CN110028190A - 压载水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压载水处理装置，包括物理过滤装置、预热装置、海水淡化装置、恒温静置装置、紫外超声复合水处理装置及管路置。本发明实质上采用的是物理过滤、热处理、紫外线处理、超声波处理及盐度处理五种方法复合的方式，与传统的单一方法和装置相比，对压舱水的处理更为高效、节能、稳定，对压舱水中海洋生物的灭活更加彻底；特别的，本发明采用海水淡化装置代替现有的加热方式，不仅同时起到热处理与盐度处理的作用，还获得额外的淡水资源，进一步降低了压舱水处理的成本。
Description
技术领域
本发明涉及船舶技术领域，具体涉及到一种压载水处理装置。
背景
压舱水是船舶安全航行的重要保证，特别是对没有装载适量货物的船舶。适量压舱水可保证船舶的螺旋桨吃水充分，将船舶尾波引发的船体震动降低到最低限度，并维持推进效率。它可通过调节船舶的重倾和水尺，使船舶符合当时的海洋条件，确保船舶在航运过程中的稳定和操作安全。压舱水还可使船舶在航运过程中受到的剪切力和倾斜的时间保持在安全的范围内。
吸取/排放压舱水是船舶操作的重要组成部分。据美国和澳大利亚统计，每年排放入其境内的压舱水数量分别达到8000万吨和1.2亿吨；而国际海事组织估计，每年在全球各地转运的压舱水高达100亿吨。众多的资料表明：压舱水是外来海洋生物入侵的重要载体，在世界范围内，压舱水引起的生物入侵的例子比比皆是，包括海藻、鱼、牡蛎、多毛虫、软体动物、海星、其他的浮游动物以及霍乱弧菌。其中，许多生物已造成了明显的生态破坏和大量的经济损失，有一些甚至给人类健康造成了直接的威胁。
压舱水所造成的严重危害已经得到国际相关组织和全球各国的广泛重视，为了减轻船舶压舱水引起的全球性生物入侵问题及一系列海洋环境问题，需要汇总出压舱水标准化的研究和管理办法。目前压舱水管理工作的研究内容主要分为两个方面：一是制定压舱水的管理方案，其中，在公海更换压舱水是最具实用性的压舱水管理方法，但并不是世界各国都能贯彻落实到位，而且压舱箱中的压舱泥中包含有许多底栖生物及浮游生物的休眠体等，使得该方法并非完全有效，此外更换压舱水的操作还会给船舶带了安全隐患；二是研究压舱水的处理技术，热处理、超声波、紫外辐射、化学处理、淡水处理都是常见水质净化方法，也是压舱水处理技术的主要研究方向，但这些方法都存在各自的缺陷，因此一般都是作为压舱水管理方案的辅助手段，难以真正推广。
发明内容
为了经济、稳定及有效的处理远洋船舶的压舱水，本发明提供了一种压载水处理装置。
本发明采用的技术方案如下：
一种压载水处理装置，包括：物理过滤装置，用于对压舱水舱中的压舱水进行初步过滤；预热装置，用于预加热经初步过滤后的压舱水；海水淡化装置，用于淡化预热后的压舱水，分离成淡水与浓盐水；恒温静置装置，用于恒温静置所述浓盐水；紫外超声复合水处理装置，包括紫外灯和超声波发生器，用于对压舱水中的海洋生物作灭活处理；管路，用于依次连通上述各装置。
本发明的有益效果是：本发明实质上采用的是物理过滤、热处理、紫外线处理、超声波处理及盐度处理五种方法复合的方式，与传统的单一方法和装置相比，对压舱水的处理更为高效、节能、稳定，对压舱水中海洋生物的灭活更加彻底；特别的，本发明采用海水淡化装置代替现有的加热方式，不仅同时起到热处理与盐度处理的作用，还获得额外的淡水资源，进一步降低了压舱水处理的成本。
优选的：所述物理过滤装置包括过滤器与废液罐，所述过滤器具有反冲清洗功能，所述废液罐用于收集所述反冲清洗的废液。
优选的：所述预热装置采用柴油机闭式循环冷却装置的冷却淡水作热源。
优选的：所述所述预热装置包括串接的预热换热器与辅助电热器，所述预热换热器与所述柴油机闭式循环冷却装置热交换，所述辅助电热器配有预热温控器。
