CN102367191A - 过滤、紫外超声、充氮脱氧组合式压载水处理方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种过滤、紫外超声、充氮脱氧组合式压载水处理方法，该方法通过采用过滤、紫外超声、充氮脱氧组合式压载水处理设备的过滤器、紫外超声反应器和氮气发生装置协同作用对船舶压载水进行处理；过滤、紫外超声、充氮脱氧组合式压载水处理设备，包括海底门、压载泵、传感器、控制阀门、过滤器、紫外超声反应器、压载舱，所述紫外超声反应器和压载舱之间的管路上增设有氮气发生装置。本发明的过滤、紫外超声、充氮脱氧组合式压载水处理方法和设备，可以解决现有船舶压载水的处理方法效率较低和成本较高的问题，并且能够有效抑制处理过的海水中的微生物在压载舱中再生。
Description
技术领域
本发明涉及一种过滤、紫外超声、充氮脱氧组合式压载水处理方法，本发明还涉及该过滤、紫外超声、充氮脱氧组合式压载水处理方法的设备。
背景技术
地球上的海洋环境面临的威胁，大致可被归纳为四大类别，即：海洋生物对其他海洋生态系统的侵入；起源于陆地的海洋污染；对海洋资源的过度捕捞以及对海洋生物栖息地的物理性破坏。其中船舶被认为造成了海洋生物对其他海洋生态系统的侵入的发生，原因即是船舶压载水中含有的海洋生物及附着于船体的海洋生物。船舶压载水是造成地理性隔离水体间海洋生物异地传播的最主要途径。世界80％以上的商品贸易是通过船舶运输的，并且，全球每年大约有30到50亿吨压载水通过船舶在各海岸流动。每年在各国内部和各地区之内也有大量的压载水流动。对于现代运输而言，压载水是必需的，它可以保证船舶的安全和高效操作，保证未载货船的平衡和稳定。然而，它也给生态环境，经济和人类健康造成了威胁。2004年，IMO海上环境保护保护委员会(MEPC)第45届会议提出的《船舶压载水和沉积物控制与管理国际公约》在外交大会上获得通过，成为强制性国际公约。该公约的主要内容就是控制含有危险水生生物和病原体的压载水和残留物的转移，公约要求：航行时，船舶应在深海、开阔水域并尽可能远离海岸处进行压载水更换，需距离最近陆地至少200海里和水深至少200m以上。因此必须在船舶上加装安全、高效、快速、低成本的船舶压载水处理系统。IMO对于不同的船安装压载水处理装置的规定是不同的，其强制安装是逐步实施的。
在目前船舶压载水有害生物入侵问题的治理上，较大型生物可以用物理过滤的方法除去，但是单细胞生物和微小的原生动物由于个体太小，无法有效去除。科技工作者进行了大量防治船舶压载水有害生物入侵的研究工作：如在深海更换压载水的方法，它是有效减少外来生物入侵的可行措施，但存在消耗能量过高和操作、运行时间过长等问题；加热压载水法，压载水中的新月菱形藻在水温38℃条件下2小时后才致死，存在处理时间长、能耗过高、形成的热应力将影响船舶安全等难以解决的问题。也有不少科学工作者进行了加入杀灭生物药剂如氯、过氧化氢、好氧物质、臭氧等化学法以及超声波、紫外光、加热、电解等物理方法的研究。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种过滤、紫外超声、充氮脱氧组合式压载水处理方法，本发明的另一目的在于提供一种过滤、紫外超声、充氮脱氧组合式压载水处理设备。
技术方案：为达到上述目的，本发明提供了一种过滤、紫外超声、充氮脱氧组合式压载水处理方法，包括以下步骤：
(1)采用过滤、紫外超声、充氮脱氧组合式压载水处理设备的过滤器、紫外超声反应器和氮气发生装置协同作用对船舶压载水进行处理；
通过过滤器去除大于50μm的杂物；通过紫外超声反应器中超声波和紫外辐射的协同作用，杀灭压载水中粒径较小的微生物；当处理过的船舶压载水经过充氮脱氧反应器时，喷入由充氮脱氧压载水处理设备的氮气发生装置产生的氮气使其达到饱和，压载水中的含氧量减少约90％，进一步杀灭微生物并抑制其再生。
