CN107074589A - 压载水处理装置以及用于处理压载水的方法 - Google Patents

压载水处理装置以及用于处理压载水的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种压载水处理装置，该压载水处理装置配备有过滤装置和照射装置，照射装置使用紫外线照射已被过滤的已过滤水。其中，过滤装置是这样的装置：去除99.999％以上的最小部分尺寸在50μm以上的L尺寸生物，以及90％以上的最小部分尺寸在10μm以上且小于50μm的S尺寸生物。照射装置能够以250m3/h的流量和13kW的能耗对已过滤水进行杀菌，以在杀菌处理后立即杀灭90％的S尺寸生物。

Description

压载水处理装置以及用于处理压载水的方法
技术领域
本发明涉及用于制取储存在船舶中的压载水的处理装置以及用于处理压载水的方法。
背景技术
船舶中所运载的压载水是运载在船舶中以便即使当船舶处于空载状态下时也能提供安全航行的海水。经由被远洋船舶输送的压载水所转移的外来生物的对环境(特别是对生态系统)的影响已成为国际问题。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(在下文中称为管理公约)”。管理公约要求排出的压载水中的生物数量处于极低的水平。在该排出标准中，根据浮游生物的尺寸规定生物的数量，例如，具有50μm以上尺寸的浮游生物(在下文中称为L尺寸生物)的数量为10个生物/m3以下，并且具有10μm至50μm尺寸的浮游生物(在下文中称为S尺寸生物)的数量为10个生物/ml以下。因此，当压载水储存在压载罐中时，需要用于杀灭压载水中的微生物的处理。
已开发出用于去除、杀死或灭活微生物的各种方法作为处理压载水的方法。专利文献1披露了用于通过过滤去除微生物的方法。专利文献2和专利文献3披露了用于通过紫外线照射杀死微生物的方法。
引用文献列表
专利文献
专利文献1：日本未审查专利申请公开No.2006-728
专利文献2：日本未审查专利申请公开No.2006-248510
专利文献3：日本专利No.5517113
专利文献4：日本专利No.4835785
发明内容
技术问题
在海水(例如日本沿海水域)中，L尺寸生物的数量在较小数量的情况下为数千个生物/m3，并且在较大数量的情况下为数十万个生物/m3。为了满足以上规定，需要将L尺寸生物的数量确实地减少至1/100000的水平。此外，特别地，大中型船舶中的压载水的量非常巨大，并且每小时需要处理数百吨到数千吨。
关于使用过滤膜的去除手段，为了去除微生物，需要具有非常小的孔的过滤膜。例如，用于专利文献1中的由中空纤维膜形成的微孔过滤膜。由于具有细微孔的过滤膜在短时间内堵塞，需要频繁地执行反冲洗等，因此不能长时间地执行大量的处理。关于使用紫外线照射的去除手段，为了去除(尤其是)L尺寸生物，需要增加紫外线的强度，并且需要要求大的电力的非常大的装置。在船舶上使用这些装置中的任何一个都是不现实的，在船舶中，装置的安装位置受到限制，并且可使用的电量受到限制。
为了解决上述问题，本发明的发明人已开发出包括具有新结构的过滤装置的压载水处理装置。专利文献4描述了使用过滤膜的压载水处理装置，该装置由本发明的申请人提交。该装置是这样的过滤装置：在该过滤装置中，筒形过滤器安装在管状容器中，并且将被允许从筒形过滤器的外部流到内部的液体收集为滤液。待过滤的液体从设置在管状容器的侧表面上的喷嘴喷射到过滤器的过滤表面的一部分上。结果，冲洗了沉积在过滤器的表面上的过滤产物以恢复渗透通量，并且已被冲洗掉的过滤产物从过滤前腔室排出。利用该构造，可连续地维持稳定的过滤状态。本发明提供了使用上述装置结构作为基础的具体结构，该具体结构用于实施满足上述标准的处理。
问题的解决方案
