申请日2010.12.31
公开(公告)日2011.06.22
IPC分类号C02F1/32
摘要
本发明涉及船舶压舱水处理设备技术领域，特指一种基于物理手段的压舱水处理设备。该设备包括：反冲洗过滤器和紫外超声波联合处理器，压舱水由压载泵泵入反冲洗过滤器的进水口，经过处理后进入联合处理器进行处理，所述的联合处理器包括：具有环形通道的壳体以及位于上述环形通道内环形排列的紫外灯和位于环形通道中心部位的超声波换能器。联合处理器由环形排列的大功率紫外灯和位于中心部位的超声波换能器构成，经过滤、氧气补充的压舱水沿处理器的外壳切线方向进入，在处理器螺旋流动，并与紫外灯和超声波构成的处理场充分接触，达到规定的处理要求。自动检测和控制系统可以依据水质的不同，自动调节紫外灯和超声波的输出能量，达到节能的优化配置。
权利要求书 [支持框选翻译]
1.一种基于物理手段的压舱水处理设备，该设备包括：反冲洗过滤器(1)和紫外超声波联合处理器(3)，压舱水由压载泵(10)泵入反冲洗过滤器(1)的进水口，经过处理后进入联合处理器(3)进行处理，其特征在于：所述的联合处理器(3)包括：具有环形通道(30)的壳体(31)以及位于上述环形通道(30)内环形排列的紫外灯(4)和位于环形通道(30)中心部位的超声波换能器(5)。
2.根据权利要求1所述的一种基于物理手段的压舱水处理设备，其特征在于：所述的联合处理器(3)的壳体(31)包括：内、外两层环形壳体结构，环形通道(30)形成于内、外两层环形壳体之间，其中紫外灯(4)安装于环形通道(30)内，超声波换能器(5)安装于内层壳体所形成的中心区域;联合处理器(3)的进水口(32)和出水口(33)分别位于壳体(31)的上部和底部;在环形通道(30)内还安装有一清洁装置(6)。
3.根据权利要求2所述的一种基于物理手段的压舱水处理设备，其特征在于：所述的清洁装置(6)包括：与环形通道(30)横截面形状对应、并位于环形通道(30)内的载板(61)以及推动载板(61)沿环形通道(30)上下移动的驱动件(62)，载板(61)上开设有供紫外灯(4)穿过的通孔(63)，载板(61)与内、外两环形壳体接触的边缘设置以及通孔(63)的内缘均设置有毛刷(64)。
4.根据权利要求3所述的一种基于物理手段的压舱水处理设备，其特征在于：所述的载板(61)上沿径向开设有喷淋孔，外部清洗液提供装置与该喷淋孔连通;或者，外部清洗液提供装置通过中空的驱动件(62)与该喷淋孔连通。
5.根据权利要求2-4中任意一项所述的一种基于物理手段的压舱水处理设备，其特征在于：所述的环形通道(30)的表面喷涂有一层金属氧化物陶瓷材料;所述的紫外灯(4)的灯体安装在一尾部封闭的石英玻璃管(40)中，灯体通过密封结构由石英玻璃管(40)开口端伸出，并与外部的驱动器(41)连接;紫外灯(4)沿轴向方向分布于环形通道(30)内。
6.根据权利要求2-4中任意一项所述的一种基于物理手段的压舱水处理设备，其特征在于：超声波换能器(5)呈多层环形分布安装于内层壳体所形成的中心区域。
7.根据权利要求2-4中任意一项所述的一种基于物理手段的压舱水处理设备，其特征在于：所述的联合处理器(3)的入水口(32)处设有水质浊度分析仪(301)，处理设备的控制系统将依据水质浊度控制联合处理器(3)中紫外灯(4)和超声波换能器(5)的输出功率;所述的联合处理器(3)的出水口(33)处设有生物检测仪(302)，处理设备的控制体统通过生物检测仪(302)的数据控制、调节紫外灯(3)和超声波换能器(5)的输出功率。
8.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种基于物理手段的压舱水处理设备，其特征在于：所述的反冲洗过滤器(1)进水端设置有微气泡发生器;其顶部设有汽水分离排气装置。
