CN101698548B - 船舶压载水联合处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的是一种船舶压载水联合处理方法。包括高梯度磁过滤和紫外辐射处理两个步骤；高梯度磁过滤步骤是将高梯度磁过滤器串联在压载泵向船舶压载舱加压载水的输出端口处，采用高梯度磁过滤器对船舶压载水进行高效过滤，去除尺寸为50微米以上的浮游生物和悬浮颗粒；紫外辐射处理步骤是在高梯度磁过滤步骤之后，采用紫外辐射处理船舶压载水。本发明的优点为：容易实现自动化，工作高度可靠，维修量适中，占地面积少；安全可靠，不产生有害的消毒副产物，杀灭或抑活船舶压载水中的微生物效果明显，符合环境保护要求；处理水量大，不受自然温度的影响；高效快速，实现在管道输送压载水过程中去除压载水中的细菌、病毒、原生动物等。

Description

船舶压载水联合处理方法
(一)技术领域
本发明涉及的是一种水处理方法，具体地说是一种对船舶压载水进行处理的方法。
(二)背景技术
船舶要在海上安全航行，必须根据当时的装载状态和自身性能加载一定量的压载物，其作用是保证船舶具有良好的稳性和浮性。自19世纪80年代以来，船舶开始普遍采用水作为压载物，称之为船舶压载水。然而，船舶压载水却为不同水域间一些物种的传播提供了便利的条件。目前，每年全球船舶携带的压载水有一百多亿吨，全球每天在压载水中携带的生物有3000～4000种。到目前为止，全球已确认有500种左右的外来生物物种是由船舶压载水传播的，压载水引起的外来生物入侵，已成为海洋面临的“四大危害”之一。
根据国际船舶压载水和沉积物管理与控制公约的规定，压载水的处理是指为杀灭去除压载水和沉积物中的有害水生物和病原体，使其失去繁衍能力。在众多压载水处理技术中，紫外辐射技术由于具有高效性、广谱性、无二次污染、运行安全可靠和能够连续大水量消毒等优势，得到了大量的研究。美国大学研究了过滤和紫外线联用的压载水处理技术，研究结果表明，对于50微米以上的微生物平均灭活率是80％，50微米以下的微生物平均灭活率是95％。孙永明对紫外线处理船舶压载水的可行性进行了初步研究，指出紫外线可以用于船舶压载水的处理，配合船舶主机缸套冷却水处理效果更好。挪威研发的紫外线压载水处理设备是第一个用于实船的设备。在实际应用中，对紫外线反应器处理量的连续调节，可以达到7000m3/h。
但紫外处理压载水受到多种因素的影响，尤其是压载水水质的影响。紫外处理要求处理的水质透明度要求高。研究表明，紫外光容易被悬浮物质和黄色物质即溶解性有机物所吸收，而且较大颗粒的悬浮物质能遮挡紫外光，从而导致杀灭率下降，此外当海水浊度较大或灯管表面被沉积物污染时，其有效性更是大受影响。因此，利用紫外辐射技术处理船舶压载水时，压载水的过滤工艺至关重要。
与此相关的公开报道有：1、申请号为200610151134.9，名称为“船舶压载水的处理方法和设备”的专利文件；2、“微孔过滤与紫外辐射结合去除模拟压载水中扁藻的研究”(《海洋环境与科学》，2009：28(2)：208-210)；“船舶压载水紫外灭菌系统研究”(大连海事大学，2008.6)等。
(三)发明内容
本发明的目的在于提供一种能有效地处理船舶压载水，处理水量大，除微生物效能高，操作简单的船舶压载水联合处理方法。
本发明的目的是这样实现的：
