DE112009001802B4

DE112009001802B4 - Vorrichtung und Verfahren zur Behandlung von Ballastwasser

Info

Publication number: DE112009001802B4
Application number: DE112009001802.5T
Authority: DE
Inventors: Jung Sik Kim; Eui Yong Jung; Dong Sung Kim; Boong Ik Jung
Original assignee: S&sys Co Ltd
Current assignee: S&sys Co Ltd Hwasung-Si Kr
Priority date: 2008-07-24
Filing date: 2009-07-09
Publication date: 2020-07-09
Anticipated expiration: 2029-07-10
Also published as: JP5475775B2; WO2010011040A2; WO2010011040A3; CN102105406A; BRPI0911735A2; KR100883444B1; JP2011528982A; US20110114569A1; DE112009001802T5; US20150307372A1; US10093561B2; CN102105406B; WO2010011040A4

Abstract

Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser, umfassend eine Meerwasserzulaufleitung (20), ein Elektrolysemodul (4), einen Gas-/Flüssigkeitsabscheider (5), einen Ballasttank (13), eine Meerwasserauslassleitung (21), eine Steuereinrichtung (12), sowie eine Reinigungs-/Injektionspumpe (7);wobei die Steuereinrichtung (12) dazu eingerichtet ist, einen Teil des Ballastwassers, das von der Meerwasserzulaufleitung (20) einfließt, in seiner Durchflussmenge unter der Steuerung der Steuereinrichtung (12) zu regeln;wobei ein Teil des Ballastwassers, der von der Meerwasserzulaufleitung (20) einfließt, dann dem Elektrolysemodul (4) zugeführt wird,wobei das Elektrolysemodul (4) dazu eingerichtet ist, Natriumhypochlorit mit einer angepassten Konzentration zu erzeugen;wobei der Gas-/Flüssigkeitsabscheider (5) dazu eingerichtet ist, Wasserstoffgas, das zum Zeitpunkt des Erzeugens des Natriumhypochlorits erzeugt wurde, zu entfernen,wobei die Meerwasserzulaufleitung (20) weiter in den Ballasttank (13) führt und das Natriumhypochlorit der Meerwasserzulaufleitung (20) zugeführt wird, so dass eine überschüssige Menge Chlor in dem Ballastwasser resultiert, wobei das Ballastwasser mit dem Natriumhypochlorit desinfiziert wird,wobei der Ballasttank (13) dazu eingerichtet ist, das desinfizierte Ballastwasser zu speichern;wobei die Steuereinrichtung (12) weiterhin dazu eingerichtet ist, eine Menge an zu injizierendem Reduktionsmittel unter der Steuerung der Steuereinrichtung (12) entsprechend der Mengen an überschüssigem Chlor des Ballastwassers zu regulieren, wobei die geregelte Menge an Reduktionsmittel einer Meerwasserauslassleitung (21) zugeführt und ein Neutralisierungsprozess für das Ballastwasser ausgeführt wird, um die gewünschte Menge an überschüssigem Chlor zu erhalten, und wobei das neutralisierte Ballastwasser ins Meer ausgelassen wird,wobei die Reinigungs-/lnjektionspumpe (7) in der Leitung angeordnet ist, die von der Natriumhypochloritversorgungsleitung durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider (5) zu dem Elektrolysemodul (4) abzweigt, und dazu eingerichtet ist, kontinuierlich oder periodisch das Natriumhypochlorit zu dem Elektrolysemodul (4) zu zirkulieren bzw. umzuwälzen, wobei die Herstellung des Natriumhypochlorits anhält.

