CN101918326A - 压载水处理系统和方法 - Google Patents

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Abstract

提供了压载水和/或冷却水杀生处理和杀菌系统和方法。所述系统利用氧化还原电位控制将电催化产生的杀生剂的添加或浓度调节到船舶浮力系统的杀菌水平和船舶冷却水系统的生物附着水平。所述杀菌和生物附着控制系统在提供适当处理的同时能降低船舶部件发生腐蚀和在某些情形下产生不期望的杀菌副产物的可能性。

Description

压载水处理系统和方法
发明背景
1.发明领域
本发明涉及船舶浮力系统杀菌及生物附着处理系统和方法，特别是涉及利于氧化还原电位值来调节和控制电催化产生氯基氧化剂或杀生剂。
2.相关技术讨论
氯基杀菌系统通常利用干燥氯气、散装次氯酸钠和原位氯或次氯酸钠电解发生器中的任何一种。海水电解制氯已被用于陆基工业和海上应用中的冷却系统(如使用海水作为冷却剂的系统)的生物污染控制。自清洗套管式电化学电池的开发导致了电解氯化在船上应用中的使用，如用于发动机冷却系统和空调及其他辅助系统的生物附着控制。
陆基氯化系统的典型系统布置如图1所示。从进水口或水源1抽取海水并通过泵2将其泵送穿过电解发生器3。将包含杀生剂的发生器3排出液输入储罐5。由电源4向电解氯发生器3提供电流。
储罐5通常装有一或多个鼓风机6以将氢气副产物稀释或分散到安全的浓度。可以通过旋流分离器代替所述鼓风机和储罐来直接除去氢气。陆基系统可以产生较高浓度(约500-2000ppm氯)的次氯酸盐溶液。可以利用一或多个计量泵7通常通过分配装置8向应用点计量提供氯。应用点通常为向另一过程例如但不限于冷却回路9提供水的进入池。
在某些应用中，脱氯系统和方法可以利用氧化-中和剂，如亚硫酸氢钠，在饮用水或冷却水的排放或使用之前对其进行下游处理。
船舶利用压载水舱来提供稳定性和机动性。通常，在港口卸货操作之后或过程中，压载舱被充入水。在另一港口如果装货的话，可以排出所述压载水。事实上，所述压载水将被从第一港口转移到第二港口，所以可能会在第二港口引入水生有害物种(ANS)。ANS迁移可能会是有害的生态问题。船上电解氯化系统，如图1B所示，通常设计成在含氯的水的直接注入下产生低氯输出。在船上电解氯化系统中，通常从海水吸入箱1或总管使用增压泵2向电解发生器3提供海水。通常通过电源4为发生器3提供电力。通常通过分配装置8将来自发生器3的产物流注入海水吸入箱1。在船上系统中，冷却水通常被排出船外D并可通过从源11引入中和剂，如亚硫酸氢钠，加以脱氯，以将其中的氯浓度降至容许的排放水平，通常低于0.1ppm。
一般，使用氯分析器来监测和保持处理过的水中的残余氯浓度。然而，这些系统并没有考虑可能进行压载操作的不同港口在需氯量方面的不同。例如，需氯量可能会受海水中的氮化合物浓度影响，而氮化合物浓度在不同港口和不同季节之间由于例如藻类水面增殖的原因会有显著不同。图2显示了荷兰Texel岛附近的北海中铵和硝酸盐水平的季节变化(由Royal Netherlands Institute for Oceanographic Research(NIOZ)提供)。需氯量的波动可能会在不同的船上系统中产生高于所期望或可接受的氧化剂浓度，比如高游离氯浓度，该浓度随后又会加快乃至促进船舶系统和例如但不限于压载水泵、管道和储罐在内的辅助单元操作的腐蚀。所述差异还会促进杀菌副产物(DBP)的形成。
发明概述
本发明的一或多个方面涉及船上水处理系统。所述处理系统可包括压载水源；用于测量和传递表示压载水氧化还原电位的测量信号的传感器；用于向压载水中引入杀生剂的杀生剂源；和用于从传感器接收测量信号并至少部分基于所述测量信号和在约200mV-约900mV范围内的目标ORP(氧化还原电位)值，产生和向杀生剂源传递输出信号以调节杀生剂向压载水中的输入率的控制器。
本发明的一或多个方面涉及处理待引入压载舱的水的方法。在其某些实施方案中，此处理待引入压载舱的水的方法可包括向所述水中引入杀生剂；和调节杀生剂的引入率以在所述水中实现在约200mV-约900mV范围内的目标水氧化还原电位值。
本发明的一或多个方面涉及改进具有与海水源连接的压载舱的压载水系统的方法。在其某些实施方案中，所述改进压载水系统的方法可包括将电解装置的入口连接到海水源，将电解装置的出口连接到脱气罐的入口，和将控制器连接到电解装置和设置在脱气罐出口下游的氧化还原电位传感器，所述控制器用于调节电解装置的操作参数以在待引入压载舱的海水中实现在约200mV-约900mV范围内的目标氧化还原电位值。
本发明的一或多个方面涉及位于水体中的船舶之上的船上水处理系统。所述处理系统可包括含至少一种氯化物的水源、与所述水源和水体至少之一流体连接的过滤器、流体连接到所述过滤器下游的压载舱、用于测量和传递表示海水氧化还原电位的测量信号的传感器、用于向所述压载舱中引入杀生剂的杀生剂源、以及控制器；其中所述控制器用于从所述传感器接收信号并至少部分基于所述测量信号和在约200mV-约1000mV范围内的目标氧化还原电位值，产生并向所述杀生剂源传递输出信号以调节所述杀生剂向待引入过滤器的水和压载舱至少之一中的引入率。
附图简述
附图不是按比例绘制的。其中，在不同附图中各个相同或近似相同的部件用相同数字表示。为清楚起见，可能并未在每个附图中都标明所有部件。
在附图中：
图1A和1B是陆基(图1A)和船上(图1B)氯化系统的示意图；
图2是在荷兰Texel岛附近的北海中在一年中某一段时间内铵和硝酸盐的浓度变化图；
图3是在荷兰Texel岛附近的北海中在一年的某一段时间内海水的pH变化图；
图4是脊髓灰质炎病毒的失活率相对于氧化电位的变化图；
图5是根据本发明的某些方面所述的杀生剂产生和监测体系的示意图；
图6是根据本发明的某些方面所述的船上杀菌系统的示意图；
图7是在远洋航行的液化天然气(LNG)运输船上进行的测试中记录的用氯处理过的冷却水中的ORP读数图；
图8是测量的氧化还原电位相对于可能与本发明的某些方面相应的水体中的游离氯浓度的变化图，其中所述水体的pH为7.5和8.5；
图9是测量的氧化还原电位和水体中的游离氯浓度相对于可能与本发明的某些方面相应的加氯量的变化图；
图10是测量的氧化还原电位和水体中的游离氯浓度相对于可能与本发明的某些方面相应的加氯量的变化图；
