(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
次亜塩素酸ナトリウム溶液に、リン酸塩と、水酸化ナトリウムとを配合することにより得られ、ｐＨが１０〜１３であり、
前記次亜塩素酸ナトリウムに起因する有効塩素とリン酸塩に起因するリン酸との重量比が３０：１〜２：１であることを特徴とする船舶バラスト水処理剤。
【請求項２】
次亜塩素酸ナトリウム溶液に、リン酸塩と、水酸化ナトリウムとを配合することにより得られ、ｐＨが１０〜１３であり、前記次亜塩素酸ナトリウムに起因する有効塩素とリン酸塩に起因するリン酸との重量比が３０：１〜２：１である処理剤を船舶バラスト水に添加することを特徴とする船舶バラスト水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶のバラストタンクに積み込まれる船舶バラスト水に含まれる細菌類およびプランクトンなどの微小水生生物の殺滅を行う船舶バラスト水の処理剤及びこれを用いた船舶バラスト水の処理方法に関し、特に安定性と防食性に優れた船舶バラスト水の処理剤及びこれを用いた船舶バラスト水の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に船舶、特に貨物船は、積載貨物などの重量を含めて設計されているため、空荷または積荷が少ない状態の船舶は、プロペラ没水深度の確保、空荷時における安全航行の確保等の必要性から、出港前に港において海水を取水して船舶のバランスを取るが、このバラストとして用いられる水のことを船舶バラスト水とよぶ。この船舶バラスト水は、無積載で出港するとき、その出港地で港の海水などをバラストタンクに積み込む一方、逆に港内で積荷をするときには、船舶バラスト水の排水を行う。
【０００３】
ところで、環境の異なる荷積み港と荷下し港との間を往復する船舶によって船舶バラスト水の注排水が行われると、荷積み港と荷下し港における船舶バラスト水に含まれる微生物の差異により沿岸生態系に悪影響を及ぼすことが懸念されている。そこで、船舶の船舶バラスト水管理に関する国際会議において２００４年２月に船舶の船舶バラスト水及び沈殿物の規制及び管理のための国際条約が採択され、船舶バラスト水の処理が義務付けられることとなった。
【０００４】
船舶バラスト水の処理基準として国際海事機構（ＩＭＯ）が定める基準は、船舶から排出される船舶バラスト水に含まれる５０μｍ以上の生物（主に動物プランクトン）の数が１ｍ３中に１０個未満、１０μｍ以上５０μｍ未満の生物（主に植物プランクトン）の数が１ｍｌ中に１０個未満、コレラ菌の数が１００ｍｌ中に１ｃｆｕ未満、大腸菌の数が１００ｍｌ中に２５０ｃｆｕ未満、腸球菌の数が１００ｍｌ中に１００ｃｆｕ未満となっている。
【０００５】
このようなバラスト水の処理基準を満たすために、バラストタンクへ注水する海水中の微生物等を殺滅する方法が種々提案されている。例えば、特許文献１には、原水をろ過した後、紫外線（ＵＶ）を照射することにより微生物等を殺滅する装置が開示されている。また、特許文献２には、バラスト水中にオゾンを注入することにより微生物等を殺滅する装置が開示されている。特許文献３には、電解装置により電解塩素を発生させて、微生物等を殺滅するバラスト水の処理方法が開示されている。
【０００６】
また、船舶バラスト水中の微生物等を殺菌剤を用いて処理する方法として、特許文献４には、船舶バラスト水に次亜塩素酸ナトリウムや次亜塩素酸カルシウムなどの塩素系の殺菌剤を添加して、滞留時間を確保することにより微生物等を殺滅する船舶バラスト水の処理方法が開示されている。また、特許文献５及び６には、船舶バラスト水に次亜塩素酸ナトリウムを添加して微生物等を殺滅する船舶バラスト水の処理装置が開示されている。さらに、塩素酸塩、過酸化水素及び硫酸から酸化物としての二酸化塩素を生成させて殺菌剤とする技術、過酸化水素と酢酸とから過酢酸を生成させ、余剰の過酸化水素と過酢酸とにより殺滅する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２０７７９６号公報
【特許文献２】特開２０１０−１３０９８号公報
【特許文献３】特表２０１０−５３６５４０号公報
【特許文献４】特開２００９−２９７６１０号公報
【特許文献５】特開２０１１−０９２８９９号公報