本发明的发明人已推进了该装置的发展并且得到以下结构。一种压载水处理装置，其包括过滤装置和照射装置，所述照射装置使用紫外线照射已被过滤的已过滤水。过滤装置是这样的装置：去除99.999％以上的最小部分尺寸在50μm以上的L尺寸生物，以及90％以上的最小部分尺寸在10μm以上且小于50μm的S尺寸生物。照射装置能够以250m3/h的流量和13kW的能耗对已过滤水进行杀菌，以在杀菌处理后立即杀灭90％的S尺寸生物。应注意，符号h表示时间(小时)。
过滤装置的过滤器基体优选地由具有230g/m2以上且300g/m2以下的单位面积重量、14cc/cm2·sec以下的空气流量以及0.5mm以上的厚度的无纺布形成。
此外，用于处理压载水的方法包括：将压载水处理装置安装在船体中；使用取自船体外部的海水作为未处理水；进一步地，向由压载水处理装置处理的已过滤水施加杀菌处理；以及随后，将已杀菌的水储存在船体中作为压载水。
本发明的有益效果
提供了能够稳定地大量处理管理公约中所规定的压载水的压载水处理方法和压载水处理装置。
附图说明
图1是示意性地示出用于处理船舶用的压载水的装置10的基本总体结构的框图。
图2是示出用于用压载水加注压载罐的水加注运行方法的视图。
图3是示出用于从压载罐排出压载水的水排出运行方法的视图。
图4是示出旋转式过滤装置的实例的视图，并且是示出包括轴线的竖直截面的结构的截面示意图。
图5是示出图4中的水平A-A截面的结构的示意图。
图6是示意性地示出折叠式过滤器的基本结构的透视示意图。
图7是示出照射装置的结构实例的示意图并且示出了照射装置的俯视图。
图8是示出照射装置的结构实例的示意图并且示出了照射装置的正视图。
图9是示出照射装置的结构实例的示意图并且示出了照射装置的侧视图。
图10是说明实验结果的示图，并且是竖直轴线表示L尺寸生物的数量且水平轴线表示过滤前后的状态的示图。
图11是说明实验结果的示图，并且是竖直轴线表示生物的存活率且水平轴线表示生物的尺寸的示图。
图12是示出过滤流量和过滤前后的过滤压力差的变化的测量结果的示图。
附图标记列表
1 过滤装置
2 照射装置
31、32、33、34、35、36、37、38 管道
4 泵
5 压载罐
10 压载水处理装置
61 船体
62 进水口
63 排水口
71、72、73、74、75、76、77、78、79 阀
101 折叠式过滤器
11 过滤器基体
102 未处理水喷嘴
103 壳体
106 未处理水流动路径
107 已过滤水流动路径
108 排出流动路径
121 喷嘴开口
131 外管状部分
132 盖部分
133 底部分
140 中心管道
141 进水孔
190 电机
210 紫外线灯
220 腔室部分
230 凸缘部分
240 管道部分
具体实施方式
[本发明实施例的说明]
将对本发明的实施例进行列举和描述。
本发明的实施例是包括过滤装置和照射装置的压载水处理装置，照射装置使用紫外线照射已被过滤的已过滤水。过滤装置是这样的装置：去除99.999％以上的最小部分尺寸在50μm以上的L尺寸生物，以及90％以上的最小部分尺寸在10μm以上且小于50μm的S尺寸生物。照射装置能够以250m3/h的流量和13kW的能耗对已过滤水进行杀菌，以在杀菌处理后立即杀灭90％的S尺寸生物。
该装置包括过滤装置和照射装置的组合。过滤装置去除L尺寸生物，使得L尺寸生物的数量减少至1/100000以下。大部分的S尺寸生物也被过滤装置去除。由于过滤装置的该性能，因此杀灭L尺寸生物的功能不需要紫外线照射装置。被照射装置杀灭的对象仅包括S尺寸生物以及比S尺寸生物的尺寸更小的细菌(在过滤后均残留下来)就足够了。因此，可以显著地减少照射装置的尺寸和能耗。在压载水处理装置安装在船舶中的情况下，不能实际使用需要大空间和大电力的紫外线照射装置，这是由于安装地板面积受到限制并且可使用的电力也受到限制。
为了适当地将装置安装在实用的大中型船舶中，能够被装置处理的水量优选为100m3/h以上，并且在所处理的水量为200m3/h的运行期间过滤装置和照射装置的总能耗优选为16kW以下。这里，过滤装置不包括泵。