图11A是在用10mg/L氯处理过的海水样品中ORP和氯浓度随时间的变化图；
图11B是在用5mg/L氯处理过的海水样品中ORP和氯浓度随时间的变化图；
图11C是用足以在海水样品中产生约750毫伏的初始ORP的氯处理后，在所述样品中ORP和氯浓度随时间的变化图；
图12A是在添加了1ppm尿素和不同水平的氯的人工海水中ORP相对于游离氯的变化图；
图12A是在添加了1ppm甘氨酸和不同水平的氯的人工海水中ORP相对于游离氯的变化图；
图12C是在添加了1ppm甘氨酸和不同氯剂量水平的人工海水中ORP以及总的、游离和结合氯浓度随时间的变化图；和
图13是可用于实施本发明的某些方面的控制系统的示意图。
详细说明
本公开的某些方面提供可以特别是减少ANS传播的可能性和在某些情形下提供具有可接受的杀生剂水平的排放压载水的压载水处理系统和方法。本公开的其它方面提供在将处理过的水从固定或移动设备中排放之前无需进一步的纠正子系统和方法就能控制杀生剂浓度的处理系统和方法。本公开的其它方面提供在船舶的压载水内保持足以纠正ANS的氧化还原电位值的处理系统和方法。本公开的其余方面还提供可控电解处理压载水的系统和方法。本公开的另外一些方面还提供能补偿负载或需求变化的系统和方法。本发明的某些有利方面提供能降低产生过量或不期望的氧化性杀生剂水平的可能性的系统和方法。本公开的其它方面还提供对现有移动或固定电解水设施的改型或改进。本公开更进一步的方面还有利地在于利用迄今为止未认识到的ORP范围控制的处理系统。本公开的其它方面还涉及促进上述任一方面。
例如，在某些情形下，本发明涉及用于处理船舶浮力系统中的压载水的杀菌系统和方法以及在其它船舶系统中的生物附着控制或处理。所述处理系统可以，至少部分地，基于压载水的至少一个可测量的特征。本发明的某些方面可以提供最小水平的杀生剂，如氧化剂，但仍能提供乃至确保压载水的杀菌；优选地同时最小化含水结构的腐蚀以及最小化可能有害的杀菌副产物的形成。在某些实施方案中，本发明的处理系统可以，至少部分地，基于待处理或正在处理的水的氧化还原电位。本发明的某些具体方面提供的系统和方法能有利地提供最低水平的游离有效氯，或提供能确保对压载水的有效杀菌并同时最小化船体结构和辅助单元操作的腐蚀和在某些情形下最小化或至少降低可能的有害杀菌副产物的形成的游离有效氯浓度。
本发明的一或多个方面特别涉及用于冷却水系统和压载水系统的船上处理系统。所述处理系统可以包括压载水、海水、含氯化物的水或其组合的源；用于测量和传递表示压载水氧化还原电位的测量信号的传感器；用于向压载水中引入杀生剂的杀生剂源；和用于从传感器接收测量信号并至少部分基于所述测量信号和在约200mV-约1000mV范围内的目标ORP值产生和向杀生剂源传递输出信号以调节杀生剂向压载水中的输入率的控制器。在某些情形下，所述杀生剂源可以包括用于产生卤素基杀生剂的电解装置。在其它情形下，所述电解装置可以包括与压载水、海水、含氯化物的水或其组合的源流体连接的入口，并可设置为产生次氯酸盐化合物。所述电解装置可以包括与压载水、海水、含氯化物的水或其组合的源的出口在其下游和电解装置入口上游的位置流体连接的第一出口。在某些情形下，所述电解装置可以包括流体连接到压载舱入口上游和电解装置入口下游的第二出口。所述电解装置通常设置为产生次氯酸盐化合物和氧化物。在某些情形下，输出信号通常调节穿过电解装置的至少约1000Amp/m2的电流密度。在船上水处理系统的更进一步的实施方案中，目标ORP值在约500mV-约750mV的范围内。进一步地，目标ORP值可以基于政令或规定的杀菌要求。控制器还可以设置成控制杀生剂向海水吸入箱中的引入率以在被引入船上冷却系统的水中实现目标的生物附着控制值。船上水可进一步包括流体连接在电解装置下游的脱气罐。压载水、海水、含氯化物的水或其组合的源可以为海水吸入箱，其可以流体连接到船上冷却水系统。
本发明的一或多个方面涉及处理待引入压载舱的水的方法。在其某些实施方案中，此处理待引入压载舱的水的方法可包括向所述水中引入杀生剂；和调节杀生剂的引入率以在所述水中实现在约200mV-约1000mV范围内的目标水氧化还原电位值。引入杀生剂可以包括产生含至少一种卤化物的杀生剂流的步骤。调节杀生剂的引入率可以包括调节杀生剂发生器的操作参数以实现在约500mV-约750mV范围内的目标水氧化还原电位值的一或多个操作。所述处理待引入压载舱的水的方法可进一步包括向所述水源中引入一部分杀生剂流的一或多个操作。所述处理待引入压载舱的水的方法可进一步包括调节杀生剂向所述水源中的添加率以达到期望的生物附着控制杀生剂浓度。在某些优选实施方案中，所述处理水的方法可包括在电解装置中电解一部分来自所述水源的水以产生杀生剂流。电解一部分来自所述水源的水可以包括产生含次氯酸盐的杀生剂流和在某些情形下含次氯酸盐和氧化物的杀生剂流的一或多个操作。所述水源可以包括流体连接到船上冷却系统的海水吸入箱。
本发明的一或多个方面涉及改进具有与海水源连接的压载舱的压载水系统的方法。在其某些实施方案中，所述改进压载水系统的方法可以包括将电解装置的入口连接到海水源，将电解装置的出口连接到脱气罐的入口，和将控制器连接到电解装置和设置在脱气罐出口下游的氧化还原电位传感器。所述控制器优选地设置成调节电解装置的操作参数以在待引入压载舱的海水中实现在约200mV-约1000mV范围内的目标氧化还原电位值。所述目标氧化还原电位值可以在约500mV-约750mV的范围内。所述改进压载水系统的方法可以进一步包括将脱气罐出口连接到压载舱的入口。此外，所述改进压载水系统的方法还可以包括将脱气罐出口连接到海水源。所述方法可以包括将氧化还原电位传感器设置在连接在海水源与压载舱之间的过滤器上游。海水源可以包括海水吸入箱或有利地储蓄着含氯化物的水的水箱。所述船上水处理系统可以具有在650ppm-750ppm范围内的目标氧化还原电位值。所述传感器可以包括金尖端电极。所述船上水处理系统可以进一步包括用于测量压载舱内的水的游离氯浓度和氧化还原电位中至少之一的第二传感器。所述船上水处理系统可以具有用于测量和传递代表待从压载舱排出的水的游离氯浓度、总氯浓度和氧化还原电位值中至少之一的第二测量信号的第二传感器。所述船上水处理系统可以包括进一步设置成接收所述第二测量信号并至少部分基于该第二测量信号和目标游离氯浓度、目标总氯浓度和第二目标氧化还原电位值中至少之一产生第二输出信号的控制器。所述第二目标氧化还原电位值可以在200mV-500mV的范围内。