Description

Technisches Gebiet
Die folgende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Behandlung von Balastwasser und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Behandlung von Ballastwasser, die bzw. das eine Elektrolyse für das Meerwasser durchführt, aus dem Wasserorganismen, Bakterien und allgemeine Mikroorganismen zum Zeitpunkt des Einfließens des Meerwassers als Ballastwasser in einen Ballasttank während einer Reise eines Schiffes entfernt werden, ein Desinfektionsmittel durch die Elektrolyse erzeugt, das erzeugte Desinfektionsmittel in das Meerwasser durch präzise Steuerung einspritzt, um das fließende Meerwasser zu reinigen, einen Reduktionsprozess für das Ballastwasser, das aus dem Ballasttank in das Meer ausgelassen wird, mit einem Reduktionsmittel durch präzise und zuverlässige Steuerung durchführt und das Ballastwasser in einem unbedenklichen Zustand in das Meer auslässt.
Stand der Technik
Im Allgemeinen befördern Schiffe wie Öltanker, Frachtschiffe usw. Fracht wie z. B. Öl in ein Importland, und nachdem die Fracht in einem Hafen des Importlandes gelöscht wurde, speichert das Schiff eine Menge an Meerwasser in einem Ballasttank, die der Fracht entspricht. Das Lagern bzw. Speichern des Meerwassers in dem Schiff wird durchgeführt, um den Tiefgang (die Tiefe, die das Schiff in das Wasser eintaucht, wenn das Schiff auf dem Wasser schwimmt) und die Gleichgewichtslage bzw. den Trimm (Bug-und-Heck-Neigung eines Schiffes) anzupassen, um im Vorhinein zu verhindern, dass das Gleichgewicht des Schiffes während der Reise durch das leichte Gewicht des Schiffes nach dem Löschen der Fracht gestört wird.
Mit anderen Worten, wenn ein Schiff ein vorbestimmtes Gewicht aufweist, verändert sich die Tiefgangslinie auf den unteren Bereich des Schiffes durch Auftriebskraft, wodurch gewisse Probleme auftreten, so dass die Schiffsschraube der Gefahr unterliegt, keine Vortriebskraft mehr zu erhalten.
Um die vorgenannten Probleme zu vermeiden und dadurch das Gleichgewicht des Schiffes zu erhalten, wird Ballastwasser in dem Ballasttank gespeichert, wenn keine Fracht vorhanden ist, und das Ballastwasser wird aus dem Ballasttank ausgelassen, wenn die Fracht geladen wird.
Demgemäß wird das Importland der Fracht zum Exportland des Ballastwassers. Andererseits fährt das Schiff, in dem das Ballastwasser gelagert ist, zu dem Exportland der Fracht von dem Importland der Fracht und entlässt das Ballastwasser in der Nähe des Exportlandes in das Meer. Das heißt, das Exportland der Fracht wird zum Importland des Ballastwassers.
Im Übrigen enthält das Ballastwasser typischerweise bestimmte toxische Mikroorganismen und Bakterien, die im Meer in der Nähe des Exportlandes des Ballastwassers existieren.
Wenn das Ballastwasser, das die Mikroorganismen und Bakterien enthält, in das Meer in der Nähe des Importlandes ausgelassen wird, können marine Ökosysteme zerstört werden, weshalb die internationale Konvention zum Transportieren von Wasserorganismen durch das Ballastwasser herausgegeben wurde.
Deshalb wurde die internationale Konvention für die Kontrolle und das Management von Ballastwasser und Ablagerungen von Schiffen von 74 Teilnehmern im Vereinigten Königreich (London) am 13. Februar 2004 angenommen. In dieser Konvention werden die Standards für die Organismen des ausgelassenen Ballastwassers festgesetzt, wenn das Ballastwasser in der Nähe des Importlandes des Ballastwassers in das Meer ausgelassen wird. Wenn die Standards nicht erfüllt sind, kann das Importland des Ballastwassers das Auslassen des Ballastwassers, d.h. den Erhalt des Ballastwassers zurückweisen. Unter Bezugnahme im Detail auf die Standardwerte der Organismen in dem Ballastwasser