申请日2014.04.01
公开(公告)日2015.09.16
IPC分类号C02F9/08
摘要
本发明提供了一种智能选择式船舶压载水处理设备，包括自控单元、过滤装置、灭活反应装置、电源;所述过滤装置和灭活反应装置连接;所述过滤装置、灭活反应装置之间设有第一压力传感器、盐度传感器和浊度传感器;灭活反应装置的出水管上设有第二压力传感器;所述灭活反应装置下部腔体内设有电化学装置，上部腔体内设有紫外装置，所述电化学装置包括平行设置的阳极和阴极，所述紫外装置包括紫外灯和套装在紫外灯外的石英管，所述阳极、阴极、紫外灯分别与电源连接;所述电源、第一压力传感器、盐度传感器、浊度传感器、第二压力传感器分别与自控单元连接。该设备结构简单、占地面积小、使用方便、成本低廉、运行管理方便，处理效果好，适用性广。
权利要求书
1.一种智能选择式船舶压载水处理设备，其特征在于：包括自控单元(1)、过滤装置(2)、灭活反应装置(3)、电源(4);所述过滤装置(2)和灭活反应装置(3)连接;所述过滤装置(2)、灭活反应装置(3)之间设有第一压力传感器(5)、盐度传感器(6)和浊度传感器(7);灭活反应装置(3)的出水管上设有第二压力传感器(8);所述灭活反应装置(3)下部腔体内设有电化学装置，上部腔体内设有紫外装置，所述电化学装置包括平行设置的阳极(9)和阴极(10)，所述紫外装置包括紫外灯(11)和套装在紫外灯(11)外的石英管(12)，所述阳极(9)、阴极(10)、紫外灯(11)分别与电源(4)连接;所述电源(4)、第一压力传感器(5)、盐度传感器(6)、浊度传感器(7)、第二压力传感器(8)分别与自控单元(1)连接;自控单元(1)控制紫外装置和电化学装置运行，且使紫外装置和电化学装置不同时运行。
2.根据权利要求1所述的一种智能选择式船舶压载水处理设备，其特征在于：通过自控单元(1)能够使阳极(9)、阴极(10)的极性对调整。
3.根据权利要求1所述的一种智能选择式船舶压载水处理设备，其特征在于：所述过滤装置(2)的过滤精度为30-50微米。
4.根据权利要求1所述的一种智能选择式船舶压载水处理设备，其特征在于：所述灭活反应装置(3)为圆筒型、长方体或正方体。
5.根据权利要求1所述的一种智能选择式船舶压载水 处理设备，其特征在于：所述阳极(9)、阴极(10)平行设置成对电极，阳极(9)为DSA电极，阴极(10)为316L不锈钢电极。
6.根据权利要求1所述的一种智能选择式船舶压载水处理设备，其特征在于：所述紫外灯(11)为中压汞灯、低压汞灯或汞齐灯，其有效紫外辐射剂量200-300mJ/cm2。
7.根据权利要求1所述的一种智能选择式船舶压载水处理设备，其特征在于：所述灭活反应装置(3)下部腔体内还设有紫外剂量检测器(13)，且与紫外灯(11)垂直设置，并与自控装置(1)连接。
8.根据权利要求1所述的一种智能选择式船舶压载水处理设备，其特征在于：所述灭活反应装置(3)上部腔体内还设有石英管清洗毛刷(14)和电机(15);所述石英管清洗毛刷(14)为环形，紧贴于石英管(12)外壁设置，且与电机(15)的轴杆连接;所述电机(15)与电源(4)连接。
9.一种利用权利要求1至8任一项所述的一种智能选择式船舶压载水处理设备进行压载水处理的方法，其特征在于：压载时，利用过滤装置(2)对船舶压载水进行过滤以去掉粒径较大的水生生物、固体颗粒及杂质，再通入灭活反应装置(3)中，过滤后水质经自控单元(1)分析，若盐度小于8PSU，则仅紫外装置工作，若盐度大于8PSU，则仅电化学装置工作，电解和紫外不同时运行，自控单元记录工作模式;卸载时，根据自控单元(1)记录的压载模式，若压载时为紫外工作，则卸载水绕过过滤装置(2)后再次进入灭活反应装置(3)，开启紫外装置电源，进行二次灭活后排至舷外;若压载时为电化学装置工作，则卸载水直接排至舷外。
说明书
一种智能选择式船舶压载水处理方法及设备
技术领域
本发明属于水处理设备领域，特别涉及一种智能选择式船舶压载水处理设备，还涉及利用该设备进行水处理的方法。
背景技术
现代远洋船舶一般通过灌注压载水来保证航行的安全和稳定，压载水的作用十分重要。但同时压载水在不同水域的吸收和排放也已经成为有害生物在地理性隔离水体间传播的最主要途径。压载水带来的外来有害生物入侵加剧了海洋生态生态系统的破坏和自然环境的恶化，已经被认定为当前海洋环境所面临的四大威胁之一。管理和治理压载水排放所引起的生物入侵问题已经成为当前急需解决的环境难题。
