申请日2012.05.07
公开(公告)日2013.02.06
IPC分类号C02F9/08; B63J4/00; C02F103/08; C02F1/36; C02F1/32; C02F1/461
摘要
本实用新型公开了一种复合型的船舶压载水处理装置，设置在船外总取水口、具有注水口和排水口的压载水舱及船外总排放口之间，包括压载泵，过滤器，它还包括具有电解设备和第一超声波设备的初级杀菌灭藻器以及具有紫外线设备和第二超声波设备的次级杀菌灭藻器，所述压载泵的入水口同时连接所述船外总取水口和所述排水口，所述压载泵的出水口同时连接过滤器的入水口、次级杀菌灭藻器的入水口以及所述船外总排放口，过滤器的出水口连接初级杀菌灭藻器的入水口，初级杀菌灭藻器的出水口连接次级杀菌灭藻器的入水口，次级杀菌灭藻器的出水口同时连接所述注水口和所述船外总排放口。本实用新型处理单元可形成各种组合，形式灵活，适用范围广，杀菌灭藻效果彻底。
权利要求书
1.一种复合型的船舶压载水处理装置，设置在船外总取水口、具有注水口和排水口的压载水舱及船外总排放口之间，包括压载泵、过滤器，其特征在于：它还包括初级杀菌灭藻器和次级杀菌灭藻器，其中初级杀菌灭藻器包括设置在壳体内的电解设备和第一超声波设备，次级杀菌灭藻器包括设置在壳体内的紫外线设备和第二超声波设备，所述压载泵的入水口同时连接所述船外总取水口和所述排水口，所述压载泵的出水口同时连接过滤器的入水口和所述船外总排放口，过滤器的出水口连接初级杀菌灭藻器的入水口，次级杀菌灭藻器的入水口同时连接初级杀菌灭藻器的出水口和所述压载泵的出水口，次级杀菌灭藻器的出水口同时连接所述注水口和所述船外总排放口。
2.根据权利要求1所述的复合型的船舶压载水处理装置，其特征在于：在所述船外总取水口与所述压载泵入水口之间、所述排水口与所述压载泵入水口之间、所述压载泵出水口与所述船外总排水口之间、所述压载泵出水口与所述过滤器入水口之间、所述压载泵出水口与所述次级杀菌灭藻器入水口之间、所述次级杀菌灭藻器出水口与所述注水口之间、所述次级杀菌灭藻器出水口与所述船外总排水口之间分别设有阀门。
3.一种复合型的船舶压载水处理装置，设置在船外总取水口、具有注水口和排水口的压载水舱及船外总排放口之间，包括压载泵、过滤器，其特征在于：它还包括初级杀菌灭藻器和次级杀菌灭藻器，其中初级杀菌灭藻器包括设置在壳体内的电解设备和第一超声波设备，次级杀菌灭藻器包括设置在壳体内的紫外线设备和第二超声波设备，所述压载泵的入水口同时连接所述船外总取水口和所述排水口，所述压载泵的出水口同时连接过滤器的入水口、初级杀菌灭藻器的入水口以及所述船外总排放口，过滤器的出水口连接初级杀菌灭藻器的入水口，初级杀菌灭藻器的出水口连接次级杀菌灭藻器的入水口，次级杀菌灭藻器的出水口同时连接所述注水口和所述船外总排放口。
4.根据权利要求3所述的复合型的船舶压载水处理装置，其特征在于：在所述船外总取水口与所述压载泵入水口之间、所述排水口与所述压载泵入水口之间、所述压载泵出水口与所述船外总排水口之间、所述压载泵出水口与所述过滤器入水口之间、所述压载泵出水口与所述初级杀菌灭藻器入水口之间、所述次级 杀菌灭藻器出水口与所述注水口之间、所述次级杀菌灭藻器出水口与所述船外总排水口之间分别设有阀门。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的复合型的船舶压载水处理装置，其特征在于：在所述船外总取水口至所述初级杀菌灭藻室的入水口之间设有盐度检测仪或氯离子检测仪。