【特許文献６】特開２０１１−０９８２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載されたバラスト水処理装置では、紫外線を発生するための装置が必要であるばかりでなく、多量の電気が必要であり、発電機を設けなければならない場合が多い。さらに、ＵＶランプの定期的な洗浄が必要で手間がかかり実用的でない、という問題点がある。
【０００９】
また、特許文献２に記載されたバラスト水の処理装置では、オゾン発生のための装置と量の電気が必要であり、発電機を設けなければならない場合が多い。さらに、高価なオゾン溶解槽が必要な上に廃オゾンの処理が必要となる、という問題点がある。
【００１０】
さらに、電解装置により電解塩素を発生させて、微生物等を殺滅するバラスト水の処理方法が特許文献３に開示されているが、電解装置は高価でその制御も煩雑であり、しかも同時に発生する水素ガスの処理が必要である上に、この処理のための装置と大量の電気が必要であり、発電機を設けなければならない場合が多い、という問題がある。
【００１１】
そこで、特許文献４〜６に記載されているように薬剤を用いることが考えられる。特許文献４〜６で使用されている次亜塩素酸ナトリウムは、安価で液体であるので使用法も簡単であるため広く使用されているが、高温では不安定で自己分解してしまうため、冷却装置を設けて３０℃以下に保持する必要があり、管理が面倒である、という問題点がある。一方、特許文献４で使用されている次亜塩素酸カルシウムは、海水に溶解すると硫酸カルシウムが析出し、スケールとなるため、淡水化のための装置を設けるか、スケールの除去が必要となる、という問題点がある。また、これらの次亜塩素酸塩は、自己分解を起こしやすく、３０℃では６０日で５〜６重量％の有効塩素濃度が低下する。自己分解した次亜塩素酸は亜塩素酸を経て塩素酸になるが、この塩素酸は毒性が強く、バラスト水の排出の問題となっている。
【００１２】
また、塩素酸塩、過酸化水素及び硫酸から酸化物としての二酸化塩素を生成させて殺菌剤とする技術、過酸化水素と酢酸とから過酢酸を生成させ、余剰の過酸化水素と過酢酸とにより殺滅する技術では、これらで使用する殺菌成分は高価であるだけでなく、これら殺菌成分は非常に不安定であり、使用の直前に船上などで合成する必要があるという問題点がある。
【００１３】
さらに、これらの処理における殺菌剤は、いずれも酸化剤（酸化性）であるので、十分なプランクトンの殺滅効果を得られるだけの量を添加すると、船舶バラスト水の配管やバラストタンクが腐食することがある。このような腐食の問題は、建造されて間もない船舶の場合には十分な塗装が施されているので問題とならないが、塗装から数年を経過したものでは、塗装の劣化や亀裂が生じ、極めて腐食しやすい状態となっている。このため、既存の船舶においては、これらの殺菌剤による腐食が大きな問題となっている。特にバラストタンクは船舶の外周側に設置されることが多いため、腐食が進むと浸水等の問題が生じかねないため、バラストタンクの腐食は船舶の寿命に大きく影響する。
【００１４】
このように従来は、優れた殺滅性能を発揮するとともに防食性と安定性とに優れ、貯蔵量が少なくてすみ船舶バラスト水の処理剤はなかった。
【００１５】
本発明は、かかる課題を解決して、船舶バラスト水に含まれる細菌類およびプランクトンなどの微小水生生物の殺滅性に優れているとともに、安定性と防食性を有する船舶バラスト水の処理剤を提供することを目的とする。また、本発明はこのような船舶バラスト水の処理剤を用いた船舶バラスト水の処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、第一に本発明は、次亜塩素酸ナトリウム溶液に、リン酸塩と、水酸化ナトリウムとを配合し、ｐＨが１０〜１３であることを特徴とする船舶バラスト水処理剤を提供する（発明１）。
【００１７】
かかる発明（発明１）によれば、次亜塩素酸により船舶バラスト水の細菌類およびプランクトンなどの微小水生生物の殺滅を行う一方、リン酸塩によりバラストタンクの腐食を抑制することができる。このとき、水酸化ナトリウムを配合しｐＨを１０〜１３に調整することにより、次亜塩素酸の自己分解を抑制することができる。これにより、船舶バラスト水に含まれる細菌類およびプランクトンなどの微小水生生物の殺滅性を発揮しつつ、安定性及び防食性に優れた船舶バラスト水の処理剤とすることができる。
