CN102627369A - 超声波处理压载水杀菌灭藻的方法和系统设备 - Google Patents

Abstract

超声波海底门空化杀菌机和超声波压载水空化杀菌机是用于船舶海底门、压载水杀灭抑制海洋生物的方法和系统设备，是针对船舶在行驶、起锚、停泊过程中装卸货物、注入和排出海水(或淡水)时，水中的有害生物和菌类、病原体也会随船舶在异地注入和排出，引起有害生物和菌类、病原体的跨海域传播，压载水的无控制排放导致海域交叉污染而研发的设备，这些外来物种的侵害，对海洋生态造成了危害，已经被国际环保基金组织(CEF)列为四大海洋危害之一。本发明是把超声波做成一种设备串联在船舶海底门的入口和压载水的管路中，利用超声波能够破碎细胞的功能，对海水(或淡水)中的有害生物和菌类、病原体进行超声波空化细胞破碎，使其达到灭活杀菌的处理效果，通过这种方法可以起到以下作用：1、对进入海底门的水经过超声波海底门空化杀菌机空化杀菌使细胞破碎，海底门粗过滤器的藻类、贝类生物被杀死，减少堵塞海底门粗过滤器和进水管道，使压载水和排载水管道、水泵、过滤器不能生成和存活藻类、贝类生物，保持管路畅通。2、使压载和排载管路中串联超声波压载水空化杀菌机，对进入压载舱的海水(或淡水)进行超声波空化细胞破碎，对残留的藻类、贝类生物病原菌灭活杀死，使进入压载舱的海水(或淡水)处于细菌达到国际海事(IMO)《国际船舶压载水和沉积物控制和管理公约》(后称公约)的要求，解决消除海洋四大危害之一外来物种入侵问题。为我国实施国际海事(IMO)《公约》的要求2017年前装备所有的远洋船舶的压载水设备，提供了技术装备的保障。

Description

超声波处理压载水杀菌灭藻的方法和系统设备

技术领域：

超声波处理压载水杀菌灭藻的方法和系统设备是用于船舶海底门压载水杀灭破碎海洋生物、细菌、病原体细胞的方法和系统装置，是属于船舶水处理技术，对海水(或淡水)中的有害生物和菌类、病原体使用超声波海底门空化杀菌机杀菌灭藻并进行水处理，用超声波压载水空化杀菌机破碎细胞的技术方法和设备。

技术背景：

船舶在行驶、起锚、停泊装卸货物时，注入和排出海水时，水中的生物和菌类物质也会随船舶在异地注入和排出，引起有害生物和菌类、病原体的跨海域传播，压载水的无控制排放导致海域交叉污染，这些外来物种的侵害，对海洋生态造成了危害，已经被国际环保基金组织(CEF)列为四大海洋危害之一。国际海事组织制定了强制性《国际船舶压载水和沉积物控制和管理公约》(后称公约)，规定从2009年起，新造的远洋船舶必须安装压载水处理设备；现有远洋船舶必须在2017年前必须安装压载水处理设备，未安装压载水处理设备的远洋船舶，不得驶入国际海事成员国港口，按照《公约》进行制裁和处罚。

根据《公约》的规定，我国需要安装压载水处理设备的船舶上万条远洋船舶，目前，多数是化学方式处理压载水的装置。例如：《一种处理船舶压载水的装置》专利号：200520092046.7的实用新型专利，是由电解处理的方式，电解产生氧化剂连同电场的作用杀灭生物的。例如：《一种处理船舶压载水的新方法》专利号：200710011692.X，发明专利：该方法是将两个放电电极浸在船舶压载水中，在两极间施加高压脉冲电压，产生液相放电，(略)使其杀死船舶压载水中的有害生物。专利：《电解水产生次氯化钠杀菌》的方法由以上来看，均采用电解的化学方式杀菌，在电解过程中需要添加化学药品，产生化学物质类会对海洋及生物造成危害。超声波海底门空话杀菌机做杀菌处理水，适用于船舶海底门压载水杀灭破碎海洋生物、细菌、病原体细胞的方法和系统装置。

与其它产品比较创造性在于：1、是创新使用超声波技术处理压载水。2、超声波是用声做工，不产生亦不需加任何化学材料，无污染，不破坏生态环境。3、安装简单实用易行。4、占用空间小，耗电少，杀菌效果好。

1、海底门：海底门是船舶的进水口，主要是有能开闭的阀门，粗、细滤篦多层组成，安装在船舶的底部，在水的注入和排出时，会有有害生物和菌类、贝类附着生成，造成海底门关闭不严，造成粗、细滤篦被堵塞，因此危害船舶的行驶和安全。目前，国内外还没有很好的解决办法，只有将海水直接吸入，使用喷涂带有毒性的涂料，用以杀死海洋生物和菌类、贝类。这种方法的特点一是有一定的时效性，半年左右就会毒性减弱，失去了杀灭能力。二是能够杀死海洋生物和菌类、贝类，减少了海底门及过滤篦的堵塞，但是，同时也会杀死了一些有益的海洋生物，造成物种的灭失，带来了一些海洋生态环境的污染和破坏。

2、压、排载水：由于船舶在航行停泊起航装卸货物时为了保持平衡，需要用水的注入和排出来保持平衡，保证航行安全。由于注入和排出海水(或淡水)时，水中的生物和菌类物质也会随船舶在异地注入和排出，也引起有害生物和菌类、病原体的跨海域传播，压载水的无序排放导致异地海岸海域被交叉污染，由于这些外来物种的侵害，对海洋生态造成了危害，已经被国际环保基金组织(CEF)列为四大海洋危害之一。

3、压、排载水回路：在船舶的底部，有海底门至压载舱，是由管道连接，为了保障航行安全，需要安装压载水、排载水的管线，分为压载水管道系统和排载水管道系统，用于压载水的进、排水。

发明内容：

本发明的目的用超声波处理压载水杀菌灭藻的方法和系统设备(图1)是：使用超声波海底门空化杀菌机(图3)串联在船舶海底门的入口和压载水管路中，利用超声波能够空化破碎菌类细胞的功能，使用超声波方法处理压排载水的方法和设备，能杀死海水(或淡水)中，浮游生物和孢子、菌类、病原体。由于超声波设备不需要添加次氯酸钠、氯气等化学材料，不会造成海洋环境污染，能够达到了《公约》的技术要求。也解决了海底门及过滤篦、水道被海洋生物和贝类堵塞的问题。超声波海底门空化杀菌机用于船舶海底门压载水杀灭抑制海洋生物的方法和系统的功能，是对海水(或淡水)中的有害生物和菌类、病原体用超声波空化杀菌装置细胞破碎分裂，使其达到灭活杀菌的处理效果。

(1)压载水系统流程：海底门-超声波海底门空化杀菌机(图3)-粗过滤器-管路三通分流-1号压载水管路-压载泵-过滤器-流量计-压力表-(1号)超声波压载水空化杀菌机(图2)-末端管路四通-缓冲罐-压载舱。这套系统的创造性在于增加了用超声波海底门空化机对海底门的浮游生物和菌类、贝类生物的处理，将其杀死使细胞破碎，破坏了其生长环境，减少或消除对海底门、粗过滤器的堵塞。增加了用(1号)超声波空化杀菌机对海水(或淡水)中的有害生物和菌类、病原体，破碎分裂，将其杀死，使其达到国际《公约》对海水(或淡水)中的杀菌的处理要求。

(2)压载水连接(2号)超声波压载水空化杀菌机(图2)管道系统流程：1海底门-2超声波海底门空化杀菌机(图3)-7-1过滤器-管路三通分流-压载水管路-压载泵-过滤器-流量计-压力表-(2号)超声波压载水空化杀菌机(图2)-末端管路四通-缓冲罐-压载舱。备用压载水管路系统是用于检修和故障时使用。

(3)排载水系统流程：压载舱-压载舱前三通-共用管道-缓冲罐前三通-四通-(2号)超声波压载水空化杀菌机(图2)-三通-压力表-流量计-过滤器-排载泵-三通-粗过滤器-超声波海底门空化管道-海底门-排入大海。用(2号)超声波压载水空化杀菌机(图2)对压载舱的水中的浮游生物和菌类、贝类生物在外排时进行处理，将其压载舱存留时所产生的残留的有害生物和菌类、病原体细胞破碎分裂，将其杀死，使其达到国际《公约》对海水(或淡水)中的杀菌的处理要求。

(4)自动调整船舶的压载水、排载水：通过调整10-4、10-5、10-6、10-12、10-13、10-14电控阀门的开启或关闭，可以使2个系统的压载泵和排载泵、超声波压载水空化杀菌机(图2)之间相互置换使用，编制控制软件，通过计算机系统控制，实现自动控制，自动调整船舶的压载水、排载水，对水中的浮游生物和菌类、贝类生物自动进行处理。

附图说明：

1、超声波处理压载水杀菌灭藻的方法和系统设备(图1)。

2、超声波压载水空化杀菌机(图2)

3、超声波海底门空化杀菌机(图3)

具体实施方式：

压载水、排载水系统是船舶离岸、航行、到岸，需要注入或排出海水(或淡水)以保证航行安全，在装货和卸货时，需要排放和注入海水或淡水，称之为压载水或排载水。为此，本发明的目的是提供一种用超声波压载水空化杀菌机(图2)对船舶压载水和排载水进行处理的方法，它能杀死有害生物和菌类及病原体的细胞。

压载水的实施方法：海水或淡水从海底门被吸入，经过海底门用超声波海底门空化杀菌机(图3)杀灭浮游生物和菌类病原体，对进入的海水或淡水进行水处理，水进入粗滤器过滤，过滤后进入压载水管道系统，由电控阀门控制，经过压载泵的抽吸进入细过滤器，过滤器管道旁路是用于过滤器清理维修时使用的，经由阀门、流量计、压力表，进入超声波压载水空化杀菌机(图2)杀菌处理，由电动阀门控制，再经由缓冲罐进入压载舱内。

排载水的实施方法，则与压载水反之，由压载舱经由排载管道，由电控阀门控制进入排载水管道，排出经由压力表、流量计、电控阀门进入过滤器反冲，有排载泵抽进排载管道，进入粗过滤器反冲，排入超声波海底门空化杀菌机(图3)处理灭菌，经由海底门排放入海。

在压、排载水在排放或注入时，会将异地水域的物种、生物和菌类及病原体排放或注入，因此而引起交叉传播和污染，危害海洋(水域)的生态平衡，危害当地的公众健康。但通过双回路压载排载水管路系统，由超声波压载水空化杀菌机(图2)处理，就能杀死破碎有害生物和菌类及病原体细胞，净化海洋环境，保护生态平衡。能确保船舶排载和压载水系统在任何状态下都能够可靠安全的运行，确保了船舶的航行安全。

压、排载水超声波空化灭菌机(图2)是为了杀灭压、排载水中的有害海洋生物、菌类、病原体，将压、排载水超声波压载水空化杀菌机(图2)其串联在双回路压、排载水处理管道系统中分别与(图1)10-6阀门与8-2压载水管道中间和10-14阀门和19-22号排载水管道连接起来，形成(图2)压、排载水超声波压载水空化杀菌机(图2)对压、排载水进行处理，杀死有害浮游生物菌类病原体。(图2)压、排载水超声波压载水空化杀菌机(图2)串联在(图1)双回路压、排载水处理管道系统中，分别与10-6阀门与8-2压载水管道中间和(图1)19-22号和10-14阀门排载水管道中间连接起来时，海水经由(图1)15-1超声波压载水空化杀菌机(图2)或15-2超声波压载水空化杀菌机(图2)中流过，超声波压载水空化杀菌机(图2)是由4换能器发射机对9换能器送电，经超声空化对水进行杀菌处理，9换能器是由发射头、变幅杆、压电陶瓷片组成，通过9换能器发射机电缆线与超声波发射机相连接。(图2)10超声波发射机电缆线是由机壳、电路板、芯片、模块、驱动软件、控制面板组成，工作电压220V，工作频率10Khz-40Khz，功率是由一千瓦至几百千瓦不等，根据需要设计；超声波压载水空化杀菌机(图2)是由1个发射机或多个发射机对应1个换能器或多个换能器组成，8换能器罩是由金属外壳加工而成，用于保护换能器，水流经(图2)11出口管变径经12连接出口法兰盘接入(图1)双回路压、排载水处理管道系统中的8-2压载水处理管道或19-2排载水处理管道与系统连接，进入双回路压、排载水处理管道系统。

超声波海底门空化杀菌机(图3)是处理海底门及过滤器管道滋生的海洋生物、藻类、贝类等生物的方法，(图3)是由1海水入口，2海底门，3超声波空化管道海水经由流过，4换能器是由发射头、变幅杆、压电陶瓷片组成通过电缆线与超声波发射机相连接。5超声波发射机是由机壳、电路板、芯片、模块、驱动软件、控制面板组成，工作电压220V，工作频率10Khz-40Khz，功率是由一千瓦至几百千瓦不等，根据需要设计；由1个发射机或多个发射机对应1个换能器或多个换能器组成。6换能器罩剖视图7换能器罩是由金属外壳加工而成，用于保护换能器，8连接法兰组成的超声波海底门空化杀菌机；把8法兰盘接入(图1)双回路压排载水处理管道系统中的6-1共用管道连接，进入压、排载水管道系统；用于(图3)船舶海底门与6-1共用管道中间安装，是用超声波海底门空化杀菌机来处理海水或淡水，杀死有害浮游生物菌类病原体的最安全、环保、节能的方法。

通过这种方法可以起到以下作用：1、对进入海底门的水经过超声波海底门空化杀菌机空化细胞破碎使海底门粗过滤器的藻类、贝类生物灭活杀菌，减少堵塞海底门粗过滤器和进水管道，使压载水和排载水管道、水泵、过滤器不能生成和存活藻类、贝类生物，保持管路畅通。2、使压载和排载管路中串联超声波装置，对进入压载舱的海水(或淡水)二次经过进行超声波空化细胞破碎，使残留的藻类、贝类生物病原菌灭活杀菌，使进入压载舱的海水(或淡水)处理细菌达到国际海事(1MO)《国际船舶压载水和沉积物控制和管理公约》要求的标准，解决消除海洋四大危害之一外来物种入侵问题。为我国实施国际海事(IMO)《国际船舶压载水和沉积物控制和管理公约》的要求2017年前装备所有的远洋船舶提供了技术装备的保障。这是部分解决我国远洋航运业所面临压载水处理设备的困境，是我国远洋航运业急需的节能环保装备。本发明具有先进性和创造性，是十分实用有效的，节约能源、保护生态环境和海洋环境的船舶处理压载水的先进技术。

Claims (10)

1.本发明是提供一种用超声波处理压载水杀菌灭藻的方法和系统设备。超声波处理压载水杀菌灭藻的方法和系统设备(图1)(后称图1)，超声波压载水空化杀菌机设备(图2)和超声波海底门空化杀菌机(图3)：(1-1)是由(图1)压载水管道1号系统直通1号超声波压载水空化杀菌机系统流程：1海底门-2超声波海底门空化杀菌机管道-4用超声波换能器处理水-5压载水流方向-6-1共用管道-7-1过滤器-17-1三通-8-1压载水管道1号系统-9-1压载水流方向-10-1阀门-11压载泵-10-2阀门-17-8三通-7-2过滤器(12过滤器旁路-10-3阀门)-17-9三通-10-4阀门-13-1流量计-14-1压力表-17-10三通-10-6阀门-15-1(1号)超声波压载水空化杀菌机-8-2压载水管道系统-10-7阀门-22四通-17-6三通-10-17阀门-23缓冲罐-6-3共用管道-5-3压载水流方向-17-7三通-24压载舱。(1-2)、(图1)压载水管道1号系统置换2号超声波压载水空化杀菌机系统流程：1海底门-2超声波海底门空化杀菌机管道-5压载水流方向-6-1共用管道-7-1过滤器-17-1三通-8-1压载水管道1号系统-9-1压载水流方向-10-1阀门-11压载泵-10-2阀门-17-8三通-7-2过滤器(12过滤器旁路-10-3阀门)-17-9三通-10-4阀门-13-1流量计-14-1压力表-17-10三通-10-5阀门-17-4三通-10-13阀门-17--5三通-10-14阀门-15-2(2号)超声波空化灭菌装置-19-2排载水管道系统-10-16阀门-22四通-17-6三通-10-17阀门-23缓冲罐-6-3共用管道-5-3压载水流方向-17-7三通-24压载舱。

