CN110436695A - 船体压舱水灭菌方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种处理压舱水灭菌方法，其主要在于该处理压舱水灭菌方法至少包括：导入步骤，通过该压舱注水杀菌装置自船体外部导引海水进入第一阀体，通过管路使泵自第一阀体引入海水输往泵的一端连接的一第一杀菌装置；磁化步骤，海水进入第一杀菌装置，该第一杀菌装置磁场效应破坏引进的微生物或细菌的细胞壁，使其死亡或降低表面抵抗性后导入至压水舱内形成压舱水；抑菌步骤，压舱水于压水舱过程中持续接触至少一常时杀菌装置，该至少一常时杀菌装置释放出灭菌成份，使压舱水内的微生物或细菌持续死亡并抑制增生，基于压舱水已先行经过磁化步骤，可减低该至少一常时杀菌装置所需使用的如银离子或药剂等灭菌成份的用量。
Description
技术领域
本发明为一种船体压舱水灭菌方法及其装置，尤指用于船舱装置压舱水 时的灭菌方法以及其装置的设计，以提供更低的装置成本且更有灭菌的功 效。
背景技术
随着世界贸易规模的扩大.船运发展也日益增加，因此船只来往各国之 间也就变得非常频繁，当船只运送满载的货品到达目的国并卸货后，船体便 会失去载重而使得船身上升于水平面上不少，间接也导致船身重心过高而显 得摇晃不稳定，因此为使船只在返回的航程中不会因为承载量较低问题导致 行船的稳定度，根据国际海事组织(International Maritime Organization,IMO) 在2004年《国际船舶压舱水及沉积物管理公约(简称BWM公约)》的定义， 「压舱水」是为了调整船身的吃水差、保持平衡、改变吃水深或是调整船舱 压力时所引进的水体，压舱水(Ballast water)指船舶在轻载状态下，也就是 载重不足或空船时启锚航行，为使螺桨没入水中，或稳定船舶平均船身载重， 在船舱底或船两侧注入适当的水量，此水即是船舶的压舱水。
然而在港口实务上，船内用以装载压舱水的舱房则称为压水舱，一般船 舶的压舱水量约为其载重量的30％-40％，随着船舶的设计、大小和强度而 异，以一艘载重10万吨的货船为例，其携带的压舱水可能多达3、4万吨， 当船舶进入港域装载货物时，则会排放出在他港吸入的压舱水。而这些大量 的压舱水携带着大量未知水上生物，也随船舶从全球各地带来，排放在各卸 除港口附近的海域，所可能造成的生物污染问题益发严重。当船舶抵达目的 地将船上的货物卸除后，就地抽取水做为压舱水的技术，虽然可使空载的船 吃水线维持在适当范围，但是一旦到达下次载货目的地时就会因要载货而再 度将压舱水排放流出，但是这样的技术在引入压舱水时抽取海水灌入，因此 导入海水过程中不免吸入大量的水中微生物，这些生物包括细菌或其他微生 物、小型无脊椎动物和胞子、以及较大物种的卵或幼虫，其中有些具有毒性， 有些则因为从它们原本生态系中移出，在排出船时带进了另一个生态系，而 带来危害，外来物种可在没有天敌的情况下急速繁殖，多数海洋物种在它们 的生命周期当中都会经历浮游阶段，能通过船舶压舱水的吸入口和泵，也就 是说，虽然它们长成后可能会很大或是会贴在海床上，但都还是可由压舱水 传输。因此，这类物种在全球传输的问题也变得更为复杂。
近代船运压舱水带来的问题案例如爆发于1991年秘鲁三座不同港口城 市的霍乱传染，即是肇源于对船舶排放压舱水的不当管理，造成数千人死亡 的悲剧，此一疫情并经辗转散播至南美洲各国，迄1994年方才逐渐被消弭， 但累计共有高达近万人病死于此次的霍乱，灾情十分惨重；或另航行于亚太 地区的商船，则曾于20世纪底在香港、中国大陆沿海诸港埠，因排放压舱 水时而传播散逸出红潮菌，使得香港和中国大陆的渔业遭受到近约千万美元 的严重损失等案例皆对生命或环境产生极大的危害。
