すなわち、小さな泡が放水路12の下部から上昇する過程で排出海水11中や放水路12の底部に堆積した汚泥などの汚濁成分が泡に巻き込まれることで、化学薬品や汚染物、水中の藻類や細菌、無機物や有機物の微粒子、多糖類、脂肪等の両親媒性生体高分子などを多く取り込み、泡の中に更に小さい泡が多数存在した状態の泡を形成することが考えられる。これにより、泡23の皮膜が厚く、強固となる結果、気泡が割れにくくなり、破泡、消泡し難くなっている。そのため、化学薬品や汚染物等に起因して生じた泡は、放水路12の排出口まで排出海水11の表面に着色した状態で浮遊している場合が多い。
【0022】
放水路12の下流側の放水路12と海域との境近傍には、泡22を同伴した排出海水11の表面近傍の流れを遮る浮体(フロート)23が放水路12の排出海水11の流れ方向と略直交する向きに複数係留して設けられている。フロート23を排出海水11に浮遊させることで排出海水11の表面近傍の流れを遮るため、排出海水11の海水表層に浮遊泡22が排出海水11に同伴して海に拡散するのを抑制している。また、フロート23同士は、例えば、紐等により各々連結されており、フロート23の数は、放水路12の幅大きさ等により調整される。また、発生する泡22に応じて、フロート23の高さや水没量を適宜調整するようにしてもよい。
【0023】
先端の採取口13を有する泡採取チューブ14は、放水路12の排出海水11に浮遊している泡22を採取し、放水路12の外部に送給する管であり、第1のチューブポンプ15により吸い上げ、第1のチューブポンプ15の出口側に設けた連結部16側に送るようにしている。
【0024】
このように、放水路12を流れる排出海水11に浮遊泡22の分析をする場合、第1のチューブポンプ15の駆動により、排出海水11に浮遊している泡22は排出海水11から吸い上げるようにしている。
なお、採取口13は手動で動かすようにしている。
【0025】
また、消泡剤供給チューブ19に介装された第2のチューブポンプ18の駆動により、消泡剤供給タンク20に貯蔵された消泡剤17を連結部16側に供給しており、連結部16で泡22と消泡剤17とを混合させ、泡22を消泡し、液化させて泡由来の液体(泡成分)24としている。
液化された泡成分は、泡成分回収管25を介して、泡成分回収容器26に回収される。
【0026】
ここで、泡22及び消泡剤17を連結部16に供給する第1及び第2のチューブポンプ15、18は、弾力性のあるチューブ(ホース)を、ポンプを構成するローラーにて順次押圧し、吸引吐出させる液体送液ポンプをいう。
「ペリスタリックポンプ」又は「ローラーポンプ」とも称される。このポンプは、チューブの上をローラーが通過することで、チューブをしごき、その復元力を利用して流体を吸い込み、押し出す。この動作を繰り返し行うことで定量性を保ち、安定した搬送を行うようにしている。
【0027】
排出海水11に浮遊している泡22を採取する場合には、ポンプ流速を例えば1〜1,000mL/H程度とするのが好ましい。これは、ポンプ流速が速いと、チューブしごき部分で乱流が起きるため、再度発泡する不具合が発生するおそれがあるからである。
【0028】
また、チューブの材質は、例えばシリコンやタイロン等の材料を用いることができるが、限定されるものではない。
【0029】
また、図4に示すように、複数の泡採取チューブ14A、14B及びそれに介装される第1のチューブポンプ15A、15Bを設けて、時間当たりの泡の採取量を増加するようにしてもよい。
すなわち、複数の泡採取チューブ14A、14Bで採取された泡22は、泡採取チューブの合流部の後流側において、前記消泡剤供給チューブ19と連結部16で連結してなる。
【0030】
ここで、消泡剤17としては、アルコール系消泡剤を用いるのが好ましい。これは、泡成分を回収して、分析に供するので、分析に先立って揮発させることができるアルコール系消泡剤であれば、分析に悪影響を与えないものが好ましいからである。
ここで、アルコール系消泡剤としては、例えばメチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等を挙げることができる。また、アルコール系消泡剤以外としては、例えばヘキサメチレン酸ナトリウムを挙げることができる。
なお、一般的な消泡剤として、例えばシリコーン系消泡剤、ポリグリコール系消泡剤、ポリアクリレート系消泡剤、脂肪酸系消泡剤、脂肪酸エステル系消泡剤、アミン系消泡剤、アミド系消泡剤、エーテル系消泡剤、および金属石鹸等を挙げることができる。また、シリコーン系消泡剤にはオイル型、エマルジョン型、変成油型、溶剤型、粉末型などがある。本実施例においては、消泡剤17としては、アルコール系消泡剤、酸性溶液の何れか一方又は両方の混合溶液が用いられる。酸性溶液としては、具体的には、希塩酸(HCl)、希硫酸(H2SO4)、希硝酸(HNO3)などがある。
なお分析において、消泡剤として痕跡が残る場合には、予めそれを考慮して分析するようにしてもよい。
【0031】
また、排出海水11のpHは、約8.3程度であり、排出海水11の浮遊している泡22のpHも排出海水11のpHとほぼ同じであるが、消泡剤31として、アルコール、酸性溶液の何れか一方又は両方の混合溶液を用い、泡22に消泡剤31を混合することにより、排出海水11のpHは下げられるため、泡22を破砲することができる。
【0032】
