(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スライムコントロールをしていない複数の開放循環式冷却水系において測定集積した冷却塔近傍の大気から水トラップに捕捉される有機物及び／又は無機物の濃度と、スライム成長量又はスライム成長速度との相関データを予め作成し、任意の冷却水系の冷却塔近傍の大気から水トラップに捕捉される有機物及び／又は無機物の濃度を測定することによって、前記相関データを用いて該冷却水系のスライムポテンシャルを予測することを特徴とする開放循環式冷却水系のスライムポテンシャル測定方法。
【請求項２】
スライムコントロールをしていない複数の開放循環式冷却水系において測定集積した（Ａ）冷却塔近傍の大気から水トラップに捕捉される有機物及び／又は無機物の濃度及び（Ｂ）循環冷却水の水質又は冷却水系の微生物生育環境因子と、（Ｃ）該冷却水系に発生したスライムの主構成微生物種との相関データを予め作成し、任意の冷却水系において前記（Ａ）及び（Ｂ）を測定し、前記相関データを用いて該冷却水系に発生するスライムの主構成微生物種を予測することを特徴とする開放循環式冷却水系のスライムポテンシャル測定方法。
【請求項３】
冷却塔近傍の大気を空気ポンプを用いて吸収用の水トラップを通過させ、水に吸収、捕捉された有機物及び／又は無機物の濃度を測定する請求項１記載の開放循環式冷却水系のスライムポテンシャル測定方法。
【請求項４】
冷却塔近傍の大気を空気ポンプを用いて吸収用の水トラップを通過させ、水に吸収、捕捉された有機物及び／又は無機物の濃度を測定する請求項２記載の開放循環式冷却水系のスライムポテンシャル測定方法。
【請求項５】
冷却塔近傍の大気から水トラップに捕捉される有機物及び／又は無機物の濃度を、生物学的酸素要求量（ＢＯＤ）、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）、全有機体炭素（ＴＯＣ）、全窒素又は無機イオンとして測定する請求項１又は請求項３記載の開放循環式冷却水系のスライムポテンシャル測定方法。
【請求項６】
冷却塔近傍の大気から水トラップに捕捉される有機物及び／又は無機物の濃度を、生物学的酸素要求量（ＢＯＤ）、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）、全有機体炭素（ＴＯＣ）、全窒素又は無機イオンとして測定する請求項２又は請求項４記載の開放循環式冷却水系のスライムポテンシャル測定方法。
【請求項７】
請求項１記載の方法により予測された冷却水系のスライムポテンシャルに応じて、スライムコントロール剤及び／又は処理方法を選択することを特徴とする微生物障害の防止方法。
【請求項８】
請求項２記載の方法により予測されたスライムの主構成微生物種に応じて、スライムコントロール剤及び／又は処理方法を選択することを特徴とする微生物障害の防止方法。
【請求項９】
スライムコントロールをしていない複数の開放循環式冷却水系において測定集積した冷却塔近傍の大気から水トラップに捕捉される有機物及び／又は無機物の濃度と、スライム成長量又はスライム成長速度との相関データを予め作成し、冷却塔建設予定地の大気から水トラップに捕捉される有機物及び／又は無機物の濃度を測定することによって、前記相関データを用いて冷却水系のスライムポテンシャルを予測することを特徴とする開放循環式冷却水系のスライムポテンシャル測定方法。
【請求項１０】
冷却塔近傍の複数箇所において大気から水トラップに捕捉される有機物及び／又は無機物の濃度を測定することにより、該冷却塔でスライムポテンシャルを上昇させている大気成分発散場所又は発生原因箇所を推定することを特徴とする開放循環式冷却水系のスライムポテンシャル測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、開放循環式冷却水系のスライムポテンシャル測定方法及び微生物障害の防止方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、冷却塔近傍の大気に含まれる有機物及び／又は無機物を水に捕集し、生物学的酸素要求量（ＢＯＤ）、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）、全有機体炭素（ＴＯＣ）、全窒素、無機イオンなどとして得られた濃度の測定値から、該冷却水系のスライムポテンシャルを予測する開放循環式冷却水系のスライムポテンシャル測定方法、上記測定値と補給水水質及び循環水水質として測定されるpH、温度、無機金属成分などの微生物生育環境因子とから、発生するスライムの主構成微生物種を予測する開放循環式冷却水系のスライムポテンシャル測定方法、及び、予測された冷却水系のスライムポテンシャル又はスライムの主構成微生物種に応じてスライムコントロール剤及び／又は処理方法を選択する微生物障害の防止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