照射装置是将紫外线照射灯包括在已过滤水的流动路径中的装置。具体地说，可以将中压紫外线灯用作紫外线照射灯。即使在以250m3/h处理的情况下，能耗也在13kW以下。优选地，紫外线照射灯放置在保护管中并且是可更换的。保护管的与已过滤水接触的表面优选为自动地定期清洁(例如，一小时一次)。此外，优选地，在流动路径中设置照度传感器，并且根据传感器的感测结果控制灯的强度，从而确保必要的紫外线照射量。
过滤装置优选为旋转式过滤装置，旋转式过滤装置包括：折叠式过滤器，其包括过滤器基体，过滤器基体具有重复地形成峰部和谷部的褶皱并且具有轴向为褶皱的脊线方向的管状形状，折叠式过滤器被用作过滤膜，折叠式过滤器的筒体的顶表面以及筒体的底表面均以水密的方式密封，折叠式过滤器被保持为能围绕筒轴线旋转；未处理水喷嘴，通过所述未处理水喷嘴朝向折叠式过滤器的外周表面喷射未处理水；壳体，其包括外管状部分，外管状部分设置为包围折叠式过滤器并且将未处理水喷嘴的喷嘴开口包括在所述外管状部分中；已过滤水流动路径，通过所述已过滤水流动路径将已穿过折叠式过滤器的已过滤水从折叠式过滤器的筒体内部引导到壳体的外部；以及排出流动路径，通过所述排出流动路径将未被折叠式过滤器过滤的排出水排出到壳体的外部。通过在旋转过滤表面的同时对每一次旋转执行清洁，可以长时间稳定地继续过滤大量处理水，而无需在停止装置的同时执行反冲洗。这里，过滤器基体优选地由无纺布形成，所述无纺布具有230g/m2以上且300g/m2以下的单位面积重量、14cc/cm2·sec以下的空气流量以及0.5mm以上的厚度。通过在旋转式过滤装置中使用这种过滤器基体，可以去除99.999％以上的L尺寸生物和90％以上的S尺寸生物。一般来说，随着过滤器的开口尺寸的减小和过滤器厚度的增加，能够去除越来越小的悬浮物。另一方面，随着过滤器的开口尺寸的减小，开口容易堵塞并且变得难以继续过滤。过滤器基体的上述特征是基于在旋转式过滤装置中适当范围的发现而规定的。
例如，聚酯、尼龙、聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚四氟乙烯(PTFE)或聚偏氟乙烯(PVdF)可以用作过滤器基体。出于通过旋转式过滤装置执行高流量处理的目的，过滤性能、清洁容易性以及断裂强度也是过滤器基体所必须的性能。因此，尤其适合使用聚酯无纺布，并且最适合使用聚对苯二甲酸乙二醇酯无纺布。特别地，使用聚酯长丝形成的无纺布是优选的，这是因为不会发生因磨损等导致的脱线的产生。
旋转式过滤装置优选为能这样运行的装置：在10小时以上的时间内每分钟的过滤压力差的变化和每分钟的平均过滤流量的变化均在±10％以内。每分钟的过滤压力差的变化和每分钟的平均过滤流量的变化均优选地在±8％以内，并且更优选地在±5％以内。在压载水处理装置中，在通过过滤装置去除相对较大的浮游生物之后，使用紫外线照射装置或电解装置执行杀菌处理。在该情况下，过滤流量的变化可能改变每一定量的已过滤水的紫外线照射量或电解处理中的氯浓度，导致杀菌效果的过剩或不足。当所供应的已过滤水的过滤流量为恒定不变时，有必要且足够的紫外线灯强度或者必要且足够量的氯就足矣了，并且因此可以有效地执行处理。
时间“10小时”是根据在船舶中执行一次压载水的加注和排出运行的标准时间确定的值，并且意味着在连续执行过滤的同时过滤装置的压力差不发生变化。变化的范围是就实用性能而言确定的值。术语“过滤压力差”指过滤前的容器压力与过滤后的已处理水的出口压力之间的差。在容器的未处理水的射流不会直接影响到的位置(例如，在盖部分的内侧)测量容器压力。在例如排出已过滤水的管道附近测量出口压力。在这种情况下，在考虑因容器压力的测量位置与出口压力的测量位置之间的布置(高度)而产生的水头压力的情况下对值进行修正，将经修正的值定义为压力差。