CN103708582A - 一种船舶压载水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种船舶压载水处理装置，包括吸入管路，压载水泵，过滤装置，排出管路；吸入管路和海水相通，依次连接过滤装置和排出管路，排出管路连接船舶压载水舱，还包括介质阻挡放电反应装置，高压高频电源；介质阻挡放电反应装置置于过滤装置和排出管路之间，高压高频电源与介质阻挡放电反应装置连接，为其供电。本发明的优点在于：上述船舶压载水处理装置，结构简单，成本低廉，可以在现有船舶压载水处理系统中直接增加介电阻挡放电反应装置进行改造，通过介质阻挡放电反应处理压载水具有处理效果好，对水质要求低，处理速度快，无二次污染等显著优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种船舶压载水处理装置，具体来说，是一种通过介质阻挡放电反应装置来有效的处理船舶压载水的装置。
背景技术
船舶空载时为了保持一定的吃水深度不至于倾覆，在起航时要将一定量的海水抽进舱底以增强抗风浪能力，到载货时再将水放出，这部分海称水称为船舶压载水。
压载水是保证船舶航行安全的重要措施，但其注入和排出过程中不可避免携带大量微生物。船舶压载水中携带的海洋生物主要是那些非常小且能够进入船舶压载水吸入口和压载水泵的物种，主要包括：细菌、病毒、藻类、原生生物、软体动物和鱼类等。全世界约有 80% 的货物运输通过海来完成，据估计每年约有的货物运输通过海来完成，据估计每年约有 100 亿吨多的压载水在全球转移。平均每立方米压载水中有浮游动植物1.1亿个，已经证实全球每天随船转移的压载水中携带的生物至少有7000种，每升压载水中最高含11万个单胞藻，在一个压载舱内存活的腰鞭毛虫包囊约有3亿个，至今己有约500种生物物种是由船舶压载水的排放而新出现的。船舶压载水对海洋环境的侵害，已被全球环境基金组织确认为危害海洋的四大威胁之一。
2004年,国际海事组织( IMO)通过了《船舶压载水和沉积物控制和管理国际公约》，旨在达成国际上的一致，“通过控制和管理船舶压载水和沉积物来防止、减少和最终消除有害水生物和病原体的传播”。压载水排放可能扰乱生态平衡,为了应对由此造成的对全球环境的威胁,需要配置得到IMO认可的处理系统。按照公约的要求,如果在2009年1月1日以后建成的新船,必须安装专门的处理设备;从2012年起所有的新船均应装设压载水处理系统,而全部现有船舶则应在2016年底之前配备此项技术装置。
目前，船舶压载水的处理方法主要可以分为两大类，物理方法和化学方法，常见的物理方法有紫外线照射法、超声法、电子脉冲和等离子脉冲法等，这些方法通常设备比较复杂，且处理效果一般，如紫外线照射法，需要专门产生紫外线的装置，且紫外线杀菌法对水质的要求比较高，当存在较大颗粒的物质时，会影响处理效果。而常用的化学方法又普遍存在设备浮躁，反应时间长，处理速度慢，需要携带大量化学物质，存在二次污染等问题。
介质阻挡放电又叫无声放电，是用频率为50赫兹到兆赫兹级的交流高电压来启动，在放电空间插入绝缘介质的一种气体放电。放电产生的低温等离子体，作用于被处理的废水中的难生物降解污染物，具有处理效果好、无二次污染等特点。并且介质阻挡放电具有均匀、漫散和稳定的特点，在介质阻挡放电过程中产生的电子能量远高于电晕放电、火花放电的平均电子能量值，可以充分使有机物分子、水分子、氧气分子产生电离，从而激发出许多活性更高的粒子，这些活性物质及其高能电子轰击污染物质中C-C 键及不饱和键，发生断键和开环等一系列反应，使大分子有毒物质变成小分子安全物质，乃至最终将其去除，使废水无害化。因此，介质阻挡放电等离子体处理水技术具有广泛的应用前景。虽然已有一些将介质阻挡放电技术应用于水处理的研究，但传统介质阻挡放电等离子体处理废水的方法是在气体中产生介质阻挡放电，产生的等离子体气体通过传质过程通入水里进行污水处理，存在传质效率低、短寿命物质无法有效传质、成本高、不能连续处理等问题，并且未能应用在船舶上。因此开发一种用于船舶压载水处理的，传质效率高、污染物脱除效率高、成本低、可连续处理的介质阻挡放电水处理技术和装置意义重大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种将介质阻挡放电反应技术应用与船舶压载水处理的船舶压载水处理装置。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种船舶压载水处理装置，其创新点在于：包括吸入管路，压载水泵，过滤装置，排出管路；吸入管路和海水相通，依次连接过滤装置和排出管路，排出管路连接船舶压载水舱，还包括介质阻挡放电反应装置，高压高频电源；介质阻挡放电反应装置置于过滤装置和排出管路之间，高压高频电源与介质阻挡放电反应装置连接，为其供电。
进一步的，所述介质阻挡放电反应装置结构如下，壳体内顶部和内底部安装高压电极A和高压电极B，高压电极A通过电缆与高压高频电源连接，高压电极B接地，两电极表面覆盖有绝缘介质，两电极之间形成处理压载水的反应区域，壳体两侧侧壁上设置有进水口和出水口。
