CN113860589A - 压载水处理系统、压载水处理方法及船舶 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种压载水处理系统，包括海底门、压载泵、压载舱、循环管路、循环泵、TRO分析仪、海水供应管路、海水泵、电解加药系统和中和加药系统；循环泵设置于循环管路上，循环管路的第一端连通至压载泵的出口与压载舱的第一入口之间的管路上，循环管路的第二端与压载舱的第二入口连通；电解加药系统包括电解槽和电解加药泵，海水供应管路与海水泵的入口连通，海水泵的出口与电解槽的入口连通，电解槽的出口与电解加药泵的入口连通，电解加药泵的出口分为两路，一路通过第一支路连通至压载泵的出口与压载舱的第一入口之间的管路上，另一路通过第二支路连通至循环管路上。本发明还提供一种压载水处理方法及船舶。
Description
技术领域
本发明涉及压载水处理技术领域，尤其是涉及一种压载水处理系统、压载水处理方法及船舶。
背景技术
国际海事组织(IMO，International Maritime Organization)在2004年颁布了《控制和管理船舶压载水和沉积物国际公约》(以下简称公约)，要求对远洋船舶的压载水进行处理，使得压载水的排放满足公约D-2标准，该公约已于2017年正式生效。此外，美国海岸警卫队(USCG，United States Coast Guard)在2012年颁布了关于美国水域船舶压载水排放生物标准的联邦法规，要求所有进入美国水域的远洋船舶必须安装USCG型式认可的压载水管理系统，并对压载水进行处理以满足相关要求。为了应对IMO和港口国的要求，所有远洋船舶必须安装和使用压载水管理系统对压载水进行处理。根据公约规定，所有远洋船舶安装的压载水管理系统，必须根据IMO《压载水管理系统的认可规则》进行型式认证，采用规定水质条件的挑战水进行陆基试验，以验证系统的处理效果满足公约要求，符合实船使用条件。USCG也要求压载水管理系统必须按照相关规定进行型式认证，相关认证要求与IMO的要求基本一致。
目前市场上压载水管理系统厂家一般采用多种处理技术用于压载水的杀菌灭活，而且目前主流的处理技术为：过滤+紫外或者过滤+电解。电解法作为成熟的杀菌灭活处理技术，被压载水管理系统厂家广泛使用。它的工作原理是通过在极板上外加直流电发生电化学反应生成活性物质，如次氯酸钠等，利用活性物质的杀菌灭活能力实现压载水的处理，从而满足压载水公约的排放标准。压载水管理系统中活性物质的投加量一般以总残留氧化物(total residual oxidant，TRO)浓度计。而目前压载水管理系统厂家采用的过滤技术主要作为电解处理的前处理工艺，通过使用高精度的自清洗过滤器用于拦截压载水中大的颗粒和微生物，滤网的过滤精度一般为50微米甚至更高。由于使用高精度过滤器，传统的电解法压载水管理系统在认证和实际应用中也遇到了一些挑战和问题。
首先，作为压载水管理系统的关键部件，根据IMO和USCG认证要求，任何一种过滤器在实船应用前必须随压载水管理系统进行型式认证，通过陆基试验来验证包含过滤器在内的整套系统的生物处理效果。系统厂家需要投入数百万元用于一种新型号过滤器的型式认证。
其次，目前压载水管理系统内的高精度过滤器在实船应用中也遇到了一些问题：
(1)过滤器长期在高流速海水的侵蚀下，滤网和壳体的腐蚀问题时有发生，同时由于船员操作维护不当，导致滤网发生变形甚至破损的情况也偶尔发生；
(2)目前绝大多数系统厂家使用的过滤器其滤网精度均不低于50微米，在恶劣水质下过滤器的运行面临巨大的挑战，比如上海、舟山等地的海水中泥沙含量以及悬浮物浓度非常高，而夏季海水中的藻类、水母等海洋生物大量繁殖，在这些水质下运行易造成高精度滤网的堵塞，引起过滤能力的下降，甚至完全无法运行从而导致整套系统的停机；
(3)过滤器内部结构比较复杂，其包含各种电气部件、仪表及机械结构等，长期使用中各个零部件的故障时有发生，出现严重故障时过滤器将无法运行，进而导致压载水处理系统停机，对船舶和海洋环境带来巨大的安全和环保风险。