開放循環式冷却水系では、熱交換器を通って温度が上昇した循環冷却水が、冷却塔を通って空気と接触することによりその一部が蒸発し、蒸発潜熱によって冷却されて、再び熱交換器の冷却に使用される。
通常の循環冷却水は、温度２０〜５０℃、pH７〜１０に制御されており、微生物にとって適度な生育環境条件を備えている。希薄ではあるが、無機成分と有機成分が補給水と大気から連続的に供給され、場合によっては熱交換器からの漏洩物質が混入するために、微生物が繁殖し、スライムを形成する。
散水槽やルーバーなどの日光の当たる場所では、主に藻類が繁殖するほか、冷却塔ピットや熱交換器内で細菌類やカビ類などの多種類の微生物が増殖する。これらのスライムは、熱交換器において熱交換効率の低下を引き起こし、生産プロセスに被害を与えるばかりでなく、スライムの付着した配管や熱交換器伝熱面下部で金属材料の局部腐食を起こし、配管や熱交換器に用いられた金属材料の寿命を短くし、腐食が著しく進んだ場合には貫通に至り、プラント運転に多大の損害を与える。
これらのスライム発生を防止するために、従来から種々のスライムコントロール技術が用いられ、最近では多くの冷却水系において何らかの微生物障害の防止策がとられているが、処理法の選択と処理頻度の決定は主に経験と試行錯誤によってなされており、必ずしも経済性と効果から判断した最良の方法が採用されているとは限らない。
（１）スライムポテンシャル測定の意義と従来法
スライムポテンシャルとは、ある冷却水系をスライムコントロールしないで運転した場合に成長するであろうスライムの潜在的な成長レベルであって、特定場所の一定期間におけるスライム成長量（mg）又はスライム成長速度（mg／dm2／day）で表すことができる。
スライムコントロールの処理レベル、例えば、薬剤の添加濃度や添加頻度などは、各系におけるスライム発生のしやすさに応じて決定したいとの要求から、従来よりさまざまなスライムポテンシャルの示し方が提案され、試みられてきた。
例えば、
１)循環冷却水の一般細菌類やアデノシン三リン酸（ＡＴＰ）を指標にする方法がそのひとつであるが、栄養源濃度がある値を超えて高くなっても、一般細菌類はそれほど多くならず、必ずしも正確なスライムポテンシャルを示さないという問題がある。また、冷却水系において塩素などの殺菌剤が使用されていると、無処理時の一般細菌類より低い値となり、冷却水菌数とスライムポテンシャルには相関性がなく、何らかの処理を実施中の冷却水系における測定値は、スライムポテンシャルを示していないという問題がある。
２)また、微生物の成長速度は、冷却水系の栄養源濃度に依存することから、補給水及び循環冷却水のＣＯＤ、ＴＯＣなどの有機物濃度指標と、スライムポテンシャルを関連づける試みが行われた。しかし、ほとんど有機物を含まない水を補給水として供給しているにも拘わらず、スライム発生の激しい冷却水系があること、循環冷却水中の有機物濃度はすでにスライムが栄養源として摂取したあとの残存濃度を示しているに過ぎないことなどから、理論的にスライムポテンシャルを反映しているとは考え難いなどの問題がある。
（２）スライムの主構成微生物種推定の意義と従来法
スライムコントロール方法は藻類に有効であっても、細菌類やカビ類に無効であったり、逆に細菌類には有効であっても、藻類やカビ類に対する効果が小さいなどの選択性が避けられないことから、各冷却水系に発生する微生物種に応じた処理方法を選択する必要がある。このためには、無処理で冷却水系を運転した場合、どのような種類の微生物がどの程度発生するのかを予め知っておくことが望ましい。しかしながら、多くの冷却水系では、すでに何らかの処理が行われているために、無処理時において発生する微生物種を知る方法がなく、処理法の選択は試行錯誤による傾向があった。例えば、元々は藻類と細菌類が発生する系であるために、防藻剤と殺菌剤との両方で処理すべき系を、殺菌剤処理したとする。すると、藻類が発生するので、次に防藻剤に切り替えて処理すると、藻類の発生は防止されたが、再び細菌類主体のスライムが発生したというケースが稀ではなかった。
そこで、すでに何らかのスライムコントロールが行われている冷却水系であっても、スライムポテンシャルと発生する微生物種を予測することができれば、試行錯誤によることなく、的確な処理方法を選択して、安定した処理効果を得ることができる。また、異常にスライムポテンシャルが高い系の場合は、その原因を取り除くことによって、薬剤処理以外の方法による広義のスライムコントロールも可能となる。