例如以一分钟的间隔测量每个压力。平均过滤流量是通过使用流量计以一分钟的间隔对已被过滤的已过滤水的流量进行测量而确定的值。术语“变化”指当以一分钟的间隔从运行开始起对过滤压力差和平均过滤流量进行10小时的记录时，600个点中的最大值MAX和最小值MIN(如果存在因例如不正确测量而产生的特异点，则将这种点排除)与600个点的平均值AVE的比率。更具体地说，将(MAX-AVE)/AVE)×100和(MIN-AVE)/AVE)×100中较大的值α定义为变化α。此外，更优选地，这种10小时连续运行可以间歇地连续执行10次以上，即总共100小时以上。时间“100小时”是根据诸如更换过滤器等维护间隔的要求而确定的值。在间歇运行期间，更优选的是执行旋转清洁，在旋转清洁中，在仅引入未处理水而不执行过滤的同时执行旋转运行。一般来说，随着过滤的进行，过滤器发生堵塞。因此，当在相同压力差下持续运行时，过滤器中的过滤流量减小。相反地，需要不断增加压力差以便执行运行，从而维持相同的过滤流量。即，压力差和过滤流量均不发生变化的现象表示这样的过滤装置特征：可以继续运行而不存在堵塞。
从未处理水喷嘴喷射的未处理水的流量优选为100m3/h以上，并且从已过滤水流动路径喷射的已过滤水的流量与从排出流动路径排出的排出水的排出流量的比率(已过滤水流量/排出流量)优选为20至1.5。理想地，未处理水流量等于已过滤水流量。然而，本装置的特征在于过滤和清洁同时进行，并且需要以一定流量排出水，该一定流量用作排出流量。排出流量的比率越高导致过滤效率越高。另一方面，排出流量的比率越低导致清洁效果越高。当该比率是上述范围内的值时，对各种类型的未处理水而言过滤和清洁可以平衡，并且处理可以长时间稳定地持续。该比率更优选地在10至3的范围里，并且进一步优选地在6至4的范围里。
用于处理压载水的方法优选地包括：将上述压载水处理装置安装在船体中；使用取自船体外部的海水作为未处理水；进一步地，向由压载水处理装置处理的已过滤水施加杀菌处理；以及随后，将已杀菌的水储存在船体中作为压载水。通过使用该装置或使用该方法，可以稳定地长时间处理大量的压载水而不引起过滤不良。结果，可以减少维护成本和电力成本，并且可以进一步促进压载水的制取。
[本发明实施例的详细说明]
现在将参考附图描述根据本发明压载水处理装置的结构。本发明的范围不限于这些实例而是由下述权利要求书限定。本发明的范围旨在覆盖与这些权利要求的含义和范围等同的含义和范围内的全部修改。
(压载水处理装置)
图1是示意性地示出用于处理船舶用压载水的装置10的基本总体结构的框图。在图1中，未处理水是取自海洋等的海水或咸水，未处理水由泵4通过管道31供给，并且通过管道32供应至过滤装置(过滤器)1。已在过滤装置1中过滤的已过滤水穿过管道33，并且供给至包括紫外线灯的照射装置2。通过管道35将未在过滤装置1中过滤的排出水引导至装置的外部。已穿过照射装置2的已处理水通过管道34供给至压载罐5。
(处理压载水的方法)
图2和图3是示出将上述压载水处理装置10安装在船舶中并执行压载水处理的典型方法的视图。对与图1所示部分对应的部分指定相同的附图标记。压载水处理装置10安装在船舶的船体61中。船体中设置有用于运载压载水的压载罐5。压载水处理装置10是这样的装置：当在船舶所停泊的水域中从进水口62获取海水等以便用海水等加注压载罐5时，或当在船舶所停泊的水域中将运载在压载罐5中的压载水排出到船体的外部时，去除或杀死生物。在本实施例中，将对在水加注期间执行过滤和紫外线照射以及在排出期间仅执行紫外线照射的方法进行说明。然而，使用方法不限于此。关于在水加注和排出期间是否执行过滤或紫外线照射，根据管道的排列和阀运行的顺序，各种组合都是可行的。例如，出于维护的目的，需要分别执行过滤装置1和照射装置2的运行和清洁，但在这里不对此进行描述。