再者，作为压载水管理系统的主要部件，过滤器的采购成本一般占到系统总成本的20～30％。因此，使用过滤器的压载水系统厂家在市场竞争时面临更大的成本压力。
因此，若取消压载水管理系统的过滤器，将显著降低整套系统的采购成本，减少设备故障和船员工作量，从而提高整套系统的可靠性和稳定性，增加压载水管理系统的市场竞争力。
同时，随着环保政策的加严，各国家和地区正在IMO公约的基础上研究更加严苛的压载水排放标准。将来若执行更加严苛的排放标准，目前的处理技术可能无法满足排放要求，需要对现有系统进行升级改进，将给船东带来巨大的改造成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种压载水处理系统，旨在解决上述背景技术存在的不足，通过在工艺流程上进行优化，取消了高精度过滤器，并能够灵活应对各种水质条件，满足IMO和相关港口国的排放要求。
本发明提供一种压载水处理系统，包括海底门、压载泵、压载舱、循环管路、循环泵、TRO分析仪、海水供应管路、海水泵、电解加药系统和中和加药系统；
所述海底门的出口与所述压载泵的入口连通，所述压载泵的出口与所述压载舱的第一入口连通，所述TRO分析仪设置于所述压载泵的出口与所述压载舱的第一入口之间的管路上；
所述循环泵设置于所述循环管路上，所述循环管路的第一端连通至所述压载泵的出口与所述压载舱的第一入口之间的管路上，所述循环管路的第二端与所述压载舱的第二入口连通；
所述电解加药系统包括电解槽和电解加药泵，所述海水供应管路与所述海水泵的入口连通，所述海水泵的出口与所述电解槽的入口连通，所述电解槽的出口与所述电解加药泵的入口连通，所述电解加药泵的出口分为两路，一路通过第一支路连通至所述压载泵的出口与所述压载舱的第一入口之间的管路上，另一路通过第二支路连通至所述循环管路上；
所述中和加药系统包括中和罐和中和剂加药泵，所述中和罐的出口与所述中和剂加药泵的入口连通，所述中和剂加药泵的出口连通至所述循环管路上。
进一步地，所述压载舱内的顶部设有扩散喷嘴，所述循环管路的第二端与所述扩散喷嘴相连。
进一步地，所述压载水处理系统还包括压载水排放管路和排放口，所述压载水排放管路的一端连通至所述压载泵的出口与所述压载舱的第一入口之间的管路上，所述压载水排放管路的另一端与所述排放口连通；所述压载水处理系统还包括旁通管路，所述旁通管路的一端连通至所述海底门的出口与所述压载泵的入口之间的管路上，所述旁通管路的另一端连通至所述循环管路上。
进一步地，所述电解加药系统还包括供电装置，所述供电装置与所述电解槽电性连接，所述压载水处理系统还包括控制系统，所述控制系统同时与所述供电装置和所述TRO分析仪信号连接。
进一步地，所述压载泵的出口与所述压载舱的第一入口之间的管路上设有第一流量计和遥控调节阀，所述控制系统还同时与所述第一流量计和所述遥控调节阀信号连接。
进一步地，所述压载泵的出口与所述压载舱的第一入口之间的管路上于靠近所述压载舱的第一入口的位置设有第一入口遥控阀，所述循环管路上于靠近所述压载舱的第二入口的位置设有第二入口遥控阀，所述控制系统还同时与所述第一入口遥控阀和所述第二入口遥控阀信号连接。
进一步地，所述第一支路上设有第一阀门，所述第二支路上设有第二阀门。
进一步地，所述电解加药系统还包括除气装置，所述除气装置设置于所述电解槽的出口与所述电解加药泵的入口之间的管路上。
进一步地，所述除气装置上设有可燃气体传感器。
本发明还提供一种压载水处理方法，运用于以上所述的压载水处理系统，所述压载水处理方法包括：
利用压载泵从海底门抽取压载水，并将所述压载水输送至压载舱内；利用电解槽电解海水产生电解液，利用电解加药泵将所述电解液注入至所述压载泵的出口与所述压载舱的第一入口之间的管路中，所述电解液与所述压载水混合后进入所述压载舱内；
当所述压载舱内的压载水的TRO浓度低于设定值时，利用循环泵将所述压载舱内的压载水从所述压载舱的第一入口抽出，并通过循环管路将所述压载水从所述压载舱的第二入口重新输送至所述压载舱内，同时利用所述电解槽电解海水产生补加电解液，利用所述电解加药泵将所述补加电解液注入至所述循环管路中，所述补加电解液与所述压载水混合后进入所述压载舱内；重复上述步骤，直至所述压载舱内的压载水的TRO浓度达到所述设定值；