说明书
复合型的船舶压载水处理装置
技术领域
本实用新型属于船舶压载水处理技术领域，尤其是涉及一种船舶压载 水处理装置。
背景技术
目前国际贸易量的90%以上是通过远洋船舶的运输而实现的，当船舶压载水 不经过处理或者处理不彻底就进行异地排放时，将极有可能引起外来物种入侵。 如具有典型代表性的“栉水母事件”、“霍乱弧菌污染事件”等。海洋生物的入 侵具有不可逆性，其所引起的环境灾害会随着时间的变迁而愈演愈烈，因此已 被国际海事组织(IMO)列为海洋面临的四大危害之一。
为有效控制远洋船舶进行压载水和沉积物异地排放带来的危害，IMO召开的 成员国外交大会于2004年2月13日在伦敦通过了《国际船舶压载水和沉 积物管理与控制公约》，该公约已于2004年6月1日开放供各国正式批准 接受。
中国作为航运大国和IMO的A类理事国，我国目前远洋船舶总吨位占世界 总吨位的3.4%，是世界第二大海洋运输国，产业化滞后可能会遭遇技术垄断和 贸易壁垒，开发具有自主知识产权和实用性强的压载水处理技术，具有十分重 要的意义。
根据船舶航行的路线和区域的不同，压载水的类型也有差别，压载水可能 是淡水、半咸水或海水。压载水中含有的生物种类主要有藻类、细菌、真菌、 霉菌、病毒、鱼卵、原生动物等，其中藻类在常规手段下进行杀灭时易释放藻 毒素，造成二次污染;部分细菌和真菌在一定的不利条件下会形成芽孢和孢子， 当不利环境解除时又会逐渐恢复活性，因此难以完全杀灭。
目前常用的压载水处理技术包括传统过滤法、臭氧氧化法、电解法、紫外 线灭菌等方法，且现有技术大多是针对海水压载水的处理，当船舶航行的路线 和区域改变时，压载水的类型也将改变，单一的处理方法将无法对其进行处理。
传统过滤法是对压载水进行混凝-絮凝处理后，用滤层进行过滤，从而净化 水质，但其去除率有限，尤其是对粒径较小的细菌、真菌、病毒则无法完全去 除。
臭氧氧化杀菌方法主要是通过分解细菌内部葡萄糖所需的酶，或破坏细菌 病毒的细胞器和DNA、RNA，或侵入细胞内，作用于外膜的脂蛋白和内部的 脂多糖，使细菌发生通透性畸变而溶解死亡。但存在的问题是设备占地面积较 大，船上安装受限制;臭氧处理海水，会产生溴酸盐等有害物质，可能会产生 二次污染。
紫外线杀菌方法主要是通过对微生物(细菌、病毒、芽孢等病原体)的辐射 损伤和破坏核酸的功能使微生物致死，从而达到消毒的目的。紫外线用于压载 水的处理存在的问题是：1、海水中含有大量的悬浮物质会阻挡紫外线对生物和 病原体的照射，影响处理效果，而且能耗很大;2、处理效果好坏在很大程度上 依赖于微生物的大小和形态，如海藻类，由于其尺寸和颜色的原因，需要的剂 量比细菌大，蓝绿海藻对紫外线抵抗性特强，杀死它需要的辐射量比杀死细菌 需要的数量大2一3级;3、有些微生物在长期的自然进化过程中具备了较强 的自我修复能力，可以对抗紫外线的处理，一些细菌及浮游植物也具有类似的 修复能力，处理效果不理想。