优选的：所述柴油机闭式循环冷却装置包括由吸热管路、冷却水箱、水泵及冷却器首尾相连组成闭合的淡水冷却回路，所述吸热管路用于与柴油机热交换，所述冷却器用于与外界海水热交换，所述预热换热器串接在所述淡水冷却回路中；所述冷却器的海水管路设有并接旁路，所述冷却器的冷却淡水出水口处设一号温度传感器、并通过一号温控调节阀调节所述冷却器中海水管路的流量。
优选的：所述海水淡化装置为低温多效海水淡化装置，并利用尾气余热蒸汽发生装置作为蒸汽源。
优选的：所述海水淡化装置的末端冷凝器作为所述预热装置的前置预热器。
优选的：所述尾气余热蒸汽发生装置包括余热回收装置与蒸发器，所述余热回收装置用于回收柴油机尾气余热、并通过热媒将热能传递给蒸发器，所述蒸发器的蒸汽管上设二号温度传感器，热媒进管上对应设有二号温控调节阀。
优选的：所述蒸发器的蒸汽管上设压缩机。
优选的：所述恒温静置装置包括至少两台并列设置的恒温罐，所述恒温罐设有保温夹套和加热器，并配有恒温温控器。
附图说明
图1是本发明实施例的框图。
图2是本发明实施例的管路示意图。
图3是本发明实施例中物理过滤装置的管路示意图。
图4是本发明实施例中预热装置的管路示意图。
图5是本发明实施例中柴油机闭式循环冷却装置的管路示意图。
图6是本发明实施例中尾气余热蒸汽发生装置的管路示意图。
图7是本发明实施例中恒温静置装置的管路示意图。
图8是本发明实施例中紫外超声复合水处理装置的管路示意图。
压舱水舱1，
物理过滤装置2、过滤器201、废液罐202，
预热装置3、预热换热器301、辅助电热器302、预热温控器303，
柴油机闭式循环冷却装置4、吸热管路401、冷却水箱402、冷却器403、一号温度传感器404、水泵405、一号温控调节阀406，
海水淡化装置5、一效蒸发器501、二效蒸发器502、三效蒸发器503、末端冷凝器504、淡水罐505，
尾气余热蒸汽发生装置6、余热回收装置601、蒸发器602、二号温度传感器603、二号温控调节阀604、压缩机605，
恒温静置装置7、恒温罐701、恒温温控器702，
紫外超声复合水处理装置8。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
实施例中，如图1~8所示，一种压载水处理装置，包括：物理过滤装置2，用于对压舱水舱1中的压舱水进行初步过滤；预热装置3，用于预加热经初步过滤后的压舱水；海水淡化装置5，用于淡化预热后的压舱水，分离成淡水与浓盐水；恒温静置装置7，用于恒温静置所述浓盐水；紫外超声复合水处理装置8，包括紫外灯和超声波发生器，用于对压舱水中的海洋生物作灭活处理；管路，用于依次连通上述各装置。本实施例实质上采用的是物理过滤、热处理、紫外线处理、超声波处理及盐度处理五种方法复合的方式，与传统的单一方法和装置相比，对压舱水的处理更为高效、节能、稳定，对压舱水中海洋生物的灭活更加彻底；特别的，本发明采用海水淡化装置5代替现有的加热方式，不仅同时起到热处理与盐度处理的作用，还获得额外的淡水资源，进一步降低了压舱水处理的成本。
实施例中，如图2、3所示：所述物理过滤装置2包括过滤器201与废液罐202，所述过滤器201具有反冲清洗功能，所述废液罐202用于收集所述反冲清洗的废液。本实施例的物理过滤装置2不仅起到压舱水的初步过滤作用，还能减少后方其他设备的堵塞、结垢现象，通常可采用快速沙滤、筛漏、布质筛漏过滤器等过滤器，其结构可参考专利文献CN105745002B。具体的，50μm的过滤器可以去除大部分或所有的浮游动物；40μm的过滤器则可在处理压舱水里中量的固体混浊物的同时,还去除各个生命阶段的斑马贝；而20μm的过滤器则可能还能去除双鞭毛藻的胞囊。此外，物理过滤装置2也可采用膜过滤器或水力旋转分离等方式。反冲清洗水可直接取自海水淡化装置5所获得的淡水，无需额外的水资源，而废液罐202中的废液则需要集中后作无害化处理。