当所述压载舱内的压载水的TRO浓度高于排放限值时，利用循环泵将所述压载舱内的压载水从所述压载舱的第一入口抽出，并通过所述循环管路将所述压载水从所述压载舱的第二入口重新输送至所述压载舱内，同时利用中和剂加药泵将中和罐内的中和剂溶液注入至所述循环管路中，所述中和剂溶液与所述压载水混合后进入所述压载舱内；重复上述步骤，直至所述压载舱内的压载水的TRO浓度不超过所述排放限值。
本发明还提供一种船舶，包括以上所述的压载水处理系统。
本发明提供的压载水处理系统，通过采用合适的压载电解处理和舱内循环电解处理方式，控制处理过程中的活性物质加药浓度，以确保经电解加药处理后的压载水中的生物被灭活，从而满足IMO和港口国的压载水排放标准。同时取消了高精度过滤器，从而降低整套系统的采购成本，减少设备故障和船员工作量，提高整套系统的可靠性和稳定性。此外，该压载水处理系统还能够通过多次循环电解以确保经处理后的压载水满足排放要求，不仅能够灵活应对各种水质条件，还能够满足港口国未来更加严苛的排放要求。
附图说明
图1为本发明实施例中压载水处理系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
如图1所示，本发明实施例提供的压载水处理系统，能够实现压载水的压载电解处理、循环电解处理、循环中和处理和排载。该压载水处理系统包括海底门10、压载泵11、压载舱12、循环管路21、循环泵22、TRO(total residual oxidant，总残留氧化物)分析仪3、海水供应管路41、海水泵42、电解加药系统5和中和加药系统6；
海底门10的出口与压载泵11的入口连通，压载泵11的出口与压载舱12的第一入口连通，TRO分析仪3设置于压载泵11的出口与压载舱12的第一入口之间的管路上；
循环泵22设置于循环管路21上，循环管路21的第一端连通至压载泵11的出口与压载舱12的第一入口之间的管路上，循环管路21的第二端与压载舱12的第二入口连通，即循环泵22的入口通过循环管路21连通至压载泵11的出口与压载舱12的第一入口之间的管路上，循环泵22的出口通过循环管路21连通至压载舱12的第二入口；
电解加药系统5包括电解槽51和电解加药泵52，海水供应管路41与海水泵42的入口连通，海水泵42的出口与电解槽51的入口连通，电解槽51的出口与电解加药泵52的入口连通，电解加药泵52的出口分为两路，一路通过第一支路53连通至压载泵11的出口与压载舱12的第一入口之间的管路上，另一路通过第二支路54连通至循环管路21上；
中和加药系统6包括中和罐61和中和剂加药泵62，中和罐61的出口与中和剂加药泵62的入口连通，中和剂加药泵62的出口连通至循环管路21上。
具体地，电解槽51用于通过电解海水产生次氯酸钠等活性物质，以对压载水进行杀菌灭活，电解槽51的数量可以为一个或多个(图中示意为一个)。
进一步地，电解加药系统5还包括供电装置55，供电装置55与电解槽51电性连接，供电装置55采用高频开关电源，用于对电解槽51进行供电。压载水处理系统还包括控制系统8，控制系统8同时与供电装置55和TRO分析仪3信号连接。
进一步地，压载泵11的出口与压载舱12的第一入口之间的管路上设有第一流量计14和遥控调节阀15，控制系统8还同时与第一流量计14和遥控调节阀15信号连接。第一流量计14可采用电磁流量计或超声波流量计，TRO分析仪3可采用比色法或电极法的TRO分析仪。
具体地，控制系统8采用多通道的可编程控制器以及便于人员操作的人机接口，用于控制整套系统的正常运行，调节系统关键运行参数，如电解电流、流量、TRO浓度等，监控和记录相关运行参数，并在系统发生运行故障时发出声光报警，甚至停止整套系统的运行。在对压载水进行压载电解处理时，通过TRO分析仪3检测进入压载舱12的管路中压载水的TRO浓度，控制系统8根据TRO浓度的大小控制供电装置55输出的电解电流大小，从而使进入压载舱12的压载水的TRO浓度稳定在设定值。同时，控制系统8根据第一流量计14测得的主管路的流量大小，调节遥控调节阀15的开度，从而使得压载处理的流量(即主管路中的流量)不超过电解槽51的最大处理能力。
