CN104334254B - 用于处理船的废气中包含的杂质的方法、具有洗涤器的船和净化单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种处理船的废气中包含的杂质以减少二氧化硫排放物和其它排放物的方法，所述方法包括在废气洗涤器(1)中洗涤废气以及将离开所述废气洗涤器并包含杂质的待净化的洗涤水——即污水——供给到船载的净化单元(2)。为了使该方法对于已经历净化而直接排入海洋中的水而言足够有效地净化离开废气洗涤器的洗涤水以及为了使用于该方法中的净化单元足够小以易于放置在船上，净化单元(2)包括移动的过滤带，藉此将源自污水的包含杂质的含水流体连同沉淀剂一起给送到带式过滤器的倾斜过滤带的表面并经过滤带过滤，以将流体中包含的杂质作为要从过滤带的表面去除的沉淀物集中到带式过滤器的表面上。在必要时，在将经净化的污水排入海洋中或使其返回废气洗涤器(1)之前将经净化的污水的pH值调节成使得它为至少6.5。本发明还涉及一种船和一种净化单元。

Description

用于处理船的废气中包含的杂质的方法、具有洗涤器的船和 净化单元
技术领域
本发明涉及一种用于处理船的废气中包含的杂质的方法，所述方法包括
-在废气洗涤器中使用水洗涤废气以减少废气的二氧化硫排放物，
-将包含杂质并离开所述废气洗涤器的待净化的洗涤水供给到船载净化单元，污水在所述净化单元中被净化，以及
-监视经净化的污水的pH值，并且如果它小于6.5，则将所述污水的pH值调节为至少6.5的值，此后将经净化的污水排入海洋中或使其返回所述废气洗涤器。
本发明还涉及一种船，所述船包括用于净化来自所述船的燃烧发动机的废气和用于减少二氧化硫排放物的废气洗涤器以及用于净化待净化并离开废气洗涤器的洗涤水的净化单元。
本发明还涉及一种用于净化离开船的废气洗涤器的被污染的洗涤水——即污水——的净化单元。
背景技术
由US 2010224070 A1获知上述类型的方法和上述类型的船。
借助废气洗涤器来清洁来自船用发动机的废气是众所周知的。其目的是减少废气的二氧化硫排放物，特别是因为它们造成环境问题。二氧化硫排放物由于船的发动机使用在发动机中的燃料燃烧过程中氧化的含硫燃料而出现。低硫燃料能够减少二氧化硫排放物，但低硫燃料很昂贵。为了能够使用硫含量较高——即比所谓的低硫燃料中的硫含量高——的燃料，在废气洗涤器中洗涤废气，从而与不洗涤废气相比能够大幅减少二氧化硫排放物。废气洗涤过程产生洗涤水，该洗涤水包含杂质且其因此不能排入海洋中，因为洗涤水包含大量杂质并且典型地洗涤水的pH值也太低而不允许排入海洋中。可将离开废气洗涤器的洗涤水给送回到到废气洗涤器，但洗涤水不能以此方式“无穷尽地”再循环，因为使用洗涤水洗涤的废气越多，洗涤水污染得越严重。在排入海洋中之前，已使用水稀释洗涤水，但这并未消除污水带来的环境问题。在很好地净化洗涤水以使它能够从船排入海洋中这方面还没有取得成功。一种程序——根据该程序，洗涤水被收集到船载大型槽罐，从槽罐将洗涤水泵送到港口并运输到岸上的净化设备——由于大量的洗涤水而非常繁琐，以致它在实践中无法实施。
上述处理从废气洗涤器转移到洗涤水的废气和杂质的方式并未提供良好的最终结果(并未如期望那么有效地消除杂质)或复杂(例如洗涤水从船到岸上的转移)并且必须使用化学物质。
由US 6810662 B2获知一种用于在废气洗涤器中净化来自燃烧发动机的废气的装置。然而，该文献未公开如何处理在水与废气中包含的化合物反应时产生的洗涤水或反应产物。
由GB 2288342获知一种用于在废气洗涤器中净化来自燃烧发动机的废气的装置。该文献公开了在净化单元中净化洗涤水，其中洗涤水中包含的固体杂质颗粒被收集在过滤器中。然而，问题在于所述的净化单元无法处理洗涤水，也无法从洗涤水去除溶解于其中的杂质或极小的杂质颗粒。
发明内容
本发明的一个目的因而是提供一种用于处理船的废气中包含的杂质的方法，该方法容易实施并且能够有效地除去杂质。
为了实现该目的，根据本发明的方法的特征在于，所述净化单元包括净化装置，所述净化装置包括带式过滤器，所述带式过滤器包括移动的倾斜过滤带，藉此源自所述污水的包含杂质的含水流体连同一种或多种沉淀剂一起给送到所述带式过滤器的所述倾斜过滤带的第一表面并经所述过滤带过滤，以将所述含水流体中包含的杂质作为要从所述过滤带的第一表面去除的沉淀物集中到所述带式过滤器的第一表面上。优选地，通过刮削从所述过滤带的第一表面去除杂质。
优选地，所述过滤带是优选通过将水喷射到所述过滤带的与所述过滤带的第一表面相对的第二表面上而被清洁的环形过滤带。
术语“沉淀剂”指用于促进水中存在的物质分子聚集成颗粒的化学物质。术语“沉淀剂”还指用于促进水中存在的悬浮颗粒聚集成宏观团块(絮状物)的化学物质，也已知为凝聚剂。优选地，可使用一种或多种基于铝和/或铁的盐如氯化铝、氯铝氢氧化物或氯化聚胺、硫酸铝、硫酸氯化铁和/或亚硫酸铁作为根据本发明的沉淀剂。替代地，阴离子和/或阳离子聚合物，特别是阳离子聚胺，聚丙烯酰胺，丙烯酰胺的共聚物或烷基酰胺的阴离子共聚物，可单独或连同一种或多种基于铝和/或铁的盐一起用作根据本发明的沉淀剂。例如，可使用所述沉淀剂作为聚合物水溶液。
优选地，在将所述含水流体给送到所述带式过滤器的所述倾斜过滤带上之前在所述净化单元中包括的污水流路中净化包含杂质并离开所述废气洗涤器的待净化的洗涤水，即污水，所述污水流路包括至少一个隔膜过滤器，并且所述待净化的洗涤水——即污水——在所述污水流路中循环，其中所述污水经所述隔膜过滤器的半渗透隔膜过滤以获得经净化的污水和包含杂质的残留物，从所述隔膜过滤器并从所述污水流路中的循环去除所述经净化的污水，而残留物保持在它所集中的所述污水流路中循环，此后将所述污水流路中高度聚集有杂质的残留物的至少一部分呈含水流体的形式定期给送到所述带式过滤器的所述倾斜过滤带上。优选地，将离开所述净化装置的滤出液传送回到所述污水流路以在排入海洋中或传送到所述废气洗涤器之前进一步净化。
所述污水流路中的污水的杂质浓度增加得越多，供给到所述污水流路的污水越多，藉此执行净化处理所需的压力差增大。因此，定期从所述污水流路去除所述污水流路中高度聚集有杂质的残留物的至少一部分，藉此优选在净化装置中进一步处理具有极高杂质浓度的污水。后面的污水的量和体积与包含杂质并离开所述废气洗涤器进入所述净化单元的洗涤水的量和在所述净化单元中净化的污水的量相比仅为一小部分。在所述净化装置中获得的沉淀物高度聚集有杂质。可将所述沉淀物置于易于从船转移到岸上以进行处置的小型容器中。应该指出的是，在清洁污水流路时，不必一次性去除全部聚集有杂质的水，尽管这对于使离开污水流路的污水量小而言是优选的。
为了维持隔膜过滤器的净化能力，当隔膜过滤器的半渗透隔膜充填有杂质时定期清洁隔膜过滤器。优选地，通过反冲洗来执行清洁，藉此去除所述隔膜过滤器的所述半渗透隔膜中的杂质。借助净化装置的带式过滤器将被去除的杂质给送到净化装置以将它们过滤掉。
为了使污水中任何较大的固体杂质不集中在所述隔膜过滤器的所述半渗透隔膜中或堵塞所述半渗透隔膜，优选在将所述污水供给到所述污水流路之前通过粗滤器和/或微滤器过滤污水。
根据本发明的方法的优选实施例在附后权利要求中公开。
使根据本发明的方法能够实现的根据本发明的船的特征在于，所述净化单元包括净化装置，所述净化装置包括带式过滤器，所述带式过滤器包括用于净化源自所述污水的杂质的移动的倾斜过滤带。
优选地，所述净化单元还包括污水流路和至少一个隔膜过滤器，所述污水流路包括循环泵，所述隔膜过滤器包括半渗透隔膜，所述循环泵设置成通过将待净化的污水给送到所述隔膜过滤器的入口端来使所述污水在所述污水流路中循环，以使得流经所述隔膜过滤器的污水经所述半渗透隔膜过滤并在净化后离开所述隔膜过滤器的出口和所述污水流路，而包含杂质的残留物从所述隔膜过滤器的排出端被引导回到所述循环泵并从所述循环泵再次被引导到所述隔膜过滤器的入口端，所述净化装置连接在所述隔膜过滤器的排出端的下游并且设置成从所述污水流路接收呈含水流体形式的高度聚集有杂质的残留物，以进一步浓缩所述残留物。
