CN101428919A - 一种复合型船舶压载水处理方法 - Google Patents

一种复合型船舶压载水处理方法 Download PDF

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刘光洲
付洪田
孙明先
王洪仁
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    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Abstract

本发明属于船舶航运过程中加载水处理技术领域，涉及一种复合型船舶压载水处理方法，包括高效过滤和回注型电解法灭活处理两个步骤；高效过滤是将过滤器串接在压载泵向船舶压载舱加压载水的输出端口，除去浮游生物和悬浮颗粒；过滤器的额定流量与压载水的流量相同；回注型电解法灭活处理是在加装压载水的同时，用增压泵从过滤器出口端的进水总管中抽取一部分加载水流经电解槽，氯离子在电解槽的阳极上氧化生成氯气溶于加载水生成次氯酸钠；次氯酸钠溶液用加压泵返注回到进水总管中混合均匀后使次氯酸钠浓度实现杀灭残余有害水生物；其工艺路线简单，原理可靠，处理效果好。

Description

一种复合型船舶压载水处理方法
技术领域：
本发明属于船舶航运过程中加载水处理技术领域，特别是涉及一种复合型船舶压载水处理工艺方法。
背景技术：
随着全球经济一体化进程的不断加快，国际物流行业迅速增长，船舶运输是全球物流链中重要的一环，据统计，国际贸易中的货物80％以上是通过船舶转运的。船舶航行过程中，压载是一种必然状态，船舶在加装压载水的同时，当地的水生物也将随之被装入到压载舱中，直至航程结束后随压载水排放到目的地海域。压载水跟随船舶从一地到它地，从而引起了有害水生物和病原体的传播。据估算，目前全球每年的压载水约有100亿吨，预计到2013年，随着海运货物量的翻倍，船舶压载水量也将达到目前的两倍；压载水的无控制排放可能会对本地的生态系统、社会经济和公众健康造成危害。全球环保基金组织(GEF)把船舶通过压载水将有害生物引入新环境并对其产生影响列为海洋的四大危害之一。为了有效地控制和防止船舶压载水传播有害水生物和病原体，国际海事组织(IMO)于2004年通过了《船舶压载水和沉积物控制和管理国际公约》。“公约”规定自2009年始，所有新建船舶必须安装压载水处理装置，并对现有船只追溯实施。“公约”对压载水的处理标准，即可存活生物的尺寸及数量、病原体微生物的种类及数量作了明确规定(即D-2标准)。
目前，对船舶压载水处理技术已有大量的研究和报道，其通常采用的技术方法主要有：电解法、紫外线照射法、臭氧法等。紫外线方法的主要问题是：(1)穿透性能差，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)在很大程度上依赖于微生物的大小和形态，如海藻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2～3级；(3)有些微生物具有修复功能，会从紫外线处理中恢复过来，一些细菌及其他浮游植物也类似。臭氧法的缺点是：(1)设备占地面积较大，船上安装受限制；(2)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。电解法虽然设备较复杂，但从处理效果和对环境的影响来看，是很有前途的一种技术。国内外不少厂商对电解法船舶压载水处理技术进行开发，如韩国的techcross公司，它采用的是“在线型(inline)”，即全部压载水都流经电解槽，并且在电解之前没有采取过滤处理。国内厂商也是采用“在线型(inline)”，并且在前面加了过滤处理，一般是采用50um精度的过滤。这种“在线型”电解法船舶压载水处理技术的缺陷是：由于需要压载水全部流经电解槽，要求电解槽体积必然很大，尤其是对于大型船舶，其压载水量往往达到几万吨甚至十几万吨，压载水的流量可能超过5000m3/h，这样整个设备的体积就会很庞大，在船上安装是困难的。另外，对于处理单元来说，采用50um的过滤精度较低，由于海洋中的生物形状不规则，D-2标准中规定的尺寸大于50um的部分浮游生物还是能够穿过滤器，而要杀死这些尺寸较大的生物，需要较高的次氯酸钠浓度，带来的直接后果就是设备运行成本增加，并且因为产生的相关化学物质增多，会对海洋环境产生不利影响。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有船舶加载水处理技术中存在的缺点，寻求设计一种回注型电解法船舶压载水处理技术方法，在加装压载水的同时，采用精度过滤器，先将部分浮游生物过滤掉，再从进水总管取一小部分海水流经电解槽处理后，用加药泵将电解产生的高浓度次氯酸钠溶液回注到进水总管中，混合均匀后，使压载水中的次氯酸钠浓度达标，起到杀灭有害生物的作用。
