CN101171203B - 船舶压载水处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种压载水处理装置，无需提高设备成本即可容易实现臭氧的注入，且不仅可以杀灭形状较大的水生生物，也可以杀灭细菌类。其特征在于，设置有：压载水泵，其经吸入配管吸入含有水生生物等的压载水，同时经排出配管将该压载水压送到船舶的压载水箱中；狭缝板，其在该排出配管内具有多个狭缝状的开口，还设置有下述旁路配管，其将含有上述水生生物的压载水从上述排出配管的靠近压载水泵侧抽出一部分，同时在上述排出配管的远离压载水泵侧，再次返回到上述狭缝板跟前，还设置有溶解装置，其向经该旁路配管抽出的压载水中添加臭氧，并使它们混合来溶解臭氧，此外设置有加压泵，其将从溶解装置送来的臭氧溶解液返回到上述排出配管中。

Description

船舶压载水处理装置
技术领域
本发明涉及一种船舶压载水处理装置，具体来说，是一种通过组合具有喷流、气蚀效果的机械杀灭方法和臭氧处理方法，来有效地处理船舶压载水的装置。
背景技术
为确保航行时船体的稳定性，在运输原油等的货船上设置有压载舱(ballast tank)。通常情况下，通过下述的方式来调整船体的浮力以使船体稳定，即，当没有装载原油等时，用压载水充满压载舱内，当装入原油等时，排放压载水。
这样压载水是为了船舶的安全航行所必须的水，通常使用的是进行装卸的码头的海水。据说其水量，从世界范围来看每年超过100亿吨。
然而，在压载水中混杂有生长在取用该压载水的码头的水生生物，伴随着船舶的移动，这些水生生物同时被搬运到其他国家。
因此，加剧了下述的对生态系统的破坏，该生态系统的破坏是指，原本没有生长在该海域的生物种取代了既有的生物种。
在这种背景下，在国际海事组织(IMO)的外交会议上，通过了用以规定和管理船舶的压载水以及沉淀物的条约(下面简称条约)，并且预定从2009年以后的建造船开始适用使用有压载水处理装置的压载水管理的实施义务。
另外，根据条约压载水的排放标准，规定为下述表1所示。
表1
Figure S2006800157139D00011
因此，在排放压载水时，需要对其除去或杀灭到存在于外海的生物数量的百分之一的程度。
基于以上背景，能够解决上述问题的压载水的处理技术的开发已成为当务之急。
以往，作为对含有水生生物的水进行物理处理的方法，已知的是专利文献1中记载的技术。
专利文献1：日本特开2003-200156号公报
发明内容
专利文献1所记载的是这样一种技术，即，通过高压压载水泵使压载水中所含有的水生生物通过狭缝板，从而破坏、杀灭水生生物的技术。
然而，专利文献1所述的技术存在下述缺点，即，虽然对于一般的水生生物能够取得一定的效果，但对极其微小的细菌类却起不到效果，无法满足条约的基准。
为了解决该问题，虽然也考虑将臭氧添加到压载水中，但若将臭氧添加到高压的压载水中，则出现了下述的问题。即，由于采用机械杀灭方法所需的压力ΔP(0.5～1.0MPa)、以及往各压载舱注水时的所需压力(0.2～0.4MPa)是必须的，因此压载水泵的压力达到约1.5MPa程度的泵压力。
另一方面，一般臭氧发生装置的排出压力最大才0.2MPa，而压载水泵的排出压力却很高，因此存在：臭氧的注入困难，若增加压力则会提高设备成本的问题。
因此本发明的课题在于提供一种压载水的处理装置，其无需提高设备成本即可容易实现臭氧的注入，而且不仅可以杀灭一般的水生生物，也可以杀灭极其微小的细菌类。
本发明的其他的课题，可根据以下记载得知。
通过以下的各项发明来解决上述课题。