本发明的一或多个方面涉及位于水体中的船舶上的船上水处理系统。所述处理系统可以包括含至少一种氯化物的水源、与所述水源和水体中至少之一流体连接的过滤器、流体连接到所述过滤器下游的压载舱、用于测量和传递表示海水氧化还原电位的测量信号的传感器、用于向所述压载舱中引入杀生剂的杀生剂源、以及控制器；其中所述控制器用于从所述传感器接收测量信号并至少部分基于所述测量信号和在约200mV-约1000mV范围内的目标氧化还原电位值而产生并向所述杀生菌剂源传递输出信号以调节所述杀生剂向至少一个压载舱和待引入过滤器的水中的引入率。
船上水处理系统的进一步的实施方案可以包括海水、含氯化物的水或其混合物的源，当船舶不处于海水中时，该源可以为用于储存海水、含氯化物的水或其混合物的存储容器。由此，例如，当船舶经过淡水体时，海水可以蓄积和储存在一或多个水箱中并供本文记述的一或多个杀生剂源利用。事实上，在某些实施方案中，具有两个或更多压载舱的船舶可以使用任何一个压载舱来储存海水并随后使用至少一部分储存的海水作为用于杀生剂源的所述含氯化物的水源。
本发明的一或多个方面提供船舶水系统的生物附着控制。例如，用于杀菌的电催化产生的试剂也可用于抑制船舶冷却系统的生物附着，通常以小于用于杀菌的氧化剂浓度。
需氯量可能与能与氯反应的无机和有机化合物的存在有关。在满足需氯量之前，可能不会有可用于杀菌的游离氯。如果存在氮化合物，则可以形成氯胺，其被认为是比游离氯弱的杀生剂。氯剂量(CD)通常取决于总残余氯(TRC)和需氯量(需氯)。如关系式(1)所示：
TRC＝剂量氯-需氯                (1)
总残余氯可以用关系式(2)表示：
TRC＝[氯胺]+[游离氯]            (2)
当存在时，游离氯如HOCl通常按照关系式(3)离解：
HOCl→H++OCl-                (3)
次氯酸(HOCl)是优选的杀生剂。然而，用TRC来表征氯化处理的效力并不能提供对杀菌效力的准确预测，特别是对于处理从受污染的海港泵送到船上的压载水更是如此，因为氯胺浓度的差异可产生从低至小于5ppm到高达40ppm的有效TRC范围。如果使用过量的游离氯来补偿该需求差异，则会导致不期望的腐蚀危险，如船舶钢结构的腐蚀，以及形成可能有毒的杀菌副产物如三卤甲烷(THM)，其通常取决于需氯量和游离有效氯水平。
本发明因此提供能将杀生剂的添加或引入可靠地控制在能产生对例如压载水的有效杀菌的水平的系统和方法。事实上，本发明的某些方面提供能减少过氯化可能性的系统和方法。本发明的其它方面可涉及使得可以选择、监测和调节有效杀生剂剂量的系统和方法，其中所述有效杀生剂剂量将最小化或降低产生腐蚀和副产物的可能性。本发明的优选方面提供不依赖于当地海水条件如需氯量、污染程度和pH而对在任何港口的压载水的有效杀菌，其可以通过利用本公开的某些方面保持足够的由测量的ORP或氧化还原电位表示的杀生剂氧化强度来保证。
在本发明的一或多个实施方案中可以使用用于测量水的氧化还原电位的至少一个ORP探针或传感器。测量的电位可以由在水中活性最大的氧化或还原剂来定义，在本发明的某些方面中，所述在水中活性最大的氧化或还原剂一般将为HOCl。但是，由于海水中通常含有约50ppm-约60ppm的溴化钠，利用氯的海水杀菌可以至少部分地通过溴化物例如按照反应式(4)转化成的次溴酸来实现。
HOCl+NaBr→NaCl+HOBr            (4)
某具体应用的氧化还原电位Eh通常根据能斯脱方程(5)确定。
E h = E 0 + RT nF log ( A ox A red ) - - - ( 5 )
其中Eh为反应的氧化还原电位，E°为标准电位，RT/nF为能斯脱数，Aox表示氧化剂的活性，Ared表示还原剂的活性。
氯的标准电位通常为1490mV，溴的标准电位通常为1330mV。在海水的典型pH为7-8.4时，HOBr浓度比HOCl浓度更稳定。例如，在8.0的pH下未离解的HOBr为约83％，而HOCl为约28％。因此，一般认为用氯对海水杀菌所需的ORP水平可能不同于对淡水杀菌所需的ORP水平。
为便于将氯浓度保持在能提供杀菌或生物附着控制的水平并同时为管道或其它潮湿船体结构的腐蚀提供低电位，有利的是确定处理海水如压载水处理所期望的或目标的氧化还原电位。一般认为，对于连续氯化，氯水平可保持在低于约0.5ppm到1.0ppm的范围内，优选地在从0.1ppm到0.2ppm的范围内。由此，在某些实施方案中，可确定目标ORP值的上限以提供相应的约1ppm的氯水平，或提供不超过可接受的腐蚀速率的条件。可以利用经验信息来至少部分地在ORP水平与测量的腐蚀速率之间建立联系。例如，可使用1密耳每年的钢锈蚀速率作为可接受的准线来至少部分地确定目标ORP值的上限。目标ORP值的下限可以确定在能充分提供期望的失活效果的条件。例如，可以利用经验信息在ORP水平与失活效率之间建立联系。
可影响游离氯残余技术的杀菌效力的因素包括氯残余浓度、接触时间、pH和水温。随着港口或季节的不同pH也可能会不同。例如，由于季节性藻类水面增殖，可能会导致高海水pH。图3显示了荷兰Texel岛附近的北海中pH值的季节变化(同样由NIOZ提供)。由于基于固定的氯输出的处理系统通常设计成应付最坏的情形即高pH下的情形，所以在低海水pH的条件下可能会导致压载水的过氯化，随之导致腐蚀电位提高和形成DBP的可能性增大。
与测量氯浓度而非其杀菌强度的残余氯分析器不同，ORP传感器提供对所处理的水的氧化(电子消耗)电位或还原(电子供给)电位的定性表示。
Ebba Lund在其1963年发表的一篇包含复制在图4中的示图的论文中提到了为水卫生而进行的ORP控制的特征。该图表明，脊髓灰质炎病毒的失活率与其所处的水的氧化电位直接相关。还显示了失活率与所用氯的类型无关(即游离氯对结合氯)。当ORP升高时，失活率也升高。后来对有机物如大肠肝菌、沙门氏菌和隐性芽胞虫菌进行的研究也得到了类似的发现。
进一步观察实验数据可以看出，当还原剂用量恒定时，氧化还原电位和残余氯浓度都可用作失活率的参数，但是当还原剂量改变时，只有氧化还原电位仍然可用。