为了实现上述目的，本发明采用复合型船舶压载水处理技术方法，其主要工艺路线包括高效过滤和回注型电解法灭活处理两个步骤；高效过滤是将过滤精度为30～40um的自动反冲洗盘式或网式过滤器串接在压载泵向船舶压载舱加压载水的输出端口，除去尺寸为30～40um以上的浮游生物和悬浮颗粒；滤网采用双相不锈钢或其它耐海水腐蚀的网状材料；反冲洗水直接排入船体外的海域中，不会对当地的海洋生态造成影响；自动反冲洗过滤器应串接式安装在压载泵的出口处，过滤器的额定流量与压载水的流量相同；回注型电解法灭活处理是在加装压载水的同时，用增压泵从过滤器出口端的进水总管中三通分管式抽取一部分加载水，使其流经通有低压直流电的电解槽，加载水中的氯离子在电解槽的阳极上氧化生成氯气，氯气迅速溶于加载的海水生成次氯酸钠；同时，氢离子在阴极上还原生成氢气，高浓度的次氯酸钠溶液和氢气一起流到除氢罐中除去氢气；高浓度的次氯酸钠溶液再用加压泵返注回到进水总管中混合均匀后，使进水管中的次氯酸钠浓度达到5～10ppm，实现杀灭残余有害水生物。
本发明涉及的系统加载水中的次氯酸钠浓度用余氯分析仪进行测量，测量信号传输到控制单元中作为控制的参比信号，通过调整电解槽的电解电流起到控制次氯酸钠含量的作用。
本发明处理后的压载水的每立方米中最小尺寸大于或等于50um的可存活浮游生物少于8个；每毫升中最小尺寸小于50um但大于或等于10um的可存活浮游生物少于7个；有毒霍乱弧菌(01和039)为0个cfu；大肠杆菌少于每100毫升50个cfu；肠道球菌少于每100毫升65个cfu；各项指标达到了“压载水公约”规定的D-2标准。
本发明与现有技术相比，其设计工艺路线简单，工作原理安全可靠，实施方便，处理效果好，可有效解决船舶加载水的传播污染及有害生物的异地危害。
具体实施方式：
下面通过实施例作进一步说明。
本实施例的工艺路线包括高效过滤和回注型电解法灭活处理两个步骤：高效过滤采用过滤精度为30～40um的自动反冲洗盘式或网式过滤器，除去尺寸为30～40um以上的浮游生物和悬浮颗粒；滤网采用双相不锈钢或其它耐海水腐蚀材料；反冲洗水直接排入船体外的海域中，不会对当地的海洋生态造成影响；自动反冲洗过滤器应串联式安装在压载泵的出口处，过滤器的额定流量与压载水的流量相同。回注型电解法灭活处理是在加装压载水的同时，用增压泵从进水总管中取一部分海水，使其流经电解单元的电解槽，电解槽通一低压直流电，海水中的氯离子在阳极上氧化，生成氯气，氯气迅速溶于海水生成次氯酸钠；同时，氢离子在阴极上还原生成氢气，高浓度的次氯酸钠溶液和氢气一起流到除氢罐中，除去氢气；高浓度的次氯酸钠溶液用加药泵注回到进水总管中，混合均匀后，使进水总管中的次氯酸钠浓度达到5～10ppm，以杀灭残余的有害水生物；次氯酸钠浓度用余氯分析仪进行测量，测量信号传输到控制单元中作为控制的参比信号，通过调整电解槽的电解电流起到控制次氯酸钠含量的作用；本实施例的效果达到了预期要求，其每立方米中最小尺寸大于或等于50um的可存活浮游生物少于8个；每毫升中最小尺寸小于50um但大于或等于10um的可存活浮游生物少于7个；有毒霍乱弧菌(01和039)为0个cfu；大肠杆菌少于每100毫升50个cfu；肠道球菌少于每100毫升65个cfu，各项指标达到了“压载水公约”规定的D-2标准。
本实施例分别按照下面三个具体实施参数分别对压载水进行处理，按照国际公认的测试方法对处理前后的压载水中的生物数量进行了分析，结果见表1。
实施例1：先采用过滤精度为30um的自动反冲洗过滤器进行过滤，再用电解产生的5ppm次氯酸钠进行灭活。
实施例2：先采用过滤精度为40um的自动反冲洗过滤器进行过滤，再用电解产生的10ppm次氯酸钠进行灭活。
实施例3：先采用过滤精度为35um的自动反冲洗过滤器进行过滤，再用电解产生的7.5ppm次氯酸钠进行灭活。
表1 三个实施例的压载水处理效果比较
Figure A200810238408D00061
Figure A200810238408D00071

Claims (1)

1、一种复合型船舶压载水处理方法，其工艺路线包括高效过滤和回注型电解法灭活处理两个步骤；其特征在于高效过滤是将过滤精度为30～40um的自动反冲洗盘式或网式过滤器串接在压载泵向船舶压载舱加压载水的输出端口，除去尺寸为30～40um以上的浮游生物和悬浮颗粒；滤网采用双相不锈钢或其它耐海水腐蚀的网状材料；过滤器的额定流量与压载水的流量相同；回注型电解法灭活处理是在加装压载水的同时，用增压泵从过滤器出口端的进水总管中三通分管式抽取一部分加载水，使其流经通有低压直流电的电解槽，加载水中的氯离子在电解槽的阳极上氧化生成氯气，氯气迅速溶于加载的海水生成次氯酸钠；氢离子在阴极上还原生成氢气，高浓度的次氯酸钠溶液和氢气一起流到除氢罐中除去氢气；高浓度的次氯酸钠溶液再用加压泵返注回到进水总管中混合均匀后，使进水管中的次氯酸钠浓度达到5～10ppm，实现杀灭残余有害水生物。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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