包括高梯度磁过滤和紫外辐射处理两个步骤；所述高梯度磁过滤步骤是将高梯度磁过滤器串联在压载泵向船舶压载舱加压载水的输出端口处，采用高梯度磁过滤器对船舶压载水进行高效过滤，去除尺寸为50微米以上的浮游生物和悬浮颗粒；所述紫外辐射处理步骤是在高梯度磁过滤步骤之后，采用紫外辐射处理船舶压载水，去除压载水中的细菌、原生动物。
本发明还可以包括这样一些特征：
1、在高梯度磁过滤步骤之前设置投加药剂步骤，投加混凝剂、混凝剂和磁种、混凝剂和炼铁炉的粉尘、或者混凝剂和高铁酸盐。
2、所述的投加药剂步骤是投加混凝剂，所述混凝剂为氯化铁，其投量为5-100mg/L。
3、所述的投加药剂步骤是投加混凝剂和磁种，所述混凝剂为氯化铁、其投量为5-100mg/L，所述磁种为四氧化三铁，其投量为100mg/L-300mg/L。
4、所述的投加药剂步骤是投加混凝剂和炼铁炉的粉尘，所述混凝剂为氯化铁、其投量为5-100mg/L。
5、所述的投加药剂步骤是投加混凝剂和高铁酸盐，所述混凝剂为氯化铁、其投量为5-100mg/L，所述高铁酸盐的投量为1mg/L-5mg/L。
6、所述高梯度磁过滤步骤由两个过滤介质大小不同的分离段组成。
在高梯度磁过滤前投加混凝剂可以改善高梯度磁过滤的效能。
在高梯度磁过滤前投加磁种——炼铁炉的粉尘可以改善高梯度磁过滤的效能。
本发明的方法的优点在于，利用高梯度磁过滤器与紫外照射联用技术可以杀灭生命力顽强的微生物，高速高效地杀死微生物，实现在管道输送压载水过程中直接去除压载水中的细菌、病毒、原生动物。本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
(1)安全可靠，不产生有害的消毒副产物，杀灭或抑活船舶压载水中的微生物效果明显，符合环境保护要求。
(2)占地面积少，容易实现自动化控制，操作简单。
(3)处理水量大，不受自然因素，如温度等的影响。
(4)在高梯度磁过滤器前投加一定量磁种——炼铁炉的粉尘可有效改善高梯度磁过滤器的过滤效能，目前，常用的磁种是四氧化三铁，价格贵，需要回收，而将炼铁炉产生的固体废物——粉尘回收加以利用，可代替四氧化三铁做磁种处理压载水，用后与滤渣一并排出，省去了磁种回收工艺，可在改善高梯度磁过滤效能的同时大大节省工艺的运行费用。
(5)运行安全、可靠。传统的消毒技术如采用氯化物或臭氧，对现场操作人员以及周围环境产生潜在的威胁，需要特别小心。
(6)高效快速，高梯度磁过滤和紫外照射双重作用，具有更快、更强的杀菌能力，实现在管道输送压载水过程中去除压载水中的细菌、病毒、原生动物等。
(四)附图说明
图1是本发明的流程图；
图2是高梯度磁过滤器运行工艺流程图。
(五)具体实施方式
下面举例对本发明做更详细地描述：
本实施方式压载水的处理方法是依次通过下述步骤实现：
首先，可根据压载水水质投加一定量的混凝剂和炼铁炉的粉尘对船舶压载水进行预处理，混凝剂为氯化铁，其投量为5-100mg/L，炼铁炉粉尘的投量为100mg/L-300mg/L，混合方式采用静态混合器混合。
预处理后的压载水经过高梯度磁过滤器过滤，高梯度磁过滤器由励磁线圈、导磁轭铁、添装钢毛的圆筒和接线装置构成。采用钢毛基质的高梯度磁分离器可以分离一般磁分离器不能分离的磁化率低、体积小的弱磁性细颗粒物，具有钢毛基质添装率低(4-6％)，磁场梯度高(高达1000高斯/微米)的特点。其滤速可达到100m/h-300m/h。采用高梯度磁过滤器对船舶压载水进行过滤，对大于50微米的微生物、藻类等有显著去除。