本发明的水处理方法通常利用可用作压载水的一批海水进行。在此情况下，由于氧化剂与无机物、有机物和生物反应，氧化剂浓度如氯通常会随时间而降低。本发明，在某些方面，提供基于所处理水中的动态浓度对处理过的水的ORP控制。因此，ORP控制通常设计成能为杀生剂提供能有效地使至少一部分或优选地基本上全部ANS失活的时间，例如通过时滞回路，同时最小化可能的对船体结构的腐蚀伤害和DBP形成。
图5示意显示了一个根据本发明的至少一个方面所述的船上处理系统200。处理系统200可以包括海水源，如流体连接到至少一个压载舱120的海水吸入箱110。处理系统200可以涉及基于氯杀菌的水处理系统，其中氯剂量水平由处理过的水的氧化还原电位控制。例如，处理系统200可以包括ORP控制系统，其能提供变化的氯剂量水平并同时将处理过的海水的目标或期望的氧化还原电位保持在能提供有效的ANS死亡率的水平。在本发明的某些具体方面，处理系统200可以不依赖于所处理水的质量提供或优选地保持一个在足以对处理过的海水提供杀菌的水平的残余次氯酸(HOCl)浓度。例如，处理系统200可以消除对待处理水的pH或污染水平或两者进行补偿的需要。涉及这些方面的某些具体实施方案可例如通过执行或控制至少一种杀虫剂的引入速率以提供在约200mV-约1000mV范围内的期望或目标ORP值来实现。优选地所述目标ORP值在650mV-800mV的范围内，更优选地在650mV-750mV的范围内。为便于所述杀菌处理，系统200可以包括用于提供引入到压载舱120中的水的可测量特征的至少一个探针或传感器210，用于从探针或传感器210接收表示测量的特征的测量信号的至少一个控制器或控制系统C。如上所述，优选的非限制性实施方案涉及可以提供对水的ORP水平的表征的传感器或探针。处理系统200可以进一步包括用于向所述水中引入至少一种杀生剂的至少一种杀菌剂或杀生剂的至少一个源220。例如，可以利用供氯系统来向引入水槽120中的水中提供至少一种杀菌物质。如图所示，可以建立一个控制反馈回路来调节所述试剂向待处理水中的引入。所述至少一个ORP探针可以直接插入水管中或，为便于维护，安装在循环回路中。在其它情形下，ORP监控系统可以包括从压载水主来源110抽取支流的泵240。优选地，连接ORP探针与主管的管道和法兰由和主管路相同的材料制成，以防产生可能损害ORP探针或提供不希望的电化学腐蚀条件的杂散电流。优选地，所述至少一个探针具有与主管路相同的电位，这可以通过将探针接地到主管来实现。
本发明的其它方面涉及基于ORP的控制系统和方法以及能在卸压载操作中在将处理过的水如压载水排出之前除去或降低其中的残余氯浓度的中和子系统和方法。然而，优选的方面提供或促进对不期望的残余氯排放的消除，且本发明的特别优选的方面可以提供无需脱氯子系统的处理系统。脱氯可以应用例如至少一种还原剂，例如但不限于亚硫酸氢钠、过氧化氢和亚铁盐。氯的中和可以通过将ORP控制器设置在150mV-350mV、优选地200mV-300mV的范围内来实现，上述范围对于未处理过的海水来说是典型的。其它中和方法可以利用活性炭、基于紫外线的系统和金属催化的固定床等任何技术。
作为可选方案，同一ORP控制设备既可用于装压载又可用于卸压载操作，只是ORP设置加以适当变化。例如，可以从海水吸入箱110向储罐120中引入压载水、海水、含氯化物的水或其混合物，从而使储罐内的水的结果ORP值小于或约等于期望或可接受的水平，例如在300mV，乃至小于100mV。
图6给出了根据本发明的某些方面的处理系统300的另一示意图。处理系统300可以包括海水源，如设置在船上的海水吸入箱310。系统300可以进一步包括或被流体连接到通常包括至少一个压载水储罐320的浮力保持系统。在特定实施方案中，系统300可以包括流体连接到海水吸入箱310和优选地流体连接到至少一个压载舱320的至少一个氧化剂或杀生剂源330。在其它实施方案中，海水吸入箱310流体连接到至少一个利用海水的船舶系统中。例如，海水吸入箱310可流体连接到船舶的至少一个冷却水系统CWS并为其提供海水。源330可以包括至少一个能以电化学方式将前体物质转化成至少一种消毒或杀生化合物的电驱动装置如电解装置332。源330可以进一步包括用于向装置332提供电能以促进从海水吸入箱310供应的含氯化物水向杀生剂的电催化转化的至少一个电源334。源330可以进一步包括能通过至少一个排气孔V促进在电催化杀生剂生成过程中产生的任何气体如氢气的去除的至少一个脱气单元操作336。源330的至少一个出口可连接到储罐320。优选地，脱气单元操作336的出口流体连接到储罐320。在优选实施方案中，源330的出口进一步连接到海水吸入箱310以提供来自电解装置332和脱气单元操作326中任意一个的含至少一种杀生剂的流。如图6所示，系统300可以利用支流抽出技术，其中从海水吸入箱310抽取的一部分海水被引入源330，且待引入船舶浮力保持系统320的补偿海水被通过至少一个过滤器340过滤。
氧化剂源330可以包括至少一个能产生至少一种氧化性物质的电驱动装置，例如但不限于电解装置332。系统300可以进一步包括监测系统，其包括用于对系统300的至少一个部件的至少一个特征或性能提供表征的至少一个传感器或探针。如图所示，所述监测系统包括用于测量主管线342内的来自海水吸入箱310的水的至少一个性能的至少一个传感器352，用于测量浮力保持系统320的至少一个性能如在浮力保持系统的一或多个压载舱中的水的特征的至少一个传感器354和，任选地，用于测量待从一或多个压载舱中排出到出口或排放口D的水的性能的至少一个传感器356。系统300可以进一步包括至少一个控制器或控制系统C。控制系统C优选地设置成能调节或调整系统300的至少一个操作参数。在本发明的具体方面，控制系统C可以从监测体系的至少一个传感器接收至少一个输入信号。在本发明的进一步的具体方面，控制系统C可以调节源330和浮力保持系统中任意一个的至少一个操作参数。在另一些具体方面，控制系统C还可以监控压载舱320的排水操作。