实施例中，如图2、4、5所示：所述预热装置3采用柴油机闭式循环冷却装置4的冷却淡水作热源。本实施例结构，压舱水的预热基本上无需额外的能耗，因此运行成本很低。
实施例中，如图2、4、5所示：所述所述预热装置3包括串接的预热换热器301与辅助电热器302，所述预热换热器301与所述柴油机闭式循环冷却装置4热交换，所述辅助电热器302配有预热温控器303。本实施例的辅助电热器302作为预热换热器301的辅助装置，在外界环境较恶劣或船舶柴油机非正常运行时起作用，使压舱水的水温能满足海水淡化装置5的要求，保证后续的工作的顺利进行。
实施例中，如图2、4、5所示：所述柴油机闭式循环冷却装置4包括由吸热管路401、冷却水箱402、水泵405及冷却器403首尾相连组成闭合的淡水冷却回路，所述吸热管路401用于与柴油机热交换，所述冷却器403用于与外界海水热交换，所述预热换热器301串接在所述淡水冷却回路中；所述冷却器403的海水管路设有并接旁路，所述冷却器403的冷却淡水出水口处设一号温度传感器404、并通过一号温控调节阀406调节所述冷却器403中海水管路的流量。本实施例结构利用一号温度传感器404与一号温控调节阀406来控制外界海水的流量，优先保证柴油机闭式循环冷却装置4中冷却淡水的水温恒定，避免其过冷给柴油机的运转带来安全隐患，在柴油机稳定运行的前提下，再采用其他技术手段保证制淡的顺利进行。
实施例中，如图2、6所示：所述海水淡化装置5为低温多效海水淡化装置，并利用尾气余热蒸汽发生装置6作为蒸汽源。本实施例采用的低温多效海水淡化技术属于三大海水淡化技术之一，其技术成熟，性能也较稳定；而尾气余热蒸汽发生装置6作为蒸汽源，能最大程度的降低海水淡化的能耗，从而降低压载水处理的整体成本。
实施例中，如图2、4、6所示：所述海水淡化装置5的末端冷凝器504作为所述预热装置3的前置预热器。本实施例的末端冷凝器504可提高热能利用效率，也可一定程度将预热装置3的负载压力前移。
实施例中，如图2、7所示：所述尾气余热蒸汽发生装置6包括余热回收装置601与蒸发器602，所述余热回收装置601用于回收柴油机尾气余热、并通过热媒将热能传递给蒸发器602，所述蒸发器602的蒸汽管上设二号温度传感器603，热媒进管上对应设有二号温控调节阀604。本实施例采用余热回收装置601作为热能传递中介，能有效减少柴油机尾气对蒸发器602腐蚀，延长设备寿命；二号温控调节阀604用于调节热媒流量，用于保证蒸发器602所产生蒸汽的稳定，以实现海水淡化装置5的稳定运行。
实施例中，如图2、7所示：所述蒸发器602的蒸汽管上设压缩机605。本实施例的压缩机605用于补汽补压补温，用于工艺参数的调节或补偿，以确保海水淡化装置5的正常运行。
实施例中，如图2、8所示：所述恒温静置装置7包括至少两台并列设置的恒温罐701，所述恒温罐701设有保温夹套和加热器，并配有恒温温控器702。实际上，加热处理是压舱水海洋生物的灭活处理中最有效、稳定的单一方法处理手段，在本实施例的复合处理中，加热处理也起到决定作用，是最重要的处理手段。基于此，本实施例专门设置了恒温静置装置7，使压舱水满足温度40℃以上、处理时间3h以上的条件，来保证压舱水海洋生物的灭活效果。恒温罐701的加热器可采用电热或蒸汽加热等方式，由于浓盐水本身温度较高，而恒温罐701又配有保温夹套，恒温罐701的加热器的能耗较低，因此成本的增加也很小。