技术方案1所述的发明为一种船舶压载水处理装置，其特征在于，设置有：压载水泵，其经吸入配管吸入含有水生生物等的压载水，同时经排出配管将该压载水压送到船舶的压载舱中；和狭缝板，其在该排出配管内、具有多个狭缝状的开口，还设置有旁路配管，其将含有上述水生生物等的压载水从上述排出配管的靠近压载水泵的侧抽出一部分，并且在上述排出配管的远离压载水泵侧，再次返回到上述狭缝板跟前，还设置有溶解装置，其向经该旁路配管抽出的压载水中添加臭氧，并使它们混合来溶解臭氧，而且设置有加压泵，其将从该溶解装置送来的臭氧溶解液返回到上述排出配管中。
技术方案2所述的发明为一种船舶压载水处理装置，其特征在于，设置有：压载水泵，其经吸入配管吸入含有水生生物等的压载水，同时经排出配管将该压载水压送到船舶的压载水箱中；和狭缝板，其在该排出配管内且具有多个狭缝状的开口，还设置有下述旁路配管，其将含有上述水生生物的压载水从上述该压载水泵的吸入配管抽出一部分，并且在上述排出配管的远离压载水泵侧，再次返回到上述狭缝板的上游侧，还设置有溶解装置，其向经该旁路配管抽出的压载水中添加臭氧，并使它们混合来溶解臭氧，而且设置有加压泵，其将从该溶解装置送来的臭氧溶解液返回到上述排出配管中。
技术方案3所述的发明为一种船舶压载水处理装置，其特征在于，设置有：压载水泵，其经吸入配管吸入含有水生生物等的压载水，同时经排出配管将该压载水压送到船舶的压载水箱中；和狭缝板，其在该排出配管内、且具有多个狭缝状的开口，而且向位于该压载水泵的排出配管上的上述狭缝板的下游侧添加臭氧。
技术方案4所述的发明为一种船舶压载水处理装置，其特征在于，设置有：压载水泵，该压载水泵经吸入配管吸入含有水生生物等的压载水，同时经排出配管将该压载水压送到船舶的压载水箱中；和狭缝板，其在该排出配管内、且具有多个狭缝状的开口，而且向该压载水泵的吸入配管中添加臭氧。
根据本发明，可以提供一种压载水的处理装置，其无需提高设备成本即可容易实现臭氧的注入，而且不仅可以杀灭相对形状较大的水生生物，也可以杀灭细菌类。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的流程图。
图2是在第1实施方式中所采用的狭缝板附近的简略剖视图。
图3是沿图2的III-III线的简略剖视图。
图4是表示开口的其他形态的图。
图5是表示开口的其他形态的图。
图6是表示狭缝板的其他形态的简略剖视图。
图7是表示本发明第2实施方式的流程图。
图8是表示本发明第3实施方式的流程图。
图9是一张显微镜照片。
图10是一张显微镜照片。
图11是表示本发明的第4实施方式的流程图。
符号说明
1...压载水泵；2...压载舱；3...吸入配管；4...排出配管；5、5a、5b...狭缝板；500...狭缝；6...旁路配管；600...抽出部；601...减压阀；602...溶解装置；603...臭氧发生器；604...臭氧供给管；605...加压泵；606...单向阀；
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。
(第一方式)
图1为表示本发明的第一实施方式的流程图，在图1中，1为用于将含有水生生物等的压载水送入压载舱2的压载水泵，3为吸入配管，4为排出配管。
在本发明中，在作为处理对象的压载水中，例如使用有海水、淡水等，在该压载水中，含有动物浮游生物、植物浮游生物、以及细菌等水生生物。
5为设置于排出配管4内的狭缝板，基于附图2以及附图3对该狭缝板5进行说明。图2为狭缝板附近的简略剖视图，图3为沿图2III-III线的简略剖视图。如图2、3所示，在狭缝板5上形成有多个狭缝500、500、......。
狭缝500的开口宽度，可以设定为能够充分发挥本发明效果的任意的宽度，但是优选为200um～500um。
压载水朝向狭缝板5被压载水泵1压送到排出配管4内。被压送的压载水维持着乱流的状态，欲通过狭缝板5的狭缝500。并在欲通过该狭缝500时产生剪断现象，从而破坏、杀灭水中的水生生物。