よって、本実施例に係る使用済排出海水の泡採取装置10Aを放水路12に設け、泡22を第1のチューブポンプ15を用いて、連結部16側へ供給すると共に、消泡剤17を第2のチューブポンプ18を用いて連結部16に供給し、これらを合流させて、消泡することで、泡成分の液体を効率的に回収することができる。
このため、泡22を短時間で容易に液化し、分析用にして回収することができる。
ここで、消泡剤17として、エタノールを用いる場合、該エタノールには表面張力を低下させる作用があるので、ポンプ出口での乱流発生による発砲を抑制しつつ泡を液化・採取することができ、好適である。
【0033】
この採取した液体の泡成分は、別途公知の分析手段により分析される。
この泡の分析は、発泡原因となりうる有機物や生物等の調査、例えば泡の内容物や構成する物質の把握を行う場合には、例えば試料外観観察、顕微鏡観察、TOC(全有機炭素)分析、CHN分析、SS分測定、示差熱分析、重金属分析、写真判定分析等により行うことができる。
【0034】
また、泡22の採取、液化作業は簡易なチューブポンプのみの駆動で行うことができ、電気を余り消費することなく行うことができる。
【0035】
本実施例においては、排出海水11に浮遊している泡22を採取する回数は、1回としているが、これに限定されるものではなく、必要な採取量に応じて、排出海水11に浮遊している泡22を採取する回数は、複数回としてもよい。
【0036】
本実施例においては、フロート23でせき止められている泡22を採取するようにしているが、本実施例はこれに限定されるものではなく、放水路12に設けられている堰32に滞留する泡22を採取するようにしてもよい。
【0037】
本実施例においては、排出海水11として、火力発電所、原子力発電所等の発電プラントの復水器等から排出される使用済海水に同伴される泡を監視し、処理する場合について説明したが、本実施例はこれに限定されるものではなく、海水脱硫設備で用いた使用済の排出海水、熱交換器等から排出される排水、河川に排出される排水等についても同様に適用することができる。
【実施例2】
【0038】
本実施例に係る使用済排出海水の泡採取装置について説明する。本実施例に係る使用済排出海水の泡採取装置は、上述した図1〜図3に示す実施例1に係る使用済排出海水の泡採取装置の構成と同様である。そのため、上述した実施例1と同一の構成には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【0039】
図5は、本発明の実施例2に係る使用済排出海水の泡採取装置を図1のB−B方向から見た図である。
実施例1に係る使用済排出海水の泡採取装置10Aでは、連結部16において、泡22と消泡剤17とを合流させていたが、本実施例に係る使用済排出海水の泡採取装置10Bでは、泡採取チューブ14に介装される第1のチューブポンプ15の前流側において、前記泡採取チューブ14と連通し、消泡剤17を供給する消泡剤供給チューブ19と連結するようにしている。
【0040】
これにより、採取された泡22に直接消泡剤17が供給されて消泡が開始された後で、第1のチューブポンプ15が設置されるので、消泡剤17の作用により消泡状態が維持され、第1のチューブポンプ15でチューブがしごかれる際における、再発泡が抑制されることとなる。
【0041】
泡22と消泡剤17とが合流する連結部16は単なるT字管としているが、3方弁としてもよい。
【符号の説明】
【0042】
10A、10B 使用済排出海水の泡採取装置
11 排出海水
12 放水路
13 採取口
14 泡採取チューブ
15 第1のチューブポンプ
16 連結部
17 消泡剤
18 第2のチューブポンプ
19 消泡剤供給チューブ
20 消泡剤供給タンク
24 液体(泡成分)
25 泡成分回収管
26 泡成分回収容器
30 海

【特許請求の範囲】
【請求項1】
使用済の排出海水の放水路の前記排出海水に浮遊している泡を採取する採取口を有する泡採取チューブと、
前記泡採取チューブに介装され、泡を吸いあげる第1のチューブポンプと、
前記第1のチューブポンプの後流側において、前記泡採取チューブと連結部で連結し、消泡剤を供給する第2のチューブポンプを有する消泡剤供給チューブと、
連結部で消泡された泡由来の液体を回収する泡採取チューブと連通する泡成分回収管を有する泡成分回収容器と、
を具備することを特徴とする使用済排出海水の泡採取装置。
【請求項2】
請求項1において、
前記泡採取チューブ及び前記第1のチューブポンプが各々複数であり、複数の前記泡採取チューブの合流部の後流側において、前記消泡剤供給チューブと連結部で連結してなることを特徴とする使用済排出海水の泡採取装置。
【請求項3】
排出海水の放水路に浮遊泡を採取する採取口を有する泡採取チューブと、
泡採取チューブに介装され、泡を吸いあげる第1のチューブポンプと、
吸い上げた泡を回収する回収容器と、
第1のチューブポンプの前流側において、前記泡採取チューブと連通し、消泡剤を供給する第2のチューブポンプを有する消泡剤供給チューブと、
を具備することを特徴とする使用済排出海水の泡採取装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2013−36781(P2013−36781A)
【公開日】平成25年2月21日(2013.2.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−171239(P2011−171239)
【出願日】平成23年8月4日(2011.8.4)
【出願人】(000006208)三菱重工業株式会社 (10,378)
【Fターム(参考)】