实施例中，如图2所示，本实施例的紫外超声复合水处理装置8可采用分离设置的方式，如采用专利文献CN101541685B与专利文献CN102167421B两种装置串接的形式；也可采用紫外线与超声波相结合的方式，如专利文献CN101708875B中的结构。通常，紫外线处理的参数为40KHz、60min以上，超声波处理的参数为253.7nm、60min以上。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了说明本发明所作的举例，而并非对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷例。而这些属于本发明的实质精神所引申出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种压载水处理装置，其特征在于包括：
物理过滤装置（2），用于对压舱水舱（1）中的压舱水进行初步过滤；
预热装置（3），用于预加热经初步过滤后的压舱水；
海水淡化装置（5），用于淡化预热后的压舱水，分离成淡水与浓盐水；
恒温静置装置（7），用于恒温静置所述浓盐水；
紫外超声复合水处理装置（8），包括紫外灯和超声波发生器，用于对压舱水中的海洋生物作灭活处理；
管路，用于依次连通上述各装置。
2.根据权利要求1所述的压载水处理装置，其特征在于：所述物理过滤装置（2）包括过滤器（201）与废液罐（202），所述过滤器（201）具有反冲清洗功能，所述废液罐（202）用于收集所述反冲清洗的废液。
3.根据权利要求1所述的压载水处理装置，其特征在于：所述预热装置（3）采用柴油机闭式循环冷却装置（4）的冷却淡水作热源。
4.根据权利要求3所述的压载水处理装置，其特征在于：所述所述预热装置（3）包括串接的预热换热器（301）与辅助电热器（302），所述预热换热器（301）与所述柴油机闭式循环冷却装置（4）热交换，所述辅助电热器（302）配有预热温控器（303）。
5.根据权利要求4所述的压载水处理装置，其特征在于：所述柴油机闭式循环冷却装置（4）包括由吸热管路（401）、冷却水箱（402）、水泵（405）及冷却器（403）首尾相连组成闭合的淡水冷却回路，所述吸热管路（401）用于与柴油机热交换，所述冷却器（403）用于与外界海水热交换，所述预热换热器（301）串接在所述淡水冷却回路中；所述冷却器（403）的海水管路设有并接旁路，所述冷却器（403）的冷却淡水出水口处设一号温度传感器（404）、并通过一号温控调节阀（406）调节所述冷却器（403）中海水管路的流量。
6.根据权利要求1所述的压载水处理装置，其特征在于：所述海水淡化装置（5）为低温多效海水淡化装置，并利用尾气余热蒸汽发生装置（6）作为蒸汽源。
7.根据权利要求6所述的压载水处理装置，其特征在于：所述海水淡化装置（5）的末端冷凝器（504）作为所述预热装置（3）的前置预热器。
8.根据权利要求6所述的压载水处理装置，其特征在于：所述尾气余热蒸汽发生装置（6）包括余热回收装置（601）与蒸发器（602），所述余热回收装置（601）用于回收柴油机尾气余热、并通过热媒将热能传递给蒸发器（602），所述蒸发器（602）的蒸汽管上设二号温度传感器（603），热媒进管上对应设有二号温控调节阀（604）。
9.根据权利要求8所述的船用柴油机余热海水淡化装置，其特征在于：所述蒸发器（602）的蒸汽管上设压缩机（605）。
10.根据权利要求1所述的船用柴油机余热海水淡化装置，其特征在于：所述恒温静置装置（7）包括至少两台并列设置的恒温罐（701），所述恒温罐（701）设有保温夹套和加热器，并配有恒温温控器（702）。
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