(2)然后将经过处理后的船舶压载水输送到过滤、紫外超声、充氮脱氧组合式压载水处理设备的压载舱，当压载水排出压载舱时，系统将通过管路向空舱中注入氮气，以确保压载舱中保持低氧的环境。
作为优化，所述过滤器和紫外超声反应器的外壳均采用不锈钢或钛钢等防爆材料。
作为优化，所述过滤器选用的是微控全自动反冲洗滤器。
作为优化，所述紫外超声反应器的超声装置为频率范围在20～75kHz的可调整式紫外超声反应器。
上述过滤、紫外超声、充氮脱氧组合式压载水处理方法的设备，包括海底门、压载泵、传感器、控制阀门、过滤器、紫外超声反应器、压载舱，上述各部件通过管路依次连接，所述紫外超声反应器和压载舱之间的管路上增设有氮气发生装置。
作为优化，所述紫外超声反应器内设置有多个紫外灯，所述紫外灯为横向贯穿式排列。
作为优化，所述海底门和压载泵之间、压载泵和过滤器之间、氮气发生装置和压载舱之间均设置有控制阀门。
作为优化，所述压载水处理设备各部件的连接管路上均设置有传感器，所述各部件均连接至控制系统。控制系统直接通过人机控制界面，即可操控过滤器，紫外辐射强度，超声频率，制氮装置的开启与关闭，以及其他阀门的开启与关闭。
有益效果：本发明的过滤、紫外超声、充氮脱氧组合式压载水处理方法，可以解决现有船舶压载水的处理方法效率较低和成本较高的问题，并且能够有效抑制处理过的海水中的微生物在压载舱中再生。本发明的过滤、紫外超声、充氮脱氧组合式压载水处理设备，效率高，操作简便，成本低廉，能在船舶航行中杀灭船舶压载水中的有害微生物，并抑制其再生。
附图说明
附图是本发明的结构示意图。
具体实施方式
实施例1：
如附图所示，过滤、紫外超声、充氮脱氧组合式压载水处理方法的实施过程，压载水藻类的浓度为13240/ml，细菌浓度为5832/ml时，压载水从充氮脱氧压载水处理设备的海底门1进入，经过压载泵2，打开控制阀门4，采用充氮脱氧压载水处理设备的过滤器5对船舶压载水进行过滤，去除大于50μm的杂物，过滤器精度为50μm，规格为795mm×620mm×1865mm；采用紫外超声反应器6对船舶压载水进行处理，紫外光源为单个功率为87W，每个光源之间距离为50mm，流速为2m3/h，进水阀的压力为0.22MPa；当处理过的压载水经过出水口压载管路时，喷入氮气发生装置7产生的氮气使其达到饱和，使得压载水中的含氧量减少90％；然后将经过处理后的船舶压载水输送到充氮脱氧压载水处理设备的压载舱8，水处理设备各部件的连接管路上均设置有传感器3，当压载水排出压载舱8时，系统将通过甲板管路向空舱中注入氮气，以确保压载舱中保持低氧的环境，得到藻类的脱除率为95％，细菌的灭活率为96％。
以上过滤、紫外超声、充氮脱氧组合式压载水处理方法和设备的设备包括的依次连接部件有：海底门1、压载泵2、传感器3、控制阀门4、过滤器5、紫外超声反应器6、氮气发生装置7、压载舱8。
实施例2：
如附图所示，过滤、紫外超声、充氮脱氧组合式压载水处理方法的实施过程，压载水藻类的浓度为5500/ml，细菌浓度为2300/ml时，压载水从充氮脱氧压载水处理设备的海底门1进入，经过压载泵2，打开控制阀门4，采用充氮脱氧压载水处理设备的过滤器5对船舶压载水进行过滤，去除大于50μm的杂物，过滤器精度为50μm，规格为795mm×620mm×1865mm；采用紫外超声反应器6对船舶压载水进行处理，紫外光源为单个功率为87W，每个光源之间距离为50mm，流速为2m3/h，进水阀的压力为0.22MPa；当处理过的压载水经过出水口压载管路时，喷入氮气发生装置7产生的氮气使其达到饱和，使得压载水中的含氧量减少90％；然后将经过处理后的船舶压载水输送到充氮脱氧压载水处理设备的压载舱8，水处理设备各部件的连接管路上均设置有传感器3，当压载水排出压载舱8时，系统将通过甲板管路向空舱中注入氮气，以确保压载舱中保持低氧的环境，得到藻类的脱除率为96％，细菌的灭活率为95％。