图2是示出用于用压载水加注压载罐的水加注运行方法的视图。在水加注运行期间，打开阀71、73、75、76、77和79(允许水流动)，并且关闭阀72、74和78(不允许水流动)。通过泵4的运转从进水口62获取的未处理水通过管道31和管道32供给至过滤装置1。已在过滤装置1中过滤的已过滤水通过管道33供给至照射装置2。在照射装置2中经受紫外线照射的已处理水通过管道34供给至压载罐5。应注意，未穿过过滤装置1中的过滤膜的排出水连同被去除的悬浮物和生物一起，穿过管道35并且从排水口63排出到初始水域。
根据本发明的装置，L尺寸生物的数量减少至大致为零，并且大部分S尺寸生物也被过滤装置1去除。另外，通过照射装置2杀灭其余S尺寸生物、其它细菌等。因此，可以将具有非常低的微生物含量的压载水储存在压载罐5中。在压载罐5中，压载水在不暴露于阳光的环境中被长时间储存。在这样的环境中，一些生物死亡，而一些生物增殖。已知许多动物性生物为L尺寸生物，并且即使在作为黑暗场所的压载罐5中也比植物性生物具有更高的增殖几率。本发明的装置可以基本上完全地去除过滤装置1中的L尺寸生物，从而抑制压载罐5中的动物性生物的增殖。
图3是示出用于将运载在压载罐5中的压载水排出至船体的外部的水排出运行方法的视图。在水排出运行期间，打开阀72、74、77和78，并且关闭阀71、73、75、76和79。被泵4从压载罐5抽上来的压载水通过管道36和管道37供给至照射装置2。存活在压载罐5中的一些生物在照射装置2中被紫外线照射杀灭，并且通过管道38从排水口63排出到船体的外部。
(过滤装置)
过滤装置是这样的装置：去除99.999％以上的最小部分尺寸在50μm以上的L尺寸生物，以及90％以上的最小部分尺寸在10μm以上且小于50μm的S尺寸生物。可以通过组合该过滤装置与照射装置来制取满足期望标准的压载水，其中，照射装置能够以250m3/h的流量和13kW的能耗对已过滤水进行杀菌，以在杀菌处理后立即杀灭90％的S尺寸生物。优选地，照射装置可以在过滤至小于10个生物/ml的水平之后杀灭已过滤水中的S尺寸生物。就实用而言，为了满足利用船舶停泊期间船舶中可以使用的有限的电力来处理大量压载水的要求，处理水量为100m3/h以上，并且理想的是，出于清洁等维护的目的，过滤装置能够在不中断处理的情况下运行。
将对作为这种过滤装置的优选应用实例的旋转式过滤装置进行描述。图4和图5是示出根据本发明的实施例的适合用于处理船舶用压载水的装置的过滤装置的视图。图4是示出包括轴线的竖直截面的结构的截面示意图。图5是示出图4中的水平A-A截面的结构的示意图。筒形形状的折叠式过滤器101围绕作为旋转中心的轴线布置，并且安装为能围绕布置在中心的中心管道140旋转(管道不旋转)。折叠式过滤器101的上表面和下表面以水密的方式密封。可旋转的安装结构也需要具有水密结构。然而，安装结构不受特定限制，并且可以使用已知结构。壳体103设置为覆盖整个过滤器。壳体103包括外管状部分131、盖部分132和底部分133。排出流动路径108设置在底部分133上。设置未处理水流动路径106和未处理水喷嘴102，以便将海水作为未处理水引入壳体103中。未处理水喷嘴102设置为从未处理水流动路径106延伸，从而使未处理水喷嘴102的喷嘴开口121位于壳体103的外管状部分131中，并且未处理水喷嘴102构造为使得未处理水朝向折叠式过滤器101的外周表面流动。出于使折叠式过滤器101旋转的目的，将电机190设置在折叠式过滤器101的中心轴线上。电机190受从驱动控制单元(未示出)供应的电力驱动。