9.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种基于物理手段的压舱水处理设备，其特征在于：该设备还包括一氧气补充收集机构(8)内设置两条通道，其中第一通道(801)为氧气补收集通道，沿通道设置有：含氧量检测器(81)、制氧机(82)、氧气混合器(83)、脱气装置(84)、气体回用收集过滤装置(85);第二通道(802)为压舱水直流流经通道，即压舱水经过含氧量检测器(81)后通过第二通道直接流入联合处理器(3)的进水口(32)。
10.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种基于物理手段的压舱水处理设备，其特征在于：该设备采用利于运输和船舶安装的模块化结构。
说明书 [支持框选翻译]
一种基于物理手段的压舱水处理设备
技术领域：
本发明涉及船舶压舱水处理设备技术领域，特指一种基于物理手段的压舱水处理设备。
背景技术：
船舶的水力学设计要求其必须有一定的负载才能维持稳定性，因此“空”船不能真的在海上空载，如果船没有货物可运，就必须找一些替代物保持船只的负载。这些替代物就是压舱物。早古代船舶中常用岩石、砂子等一些重量大、价格低的物品作为压舱物。到了20世纪初，人们开始在船舶上加载可以盛装水的容器，通过取水和排水，随意调节船舶左右和前后的平衡和吃水，从而达到平衡船舶、安全航行的目的，由于水能就地取舍，方便快捷，便自然而然地代替了其他的固体压舱物，成为压舱水，一直沿用至今。
然而随着世界经济和全球贸易的发展，船运业越来越繁忙，压舱水作为空船的“附属物”，在全球范围内广泛流动，大量进出。据估计，船舶每年将约百亿吨压舱水带到世界各地。由于压舱水排放中会将水中携带的生物、微生物一并排放，压舱水中的大量微型生物对生态环境有着不可逆转的破坏作用，这些物种流入新环境后，就会成为入侵种，一旦具有合适的环境条件，就将不断发展，严重破坏当地生态，并且影响经济和人类健康。
目前，由压舱水导致的侵入事件越来越多，对生态环境的破坏也极为严重。IMO(国际海事组织)希望自2009年始，压舱水处理系统应装置于压舱水容量5000立方米以上的船舶(约占目前新造船订单量的35%);2012年起适用于所有的新造船;2014年起适用于全部现有船舶。2009年起，所有船舶除非装置压舱水处理系统，否则须于离海岸200海里外，执行压舱水更换操作。
目前对压舱水的处理装置和方案已经提出许多方案，见专利申请号为：200580050210.0的中国发明专利申请公开说明书，其是由日本人植松秀人提出的一种压舱水处理装置。见专利申请号为：200580010233.9的中国发明专利申请公开说明书，其提出压舱水处理方式是利用反洗微生物过滤膜来对压舱水进行清洁。较早的还有美国布朗宁输送管理公司提出的“灭杀船中压舱水微生物的方法和装置”，见中国专利申请号97180146.0的发明专利申请公开说明书。当然，还有其他一些处理压舱水的方法或装置。
综合目前压舱水的处理方式，其一般包括物理方法和化学方法。由于化学方法需要添加化学试剂，所以必须在船舶中携带相应的化学试剂，这样就增加了运输成本。其次，化学处理后产生的反应产物可能会环境造成二次污染。
国际海事组织(IMO)也对不同的处理方法规定了不同的认证条件。如果不添加(产生)活性物质(例如使用超声、紫外、机械等物理方式)，可以执行G8认证路线，这种认证在国内即可完成认证和发证工作，所花费的费用相对较少。如果添加(产生)活性物质(例如使用高级氧化、电解海水、外加氧化剂、杀菌剂等)，就需要执行G9认证路线，这种认证路线在达到一个标准后，还需进行环境毒性评价，需要在国外完成，并由IMO组织认证和发证，其认证周期长、费用高。