进一步地，循环管路21上设有第二流量计24。在对压载水进行循环电解处理或循环中和处理时，控制系统8根据TRO分析仪3测得的压载水的TRO浓度以及第二流量计24测得的循环管路21中压载水的循环流量，以控制电解加药系统5补加电解液的量或中和加药系统6补加中和剂溶液的量，实现系统的自动控制和运行。
进一步地，控制系统8还与循环泵22和压载泵11信号连接，用于控制循环泵22和压载泵11的运行。
进一步地，压载泵11的出口与压载舱12的第一入口之间的管路上于靠近压载舱12的第一入口的位置设有第一入口遥控阀18，循环管路21上于靠近压载舱12的第二入口的位置设有第二入口遥控阀25。控制系统8还同时与第一入口遥控阀18和第二入口遥控阀25信号连接。
具体地，实船运用时，压载舱12的数量一般为多个，系统的主管路(即压载泵11的出口与压载舱12的第一入口之间的管路)和循环管路21分别与多个压载舱12并联，在对压载水进行压载电解处理、循环电解处理、循环中和处理或排载时，通过打开或关闭每个压载舱12前的第一入口遥控阀18和第二入口遥控阀25，从而能够对各个压载舱12进行逐个或同时处理，即一套系统即可控制处理多个压载舱12内的压载水。
进一步地，海水泵42的出口与电解槽51的入口之间的管路上设有第一电解遥控阀571、第三流量计572、压力计573、盐度计574和第一温度计575，电解槽51的出口管路上设有第二温度计576和第二电解遥控阀577，控制系统8还同时与第一电解遥控阀571、第三流量计572、压力计573、盐度计574、第一温度计575、第二温度计576和第二电解遥控阀577信号连接。
具体地，第三流量计572、压力计573、盐度计574、第一温度计575和第二温度计576分别用于检测电解海水的流量、压力、盐度和温度等参数，以保证电解过程的正常运行。
进一步地，控制系统8还同时与电解加药泵52和海水泵42信号连接，以控制电解加药泵52和海水泵42的开闭，同时还能够控制电解加药泵52的加药流量。
进一步地，第一支路53上设有第一阀门531，第二支路54上设有第二阀门541，第一阀门531和第二阀门541用于控制电解槽51电解产生的电解液的流向。
进一步地，电解加药系统5还包括除气装置56，除气装置56设置于电解槽51的出口与电解加药泵52的入口之间的管路上，控制系统8还与除气装置56信号连接。除气装置56用于电解液的气液分离，分离出电解中产生的危险气体，例如氢气，并将其充分处理后排放至开放大气中。
进一步地，除气装置56上设有可燃气体传感器561，控制系统8还与可燃气体传感器561信号连接。可燃气体传感器561用于监测除气装置56中的危险气体，以防止危险气体泄漏。
进一步地，中和罐61上设有液位计63，液位计63用于检测中和罐61内中和剂溶液的液位，以使中和罐61内的液位维持在安全液位。中和罐61内设有搅拌器64，用于对中和罐61内的中和剂进行搅拌，使中和剂溶解均匀。
进一步地，中和剂加药泵62的出口管路上设有中和加药遥控阀65和第三阀门66。控制系统8还同时与液位计63、搅拌器64、中和剂加药泵62和中和加药遥控阀65信号连接，控制系统8能够控制中和剂加药泵62的加药流量。
具体地，中和罐61内添加有中和剂固体和水，中和罐61内的中和剂固体和水在搅拌器64的搅拌下混合配制成中和剂溶液。中和剂加药泵62用于将中和剂溶液注入到循环管路21中，中和剂溶液与压载水中的TRO进行中和反应，以降低压载水的TRO浓度。
进一步地，压载泵11的出口与压载舱12的第一入口之间的管路上设有第四阀门16，海底门10的出口与压载泵11的入口之间的管路上设有第五阀门17。
进一步地，压载舱12内的顶部设有扩散喷嘴13，循环管路21的第二端与扩散喷嘴13相连。扩散喷嘴13的数量为一个或多个，扩散喷嘴13用于加速电解液或中和剂溶液在压载舱12内的混合和扩散。
进一步地，压载水处理系统还包括压载水排放管路71和排放口72，压载水排放管路71的一端连通至压载泵11的出口与压载舱12的第一入口之间的管路上，压载水排放管路71的另一端与排放口72连通。压载水处理系统还包括旁通管路23，旁通管路23的一端连通至海底门10的出口与压载泵11的入口之间的管路上，旁通管路23的另一端连通至循环管路21上。