このような状況から、冷却水系のスライムコントロールをより合理的かつ経済的に実施するために、すでに何らかの処理が行われている冷却水系であっても、スライムポテンシャル及び発生するスライムの主構成微生物種を予測し得る開放循環式冷却水系のスライムポテンシャル測定方法が望まれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、冷却塔近傍の大気に含まれる有機物及び／又は無機物の濃度から、該冷却水系のスライムポテンシャルを予測する開放循環式冷却水系のスライムポテンシャル測定方法、上記濃度と循環冷却水の水質と微生物生育環境因子とから、発生するスライムの主構成微生物種を予測する開放循環式冷却水系のスライムポテンシャル測定方法、及び、予測された冷却水系のスライムポテンシャル又はスライムの主構成微生物種に応じてスライムコントロール剤及び／又は処理方法を選択する微生物障害の防止方法を提供することを目的としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、開放循環式冷却水系で増殖する微生物の栄養源は、補給水中に含まれる有機及び無機成分、藻類が発生して炭酸同化用により合成、分泌され、冷却水に溶解した有機物、熱交換器におけるプロセス側からの漏洩物質のみならず、大気環境中から冷却塔を通して冷却水に混入する成分があることに着目し、冷却塔近傍の大気から水トラップに捕捉される有機物及び／又は無機物の濃度を測定することにより、該冷却水系のスライムポテンシャルを推定し得ることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）スライムコントロールをしていない複数の開放循環式冷却水系において測定集積した冷却塔近傍の大気から水トラップに捕捉される有機物及び／又は無機物の濃度と、スライム成長量又はスライム成長速度との相関データを予め作成し、任意の冷却水系の冷却塔近傍の大気から水トラップに捕捉される有機物及び／又は無機物の濃度を測定することによって、前記相関データを用いて該冷却水系のスライムポテンシャルを予測することを特徴とする開放循環式冷却水系のスライムポテンシャル測定方法、
（２）スライムコントロールをしていない複数の開放循環式冷却水系において測定集積した(Ａ)冷却塔近傍の大気から水トラップに捕捉される有機物及び／又は無機物の濃度及び(Ｂ)循環冷却水の水質又は冷却水系の微生物生育環境因子と、(Ｃ)該冷却水系に発生したスライムの主構成微生物種との相関データを予め作成し、任意の冷却水系において前記(Ａ)及び(Ｂ)を測定し、前記相関データを用いて該冷却水系に発生するスライムの主構成微生物種を予測することを特徴とする開放循環式冷却水系のスライムポテンシャル測定方法、
（３）冷却塔近傍の大気を空気ポンプを用いて吸収用の水トラップを通過させ、水に吸収、捕捉された有機物及び／又は無機物の濃度を測定する第１項記載の開放循環式冷却水系のスライムポテンシャル測定方法、
（４）冷却塔近傍の大気を空気ポンプを用いて吸収用の水トラップを通過させ、水に吸収、捕捉された有機物及び／又は無機物の濃度を測定する第２項記載の開放循環式冷却水系のスライムポテンシャル測定方法、
（５）冷却塔近傍の大気から水トラップに捕捉される有機物及び／又は無機物の濃度を、生物学的酸素要求量（ＢＯＤ）、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）、全有機体炭素（ＴＯＣ）、全窒素又は無機イオンとして測定する第１項又は第３項記載の開放循環式冷却水系のスライムポテンシャル測定方法、
（６）冷却塔近傍の大気から水トラップに捕捉される有機物及び／又は無機物の濃度を、生物学的酸素要求量（ＢＯＤ）、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）、全有機体炭素（ＴＯＣ）、全窒素又は無機イオンとして測定する第２項又は第４項記載の開放循環式冷却水系のスライムポテンシャル測定方法、
（７）第１項記載の方法により予測された冷却水系のスライムポテンシャルに応じて、スライムコントロール剤及び／又は処理方法を選択することを特徴とする微生物障害の防止方法、
（８）第２項記載の方法により予測されたスライムの主構成微生物種に応じて、スライムコントロール剤及び／又は処理方法を選択することを特徴とする微生物障害の防止方法、
（９）スライムコントロールをしていない複数の開放循環式冷却水系において測定集積した冷却塔近傍の大気から水トラップに捕捉される有機物及び／又は無機物の濃度と、スライム成長量又はスライム成長速度との相関データを予め作成し、冷却塔建設予定地の大気から水トラップに捕捉される有機物及び／又は無機物の濃度を測定することによって、前記相関データを用いて冷却水系のスライムポテンシャルを予測することを特徴とする開放循環式冷却水系のスライムポテンシャル測定方法、及び、
