CN109368888A - 一种模块化压载水处理装置 - Google Patents
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Abstract
一种模块化压载水处理装置，含有一体化模块，反应容器、反冲洗单元。所述的一体化模块包括模块框架、滤网、环形隔板、紫外灯、有自清洁涂层的套管、套管底部固定装置、套管顶部固定密封装置、紫外灯固定装置、紫外灯灯罩、压力变送器、紫外线强度变送器；所述的反应容器包括下腔体、上腔体、盖板1、盖板2、阀门1、阀门2、压力变送器1、压力变送器2、空气释放阀。反冲洗单元包括电机、传动轴、可旋转吸嘴、排污管、阀门3。本发明将压载水处理的过滤和紫外技术集成到一个模块中，使设备体积减小，安装更加简单，日常维护更加方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种模块化的压载水处理装置，特别是一种将过滤技术和紫外杀菌技术集成到一个模块的压载水处理装置。
背景技术
压载水是船舶安全航行的重要保证，远洋船舶在航行过程中注入和排放压载水时，易引起有害水生物和病原体的跨海域传播。压载水的无控制排放对海洋生态、公众健康造成了严重危害。据估计，全球每天通过船舶压载水携带的生物多达4500种，给港口国环境海洋环境带来了严重的威胁。
为了应对船舶压载水带来的生物入侵，国际海事组织(简称IMO)制定了《船舶压载水和沉积物控制和管理公约》，根据公约的规定，压载水的处理是指杀灭和去除压载水中的微生物。在众多压载水处理方法中，过滤/紫外线方式是目前应用最为广泛的压载水处理方式之一，此种处理方式需要进行两步处理，首先压载水进入过滤器，过滤掉至少50微米以上的生物，压载水从过滤器出来后进入紫外线反应器，紫外线反应器会进一步处理小于50微米的微生物。由于过滤/紫外线方式需要进行两步处理，需要先后通过两个处理容器，处理方法仍比较繁琐，体积也比较大，且过滤器滤网和紫外线反应器内紫外灯套管都需要独立的清洗装置进行清洗维护，操作也较复杂，在日常维护方面，需要分别拆卸过滤器滤芯紫外灯套管，然后分别清洗，再分别安装回去，维护过程繁琐。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种模块化的压载水处理装置，其中所述的模块集成了过滤和紫外两种技术，压载水在装置中只需经过一步处理，就可以完成过滤和紫外处理，满足IMO关于对压载水公约的要求。由于处理单元的模块化，使得压载水处理装置还具有如下优点：
首先，本发明将压载水处理装置的两种处理工艺集成在一起，使得压载水处理装置的容器数量减少，同时减少容器之间的管路和阀门的数量，从而大大减小了压载水处理装置的体积，这对于船舶机舱有限的空间来说，具有很大的一种提升。另外，本发明所涉及的一体化模块，安装方式简单，只需装拆几个螺钉，即可以完成对滤芯、紫外灯和套管的装卸；同时，日常维护十分简便，将一体化模块拆卸后，可以同时完成对滤芯和紫外灯套管的清洗，无需单独进行清洗。
原理上，过滤和紫外线照射分别属于两种不同的处理方式，而且二者并无相互影响，因此，可以将两种处理方法集成在一起。
本发明提供的一种模块化压载水处理装置，含有一体化模块(1)，反应容器(2)、反冲洗单元(3)。
进一步，本发明所述的一体化模块(1)包括模块框架(101)、滤网(102)、环形隔板(103)、紫外灯(104)、有自清洁涂层的套管(105)、套管底部固定装置(106)、套管顶部固定密封装置(107)、紫外灯固定装置(108)、紫外灯灯罩(109)、压力变送器(110)、紫外线强度变送器(111)。
本发明所述的模块框架(101)，包括镂空底座(121)、支杆(122)、支架(123)、端盖(124)。
进一步，本发明所述的反应容器(2)包括下腔体(212)、上腔体(222)、盖板1(223)、盖板2(213)、阀门1(211)、阀门2(221)、压力变送器1(214)、压力变送器2(224)、空气释放阀(215)。