在包括但不限于装压载的浮力调整操作过程中，可以通过一或多个氯分配装置向海水吸入箱310以及主压载水管342中引入含氧化剂或杀生剂流，如来自源330的氯。主管路342内的含氯的水的氧化还原电位可通过包括传感器352在内的监测系统监测，其中所述传感器352可以为ORP传感器。尽管图中显示传感器352位于过滤器340下游，但其它实施方案也可能包括位于过滤器340上游的传感器352，乃至位于过滤器340上游或在海水吸入箱310中的额外的传感器，以提供对海水特征的指示或表征。控制系统C可设置成接收来自监测系统的一或多个指示或表征并相应地优选根据所述至少一个表征而调整系统的至少一个操作参数如源330的操作参数。例如，控制系统C可设置成在系统300的任何单元操作中将处理过的水的氧化还原电位保持在预定的、可接受或期望的水排放限制之内。任选地，在排放或卸压载操作时，可以从例如还原剂或中和剂源向排出的处理过的压载水中引入至少一种还原或中和剂。在具体实施方案中，ORP传感器356可以测量浮力保持系统的排出水的ORP值或氧化剂浓度；且控制系统C可以优选地根据来自传感器356的测量信号来调节氧化剂中和系统360的操作参数，如用于中和排出水中的任何氧化剂或杀生剂(至少部分中和或中和到可接受的限制)的还原剂的加入率或剂量。可以改变所述期望的排放限制以满足司法政令。例如，在排出水中可接受的氯水平可能为小于约1mg/L，在某些情形下，小于大约0.5mg/L，在某些情形下，小于2ppm。
可以利用其它辅助单元操作来促进所述处理系统的运行。例如，如果氯源涉及原位电氯化，则辅助部件或子系统可以包括能向电化学发生器332中抽入海水支流的至少一个增压泵，以及能向所述发生器提供电能的至少一个变压整流器。此外，可以利用鼓风机来将放空氢气水平降低到爆炸极限以下。过滤器340可以为能减少与沉积物和生物群有关的有机和生物需氯量的滤网。优选地，过滤器340包括安装在位于压载水泵(未显示)下游的压载水主管道中的细筛自冲洗式滤网。在优选实施方案，所述基于ORP的杀菌系统包括50微米或更小、优选地40微米的过滤器，其能减少需氯量和进一步提高氯杀菌效力并同时降低发生腐蚀和形成DBP的可能性。所述过滤器还可以从引入水中除去浮游生物(在至少一个方向上尺寸大于50微米的有机体)。用过滤器除去浮游生物可有利于使处理系统在低目标ORP水平有效地工作。在另一实施方案中，使用了外加电流系统或阴极保护系统来消除在任何潮湿部件内的任何杂散电流和电压。所述ORP传感器可以是差动型的或具有类似地对杂散电流不敏感的构造。此外，任一ORP传感器都可以具有带能对海水中的化学污染和对氢气较不敏感的金或铂尖端的工作电极。可商购的ORP传感器包括但不限于来自Vernier Software&Technology，Beaverton，Oregon；Sensorex Corporation，Garden Grove，California和Global WaterInstrumentation，Inc.，Gold River，California的ORP传感器。
所述电化学发生器可以具有双极同心管电极。正电极可以具有铂涂层和工作在超过2000A/m2、优选地在2000-3500A/m2范围内的电流密度下，或工作在有利于由海水制造混合氧化剂溶液的条件下。发生器的非限制性例子包括以
Figure GPA00001096903700131
电解发生器从Siemens WaterTechnologies Corp.，Union，New Jersey商购获得的那些发生器。
被通过计量泵输入到压载水管道中的富混合氧化剂流可被分流到至少两个流动通道中。一个流可以将含氧化剂流输送到海水吸入箱中，从而为压载水管给水以抑制压载水管和滤网中的生物附着；此支流可设计成能提供约0.4-0.6mg/L氯的固定氯剂量，或某个常用于生物附着保护的剂量。另一个流可被输送到滤网或过滤器下游。为电化学发生器给水的支流可以从冷却管道抽取海水，从而供船舶不进行装压载操作时用于冷却海水的生物附着控制的处理系统使用。
其它实施方案可以包括储存在源330中的一或多种氧化性物质，其中所述源330可以包括一或多个贮罐(未显示)。
如图13所例示，可以使用一或多个计算机系统来执行控制系统C。例如，控制系统C可以为通用计算机，如那些基于Intel的型处理器、Motorola的
Figure GPA00001096903700142
处理器、Sun的
Figure GPA00001096903700143
处理器、惠普的
Figure GPA00001096903700144
处理器或任意其它类型处理器或其组合的通用计算机。或者，计算机系统可以包括专门编程的专用硬件，例如专用集成电路(ASIC)或为分析系统设计的控制器。
控制系统C可以包括一或多个通常连接到一或多个存储装置710的处理器705，其中所述存储装置710可以包括例如磁盘驱动存储器、闪速存储装置、RAM存储装置或其它用于存储数据的装置中的任意一种或多种。存储器710一般用于在所述处理系统和/或控制系统C的工作期间存储程序和数据。例如，存储装置710可用于存储与一段时间内的参数有关的历史数据，以及操作数据。包括用于实施本发明的实施方案的编程代码在内的软件可以存储在计算机可读和/或可写的永久性记录介质上，然后通常被复制到存储器中，然后其在存储器中可被处理器执行。所述编程代码可用例如Java、VisualBasic、C、C#、C++、Fortran、Pascal、Eiffel、Basic、COBAL中的任何一种编程语言或其任意组合来编写。
控制系统的部件可通过互连机构730连接在一起(其中所述互连机构730可以包括一或多个总线(例如在集成在同一装置内部的部件之间)和/或网络(例如在位于独立的分离器件上的部件之间)。所述互连机构一般使得可以在系统的部件之间交换信息(例如数据、指令)。
控制系统还可以包括能提供输入信号i1，i2，i3，…，in的一或多个输入设备730，例如监测系统的传感器、键盘、鼠标、轨迹球、麦克风、触摸屏中的任意设备，和用于提供输出信号s1，s2，s3，…，si的一或多个输出设备，例如打印装置、显示屏或扬声器。此外，(除了可由一或多个系统部件构成的网络之外或作为其替代)计算机系统可以包含一或多个可将计算机系统连接到通信网络的接口(未显示)。
根据本发明的一或多个实施方案，所述一或多个输入设备可包括用于测量参数的传感器。或者，所述传感器、计量阀和/或泵、或所有这些部件都可连接到与计算机系统操作结合在一起的通信网络上。例如，可将传感器352、354和356设为直接连接到计算机系统的输入设备，可将计量阀和/或泵设置为连接到计算机系统的输出设备，且可将上述的任意另一个或多个与另一计算机系统或部件结合在一起，以通过通信网络与其进行通信。这样一种构造使得一个传感器可以离另一传感器很远，或使得任一传感器可以离任一子系统和/或控制器很远，同时仍能在其之间提供数据。
