CN201857322U - 船舶压载水综合处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种船舶压载水综合处理系统，包括压载水预处理过滤装置、压载水处理箱和深海水更换结构。其压载水预处理过滤装置、压载水处理箱和深海水更换结构的工作情况可以控制，可根据船舶压载水的不同水质情况以及不同港口国的要求，对压载水进行不同的处理，以保证压载舱内的压载水满足IMO规定。符合安全、有效、环保、可操作及经济的要求，具有广泛的市场前景。

Description

船舶压载水综合处理系统

技术领域

 本实用新型涉及对船舶压载舱内的压载水进行处理的装置。

背景技术

长期以来，船舶一直使用压载水来保证稳性和航行安全。根据具体营运的需要，对船舶的压载舱注入或排出压载水，以达到下述目的：(1)调整船舶的吃水和船体纵、横向的平稳及安全的稳心高度；(2)减少船体变形，避免引起过大的弯曲力矩和剪切力，降低船体振动；(3)改善船舶空舱时的适航性。

据相关数据显示，全球船舶每年携带的压载水约有120亿吨，每天存在于船舶压载水中随船周游世界的生物多达7000种，许多细菌、植物和动物经过数月的航程仍存活于压载水及其沉积物中，当船舶到港口装货时，这些生物随着压载水被排放到港口国水域。可能影响该水域的水环境,对该水域海产品产量以及人类健康受到威胁,甚至可能引起生态灾难。

为此，IMO（国际海事组织）制定了《关于控制和管理船舶压载水，减少有害水生物和病原体传播的指南》，并要求各国政府紧急应用该指南。之后,IMO又制定了《国际船舶压载水和沉积物控制与管理公约》（简称《公约》），并于2004年2月13日通过。该《公约》为全球压载水管理和控制提供了具有国际法律约束力的规定。在最近的IMO海环会第59次会议上，IMO的海事环境保护委员会（MEPC）批准了为确保处理压载水所用化学品安全装运和储存的指南，以及因处理过程导致对船舶和船员风险制定的安全程序指南。对于压载水的排放标准要求更趋严格，船舶压载水的处理也更为重要。

目前，船舶压载水处理方法大致可分为以下几类:

1、一般清除法

（1）深海更换法。该法被认为是目前处理压载水的理想方法，其通过在船舶航行到深海区时，用深海区的海水置换掉压载舱内的压载水，实现对压载水的处理。包括排空更换法、注入顶出法等。

（2）清洁压载法，该法是指在压载时采取一些预防性措施，如避免在浅水处取水，避免在取水时搅动底泥，避免在疾病流行和水藻爆发的地区取水。但可供取水的区域受到限制。

（3）岸上处理法，把压载水排放到岸上的污水处理厂进行处理，由于存在处理量大、时间长、占地面积大、设备利用低等问题，导致运行成本大幅度提高。

2、物理化学法清除法

（1）紫外线辐射法。使用紫外线处理装置，通过紫外线辐射杀死压载水中的有害水生物和病原体,如: 原生物及细菌,动、植物及微生物。然而，紫外线处理在很大程度上依赖微生物的大小和形态。那些面积/容积之比较小的微生物不易受辐射影响。

（2）加热处理法。利用换热装置，将船舶柴油机冷却系统余热对压载水进行加温，通过高温杀死压载水中的动、植物及微生物。这种方法压载水的温度难以提升到很高，对以休眠胞子形式存在的生物效果不好，杀灭这些休眠胞子可能需要更高的温度。

（3）超声波法。利用超声波处理装置，通过超声波的各种直接或间接反应对水生物及病原体产生致命作用。超声波可以产生热量、压力波偏向，形成半真空或半真空状态从而脱氧导致浮游生物死亡。然而，在健康和安全方面，一些转换环节可能会产生噪音，而且超声波还可能有一些目前未知的牵涉到船舶结构完整性和人员频繁接触在超声波中引发的健康方面的问题。

3、生物清除法

生物清除法。目前对使用生物技术来去除或减少压载水和沉积物中水生物的研究还只是停留在理论上。加入新的物种对压载水中可能存在的多种多样的微生物和植物也许不会有太大效果。而且新加入物种的转移和释放也是一个问题。基因工程也同样如此。 