进一步地，压载水排放管路71上设有第六阀门73。
具体地，在对压载水进行排载时，利用压载泵11抽取压载舱12内的压载水，压载舱12内的压载水从压载舱12的第一入口流出，依次通过循环管路21、旁通管路23、压载泵11和压载水排放管路71后从排放口72排出。上述结构在对压载水进行排载时可以重复利用循环管路21和压载泵11，从而节省管路和泵(即在对压载水进行排载时，无需额外设置管路和泵用来连接压载舱12和压载水排放管路71)，以节省成本。
本发明实施例还提供一种压载水处理方法，运用于上述的压载水处理系统，该压载水处理方法包括：
利用压载泵11从海底门10抽取压载水，并将压载水输送至压载舱12内；利用电解槽51电解海水产生电解液，利用电解加药泵52将电解液注入至压载泵11的出口与压载舱12的第一入口之间的管路中，电解液与压载水混合后进入压载舱12内，即完成压载水的压载电解处理；
当压载舱12内的压载水的TRO浓度低于设定值时，利用循环泵22将压载舱12内的压载水从压载舱12的第一入口抽出，并通过循环管路21将压载水从压载舱12的第二入口重新输送至压载舱12内，同时利用电解槽51电解海水产生补加电解液，利用电解加药泵52将补加电解液注入至循环管路21中，补加电解液与压载水混合后进入压载舱12内；重复上述步骤，直至压载舱12内的压载水的TRO浓度达到设定值，即完成压载水的循环电解处理；
当压载舱12内的压载水的TRO浓度高于排放限值时，利用循环泵22将压载舱12内的压载水从压载舱12的第一入口抽出，并通过循环管路21将压载水从压载舱12的第二入口重新输送至压载舱12内，同时利用中和剂加药泵62将中和罐61内的中和剂溶液注入至循环管路21中，中和剂溶液与压载水混合后进入压载舱12内；重复上述步骤，直至压载舱12内的压载水的TRO浓度不超过排放限值，即完成压载水的循环中和处理。
本发明实施例还提供一种船舶，包括上述的压载水处理系统。
本实施例的压载水处理系统的工作流程如下：
1、压载过程中的压载电解处理：打开第五阀门17、遥控调节阀15、第四阀门16、第一入口遥控阀18和第一阀门531，关闭第二阀门541和第六阀门73，利用压载泵11从海底门10抽取压载水，并将压载水输送至压载舱12内。电解槽51通过电解支路海水来产生活性物质，然后将高浓度TRO通过电解加药泵52注入压载泵11的出口与压载舱12的第一入口之间的管路中，电解液与压载水混合后进入压载舱12内。同时TRO分析仪3检测进舱管路上的TRO浓度，并根据TRO浓度增大或减小电解槽51的电解电流，从而将进舱TRO浓度稳定在设定值。此外，控制系统8将通过第一流量计14反馈的流量信号，调节遥控调节阀15的开度，从而控制压载处理的流量不超过电解槽51的最大处理能力。
2、航行过程中的循环电解处理：循环电解处理流程在船舶航行过程中进行。当压载舱12内的压载水的TRO浓度低于设定值时将启动循环电解处理模式，该处理流程利用一台循环泵22一次对单个压载舱12内的压载水进行循环电解处理。打开第二阀门541、第一入口遥控阀18、第二入口遥控阀25，关闭第五阀门17、遥控调节阀15、第四阀门16、第一阀门531和第六阀门73，利用循环泵22将压载舱12内的压载水从压载舱12的第一入口抽出，并通过循环管路21将压载水从压载舱12的第二入口重新输送至压载舱12内，同时利用电解槽51电解海水产生补加电解液，利用电解加药泵52将补加电解液注入至循环管路21中，补加电解液与压载水混合后进入压载舱12内并通过扩散喷嘴13喷出，以提高电解液在压载舱12内的混合和扩散。同时TRO分析仪3监测舱内TRO浓度，当TRO浓度高于设定值时将关闭该压载舱12的第一入口遥控阀18和第二入口遥控阀25，并同时打开另一个压载舱12的进出口阀门继续进行循环电解处理，最终依次完成所有压载舱12的电解循环处理。循环电解流程可以保证每个压载舱12内的TRO浓度达到目标浓度。此外，通过增加电解循环次数能进一步强化杀菌灭活效果，可以确保在最有挑战的水质下压载水处理的生物有效性，并能应对压载水排放标准的提高。