（１０）冷却塔近傍の複数箇所において大気から水トラップに捕捉される有機物及び／又は無機物の濃度を測定することにより、該冷却塔でスライムポテンシャルを上昇させている大気成分発散場所又は発生原因箇所を推定することを特徴とする開放循環式冷却水系のスライムポテンシャル測定方法、
を提供するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明のスライムポテンシャル測定方法の第１の態様においては、スライムコントロールをしていない複数の開放循環式冷却水系において測定集積した冷却塔近傍の大気から水トラップに捕捉される有機物及び／又は無機物の濃度と、スライム成長量又はスライム成長速度との相関データを予め作成し、任意の冷却水系の冷却塔近傍の大気から水トラップに捕捉される有機物及び／又は無機物の濃度を測定することによって、前記相関データを用いて該冷却水系のスライムポテンシャルを予測する。
本発明のスライムポテンシャル測定方法の第２の態様においては、スライムコントロールをしていない複数の開放循環式冷却水系において測定集積した(Ａ)冷却塔近傍の大気から水トラップに捕捉される有機物及び／又は無機物の濃度及び(Ｂ)循環冷却水の水質又は冷却水系の微生物生育環境因子と、(Ｃ)該冷却水系に発生したスライムの主構成微生物種との相関データを予め作成し、任意の冷却水系において前記(Ａ)及び(Ｂ)を測定し、前記相関データを用いて該冷却水系に発生するスライムの主構成微生物種を予測する。
【０００６】
本発明方法においては、スライムコントロールをしていない複数の開放循環式冷却水系において、冷却塔近傍の大気から水トラップに有機物及び／又は無機物を捕捉し、その濃度を測定して、スライム成長量又はスライム成長速度との相関データを作成する。大気中に有機物及び／又は無機物が比較的多量に存在する環境においては、開放循環式冷却水系にスライムが発生しやすいので、スライムコントロールをしていない冷却水系を見いだすことが困難な場合もあるが、このような場合には、小型の冷却塔を仮設して本発明方法を実施することができる。
本発明方法において、冷却塔近傍の大気から有機物及び／又は無機物を水トラップに捕捉する方法に特に制限はなく、例えば、冷却塔近傍の大気を空気ポンプを用いて吸収用の水トラップを通過させ、有機物及び／又は無機物を水に吸収、捕捉することができる。使用する水トラップに特に制限はなく、例えば、清浄な容器に純水又は蒸留水を入れ、水中に散気管を浸漬し、空気ポンプを用いて散気管に空気を通過させることができる。使用する空気ポンプに特に制限はなく、吐出式空気ポンプを用いて散気管に空気を送り込むことができ、あるいは、容器を密閉構造として、吸引式空気ポンプにより散気管に空気を吸い込むこともできる。冷却塔の近傍に電源がある場合は、通常のエアーポンプを用いることが可能であるが、冷却塔近傍には電源のない場合が多い。このような場合は、空気ポンプとして乾電池駆動式の空気ポンプを用いることができる。乾電池駆動式の空気ポンプに特に制限はなく、例えば、釣り具店、熱帯魚販売店などで一般に販売されている製品を使用することができる。捕集操作が終了したとき、水トラップを密閉して試験室に持ち帰り、分析に供する。捕集液としては水を用いるのが一般的であるが、冷却水系の条件に応じて塩類水溶液などを用いることもできる。単位時間当たりの空気ポンプの吐出量又は吸引量と、空気ポンプの運転時間から、水トラップを通過した空気の容量を算出することができる。
【０００７】
本発明方法において、冷却塔近傍の大気から水トラップに捕捉された有機物及び／又は無機物の濃度は、生物学的酸素要求量（ＢＯＤ）、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）、全有機体炭素（ＴＯＣ）、全窒素、無機イオン（例えば、アンモニウムイオン、リン酸イオンなど）などとして測定することができる。これらの測定方法に特に制限はなく、例えば、ＪＩＳ Ｋ ０１０１に規定される方法により測定することができる。本発明方法において、有機物及び／又は無機物の濃度は絶対的な濃度として求める必要はなく、生物学的酸素要求量（ＢＯＤ）、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）、全有機体炭素（ＴＯＣ）、全窒素、無機イオンなどの測定値を、そのまま有機物及び／又は無機物の濃度を表す指標として用いることができる。