所以，综合以上所述，本发明人提出了一种基于物理手段的压舱水处理设备。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题就是结合目前压舱水处理设备的现状，提供一种基于物理手段的压舱水处理设备。
为解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：该设备包括：反冲洗过滤器和紫外超声波联合处理器，压舱水由压载泵泵入反冲洗过滤器的进水口，经过处理后进入联合处理器进行处理，所述的联合处理器包括：具有环形通道的壳体以及位于上述环形通道内环形排列的紫外灯和位于环形通道中心部位的超声波换能器。
上述技术方案中，所述的联合处理器的壳体包括：内、外两层环形壳体结构，环形通道形成于内、外两层环形壳体之间，其中紫外灯安装于环形通道内，超声波换能器安装于内层壳体所形成的中心区域;联合处理器的进水口和出水口分别位于壳体的上部和底部;在环形通道内还安装有一清洁装置。
进一步而言，上述技术方案中，所述的清洁装置包括：与环形通道横截面形状对应、并位于环形通道内的载板以及推动载板沿环形通道上下移动的驱动件，载板上开设有供紫外灯穿过的通孔，载板与内、外两环形壳体接触的边缘设置以及通孔的内缘均设置有毛刷。
进一步而言，上述技术方案中，所述的载板上沿径向开设有喷淋孔，外部清洗液提供装置与该喷淋孔连通;或者，外部清洗液提供装置通过中空的驱动件与该喷淋孔连通。
上述技术方案中，所述的环形通道的表面喷涂有一层金属氧化物陶瓷材料;所述的紫外灯的灯体安装在一尾部封闭的石英玻璃管中，灯体通过密封结构由石英玻璃管开口端伸出，并与外部的驱动器连接;紫外灯沿轴向方向分布于环形通道内。
上述技术方案中，所述的环形通道的表面喷涂有一层金属氧化物陶瓷材料;超声波换能器呈多层环形分布安装于内层壳体所形成的中心区域。
上述技术方案中，所述的联合处理器的入水口处设有水质浊度分析仪，处理设备的控制系统将依据水质浊度控制联合处理器中紫外灯和超声波换能器的输出功率;所述的联合处理器的出水口处设有生物检测仪，处理设备的控制体统通过生物检测仪的数据控制、调节紫外灯和超声波换能器的输出功率。
上述技术方案中，所述的的反冲洗过滤器进水端设置有微气泡发生器;其顶部设有汽水分离排气装置。
上述技术方案中，该设备还包括一氧气补充收集机构内设置两条通道，其中第一通道为氧气补收集通道，沿通道设置有：含氧量检测器、制氧机、氧气混合器、脱气装置、气体回用收集过滤装置;第二通道为压舱水直流流经通道，即压舱水经过含氧量检测器后通过第二通道直接流入联合处理器的进水口。
上述技术方案中，该设备采用利于运输和船船舶安装的模块化结构。
本发明所采用上述技术方案后，其具有如下优点：
1、本发明为纯粹的物理方法，不添加任何活性物质，反应过程也没有可排放的活性物质产生。
2、本发明中采用了具有环形空间结构的紫外超声波联合处理器，具有更加有效的流场设计，可使用大功率微波(高频)无极长寿命紫外灯，免除了需要定期更换灯管，对水的浊度适应范围大大提升。
3、本发明中紫外超声波联合处理器的内表面反射层涂装技术，提高紫外利用率;使用内置式超声波发生装置，基本消除了噪音的影响;超声波换能器的安装方式，利于设备的性能提升。
4、本发明中紫外超声波联合处理器还具有更自动清洗装置，保证设备稳定运行。
5、本发明中采用了氧气回收装置，降低运行成本。
6、本发明中反冲洗过滤器进水端设置有微气泡发生器，通过微气泡辅助过滤，可提高过滤效率，降低过滤阻力。