3、航行过程中的循环中和处理：循环中和处理流程也在船舶航行过程中进行。当压载舱12内的压载水的TRO浓度高于排放限值时将启动循环中和处理模式，该处理流程利用一台循环泵22一次对单个压载舱12内的压载水进行循环中和处理。打开第三阀门66、第一入口遥控阀18、第二入口遥控阀25，关闭第五阀门17、遥控调节阀15、第四阀门16、第一阀门531、第二阀门541和第六阀门73，利用循环泵22将压载舱12内的压载水从压载舱12的第一入口抽出，并通过循环管路21将压载水从压载舱12的第二入口重新输送至压载舱12内，同时利用中和剂加药泵62将中和罐61内提前配制好的中和剂溶液(如硫代硫酸钠)注入至循环管路21中，中和剂溶液与压载水混合后进入压载舱12内并通过扩散喷嘴13喷出，以提高中和剂溶液在压载舱12内的混合和扩散。同时TRO分析仪3监测舱内TRO浓度，当TRO浓度低于排放限值时将关闭该压载舱12的第一入口遥控阀18和第二入口遥控阀25，并同时打开另一个压载舱12的进出口阀门继续进行循环中和处理，最终依次完成所有压载舱12的循环中和处理。循环中和处理流程可以确保压载舱12内的TRO浓度不会超过最大允许排放限值，经中和处理后的压载水到达港口后根据装卸货需求能直接排放。
4、压载水的排载：当压载水需要进行排载时，打开第一入口遥控阀18和第六阀门73，关闭第五阀门17、第四阀门16、第一阀门531和第二阀门541，利用压载泵11抽取压载舱12内的压载水，压载舱12内的压载水从压载舱12的第一入口流出，依次通过循环管路21、旁通管路23、压载泵11和压载水排放管路71后从排放口72排出。
本发明实施例提供的压载水处理系统，通过采用合适的压载电解处理和循环电解处理方式，控制处理过程中的活性物质加药浓度，以确保经电解加药处理后的压载水中的生物被灭活，从而满足IMO和港口国的压载水排放标准。同时取消了高精度过滤器(通过压载电解处理和循环电解处理能够保证压载水经过处理后满足相关标准，故无需使用高精度过滤器)，从而降低整套系统的采购成本，减少设备故障和船员工作量，提高整套系统的可靠性和稳定性。此外，该压载水处理系统还能够通过多次循环电解以确保经处理后的压载水满足排放要求，不仅能够灵活应对各种水质条件，还能够满足港口国未来更加严苛的排放要求。
本发明实施例提供的压载水处理系统的优点包括：
1、能够实现压载水处理的自动加药和TRO浓度的自动化控制，减少了人员操作，满足船舶压载水处理系统自动化操作要求，符合IMO和港口国认证要求。
2、通过优化电解处理流程，压载水无须过滤前处理即能满足排放标准，因此系统不需要配置高精度的自动反冲洗过滤器，将显著降低整套系统的设备成本，提高整套系统的可靠性和稳定性，并减少整套系统运行和维护的人力成本。
3、通过合适的压载电解和循环电解处理组合，根据舱内TRO浓度确定合适的循环电解次数，能灵活地适应各种水质条件，合理投加活性物质，并能应对将来更加严苛的压载水排放要求。
4、在航行过程中即可完成循环电解处理和中和处理，船舶到达港口排载时不需要再次启动压载水处理系统，减少船员的工作量。
实例：
1、某21万吨大型散货船的左舷和右舷各安装一套本发明的压载水处理系统，每套压载水处理系统均安装1个额定流量3000m3/h的压载泵11。在压载过程中启动电解装置进行电解处理，控制系统8调节供电装置55的直流输出电流，将进舱压载水的TRO浓度稳定在压载电解处理的设定值，并同时通过第一流量计14反馈和控制遥控调节阀15的开度将压载流量稳定在3000m3/h。完成压载处理后，在航行过程中启动循环泵22并打开压载舱12进出口遥控阀对单个压载舱12进行循环，同时启动TRO分析仪3监测舱内的TRO浓度。发现舱内TRO浓度仍高于循环电解处理的设定值，能确保电解杀菌灭活效果，不需要启动电解装置进行循环电解处理。在到达目的港前，再次启动循环泵22，打开单个压载舱12进出口遥控阀并同时启动TRO分析仪3监测舱内TRO浓度，发现TRO浓度超过0.1mg/L，高于IMO的排放限值，这时控制系统将启动中和加药系统6，将预先配制好的中和剂溶液通过中和剂加药泵62投加到循环管路21中并通过压载舱12顶部的扩散喷嘴13注入到压载舱12内，与舱内处理后的压载水进行充分混合和中和，TRO分析仪3持续监控舱内TRO浓度。当监测TRO浓度小于0.1mg/L时，将停止该压载舱12的循环中和处理并打开另一个压载舱12的进出口阀门，依次完成所有压载舱12的TRO监测和必要的循环中和处理。