近几十年来，压舱水了成为国际间努力减轻来自船舶的污染的一项重大 课题，传统的压舱水处理包括有过滤法、药剂法、催化法、脱氧、电离、臭 氧处理或紫外线照射等方法以处理压舱水，其中过滤法是用于除去压舱水中 的小型昆虫及浮游生物；药剂法以添加高铁酸盐等药剂为净水剂，消灭余存 于汲进海水的细小微生物；催化、脱氧、电离、臭氧处理或紫外线照射各以 不同机制促使有机体死亡；传统的处理系统通常需要包括过滤装置(Filter Unit)、紫外线杀菌装置(UV Unit)、操作控制盘(Operation and ControlPanel)、 管路系统(Piping System)及电路系统(Electric System)等系统复杂，另由 于化学药剂的成本较高，一般压舱水系统需花费为约30～100万美金，后续 的维护费及耗材费用也是成本考虑的要点，而台湾各大国际港口每年都有许 多来自各个不同国家的各型商船进出，大量的压舱水携带着大量未知水生物 也随着从全球各地带来，排放在各港口附近海域，所可能造成的问题值得国 人及有关单位密切注意，积极防范。
目前世界各国超过53个国家在2016年10月签署D-2船舶压舱水管理 公约使国际船舶压舱水及沉积物管理公约(BWM公约)签约国已达52国， 占商船总吨位的35.14％，达到生效条件，公约于2017年9月8日正式生效， 而下表1为规范D-2条压舱水性能标准，BWM公约附件D-2规定压舱水处 理的性能标准，管制不同大小活生物体及指针微生物的容许浓度。
备注：CFU为菌落形成单位(colony-forming unit)
表1：D-2条压舱水性能标准表
发明内容
本发明为一种处理压舱水灭菌方法，其具有一船体压舱水灭菌装置，装 配于船体及船体内的压水舱，该装置包括有一压舱注水杀菌装置、至少一常 时杀菌装置以及一压舱泄水杀菌装置等三个主要构件，其中，所述压舱注水 杀菌装置具有一第一阀体，第一阀体通过管路连接一泵，该泵一端连接一第 一杀菌装置，而所述至少一常时杀菌装置为常时浸置于压舱内，本发明主要 特征在于该处理压舱水灭菌方法至少包含以下步骤：导入步骤，通过所述压 舱注水杀菌装置自船体外部导引海水进入第一阀体，通过管路使泵自第一阀体引入海水输往泵的一端连接的一第一杀菌装置；磁化步骤，海水进入第一 杀菌装置，该第一杀菌装置磁场效应破坏引进的微生物或细菌的细胞壁，使 所述细菌与微生物死亡或降低表面抵抗性后导入至压水舱内形成压舱水；抑 菌步骤，压舱水于压水舱过程中持续接触所述至少一常时杀菌装置，所述至 少一常时杀菌装置释放出如银离子或药剂等灭菌成份，使压舱水内的微生物 或细菌持续死亡并抑制增生，基于压舱水已先行经过磁化步骤，可减低该至 少一常时杀菌装置所需使用的如银离子或药剂等灭菌成份的用量。
本发明的另一主要特征为处理压舱水灭菌装置，其装配于船体及船体内 的压水舱，该装置包括有一压舱注水杀菌装置，其具有一第一阀体，第一阀 体通过管路连接一泵，该泵一端连接一第一杀菌装置，其中，所述第一阀体 自船体外部导引海水进入，通过管路连接泵抽取海水，输往泵的一端连接的 一第一杀菌装置后，进入压水舱内形成压舱水；至少一常时杀菌装置，该至 少一常时杀菌装置设于压水舱，常时浸置于压舱水内，该至少一常时杀菌装 置释放出如银离子或药剂等灭菌成份。