【００１８】
上記発明（発明１）においては、前記次亜塩素酸ナトリウムに起因する有効塩素とリン酸塩に起因するリン酸との重量比が３０：１〜２：１であるのが好ましい（発明２）。
【００１９】
かかる発明（発明２）によれば、防食性の上で十分な量のリン酸塩を次亜塩素酸ナトリウム溶液に溶解することができる。
【００２０】
また、第二に本発明は、次亜塩素酸ナトリウム溶液に、リン酸塩と、水酸化ナトリウムとを配合し、ｐＨが１０〜１３である処理剤を船舶バラスト水に添加することを特徴とする船舶バラスト水の処理方法を提供する（発明３）。
【００２１】
かかる発明（発明３）によれば、次亜塩素酸により船舶バラスト水の細菌類およびプランクトンなどの微小水生生物の殺滅を行う一方、リン酸塩によりバラストタンクの腐食を抑制することができる。このとき、水酸化ナトリウムを配合しｐＨを１０〜１３に調整することにより、次亜塩素酸の自己分解を抑制することができる。これにより、船舶バラスト水に含まれる細菌類およびプランクトンなどの微小水生生物の殺滅性を発揮しつつ、安定性及び防食性に優れた船舶バラスト水の処理方法とすることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の船舶バラスト水処理剤によれば、次亜塩素酸により船舶バラスト水の細菌類およびプランクトンなどの微小水生生物の殺滅を行う一方、リン酸塩によりバラストタンクの腐食を抑制することができる。このとき、水酸化ナトリウムを配合しｐＨを１０〜１３に調整することにより、次亜塩素酸の自己分解を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施例１〜３及び比較例１の船舶バラスト水処理剤を３０℃で保管した際の有効塩素濃度の経時変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本実施形態の船舶バラスト水の処理剤は、次亜塩素酸ナトリウム溶液に、リン酸塩と、水酸化ナトリウムとを配合し、ｐＨが１０〜１３であるものである。
【００２５】
上記次亜塩素酸ナトリウム溶液は、有効塩素を１〜３０重量％含有するものを用いることができるが、有効塩素濃度が低すぎると積載量が多くなりすぎるため、有効塩素濃度８重量％以上が好ましく、特に積載量低減のためには有効塩素濃度１２重量％以上の高濃度のものが好ましい。この次亜塩素酸ナトリウムとしては、低食塩品と通常品があるが、食塩は薬剤性能に影響を及ぼさないため、どちらでも構わない。
【００２６】
また、リン酸塩としては、正リン酸、リン酸一ナトリウム、リン酸二ナトリウム、リン酸三ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム及びポリメタリン酸ナトリウムなどのリン酸ナトリウム塩を単独で、もしくは２種以上を組み合わせて用いることができる。また、リン酸カリウム塩等の他のリン酸塩もリン酸ナトリウム塩と同様に用いることができる。
【００２７】
また、本実施形態においては、犠牲電極として金属亜鉛を添加することができる。金属亜鉛の形態としては特に制限はなく、亜鉛の板状体、粒状体、粉状体などを用いることができ、防食のためには、一定量以上の亜鉛が溶解する必要があることから、表面積の大きい粒状体が少ない添加量で済む。一方、実用的には、亜鉛の板状体用いるのが簡単である。なお、本明細書中において金属亜鉛とは、純亜鉛に限らず、亜鉛を５０％以上、特に７０％以上含有する亜鉛合金も含む。
【００２８】
上述したような各種成分からなる本実施形態の船舶バラスト水の処理剤において、リン酸の配合量は、犠牲電極として金属亜鉛がある場合には、１〜５０ｍｇ／Ｌ、好ましくは２．５〜１０ｍｇ／Ｌである。金属亜鉛がない場合には、３〜１００ｍｇ／Ｌ、好ましくは５〜５０ｍｇ／Ｌである。バラスト水中の生物を殺滅するための次亜塩素酸ナトリウムの濃度（有効塩素濃度換算）は５ｍｇ／Ｌ以上、好ましくは１０ｍｇ／Ｌ以上である。これらの濃度から算出すると、リン酸塩の配合量は、リン酸（ＰＯ４）と有効塩素との重量比（有効塩素：リン酸）で３０：１〜２：１となる。具体的には、有効塩素濃度１３重量％の次亜塩素酸ナトリウム溶液の場合にはリン酸塩を０．４〜６．５重量％配合すればよい。
【００２９】