电解法是利用在电解时产生的Cl2,C1O2,HC1O，C1O-等高效氧化剂对微生物 进行杀灭或抑活，水中氯离子浓度是电解法重要的运行参数。船舶因其航行的 水域不同，其压载水的特性也不同，主要可将其分为海水、淡水和半咸水。半 咸水因其所处的地理位置，与海水的交换形式，受蒸发、降水、结冰、融冰和 陆地径流的影响，盐度分布不均。通过实验确定氯离子浓度在15000mg/L以上 较为适宜电解制氯，氯离子浓度大于8000mg/L依然可行，但是效率较低，能耗 较高，氯离子浓度小于8000mg/L不适合电解，如需电解需要补充食盐提高其氯 离子含量。
超声波灭菌法是近年来发展的一项杀菌除藻技术，其利用超声波空化效应 伴随着的热效应、机械效应、化学效应、生物效应来灭活生物，在超声波作用 下气泡与小界面处可产生高达1900~5200K的高温和超过50MPa的高压，温度可 在每秒升高10%，并伴有强烈的冲击波和时速高达400km/h的射流，这些条件足 可以打开藻类气囊，破坏细胞破壁，促使菌胶团解聚，加上其水相燃烧、高温 分解和产生氧化性很强的·OH和H2O2物质，从而有效地实现船舶压载水的生物 灭活。但超声波法不像电解法那样因含余氯而具有延续性杀菌效果。
目前也出现一些组合式灭菌装置，如将电解、超声波和微波、紫外线的一 种或多种串联或并联使用，但是由于船舶压载水涉及海水、淡水以及半咸水， 而且可能包含的生物种类的多样，导致这些组合技术的装置的适应性差，并不 能彻底的处理各种类型的压载水，处理效果不理想。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种复合型的船舶压载水处理装置，使用同 一套装置便可以处理海水、淡水或半咸水的压载水，适应性广泛、处理效果 好。
本实用新型装置的技术解决方案是：一种复合型的船舶压载水处理装置， 设置在船外总取水口、具有注水口和排水口的压载水舱及船外总排放口之间， 包括压载泵、过滤器、初级杀菌灭藻器和次级杀菌灭藻器，其中初级杀菌灭藻 器包括设置在壳体内的电解设备和第一超声波设备，次级杀菌灭藻器包括设置 在壳体内的紫外线设备和第二超声波设备，所述压载泵的入水口同时连接所述 船外总取水口和所述排水口，所述压载泵的出水口同时连接过滤器的入水口和 所述船外总排放口，过滤器的出水口连接初级杀菌灭藻器的入水口，次级杀菌 灭藻器的入水口同时连接初级杀菌灭藻器的出水口和所述压载泵的出水口，次 级杀菌灭藻器的出水口同时连接所述注水口和所述船外总排放口。
初级杀菌灭藻器内的电解设备可以将海水电解，产生Cl2，ClO2,HC1O，C1O-， ·OH,H2O2等高效氧化剂物质，超声波空化效应将可与氯反应产生三氯甲烷的有 机物氧化，破坏藻类的气囊，破坏孢子、芽孢等休眠体，电解和超声波配合， 杀菌消毒能力比单一技术高，可在反应时间短，电流较小的情况下，达到除藻 灭菌效果。超声波空化效应还可以进一步将大的菌胶团破坏为单个微生物，破 坏细胞壁，协同紫外线设备在极短的时间内，实现对生物体的彻底杀灭;此外 超声波震动的机械效应对电解设备的阴极、紫外线石英套管表面的积垢进行清 洗，使系统能够持续稳定的运行。海水经过上述处理，生物体被彻底杀灭，可 以实现直接排放;对于淡水压载水，可以利用超声波空化效应和紫外线设备配 合，实现对生物体的彻底杀灭，排放时，再经过超声波空化和紫外线杀菌，实 现安全排放。在同一套装置内，可将电解设备、超声波设备以及紫外线设备组 合使用，其适应性强，可以适用于海水、淡水或半咸水压载水的杀菌灭藻处理， 杀菌灭藻时间短，余氯含量低，对设备的侵蚀损害轻，灭杀效果彻底。