在通过该狭缝500时，发生ΔP0.5～1.0MPa程度的压力损失，此外为了向压载舱2送水，还需要保证(0.2～0.4MPa)压力，因此若考虑到这些压力，压载水泵1需要保证0.7～1.4MPa程度的泵压力。
从提高剪断力方面考虑，优选为，将安装于排出配管4的狭缝板5安装在与水流方向正交的方向上。
使狭缝板5与排出配管4紧密接触地安装在排出配管4内，虽然未图示，但从可拆卸和可清洗方面考虑，优选为，通过凸缘等安装。
狭缝500，作为一种优选的方式，例举如图3所示以细长的长方形状形成的结构，狭缝的数量并没有特别的局限。
狭缝500的长度如图3所示，可以是相同的长度，也可以如图4所示，将中央部分的长度加长。
另外，狭缝500不局限于直线状，也可以为图5所示的圆弧状(曲线状的一例)
此外，狭缝板5的张数如图2所示，可以为一张，也可以如图6所示，采用两张的狭缝板5a、5b。这种情况下，也可以改变狭缝板5a的狭缝的开口宽度的大小、以及狭缝板5b的狭缝的开口宽度的大小。
本方式中，设置有旁路配管6，其用于将臭氧添加到被以0.7～1.4MPa程度的高压压送的压载水中。600为用于将压载水的一部分抽出的抽出部，该抽出部600为旁路配管6的起点，且被配置在上述排出配管4的靠近压载水泵1的一侧。之所以将用于注入臭氧的旁路配管6的起点设置于上述排出配管4，是因为考虑到对压载水泵1的保护(材质方面、由于气体混入而造成的气蚀)。
601为减压阀，可以减压到0.2～0.4MPa的程度。减压阀601的结构没有特别的局限。
602为向抽出了的压载水中添加臭氧，并使它们混合来使臭氧溶解的溶解装置。603为臭氧发生机，604为臭氧供给管。由臭氧发生机603产生的臭氧经臭氧供给管604在约0.2MPa程度的压力下被供给到溶解装置602中。作为溶解装置602，只要能够进行气液混合，可以使用各种装置，例如可以使用喷射器、静态混合器、管路混合器(line mixer)等静态的混合机。溶解装置602的压力损失最好是在0.2～0.3MPa的范围内。
605为加压泵，若使加压泵605工作，则一边吸引臭氧与压载水，一边进行气液混合。606为单向阀，防止来自排出配管4的逆流。
从对利用狭缝板5而无法杀灭的细菌类等进行杀菌的方面考虑，臭氧相对于全部压载水的注入率，优选为最大5ppm(g臭氧/m3压载水)，更为优选地是在0.5～5ppm范围内。
在该方式下，流向旁路配管6的流入量优选为最大占全部压载水水量的50％，更为优选地是在20～50％的范围内。
采用上述构成的结果是：通过利用旁路配管6使压载水的一部分分流，并利用减压阀601降低压力，得以注入臭氧。而且，通过使压载水分流，可以缩小喷射器等溶解装置602或减压泵605、单向阀606的口径。
此外，通过将溶解了臭氧的旁路配管内的压载水(海水等)送回到狭缝板5的上游侧，由狭缝板5再次对臭氧进行溶解，因此可以预计获得累加的效果。
(第2方式)
本方式与第1方式相比，在将压载水向旁路配管6的一侧抽出的抽出部600的位置上有所不同。即，如图7所示，将抽出部600设置于吸入配管3上。
压载水泵1的吸入侧存在落差H，是在由加压泵605进行吸引情况下的最佳流程。
图7中，与图1采用相同符号的部位，为同一构成，因此省略对其的说明。
从对利用狭缝板5而无法杀灭的细菌类等进行杀菌的方面考虑，臭氧相对于全部压载水的注入率，优选为最大5ppm(g臭氧/m3压载水)，更为优选地是在0.5～5ppm范围内。
在这种方式中，流向旁路配管6的流入量优选为最大占压载水水量的50％，更为优选地是在20～50％的范围内。
若与第1方式相比，即便去掉了第一方式中的减压阀601，仍可容易地进行臭氧注入，甚至可以将臭氧发生装置的排出压力降低到0.1MPa的程度，因此较为优选。
(第3方式)
接着，基于图8对本发明的第3方式进行说明。
狭缝板5为机械杀灭装置，通过狭缝板5后的水生生物，有已被完全杀灭的生物、或将死的生物、或存活下来的生物，其中的将死的生物、或存活下来的生物有可能会在压载舱2内再次繁殖。为了防止它们的再次繁殖，向通过狭缝板5后的压载水中注入臭氧。