进一步，本发明所述的反冲洗单元包括电机(301)、传动轴(302)、旋转吸嘴(303)、排污管(304)、阀门3(305)。
本发明提供的压载水处理方法如下：
如图9所示，开启阀门1(223)，压载水由压载泵从海底门送至下腔(201)，压载水通过盖板2(221)的开孔，进入一体化模块(1)中，压载水在一体化模块(1)中，水流方向为沿着一体化模块(1)的轴向方向，经历一段时间紫外照射后，可以杀灭50微米以下的微生物，压载水再通过滤网进入上腔(202)，大于50微米的微生物无法通过滤网，处理后的压载水通过阀门2(213)，最后进入压载舱。
如图10所示，当装置检测到压差过大时，启动反冲洗程序。电机(301)通电，传动轴(302)旋转，使旋转吸嘴(303)的入口对准一体化模块(1)的入口。开启阀门3(305)及外部的排污泵，在旋转吸嘴(303)入口处形成负压，从而改变一体化模块(1)内的水流方向，水流从滤网(102)外部流向内部，吸附在内壁上的污物会被冲走，流进旋转吸嘴中，随后流出排污管(304)。
附图说明
通过阅读参照以下的附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其他特征、目的和优点将更加明显：
图1为本发明实施例的模块化压载水处理装置的结构示意图。
图2为本发明实施例的一体化模块的结构示意图。
图3为本发明实施例的一体化模块的框架的元件示意图。
图4为本发明实施例的一体化模块的水平截面结构示意图。
图5为本发明实施例的反应容器的示意图。
图6为本发明实施例的盖板1示意图。
图7为本发明实施例的盖板2示意图。
图8为本发明实施例的反冲洗单元示意图。
图9为本发明实施例的工作示意图。
图10为本发明实施例的反冲洗示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
图1为本发明实施例的模块化压载水处理装置的结构示意图，如图1所示，本发明提供的一体化压载水处理装置，包括：一体化模块(1)、反应容器(2)和反冲洗单元(3)。本实例所用的一体化模块的数量为6个。一体化模块(1)的作用是：在模块中完成对压载水的过滤和紫外照射的处理，使流出模块的压载水满足IMO关于《压载水公约》的要求。
图2为本发明实施例的一体化模块(1)的结构示意图，如图2所示，一体化模块包含：模块框架(101)、滤网(102)、环形隔板(103)、紫外灯(104)、有自清洁涂层的套管(105)、套管底部固定装置(106)、套管顶部固定密封装置(107)、紫外灯固定装置(108)、紫外灯灯罩(109)、压力变送器(110)、紫外线强度变送器(111)。
图3为本发明实施的一体化模块的模块框架(101)的元件示意图，如图3所示，模块框架(101)包括镂空底座(121)、支杆(122)、支架(123)、端盖(124)。
图4为本发明实施例的一体化模块的水平截面结构示意图，如图4所示，镂空底座(121)的材料为316L，镂空底座(121)的镂空部分即为一体化模块(1)的水流入口；镂空底座(101)中间实心部分用来安装套管底部固定装置(106)，本实例采用螺钉的固定方式将套管底部固定装置(106)固定在模块框架(101)上。
如图4所示，本实例的模块框架，支杆(122)材料为316L，支杆(122)底端连接在镂空底座(121)，支杆(122)的顶端连接在端盖(124)上。本实例的采用的连接方式为焊接。本实例的支杆(122)数量为6个，也可以选择其他数量。
如图3和图4所示，支架(123)由圆环和方条连接而成，其特征是方条数量与支杆(122)的数量相同，并且圆环外径加上方条长度等于支杆内侧到轴心的距离。
如图4所示，支架(123)的圆环与环状隔板(103)的顶端相连；支架(123)的方条外侧与支杆(122)的内侧相连接，连接方式为焊接。