水トラップを通過した空気の量でこれらの測定値を除すことにより、例えば、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）はmg−ＣＯＤMn／ｍ3−air、全有機体炭素（ＴＯＣ）はmg−ＴＯＣ／ｍ3−airの単位で表示することができる。多くの場合、スライム栄養源としては有機物が重要であるので、全有機体炭素（ＴＯＣ）、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）などを有機物濃度の指標として測定することが好ましいが、藻類などが発生する冷却水系では、無機物濃度の測定が好ましい場合もある。また、一般に冷却水系では炭素源／窒素源比が大きく、微生物栄養源として窒素源が相対的に不足していることが多いので、アンモニア態窒素、全窒素や全有機体炭素／全窒素の比なども測定することが好ましい。
【０００８】
大気中の有機物及び／又は無機物の濃度は、風向、風力などによって変化するので、１か所について複数回測定することが好ましい。同じ場所における測定値が大きく異なる場合は、その周辺において、大気中へ何らかのガス成分を排出する施設が存在することを窺わせるので、測定時の風力、風向などを記録しておくことが好ましい。
本発明方法において、スライムポテンシャルの測定方法及びスライムポテンシャルを数値表現する方法は、一連の解析が同じ方法と基準で統一されている限り制限はない。測定方法としては、例えば、冷却水系においてある一定時間でスライムが成長した量を測定することができ、あるいは、成長速度を測定することもできる。また、測定用クーポンのような測定器を冷却水に直接浸漬することができ、あるいは、冷却水系に循環バイパス配管を設け、その中にスライム成長を検知する測定器を取り付け、一定期間のスライム成長量又はスライム成長速度を測定することもできる。スライム成長量及びスライム成長速度は、測定器を所定期間浸漬したのち取り出して、付着したスライムを採取し、乾燥後の重量を測定することにより、求めることができる。使用する測定器に特に制限はなく、例えば、ゴム板、プラスチック板、スライドガラスなどを挙げることができる。スライムの付着量と測定器の面積と浸漬日数より、スライム成長量あるいはスライム成長速度を、例えば、mg／dm2／dayの単位で表示することができる。
【０００９】
図１は、大気から捕集したＴＯＣとスライム成長速度の関係を示す相関データの一例であり、図２は、大気から捕集したＣＯＤとスライム成長速度の関係を示す相関データの一例である。図１及び図２に見られるように、大気から捕集したＴＯＣ及びＣＯＤとスライム成長速度の間には、強い正の相関関係があり、大気から冷却水系に混入する有機物が、スライムの主たる栄養源であり、大気から混入する有機物の濃度がスライムポテンシャルの有効な指標であることを示している。また、図中において、相関関係を示す線から外れた点が現れた場合は、その冷却水系において何らかの異常の発生が示唆されている場合が多い。
例えば、図１及び図２において、点Ｍは相関関係を示す線の下方にあり、点Ｃと点Ｌは相関関係を示す線の上方にある。点Ｍに該当する冷却水系の循環水は、ホルムアルデヒドを含有し、そのためにスライムの成長が抑制されたものである。また、点Ｃと点Ｌに該当する冷却水系は、熱交換器においてプロセス物質が漏洩していた系であり、大気から混入する以外に、熱交換器から漏洩する有機物がスライムの栄養源として加わったものである。なお、下水処理水を補給水とし、濃縮倍数が低く運転されている冷却水系でも、相関関係を示す線からの外れが見られる。このように、本発明方法を適用することにより、冷却水系の熱交換器における有機物漏洩のような異常の有無をも推定することができる。
【００１０】
大気から水トラップに捕捉された有機物及び／又は無機物の濃度の測定値から予測されるスライムポテンシャルと、実際のスライムポテンシャルとの間に大きな差がある場合も、スライムコントロールに有効な知見が得られる。予測されたスライムポテンシャルが高いにも拘わらず、スライム発生が少ない冷却水系は、微生物の生育を阻害する物質が大気から混入する成分に含まれることを示唆している。また、予想されるスライムポテンシャルが低いにも係わらずスライム発生が激しい冷却水系は、補給水から有機栄養源が供給されているか、あるいは、熱交換器において有機物の漏洩があることを示唆している。補給水中の有機物の流入量は、水質分析によって容易に判断することができるので、補給水からの有機物流入量が少ない場合は、漏洩の可能性が高いことになる。検出が容易な特殊成分が漏洩している場合を除いて、従来は冷却水系の運転中に漏洩の有無を判断する有効な手段がなかったので、本発明方法は極めて有効な情報を提供し、定期修理の際に漏洩対策を講じることにより、スライムコントロール剤コストを低減し、かつ安定な処理対策を実現することが可能になる。