目前，在船上直接处理压载水和到达目的地港口后进行压载水岸上处理是压载水处理的两种主要方式。在船舶压载或卸载过程中杀灭或去除有害水生生物和病原体是一种比较行之有效的方法。世界各国的科学家对压载水处理的方法也已进行了广泛的研究，主要有机械法、物理法、化学法、生物法和复合法等几种。目前主流的处理技术为过滤/紫外辐射结合的物理法处理和过滤/电化学结合的化学法处理两种，占据了大部分市场。但是，这两种技术均存在各自的缺陷。紫外技术安全，基本无副产物生成，最主要的缺陷是处理效果受水质影响较大，当水质浊度较大，紫外穿透率较小时往往不能保证处理效果，需要大幅增加紫外灯工作数量。电化学法利用水中的氯离子生成次氯酸根进行微生物灭活，其效果受水中氯离子浓度影响，对于高盐度的海水处理效果较好，但对于近江河湖泊港口低盐度水域处理效果较差，往往需要大幅增加电流密度或电极面积。由于国际海事组织要求船舶压载水处理设备能够对不同水质的压载水均能达到处理标准，故而现有技术均采用较高的处理剂量以保证船舶能够在全球各水域航行，但这也大大增加了设备的运行成本，有时仍不能达标排放，影响船舶正常作业。因此，需要寻求一种优化的技术，以使设备能够在最小处理成本的前提下达到处理效果。
发明内容
发明目的：本发明的第一目的是提供了一种效率高、体积小、成本低的船舶压载水处理设备。本发明的第二目的是提供一种利用上述设备进行船舶压载水处理的方法。技术方案：本发明提供了一种智能选择式船舶压载水处理设备，包括自控单元、过滤装置、灭活反应装置、电源;所述过滤装置和灭活反应装置连接;所述过滤装置、灭活反应装置之间设有第一压力传感器、盐度传感器和浊度传感器;灭活反应装置的出水管上设有第二压力传感器;所述灭活反应装置下部腔体内设有电化学装置，上部腔体内设有紫外装置，所述电化学装置包括平行设置的阳极和阴极，所述紫外装置包括紫外灯和套装在紫外灯外的石英管，所述阳极、阴极、紫外灯分别与电源连接;所述电源、第一压力传感器、盐度传感器、浊度传感器、第二压力传感器分别与自控单元连接。作为改进，通过自控单元能够使阳极、阴极的极性对调整，以达到电极自清洗效果。
作为另一种改进，所述过滤装置的过滤精度为-微米。
作为另一种改进，所述灭活反应装置为圆筒型、长方体或正方体。
作为另一种改进，所述阳极、阴极平行设置成对电极，阳极为DSA电极，阴极为316L不锈钢电极;
作为另一种改进，所述紫外灯为中压汞灯、低压汞灯或汞齐灯，其有效紫外辐射剂量200-300mJ/cm2。
作为另一种改进，所述灭活反应装置下部腔体内还设有紫外剂量检测器，且与紫外灯垂直设置，并与自控装置连接。
作为另一种改进，所述灭活反应装置上部腔体内还设有石英管清洗毛刷和电机;所述石英管清洗毛刷为环形，紧贴于石英管外壁设置，且与电机的轴杆连接;所述电机与电源柜连接，电机的轴杆转动时可带动石英管清洗毛刷在石英管外壁作直线运动，达到清洗石英管的目的。
作为另一种改进，所述自控单元可进行软件编程、信号采集、信号分析、模拟计算、自动调控、错误报警、数据记录等功能。
本发明还提供了一种利用上述船舶压载水处理设备进行压载水处理的方法，具体为：过滤装置的进水口与船舶自有压载水泵出水管相连;压载时，利用过滤装置对船舶压载水进行过滤以去掉粒径较大的水生生物、固体颗粒及杂质，再通入灭活反应装置中，过滤后水质经自控单元分析，若盐度小于8PSU，则仅紫外装置工作，若盐度大于8PSU，则仅电化学装置工作，电解和紫外不同时运行，自控单元记录工作模式;卸载时，根据自控单元记录的压载模式，若压载时为紫外工作，则卸载水绕过过滤装置后再次进入灭活反应装置，开启紫外装置电源，进行二次灭活后排至舷外;若压载时为电化学装置工作，则卸载水直接排至舷外。有益效果：本发明提供的船舶压载水的处理设备结构简单紧凑、占地面积小、使用方便、成本低廉、运行管理方便，利用水质监测数据分析，智能选择处理工艺，水体经过滤预处理后在电化学或紫外辐射作用下得到灭活净化，处理效果好，适用性广。具体而言，本发明与现有技术相比，具有如下突出的优势：
一、现有的处理技术很难满足不用水域的不同水质水体处理要求，本发明将电化学技术和紫外技术优点结合起来形成互补，通过简单的水质参数测定，实现智能化的选择运行，方便高效，环保可靠，具有广阔的市场前景。
二、现有压载水处理设备的主要投资成本和设备体积均在过滤装置单元，但运行成本主要在生物灭活单元。本发明可根据水质条件充分利用电化学和紫外这两种技术的最大优势，使其在各自最适宜水质条件下工作。与现有的处理设备相比，本发明所提供的技术和装备将大幅减少电化学电极或紫外灯数量。因此，本发明的装备投资成本和设备体积并不会大于现有技术，但运行成本却可以大幅下降。
三、由于充分利用了电化学和紫外这两种技术的最大优势，使其在各自最适宜水质条件下工作，大幅减少了电化学电极或紫外灯数量，因此设备所需额定电功率将大幅减少，对于电功率十分有限的船舶这一点非常重要，设备可应用于更多类型的船舶。
四、根据船舶实际运行状况，电化学和紫外灭活的交替运行使得电极和紫外灯工作寿命都得到了相应的延长。在电化学工作时还能对紫外系统的石英套管起到化学清洗作用，减少机械清洗的次数，提高设备的智能维护性能。
五、利用水质参数传感器、电磁阀和自控单元，可实现处理过程的全自动、智能化控制。本发明提供的智能选择式船舶压载水处理方法工艺简单、处理效率高，能够有效、经济、环保、一体化的通过过滤、电化学或紫外灭活进行水处理。该“智能选择”即设备可根据处理水质进行判断，选择相应的最适宜处理技术。