所述污水流路可优选地包括多个隔膜过滤器，以使所述净化单元的过滤效率能够与净化更大量的杂质和大体积的污水的需求对应，这在实践中是由于燃料中包含的大量硫和/或由于(大型)燃烧发动机消耗许多燃料而在燃烧过程中产生大量杂质时的状况。通过可从市场上买到的隔膜过滤组建过滤器组件来实现适合的过滤器组件。
根据本发明的船的优选实施例在附后权利要求中公开。
根据本发明的净化单元的特征在于，所述净化单元被设计为可转移的集装箱式单元，所述集装箱式单元包括用于将所述净化单元连接到来自所述船的所述废气洗涤器的污水管路的第一连接装置、用于将所述净化单元连接到所述船的水分配流路的第二连接装置、和用于从所述净化单元排出在其中净化的污水的输出管路，所述净化单元包括净化装置，所述净化装置包括带式过滤器，所述带式过滤器包括移动的倾斜过滤带，以将源自所述污水的杂质作为沉淀物集中到所述带式过滤器的第一表面上。
优选地，所述净化单元还包括污水流路和至少一个隔膜过滤器，所述污水流路包括循环泵，所述隔膜过滤器包括半渗透隔膜，所述循环泵设置成通过将待净化的污水给送到所述隔膜过滤器的入口端来使所述污水在所述污水流路中循环，以使得流经所述隔膜过滤器的污水经所述半渗透隔膜过滤并在净化后离开所述隔膜过滤器的出口和所述污水流路，而包含杂质的残留物从所述隔膜过滤器的排出端被引导回到所述循环泵并从所述循环泵再次被引导到所述隔膜过滤器的入口端，所述净化装置连接在所述隔膜过滤器的排出端的下游并且设置成从所述污水流路接收呈含水流体形式的高度聚集有杂质的残留物，以将所述残留物进一步聚集为沉淀物。
优选地，所述净化单元包括用于将所述净化单元与所述船的加压空气流路连接成使得加压空气能够施用于所述隔膜过滤器的清洁侧的第三连接装置。
本发明的基本理念是将移动的倾斜过滤带用于净化源自船的废气洗涤器的污水的杂质。过滤带使得能够在不需要使用用于污水的中间储存的大型储存槽罐的情况下从污水去除溶解于污水——其可以是集中在污水流路中的污水——中的杂质和呈高度聚集形式的维小杂质并且将按监管规定净化的绝大部分经处理的污水泵入海洋中。
根据本发明的方法和船的一个优点在于，由于净化单元的技术操作原理和净化单元的结构，该单元所需的空间需求很小，以致净化单元易于放在船上。通过有效的过滤，净化单元能够充分有效地净化源自废气洗涤器的污水的包含杂质的含水流体，使得在滤出液中获得的经净化的水满足针对水的纯度设定的更加严格的要求并且可以直接排入海洋中。替代地，在滤出液中获得的经净化的水可返回到废气洗涤器并且再循环。在过滤之后，杂质可以被收集，高度聚集，这种情况下，由于它们的体积小，它们非常容易转移到岸上以适当处置或最终处理。
附图说明
现在借助两个示例并参考附图更详细地说明本发明，在附图中：
图1示出用于处理废气中包含的杂质的本发明的第一实施例，以及
图1a示出可用于图1的实施例中的污水流路，
图2和3分别是示出用于图1的实施例中的净化装置的侧视图和正视图，
图4示出用于处理废气中包含的杂质的本发明的第二实施例，以及
图5a和5b示出本发明的第三实施例和用于处理废气中包含的杂质的装置。
具体实施方式
图1示出船载废气洗涤器1和用于净化离开废气洗涤器的洗涤水的与废气洗涤器连接的净化单元2。参考标号10表示船。船的燃烧发动机由参考标号46表示，连接到燃烧发动机46的催化器由参考标号47表示，而参考标号48表示废气锅炉。燃烧发动机46是柴油发动机。催化器47还原氮氧化物排放物。优选地，催化器47使用尿素来还原氮氧化物排放物。催化器47的结构和操作在此不进行说明，因为它们对本领域的技术人员来说是公知的。废气在废气锅炉48中冷却。在废气锅炉48冷却废气的同时，从废气回收热能以满足船的各种加热需求。废气锅炉48的操作对本领域的技术人员来说是公知的，因此废气锅炉的结构和操作在文中不进行更详细的说明。
在附图的布置结构中，来自船10的燃烧发动机46的废气在点23被引导到废气洗涤器1中。在将废气给送到废气洗涤器1之前使用测量装置24来确定废气中的二氧化碳浓度(CO2浓度)的体积百分比。由于废气锅炉48，废气在冷却后到达废气洗涤器1，藉此它们的体积和流量比没有废气锅炉48的情况下小并且净化废气的水需求降低。水从点25和26喷射到废气上。优选地，该水是碱性的，但也可使用中性水。喷射点25、26的数量和位置可以变化。经净化的废气在点27离开废气洗涤器1。使用测量装置28来确定离开废气洗涤器的废气的二氧化硫浓度(SO2浓度)。当洗涤废气时，测量SO2/CO2之比，其中SO2是在烟气净化之后烟气中以体积百分比为单位的二氧化硫浓度且CO2是在烟气净化之前以体积百分比为单位的二氧化碳浓度。通过调节供给到废气洗涤器的水量，将废气洗涤器1的操作调节成使得比例SO2/CO2低于给定的要求值，小于25ppm SO2/CO2％(v/v)(也就是SO2(ppm)/CO2(％v/v))，优选小于10ppm SO2/CO2％(v/v)，且最优选小于4.3ppm SO2/CO2％(v/v)。废气在废气洗涤器1中的洗涤是公知的，执行洗涤的程序在此不进行更详细的说明。
当洗涤废气时，固体杂质和溶解于水中的杂质两者都集中在洗涤水中。包含杂质并被引导到废气洗涤器1的底部的热洗涤水通过设置在净化单元2的上游的冷却设备14冷却。热洗涤水由泵29泵送到包括热交换器11的冷却设备14。例如，泵29为离心式泵。冷原水供给到热交换器11，藉此供给到热交换器的热洗涤水的温度在热交换器中例如从约80℃的值下降到30℃的值。原水为海水，或替代地，它可以是淡水(河水或湖水)。洗涤水在冷却后沿管路15被引导回到废气洗涤器1。
确保离开热交换器11并返回废气洗涤器1的洗涤水的pH值为至少7。在实践中，执行这一点的方式是，测量装置17确定洗涤水的pH值，并且如果通过测量装置17测得的pH值小于7，则通过给送装置16向洗涤水给送碱以使得实现至少7、优选7.5的pH值。要使用的碱为例如碱液，即氢氧化钠(NaOH)，或另一种中和物质。控制装置18优选自动控制给送装置16的操作。洗涤水给送到废气洗涤器1的给送速度的大小为100至1000m3/h，主要取决于船的发动机功率。特别是在小型发动机中，给送速度可小于100m3/h，例如40至100m3/h。洗涤水给送速度典型地为20至50m3/MWh。因而，当洗涤水给送压力为3至5巴时，功率为约6000kW的利用重油运转的柴油发动机的给水速度典型地可为30至300m3/h，且更典型地为100至250m3/h。给送压力可以高于该压力，这种情况下可降低洗涤水给送速度。
在必要时，向通往废气洗涤器1的管路15给送更多水。参考标号55表示通往管路15的给水点。水可以是淡水或咸水。管路15也可被给送在下面要描述的净化单元2中净化的水，并且该水沿管路49(输出管路)被引导废气洗涤器1，从而引起内部循环。
在热交换器11的下游，管路30从用于在净化单元中净化包含杂质的洗涤水——即污水——的净化单元2开始。给送泵13将污水给送到净化单元2的净化装置120，其结构将在下面参照图2和3更详细地说明。污水给送速度为约0.1至5m3/h。给送速度的大小极大地取决于船的发动机功率和燃料的含硫量。优选地，给送泵13属于容积式泵(正排量泵)类型，但可使用另一类型的泵。位于给送泵13上游的管路30中的污水的压力为0.1至10巴，例如3至5巴。在给送泵13的下游，管路30中的压力足够高以将污水传送到净化装置120中——例如传送到其中设置的混合容器119——即可。