如图4所示，环状隔板(103)的底端连接在镂空底座(121)的环状实心圆环区域，且环状隔板(103)与镂空底座(121)同轴。本实例采用的连接方式为焊接。
本发明的环状隔板(103)的厚度与支架(123)的圆环宽度相同。
如图3和图4所示，盖板(124)包含孔1(131)、孔2(132)、孔3(133)和孔4(134)。
本发明的特征是，套管顶部固定密封装置(107)安装在孔1(131)上；压力变送器(110)安装在孔2(132)上；紫外线强度变送器(111)安装在孔3(133)。孔4(134)为一体化模块(1)的安装固定孔，本实例的孔4(134)的数量为6个，也可以选择其他数量。
如图4所示，滤网(102)连接在支杆(122)上，其中支杆(122)在里，滤网(102)在外。本实施例采用的连接方式为焊接。
本发明的自清洁涂层的套管(105)固定在套管底部固定装置(106)和套管顶部固定密封装置(107)上。
本发明的紫外灯(104)通过紫外灯固定装置(108)和紫外灯灯罩(109)固定在紫外灯套管(105)中。紫外灯罩(109)上有出线孔，由于紫外灯与电子镇流器的连接电缆进入一体化模块(1)。
本发明的紫外灯灯罩(109)固定在套管顶部固定密封装置上，本实施例的紫外灯灯罩(109)内壁有螺纹，套管顶部固定密封装置(107)的外壁有螺纹，通过螺纹固定。
图5为本发明实施例的反应容器的示意图，如图5所示，反应容器(2)包括下腔体(212)、上腔体(222)、盖板1(223)、盖板2(213)、阀门1(211)、阀门2(221)、压力变送器1(214)、压力变送器2(224)、空气释放阀(215)。反应容器(2)的特征是，可以分为下腔(201)和上腔(202)两个腔。下腔(201)由下腔体(212)、盖板2(213)和阀门1(211)围成；上腔(202)由上腔体(222)、盖板1(223)、盖板2(213)和阀门2(221)围成。
如图5所示，下腔体(212)的上法兰面与上腔体(222)的下法兰面相接，通过螺栓将两个腔体的法兰连接在一起。压力变送器1(214)安装在下腔体(212)上，压力变送器2(224)安装在上腔体(222)上，空气释放阀(215)安装在盖板1(223)上，阀门1(211)安装在下腔(201)的入口上，阀门2(221)安装在上腔(202)的出口上。
图6为本发明实施例的盖板1(223)示意图，盖板1(223)有孔11(241)、孔12(242)、孔13(243)，本实施例的孔11(241)的数量为6个，与一体化模块(1)的数量相同。盖板1(223)中的孔11(241)为一体化模块(1)的密封安装孔；孔12(242)为反冲洗单元(3)的传动轴(302)的安装孔；孔3(243)为法兰孔，用于将盖板1(223)安装在上腔体(222)的上法兰面上，本实例的孔13(243)的数量为12个，也可以选择其他数量。
图7为本发明实施例的盖板2(213)示意图，盖板2(213)有孔21(251)、孔22(252)、孔23(253)，本实例中孔21(251)有6个，与一体化模块(1)的数量相同。盖板2(213)中的孔21(251)有两层，上层孔的直径略大于一体化模块(1)的滤网(102)外壁直径，使得一体化模块(1)可以插入到孔21(251)的上层孔中，孔21(251)下层孔的直径等于环形隔板(103)的内径；孔22(252)为反冲洗单元(3)的可旋转吸嘴(303)的安装孔；孔23(253)为盖板2(213)的安装孔，用于将盖板2(213)安装在下腔体(212)上，本实例的孔23(253)的数量为6个，也可以选择其他数量。
图8为本发明实施例的反冲洗单元示意图，如图8所示，反冲洗单元(3)包含电机(301)、传动轴(302)、可旋转吸嘴(303)、排污管(304)、阀门3(305)。其中，电机(301)连接传动轴(302)的一端；传动轴(302)的另一端连接可旋转吸嘴(303)；可旋转吸嘴(303)的出口部分与排污管(304)的入口相连，其特征是连接部分密封；排污管(304)的出口与阀门3(305)相连。
