CN103073137B - 旋流分区式船舶压载水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明旋流分区式船舶压载水处理装置涉及一种船舶压载装置中对压载水进行杀菌处理的装置。其目的是为了提供一种处理效果更好的旋流分区式船舶压载水处理装置。本发明呈圆筒形，圆筒顶壁上设有隧柱式声化学超声波系统（1），侧壁上靠近顶壁处设有一压载水入口（2），压载水入口通道的方向与圆筒横截面上压载水入口处的切线方向相同，圆筒中部（4）内径小于上、下部（3、5）内径，圆筒中部内侧壁上设有若干紫外线灭菌器（6），圆筒下部侧壁上设有压载水出口（7），圆筒下部通过管路与一惰性气体罐（8）相连通，圆筒底端密封，圆筒的上、中、下部分别为初杀菌区、强力杀菌区、紧急灭菌排出区，压载水出口位于紧急灭菌排出区。
Description
技术领域
本发明涉及一种船舶压载装置，特别是涉及一种船舶压载装置中对压载水进行杀菌处理的装置。
背景技术
为了维持船舶在海洋和湖泊中的稳定性和适航性，船舶必须装载一定量的压载水。每年地球上有近10亿吨的海洋压载水在全球枢纽港口之间进行转载。这就带来了严重的生物入侵问题。在2004年国际海事组织所采纳的压载水管理条约中，为了防止微生物借助压载水移动和扩散而破坏生态系统及危害健康，要求船舶搭载用于杀灭压载水中的浮游生物等的处理装置。国际海事组织颁发的《国际船舶压载水和压载水沉淀物管理公约》中规定，2014年和2016年分别是物理法和生化法处理船舶压载水的最后期限。于是，当前正在开发将臭氧处理、紫外线照射、加热处理及磁力分离等各种水处理技术组合在一起的压载水处理技术。
例如日本特开2008-100157号公报中公开了一种基于臭氧的压载水处理技术。在该技术中，通过向送往压载箱的压载水中混入使用臭氧产生装置而生成的臭氧，利用臭氧的强氧化作用来杀灭压载水中的微生物及细菌类。
另外，日本特开2006-263664号公报中公开了一种利用紫外线照射的压载水处理技术。在该技术中，向压载水中添加过氧化氢或过氧化氢产生化合物，并在排出压载水之前照射波长区域为240～300nm的紫外线。向压载水中添加过氧化氢或过氧化氢产生化合物的目的与前面提到的臭氧处理技术相同，都是利用强氧化作用来杀灭微生物及细菌类，另外，照射紫外线的目的是通过将压载水中残留的过氧化氢分解以防止已排出的压载水污染环境。
日本特开2008-110276号公报中公开了一种基于加热处理的压载水处理技术。在该技术中，进行的是通过在汲取上来的低温压载水与预先加热处理过的高温压载水之间进行热交换，而将低温压载水加热到微生物及细菌类的杀灭温度的处理。
日本特开9-117618号公报中公开了一种磁力分离技术。在该技术中，向压载水中添加磁性粉和凝聚剂，并对它们进行搅拌，由此生成含有压载水中的微生物及细菌类的磁性絮凝物，然后用磁力分离装置从压载水中分离出该磁性絮凝物，同时用滚筒式过滤器捕获在压载水中残留的磁性絮凝物。由于物理性去除压载水中的微生物及细菌类，所以排出的压载水不会给环境造成影响。
在压载水管理系统的许可要件中，规定了压载水中所含有的微生物及细菌类的排出标准，为了获得作为压载水管理系统的许可，必须有可靠的满足这些标准的根据。但是在采用上述各公报中公开的技术进行大容量压载水的处理时，很难从上述各公报的记载中看出能够杀灭压载水中的微生物及细菌类的根据。另外，在日本特开2008-110276号公报所公开的技术中，虽然能够将压载水中所含有的微生物及细菌类以磁性絮凝物的形式去除，但却指出了将威胁生态系统及健康的微生物、细菌凝聚而成的絮凝物的危险性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种处理效果更好的旋流分区式船舶压载水处理装置。
本发明旋流分区式船舶压载水处理装置，所述处理装置呈圆筒形，圆筒的顶壁上设有隧柱式声化学超声波系统，圆筒侧壁上靠近顶壁处设有一压载水入口，所述压载水入口通道的方向与圆筒横截面上压载水入口处的切线方向相同，圆筒中部的内径小于圆筒上、下部的内径，圆筒中部的内侧壁上设有若干紫外线灭菌器，圆筒下部的侧壁上设有压载水出口，圆筒下部通过管路还与一惰性气体罐相连通，圆筒底端密封，圆筒的上、中、下部分别为初杀菌区、强力杀菌区、紧急灭菌排出区，所述压载水出口位于紧急灭菌排出区。
本发明旋流分区式船舶压载水处理装置，其中所述隧柱式声化学超声波系统整体呈细长柱状，隧柱式声化学超声波系统的一端为螺帽结构，另一端为单螺杆状超声波发射器，所述超声波发射器中超声波的功率为350W。