可以通过净化单元2的净化装置来过滤污水，以使得经净化的污水可沿管路32流动并在点P1排入海洋中。将沉淀物——即杂质浓度高的糊状材料——引导到淤泥槽68。也可将经净化的污水沿管路49引导到废气洗涤器1。可使用三向阀115来控制经净化的水向海洋中或向废气洗涤器1的转移。在经净化的污水可被排入海洋中之前，它的pH值和浊度必须满足特定值。这些值将在下面示出。参考标号19表示用于确定被净化掉杂质的污水的pH值的测量装置，该测量装置设置在净化装置120的下游。如果pH值低于容许值，则从碱给送装置20添加碱。参考标号21表示用于确定经净化的水的浊度的测量装置。如果设定的浊度值被超过，则通过活性炭给送装置116使活性炭与经净化的污水混合，并且将经净化的污水沿管路132引导回到净化装置120。净化装置120还可以减少污水中包含的多环芳香烃(PAH)。参考标号45b表示用于确定污水中的PAH浓度的测量装置。参考标号66表示使金属离子、硝酸盐和亚硝酸盐能够被净化的离子交换设备。典型地，将绝大部分经净化的污水排入海洋中，但也可将它引导回到废气洗涤器1。
在必要时，即，如果待净化并离开废气洗涤器1的成分为这样：净化装置120无法将它净化成完全符合设定的要求和规范，例如2009年发布的IMO决议MEPC.184(59)(“GUIDELINES FOR EXHAUST GAS CLEANING SYSTEMS”)中陈述的要求和规范，将从净化装置120获得的滤出液——即经净化的污水——进一步传送到污水流路3而在排入海洋中之前净化。借助三向阀117，可将净化装置120的滤出液(水)引导到污水流路3，或替代地，直接引导到海洋中(在点P1，经由阀115)。污水流路3的结构在图1a中示出。污水流路3包括循环泵5和至少一个隔膜过滤器4，所述隔膜过滤器包括半渗透隔膜7，循环泵设置成通过将滤出液——即要进一步净化的水——给送到隔膜过滤器4的入口端6来使离开净化装置120的滤出液在污水流路中循环，以使得流经隔膜过滤器的滤出液(水)经半渗透隔膜7过滤并在进一步净化后(更加清洁)离开隔膜过滤器4的出口8和污水流路3，而包含杂质的残留物从隔膜过滤器的排出端9被引导回到循环泵5并从循环泵被再次引导到隔膜过滤器的入口端6。当离开过滤装置120并且要进一步净化的水在污水流路3中循环时，它变得聚集有溶解于水中的杂质。定期并连同沉淀剂一起将这种聚集有杂质的水经由管路43引导回到净化装置120，在净化装置120中将杂质去除到淤泥槽68。已被进一步净化的离开污水流路3的水足够清洁，从而符合针对水的纯度设定的非常严格的要求，它可以排入海洋中(在点P1经由阀115)。图1的实施例中不需要污水流路3，但是当净化装置120的容量不足以充分净化污水时，需要污水流路3。与图1中不一样，在图4和5a、5b的实施例中，不需要污水流路。由于在图4的实施例中详细说明了污水流路的结构和操作，因此不会结合图1和1a更详细地说明污水流路。在图1的实施例中，污水流路还包括反冲洗装置，其与图4所示的装置对应，但为简单起见在图1a中未示出。优选地，可使用一种或多种基于铝和/或铁的盐如硫酸铝、硫酸氯化铁和/或亚硫酸铁作为根据本发明的沉淀剂。通过实验可以找到适合或最适合的沉淀剂。找到合适的沉淀剂并不困难。
图2和3分别是示出图1所示的净化装置120的侧视图和正视图。净化装置120包括带式过滤器121，该带式过滤器121包括运动(可动)的倾斜过滤带122。过滤带122的宽度为约1000mm。过滤带122包括多孔不锈钢丝网带。过滤带122的孔隙尺寸大致在30至120μm的范围内，更优选地在30至100μm的范围内，最优选地在30至80μm的范围内。过滤带122是环形的并由三个辊118控制。辊118的数目可变化。在其边缘被密封的过滤带122限定出用于接收被净化掉杂质的滤出液——即经净化的水——的空间125。借助净化装置120的侧面(未示出)来实现该密封，所述侧面垂直于过滤带122的横向。可通过低压装置123在空间125中提供低压，以在过滤带的清洁侧在过滤带122的倾斜部分中提供低压。低压装置123可以是抽吸装置，因为低压不必很大。参考标号126表示用于清洁过滤带的喷射装置，而参考标号124表示刮板，该刮板用于在大部分沉淀物已被刮板124去除之后从过滤带122的第一表面(上表面)去除沉淀物。在通过喷射装置126喷水的同时，可以使用机械刷拭来增强在从过滤带122刮削之后仍保留的残留杂质的去除。净化装置120还包括用于将沉淀剂给送到带式过滤器121上的给送装置。结合对净化装置120的操作的说明来说明给送装置。
在下文中，将说明净化装置120的操作。
将待净化并离开废气洗涤器1的污水以及沉淀剂给送到混合槽119。混合槽119的容积为30至1000L。借助马达驱动的混合器127使沉淀剂在混合槽119中混合几分钟，例如3至4分钟。沉淀剂可作为最终溶液给送到混合槽119。可在槽128中制备该溶液，使呈粉末形式的沉淀剂在槽128中与清洁水混合，此后将溶液泵送到混合槽119。沉淀剂使污水中的杂质结块并絮凝。经由阀(未示出)将待净化的污水和沉淀剂的混合物从混合槽给送到摊铺盒129，混合物从摊铺盒129摊铺到过滤带122的上表面的倾斜部分上，基本上覆盖过滤带的全部宽度。因此，摊铺盒129的宽度与过滤带122的宽度基本上对应。允许混合物在过滤带上过滤，以使得混合物中的杂质作为易于通过以小的压力压靠在过滤带的上表面上的刮板124去除的沉淀物集中到过滤带122的上表面上，并且无杂质的滤出液经过滤带进入空间125，从空间125将它去除到管路32(参照图1)。为了加快和增强净化装置的操作，通过低压装置123使过滤带122接受低压，以使得它的第二倾斜表面(即清洁的倾斜表面)——该表面与它的第一倾斜表面相对——上的压力低于第一倾斜表面上的压力。在滤出液进入其中的空间125中提供低压。低压的大小为例如0.2至0.4巴。由于该低压，沉淀物中的含水量在沉淀物移动到它被刮掉并引导到淤泥槽68之前快速下降。因而，从过滤带去除的沉淀物就像稠的糊状团，并且它高度聚集，包含大量杂质和仅少量水。淤泥槽68的容积可能很小，并且它易于从船转移到岸上以进一步处理它的内含物。无杂质的滤出液沿管路32被引入海洋中(参照图1，其中P1表示清洁水自其排入海洋中的点)。当期望时，滤出液的一部分——通常为小部分——可经由管路49被引导回到废气洗涤器1。当必要时，在排入海洋中之前将滤出液进一步引导到污水流路3。使用三向阀117来将通过净化装置120净化的水直接引入海洋中或引导到污水流路3，它从污水流路3排入海洋中。参考标号43表示集中在污水流路3中的残留物可经由其被引导回到净化装置120以进行净化的管路。
由于不可能通过刮板124从过滤带122去除所有沉淀物，故净化装置120包括用于将水喷射到过滤带122的清洁侧的喷射装置126，从而使过滤带的第一面(即脏面)上的残留杂质能够被去除。可连同一种或多种沉淀剂一起将被去除的杂质引导回到净化装置120的倾斜过滤带122以由刮板124去除。在实践中，将杂质引导到混合容器119并经由喷射盒129引导到过滤带122。
典型地，净化装置120的过滤带间歇地移动，这种情况下它的移动速度为约0.1至0.4m/min。在图2中，待净化的污水滞留在仅覆盖倾斜过滤带122的一小部分长度的高度处。当更多待净化的污水从摊铺盒120被给送到静止(不移动)的倾斜过滤带122上时，污水的高度上升，使得待净化的污水覆盖倾斜过滤带122的越来越多的长度。当污水的高度上升到一定水平时，浮子130起动电动机(未示出)，该电动机使环形过滤带开始移动。这种情况下，包含大量杂质并且要被刮掉的材料朝刮板124移动，同时经净化的过滤带移动到倾斜过滤带122的最低点，即在辊118的上方向左移动，污水中包含的水容易经所述过滤带被过滤，因为过滤带是清洁的且未堵塞。由于水的快速渗透，倾斜过滤带122上的污水的高度充分下降而使浮子130停止过滤带122的移动。仅在集中在倾斜过滤带122的上表面上的污水的高度已上升得充分高之后浮子130才再次起动电动机并且糊状沉淀物继续朝刮板124移动。
与图5a、5b的净化单元相似，图1的净化单元2可被实施为设置有连接装置的可转移的集装箱式单元，所述连接装置用于将净化单元连接到来自船的废气洗涤器的污水管路30并用于将净化单元连接到船的水分配流路和可能地船的加压空气流路。下面将结合图5a、5b的实施例说明这种连接装置(在图1中未示出)。