附图说明
图1：为本发明较佳实施例状态图。
图2：为本发明较佳实施例步骤图。
图3：为本发明较佳实施例第一局部动作示意图。
图4：为本发明较佳实施例第一局部剖视图。
图5：为本发明较佳实施例另一局部示意图。
附图标记说明
10…… 压舱注水杀菌装置 101…… 管路
11…… 第一杀菌装置 111/112…… 结合端
121/122…… 通电型磁化装置 123…… 正级充磁环圈
124…… 金属管壁 13…… 永磁式磁化装置
131…… 磁化杆 132…… 中心杆
20…… 常时杀菌装置 30…… 压舱泄水杀菌装置
301…… 管路 31…… 第二杀菌装置
B…… 船体 C…… 压水舱
CW…… 压舱水 M…… 磁场
O…… 海水 P…… 泵
S1…… 导入步骤 S2…… 磁化步骤
S3…… 抑菌步骤 S4…… 排出步骤
Vi…… 第一阀体 Vo…… 第二阀体
W1…… 入水 W2…… 出水
具体实施方式
请参照图1的本发明较佳实施例的船体压舱水灭菌装置图所示，其依照 前述的D2压舱水排放标准设计，该船体压舱水灭菌装置设置于船体B的压 水舱C内，其中，该船体压舱水灭菌装置包括有压舱注水杀菌装置10、压 舱水常时杀菌装置20以及压舱泄水杀菌装置30等三个主要构件，其中，该 压舱注水杀菌装置10具有一自船体B外部导引海水O进入的第一阀体Vi， 以及通过管路101连接第一阀体Vi抽取海水O进入的泵P，泵P将引入的 海水O输往泵的一端连接的一第一杀菌装置11，海水O通过第一杀菌装置 11后，会进入压水舱C内形成压舱水CW；而该压水舱C内设有多个常时 杀菌装置20，这些常时杀菌装置20主要为常时浸置于压舱水CW内；另本 发明船体压舱水灭菌装置更设有一压舱泄水杀菌装置30于船体B适当位置 处，该压舱泄水杀菌装置30设计原理为通过一泵P将压舱水CW抽出，并 先通过泵的一端连接的一第二杀菌装置31，并自该泵P泄出，泄出的压舱 水CW经该泵P以管路301输往管路301的一侧连接的第二阀体Vo泄出； 再请参照图2所示的本发明较佳实施例步骤图所示，本发明于处理压舱水灭 菌方法具有以下步骤：
导入步骤S1：通过该压舱注水杀菌装置10自船体B外部导引海水O进 入第一阀体Vi，通过管路101使泵P将引入的海水O输往泵的一端连接的 一第一杀菌装置11。
磁化步骤S2：海水O进入内部具有磁化装置的第一杀菌装置11，该第 一杀菌装置11通过该磁化装置的磁场效应破坏引进的微生物或细菌的细胞 壁，使微生物或细菌死亡或降低表面抵抗性后，将海水O导入至压水舱C 内形成压舱水CW。
抑菌步骤S3：压舱水CW于压水舱C过程中持续接触设于压水舱C的 多个常时杀菌装置20，其中，这些常时杀菌装置20释放出如银离子或药剂 等灭菌成份，使压舱水CW内的的微生物或细菌持续死亡并抑制增生，但此 步骤中基于压舱水CW已先行经过磁化步骤S2，因此可减低抑菌步骤S3中 杀菌装置20所需使用的如银离子或药剂等灭菌成份的用量。
排出步骤S4：排出压舱水CW时，通过该泵P将压舱水CW抽出并通 过内部具有磁化装置的第二杀菌装置31，并自该泵P泄出，泄出的压舱水 CW经该泵P以管路301输往管路301的一侧连接的第二阀体Vo泄出，其 中，该第二杀菌装置31通过该磁化装置的磁场效应破坏流通经过的压舱水 CW的剩余微生物或细菌的细胞壁，使剩余微生物或细菌死亡并抑制到最低 量排出。