2、某40万吨超大型矿砂船(VLOC)的左舷和右舷各安装一套本发明的压载水处理系统，每套压载水处理系统均安装1个额定流量3500m3/h的压载泵11。在压载过程中启动电解装置进行电解处理，控制系统8调节供电装置55的直流输出电流，将进舱压载水的TRO浓度稳定在压载电解处理的设定值，并同时通过第一流量计14反馈和控制遥控调节阀15的开度将压载流量稳定在3500m3/h。完成压载处理后，在航行过程中启动循环泵22并打开压载舱12进出口遥控阀对单个压载舱12进行循环，同时启动TRO分析仪3监测舱内的TRO浓度。发现处理后的压载水TRO衰减较快，舱内TRO浓度明显低于循环电解处理的设定值，无法确保杀菌灭活效果，需要启动电解装置进行循环电解处理。电解装置通过海水泵42取水，电解海水产生活性物质并通过电解加药泵52注入到循环管路21中，最后通过压载舱12顶部的扩散喷嘴13注入到压载舱12内，与舱内压载水进行充分扩散混合，从而提高舱内压载水的TRO浓度。控制系统8根据舱内TRO浓度调节供电装置55的直流输出电流，从而控制活性物质产量。TRO分析仪3持续监控舱内TRO浓度，当舱内TRO浓度高于舱内电解循环的TRO设定值时，将停止该压载舱12的循环电解处理并打开另一个压载舱12的进出口阀门，依次完成所有压载舱12的循环电解处理。在到达目的港进行排载前，再次启动循环泵22，打开单个压载舱12进出口遥控阀并同时启动TRO分析仪3监测舱内TRO浓度，由于VLOC航行周期较长，在进行循环中和处理时发现舱内TRO浓度已经衰减到低于0.1mg/L，满足IMO的排放限值，这时控制系统将不启动中和加药系统6，并关闭该压载舱12的进出口阀门并打开另一个压载舱12的进出口阀门，继续监测其它舱内循环电解处理后压载水的TRO浓度。若监测舱内TRO浓度高于0.1mg/L，将启动中和加药系统6进行循环中和处理流程，若监测舱内TRO浓度低于0.1mg/L，将继续进行下一个压载舱12的舱内TRO浓度监测，依次完成所有压载舱12的舱内TRO浓度监测和必要的循环中和处理。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种压载水处理系统，其特征在于，包括海底门(10)、压载泵(11)、压载舱(12)、循环管路(21)、循环泵(22)、TRO分析仪(3)、海水供应管路(41)、海水泵(42)、电解加药系统(5)和中和加药系统(6)；
所述海底门(10)的出口与所述压载泵(11)的入口连通，所述压载泵(11)的出口与所述压载舱(12)的第一入口连通，所述TRO分析仪(3)设置于所述压载泵(11)的出口与所述压载舱(12)的第一入口之间的管路上；
所述循环泵(22)设置于所述循环管路(21)上，所述循环管路(21)的第一端连通至所述压载泵(11)的出口与所述压载舱(12)的第一入口之间的管路上，所述循环管路(21)的第二端与所述压载舱(12)的第二入口连通；
所述电解加药系统(5)包括电解槽(51)和电解加药泵(52)，所述海水供应管路(41)与所述海水泵(42)的入口连通，所述海水泵(42)的出口与所述电解槽(51)的入口连通，所述电解槽(51)的出口与所述电解加药泵(52)的入口连通，所述电解加药泵(52)的出口分为两路，一路通过第一支路(53)连通至所述压载泵(11)的出口与所述压载舱(12)的第一入口之间的管路上，另一路通过第二支路(54)连通至所述循环管路(21)上；
所述中和加药系统(6)包括中和罐(61)和中和剂加药泵(62)，所述中和罐(61)的出口与所述中和剂加药泵(62)的入口连通，所述中和剂加药泵(62)的出口连通至所述循环管路(21)上。