尽管举例显示的控制系统是一类可以实施本发明不同方面的计算机系统，但应当理解，本发明并不仅限于在如例子中所示的软件或计算机系统中实现。事实上，除了在例如通用计算机系统上实现之外，控制器或其部件或分段也可作为专用系统或作为专用的可编程序逻辑控制器(PLC)或以分布式控制系统的形式实现。此外，还应当理解。本发明的一或多个特征或方面可以以软件、硬件、固件或其任意组合的形式实现。例如，可被控制器执行的算法的一或多个部分可以在分离的计算机上运行，其中各个所述独立的计算机可以通过一或多个网络进行通信。
2007年8月15日提交的名为“PROCESS FOR DISINFECTION OFBALLAST WAGER”和2008年4月10日提交的名为“METHOD ANDSYSTEM FOR TREATING BALLAST WATER”的未决美国专利申请60/956,057和61/043,795在此通过引用完全并入本文。
实施例
由以下实施例可以进一步理解本发明的这些及其他实施方案的功能和优点，以下实施例说明了本发明的一或多个系统和方法的益处和/或优点，但并未例示本发明的全部范围。
实施例1
图7给出了在20天的观察期内LNG运输船排出的冷却水的ORP图。所述冷却水经过Siemens Water Technologies Corp制造的
Figure GPA00001096903700151
电解发生器产生的氯进行处理。施加到所述冷却水中的氯剂量被设置在0.6mg/L的范围内。每天在半夜时中断氯的发生2小时以测量未处理过的水的ORP(ORP基准线)。
在观察期内，所述LNG运输船作了几次航行，每次航行持续大约5天。图7显示了ORP值如何随时间变化。当船舶处于公海时，观察到ORP值高达约725-750mV。当船舶离开或进入海港时观察到的ORP较低，当船舶位于港口内时ORP降低到约400-450mV范围内的水平。ORP值的差异，根据船舶所在的位置，反映了在不同环境中船舶周围的水中的需氯量和污染程度的变化。例如，当船舶位于港口或海港的水(其相对于公海来说受污染程度较高)中时，相对于恒定的加氯量观察到了较低的ORP值。
当在早晨的几小时内氯发生器不工作时，不管是在海上还是在港口内，观察到的ORP值都稳定在约200mV，对于未处理的淡水或海水来说这是典型的ORP值。
所述实施例显示在0.6mg/L范围内的低残余氯水平下，处理过的水的ORP值可高达750mV。由此可以实现涉及较低的游离氯残余水平的基于ORP的有效杀菌方法。
实施例1给出了连续氯化海水的结果。应当清楚，水处理工艺通常是以所谓的分批方式进行的，氯浓度会由于其与无机物、有机物和生物的反应而随时间降低。因此，对处理过的水的ORP的控制应当考虑处理过的水中氯浓度的动态变化。换句话说，基于ORP的控制优选地设计成能提供杀生剂可以有效地使ANS失活的足够长的一段时间，同时最小化对船体结构的可能腐蚀伤害和DBP形成。
实施例2
图8显示了ORP水平与池水的游离氯浓度和pH的关系图。在约7.5单位的pH时，可以以约0.2mg/L的游离氯实现约700mV的ORP。在8.5的pH时实现相同的电位将需要3ppm的游离氯。图8由此显示了在没有pH补偿时，基于游离氯控制的处理系统将导致不可接受的过氯化或氯化不足的情形。由于基于固定的氯输出的处理系统通常设计成应付最坏情形即高pH时的情形，所以其可能会导致压载水的过氯化，随之导致腐蚀电位提高和形成DBP的可能性增大。
实施例3
以与美国环保署和美国海岸警卫队在环境技术审核协议(Environmental Technology Verification protocol)草案中记述的用于评价水处理系统的方法相似的方式，使用自来水制备含和不含2mg/L尿素的氯化钠(20g/L)和溴化钠(60mg/L)水溶液以模拟典型的含低和高氮化合物浓度的沿海海水。
将1升所制备的溶液置于琥珀色玻璃烧杯中并连续搅动。以递增的剂量水平向烧杯中添加氯，同时监测处理过的溶液的ORP和残余游离氯浓度。
图9显示了在没有添加尿素和添加了2mg/L尿素的两个试验中模拟压载水中游离氯残余和氧化还原电位的动态变化。
数据显示当没有向模拟的压载水中添加尿素时，在约1.6mg/L的氯剂量水平下达到了700mV的ORP。当在模拟的海水中存在约2mg/L尿素时，达到相同的电位所需的氯剂量为5.2mg/L。
固定氯输出系统通常将针对最坏的情况(具有高氮化合物水平)进行设计。因此，同样的系统，在港口中或低需氯量的情况下，将产生过氯化的情形，导致不期望的腐蚀条件和DBP形成速率。
实施例4
使用自来水制备含1mg/L尿素的氯化钠(20g/L)和溴化钠(60mg/L)水溶液以模拟典型的沿海海水。将1升所制备的溶液置于琥珀色玻璃烧杯中并连续搅动。向烧杯中添加氯至0.5mg/L同时监测溶液的ORP、TRC和残余游离氯水平。基于TRC和残余游离氯浓度之差计算残余的结合氯浓度。使用1.0mg/L、1.5mg/L、2.0mg/L和3mg/L的氯剂量进行类似试验。
图10给出了所有这些试验在添加氯10分钟之后的ORP读数和总氯、游离氯及结合氯的浓度。数据显示在存在1mg/L尿素的情况下，添加10分钟之后可达到约700mV的ORP水平，以提供约1.25mg/L的氯。在此剂量水平下，游离氯浓度为约0.5mg/L，在不会促进钢锈蚀的条件之内。结合氯浓度为约0.2mg/L。而在3mg/L的剂量水平下，游离氯浓度为约1.5mg/L，这可能会提供腐蚀条件，且观察到产生的结合氯浓度为约1ppm，是1.25mg/L的剂量水平时观察到的结合氯水平的大约5倍。结果显示了氯剂量的影响。
实施例5
用砂滤器过滤于2008年1月在荷兰Texel岛近岸的北海获得的海水样品，以除去悬浮固体。还收集海底沉积物的样品并在约60℃热消毒。
制备1升的样品：无沉积物、含约100mg/L沉积物和含约200mg/L沉积物。用氯处理各个样品以在处理过的溶液中达到约700mV的ORP值。在无沉积物的样品中，约700mV的ORP值是通过约0.96mg/L的氯剂量达到的。在含100mg/L沉积物的样品中，约700mV的ORP值是通过约3.1mg/L的氯剂量达到的。在含200mg/L沉积物的样品中，约700mV的ORP值是通过约4.2mg/L的氯剂量达到的。