船舶压载水引起的危害已经引起国际社会的广泛关注，尽管已有公开的多种方法处理船舶压载水，但到目前为止哪一种单一方法都很难满足国际海事组织(IMO)的要求。通过分析比较目前多种压载水处理方法和装置的优缺点，认为单一的压载水处理方法及装置满足不了IMO关于压载水处理要求。

发明内容

本实用新型旨在给出一种安全、有效、节能、环保的船舶压载水综合处理系统。

本实用新型的所述的船舶压载水综合处理系统，包括压载水预处理过滤装置、压载水处理箱和压载水舱，压载水进口管路上安装有压载水进口阀和进水泵，压载水出口管路上安装有压载水出口阀和排水泵，压载水预处理过滤装置、压载水处理箱和压载水舱均设有进水管与压载水进口管路相连通，压载水预处理过滤装置的出水管连通压载水处理箱，压载水处理箱内安装有一种以上对压载水中的有害水生物及病原体进行杀死处理的物理化学法处理装置，压载水处理箱的出水管又连接压载水舱，压载水舱的出水管连通压载水出口管路，压载水舱内设置有深海水更换结构，所述压载水预处理过滤装置、压载水处理箱和压载水舱的进水管上均安装有可控制开闭的阀门。

本实用新型所述的船舶压载水综合处理系统，压载水预处理过滤装置、压载水处理箱和压载水舱与压载水进口管路分别通过各自的进水管连通，通过控制各自进水管上阀门的开闭，可控制压载水是否进入到其中。

当压载水预处理过滤装置进水管阀门打开，压载水处理箱和压载水舱的进水管的阀门关闭时，压载水依次流经压载水预处理过滤装置和压载水处理箱，经压载水预处理过滤装置滤除固体杂质后，进入压载水处理箱中经物理化学法处理装置对压载水中的有害水生物及病原体进行杀死处理，而后在进入压载水舱。

当压载水处理箱的进水管阀门打开，压载水预处理过滤装置和压载水舱的进水管的阀门关闭时，压载水不经过压载水预处理过滤装置，而仅流经压载水处理箱，经压载水处理箱中的各种物理化学法处理装置对压载水中的有害水生物及病原体进行杀死处理后，就进入压载水舱中。

当压载水舱的进水管阀门打开，压载水预处理过滤装置和压载水处理箱的进水管的阀门关闭时，压载水不经过压载水预处理过滤装置和压载水处理箱，直接进入压载水舱中。

本实用新型所述的船舶压载水综合处理系统，通过控制阀门的开闭，可控制处理系统中的处理设备是否投入工作，可灵活适应不同舷外水水质情况下对压载水的不同处理要求。在保证处理质量的情况下，能尽量降低能源的消耗，提高环保性能。

当舷外水水质差，混有植物、垃圾、贝壳、泥沙等颗粒大的杂物，且同时有害水生物及病原体也不符合IMO要求时，可控制舷外水先进入压载水预处理过滤装置中，经过滤装置滤除杂物后，再进入压载水处理箱中，由压载水处理箱内的压载水处理装置对压载水中的有害水生物和病原体进行杀死处理之后，再进入压载水舱。 

当舷外水水质中等，杂物较少时，但有害水生物及病原体也不符合IMO要求时，可控制让压载水直接由进水管路进入压载水处理箱中，由压载水处理箱中的各种物理化学法压载水处理设备，除去压载水中的有害水生物和病原体，使压载水符合IMO的要求，而后再进入压载水舱中。

当舷外水水质较好，已经符合IMO的要求时，可控制让压载水直接进入压载水舱中。

此外，无论舷外水水质如何，只要船舶航行的航线经过深海区，此情况下，在船舶泵入压载水时，可控制关闭压载水预处理过滤装置和压载水处理箱的进水管上的阀门，让压载水直接进入压载水舱中。而在船舶航行至深海区时，在通过启动压载水舱内设置的深海水更换结构，将深海海水更换压载水舱中的压载水。