图4示出使用图2和3的净化装置120’以使得来自废气洗涤器1’的污水在净化装置120’执行净化之前首先在污水流路3’中被净化的实施例。图4使用与图1相同的参考标号来识别相似的结构。
在图4的实施例中，给送泵13’将污水经由粗滤器12’给送到污水流路3’。污水给送速度为约0.1至5m3/h。给送速度的大小极大地取决于船的发动机功率和燃料的含硫量。优选地，给送泵13’是容量式泵(正容量泵)，并且设置成在位于给送泵下游的管路30’中产生0.1至5巴的压力。该压力也可以在5巴以上，例如10巴。例如属于偏心螺杆泵式容积式泵的优点在于它极耐脏和耐腐蚀并且不会与它所泵送的介质大量混合。位于给送泵13’的上游的管路30’中的污水的压力为0.1至10巴，例如3至5巴，但可高于该压力。粗滤器12’的孔隙尺寸被选择成使得尺寸大于5μm的固体杂质颗粒被滤出；小于该尺寸的颗粒通过过滤器。典型地，粗滤器12’的孔隙尺寸被选择成使得尺寸为至少40μm、例如至少50至100μm的杂质颗粒被滤出。此类杂质颗粒包括锈迹、大的灰粒和可能的盐晶体。粗滤器12’优选为金属丝网过滤器。在位于粗滤器下游的粗滤器12’之后，设置有用于过滤尺寸大于0.4μm的杂质颗粒的第二过滤器12a’。过滤器12a’的孔隙尺寸被选择成使得它滤出尺寸大于例如10μm的固体杂质颗粒。过滤器12a’可称为微滤器。过滤器12a’尤其过滤污水中存在的小灰粒和可能的小盐晶体。认为过滤器12a’降低了对清洁净化单元2中包括的隔膜过滤器4’、4a’的需求。过滤器12’、12a’可包括可清洁或可更换的过滤器元件。粗滤器12’替代地可以是自动的自清洁过滤器。
已经历上述初步过滤的污水被引导到污水流路3’。污水流路3’包括两个串接的隔膜过滤器4’、4a’，所述隔膜过滤器包括用作膜的半渗透隔膜7’、7a’。隔膜过滤器4’、4a’能够过滤尺寸小于0.1μm的杂质。隔膜过滤器通常是可买到的过滤器。优选地，它们是具有由陶瓷材料制成的长形框架结构并且包括从隔膜过滤器的出口端6’、6a’延伸到隔膜过滤器的排出端9、9a的多个钻孔或通道的陶瓷过滤器。陶瓷框架的材料为例如烧结氧化铝(Al2O3)、二氧化钛(TiO2)、二氧化硅(SiO2)或二氧化锆(ZrO2)。为简单起见，图中用虚线示出仅两个钻孔。钻孔的直径为例如3至4mm，并且隔膜过滤器的长度为例如约1000mm。隔膜过滤器的活性层(隔膜)典型地由与框架结构相同的氧化物制成。活性层因而在隔膜过滤器属于微滤器类型的情况下为例如二氧化钛(TiO2)，而在过滤器属于超滤器类型或纳米过滤器类型的情况下可为例如二氧化锆(ZrO2)。活性层也可由烧结氧化铝(Al2O3)和二氧化硅(SiO2)或所述氧化物的组合组成。代替氧化物层，可行的是，活性层由适合的硅酸盐或碳化物制成。构成半渗透隔膜的材料为多孔的，以使得它能在压力足够高的前提下实现污水中包含的水分子的选择性渗透。然而，构成半渗透隔膜的材料不会实现溶解于污水中的化合物如溶解的碳化合物、碳氢化合物、氮化合物(例如硝酸盐和亚硝酸盐)和硫化合物(例如硫酸盐和亚硫酸盐)以及极小的固体杂质颗粒的渗透，因此这些化合物保持在污水流路3’中循环。根据隔膜过滤器的类型和孔隙尺寸，隔膜过滤器4’、4a’可用于滤出尺寸小至仅数纳米的颗粒。水分子渗透隔膜过滤器的半渗透隔膜，因为它的尺寸仅为约0.3nm。
优选地，可使用超滤器或纳米过滤器和在要防止极小物质的渗透的情况下可能的反渗透过滤器作为隔膜过滤器4’、4a’。纳米过滤器的过滤能力在约0.0008至0.008μm的范围内(约200至15000的分子量被滤出)，而反渗透过滤器使分子量在1至400的范围内的具有小于约0.0011μm(约1nm)的尺寸的物质通过它。金属离子可以通过反渗透过滤器滤出，但纳米过滤器通过金属离子。纳米过滤器的优点在于它们以低于反渗透过滤器的压力操作。隔膜过滤器4’、4a’的孔隙尺寸被选择成使得它满足对水净化设定的要求。本领域的技术人员能够基于它们的公知常识或通过试验来选择隔膜过滤器；该选择无需不合理的努力。隔膜过滤器的物理实现可大幅变化；它可以呈螺旋形式(包括若干纤维层)、呈管状形式等。例如，可使用由Pall Filtersystems GmbH以商标名SCHUMASIV(型号Pall-MF 0050T6021)制造的具有0.05μm的孔径的过滤器作为隔膜过滤器4’、4a’。
污水借助循环泵5’在污水流路3’中循环。污水流路中的污水循环速度为50至110m3/h，例如50至70m3/h，尤其取决于隔膜4、4a的数量；并且为了实现最佳流量(以m/s为单位)，就隔膜过滤器的操作而言，污水流路3’中的压力为例如2至7巴，并且典型地可为3至5巴，但7巴以上、例如7至100巴的范围可能是可行的。最佳流量可为例如4至6m/s。从隔膜过滤器4’、4a’的出口8’、8a’，通过半渗透隔膜7’、7a’，作为经净化的污水的滤出液排入管路32’。经净化的污水在管路32’中的流速为例如1m3/h。流速主要取决于船的发动机功率和净化单元2’的效率，净化单元2’已被确定尺寸为与净化需求对应。管路32’中的流速因此可大幅变化，例如0.5至5m3/h。残留物(即包含杂质的污水)离开隔膜过滤器4’的排出端9’进入隔膜4a’的入口端6a’，并且残留物(即包含杂质的污水)离开隔膜过滤器4a’的排出端9a’进入循环泵5’的入口端31’。
可行的是，在使污水循环的同时，隔膜7’、7a’接受频率为30至70kHz、例如50kHz的超声波，和/或频率为50至1000Hz的振动，以提高隔膜过滤器的分离功率(净化效率)。可通过将隔膜置于振动夹具或壳体(未示出)中来使隔膜振动。
参考标号33’至40’表示回流阀。回流阀33’至40’就净化装置的操作而言确保不允许流体沿错误方向循环。
离开污水流路3’的经净化的污水——即污水流路的滤出液——被引导到管路32’。测量装置19’连接到管路32’以用于测量离开隔膜过滤器4’、4a’的经净化的污水的pH值。如果pH值低于6.5，则使用给送装置20’对离开的水添加碱(例如碱液)以使得pH值为至少6.5。临时地，在机动状况下，当燃烧发动机上的负荷变化时，可允许经净化的水的pH值与带上船的水的pH值相差约两个pH单位。
测量装置21’还连接到管路32’以用于测量经净化的污水的浊度。优选地，该浊度的平均值(在超过15分钟的时间段内测量)不能比带上船的水的值高25FNU，其中FNU是浊度单位并且指“福尔马肼散射法单位(Formazin Nepheomeric Units)”。所述浊度也可给定为25NTU的值，其中NTU指“散射法浊度单位(Nephelometric Turbidity Units)”。可通过称为浊度计的装置来测量水的浊度，所述浊度计包括用于测量水中包含的小颗粒如何散射光的检测器。检测器发射光束。如果水包含大量小颗粒，则反射到检测器中的光比在小颗粒的量小的情况下多。校准的浊度计测量以NTU为单位的水的浊度。ISO7027标准提供了用于确定水的浊度的测试方法。
在位于测量装置45b’(用于确定PAH浓度的测量装置)的下游的管路32’中流动的经净化的水可经由阀54’排入海洋中(在点P1’)和/或经由管路1’回到废气洗涤器1’，当然前提是水充分清洁。在必要时，泵50’升高管路49’中的水的压力，以使得如上所述给送到管路15’的水的压力不超过管路49’中的压力。如果期望将所有经净化的污水都引导到废气洗涤器1’，则无液体流经管路32’中的阀54’，即，阀54’必须关闭。如果期望将来自管路32’的所有经净化的污水都排入海洋中，则管路49’中的阀53’必须关闭。优选地，管32’和49’的接合部设置有用于调节要给送回到废气洗涤器1的经净化的水的比例大小的三向阀(未示出)，这种情况下未给送到废气洗涤器1’的部分直接排入海洋中(在点P1’)或经由净化装置120’排入海洋中(在点P1a’)。该三向阀优选是自动的。