以上过滤、紫外超声、充氮脱氧组合式压载水处理方法和设备的设备包括的依次连接部件有：海底门1、压载泵2、传感器3、控制阀门4、过滤器5、紫外超声反应器6、氮气发生装置7、压载舱8。
实施例3：
如附图所示，过滤、紫外超声、充氮脱氧组合式压载水处理方法的实施过程，压载水藻类的浓度为2100/ml，细菌浓度为900/ml时，压载水从充氮脱氧压载水处理设备的海底门1进入，经过压载泵2，打开控制阀门4，采用充氮脱氧压载水处理设备的过滤器5对船舶压载水进行过滤，去除大于50μm的杂物，过滤器精度为50μm，规格为795mm×620mm×1865mm；采用紫外超声反应器6对船舶压载水进行处理，紫外光源为单个功率为87W，每个光源之间距离为50mm，流速为2m3/h，进水阀的压力为0.22MPa；当处理过的压载水经过出水口压载管路时，喷入氮气发生装置7产生的氮气使其达到饱和，使得压载水中的含氧量减少90％；然后将经过处理后的船舶压载水输送到充氮脱氧压载水处理设备的压载舱8，水处理设备各部件的连接管路上均设置有传感器3，当压载水排出压载舱8时，系统将通过甲板管路向空舱中注入氮气，以确保压载舱中保持低氧的环境，得到藻类的脱除率为99％，细菌的灭活率为97％。
以上过滤、紫外超声、充氮脱氧组合式压载水处理方法和设备的设备包括的依次连接部件有：海底门1、压载泵2、传感器3、控制阀门4、过滤器5、紫外超声反应器6、氮气发生装置7、压载舱8。
Claims (8)
1.一种过滤、紫外超声、充氮脱氧组合式压载水处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)采用过滤、紫外超声、充氮脱氧组合式压载水处理设备的过滤器、紫外超声反应器和氮气发生装置协同作用对船舶压载水进行处理；
(2)然后将经过处理后的船舶压载水输送到过滤、紫外超声、充氮脱氧组合式压载水处理设备的压载舱，当压载水排出压载舱时，系统将通过管路向空舱中注入氮气，以确保压载舱中保持低氧的环境。
2.根据权利要求1所述的过滤、紫外超声、充氮脱氧组合式压载水处理方法，其特征在于：所述过滤器和紫外超声反应器的外壳均采用不锈钢或钛钢等防爆材料。
3.根据权利要求1所述的过滤、紫外超声、充氮脱氧组合式压载水处理方法，其特征在于：所述过滤器选用的是微控全自动反冲洗滤器。
4.根据权利要求1所述的过滤、紫外超声、充氮脱氧组合式压载水处理方法，其特征在于：所述紫外超声反应器的超声装置为频率范围在20～75kHz的可调整式紫外超声反应器。
5.一种如权利要求1所述过滤、紫外超声、充氮脱氧组合式压载水处理方法的设备，包括海底门、压载泵、传感器、控制阀门、过滤器、紫外超声反应器、压载舱，上述各部件通过管路依次连接，其特征在于：所述紫外超声反应器和压载舱之间的管路上增设有氮气发生装置。
6.根据权利要求5所述的过滤、紫外超声、充氮脱氧组合式压载水处理设备，其特征在于：所述紫外超声反应器内设置有多个紫外灯，所述紫外灯为横向贯穿式排列。
7.根据权利要求5所述的过滤、紫外超声、充氮脱氧组合式压载水处理设备，其特征在于：所述海底门和压载泵之间、压载泵和过滤器之间、氮气发生装置和压载舱之间均设置有控制阀门。
8.根据权利要求5所述的过滤、紫外超声、充氮脱氧组合式压载水处理设备，其特征在于：所述压载水处理设备各部件的连接管路上均设置有传感器，所述各部件均连接至控制系统。
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