当高梯度磁过滤出水水量显著降低时，需对其进行反冲洗，可采用气水联合方式进行反冲洗。反冲洗水为高梯度磁过滤器过滤后的水，压缩空气由空压机供给。先进行气反冲洗，打开空压机，先气冲2-4分钟，(0.5-1.0兆帕，冲洗强度100-300L/平方米.秒，然后同时打开空压机和连接反冲洗进水管的阀门进行气、水冲5分钟(0.5-1.0兆帕，气冲洗强度100-300/平方米.秒，水冲洗强度100-300/平方米.秒)最后关闭空压机，水冲2-5分钟，(0.5-1.0兆帕，水冲洗强度100-300/平方米.秒)。完成反冲洗过程后，可进行下一个工作周期。
经高梯度磁过滤器过滤后的压载水进入紫外照射装置，采用低压汞灯作为紫外光源，紫外照射波长为253nm，从而进一步去除水中的微生物等。
采用高梯度磁过滤和紫外照射双重作用处理船舶压载水，具有更快、更强的杀菌能力，同时，高梯度磁过滤可改善后续紫外照射的除微生物效能，从而提高整体工艺的效能。具体表现为：
1.紫外照射的效能与水中的总悬浮物密切相关，这是由于悬浮颗粒一方面可吸收并分散了紫外能量，另一方面，微生物隐藏在颗粒中受到保护，避免了紫外线的破坏，因此需要对紫外照射水进行必要的初级处理。高梯度磁过滤具有过滤精度高，出水水质透明度较高等特点，为紫外照射提供了高效的预处理。
2.高梯度磁过滤与紫外照射对微生物的去除具有协同作用，如对藻类的去除，采用高梯度磁过滤可以在较大流量下大量截留藻细胞，并对通过的藻细胞壁产生破坏；紫外辐射可以通过光化学作用破坏藻细胞的细胞核，从而进一步降低藻类的存活能力。

Claims (7)

1.一种船舶压载水联合处理方法，其特征是：包括高梯度磁过滤和紫外辐射处理两个步骤；所述高梯度磁过滤步骤是将高梯度磁过滤器串联在压载泵向船舶压载舱加压载水的输出端口处，采用高梯度磁过滤器对船舶压载水进行高效过滤，去除尺寸为50微米以上的浮游生物和悬浮颗粒；所述紫外辐射处理步骤是在高梯度磁过滤步骤之后，采用紫外辐射处理船舶压载水，去除压载水中的细菌、原生动物。
2.根据权利要求1所述的船舶压载水联合处理方法，其特征是：在高梯度磁过滤步骤之前设置投加药剂步骤，投加混凝剂、混凝剂和磁种、混凝剂和炼铁炉的粉尘、或者混凝剂和高铁酸盐。
3.根据权利要求2所述的船舶压载水联合处理方法，其特征是：所述的投加药剂步骤是投加混凝剂，所述混凝剂为氯化铁，其投量为5-100mg/L。
4.根据权利要求2所述的船舶压载水联合处理方法，其特征是：所述的投加药剂步骤是投加混凝剂和磁种，所述混凝剂为氯化铁、其投量为5-100mg/L，所述磁种为四氧化三铁，其投量为100mg/L-300mg/L。
5.根据权利要求2所述的船舶压载水联合处理方法，其特征是：所述的投加药剂步骤是投加混凝剂和炼铁炉的粉尘，所述混凝剂为氯化铁、其投量为5-100mg/L。
6.根据权利要求2所述的船舶压载水联合处理方法，其特征是：所述的投加药剂步骤是投加混凝剂和高铁酸盐，所述混凝剂为氯化铁、其投量为5-100mg/L，所述高铁酸盐的投量为1mg/L-5mg/L。
7.根据权利要求1至6任何一项所述的船舶压载水联合处理方法，其特征是：所述高梯度磁过滤步骤由两个过滤介质大小不同的分离段组成。
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