附图说明

    图1 为一种船舶压载水综合处理系统示意图；

    图2 为一种船舶压载水综合处理系统示意图。

 具体实施方式

实施例1，一种船舶压载水综合处理系统，如图1，包括压载水预处理过滤装置4、压载水处理箱11、压载水舱12，压载水进口管路和压载水出口管路，所述压载水进口管路上安装有压载水进口阀1和进水泵2，压载水出口管路上安装有压载水出口阀14和排水泵15。压载水预处理过滤装置可由一个或多个过滤器组成，一个、二个、三个、甚至更多(过滤器的数量根据水量和水质确定），图中过滤装置由三个过滤器4a、4b、4c并联而成，过滤装置通过进水管连通压载水进口管路，进水管分成三条进水支管，分别与三个过滤器连通，三个过滤器的进水支管上分别安装有进水阀3a、3b、3c，三个过滤器的出水支管上分别安装出水阀6a、6b、6c，三条出水支管交汇后连接到压载水处理箱11中，压载水处理箱11内安装多种物理化学法处理装置，如紫外线处理装置11a、臭氧处理装置11b、微波处理装置11c、电解次氯酸钠处理装置11d、电催化处理装置11e等，压载水处理箱11的出水管连通压载水舱12，压载水舱的出水管连通压载水出口管路，其上安装有阀门13。压载水处理箱11和压载水舱12还有单独与压载水进口管路连通的进水管，进水管上分别安装可开闭的阀门10a、10b。

进水泵和排水泵可为同一具有吸、排水功能的吸排水泵16，如图2，当需要向压载水舱内加入压载水时，打开压载水进口阀1，启动吸排水泵16作为吸水泵使用，而当需要将压载水舱内的压载水排出时，打开压载水出口阀14，启动吸排水泵16作为排水泵使用。

为了避免压载水预处理过滤装置的过滤器被堵塞，过滤器设有可自动反冲洗装置，可用水或压缩空气反冲洗。如图1、图2，过滤器的出口端连通反冲管9，反冲管与反冲动力装置对接，反冲动力装置可为压缩空气，也可为高压水，反冲管9上安装阀门，过滤器的入口端连接排渣管，排渣管上也安装阀门。如图1，压载水预处理过滤装置的三个过滤器的出口端分别设置反冲管，各反冲管均与反冲动力装置7连通，其上分别安装反冲控制阀5a、5b、5c，三个过滤器的入口端分别设置有排渣管，各排渣管同时与收集箱8连通，排渣控制阀8a、8b、8c分别安装在各排渣管上。当过滤器内杂质过多导致过滤器堵塞时，可启动反冲动力装置7，打开反冲控制阀和排渣控制阀将过滤器内的杂质排入收集箱8中，从而保证过滤装置的正常工作。

上述船舶压载水综合处理系统，通过控制各阀门（包括：压载水预处理过滤装置的进水阀与出水阀，压载水处理箱的进水管上的阀门、压载水舱进水管上的阀门）可控制压载水进入压载水舱前是否流经压载水预处理过滤装置和/或压载水处理箱。

控制进水阀3a、3b、3c和出水阀6a、6b、6c打开，阀门10a关闭，阀门10b关闭，压载水流经压载水预处理过滤装置和压载水处理箱后，再进入压载水舱。

控制进水阀3a、3b、3c和出水阀6a、6b、6c关闭，阀门10a打开，阀门10b关闭，压载水仅不流经压载水预处理过滤装置，流过压载水处理箱后，进入压载水舱。

控制进水阀3a、3b、3c和出水阀6a、6b、6c关闭，阀门10a关闭，阀门10b打开，压载水仅不经过压载水预处理过滤装置和压载水处理箱，直接进入压载水舱。

上述船舶压载水综合处理系统，对船舶压载水可分多种工况进行综合处理：

第一种，对水质差的浅海、江里、码头附近水域抽进来的船舶压载水，发现混有植物、垃圾、贝壳、泥沙等颗粒大的杂物，要采取压载水先经预处理过滤装置清除杂物。控制打开压载水预处理过滤装置的各过滤器的进水阀3a、3b、3c，出水阀6a、6b、6c，过滤器4a、4b、4c工作，让压载水通过过滤器4a、4b、4c，实现过滤处理，减少压载水中的杂质。