请参考图3及图4的本发明局部实施例图所示，其中前述的第一杀菌装 置11(或第二杀菌装置31)具有磁化装置设计，在工作原理方面是通过电 磁场不断生长、收缩以及磁场方向一直在变化的特性，会直接影响各种不同 水质中水分子的电荷正负电的行为，其产生的电磁场将自由电子从管路中心 赶离至包围液体的金属管路上，而金属管路上也进行着类似的导电活动，电 子被推挤到环绕水管周围的狭窄波段上，但是这个位置却使电子远离了金 属，此排列可以切割水分子团，使大分子变成众多小分子，如此使得小分子 水进入细菌与微生物的细胞壁，使细菌与微生物失去繁殖能力，进而达到杀 菌效果；其中，该第一杀菌装置11(或第二杀菌装置31)的磁化装置可以 使用两种类型的磁化装置，如图3及图4所示的磁化装置为通电型磁化装置， 在本较佳实施例中，该第一杀菌装置11主要具有两个通电型磁化装置 121/122，其内部皆具有一正级充磁环圈123，以产生电子，其外环具有金属 管壁124，当正级充磁环圈123导电后便会在该第一杀菌装置11管道内产生 磁场M，并基于前述工作原理使入水W1分子变化产生小分子的出水W2， 另外该第一杀菌装置11两端皆设有结合端111/112与管路101连接进行输 水。
再请参照图5的本发明另一实施例的局部实施例图所示，其中，该第一 杀菌装置11(或第二杀菌装置31)的磁化装置设计亦可为永磁式磁化装置 13连接两端管路101，其中该永磁式磁化装置13以本实施例而言，为管道 内平均环设多个磁化杆131，并以一中心杆132固定其中心支撑，该多个磁 化杆131具有自发行磁性，并可对流经的入水W1产生磁化效果，使得磁化 后小分子出水W2容易进入细菌与破坏微生物的细胞壁，使细菌与微生物失去繁殖能力，进而达到杀菌效果，特别说明的是，有关永磁式磁化装置13 随着科技的进步能制成发散各种波长的磁场，应用于特定使用目的上更具有 效果，且维修简单方便更换。
如下表2所示，依据前述步骤及装置实施后，经过实际120小时的测试， 在比对未使用本发明装置(对照组)与使用本发明方法步骤及装置的实验组， 于成果上确实符合国际船舶压舱水及沉积物管理公约D-2规定压舱水处理 的性能标准要求。
表2：实际装置测试表
综上所述，本发明的实施例步骤方法及其装置，相较于先前技术并无相 同或近似的技术公告在先，且经实际测试后亦符合国际船舶压舱水及沉积物 管理公约D-2规定压舱水处理的性能标准，对于生态及环境卫生有显著的效 果，又透过磁化杀菌及破坏细胞壁的效果，能达到大量降低压舱水使用银离 子或杀菌剂使用量而降低成本。
Claims (8)
1.一种处理压舱水灭菌方法，其具有一船体压舱水灭菌装置，装配于船体(B)及船体(B)内的压水舱(C)，该装置包括一压舱注水杀菌装置(10)、至少一常时杀菌装置(20)以及一压舱泄水杀菌装置(30)等三个主要构件，其中，所述压舱注水杀菌装置(10)具有一第一阀体(Vi)，第一阀体(Vi)通过管路(101)连接一泵(P)，该泵(P)一端连接一第一杀菌装置(11)，而所述至少一常时杀菌装置(20)为常时浸置于压舱水(CW)内，其特征在于，该处理压舱水灭菌方法至少包括以下步骤：
导入步骤(S1)：通过所述压舱注水杀菌装置(10)自船体(B)外部导引海水(O)进入第一阀体(Vi)，通过管路(101)使泵(P)自第一阀体(Vi)引入海水(O)输往泵(P)的一端连接的第一杀菌装置(11)；
磁化步骤(S2)：海水(O)进入第一杀菌装置(11)，该第一杀菌装置(11)磁场效应破坏引进的微生物或细菌的细胞壁，使所述微生物或细菌死亡或降低表面抵抗性后导入至压水舱(C)内形成压舱水(CW)；