本发明旋流分区式船舶压载水处理装置，其中所述圆筒中部内侧壁上的紫外线灭菌器从上到下均匀布置有3层，每层紫外线灭菌器的数量为4个并且沿圆筒内侧壁均匀布置。
本发明旋流分区式船舶压载水处理装置，其中所述圆筒中部上层紫外线灭菌器为短波段灭菌器，即紫外线波长小于192nm；圆筒中部中、下层的紫外线灭菌器为长波段灭菌器，即紫外线波长为240～275nm。
本发明旋流分区式船舶压载水处理装置，其中所述圆筒下部靠近底壁处设有一独立空间，该独立空间与圆筒下部的其他空间密封隔离，所述独立空间内设有一臭氧发生器，该臭氧发生器上设有氧气入口和臭氧出口，所述臭氧出口通过管路与独立空间上方的圆筒下部空间相连通。
本发明旋流分区式船舶压载水处理装置，其中所述圆筒下部的独立空间的侧壁以及位于独立空间上方的紧急灭菌排出区的侧壁上都设有一检修道门。
本发明旋流分区式船舶压载水处理装置与现有技术不同之处在于本发明呈圆筒形，压载水沿着圆筒的切线方向进入而在圆筒中形成极强的旋流，从而能够带动压载水中的类固菌向筒体轴线处运动聚集，轴心区还形成了负压区，于是负压区的海水溢出空气气泡，溢出的空气气泡又被安装在圆筒顶壁上的隧柱式声化学超声波系统进行空化激荡而达到杀菌的目的，即利用超声波的空化作用，产生局部高温高压和机械振动作用，这种振动能够穿击微生物细胞壁、形成细胞结构破坏。经过超声波的空化作用达到了初次杀菌的目的，接下来压载水又经过圆筒中部紫外线灭菌器的杀菌处理。压载水经过圆筒上部的超声波初次杀菌，再经圆筒中部紫外线灭菌器的强力杀菌，微生物及细菌的绝大部已被杀死，杀菌效率高。当船舶进行压载水注入运行而大排量处理压载水时，开启惰性气体罐阀，向圆筒下部的紧急灭菌排出区注入惰性气体，以达到杀灭需氧型细菌及微生物的目的。由上论述可以看出，本发明旋流分区式船舶压载水处理装置对压载水的处理效果更好。
本发明旋流分区式船舶压载水处理装置中圆筒中部内侧壁上的紫外线灭菌器从上到下均匀布置有3层，每层紫外线灭菌器的数量为4个并且沿圆筒内侧壁均匀布置，这样压载水在流经圆筒中部的时候才能充分地被紫外线灭菌器照射到，从而提高杀菌效果。
本发明旋流分区式船舶压载水处理装置中圆筒中部上层紫外线灭菌器为短波段灭菌器，即紫外线波长小于192nm，圆筒轴心区溢出的空气中的氧气经波长小于192nm的紫外线的照射而变为臭氧，所生成的臭氧能够对压载水进行一次杀菌处理；圆筒中部中、下层的紫外线灭菌器为长波段灭菌器，即紫外线波长为240～275nm，该波段的紫外线对细菌及微生物有很好的杀菌作用，所以压载水经圆筒中部后能够得到很好的杀菌处理效果。
本发明旋流分区式船舶压载水处理装置中圆筒下部靠近底壁处设有一独立空间，该独立空间与圆筒下部的其他空间密封隔离，所述独立空间内设有一臭氧发生器，该臭氧发生器上设有氧气入口和臭氧出口，所述臭氧出口通过管路与独立空间上方的圆筒下部空间相连通。这样，当船舶搁浅或遇海难事故时，又或当压载水主管水流流速过大时，就启动圆筒底部的臭氧发生器，将船舶上自身携带的氧气通入到臭氧发生器中，经过反应臭氧发生器中产生的臭氧进入到圆筒的紧急灭菌排出区对压载水进行杀菌处理，处理效率更高。
本发明旋流分区式船舶压载水处理装置中圆筒下部的独立空间的侧壁以及位于独立空间上方的紧急灭菌排出区的侧壁上都设有一检修道门，这样就方便了对紫外线灭菌器及臭氧发生器的检查和维修工作。
下面结合附图对本发明旋流分区式船舶压载水处理装置作进一步说明。
附图说明
图1为本发明旋流分区式船舶压载水处理装置的结构图；
图2为本发明旋流分区式船舶压载水处理装置沿图1中A-A线的剖视图；
图3为本发明旋流分区式船舶压载水处理装置沿图1中B-B线的剖视图；
图4为船舶吸取压载水时本发明旋流分区式船舶压载水处理装置的使用状态图；
图5为船舶排放压载水时本发明旋流分区式船舶压载水处理装置的使用状态图。
具体实施方式
如图1所示，本发明旋流分区式船舶压载水处理装置呈圆筒形，圆筒的顶壁设有一可承压密封窗，即在顶壁上设置一通过可承压材料与外界密封隔离的凹槽，凹槽内设有隧柱式声化学超声波系统1，这样隧柱式声化学超声波系统1就能够承受压载水所产生的压力。所述隧柱式声化学超声波系统1整体呈细长柱状，隧柱式声化学超声波系统1的一端为螺帽结构，另一端为单螺杆状超声波发射器，所述超声波发射器中超声波的功率为350W。圆筒侧壁上靠近顶壁处设有一压载水入口2，结合图2可知，所述压载水入口2通道的方向与圆筒横截面上压载水入口2处的切线方向相同，圆筒中部4的内径小于圆筒上、下部3、5的内径，圆筒中部4的内侧壁上设有12个紫外线灭菌器6，紫外线灭菌器6从上到下均匀布置有3层，结合图3可知，每层紫外线灭菌器6的数量为4个并且沿圆筒内侧壁均匀布置。所述圆筒中部4上层紫外线灭菌器6为短波段灭菌器，即紫外线波长小于192nm；圆筒中部4中、下层的紫外线灭菌器6为长波段灭菌器，即紫外线波长为240～275nm。圆筒下部5的侧壁上设有压载水出口7，圆筒下部5通过管路还与一惰性气体罐8相连通，圆筒底端密封，圆筒的上、中、下部3、4、5分别为初杀菌区、强力杀菌区、紧急灭菌排出区，所述压载水出口7位于紧急灭菌排出区。