当污水在污水流路3’中循环时，固体的微小杂质集中在隔膜过滤器4’、4a’的半渗透隔膜7’、7a’中。同时，污水变得聚集有杂质，因为溶解于水中的杂质未集中在隔膜过滤器4’、4a’中，而是保持在污水流路3’中循环。定期将污水流路3’清空聚集有杂质的污水。通过将浓缩的污水传送到净化装置120’来执行清空。净化单元120’与图2、3所示和在图1的实施例中所用的净化单元相同。在图4的实施例中，给送到净化单元120’的污水被浓缩，从而包含比图1的实施例中的污水更多的溶解杂质。还结合图4的实施例使用沉淀剂。净化单元120’净化向其给送的浓缩污水，从而获得包含非常多的杂质和仅少量水的糊状沉淀物。沉淀物被传送到淤泥槽68’。淤泥槽68’的尺寸小，并且可以将它带到岸上进行清空以进一步处理。这种进一步的处理可以是在危险废弃物处理设备中燃烧。在从净化装置120’去除水之前，分别通过测量装置19a’和21a’来测量水的pH值和浊度。在必要时，通过给送装置20a’向水给送碱，以使得它的pH值满足要求(6.5以上，优选约7)。如果经净化的水的纯度(品质)不满足要求，则水可经由管路132’返回净化装置120’，其中借助活性炭和沉淀剂并在净化单元120’中发生过滤之后获得包含活性炭和沉淀剂的沉淀物，并获得为清水的滤出液。将残留物传送到淤泥槽68’。在必要时，可通过碱给送装置20a’来调节经净化的水的pH值。可将滤出液——即经净化的水——排入海洋中或引导到废气洗涤器1’，当然前提是它足够纯净。借助三向阀115a’，可将滤出液引导到海洋中(在点P1a’)和/或引导到废气洗涤器1’。当借助净化装置120’使水澄清时，不将浓缩污水从污水流路3’引导到净化装置120’，即阀44’关闭。
经由阀36’定期将离开污水流路3’的浓缩污水定期传送到净化装置120’，以利用如上文公开的沉淀剂进行净化。如果不能通过净化装置120’使浓缩的水足够纯净，则经由三向阀136’和管路137’将水传送回到污水流路3’以进一步进行净化。此外，使待净化的水在污水流路3’中循环和/或在净化装置120’中处理，直至它充分纯净以在点P1’或P1a’排入海洋中。替代地，可将该纯净的水传送到废气洗涤器1’。
可经由管路133’将经由管路32’离开的经净化的水引导到净化装置120’，以利用活性炭和沉淀剂来使它澄清。每立方厘米经净化的水的活性炭的量为大致1至3kg。活性炭呈颗粒形式。净化装置120’的滤出液引起可排入海洋中(在点P1a’)或沿管路49’返回废气洗涤器1’的清滤出液。可行的是，代替通过净化装置120’来使水澄清，替代地或附加地，可通过将过滤器12’、12a’、4、4a’和净化单元的操作参数选择成使得也满足要求浊度来使水澄清。
必须定期从污水流路3’的隔膜过滤器4’、4a’清理掉污水和收集的杂质，因为当污水在污水流路3’中循环时固体的微小杂质集中在它们的半渗透隔膜7’、7a’中。新的污水随着经净化的污水离开管路32’而从管路30’给送到污水流路3’，这种情况下隔膜过滤器4’、4a’的半渗透隔膜逐渐变成固体的极小杂质，例如烟灰颗粒。当杂质集中在隔膜过滤器4’、4a’的隔膜7’、7a’中时，隔膜过滤器的过滤能力下降。当隔膜7’、7a’被清洁时，它们的净化能力恢复。当压力差对于执行隔膜过滤而言不利地变大且在污水流路中循环的污水的杂质浓度已变高时，清洁污水流路3’。
当清洁污水流路3’时，将它的污水清空。通过将经净化的水从管路32’经由管路60’引导到水罐61’来执行通过清空清洁污水流路3’，从水罐61’沿管路42’将水引导到污水流路3’，到达隔膜过滤器4’、4a’的“清洁侧”。替代地，可利用从不同于离开污水流路的经净化的水的来源获得的水来清空污水流路3’。由于水施加至隔膜过滤器4’、4a’的“清洁侧”，故可以说污水流路接受反冲洗。参考标号62’表示用于使管路42’中的压力上升至高于管路60’中的压力的泵。管路42’中的压力优选为6至12巴，例如8巴。管路42’、泵62’和水罐61’共同构成洗涤装置22’。以较高压力(优选6至12巴)从管路42’引导到隔膜过滤器4’、4a’的“清洁侧”的水去除集中在隔膜过滤器的隔膜7’、7a’中的杂质。当经净化的水(或另一种适合的流体)由洗涤装置22’经由管路42’沿与被净化掉杂质的污水流经隔膜7’、7a’的方向相反的方向朝隔膜7’、7a’给送时，可以去除收集在隔膜7’、7’中的固体杂质并将其传送到管路43’中。优选地，经由管路42’被引向隔膜7’、7a’的水(或另一种流体)可作为压力脉冲供给，这增强了从隔膜7、7a’的杂质去除。当洗涤装置22’从污水流路3’清空包含大量已溶解杂质的污水时，它同时从隔膜过滤器4’、4a’的隔膜7’、7a’清除固体杂质。为了提高清洁效率，可将水引导到被加热到例如30至70℃的温度的污水流路。水罐61’优选设置有用于加热水的加热装置65’，例如电阻器。水罐61’的容积为例如50至150L。优选地，水罐61’是隔热的。阀63’用于控制水进入水罐61’。阀64’用于控制水进入隔膜过滤器4’、4a’。在清洁污水流路3’时，循环泵5’停止。当水通过洗涤装置22’给送到包括其隔膜过滤器4’、4a’的污水流路3’时，可将隔膜过滤器4’、4a’中和污水流路的管路中的污水从隔膜过滤器4’的排出端9’经由管路56’引导到管路43’中，并相应地从隔膜过滤器4a’的入口端6a’经由管路41’引导到管路43’中，在管路43’中污水中的杂质通过净化装置120’过滤。可替代地或附加地在阀59’打开时将隔膜过滤器4a’中的污水从排出端9a’沿管路57’和58’引导到管路43’中。管路43’的阀44’和管路58’的阀59’在污水在污水流路3’中循环时通常是关闭的，但阀44’和如果期望的话还有阀59’在要从污水流路去除污水时或在净化装置22’要被用于清洁污水流路及其污水和固体杂质的隔膜过滤器4’、4a’时打开。如果经由管路43’流来的污水不能通过净化装置120’足够好地净化以便将待净化的水排入海洋中，则将污水从净化装置120’经由管路137’传送回到污水流路3’以进行进一步净化。优选地，管路137’设置有平衡储槽138’以防止污水流路3’的净化能力被超过。污水变成在污水流路3’中净化并且可在点P1’——或如果将污水流路3’的经净化的污水再次引导到净化装置120’，则在点P1a’——纯净地排入海洋中。
代替从管路32’获得经净化的水，可使用加压空气或某一种适合的流体如氮来清洁污水流路3’。污水流路3’的容积为例如100至1000L，典型地50至500L。容积取决于船的发动机功率和净化单元2’的效率。对于功率为约6000kW的利用重油运转的柴油发动机而言，例如，污水流路的容积为约60L。
上述隔膜过滤器4’、4a’的反冲洗和相关清洁以及从污水流路清空污水在压力差有这样的要求时按需定期执行。反冲洗程序可例如每小时执行四次。除其它因素外，在管路30’中流动的杂质浓度和给送速度(以m3/h为单位)、污水流路3’的容积、隔膜过滤器4’、4a’的效率和数量、对离开管路32’的水设定的纯度要求对多长时间执行一次反冲洗有影响。可行的是，关于隔膜7’、7a’的清洁，它们接受频率为30至70kHz、例如50kHz的超声波，和/或频率为50至1000Hz的振动，以改善其清洁。
可行的是，将污水流路3’清洁成使得它不被完全清空。这种情况下，一次仅从污水流路去除较少量的污水。如果隔膜过滤器的半渗透隔膜7’、7a’被妨碍隔膜过滤器的操作的极小杂质快速堵塞，则产生对频繁去除少量污水的需求。如果频繁地从污水流路3’去除少量污水，则离开的污水的总量比在以较长的间隔时间从污水流路3’去除基本上所有高度聚集有杂质的污水的情况下大。为了保持离开污水流路3’的污水的总量小，污水流路和半渗透隔膜7’、7a’仅在必要时(即在它们不再适当地操作时)进行清洁。如果对清洁半渗透隔膜7’、7a’的需求小，则以长的时间间隔去除至少污水流路3’中包含的绝大部分污水，而不是仅少量地并以短的时间间隔去除污水。