进一步的，所述绝缘介质的厚度在2-4 mm之间。
进一步的，所述高压电极每单元面积为长35cm×宽30 cm。
进一步的，所述高压电极A和高压电极B之间的距离在16-20mm之间。
进一步的，通过所述介质阻挡放电反应装置的水流速度在100m3/h-1000m3/h之间，处理单元规格为100m3/h。
进一步的，所述高压高频电源的峰值电压在直流24V±5％-- 96V±5％之间，频率在150-350Hz之间。
本发明的优点在于：上述船舶压载水处理装置，结构简单，成本低廉，可以在现有船舶压载水处理系统中直接增加介电阻挡放电反应装置进行改造，通过介质阻挡放电反应处理压载水具有处理效果好，对水质要求低，处理速度快，无二次污染等显著优点。
附图说明
图1为本发明的船舶压载水处理装置结构示意图。
具体实施方式
如图1所示的示意图可知，本发明的船舶压载水处理装置主要包括吸入管路1、压载水泵2、过滤装置3、介电阻挡放电反应装置4、排出管路5、高压高频电源6。
吸入管路1与海水相通，压载水泵2通过吸入管路1将海水抽入过滤装置3中，过滤后的海水进入介质阻挡放电反应装置4，经处理后通过排出管路5进入船舶压载舱，高压高频电源6连接介电阻挡放电反应装置4为其供电。
其中，压载水泵2可采用现有的船用恒流海水泵产品，如大连太平洋船用泵业有限公司生产的CLH船用立式海水泵，该泵作用为以恒定流量将海水抽入；过滤装置3的作用为对抽入的海水进行过滤，去除海水中的杂质，可以采用现有技术，如公开号201643855U（申请号201020159185.8）的中国专利，新型船用海水过滤器；高压高频电源6可以采用现有的电源产品，如大连泰斯曼科技有限公司生产的型号为TP3020的高频高压脉冲电源。
介质阻挡放电反应装置4具体构造如下，包括高压电极A7、高压电极B8、绝缘介质9、壳体10、进水口11、出水口12。
壳体10可以采用不锈钢材质，并做耐腐蚀处理，以适应海上环境，高压电极A7、高压电极B8的材质为钨铜合金，采用等静压渗铜，以保证材料的导电性，耐电腐蚀性及高频等性能，分别置于壳体的内顶部和内底部，高压电极总面积可根据具体船舱条件及压载水的处理量而确定，每单元面积约为长35cm×宽30 cm，高压电极A7和高压电极B8之间的距离在16-20mm之间，两电极表面覆盖一层厚度在2-4 mm之间的绝缘介质9，绝缘介质9可以为环氧树脂，高频土陶瓷片或石英玻璃，高压电极B8接地，高压电极A7连接高频高压电源6，电源的峰值电压在直流24V±5％-- 96V±5％之间，频率为在150-350Hz之间，通电后，就在高压电极A7与高压电极B8之间形成了一个介质阻挡放电反应区域。
进水口11和出水口12分别连接过滤装置3和排出管路5，使压载水水不断流过两电极之间的放电反应区域，在介质阻挡放电过程中产生的电子能量很高，可以充分使有机物分子、水分子、氧气分子产生电离，从而激发出许多活性更高的粒子，这些活性物质及其高能电子轰击污染物质中C-C 键及不饱和键，发生断键和开环等一系列反应，使大分子有毒物质变成小分子安全物质，乃至最终将其去除，使压载水无害化。
通过将流经反应器的海水速度控制在100m3/h-1000m3/h之间，将获得最好的处理效果。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种船舶压载水处理装置，包括吸入管路，压载水泵，过滤装置，排出管路；吸入管路和海水相通，依次连接过滤装置和排出管路，排出管路连接船舶压载水舱，其特征在于：还包括介质阻挡放电反应装置，高压高频电源；介质阻挡放电反应装置置于过滤装置和排出管路之间，高压高频电源与介质阻挡放电反应装置连接，为其供电。
2.根据权利要求1所述的船舶压载水处理装置，其特征在于:所述介质阻挡放电反应装置结构如下，壳体内顶部和内底部安装高压电极A和高压电极B，高压电极A通过电缆与高压高频电源连接，高压电极B接地，两电极表面覆盖有绝缘介质，两电极之间形成处理压载水的反应区域，壳体两侧侧壁上设置有进水口和出水口。
3.根据权利要求2所述的船舶压载水处理装置，其特征在于：所述绝缘介质的厚度在2-4 mm之间。
4.根据权利要求2所述的船舶压载水处理装置，其特征在于：所述高压电极每单元面积为长35cm×宽30 cm。
5.根据权利要求2所述的船舶压载水处理装置，其特征在于：所述高压电极A和高压电极B之间的距离在16-20mm之间。
6.根据权利要求2所述的船舶压载水处理装置，其特征在于：通过所述介质阻挡放电反应装置的水流速度在100m3/h-1000m3/h之间，处理单元规格为100m3/h。
7.根据利要求1所述的船舶压载水处理装置，其特征在于：所述高压高频电源的峰值电压在直流24V±5％-- 96V±5％之间，频率在150-350Hz之间。
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