在本实施例中，将从未处理水喷嘴102喷射的未处理水施加到折叠式过滤器101的折叠部的外周表面，并且借助未处理水的压力达到清洁折叠式过滤器101的效果。未过滤的未处理水和沉淀在壳体103中的悬浮物通过壳体103的底部的排出流动路径108依次地排出。未处理水喷嘴102的喷嘴开口121优选为具有矩形开口。大量水从未处理水喷嘴102喷射到折叠式过滤器表面上，以沿推压和打开折叠式过滤器101的峰部的方向施加力。峰部被打开，并且液体流进折叠部之间的间隙和从折叠部之间的间隙流出。结果，在过滤器基体的表面上产生液流，并且达到清洁过滤器的效果。以这种方式在连续并不断地排出悬浮固体和剩余未处理水的同时执行过滤，这一点也是该装置的特征。该特征有利于确实地实现压载水所需的50m3/h至100m3/h以及在更大系统中的4000m3/h的大处理量。通过设置在过滤器内部的中心管道140中的进水孔141将已被折叠式过滤器101过滤的已过滤水引导到已过滤水流动路径107，并且排出到壳体103的外部。关于与图1的对应关系，图1的管道32对应于图4的未处理水流动路径106，管道33对应于已过滤水流动路径107，并且管道35对应于排出流动路径108。
图6是示意性地示出折叠式过滤器101的基本结构的透视示意图。这样得到折叠式过滤器101：通过将平面条状过滤器基体11沿与褶皱平行的方向折叠成具有交替的峰部和谷部来形成折叠形状，并且进一步将过滤器基体11连接成具有筒状形状。为了防止过滤器破裂，优选地采用将树脂施加到过滤器的褶皱上的加强措施或者采用设置在过滤器的每个折叠部上的诸如加强片等加强结构。
以100m3/h的速度执行处理的装置的实例包括这样的折叠式过滤器：外径为700mm、轴向长度为320mm、作为有效面积的高度为200mm、折叠部深度为70mm并且折叠部数量为420个。另一个以250m3/h的速度执行处理的装置的实例包括这样的折叠式过滤器：外径为810mm、轴向长度为399mm、作为有效面积的高度为377mm、折叠部深度为70mm并且折叠部数量为517个。
(照射装置)
图7、图8和图9是示出照射装置的结构实例的示意图。图7是照射装置的俯视图、图8是照射装置的正视图并且图9是照射装置的侧视图。腔室部分220包括其内部空间中的多个紫外线灯210。腔室部分220在其管状形状的两端上具有允许更换紫外线灯210并且允许取出电极的结构(尽管图中未示出具体结构)。优选实施例的实例是这样的结构：可以透射紫外线的保护管设置在腔室部分220中，并且紫外线灯210附接在保护管的内部。照射装置更优选地包括清洁机构，使得紫外线灯或保护管的表面定期得到清洁。在腔室部分220的上部和下部设置有连接至外部的管道部分240。管道部分240的端部优选地设置有供管道附接的凸缘部分230。紫外线灯的数量根据例如每个灯的照射输出和待处理的处理水的额定量来确定。紫外线灯210优选为均匀地排列在腔室部分220中，使得紫外线尽可能均匀地照射流动的未处理水。照射装置的结构是示例性的，并且腔室的形式、紫外线灯的数量等不限于此。
本发明的压载水处理装置的特征在于：通过使用过滤装置去除L尺寸生物从而使L尺寸生物的数量减少至1/100000以下，来简化紫外线照射装置。该特征能够使得在处理水流量为200m3/h的运行期间过滤装置和照射装置的总能耗在16kW以下。
(实验例1)
实施确认过滤装置的过滤性能的实验。将使用旋转式过滤装置(旋转清洁(RC)过滤器)的过滤与使用作为典型过滤膜的具有孔的网格型过滤器的过滤进行比较。用于旋转式过滤装置的折叠式过滤器中的过滤器基体由具有260g/m2的单位面积重量、10cc/cm2·sec以下的空气流量以及0.6mm的厚度的聚对苯二甲酸乙二醇酯无纺布形成。为了防止破裂，将柔性聚氨酯树脂施加到褶皱，然后固化。折叠式过滤器的外径为700mm、轴向长度为320mm、作为有效面积的高度为200mm、折叠部深度为70mm并且折叠部数量为420个。为了进行比较，使用具有30μm、25μm或6μm的开口的网格型过滤器。
图10示出了在使用RC过滤器时与在使用作为比较例的网格型过滤器时L尺寸生物的去除比率。图10是竖直轴线表示L尺寸生物的数量且水平轴线表示过滤前后的状态的示图。准备作为未处理水的包含浓度为100000个生物/m3的L尺寸生物的原水，并且执行过滤。结果显示如下。相对于原水中100000个生物/m3的浓度，在使用RC过滤器处理后，已过滤水中的L尺寸生物的数量变为0个生物/m3。另一方面，在使用每个网格型过滤器处理后，在已过滤水中残留的L尺寸生物的浓度在1000个生物/m3以上。