在所述船外总取水口与所述压载泵入水口之间、所述排水口与所述压载泵 入水口之间、所述压载泵出水口与所述船外总排水口之间、所述压载泵出水口 与所述过滤器入水口之间、所述压载泵出水口与所述次级杀菌灭藻器入水口之 间、所述次级杀菌灭藻器出水口与所述注水口之间、所述次级杀菌灭藻器出水 口与所述船外总排水口之间分别设有阀门。通过控制各阀门的开启和关闭实现 对不同盐度压载水的处理。
本实用新型装置的另一种技术解决方案是：一种复合型的船舶压载水处理 装置，设置在船外总取水口、具有注水口和排水口的压载水舱及船外总排放口 之间，包括压载泵、过滤器、初级杀菌灭藻器和次级杀菌灭藻器，其中初级杀 菌灭藻器包括设置在壳体内的电解设备和第一超声波设备，次级杀菌灭藻器包 括设置在壳体内的紫外线设备和第二超声波设备，所述压载泵的入水口同时连 接所述船外总取水口和所述排水口，所述压载泵的出水口同时连接过滤器的入 水口、初级杀菌灭藻器的入水口以及所述船外总排放口，过滤器的出水口连接 初级杀菌灭藻器的入水口，初级杀菌灭藻器的出水口连接次级杀菌灭藻器的入 水口，次级杀菌灭藻器的出水口同时连接所述注水口和所述船外总排放口。
在所述船外总取水口与所述压载泵入水口之间、所述排水口与所述压载泵 入水口之间、所述压载泵出水口与所述船外总排水口之间、所述压载泵出水口 与所述过滤器入水口之间、所述压载泵出水口与所述初级杀菌灭藻器入水口之 间、所述次级杀菌灭藻器出水口与所述注水口之间、所述次级杀菌灭藻器出水 口与所述船外总排水口之间分别设有阀门。通过控制各阀门的开启和关闭实现 对不同盐度压载水的处理。
杀菌灭藻室中的电解设备可以将海水电解，产生Cl2，ClO2,HC1O，C1O-，·OH, H2O2等高效氧化剂物质，超声波空化效应将可与氯反应产生三氯甲烷的有机物氧 化，破坏藻类的气囊，破坏孢子、芽孢等休眠体，电解和超声波配合，杀菌消 毒能力比单一技术高，反应时间短，含氯量低;超声波空化效应还可以进一步 将大的菌胶团破坏为单个微生物，破坏细胞壁，协同紫外线设备在极短的时间 内，实现对生物体的彻底杀灭;此外超声波震动的机械效应对电解设备的阴极、 紫外线石英套管表面的积垢进行清洗，使系统能够持续稳定的运行。海水经过 上述处理，生物体被彻底杀灭，可以实现直接排放;对于淡水压载水，可以利 用超声波空化效应和紫外线设备配合，实现对生物体的彻底杀灭，排放时，再 经过超声波空化和紫外线杀菌，实现安全排放。将电解设备、超声波设备以及 紫外线设备组合使用，其适应性强，杀菌灭藻时间短，余氯含量低，对设备的 侵蚀损害轻，灭杀效果好。
在所述船外总取水口至所述初级杀菌灭藻室的入水口之间设有盐度检测仪 或氯离子检测仪。用于快速检测取水的盐度，方便选择合适的处理方式。
本实用新型的优点是：无需投加其他药剂，无二次污染，为环境友好型技 术;根据压载水的特性，可以组合形成不同的处理单元，彻底杀灭压载水中生 物性污染物，形式灵活，适用范围广。组合电解和超声波以及紫外线和超声波 技术对压载水进行多级灭藻杀菌，可在余氯浓度低、反应时间短的条件下对生 物污染物进行多级杀灭，去除彻底，同时防止对设备的腐蚀。