抑菌步骤(S3)：压舱水(CW)于压水舱(C)过程中持续接触至少一常时杀菌装置(20)，所述至少一常时杀菌装置(20)释放出如银离子或药剂等灭菌成份，使压舱水(CW)内的微生物或细菌持续死亡并抑制增生，基于压舱水(CW)已先行经过磁化步骤(S2)，可减低所述至少一常时杀菌装置(20)所需使用的如银离子或药剂等灭菌成份的用量。
2.根据权利要求1所述的处理压舱水灭菌方法，其中，该船体压舱水灭菌装置具有一压舱泄水杀菌装置(30)，所述压舱泄水杀菌装置(30)具有一第二杀菌装置(31)，第二杀菌装置(31)一端连接一泵(P)，泵(P)通过管路(301)连接一第二阀体(Vo)，所述抑菌步骤(S3)后具有一排出步骤(S4)：排出压舱水(CW)时，通过所述泵(P)将压舱水(CW)抽出并通过第二杀菌装置(31)自该泵(P)以管路(301)输往管路(301)的一侧连接的第二阀体(Vo)泄出，其中，所述第二杀菌装置(31)通过磁场效应破坏流通经过的压舱水(CW)的剩余微生物或细菌的细胞壁，使所述剩余微生物或细菌死亡并抑制到最低量排出。
3.根据权利要求1所述的处理压舱水灭菌方法，其中，所述第一杀菌装置(11)内部具有磁化装置，其中，该磁化装置为通电型磁化装置或永磁式磁化装置。
4.根据权利要求2所述的处理压舱水灭菌方法，其中，该第二杀菌装置(31)内部具有磁化装置，其中，该磁化装置为通电型磁化装置或永磁式磁化装置。
5.一种处理压舱水灭菌装置，其装配于船体(B)及船体(B)内的压水舱(C)，该装置包括有：
一压舱注水杀菌装置(10)，其具有一第一阀体(Vi)，第一阀体(Vi)通过管路(101)连接一泵(P)，该泵(P)一端连接一第一杀菌装置(11)，其中，所述第一阀体(Vi)自船体(B)外部导引海水(O)进入，通过管路(101)连接泵(P)抽取海水(O)，输往泵(P)的一端连接的一第一杀菌装置(11)后，进入压水舱(C)内形成压舱水(CW)；
至少一常时杀菌装置(20)，该至少一常时杀菌装置(20)设于压水舱(C)，常时浸置于压舱水(CW)内，该至少一常时杀菌装置(20)释放出如银离子或药剂等灭菌成份。
6.根据权利要求5所述的处理压舱水灭菌装置，其具有一压舱泄水杀菌装置(30)，压舱泄水杀菌装置(30)具有一第二杀菌装置(31)，第二杀菌装置(31)一端连接一泵(P)，泵(P)通过管路(301)连接一第二阀体(Vo)，通过该泵(P)将压舱水(CW)抽出并通过第二杀菌装置(31)自该泵(P)以管路(301)输往管路(301)的一侧连接的第二阀体(Vo)泄出。
7.根据权利要求5所述的处理压舱水灭菌装置，其中，所述第一杀菌装置(11)内部具有磁化装置，其中，该磁化装置为通电型磁化装置或永磁式磁化装置，通过磁化装置产生的电磁场切割水分子团，使大分子变成众多小分子，使得小分子水进入细菌与微生物的细胞壁，使所述细菌与微生物失去繁殖能力，进而达到杀菌效果。
8.根据权利要求6所述的处理压舱水灭菌装置，其中，所述第二杀菌装置(31)内部具有磁化装置，其中，该磁化装置为通电型磁化装置或永磁式磁化装置，通过磁化装置产生的电磁场切割水分子团，使大分子变成众多小分子，使得小分子水进入细菌与微生物的细胞壁，使所述细菌与微生物失去繁殖能力，进而达到杀菌效果。
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