使用在2008年4月季节性的藻类水面增殖期间于同一地点收集的海水进行类似试验。将海水滤过50微米的尼龙滤网。在无沉积物的样品中，700mV的ORP值需要约2.5mg/L的氯剂量。
此实施例表明，达到700mV的示范ORP值所需的氯剂量会受若干因素如总悬浮固体(TSS)水平和需氯量的季节性变化等影响。
实施例6
用砂滤器过滤于2008年1月在荷兰Texel岛近岸的北海获得的海水样品，以除去悬浮固体。制备1升样品并用10mg/L、5mg/L和足以在处理过的溶液中产生约750mV的ORP值的氯剂量加以处理。
在处理5天之后，测量样品的ORP、游离氯、结合氯和DBP水平。结果在图11A-11C和表1中给出。
表1
由此结果可以看出，用10mg/L或5mg/L的氯剂量进行海水杀菌而不考虑海水质量对氯的实际需求可能会导致一些不期望的后果。在用10mg/L和5mg/L氯处理过的样品中，在所有5天的试验期间ORP值都保持在约700mV之上。这反映了在整个测试期间样品中都存在高残余氯水平。由于大部分氯化物仍以高活性的游离氯形式存在，如果在出海的船舶的压载舱中实施这样的投剂方案，则将产生严重的(即使不是危险的)电位腐蚀问题以及形成DBP。
相比之下，利用氯投剂来实现目标ORP值的系统有利于降低发生这些问题的可能性。使用ORP选择最佳的氯剂量水平有利于将DBP降低5到9倍和将残余氯水平降低100到1000倍。在使用ORP选择可取的氯剂量水平的系统中，在卸压载操作期间将只需稍微乃至不需要脱氯。
实施例7
于2008年6月在Texel岛附近的北海收集四个50升的海水样品。
两个样品用50微米的过滤器过滤；上述两个样品中的一个保持作为对照样品(FC)，而另一个样品(F)用氯处理以达到约700mV的ORP水平。另外两个样品不进行过滤。一个未过滤的样品被用作对照样品(UFC)，而另一个样品(UF)加以处理以达到约700mV的ORP水平。将所有4个样品都在温度受控的环境中放置5天，保持其约15℃-约18℃的初始温度。5天之后，检测样品的浮游动物(尺寸大于50微米的有机体)和浮游植物(小于50微米的有机体)水平。尽管在两个对照样品FC和UFC中都观察到了许多浮游植物，但在处理过的样品F和UF中并未观察到有生机的浮游植物。浮游动物的结果有所不同，在表2中给出。
表2
Figure GPA00001096903700191
这些结果表明海水样品中每升含约256个活的浮游动物。使用50微米的过滤器从待用氯进行处理的水中除去了基本上所有的浮游动物。在向未过滤的样品UF添加氯之后，有生机的浮游动物数立即从每升256个有机体降低到约11个有机体。这说明了氯的有利的氧化能力及其纠正浮游动物的能力。然而，甚至在5天之后，UF样品中仍存在3个有生机的有机体。这表明某些有机体需要高氯水平-曝露时间工作包围(exposuretime operating envelope)才能被消灭-或者是高氯剂量水平或者是长接触时间，或两者都需要。
在经过过滤和用氯处理达到约700mV的ORP值的F样品中没有观察到有生机的有机体。此外，应当注意，5天之后F样品中的残余氯为约0.1mg/L，其中约一半为游离氯，此水平通常不会引起任何腐蚀或DBP方面的担心。
然而，5天之后在经过过滤的对照样品FC中出现了一些有生机的有机体，很可能是由于某些在测试之前尺寸小于50微米且未被50微米的过滤器除去的浮游动物生长而产生的；不过，由F样品中缺乏生物活性表明了氯处理抑制了它们的生长。
实施例8
制备两个人工海水(20g/L NaCl和0.06g/L NaBr，在水中)样品。向一个样品中添加1ppm尿素，向另一个样品中添加1ppm甘氨酸。以不同的剂量对两个样品加氯并在约60分钟的时间内监测。约每5-10分钟使用铂尖端ORP传感器探针测量每个样品的游离氯浓度和ORP值一次。结果数据如图12A和12B所示。图12C显示了在添加了甘氨酸的样品中ORP以及总的、游离和结合氯浓度随时间的变化。
数据表明，在添加尿素的样品中测得的ORP值与游离氯浓度一致。相比之下，在添加甘氨酸的样品中ORP/氯的关系是变化的。这说明对于不同的还原剂ORP值可以不同的方式随加氯量变化。
图12A和12B中的数据表明使用基于ORP的处理系统可以提供稳定的氧化性环境水平，而基于氯浓度的控制可能导致不期望的低氧化性物质水平。
在图12C中，使用了金尖端ORP传感器探针以及铂尖端ORP传感器探针来监测添加甘氨酸(1mg/L)的人工海水在用3mg/L氯处理之后的水平。图12C中的数据表明，在向含还原剂的样品中初次添加氯之后，ORP和游离氯水平都可能会随时间而改变，这说明需要频繁甚至不断地监视压载水中的ORP水平。图12C中的数据还表明，使用金尖端ORP传感器探针比传统的铂尖端传感器探针更有利，因为数据显示金尖端传感器探针的读数能连续跟踪随时间不断降低的游离氯水平，而铂尖端传感器探针的读数在样品中存在较低水平的游离氯时在约60分钟或以上的时间开始达到稳定。
因此ORP控制可被成功地用于保持杀生剂的最小有效浓度，从而保证对压载水的完全杀菌并同时降低发生腐蚀和形成DBP的可能性。
氯化可以提供经济合算的压载水处理(BWT)。然而，氯化会产生腐蚀问题并且在卸压载操作中需要脱氯系统来防止或减少对环境的影响或破坏。有关基于氯化的压载水处理的研究通常注重需氯量对氯浓度效力的影响。因此结果通常是以氯剂量和残余氯或总残余氯(TRC)的形式给出。
上面记述了本发明的一些说明性实施方案，所属领域技术人员应当清楚，上述内容显然仅仅是说明性的而非限制性的，只作为举例目的给出。在本领域普通技术人员的能力范围内可以有许多变体及其他实施方案，这些都被视为落入本发明的范围之内。特别是，尽管此处给出的许多实施例涉及方法步骤或系统元件的具体组合，但应当清楚这些步骤和单元也可以其它方式组合来实现同一目的。
所属领域技术人员应当理解，本文所述的参数和构造是示例性的，实际的参数和/或构造将取决于使用本发明的系统和方法的具体应用。所属领域技术人员还应认识到或仅仅使用常规实验就能够确定本发明的具体实施方案的等同物。因此应当清楚，本文所述的实施方案仅作为举例给出，且在附加的权利要求书及其等同物的范围内；本发明还可以按不同于具体所述的方式实施。