此外，还类似地确认RC过滤器关于S尺寸生物的性能。图11示出了结果。在图11中，竖直轴线表示生物的存活率且水平轴线表示生物的尺寸。可以去除所有尺寸在30μm以上的生物以及80％以上的尺寸在10μm至30μm的生物。因此，确认了RC过滤器具有迄今为止未被认识到的良好的生物去除性能。
(实验例2)
使用包括另一过滤器基体的RC过滤器来实施与上述实验类似的实验。所使用的过滤器基体由具有200g/m2的单位面积重量、18cc/cm2·sec以下的空气流量以及0.5mm的厚度的聚对苯二甲酸乙二醇酯无纺布形成。利用该过滤器基体，不能去除99.999％以上的L尺寸生物。此外，使用两个堆叠的无纺布来实施实验，每个无纺布除了如实验例1中使用的无纺布那样具有260g/m2的单位面积重量外与上述无纺布相同。根据结果，过滤压力差增加，导致难以执行连续长期的运行。
(实验例3)
实施下述实验以便确认组合了过滤装置和照射装置的压载水处理装置的实用性能。一个周期的试验的过程如下。
1)原水(处理水和对照水)的制备
2)水加注运行(处理水和对照水)、水质分析以及生物分析。
3)储存5天(模拟航行)
4)水排出运行(处理水和对照水)、水质分析以及生物分析。
在不同盐度(海水和咸水)下重复5次试验周期，即总共实施10次试验。用于该实验中的装置的处理水的额定量为200m3/h。将通过向原水添加必要的悬浮物和生物而准备的试验水用作未处理水。分别准备约300m3的试验水作为未处理水和对照水。应注意，通过以允许对照水绕开装置的方式执行水加注和水排出，对照水用于判断是否使用该装置实现了生物处理。准备模拟压载罐的驳船罐(barge tank)。执行试验水的准备、水加注运行和水排出运行。表1示出了关于处理L尺寸和S尺寸生物的性能的试验结果。最终排出的处理水中的L尺寸生物的数量平均为0.8个生物/m3，并且在每种情况下最终排出的处理水中的S尺寸生物的数量为0个生物/ml。在对照水中，通过被储存在黑暗场所中5天，L尺寸和S尺寸生物的数量减少了，但减小的数量远未达到可接受的标准。使用该装置的处理被确认是有效的。
[表1]
(实验例4)
通过使用以实际的方式安装在船舶中的压载水处理装置在三个海域中实施与实验例3类似的实验。图2示出了结果。表中示出了在水加注时被用作未处理水的对照水中存在的L尺寸和S尺寸生物的值。在使用处理装置处理的已处理水进行水排出时，所观察到的L尺寸生物的数量在No.1试验周期中为0.2并且在其它所有试验周期中为0。在用于比较的不被允许穿过处理装置的对照水中，尽管观察到生物数量的减小，但仍包含许多生物。
[表2]
(实验例5)
关于压载水处理装置的运行性能，实施了用于确认长期连续运行的可能性的实验。均与用于实验例1中的折叠式过滤器相同的三个折叠式过滤器以筒的形式堆叠并且用作一体的过滤器。关于运行条件，未处理水的输入流量为125m3/h，已过滤水的流量为100m3/h，排出水的流量为25m3/h，并且过滤器的转速为50rpm。图12是示出过滤前后的过滤流量和过滤压力差的变化的测量结果的示图。竖直轴线表示过滤流量或过滤压力差。水平轴线表示运行持续时间。在该试验中，对约10小时连续过滤运行进行间歇的重复，以便实施超过110小时的连续运行。过滤流量的变化和过滤压力差的变化均在±8％内。该数据表明，可以根据该装置执行运行，使得在10小时以上的时间内每分钟的过滤压力差的变化和每分钟的平均过滤流量的变化均在±10％以内。此外，压载水处理装置在间歇式运行的情况下能运行为在总共100小时以上的时间内变化在±10％以内。