また、金属亜鉛を添加する場合、亜鉛溶出量が電流値として５〜５０ｍＡ／ｍ２となる量を設置すればよい。電流値５ｍＡ／ｍ２以下では防食剤の低減効果が十分でない一方、５０ｍＡ／ｍ２を超えると亜鉛が無駄になるため好ましくない。
【００３０】
このような次亜塩素酸ナトリウム溶液をベースとした船舶バラスト水の処理剤には、水酸化ナトリウムを添加することにより、ｐＨを１０〜１３に調整する。これは以下のような理由による。
【００３１】
すなわち、ｐＨが１０未満では、次亜塩素酸の自己分解速度の抑制が困難となるばかりか殺滅性能も低下する。また、次亜塩素酸ナトリウムとリン酸の比を２：１以上とするために必要なリン酸の濃度は、次亜塩素酸ナトリウムが有効塩素を１５重量％含有する場合には、７．５重量％となる。これだけの量のリン酸塩を溶解するには、ｐＨが１０以上である必要がある。一方、有効塩素濃度が１３重量％以上の次亜塩素酸ナトリウム溶液は、通常ｐＨ１２〜１４であるが、ｐＨ１４の次亜塩素酸ナトリウム溶液では、リン酸塩を防食に十分なだけ溶解できない。例えば、リン酸三ナトリウムはほとんど溶解しない。これに対し、ｐＨが１３の次亜塩素酸ナトリウム溶液では、常温で１重量％以上のリン酸塩を溶解させることができるからである。なお、リン酸源として正リン酸を使用すると１０重量％以上のリン酸塩を溶解することができるが、ｐＨが酸性になってしまい、次亜塩素酸が急速に自己分解してしまう。これらに基づき、本実施形態の船舶バラスト水の処理剤のｐＨを１０〜１３に規定した。なお、ｐＨを調整する場合には水酸化ナトリウムのみならず、場合によっては塩酸（ＨＣｌ）によって調整してもよい。
【００３２】
上述したような本実施形態の船舶バラスト水の処理剤の船舶バラスト水への添加量は、次亜塩素酸ナトリウムが５〜１００ｍｇ／Ｌ程度（有効塩素濃度換算）、特に３０〜５０ｍｇ／Ｌ程度とすればよい。なお、処理剤の添加量は、船舶バラスト水中の有機物（ＤＯＣ、ＰＯＣなど）の量やアンモニアの濃度によって適宜調整すればよい。
【実施例】
【００３３】
以下の具体的実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
〔実施例１〜４及び比較例１〕
【００３４】
有効塩素濃度１３重量％の次亜塩素酸ナトリウム溶液１Ｌにリン酸１ナトリウムをリン酸が有効塩素に対して表１に示す割合（重量比）となるように混合した。この溶液に顆粒のＮａＯＨを徐々に添加し、ｐＨを１０、１１、１２、１２．５及び１３に変化させて船舶バラスト水処理剤をそれぞれ調整し、溶解残存物の有無（溶解性）を確認した。また、これらの船舶バラスト水処理剤を４８００倍に希釈した際に十分な殺滅性及び防食性を有するか否かを評価した。これらの結果を表１に示す。
【００３５】
また、比較のためにリン酸１ナトリウムを添加せずに次亜塩素酸ナトリウム溶液だけの場合（比較例１）について同様に溶解残存物の有無と、殺滅性及び防食性の評価を行った。結果を表１にあわせて示す。
【００３６】
さらに、実施例１ではｐＨ１２．５、実施例２ではｐＨ１１、実施例３ではｐＨ１０、及び比較例１ではｐＨ１３の船舶バラスト水処理剤を３０℃で６０日間保管した際の有効塩素濃度の変化を測定した。結果を図１に示す。
【００３７】
【表１】
0005938874.tif 000002
【００３８】
表１から明らかな通り、実施例１〜４及び比較利１の船舶バラスト水処理剤は、いずれも十分な殺滅性を有するものであるが、比較例１の船舶バラスト水処理剤は、防食性が不十分であった。また、リン酸１ナトリウムの配合量が多い場合、ｐＨが高くなると溶解しきれずに残存する。したがって、リン酸１ナトリウムの配合量に応じてｐＨを調整するのが好ましいことがわかる。
【００３９】
また、図１に結果から、実施例１〜３の船舶バラスト水処理剤は、６０日間保管後も有効塩素濃度を１．５重量％以下程度の低下で維持できたのに対し、比較例１の船舶バラスト水処理剤は５重量％以上低下し、実施例１〜３の船舶バラスト水処理剤が安定性に優れていることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の船舶のバラストの水処理剤は、各種船舶、特に大型の船舶の船舶バラスト水の処理に好適に使用できる。
【図１】
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