除上述包括反冲洗的清洁外，优选使用清洁剂清洁污水流路3’，所述清洁剂可以是碱性清洁剂。使用清洁剂进行清洁比纯粹的反冲洗更有效地清洁污水流路3’。执行使用清洁剂清洁的次数比上述反冲洗程序少得多。在图1中，参考标号72’表示连接到污水流路的清洁剂储槽。清洁剂储槽72’的容积为例如100L。清洁剂储槽连接到管路30’，这种情况下向隔膜过滤器的“脏侧”施用清洁剂。当污水流路3’中的压力上升到一定水平以上时，产生对清洁污水流路3’的需求。因此，通过测量装置73’来监视污水流路3’的压力。当测量装置73’指示压力已上升到一定水平以上时，将清洁剂从清洁储槽72’给送到污水流路3’。替代地，能以一定时间间隔清洁污水流路3’，这种情况下不需要测量装置73’。由于本领域的技术人员了解如何设计必要的给送装置，在此不更详细地说明用于向污水流路给送清洁剂的装置。在向污水流路3’给送清洁剂之前，优选从污水流路清空污水。
净化单元2’还净化多环芳香烃(PAH)。优选地，净化单元2’的操作被设计和确定尺寸成使得经净化的污水的PAH浓度比摄入的水的PAH浓度高50μg/L以下，藉此所述值50μg/L涉及45t/MWh污水流量，其中MW指在为燃烧发动机的最大功率的80％的功率下驱动燃烧发动机。参考标号45b’表示用于确定经净化的污水中(即管路32’中)的PAH浓度的测量装置，而参考标号45a’表示用于确定净化单元2’和污水流路3’之前的管路30’中的PAH浓度的测量装置。测量装置45a’、45b’是在污水流量超过2.5t/MWh时基于荧光的测量装置，以及在污水流量低于2.5t/MWh时基于紫外光等的测量装置。优选地，测量装置应该符合ISO 7027:1999标准。
污水中包含的许多金属如砷、镉、铬、铜、铅、镍、锌、钒、钼和锰对环境有害。净化单元2’使得能够从污水去除包含所述金属(即颗粒)的固体化合物以使得离开管路32的滤出液不包含它们。未在隔膜过滤器4’、4a’中净化的溶解于污水中的金属化合物可通过离子交换从离开隔膜过滤器的经净化的污水去除。经净化的污水然后被引导到通过参考标号66’示出的离子交换装置。离子交换装置包括一种或多种离子交换糊剂或树脂以去除溶解的金属离子。离子交换在正被处理的水通过离子交换糊剂或树脂时发生。适于去除金属阳离子的离子交换糊剂或树脂为例如高酸性阳离子树脂和螯合阳离子树脂。所使用的离子交换糊剂或树脂可在必要时再生或更换。离子交换装置66使得纳米过滤器无法到达的物质如金属离子、硝酸盐和亚硝酸盐能够被净化。
净化单元2’被设计成净化污水中包含的硝酸盐(NO3 -)，以使得硝酸盐的量不超过与废气中的NOX的量的12％减少相关的废气中的NOX的量，或者在污水去除速度为45t/MWh时不超过60mg，其中所述条件中较大的条件为决定性条件。污水中包含的亚硝酸盐(NO2 -)也被净化。
典型地，污水中包含的硫化合物呈硫酸盐形式(SO4 2-)，因此无害，它们可排入海水中而不需要净化。不过，可在净化单元2’中将它们去除。污水还包含少量亚硫酸盐(SO3 2-)。
已知上述布置结构使来自船的发动机的废气能够被净化，以使得硫和氮化合物保持低于给定的最大值。废气的洗涤产生洗涤水，其pH、PAH和成分可以如下：
成分取决于发动机的运行条件、所使用的燃料和废气洗涤器的运行条件(水的类型、量和温度)。
本领域的技术人员将了解的是，可在净化单元2中足够充分地净化硝酸盐以满足上述要求，据此硝酸盐的量不超过与废气中的NOX量的12％还原相关的废气中的NOX量，或者在污水的流量为45t/MWh时不超过60mg/L，其中所述条件中的较大的条件为决定性条件。硝酸盐也可被净化，不过它们可以在不净化的情况下排入海洋中。亚硝酸盐也被净化。船载的净化单元2’确保了固体和溶解的金属化合物两者都被净化。
图5a和5b示出本发明的第三实施例。图5b示出净化单元2”，该净化单元与图5a所示的船10”连接成使得净化单元在与船连接时位于船上。图5a和5b中的构件的参考标号在本发明的构件的功能相同或几乎相同时与图1和4中的构件的参考标号大致对应。图5a和5b的实施例与图4的实施例的不同之处尤其在于它包括设置在废气洗涤器1”与污水流路3”之间并连接到淤泥槽68a”的槽罐107”。淤泥槽68a”可成为反冲洗槽罐。可经由净化装置120”将淤泥从淤泥槽68a”引导到淤泥槽罐68”。净化装置120”在图2和3中示出，即，它与在图1和4的实施例中使用的净化装置相似。净化装置120”设置成过滤从淤泥槽68a”泵送的淤泥。与图1和4的实施例中一样利用沉淀剂执行的过滤产生高度聚集有杂质的沉淀物。沉淀物被引导到淤泥槽68a”，其内含物在岸上被转移到废弃物处理设备。图5a和5b的实施例还包括设置在废气洗涤器1”的下游以接收离开废气洗涤器的被污染的洗涤水的槽罐113”。槽罐113”与船的淡水连通，并且通过净化单元2”净化的水可给送到其中。管路(未示出)可设置用于以与上面在图1和4的实施例中所示相似的方式将经净化的污水从管路49”引导到管路15”。管路49”可设置有阀装置(未示出)，以使得要控制的经净化的水能够替代地给送到废气洗涤器1”(经由上述未示出的管路和管路15”)或槽罐113”，或同时给送到废气洗涤器1”和槽罐113”两者。参考标号114”表示用于在必要时将海水给送到离开船10”的经净化的水的泵。在必要时，泵114”用于在将经净化的污水排入海水之前将它稀释。
在图5a和5b的实施例中，在净化装置120”中发生净化之后在必要时(与图4的实施例中一样)将源自污水流路3”的残留物和/或由污水流路3”的清洁产生并包含固体杂质的液体经由管路137”引导回到污水流路3”。替代地，可行的是，将这种待净化的液体引导到淤泥槽68a”，其可用作平衡储槽，这种情况下不需要包括其平衡储槽138”的管路137”。
如果水过于浑浊，则可与图4的实施例中一样在图5a和5b的实施例中使在污水流路中净化的水澄清。在将水引导到净化装置120”之前对它添加用于澄清的活性炭(和沉淀剂)。由于空间原因，在图5b中未示出活性炭给送装置，但最适合地，它可以以与图4的实施例中用于将给送装置116’连接到管路132’的方式相似的方式连接到管路132”。
在下文中，将说明在图5a和5b的实施例中如何使用化学清洁剂清洁隔膜过滤器4”、4a”的隔膜7”、7a”以清除它们的杂质以及隔膜过滤器如何接受中间洗涤。泵13”在隔膜7”、7a”正被清洁时停止。在清洁隔膜7”、7a”之前，将隔膜过滤器4”、4a”的脏侧清空污水。可使用加压空气或通过排泄泵100”或通过加压空气和排泄泵100’两者来执行该清空。
借助加压空气清空隔膜过滤器的脏侧
加压空气从加压空气管路106”施用于隔膜过滤器4”、4a”的清洁侧，其中空气从隔膜过滤器的清洁侧来到它们的脏侧并且污水由打开的阀101”、102”、109”引导到淤泥槽68”。
借助排泄泵清空隔膜过滤器的脏侧
排泄泵100”用于在循环的最低点抽吸，并且将污水引导到淤泥槽68”。要进行清空，必须打开设置在循环上部的换气阀103”。
借助加压空气和排泄泵清空隔膜过滤器的脏侧
排泄泵100”用于在循环的最低点抽吸，并且将污水引导到淤泥槽68”。要进行清空，必须打开设置在循环上部的换气阀103”。
充填隔膜过滤器以进行清洁，以及使用碱性清洁剂进行清洁
在隔膜过滤器4”、4a”已被清空之后，开始充填隔膜过滤器以进行清洁。打开通向膨胀槽罐104”的通风管路的通风阀104”、110”。将隔膜过滤器4”、4a”充填从管路111”供给的经加热的技术淡水，并同时借助清洁剂给送泵108”从碱性清洁剂储器72a”分配碱性清洁剂。参考标号112”表示加热器。隔膜过滤器4”、4a”在与膨胀槽罐105”连接的液位开关104”指示充满时充满。通过起动循环泵5’来开始清洁。
隔膜过滤器的清空和中间洗涤
在清洁之后，如上所述清空隔膜过滤器4”、4a”，此后如上所述充填隔膜过滤器，不使用清洁剂除外。
在上述处理之后，隔膜过滤器4”、4a”已被清洁并且可通过起动给送泵13”和循环泵5”来继续用于净化来自废气洗涤器的污水的处理。