本発明方法により、水トラップに捕捉される大気中の有機物及び／又は無機物の濃度とスライム成長速度との関係を予め求めておけば、すでに何らかのスライムコントロールが実施されている冷却水系であっても、そのスライムポテンシャルを推定することができ、上記の相関データの集積量が多いほど、推定の確度が高まるという利点があり、従来の一般細菌数などの指標よりも遥かに有効である。
また、本発明方法により測定されたスライムポテンシャルが異常に高い冷却水系の場合には、冷却塔の周辺に、大気中に有機溶媒や気化性有機物などのガスなどを放出している施設などが存在する可能性を示している。したがって、それらのガス発生場所などを突き止め、ガス発生防止対策を講じるか、あるいは、ガス発生場所を他に移設することにより、冷却水系のスライムポテンシャルを低下させ、薬剤処理の費用を軽減することが可能になる。
【００１１】
本発明方法においては、上記のごとく冷却塔近傍の大気から水トラップに捕捉される有機物及び／又は無機物の濃度と、スライム成長量又はスライム成長速度との相関データを予め作成し、任意の冷却水系の冷却塔近傍の大気から水トラップに捕捉される有機物及び／又は無機物の濃度を測定することにより、予め作成した相関データを用いて、その冷却水系のスライムポテンシャル、すなわち、スライムコントロールしないで運転する場合に成長するであろうスライムの潜在的な成長レベルを予測し、予測されたスライムポテンシャルに応じて、スライムコントロール剤及び／又は処理方法を選択して微生物障害を防止することができる。スライムコントロール剤及び／又は処理方法としては、例えば、冷却水中の残留塩素濃度の選択や、さらに、塩素剤のみではスライムコントロールが困難であることが予測される場合には、１,３−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントイン、５−クロロ−２,４,６−トリフルオロイソフタロニトリル、２,４,５−トリクロロ−６−フルオロイソフタロニトリル、３,３,４,４−テトラクロロテトラヒドロチオフェン−１,１−ジオキシドなどのスライムコントロール剤の添加どを選択することができる。
本発明方法は、既設の開放循環式冷却水系に適用するのみならず、冷却水系を新設する場合や、既設の冷却水系を改造して仕様変更する場合にも適用することができる。すなわち、冷却水系の新設又は改造前に、冷却塔建設予定地の大気から水トラップに捕捉される有機物及び／又は無機物の濃度を測定し、予め作成した相関データを用いて冷却水系のスライムポテンシャルを予測し、スライムコントロールの方策を講じておくことができる。
【００１２】
本発明方法においては、(Ａ)冷却塔近傍の大気から水トラップに捕捉される有機物及び／又は無機物の濃度及び(Ｂ)循環冷却水の水質又は冷却水系の微生物環境因子と、(Ｃ)冷却水系に発生した主構成微生物種との相関データを作成する。循環冷却水の水質としては、例えば、硬度成分、カルシウム濃度、カルシウム／マグネシウム／鉄の比率などを挙げることができる。冷却水系の微生物生育環境因子としては、例えば、pH、温度などを挙げることができる。また、冷却水系に発生する主構成微生物種としては、例えば、藻類、細菌類、カビ類などを挙げることができる。
図３は、８８基の冷却水系について測定した(Ａ)冷却塔近傍の大気から捕集したＣＯＤ及び(Ｂ)循環冷却水のpHと、(Ｃ)発生している主構成微生物種の関係を示す相関データの一例である。本図において、２本の破線で区切られて示されているように、比較的pHが低く、大気から捕集したＣＯＤが高い領域では主としてカビ類が発生し、比較的pHが高く大気から捕集したＣＯＤが低い領域では藻類の発生が多く、その中間の領域では主として細菌類が発生している。したがって、任意の冷却水系において、(Ａ)冷却塔近傍の大気から捕集したＣＯＤ及び(Ｂ)循環冷却水のpHを測定し、その値を図３に示される相関データを対比すると、その冷却水系に発生するスライムの主構成微生物種を予測し、予測されたスライムの主構成微生物種に応じて、スライムコントロール剤及び／又は処理方法を選択して微生物障害を防止することができる。スライムコントロール剤及び／又は処理方法としては、例えば、主構成微生物種に応じた防藻剤、抗菌剤、防黴剤などの種類の選択や、スライムポテンシャルに応じたこれらの薬剤の添加量と添加頻度の選択などを挙げることができる。使用する防藻剤としては、例えば、３−(４−クロロフェニル)−１,１−ジメチル尿素、２−クロロ−４,６−ビス(エチルアミノ)−１,３,５−トリアジン、２−エチルアミノ−４−イソプロピルアミノ−１,３,５−トリアジンなどを挙げることができる。使用する抗菌剤としては、例えば、２,２−ジブロモ−３−ニトリロプロピオンアミド、５−クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン、ジチオールなどを挙げることができる。使用する防黴剤としては、例えば、メチルベンズイミダゾール−２−イルカルバメート、テトラメチルチウラムジスルフィド、ジヨードメチル−ｐ−トリルスルホンなどを挙げることができる。
【００１３】
図３に示す例においては、(Ａ)大気から捕集したＣＯＤ及び(Ｂ)冷却水のpHと(Ｃ)冷却水系に発生したスライムの主構成微生物種の相関データを作成しているが、(Ａ)ＣＯＤ以外の有機物及び／又は無機物の濃度の指標や、(Ｂ)pH以外の冷却水の水質又は微生物生育環境因子を複数個組み合せて解析することにより、その冷却水系が無処理のときに発生する主構成微生物種をさらに高い精度で予測することができる。
本発明方法によれば、冷却塔近傍の大気に含まれる有機物及び／又は無機物を水トラップに捕捉し、その濃度を測定することにより、冷却水系のスライムポテンシャルを予測し、さらに、循環冷却水の水質又は冷却水系の微生物生育環境因子と関連づけて、スライムの主構成微生物種を予測することにより、開放循環式冷却水系における適正なスライムコントロール方法を構築することができる。また、冷却水系の熱交換器における有機物漏洩を推定することもできる。さらに、建設前の冷却水系においてもスライムコントロールの難易を予測することができ、あるいは、冷却水系のスライムポテンシャルが高い原因を追求し、その原因を取り除く方策を講ずることもできる。
【００１４】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
実施例１
大気から水トラップに捕捉された全有機体炭素（ＴＯＣ）及び化学的酸素要求量（ＣＯＤ）と、スライム成長速度の関係を調べた。
スライムコントロールが実施されていない大型冷却水系から空調用小型冷却水系までにわたる冷却水系１２基を選び、冷却塔近傍の大気の一定量を、エアーポンプを用いて５００mLの純水を入れた捕集ビン中に散気して大気成分を捕集し、この大気成分が溶解した水を試験室に持ち帰り、ＪＩＳ Ｋ ０１０１にしたがってＴＯＣ及びＣＯＤMnを測定した。エアーポンプによる大気成分の捕集は通気速度０.８〜２.０Ｌ／分で１〜１.５時間行い、通気量は６６〜１６８Ｌであった。この測定は、１日１回ずつ、３日間行い、大気１ｍ3中の濃度に換算した濃度の算術平均値を測定値とした。１冷却塔の複数の地点で測定した場合も、測定結果は全て同様に算術平均値で示した。また、この冷却水系のピットに、７５mm×２５mm×１.５mmのゴム板３枚を３日間浸漬し、付着成長したスライムを採取し、１０５℃において恒量になるまで乾燥し、測定された重量の算術平均値からスライム成長速度（mg／dm2／day）を求めた。
ここで選定したスライムコントロールをしていない冷却水系の中に、大気から捕集したＴＯＣが３０mg−ＴＯＣ／ｍ3−airを超え、ＣＯＤが４０mg−ＣＯＤMn／ｍ3−airを超える系はなかった。そこで、大気から捕集したＴＯＣとＣＯＤが高濃度であるが、塩素処理が行われている冷却塔３基の近くに、それぞれ空調用の小型冷却塔を仮設して、冷却水を循環させる独立した系を作り、水温を３０℃に制御して、塩素無添加でのスライム成長速度を測定する方法によりデータを追加した。
図１は、大気から捕集したＴＯＣとスライム成長速度の関係を示すグラフであり、図２は、大気から捕集したＣＯＤとスライム成長速度の関係を示すグラフである。大気から水トラップに捕捉したＴＯＣ及びＣＯＤとスライム成長速度の間には強い相関性があり、少数の例外を除いて、冷却水系に発生するスライムの栄養源は、大気成分に大きく依存していることが分かった。
なお、図１及び図２の中に相関性の小さい測定点があるが、これらについてさらに調査したところ、Ｍ印の冷却水系では捕集した成分のガスクロマトグラフィーによって、ホルムアルデヒドが検出された。この系では、溶解したホルムアルデヒドが殺菌剤としてはたらき、スライムの成長が阻害されたものと推定された。また、Ｃ印及びＬ印の冷却水系では、後日行われた定期修理において、熱交換器に漏洩個所が見つかった。これらの系では、熱交換器から漏出した有機物もスライムの栄養源になったものと推定された。
実施例２
大気から水トラップに捕捉された化学的酸素要求量（ＣＯＤ）と、スライムの主構成微生物種の関係を調べた。
対象とした冷却水系は、実施例１で調べた冷却水系１５基と、他にスライム成長速度は測定しなかったが、大気から捕集したＣＯＤを測定した無処理の冷却水系７３基である。冷却水系に発生したスライムを採取し、目視又は検鏡によって主構成微生物を判別した。