2.如权利要求1所述的压载水处理系统，其特征在于，所述压载舱(12)内的顶部设有扩散喷嘴(13)，所述循环管路(21)的第二端与所述扩散喷嘴(13)相连。
3.如权利要求1所述的压载水处理系统，其特征在于，所述压载水处理系统还包括压载水排放管路(71)和排放口(72)，所述压载水排放管路(71)的一端连通至所述压载泵(11)的出口与所述压载舱(12)的第一入口之间的管路上，所述压载水排放管路(71)的另一端与所述排放口(72)连通；所述压载水处理系统还包括旁通管路(23)，所述旁通管路(23)的一端连通至所述海底门(10)的出口与所述压载泵(11)的入口之间的管路上，所述旁通管路(23)的另一端连通至所述循环管路(21)上。
4.如权利要求1所述的压载水处理系统，其特征在于，所述电解加药系统(5)还包括供电装置(55)，所述供电装置(55)与所述电解槽(51)电性连接，所述压载水处理系统还包括控制系统(8)，所述控制系统(8)同时与所述供电装置(55)和所述TRO分析仪(3)信号连接。
5.如权利要求4所述的压载水处理系统，其特征在于，所述压载泵(11)的出口与所述压载舱(12)的第一入口之间的管路上设有第一流量计(14)和遥控调节阀(15)，所述控制系统(8)还同时与所述第一流量计(14)和所述遥控调节阀(15)信号连接。
6.如权利要求4所述的压载水处理系统，其特征在于，所述压载泵(11)的出口与所述压载舱(12)的第一入口之间的管路上于靠近所述压载舱(12)的第一入口的位置设有第一入口遥控阀(18)，所述循环管路(21)上于靠近所述压载舱(12)的第二入口的位置设有第二入口遥控阀(25)，所述控制系统(8)还同时与所述第一入口遥控阀(18)和所述第二入口遥控阀(25)信号连接。
7.如权利要求1所述的压载水处理系统，其特征在于，所述第一支路(53)上设有第一阀门(531)，所述第二支路(54)上设有第二阀门(541)。
8.如权利要求1所述的压载水处理系统，其特征在于，所述电解加药系统(5)还包括除气装置(56)，所述除气装置(56)设置于所述电解槽(51)的出口与所述电解加药泵(52)的入口之间的管路上。
9.一种利用权利要求1至8任一项所述的压载水处理系统的压载水处理方法，其特征在于，所述压载水处理方法包括：
利用压载泵(11)从海底门(10)抽取压载水，并将所述压载水输送至压载舱(12)内；利用电解槽(51)电解海水产生电解液，利用电解加药泵(52)将所述电解液注入至所述压载泵(11)的出口与所述压载舱(12)的第一入口之间的管路中，所述电解液与所述压载水混合后进入所述压载舱(12)内；
当所述压载舱(12)内的压载水的TRO浓度低于设定值时，利用循环泵(22)将所述压载舱(12)内的压载水从所述压载舱(12)的第一入口抽出，并通过循环管路(21)将所述压载水从所述压载舱(12)的第二入口重新输送至所述压载舱(12)内，同时利用所述电解槽(51)电解海水产生补加电解液，利用所述电解加药泵(52)将所述补加电解液注入至所述循环管路(21)中，所述补加电解液与所述压载水混合后进入所述压载舱(12)内；重复上述步骤，直至所述压载舱(12)内的压载水的TRO浓度达到所述设定值；
当所述压载舱(12)内的压载水的TRO浓度高于排放限值时，利用循环泵(22)将所述压载舱(12)内的压载水从所述压载舱(12)的第一入口抽出，并通过所述循环管路(21)将所述压载水从所述压载舱(12)的第二入口重新输送至所述压载舱(12)内，同时利用中和剂加药泵(62)将中和罐(61)内的中和剂溶液注入至所述循环管路(21)中，所述中和剂溶液与所述压载水混合后进入所述压载舱(12)内；重复上述步骤，直至所述压载舱(12)内的压载水的TRO浓度不超过所述排放限值。
10.一种船舶，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的压载水处理系统。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211231 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |