CN113727948A - 压载水处理系统以及具备该系统的船舶 - Google Patents

Abstract

压载水处理系统具有：压载水处理机(12)，对注水到压载水舱的压载水进行电解而净化；造水机(16)，由海水制造淡水；盐水罐(26)，回收并贮存通过造水机(16)制造淡水时产生的高浓度盐水；盐水供给配管(39)，将盐水罐(26)内的高浓度盐水向压载水处理机(12)供给；以及取水管(15)，将船外水向压载水处理机(12)供给，在将淡水区域以及咸淡水区域中的船外水向压载水舱注水时，将盐水罐(26)内的高浓度盐水向压载水处理机(12)供给。

Description

压载水处理系统以及具备该系统的船舶

技术领域

本发明涉及用于对压载水进行净化处理的压载水处理技术以及具备该技术的船舶。

背景技术

在原油油轮、货物运输船等船舶中，为了使船体稳定，在以空载的形式出港时，港口的海水被装入压载水舱。作为船舶的配重而被装入压载水舱的海水在装载货物的港口被排出船外。在装入压载水舱的海水即压载水中含有水生生物、细菌以及微生物等，若在装载货物的停靠港将压载水直接排出，则存在有压载水中含有的水生生物在停靠港作为外来物种而对生态系统造成影响的隐患。

为此，为了净化从船外取得的压载水，压载水被送至过滤器，通常比50μm左右大的生物、垃圾作为异物被去除，进而，对无法通过过滤器去除的生物进行杀灭处理。这样，净化后的海水被注水到压载水舱。

为了除去海水中含有的水生生物等，开发了对海水进行电解的技术。若通过海水的电解而生成杀菌剂，并通过杀菌剂对水生生物等进行杀灭处理，则能够净化海水。如专利文献1以及专利文献2所记载的那样，在将海水电解而生成杀菌剂的压载水处理机的处理方式中，主要存在有全量电解式和侧流电解式。全量电解式是将向压载水舱注水即装入的海水全部电解的直接电解法。侧流电解式是仅将向压载水舱注水的海水的一部分电解而生成杀菌剂，并将其定量投入到压载水中的间接电解法。

专利文献1所记载的压载水处理装置具有将从船外取得的压载水注水到压载水舱的取水侧海水管线，在电解模块中对从该取水侧海水管线分支的压载水进行电解。当电解压载水时，作为海水的主要成分的氯化钠和水分别被分解为氯、氢氧化钠、氢，氯和氢氧化钠发生化学反应而生成次氯酸钠。次氯酸钠与输送到压载水舱的压载水混合而净化压载水，净化后的压载水被注水到压载水舱。

专利文献2所记载的处理装置具有将从船外取得的压载水向电解槽引导的管线和向压载水舱注水的管线，将能够使用在电解槽中生成的氯离子而得到的次氯酸钠等氧化剂与流入压载水舱的压载水混合。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2011-528982号公报

专利文献2：日本特开2016-209876号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

若不电解海水，则无法生成氯，因此即使在河川等淡水区域中将船外的水作为压载水取水，该压载水也不含有盐分，无法进行净化处理。另外，如河口部那样，即使在淡水和海水混合存在的咸淡水区域中从船外取得压载水，由于盐分浓度低，因此也无法有效地对压载水进行净化处理。淡水的盐分浓度为0.05％以下，海水的盐分浓度为3.0％以上，咸淡水的盐分浓度为0.05％～3.0％。

因而，在将在淡水区域、咸淡水区域中取得的船外水作为压载水的情况下，为了通过电解型的压载处理机有效地进行净化处理，存在有在海水区域中航行时取入海水并作为种海水预先储存于种海水用罐或者压载水舱的一部分的情况。

在将在咸淡水区域、淡水区域中盐分浓度低的船外水作为压载水注水到压载水舱时，通过将种海水用罐等的种海水电解并混合到压载水中而能够净化压载水。但是，若像这样贮存种海水，则不得不减少至少相应重量份的货物的搭载量，货物的输送效率降低。

作为其它方法，在船舶内预先保管大量的盐，当将盐分浓度低的船外水注水到压载水舱时，有时向注水到电解单元的船外水中投入盐，将生成的盐水电解而生成氯。为了像这样生成氯，需要预先将大量的盐装袋保管，并在淡水等中混入盐而制造盐水，为了压载水的净化处理而导致乘员的作业负荷以及成本增加。

本发明的目的在于，将货物的装载量的减少限制在最小限度，能够有效地对在淡水区域、咸淡水区域中取得的船外水进行净化处理而向压载水舱注水。

用于解决技术问题的方案

本发明的压载水处理系统具有：压载水处理机，对注水到压载水舱中的压载水进行电解而净化；造水机，由海水制造淡水；盐水罐，回收并贮存通过所述造水机制造淡水时产生的高浓度盐水；盐水供给配管，将所述盐水罐内的高浓度盐水向所述压载水处理机供给；取水管，将船外水向所述压载水处理机供给；以及泵，在将船外水作为压载水向所述压载水舱注水时，将所述盐水罐内的高浓度盐水向所述压载水处理机供给。

本发明的压载水处理方法具有如下工序：通过压载水处理机对注水到压载水舱的压载水进行电解而净化；通过造水机由海水制造淡水；将通过所述造水机制造淡水时生成的高浓度盐水贮存于盐水罐；以及在将船外水作为压载水向所述压载水舱注水时，将所述盐水罐内的高浓度盐水向所述压载水处理机供给。

本发明的船舶具有：船体，设有对注水到压载水舱的压载水进行电解而净化的压载水处理机；造水机，设于所述船体，由海水制造淡水；盐水罐，设于所述船体，回收并贮存通过所述造水机制造淡水时产生的高浓度盐水；盐水供给配管，设于所述船体，将所述盐水罐内的高浓度盐水向所述压载水处理机供给；取水管，设于所述船体，将船外水向所述压载水处理机供给；以及泵，设于所述船体，在将船外水作为压载水向所述压载水舱注水时，将所述盐水罐内的高浓度盐水向所述压载水处理机供给。

发明效果

将通过造水机制造在船舶内使用的淡水时产生的高浓度盐水无废弃地回收并贮存于盐水罐，在将咸淡水区域、淡水区域的船外水用作压载水时，通过将贮存的高浓度盐水电解而得到的杀菌剂来净化压载水，继而向压载水舱注水。由此，由于作为种海水贮存的高浓度盐水的量与贮存海水的情况相比减少，因此能够将对船舶的货物的装载量的影响限制在最小限度。另外，无需为了对咸淡水区域等中的盐分浓度较低或者不含盐分的船外水进行电解而投入盐，能够有效地对船外水进行净化处理而向压载水舱注水。

附图说明

图1是表示设有作为一实施方式的压载水处理系统的船舶的概略剖视图。

图2是表示图1所示的压载水处理系统的系统构成图。

图3是表示压载水处理系统的控制电路的框图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式详细地进行说明。图1表示原油油轮等船舶10，在船舶10的船体10a具备多个压载水舱11。将根据船舶10内的货物装载量而从船外取入的水作为压载水，将其向压载水舱11注水、或者排水，从而将压载水作为配重来调整吃水以及船首与船尾的吃水差。在图1中，为了方便起见仅示出三个船首侧的压载水舱11。

在船舶10内设有压载水处理机12。在压载水处理机12的压载水流入口13与设于船体的取水口14之间连接有取水管15，从取水口14流入的船外水被供给到压载水处理机12。也可以在取水管15设置过滤器，去除向压载水处理机12供给的船外水的异物等。作为压载水处理机12，能够以如下方式进行应用：将注水到压载水舱的盐水全部电解的全量电解式、仅将注水到压载水舱的盐水的一部分电解并将其定量投入到压载水中的侧流电解式、以及其他通过电解进行杀灭处理的方式。

在船舶10内设有造水机16，在设于船体的取水口17与造水机16的海水流入口18之间连接有取水管19。通过造水机16由从船外取入的海水制造淡水，并被用作杂用清水、饮用水、锅炉水。杂用清水被用作洗涤、厕所等的生活用水，锅炉水被用于加热蒸汽、涡轮驱动用。造水机16为了由海水制造淡水而使海水加热沸腾，将其蒸汽冷却并聚集。

通过造水机16制造的淡水经由淡水供给配管24被供给、贮存于罐21，在必要时通过配管25被送到使用部位。

在通过造水机16由海水制造淡水时，次要地生成盐分浓度比海水高的高浓度盐水。在不废弃该高浓度盐水的情况下，高浓度盐水被回收并贮存于盐水罐26。为了将高浓度盐水向盐水罐26供给，在造水机16的盐水流出口27与盐水罐26的盐水流入口28之间连接有盐水回收配管31。此外，也可以将压载水舱11的一部分用作盐水罐而取代盐水罐26。

如图2所示，在盐水回收配管31中，为了将通过造水机16制造的高浓度盐水向盐水罐26供给而设有泵32。在泵32的下游侧设有三通阀33，在没有朝向咸淡水区域等停靠的计划的情况下、在将必要量的高浓度盐水贮存于盐水罐26的情况下，将通过造水机16制造的高浓度盐水经由排出管33a向船外排出。

在设于盐水回收配管31的迂回用的三通阀34与比三通阀34靠下游侧的盐水回收配管31之间设有迂回配管40，为了进一步提高从造水机16喷出的高浓度盐水的浓度，在迂回配管40设有浓缩机35。位于浓缩机35的下游侧且在迂回配管40处设有止回阀36。通过止回阀36能够防止高浓度盐水从盐水回收配管31朝向浓缩机35逆流。

作为浓缩机35，能够使用与反渗透式的造水机具有同样的结构的浓缩机，但是作为浓缩机35，也可以与造水机16同样地使用蒸发式。另外，作为造水机16，也可以使用反渗透式的造水机。

盐水罐26内的高浓度盐水被送至压载水处理机12。在盐水罐26的盐水喷出口37与压载水处理机12的盐水供给口38之间连接有盐水供给配管39，盐水罐26内的高浓度盐水通过盐水供给配管39注入压载水处理机12。在盐水供给配管39设有用于从盐水罐26内向压载水处理机12输送高浓度盐水的泵41和用于将输送的高浓度盐水净化的过滤器42。

压载水处理机12具有未图示的电解单元，电解单元对从盐水罐26供给的高浓度盐水进行电解。当电解高浓度盐水时，作为盐水的主要成分的氯化钠和水分别被分解为氯、氢氧化钠、氢，氯和氢氧化钠发生化学反应而形成次氯酸钠。次氯酸钠作为杀菌剂被注入连接在压载水处理机12的压载水流入口13与压载水注水口43之间的处理流路。

由此，在从取水口14流入并通过取水管15供给到压载水处理机12的压载水中注入杀菌剂，对压载水进行净化处理。净化处理后的压载水通过与压载水注水口43连接的压载水注水配管44注水到压载水舱11。向各个压载水舱11供给规定量的压载水。为了将压载水舱11内的压载水向船外排出，在压载水舱11设有未图示的排出口。

流量调整机45设于盐水供给配管39，与取水口14连接的注入配管46与流量调整机45连接。流量调整机45调整从盐水罐26内向压载水处理机12供给的高浓度盐水与通过注入配管46向压载水处理机12供给的船外水的混合比。由此，能够调整从盐水供给配管39向压载水处理机12供给的高浓度盐水的流量和浓度。此外，也可以从与取水口14不同的取水口向注入配管46注入船外水。

在取水管15设有：检测通过取水管15向压载水处理机12供给的压载水的流量的第一流量传感器47、检测盐分浓度的第一浓度传感器48、以及检测温度的第一温度传感器49。另一方面，在盐水供给配管39设有：检测通过盐水供给配管39向压载水处理机12供给的高浓度盐水的流量的第二流量传感器51、检测盐分浓度的第二浓度传感器52、以及检测温度的第二温度传感器53。

图3是表示压载水处理系统的控制电路的框图。上述压载水处理系统具有控制器54，构成压载水处理系统的设备的工作由控制器54控制。操作板55与控制器54连接，通过对设于操作板55的键等进行操作来设定压载水处理系统的起动、控制条件。另外，对设于压载水处理机12的电解单元的电极的通电控制也能够通过控制器54来进行。

来自图2所示的流量传感器47、51、浓度传感器48、52、温度传感器49、53的检测信号被发送至作为控制构件的控制器54。泵41和流量调整机45由控制器54控制。流量调整机45根据通过取水管15向压载水处理机12供给的海水、咸淡水等船外水的流量等，调整通过注入配管46向盐水供给配管39注入的船外水与从盐水罐26喷出的高浓度盐水的混合比例。由此，控制向压载水处理机12供给的高浓度盐水的浓度和流量。

也可以基于通过取水管15向压载水处理机12供给的船外水的流量、盐分浓度及温度、以及通过盐水供给配管39向压载水处理机12供给的高浓度盐水的流量、盐分浓度及温度，通过泵41来控制从盐水罐26喷出的高浓度盐水的流量。

接着，对具备上述压载水处理系统的船舶中的压载水处理方法进行说明。

船舶10在海水域中航海时驱动造水机16，由海水制造淡水。由通过制造工序制造出的淡水制造杂用清水、饮用水以及锅炉水，并分别贮存于罐。在由海水制造淡水时生成的高浓度盐水通过泵32被送至盐水罐26。也可以通过迂回配管40将向盐水罐26输送前的高浓度盐水的全部量或者一部分向浓缩机35输送，通过浓缩工序进一步提高向盐水罐26输送的高浓度盐水的浓度。这样，高浓度盐水经由贮存工序贮存于盐水罐26内。

在船舶在咸淡水区域、淡水区域中向压载水舱11注入压载水时，从取水口14取入的咸淡水区域等中的盐分浓度低的船外水通过取水管15而被送到压载水处理机12，并且贮存于盐水罐26的高浓度盐水被送到压载水处理机12。被输送的高浓度盐水在通过设于压载水处理机12的电解单元进行电解时被用作种海水而生成杀菌剂。由此，咸淡水区域、淡水区域中的船外水通过生成的杀菌剂被净化处理，经由净化处理工序而被供给到压载水舱11。

在通过全量电解式的压载水处理机12对压载水进行净化处理时，使通过取水管15取入的船外水与高浓度盐水混合而向电解单元供给。在该全量电解式的压载水处理机12中，通过将盐水供给配管39与取水管15连接而将预先在船外水中混合了高浓度盐水的混合水供给到压载水处理机12。在该方式中，高浓度盐水经由取水管15被供给到压载水处理机12。另一方面，在通过侧流电解式的压载水处理机12对压载水进行净化处理时，向压载水处理机12内的电解单元供给高浓度盐水而生成杀菌剂，并向由取水管15取入的船外水注入杀菌剂。

从盐水罐26向压载水处理机12供给的高浓度盐水的量基于通过取水管15向压载水处理机12供给的处理前的压载水、即咸淡水区域、淡水区域的船外水的流量，在控制器54中被运算。在由流量传感器51求出的高浓度盐水的流量与运算结果存在差时，控制器54根据该差来控制泵41以及流量调整机45。

在压载水处理机12为全量电解式的情况下，进一步通过温度传感器49、53、浓度传感器48、52检测向压载水处理机12供给的压载水以及高浓度盐水各自的温度以及盐分浓度，通过考虑这些检测结果，能够更高精度地求出高浓度盐水的量，能够有效地通过压载水处理机12对咸淡水区域、淡水区域的船外水进行净化处理。

在压载水处理机12是侧流电解式的情况下，通过考虑向压载水处理机12供给的高浓度盐水的温度以及盐分浓度的检测值，能够更高精度地求出高浓度盐水的量。另外，通过控制流量调整机45，调整从注入配管46向盐水供给配管39注入的船外水的量以调整高浓度盐水与从注入配管46注入的船外水的混合比。由此，能够将电解单元高效地动作的盐分浓度的盐水供给到压载水处理机12。

这样，将通过造水机16制造在船舶内使用的水时产生的高浓度盐水无废弃地回收并贮存于盐水罐26，在将咸淡水区域、淡水区域的船外水用作压载水时，通过将贮存的高浓度盐水电解而得到的杀菌剂对压载水进行净化，继而向压载水舱11注水。由此，在将咸淡水区域等中的船外水用作压载水的情况下，与预先将海水作为种海水贮存于罐中的情况相比，贮存较少量的高浓度盐水，能够增加货物的装载量。

另外，为了使咸淡水区域等中的盐分浓度较低的水成为压载水，无需为了向电解单元注水的压载水中注入而保管大量的盐，能够高效地进行压载水的净化处理。

在海水区域将船外水注入压载水舱11时，能够不使用高浓度盐水而将由取水管15取入的船外水、即海水向压载水处理机12供给，通过电解单元将海水电解而生成杀菌剂。其中，在电解海水时，也可以将高浓度盐水向压载水处理机12供给。

本发明并不局限于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够进行各种变更。例如，也可以不设置注入配管46，而是从盐水罐26向压载水处理机12喷出一定量的高浓度盐水，在取水管15设置泵，通过取水管15调整向压载水处理机12供给的船外水的流量。

产业上的可利用性

本发明适用于在原油油轮等船舶中处理使船体稳定的压载水。

Claims (9)

1.一种压载水处理系统，具有：

压载水处理机，对注水到压载水舱的压载水进行电解而净化；

造水机，由海水制造淡水；

盐水罐，回收并贮存通过所述造水机制造淡水时产生的高浓度盐水；

盐水供给配管，将所述盐水罐内的高浓度盐水向所述压载水处理机供给；

取水管，将船外水向所述压载水处理机供给；以及

泵，在将船外水作为压载水向所述压载水舱注水时，将所述盐水罐内的高浓度盐水向所述压载水处理机供给。

2.根据权利要求1所述的压载水处理系统，其中，

在盐水回收配管设置迂回配管，所述盐水回收配管连接所述造水机的盐水流出口和所述盐水罐的盐水流入口，

在所述迂回配管设置浓缩机，所述浓缩机提高从所述盐水流出口排出的高浓度盐水的盐分浓度。

3.根据权利要求1或2所述的压载水处理系统，其中，

所述压载水处理系统具有：

注入配管，将船外水注入所述盐水供给配管；以及

流量调整机，调整通过所述注入配管向所述盐水供给配管注入的船外水的流量，

通过船外水调整从所述盐水供给配管向所述压载水处理机供给的高浓度盐水的浓度。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的压载水处理系统，其中，

所述压载水处理系统具有：

流量传感器，检测通过所述取水管向所述压载水处理机供给的船外水的流量；以及

控制构件，基于由所述流量传感器检测出的船外水的流量，控制从所述盐水罐向压载水处理机供给的高浓度盐水的流量。

5.根据权利要求4所述的压载水处理系统，其中，

所述压载水处理系统具有：

注入配管，将船外水注入所述盐水供给配管；以及

流量调整机，调整通过所述注入配管注入所述盐水供给配管的船外水的流量，

所述控制构件基于向所述压载水处理机供给的船外水的流量和所述高浓度盐水的盐分浓度，控制所述流量调整机，调整向所述盐水供给配管供给的船外水和从盐水罐喷出的高浓度盐水的混合比例。

6.一种压载水处理方法，具有如下工序：

通过压载水处理机对注水到压载水舱的压载水进行电解而净化；

通过造水机由海水制造淡水；

将通过所述造水机制造淡水时生成的高浓度盐水贮存于盐水罐；以及

在将船外水作为压载水向所述压载水舱注水时，将所述盐水罐内的高浓度盐水向所述压载水处理机供给。

7.根据权利要求6所述的压载水处理方法，其中，

所述压载水处理方法具有如下工序：通过浓缩机提高从所述造水机供给到所述盐水罐的高浓度盐水的盐分浓度。

8.根据权利要求6或7所述的压载水处理方法，其中，

所述压载水处理方法具有如下工序：向从所述盐水罐向所述压载水处理机供给的高浓度盐水注入船外水，通过流量调整机调整向高浓度盐水注入的船外水的流量。

9.一种船舶，具有：

船体，设有对注水到压载水舱的压载水进行电解而净化的压载水处理机；

造水机，设于所述船体，由海水制造淡水；

盐水罐，设于所述船体，回收并贮存通过所述造水机制造淡水时产生的高浓度盐水；

盐水供给配管，设于所述船体，将所述盐水罐内的高浓度盐水向所述压载水处理机供给；

取水管，设于所述船体，将船外水向所述压载水处理机供给；以及

泵，设于所述船体，在将船外水作为压载水向所述压载水舱注水时，将所述盐水罐内的高浓度盐水向所述压载水处理机供给。

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