大気から捕集したＣＯＤと、主構成微生物種の関係を第１表に示す。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
第１表に見られるように、大気から捕集したＣＯＤが低い冷却水系では、藻類及び細菌類が出現する頻度が高く、大気から捕集したＣＯＤが高い冷却水系では、カビ類の出現頻度が高くなる傾向があった。
実施例３
大気から水トラップに捕捉され化学的酸素要求量（ＣＯＤ）と、冷却水条件と、スライムの主構成微生物種の関係を調べた。
実施例２の結果に、各冷却水系のpHを加えてプロットした結果を図３に示す。この図では、藻類とカビ類が発生した領域を、破線により区切って示した。この図から、大気から捕集したＣＯＤが低く、冷却水系のpHが高い場合には主として藻類が発生し、大気から捕集したＣＯＤが高く、冷却水系のpHが低い場合にカビ類が発生しやく、その中間の領域では主として細菌類が発生することが分かる。このように、微生物生育条件のひとつであるpHを解析に加えることによって、発生する微生物種の分布領域がさらに明瞭になった。
実施例４
ある電機工場の冷却水系は、大気から捕捉されるＴＯＣ及びＣＯＤが高く、スライム付着量も多かった。この冷却水系の冷却塔近くには、別プラントからの排気ダクトが５か所あり、そこで排出された気体が冷却塔において冷却水中に吸収されているものと推定された。そこで、風力、風向が様々な条件で、排気ダクト出口付近と冷却塔近傍について、同じ場所で、同じ要領によって、大気を水トラップに捕捉し、ＴＯＣを測定した。その結果、排気ダクトから有機物が冷却水系に混入していること、無風状態のときは冷却塔において大気から捕集されるＴＯＣが高くなる傾向があること、風向によって各排気口からの影響の受け方は大いに異なるが、特に２か所の排気ダクトからの有機物混入が大きいことが明らかになった。
この結果を冷却水系管理部門とプラント施設部門とで検討し、９か月後の定期修理の際に、影響の大きい２か所の排気ダクトを別の場所にまで延長し、排気を水洗後放出する変更工事を行った。工事修了までは、残留塩素１.５mg／Ｌを維持して塩素処理を強化するだけではカビ類のスライムの発生を防止することができず、１,４−ビス(ブロモアセトキシ)−２−ブテンを有効成分とする防黴剤を併用してようやく対処し得た状況であった。
排気ダクトの改造工事をしてから３か月経過したのち、再び大気から水トラップに捕捉したＴＯＣを測定した結果、ＴＯＣは安定して低い値を示すようになり、スライムポテンシャルが低下したと判断された。そこで、これに合わせて、１,４−ビス(ブロモアセトキシ)−２−ブテンを有効成分とする防黴剤の併用を中止し、スライムコントロール方法も通常の塩素処理、すなわち残留塩素０.３mg／Ｌ維持に変更したが、スライム付着速度は遅く、この条件において冷却水系を十分に安定して運転することができた。
排気ダクト改造前は、大気から捕集したＴＯＣは１２〜２７mg−ＴＯＣ／ｍ3−airの範囲で変動し、平均値は１８.８mg−ＴＯＣ／ｍ3−airであったのに対し、排気ダクト改造後は、大気から捕集したＴＯＣは２.２〜１２mg−ＴＯＣ／ｍ3−airの範囲で変動し、平均値は３.１mg−ＴＯＣ／ｍ3−airとなった。また、実施例１と同様にしてゴム板３枚を３日間浸漬して測定したスライム成長速度は、排気ダクト改造前の１８.２mg／dm2／dayから、排気ダクト改造後は５.６mg／dm2／dayに低下した。
結果をまとめて、第２表に示す。
【００１７】
【表２】
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【００１８】
第２表から明らかなように、排気ダクトの改造工事により、塩素処理方法を軽減化したにも関わらず、大幅にスライム成長速度が低下している。
【００１９】
【発明の効果】
本発明方法によれば、冷却塔近傍の大気から水トラップに捕捉される有機物及び／又は無機物の濃度を測定することにより、冷却水系のスライムポテンシャルと発生するスライムの主構成微生物種を予測し、スライムコントロールのための適切な処理を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、大気から捕集したＴＯＣとスライム成長速度の関係を示す相関データの一例である。
【図２】図２は、大気から捕集したＣＯＤとスライム成長速度の関係を示す相関データの一例である。
【図３】図３は、冷却塔近傍の大気から捕集したＣＯＤ及び循環冷却水のpHと、発生している主構成微生物種の関係を示す相関データの一例である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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