在必要时，也可使用酸性清洁剂来清洁隔膜过滤器4”、4a”。如上所述执行使用酸性清洁剂进行清洁，但代替碱性清洁剂，使用从酸性清洁剂储器72b”获得的酸性清洁剂。在已使用酸性清洁剂清洁隔膜过滤器4”、4a”之后，隔膜过滤器如上所述被清空并接受中间洗涤。
优选地，根据本发明的净化单元2”可以是可转移的集装箱式单元，因为这种结构相当容易在改装之后与已经存在的旧船连接。在图5a中，参考标识K1”表示用于将净化单元2”连接到来自船的废气洗涤器1”的污水管道30”的连接装置K1”，而参考标识K2”表示用于将净化单元连接到船的水分配流路的连接装置。参考标识K3”表示用于将净化单元连接到船的加压空气流路以使加压空气能够施用于隔膜过滤器的清洁侧以清洁隔膜过滤器的连接装置。可行的是，由参考标号19”、21”、45”和20”表示的构件设置在集装箱式单元内。当然，根据图5a、5b的净化单元2”也可以以固定方式设置在船中。
通过估算，包括带式过滤器的净化单元在船使用两周期间收集约1至3m3的高度聚集有杂质的淤泥。当然，淤泥量受船的发动机功率、燃料的含硫量和诸多其它因素影响。
示例。根据本发明的方法和净化单元用于处理来自功率为约6000kW的利用重油运转的柴油发动机的废气洗涤器的污水。利用根据图4的本发明的实施例进行处理。在净化之前污水的浊度、pH值和成分为：浊度87FNU，pH值12，硝酸盐(NO3 -)5.0mg/L，亚硝酸盐(NO2 -)5.3mg/L，硫酸盐(SO4 2-)940mg/L，亚硫酸盐(SO3 2-)＜20mg/L，和PAH化合物共计84μg/L。污水经孔径为35μm的粗滤器以约1.5m3/h给送到净化单元。污水在设置有两个孔径为50nm的串接的隔膜过滤器的污水流路中循环。污水流路中的流量为约6m/s且压力为3巴。从管路32’去除的经净化的污水的浊度、pH和成分为：浊度1.6FNU，pH值12，硝酸盐(NO3 -)4.8mg/L，亚硝酸盐(NO2 -)5.1mg/L，硫酸盐(SO4 2-)380mg/L，亚硫酸盐(SO3 2-)＜10mg/L，和PAH化合物共计6.9μg/L。
总之，可以说上述布置结构使得能够净化废气并处理洗涤水以使得满足更严格的要求和规范，例如2009年发布的IMO决议MEPC.184(59)(“GUIDELINES FOR EXHAUST GASCLEANING SYSTEMS”)中的规范。
如上所述，包括带式过滤器的净化装置120、120’、120”可用于直接(图1的实施例)或在污水已在包括隔膜过滤器的污水流路中接受过滤之后(图4和5a、5b的实施例)用于净化来自废气洗涤器的污水。在后面的实施例中，净化装置120’、120”设置成净化源自离开废气洗涤器并包含杂质且待净化的包含杂质的含水流体，即污水。如上所述，净化装置120’、120”也可用于使在污水流路3’、3”中净化的水澄清。
显然，该布置结构需要一些实验和调节以使净化装置按需操作并满足所设定的要求。
下面列出清单以说明用于图1和2中的参考标号的含义：
1,1’,1” 废气洗涤器
2,2’,2” 净化单元
3,3’,3” 污水流路
4,4a,4’,4a’,4”,4a” 隔膜过滤器(包含半渗透隔膜的过滤)
5,5’,5” 循环泵
6,6’,6” 隔膜过滤器4、4’、4”的入口端
6a,6a’,6a” 隔膜过滤器4a、4a’、4a”的入口端
7,7’,7” 半渗透隔膜
7a’,7a’,7a” 半渗透隔膜
8,8’,8” 隔膜过滤器4、4’、4”的出口
8a,8a’,8a” 隔膜过滤器4a、4a’、4a”的出口
9,9’,9” 隔膜过滤器4、4’、4”的排出端
9a,9a’,9a” 隔膜过滤器4a、4a’、4a”的排出端
10,10’,10” 船
11,11’,11” 热交换器
12,12’,12” 粗滤器
12a’ 微滤器
13,13’,13” 给送泵
14,14’,14” 冷却设备
15,15’,15” 管路
16,16’,16” 碱给送装置
17,17’,17” 用于确定离开废气洗涤器1的污水的pH值的测量装置
18,18’,18” 用于控制碱给送装置16、16’、16”的控制装置
19,19’,19a’,19”,19a”,19b” 用于确定经净化的污水的pH值的测量装置
20,20’,20a’,20”,20a” 用于向经净化的污水给送碱的给送装置
21,21’,21a’,21”,21a” 用于确定经净化的水的浊度的测量装置
22’ 反冲洗系统
23,23’,23” 废气进入点
24,24’,24” 用于测量废气的CO2值的测量装置
25,26,25’,26’,25”,26” 给水点
27,27’,27” 经净化的废气的排出点
28,28’,28” 用于确定废气的SO2值的测量装置
29,29’,29” 泵
30,30’,30” 管路(污水管路)
31’,31” 循环泵5’、5”的入口端
32,32’,32b’,32”,32b” 管路
35,40,33’至40’ 回流阀
43,41’,42’,43’ 管路
44’ 阀
45a,45b,45a’,45b’,45a”,45b” 用于确定PAH浓度的测量装置
46,46’,46” 柴油发动机
47,47’,47” 催化器
48,48’,48” 废气锅炉
49,49’,49” 管路(输出管路)
50,50’,50” 泵
51,52,51’,52’ 回流阀
53’,54’,53”,54” 阀
55,55’,55” 给水点
56,56’,57,57’,58’,56”,57”,58” 管路
59’ 阀
60’,60” 管路
61’,61” 水罐
62’,62” 泵
63’,64’,63”,64” 阀
65’ 加热装置
66,66’,66” 离子交换设备
67” 管路
68,68’,68”,68a” 淤泥槽
69” 管路
70” 阀
71” 阀
72’,72a”,72b” 清洁剂储槽
73’,73” 测量装置
100” 排水泵
101”,102” 阀
103” 换气阀
104” 膨胀槽罐
105” 液位开关
106” 加压空气管路
107” 槽罐
108” 给送泵
109’ 阀
110” 换气阀
111” 管路
112” 加热器
113” 槽罐
114” 泵
115,115a’,115a” 三向阀
116,116’ 活性炭给送装置
117 三向阀
118,118’,118” 辊
119,119’,119” 混合槽
120,120’,120” 净化装置
121,121’,121” 带式过滤器
122,122’,122” 过滤带
123,123’,123” 低压装置
124,124’,124” 刮板
125,125’,125” 空间
126,126’,126” 喷射装置
127,127’,127” 电动机驱动的混合器
128,128,128” 槽
129,129’,129” 摊铺盒
130,130’,130” 浮子
131,131’,131” 过滤器
132,132’,133’,132”,133” 管路
134’,135’,134”,135” 回流阀
136’,136” 三向阀
137’,137” 管路
138,138” 平衡储槽
K1”,K2”,K3” 连接
P1,P1’,P1a’,P1”,P1a” 点
为简单起见，附图并未示出所有根据本领域的技术人员的知识必要的构件，例如阀，比如回流阀。