狭缝板5的压力损失很大，因此其下游侧的压力很低。因此，该方式，是将臭氧添加到臭氧注入相对容易的狭缝板5的下游侧的方式。
另外，图8中，与图1采用相同符号的部位，为同一构成，因此省略对其说明。
在该方式中，为了明确将死的水生生物以及存活下来的水生生物的存在，在图9以及图10中示出显微镜照片。图9为植物浮游生物的例子，图10为动物浮游生物的例子。
图9的植物浮游生物中，左侧的3个图象表示的是正常的细胞(Normal cells)，右侧的6个图象中，表示的是受到破坏的细胞(Damaged cells)。
此外，图10的动物浮游生物中，左侧的3个图象表示的是正常的个体(Normal individuals)，右侧的4个图象中，表示的是受到破坏的个体(Damaged individuals)。
(第4方式)
接着，基于图11对本发明的第4方式进行说明。
当压载水泵1的材质具有耐臭氧性，且可以在气液混合的状态下使用时(多用于新船)，可以在压载水泵1的吸入侧注入臭氧。该方式提供了一种可对应此种情况的处理装置。
在该方式中，在臭氧溶解方面，利用压载水泵1与狭缝板5处的混合所起到累加效果，可以提高臭氧的溶解效率，因此较为优选。
另外，图11中，与图1采用相同符号的部位，为同一构成，因此省略对其说明。

Claims (4)

1.一种船舶压载水处理装置，其特征在于，设置有：压载水泵，其经吸入配管吸入含有水生生物的压载水，同时经排出配管以0.7～1.4MPa的压力将该压载水压送到船舶的压载舱中；和狭缝板，其在该排出配管内具有多个狭缝状的宽度200～500μm的开口，并且水中的水生生物欲通过该开口时被剪断现象破坏、杀灭，还设置有旁路配管，其将含有上述水生生物的压载水，从上述排出配管的靠近压载水泵侧抽出一部分，并且通过减压阀降低压力，在上述排出配管的远离压载水泵侧，再次返回到上述狭缝板跟前，还设置有溶解装置，其向经该旁路配管抽出的通过上述减压阀降低压力的压载水中添加臭氧，并使它们混合来溶解臭氧，而且设置有加压泵，其将从该溶解装置送来的臭氧溶解液返回到上述排出配管中。
2.一种船舶压载水处理装置，其特征在于，设置有：压载水泵，其经吸入配管吸入含有水生生物的压载水，同时经排出配管以0.7～1.4MPa的压力将该压载水压送到船舶的压载舱中；和狭缝板，其在该排出配管内具有多个狭缝状的宽度200～500μm的开口，并且水中的水生生物欲通过该开口时被剪断现象破坏、杀灭，还设置有旁路配管，其将含有上述水生生物的压载水，从上述该压载水泵的吸入配管中抽出一部分，并且在上述排出配管的远离压载水泵侧，再次返回到上述狭缝板的上游侧，还设置有溶解装置，其向经该旁路配管抽出的压载水中添加臭氧，并使它们混合来溶解臭氧，而且设置有加压泵，其将从该溶解装置送来的臭氧溶解液返回到上述排出配管中。
3.一种船舶压载水处理装置，其特征在于，设置有：压载水泵，其经吸入配管吸入含有水生生物的压载水，同时经排出配管以0.7～1.4MPa的压力将该压载水压送到船舶的压载舱中；和狭缝板，其在该排出配管内具有多个狭缝状的宽度200～500μm的开口，并且水中的水生生物欲通过该开口时被剪断现象破坏、杀灭，并且向位于该压载水泵的排出配管的上述狭缝板的下游侧添加臭氧。
4.一种船舶压载水处理装置，其特征在于，设置有：压载水泵，其经吸入配管吸入含有水生生物的压载水，同时经排出配管以0.7～1.4MPa的压力将该压载水压送到船舶的压载舱中；和狭缝板，其在该排出配管内具有多个狭缝状的宽度200～500μm的开口，并且水中的水生生物欲通过该开口时被剪断现象破坏、杀灭，并且向该压载水泵的吸入配管中添加臭氧。
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