本发明旋流分区式船舶压载水处理装置，其中所述圆筒下部5靠近底壁处设有一独立空间9，该独立空间9与圆筒下部5的其他空间密封隔离，所述独立空间9内设有一臭氧发生器10，该臭氧发生器10上设有氧气入口11和臭氧出口12，所述臭氧出口12通过管路与独立空间9上方的圆筒下部5空间相连通。
本发明旋流分区式船舶压载水处理装置，其中所述圆筒下部5的独立空间9的侧壁以及位于独立空间9上方的紧急灭菌排出区的侧壁上都设有一检修道门（图中未示出）。
下面介绍一下本发明的工作过程：
如图4所示，船舶13在吸取压载水时，压载水在水泵14的作用下从船舶13底部的海底门15进入船舶13，海底门15设有粗过滤器、阀门等以防止鱼类及体积较大的物体进入船舶13中，压载水在进入本发明前先要经过主滤器16以便进一步过滤掉体积较大的物体。本发明在船舶13上并联设置有两台，平时为一主一备，紧急情况下可同时使用。经过主滤器16的压载水又通过本发明进行处理，最后通过管路进入到船舶13的压载水舱17中。这样就完成了船舶13压载水的吸取储存工作。
如图5所示，船舶13在排放压载水时，压载水舱17中的压载水在水泵14的作用下先经主滤器16过滤后再进入到本发明装置中进行处理，之后再将处理后的压载水排放到海洋或湖泊中。从而完成船舶13压载水的排放工作。
船舶13在吸取和排放压载水时使用的是两套不同的管路，互不影响。压载水在进入船舶13的压载水舱17时经过本发明装置的第一次处理，之后压载水从船舶13排放到海洋或湖泊中时再经过本发明装置的第二次处理。在本发明装置处理压载水的过程中，一般情况下通过调节管路的阀门将压载水的流量控制在主压载管水流速为1～1.5m/s，而在紧急情况下将压载水的流速控制在1.5～2m/s，如果启用本发明底部的臭氧发生器10，那么将压载水的流速控制在3m/s以内，这样压载水经过两道处理工序就能够满足国际上对压载水的处理要求，并且压载水的处理效率高。另外，本发明为立式安装，占用船舶13空间小。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种旋流分区式船舶压载水处理装置，其特征在于：所述处理装置呈圆筒形，圆筒的顶壁上设有隧柱式声化学超声波系统（1），圆筒侧壁上靠近顶壁处设有一压载水入口（2），所述压载水入口（2）通道的方向与圆筒横截面上压载水入口（2）处的切线方向相同，圆筒中部（4）的内径小于圆筒上、下部（3、5）的内径，圆筒中部（4）的内侧壁上设有若干紫外线灭菌器（6），圆筒下部（5）的侧壁上设有压载水出口（7），圆筒下部（5）通过管路还与一惰性气体罐（8）相连通，圆筒底端密封，圆筒的上、中、下部（3、4、5）分别为初杀菌区、强力杀菌区、紧急灭菌排出区，所述压载水出口（7）位于紧急灭菌排出区。
2.根据权利要求1所述的旋流分区式船舶压载水处理装置，其特征在于：所述隧柱式声化学超声波系统（1）整体呈细长柱状，隧柱式声化学超声波系统（1）的一端为螺帽结构，另一端为单螺杆状超声波发射器，所述超声波发射器中超声波的功率为350W。
3.根据权利要求1或2所述的旋流分区式船舶压载水处理装置，其特征在于：所述圆筒中部（4）内侧壁上的紫外线灭菌器（6）从上到下均匀布置有3层，每层紫外线灭菌器（6）的数量为4个并且沿圆筒内侧壁均匀布置。
4.根据权利要求3所述的旋流分区式船舶压载水处理装置，其特征在于：所述圆筒中部（4）上层紫外线灭菌器（6）为短波段灭菌器，即紫外线波长小于192nm；圆筒中部（4）中、下层的紫外线灭菌器（6）为长波段灭菌器，即紫外线波长为240～275nm。
5.根据权利要求4所述的旋流分区式船舶压载水处理装置，其特征在于：所述圆筒下部（5）靠近底壁处设有一独立空间（9），该独立空间（9）与圆筒下部（5）的其他空间密封隔离，所述独立空间（9）内设有一臭氧发生器（10），该臭氧发生器（10）上设有氧气入口（11）和臭氧出口（12），所述臭氧出口（12）通过管路与独立空间（9）上方的圆筒下部（5）空间相连通。