2.根据权利要求1所述(图1)压载水系统不通过(1号或2号)超声波压载水空化杀菌机处理的流程：1海底门-2超声波海底门空化杀菌机管道-5压载水流方向-6-1共用管道-7-1过滤器-17-1三通-8-1压载水管道1号系统-10-1阀门-11压载泵-10-2阀门-17-8三通-7-2过滤器和12压载水旁路-17-9三通-10-4阀门-13-1流量计-14-1压力表-17-10三通-10-5阀门-17-4三通-10-15阀门-9-3压载水流方向-22四通-17-6三通-10-17阀门-23缓冲罐-6-3共用管道-5-3压载水流方向-17-7三通-24压载舱。

3.根据权利要求1所述(图1)排载水管道系统2号超声波压载水空化杀菌机直通排载泵系统流程：24压载舱-25排载水管道-18-4水流方向-10-8阀门-17-6三通-22四通-10-16阀门-19-2排载水管道系统-(2号)15-2超声波压载水空化杀菌机-10-14阀门-17-5三通-14-2压力表-13-2流量计-10-12阀门-17-3三通-7-3过滤器(10-11阀门-21过滤器旁路管道)-17-2三通-10-10阀门-20排载泵-10-9阀门-18-1排载水流方向-19-1排载水管道系统-17-1三通-7-1过滤器-6-1共用管道-2超声波海底门空化杀菌机管道-1海底门出口。

4.根据权利要求1所述(图1)排载水管道1号系统1号超声波压载水空化杀菌机置换排载泵系统流程：24压载舱-25排载水管道-18-4水流方向-10-8阀门-17-6三通-22四通-10-7阀门-8-2压载水管道系统-15-1(1号)超声波压载水空化杀菌机-10-6阀门-17-10三通-10-5阀门-17-4三通-10-13阀门-17-5三通-14-2压力表-13-2流量计-10-12阀门-17-3三通-7-3过滤器(10-11阀门-21过滤器旁路管道)-17-2三通-10-10阀门-20排载泵-10-9阀门-18-1排载水流方向-19-1排载水管道系统-17-1三通-7-1过滤器-6-1共用管道-2超声波海底门空化杀菌机管道-1海底门出口。

5.根据权利要求1所述(图1)排载水系统不通过(1号或2号)超声波压载水空化杀菌机处理的流程：24压载舱-25排载水管道-18-4水流方向-10-8阀门-17-6三通-22四通-10-15阀门-17-4三通-10-13阀门-17-5三通-18-2排载水流方向-14-2压力表-13-2流量计-10-12阀门-17-3三通(10-11阀门-21过滤器管道旁路-17-2三通)-7-3过滤器-17-2三通-10-10阀门-20排载泵-10-9阀门-18-1排载水流方向-19-1排载水管道系统-17-1三通-7-1过滤器-6-1共用管道-2超声波海底门空化杀菌机管道-1海底门。

6.根据权利要求1所述，(图2)本发明是提供一种压、排载水超声波压载水空化杀菌机是由(图2)1入口法兰-2入口管变径-3设备底部机体腿-4水流方向-5排污管口-6底部钢板-7超声波空化罐-8换能器罩-9换能器-10超声波发射机-11出口管变径组成的压排载水超声波压载水空化杀菌机。

7.根据权利要求1所述，(图3)本发明是提供一种超声波海底门空化杀菌机(图3)是由1海水入口-2海底门-3超声波空化管道-4换能器-5换能器发射机电缆-6换能器罩剖视-7换能器罩-8连接法兰组成。

8.根据权利要求1所述，(图1)本发明通过系统设计中应用软件用计算机控制系统中的超声波海底门空化杀菌机、过滤器、阀门、压载泵、压力表、流量计、压、排载水15-1、15-2超声波压载水空化杀菌机、缓冲罐、压载舱的运行信息，实现自动控制。

9.根据权利要求1所述，15-1、15-2超声波压载水空化杀菌机是由超声波发射机给换能器送电，产生空化对水进行杀菌处理，9换能器是由发射头、变幅杆、压电陶瓷片组成，通过10超声波发射机电缆线与超声波发射机相连接。(图2)10超声波发射机是由机壳、电路板、芯片、模块、驱动软件、控制面板组成，工作电压220V，工作频率10Khz-40Khz，功率是由一千瓦至几百千瓦不等，根据需要设计；1个发射机或多个发射机对应1个9换能器或多个9换能器组成，8换能器罩是由金属外壳加工而成，用于保护9换能器。

10.根据权利要求1所述，管道的直径可以根据船舶大小压排载水6共用管道系统需要选择。

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