预处理后的压载水，进入压载水处理箱11，经箱内的多种物理化学法处理装置（如：紫外线处理装置11a、臭氧处理装置11b、微波处理装置11c、电解次氯酸钠处理装置11d、电催化处理装置11e等）进行物理化学法处理,杀死压载水中的部分有害水生物和病原体,使压载水符合IMO的要求。

压载水处理箱11中的各种物理化学法处理装置可分别设置各自的启动开关，启动开关可人工控制，也可通过控制器自动控制。针对压载水中的有害水生物和病原体的具体情况，可选择使用压载水处理箱中的某一种处理装置，或组合使用其中的两种或多种处理装置，对压载水进行处理，使压载水符合IMO标准。经合格处理后的压载水再进入船舶压载水舱12。

第二种，对水质中等的浅海、江里、码头附近水域抽进来的船舶压载水，发现杂物较少，但所含有害水生物和病原体不满足《公约》规定。可通过控制阀门的开闭，可让压载水不经过压载水预处理过滤装置，而仅进入压载水处理箱11通过物理化学法对有害水生物和病原体进行处理后，再进入压载水舱内。处理时，不对压载水进行预处理，免除了预处理消耗的大量功率，降低了处理成本。打开阀门10a，压载水直接进入压载水处理箱11、经压载水处理项中的多种物理化学法处理装置（紫外线处理装置11a、臭氧处理装置11b、微波处理装置11c、电解次氯酸钠处理装置11d、电催化处理装置11e等）中的一种、二种或多种处理装置，对压载水中的有害水生物和病原体进行杀死处理，使符合IMO标准后，进入船舶压载水舱12。

第三种，水质较好，符合IMO标准时，可不对压载水进行预处理和物理化学法处理，而直接进入压载水舱。关闭控制阀10a、关闭进水阀3a、3b、3c和出水阀5a、5b、5c，打开控制阀10b，让压载水直接进入船舶压载水舱12中，其更进一步的降低了处理成本。

此外，对于船舶航线经过符合《公约》要求的深海区的情况，无论压载水为上述三种情况中的哪一种，均可不对压载水不进行处理，直接进入压载水舱，在船舶航行至深海区时，将压载水舱内的压载水更换为深海区的海水。

深海水更换压载水可将原压载水排出后，泵入深海水反复冲洗的方式进行，其通常需要经过三次以上冲洗才能满足IMO的要求，深海水更换消耗功率极大、效率低，不环保。

为了便于在深海区对压载水进行更换，压载水舱12内可设置深海水更换结构。所述深海水更换结构，可为水囊式结构，如图1，压载水舱包括多个舱体，各舱体内设置两个相互紧贴的弹性水囊17a、17b，每个弹性水囊17a、17b均设置各自的进水管路和出水管路，进水管路和出水管路上均安装有控制开闭的阀门。

港口泵入压载水时，将其中一个水囊的进水管路的阀门打开，出水管路阀门关闭，将压载水泵入其中，使该水囊涨大，将另一未装水水囊压扁。换水时，将盛装压载水的水囊的进水管路上的阀门关闭、排水管路上的阀门打开，未装水的水囊进水管理阀门打开，排水管路上的阀门关闭，深海水由进水管路泵入水囊。此时，该水囊因深海水的注入逐渐涨大，挤压原盛装压载水的水囊，将原盛装压载水的水囊内的压载水挤出，直至压扁，将原压载水完全排出。其深海水更换可靠，仅一次即可实现彻底更换，更换效率高、功耗小、成本低、环保。