图9为本发明实施例的工作示意图，示意了模块化压载水处理装置在进行压载水处理的水流流向，有助于本领域技术人员理解其工作流程。
如图9所示，开启阀门1(223)压载水由压载泵从海底门送至下腔(201)，压载水通过盖板2(221)的孔21(251)，进入一体化模块(1)中，压载水在一体化模块(1)中，水流方向为沿着一体化模块(1)的轴向方向，经历一段时间紫外照射后，可以杀灭50微米以下的微生物，压载水再通过滤网进入上腔(202)，大于50微米的微生物无法通过滤网，处理后的压载水通过阀门2(213)，最后进入压载舱。
图10为本发明实施例的反冲洗示意图。，示意了模块化压载水处理装置在进行压载水处理中，进行反冲洗时的水流流向，有助于本领域技术人员理解其工作流程。
如图10所示，当装置检测到压差过大时，启动反冲洗程序。电机(301)通电，传动轴(302)旋转，使可旋转吸嘴(303)的入口对准一体化模块(1)的入口(即可旋转吸嘴(303)的入口对准盖板2(213)的孔21(251))。开启阀门3(305)及外部的排污泵，在旋转吸嘴(303)入口处形成负压，从而改变一体化模块(1)内的水流方向，水流从滤网(102)外部流向内部，吸附在内壁上的污物会被冲走，流进旋转吸嘴中，随后流出排污管(304)。
Claims (6)
1.一种模块化压载水处理装置，其特征在于，其包含一体化模块(1)、反应容器(2)和反冲洗单元(3)。所述的一体化模块(1)垂直安装在反应容器(2)内，其与反应容器(2)相通；反冲洗单元(3)安装在反应容器(2)内。
2.根据权利要求1所述的一种模块化压载水处理装置，其特征在于,一体化模块(1)包括模块框架(101)、滤网(102)、环形隔板(103)、紫外灯(104)、有自清洁涂层的套管(105)、套管底部固定装置(106)、套管顶部固定密封装置(107)、紫外灯固定装置(108)、紫外灯灯罩(109)、压力变送器(110)、紫外线强度变送器(111)。
其特征在于，滤网(102)安装在模块框架(101)上，且滤网朝外；套管底部固定装置(106)、套管顶部固定密封装置(107)安装在模块框架(101)上；有自清洁涂层的套管(105)固定在套管底部固定装置(106)和套管顶部固定密封装置(107)上；紫外灯(104)在有自清洁涂层的套管(105)内部；压力变送器(110)安装在模块框架(101)上；紫外线强度变送器(111)安装在模块框架(101)上。所述的紫外灯(104)为中压紫外灯或低压紫外灯；所述的有自清洁涂层的套管(105)，其特征是，涂层为超疏水性纳米二氧化硅。
3.根据权利要求1所述的反应容器(2)，其特征在于，其包含下腔体(212)、上腔体(222)、盖板1(223)、盖板2(213)、阀门1(211)、阀门2(221)、压力变送器1(214)、压力变送器2(224)、空气释放阀(215)。所述的下腔体(212)、上腔体(222)、盖板1(223)、盖板2(213)同轴。所述的压力变送器1(214)安装在下腔体(212)上；所述的压力变送器2(224)安装在上腔体(222)上；所述的空气释放阀(215)安装在盖板1(223)上。
4.根据权利要求1、2、3所述的一种模块化压载水处理装置，其特征在于，一体化模块(1)安装固定在盖板1(223)和盖板2(213)上。
5.根据权利要求1所述的反冲洗装置，其特征在于，其包含电机(301)、传动轴(302)、可旋转吸嘴(303)、排污管(304)、阀门3(305)。
6.根据权利要求2所述的一种模块化压载水处理装置，其特征在于，模块框架(1)包括镂空底座(121)、支杆(122)、支架(123)、端盖(124)。
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