上文已仅借助优选实施例公开了本发明，且因此应该指出的是，本发明的细节可在所附独立权利要求的范围内采用许多不同的方式来实施。因而，例如，净化装置(120，120’，120”)不必是环形过滤带，而是可行地，它是一次性过滤带，这种情况下，未使用的过滤带从给送辊转移到接收辊，该接收辊在过滤带在执行过滤的同时移动时接收包含杂质的使用过的过滤带。一次性过滤带由在下方由多孔金属板支承的纤维垫制成。当纤维垫移动时，它设置成在静止的金属板上滑动。假设一次性纤维垫的孔隙尺寸在实践中可小于环形钢带网的孔隙尺寸。纤维垫的孔隙尺寸为30至60μm，但可小至20至30μm，或甚至在10至20μm的范围内。当然，纤维垫的孔隙尺寸可大于60μm。一次性的纤维垫可由刮板清洁，与环形过滤带一样。通过实验找到最适合用于特定目的的孔隙尺寸。环形过滤带相比于一次性过滤带的一个大的优点是过滤带不必更换。不必使净化装置的过滤带(122，122’，122”)经历低压，但低压使净化装置的操作更快，并且由于低压，要从过滤带去除的沉淀物基本为固体且因此仅占用淤泥槽(68，68’，68”)中较小的空间。在设置有污水流路的本发明的实施例中，包含半渗透隔膜的隔膜过滤器的数量可变化。也可行的是，隔膜过滤器并列连接，与如图所示的串接不同。优选地，可设置多个污水流路和隔膜过滤器，污水流路的分组方式是至少一个污水流路和/或其中的至少一个隔膜过滤器在至少一个其它污水流路和/或其中的至少一个隔膜过滤器被清除污水和/或杂质时处于使用中。这使得净化单元能够在进行清洁时不间断地操作。代替给送泵(13，13’，13”)，至少原则上可行的是，借助重力将待净化的洗涤水给送到净化装置(120，120’，120”)或污水流路。在被引导到污水流路之前，可借助一个或多个过滤器(参考过滤器12和12a)来过滤污水。

Claims (17)

1.一种用于处理船的废气中包含的杂质以减少硫氧化物排放物的方法，所述方法包括
-在废气洗涤器中用水洗涤所述废气以减少所述废气的二氧化硫排放物，
-将包含杂质并离开所述废气洗涤器的待净化的洗涤水——即污水——供给到船载的净化单元，所述污水在所述净化单元中净化，以及
-监视经净化的污水的pH值，并且如果pH值小于6.5，则将所述污水的pH值调节为至少6.5的值，此后将经净化的污水排入海洋中或使其返回所述废气洗涤器，
其特征在于，
所述净化单元包括净化装置，所述净化装置包括带式过滤器，所述带式过滤器包括移动的倾斜的过滤带，藉此源自所述污水的包含杂质的含水流体连同一种或多种沉淀剂一起给送到所述带式过滤器的倾斜的过滤带的第一表面并经所述过滤带过滤，以将所述含水流体中包含的杂质聚集到所述带式过滤器的第一表面上以作为待从所述过滤带的第一表面去除的沉淀物，
在将含水流体给送到所述带式过滤器的所述倾斜的过滤带之前，在所述净化单元中的污水流路中净化离开所述废气洗涤器并且包含杂质的待净化的洗涤水，即污水，所述污水流路包括至少一个隔膜过滤器，并且待净化的洗涤水——即污水——在所述污水流路中循环，其中经所述隔膜过滤器的半渗透隔膜过滤污水以便获得经净化的污水和包含杂质的残留物，从所述隔膜过滤器和所述污水流路中的循环去除经净化的污水，同时所述残留物保持在其所聚集的所述污水流路中循环，此后将所述污水流路中的聚集的残留物的至少一部分以高度聚集有杂质的状态并以含水流体的形式给送到所述带式过滤器的所述倾斜的过滤带上。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过刮削从所述倾斜的过滤带的第一表面去除所述沉淀物。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将通过所述倾斜的过滤带并且包含源自所述含水流体的经净化的水的滤出液排入海洋中或引导到所述废气洗涤器。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过使所述隔膜过滤器接受在与流经所述隔膜过滤器的经净化的污水的流动方向相反的流动方向上使用无杂质的流体对所述隔膜过滤器的所述半渗透隔膜进行反冲洗从而每隔一段时间从所述隔膜过滤器清除杂质，藉此从所述隔膜过滤器去除收集在所述隔膜过滤器中的杂质，此后将所述杂质连同流体一起输送离开所述污水流路并在所述净化装置的所述带式过滤器中进行过滤。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将离开所述净化装置的滤出液在排入海洋中或传送到所述废气洗涤器之前输送回到所述污水流路以进行进一步净化。
6.一种船，包括用于净化来自所述船的燃烧发动机的废气和减少二氧化硫排放物的废气洗涤器以及用于净化待净化并离开所述废气洗涤器的洗涤水的净化单元，其特征在于，所述净化单元包括净化装置，所述净化装置包括带式过滤器，所述带式过滤器包括用于净化源自污水的杂质的移动的倾斜的过滤带，并且，所述净化单元还包括污水流路和至少一个隔膜过滤器，所述污水流路包括循环泵，所述隔膜过滤器包括半渗透隔膜，所述循环泵设置成通过将待净化的污水给送到所述隔膜过滤器的入口端来使所述污水在所述污水流路中循环，以使得流经所述隔膜过滤器的污水经所述半渗透隔膜过滤并在净化后离开所述隔膜过滤器的出口并离开所述污水流路，而包含杂质的残留物从所述隔膜过滤器的排出端被引导回到循环泵并从所述循环泵再次被引导到所述隔膜过滤器的入口端，所述净化装置连接在所述隔膜过滤器的排出端的下游并且设置成从所述污水流路接收呈含水流体形式的高度聚集有杂质的残留物，以使所述残留物进一步聚集为沉淀物。
7.如权利要求6所述的船，其特征在于，所述船包括用于向所述净化 装置给送一种或多种沉淀剂的装置。
8.如权利要求7所述的船，其特征在于，所述带式过滤器的所述倾斜的过滤带是限定出用于接收滤出液的空间的环形过滤带。
9.如权利要求6所述的船，其特征在于，所述船包括用于在所述倾斜的过滤带的清洁侧产生低压的低压装置。
10.如权利要求6所述的船，其特征在于，设置了与所述带式过滤器相关的刮板，所述刮板用于通过从所述倾斜的过滤带的第一表面刮削来去除所述沉淀物以清洁所述倾斜的过滤带。
11.如权利要求8所述的船，其特征在于，所述净化装置包括设置在所述空间中的喷射装置，所述喷射装置用于向所述倾斜的过滤带的第二表面喷水以从所述倾斜的过滤带的第一表面去除杂质，所述第二表面与所述第一表面相对。
12.如权利要求6所述的船，其特征在于，所述船包括用于将离开所述净化装置的滤出液输送回到所述污水流路以进一步净化所述滤出液的管路。
13.如权利要求6所述的船，其特征在于，所述净化单元包括设置在所述污水流路的上游的粗滤器。
14.如权利要求6所述的船，其特征在于，所述船包括用于从所述隔膜过滤器的半渗透隔膜清除杂质颗粒的反冲洗系统，所述反冲洗系统设置成沿与经净化的污水的流动方向相反的所述隔膜过滤器的所述半渗透隔膜的流动方向给送无杂质的流体。
15.如权利要求6所述的船，其特征在于，所述船包括用于将经净化的污水给送回到所述废气洗涤器的管路。
16.一种用于净化被杂质污染并离开船的废气洗涤器的洗涤水——即污水——的净化单元，其特征在于，所述净化单元是可转移的集装箱式单元，所述集装箱式单元包括用于将所述净化单元连接至来自所述船的废气洗涤器的污水管路的第一连接装置、用于将所述净化单元连接至所述船的水分配流路的第二连接装置、和用于将在所述净化单元中净化的污水从所 述净化单元排出的输出管路，所述净化单元包括净化装置，所述净化装置包括带式过滤器，所述带式过滤器包括移动的倾斜过滤带以便将源自所述污水的杂质作为沉淀物聚集到所述过滤带的第一表面上，所述净化单元还包括污水流路和至少一个隔膜过滤器，所述污水流路包括循环泵，所述隔膜过滤器包括半渗透隔膜，所述循环泵设置成通过将待净化的污水给送到所述隔膜过滤器的入口端来使所述污水在所述污水流路中循环，以使得流经所述隔膜过滤器的污水经所述半渗透隔膜过滤并在净化后离开所述隔膜过滤器的出口并离开所述污水流路，而包含杂质的残留物从所述隔膜过滤器的排出端被引导回到所述循环泵并从所述循环泵再次被引导到所述隔膜过滤器的入口端，所述净化装置连接在所述隔膜过滤器的排出端的下游并且设置成从所述污水流路接收呈含水流体形式的高度聚集有杂质的残留物，以将所述残留物进一步聚集为沉淀物。
17.如权利要求16所述的净化单元，其特征在于，所述净化单元包括用于将离开所述净化装置的滤出液输送回到所述污水流路以进一步净化所述滤出液的管路。
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