深海水更换结构也可为水槽式结构，如图2，压载水舱包括多个舱体，各舱体设置为圆管状或方管状，其内安装有与舱体截面形状一致的隔板18，隔板可沿压载水舱内移动，其四周与舱体壁面间安装有密封条，将舱体的两侧隔开，在舱体两侧的端部均设置有进水管和出水管，进水管和出水管上均安装有阀门。港口泵入压载水时，压载水可从舱体一端的进水管路进入，将隔板推至舱体的另一端，使压载水仅处于隔板一侧的舱体内。换水时，将原装有压载水一侧的出水管上的阀门打开，进水管阀门关闭，而将另一侧的进水管阀门打开，出水管阀门关闭，使深海水从另一侧进入舱体中，推动隔板向原盛装压载水的一侧移动，使深海水逐渐灌入该侧的舱体中，而将另一侧的原压载水从舱体中排出。其深海水更换同样可靠，仅一次即可实现彻底更换，更换效率高、功耗小、成本低、环保。

压载水舱的入口与压载水处理箱的入口间可通过旁通管路连通，旁通管路上安装可开闭的控制阀10c，如图2。

通过控制进水阀3a、3b、3c和出水阀6a、6b、6c打开，阀门10a关闭，阀门10b关闭，阀门10c打开，压载水可流经压载水预处理过滤装置后不流过压载水处理箱，随后进入压载水舱。

其在处理混有大颗粒杂质，但有害水生物和病原体却符合IMO要求的水质时，能够仅对压载水进行预处理，而不进行其它处理，即不进入压载水处理箱中进行物理化学法处理，即可直接送入压载水舱中。使船舶压载水综合处理系统能够更好的适应上述水质的处理，处理更具有针对性，处理效率更高、功耗更小，也更环保。

    此外，上述结构，对于航线经过深海区的船舶，水质中混有大颗粒杂志的情况下，能够在压载水进入压载水舱前，仅对压载水进行预处理，将其中的大颗粒杂质滤除。从而能够减少进入压载水舱的大颗粒杂志，能够防止大颗粒杂志对深海水更换结构的损害，如对于水囊式结构的深海水更换结构，其能够避免因大颗粒尖锐杂质进入水舱后对水囊的损害。

Claims (5)

1.船舶压载水综合处理系统，其特征在于: 包括压载水预处理过滤装置、压载水处理箱和压载水舱，压载水进口管路上安装有压载水进口阀和压载水泵，压载水出口管路上安装有压载水出口阀，压载水预处理过滤装置、压载水处理箱和压载水舱均设有进水管与压载水进口管路相连通，压载水预处理过滤装置的出水管连通压载水处理箱，压载水处理箱内安装有一种以上通过物理清除法对压载水中的有害水生物和病原体进行杀死处理的压载水处理装置，压载水处理箱的出水管又连接压载水舱，压载水舱的出水管连通压载水出口管路，压载水舱内设置有深海水更换结构，所述压载水预处理过滤装置、压载水处理箱和压载水舱的进水管上均安装有可控制开闭的阀门。

2.根据权利要求1所述的船舶压载水综合处理系统，其特征在于：压载水舱的入口与压载水处理箱的入口间通过旁通管路连通，旁通管路上安装控制阀。

3.根据权利要求1所述的船舶压载水综合处理系统，其特征在于：压载水处理箱内安装的对压载水中有害水生物和病原体进行杀死处理的物理化学法处理装置包括电解次氯酸钠处理装置、电催化处理装置、紫外线处理装置、臭氧处理装置、微波处理装置、超声波处理装置中的一种或者几种。

4.根据权利要求1所述的船舶压载水综合处理系统，其特征在于：压载水舱内的深海水更换结构为水囊式结构，压载水舱包括多个舱体，各舱体内设置有两个相互紧贴的弹性水囊，每个弹性水囊均设置各自的进水管路和出水管路，进水管路和出水管路上均安装有控制开闭的阀门。

5.根据权利要求1所述的船舶压载水综合处理系统，其特征在于：压载水舱内的深海水更换结构为水槽式结构，压载水舱包括多个舱体，各舱体为圆管状或方管状，其内安装有与舱体截面形状一致可在舱体内移动的隔板，隔板四周与舱体壁面间安装有密封条，将舱体的两侧隔开，在舱体两侧的端部均设置有进水管和出水管，进水管和出水管上均安装有阀门。

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