以下是在上述实验中发现的。当过滤器的转速在30rpm以下时，过滤器较早发生损坏。当过滤器的转速超过100rpm时，因旋转而产生的压力差超过40kPa并且泵的负荷增加。发现过滤器的转速优选为在30rpm至100rpm的范围里，并且更优选为40rpm至75rpm。应注意，过滤器(过滤膜)的跨膜压力差小于过滤压力差。这是因为除膜的存在以外的压力差因素，例如因旋转的离心力而产生的压力以及即使在没有过滤器的情况下也存在的管道阻力，被添加到了纯粹的跨膜压力差上。在该装置的情况下，相对于10kPa的过滤压力差，跨膜压力差为约0.1kPa至2kPa。当用作过滤器的冲洗水的未处理水的通量为1500m/h以下时，清洁性能不足。当未处理水的通量超过30000m/h时，过滤器较早发生损坏。未处理水的通量优选为22000m/h至27000m/h，并且更优选为23000m/h至26000m/h。当过滤流量为3.8m/h以上时，清洁跟不上，这可能容易导致压力差因堵塞而增加。过滤流量优选为3.4m/h以下。根据该观点，过滤流量的下限不受限制。然而，就实用而言，过滤流量优选为2m/h以上。

Claims (7)

1.一种压载水处理装置，其包括过滤装置和照射装置，所述照射装置使用紫外线照射已被过滤的已过滤水，
其中，所述过滤装置是这样的装置：去除99.999％以上的最小部分尺寸在50μm以上的L尺寸生物，以及90％以上的最小部分尺寸在10μm以上且小于50μm的S尺寸生物，并且
所述照射装置能够以250m3/h的流量和13kW的能耗对所述已过滤水进行杀菌，以在杀菌处理后立即杀灭90％的S尺寸生物。
2.根据权利要求1所述的压载水处理装置，其中，处理水量为100m3/h以上，并且在所述处理水量为200m3/h的运行期间所述过滤装置和所述照射装置的总能耗为16kW以下。
3.根据权利要求1或者2所述的压载水处理装置，
其中，所述过滤装置为旋转式过滤装置，所述旋转式过滤装置包括：
折叠式过滤器，其包括过滤器基体，所述过滤器基体具有重复地形成峰部和谷部的褶皱并且具有轴向为所述褶皱的脊线方向的管状形状，所述折叠式过滤器被用作过滤膜，
所述折叠式过滤器的筒体的顶表面以及筒体的底表面均以水密的方式密封，所述折叠式过滤器被保持为能围绕筒轴线旋转；
未处理水喷嘴，通过所述未处理水喷嘴朝向所述折叠式过滤器的外周表面喷射未处理水；
壳体，其包括外管状部分，所述外管状部分设置为包围所述折叠式过滤器并且将所述未处理水喷嘴的喷嘴开口包括在所述外管状部分中；
已过滤水流动路径，通过所述已过滤水流动路径将已穿过所述折叠式过滤器的已过滤水从所述折叠式过滤器的筒体内部引导到所述壳体的外部；以及
排出流动路径，通过所述排出流动路径将未被所述折叠式过滤器过滤的排出水排出到所述壳体的外部，并且
所述过滤器基体包括无纺布，所述无纺布具有230g/m2以上且300g/m2以下的单位面积重量、14cc/cm2·sec以下的空气流量以及0.5mm以上的厚度。
4.根据权利要求3所述的压载水处理装置，其中，所述过滤器基体包括聚酯无纺布。
5.根据权利要求3或4所述的压载水处理装置，其中，所述旋转式过滤装置能运行为使得在10小时以上的时间内每分钟的过滤压力差的变化和每分钟的平均过滤流量的变化均在±10％以内。
6.根据权利要求5所述的压载水处理装置，其中，从所述未处理水喷嘴喷射的所述未处理水的流量为100m3/h以上，并且从所述已过滤水流动路径喷射的所述已过滤水的流量与从所述排出流动路径排出的所述排出水的排出流量的比率(已过滤水流量/排出流量)为20至1.5。
7.一种用于处理压载水的方法，所述方法包括：将根据权利要求1至6中任一项所述的压载水处理装置安装在船体中；使用取自所述船体外部的海水作为未处理水；进一步地，向由所述压载水处理装置处理的已过滤水施加杀菌处理；以及随后，将已杀菌的水储存在所述船体中作为压载水。
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