另外，还应理解本发明涉及本文所述的每个特征、系统、子系统或方法以及两个或两个以上本文所述的特征、系统、子系统或方法的任意组合以及两个或两个特征、系统、子系统和/或方法的任意组合，只要所述特征、系统、子系统和方法不是互相矛盾的，这些都被认为是在权利要求书所概括的本发明的范围之内。此外，结合某个实施方案所记述的步骤、组成要素和特征并不意味着从其它实施方案的类似角色中排除。
在本文中，术语“多个”是指两个或两个以上项目或部件。术语“包括”、“含有”、“带有”、“具有”、“包含”和“涉及”不管是在说明书中还是在权利要求书等中都是开放式的术语，即意思是“包括但不限于”。由此使用这类术语意味着包括其后所列项目和其等同物以及额外的项目。对于权利要求书，只有“由......构成”和“基本上由......构成”分别是封闭式或半封闭式的连接词。序数词如“第一”、“第二”、“第三”等在权利要求书中用于修饰要求保护的组成要素时本身并不暗示一个要求保护的组成要素相对于另一个的任何优先、优越或顺序，也不暗示方法中的步骤的临时执行顺序，而只用于标志区分具有相同名字(若非使用了所述序数词)的要求保护的组成要素。

Claims (33)

1.改进具有与海水源连接的压载舱的压载水系统的方法，包括：
将电解装置的入口连接到海水源；
将电解装置的出口连接到脱气罐的入口；和
将控制器连接到电解装置和设置在脱气罐出口下游的氧化还原电位传感器，所述控制器设置成调节电解装置的操作参数以在待引入压载舱的海水中实现在约200mV-约900mV范围内的目标氧化还原电位值。
2.权利要求1的方法，其中所述目标氧化还原电位值在约500mV-约750mV的范围内。
3.权利要求2的方法，进一步包括将所述脱气罐出口连接到压载舱的入口。
4.权利要求3的方法，进一步包括将所述脱气罐出口连接到海水源。
5.权利要求1的方法，其中所述氧化还原电位传感器设置在连接于所述海水源与所述压载舱之间的过滤器上游。
6.船上水处理系统，其包括：
海水源；
用于测量和传递表示压载水氧化还原电位(ORP)的测量信号的传感器；
用于向所述海水中引入杀生剂的杀生剂源；和
用于从所述传感器接收测量信号并至少部分基于所述测量信号和在约200mV-约900mV范围内的目标ORP值而产生和向所述杀生剂源传递输出信号以调节所述杀生剂向所述海水中的输入率的控制器。
7.权利要求6的船上水处理系统，其中所述杀生剂源包括用于产生卤素基杀生剂的电解装置。
8.权利要求7的船上水处理系统，其中所述电解装置包括与所述海水源流体连接的入口，并设置为用于产生次氯酸盐化合物。
9.权利要求8的船上水处理系统，其中所述电解装置的第一出口流体连接在压载水源的出口下游和所述电解装置的入口上游。
10.权利要求9的船上水处理系统，其中所述电解装置的第二出口流体连接在所述电解装置的入口下游和压载舱的入口上游。
11.权利要求7的船上水处理系统，其中所述电解装置包括与压载水源流体连接的入口，并设置为用于产生次氯酸盐化合物和氧化物。
12.权利要求11的船上水处理系统，其中所述控制器设置为用于提供能调节穿过电解装置的至少约1000Amp/m2的工作电流密度的输出信号。
13.权利要求12的船上水处理系统，其中所述目标ORP值在约500mV-约750mV的范围内。
14.权利要求13的船上水处理系统，进一步包括流体连接在所述电解装置下游的脱气罐。
15.权利要求6的船上水处理系统，其中所述海水源包括流体连接到船上冷却水系统的海水吸入箱。
16.权利要求15的船上水处理系统，其中所述控制器设置成用于控制杀生剂向海水吸入箱中的引入率以在被引入船上冷却系统的水中实现目标的生物附着控制值。
17.权利要求16的船上水处理系统，其中所述目标ORP值基于规定的杀菌要求。
18.处理待引入压载舱的水的方法，包括：
向所述水中引入杀生剂；和
调节杀菌剂的引入率以在所述水中实现在约200mV-约900mV范围内的目标水氧化还原电位值。
19.权利要求18的方法，其中引入杀生剂包括产生含至少一种卤化物的杀生剂流。
20.权利要求19的方法，其中调节杀生剂的引入率包括调节杀生剂发生器的操作参数以实现在约500mV-约750mV范围内的目标水氧化还原电位值。
21.权利要求20的方法，进一步包括向所述水源中引入一部分杀生剂流。
22.权利要求21的方法，进一步包括调节杀生剂向所述水源中的添加率以达到期望的生物附着控制杀生剂浓度。
23.权利要求22的方法，其中所述水源包括流体连接到船上冷却系统的海水吸入箱。
24.权利要求18的方法，进一步包括在电解装置中电解一部分来自所述水源的水以产生杀生剂流。
25.权利要求24的方法，其中电解一部分来自所述水源的水包括产生含次氯酸盐的杀生剂流。
26.权利要求25的方法，其中电解一部分来自所述水源的水包括产生含次氯酸盐和氧化物的杀生剂流。
27.位于水体中的船舶上的船上水处理系统，包括：
含至少一种氯化物的水源；
与所述水源和水体中至少之一流体连接的过滤器；
流体连接到所述过滤器下游的压载舱；
用于测量和传递表示海水氧化还原电位的测量信号的传感器；
用于向所述压载舱中引入杀生剂的杀生剂源；和
控制器，其用于从所述传感器接收测量信号并至少部分基于所述测量信号和在约200mV-约1000mV范围内的目标氧化还原电位值而产生并向所述杀生剂源传递输出信号以调节所述杀生剂向至少一个压载舱和向待引入过滤器的水中的引入率。
28.权利要求27的船上水处理系统，其中所述目标氧化还原电位值在约650ppm-约750ppm的范围内。
29.权利要求27的船上水处理系统，其中所述传感器包括金尖端电极。
30.权利要求27的船上水处理系统，进一步包括用于测量压载舱内的水的游离氯浓度和氧化还原电位中至少之一的第二传感器。
31.权利要求30的船上水处理系统，其中所述第二传感器用于测量和传递表示待从压载舱排出的水的游离氯浓度、总氯浓度和氧化还原电位值中至少之一的第二测量信号。
32.权利要求31的船上水处理系统，其中所述控制器进一步设置成用于接收所述第二测量信号并至少部分基于该第二测量信号和目标游离氯浓度、目标总氯浓度和第二目标氧化还原电位值中至少之一而产生第二输出信号。
33.权利要求32的船上水处理系统，其中所述第二目标氧化还原电位值在200mV-500mV的范围内。
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