6.根据权利要求5所述的旋流分区式船舶压载水处理装置，其特征在于：所述圆筒下部（5）的独立空间（9）的侧壁以及位于独立空间（9）上方的紧急灭菌排出区的侧壁上都设有一检修道门。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent for invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Jiangdong District of Ningbo city in Zhejiang province 315040 Jinyuan Lane No. 225 room 603 Applicant after: Han Xianfeng Address before: 315200 No. 173 East Yanjiang Road, Zhenhai District, Zhejiang, Ningbo Applicant before: Han Xianfeng |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Xue Hong Inventor before: Han Xianfeng |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20171013 Address after: 272625 No. 246 Xue Zhuang village, Han Gang Town, Liangshan County, Jining, Shandong Patentee after: Xue Hong Address before: Jiangdong District of Ningbo city in Zhejiang province 315040 Jinyuan Lane No. 225 room 603 Patentee before: Han Xianfeng |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20181204 Address after: Room 1402, Ziyang Building, 99 Mingzhu Road, Huaishang District, Bengbu City, Anhui Province Patentee after: Bengbu HRABERO Intellectual Property Service Co. Ltd. Address before: 272625 No. 246 Xuezhuang Village, Hangang Town, Liangshan County, Jining City, Shandong Province Patentee before: Xue Hong |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20191125 Address after: 221300 No. 1 Zhangjiagang East Road, Yitang Town, Pizhou City, Xuzhou City, Jiangsu Province Patentee after: Pizhou Binhe SME Management Service Co., Ltd. Address before: Room 1402, Ziyang Building, 99 Mingzhu Road, Huaishang District, Bengbu City, Anhui Province Patentee before: Bengbu HRABERO Intellectual Property Service Co. Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20191218 Address after: 246000 Qiantang formation, Baiyun Village, Jiangtang Township, Taihu County, Anqing City, Anhui Province Patentee after: Anhui liulvchaoyan Agricultural Ecological Development Co., Ltd Address before: 221300 No. 1 Zhangjiagang East Road, Yitang Town, Pizhou City, Xuzhou City, Jiangsu Province Patentee before: Pizhou Binhe SME Management Service Co., Ltd. |