in der Konvention sollte das Auslassen für Wasserorganismen mit einer minimalen Größe von mehr als 50 µm weniger als 10/1 m³ sein, das Auslassen für Wasserorganismen mit einer Größe in einem Bereich von 10 µm bis 50 µm sollte weniger als 10/1 ml sein, das Auslassen für toxisches Vibrio Cholera der Indikator-Mikroorganismen sollte weniger als 1 cfu/100 ml betragen, das Auslassen für Escherichia Coli sollte weniger als 200 cfu/100 ml betragen und das Auslassen für Enterokokken sollte weniger als 100 cfu/100 ml betragen (wobei „cfu“ für Kolonie-bildende Einheit, engl. „colony forming unit“, steht).
Es existieren verschiedene Verfahren zur Aufreinigung des Ballastwassers zum Zeitpunkt des Ladens des Ballastwassers in das Schiff und zum Zeitpunkt des Auslassens ins Meer, und diese unterschiedlichen Verfahren umfassen direkte Elektrolyse und indirekte Elektrolyse von Meerwasser, wobei die Elektrolyse für das Meerwasser im Wesentlichen durchgeführt wird, um Desinfektionsmittel zu erzeugen und um das Ballastwasser unter Verwendung der erzeugten Desinfektionsmittel zu behandeln.
Die direkte Elektrolyse von Meerwasser wird durchgeführt, indem eine Gesamtmenge des Meerwassers, d. h. des Ballastwassers, das in einen Ballasttank fließt, durch ein Elektrobad geführt wird, wodurch das Ballastwasser kontinuierlich desinfiziert wird. Die direkte Elektrolyse von Meerwasser wird in eine direkte Sauerstoffelektrolyse und direkte Chlorelektrolyse entsprechend dem Typ der erzeugten Desinfektionsmittel eingeteilt.
Die direkte Sauerstoff-Elektrolyse weist ein Desinfektionsmittel auf, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus OH*, O₃ und H₂O₂ besteht und verwendet eine bordotierte Diamant-(BDD-)Elektrode. Die direkte Sauerstoff-Elektrolyse weist einige Vorteile derart auf, dass die Einrichtung von der Konfiguration her einfach ist, die Desinfektionsgeschwindigkeit hoch ist, die Rückstände nach der Desinfektion klein sind und die Neutralisierung des Desinfektionsmittel nicht notwendig ist. Auf der anderen Seite weist sie einige Nachteile derart auf, dass qualitativ hochwertige Filter notwendig sind, die Kosten der verwendeten Elektrode hoch sind, das Desinfektionsmittel keine remanenten Eigenschaften aufweist, so dass zum Zeitpunkt des Auslassens des Ballastwassers erneut eine Desinfektion notwendig ist, das Elektrobad leicht verschmutzt werden kann, ein Test für die Wirkungen der Desinfektion erforderlich ist und Wasserstoffgas explosiv ist durch den Fluss von erzeugtem Wasserstoff in den Ballasttank.
Die direkte Chlor-Elektrolyse weist ein Desinfektionsmittel auf, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus NaOCl, Cl^- und HOCl besteht, und verwendet eine dimensionsstabile Anoden-(DSA-)Elektrode. Die direkte Chlor-Elektrolyse hat ihre Vorteile darin, dass die Einrichtung von ihrer Konfiguration her einfach ist, die desinfizierenden Effekte des Residuums vorhanden sind und dass ein Filter von geringer Qualität verwendet wird. Auf der anderen Seite weist sie einige Nachteile darin auf, dass die Steuerung der Desinfektion schwierig ist, die Desinfektionsgeschwindigkeit niedrig ist, die Rückstände nach der Desinfektion erzeugt werden, die Neutralisierung des Desinfektionsmittels erforderlich ist, das Elektrobad leicht verschmutzt werden kann, das Wasserstoffgas aufgrund des Flusses des erzeugten Wasserstoffs in dem Ballasttank explosiv ist, und dass die Effizienz der Elektrolyse empfindlich auf die Wasserqualität reagiert.
Andererseits wird die indirekte Elektrolyse von Meerwasser durchgeführt, indem ein Teil von Meerwasser, d.h. des Ballastwassers, das in den Ballasttank fließt, durch ein Elektrobad hindurchgeführt wird, um ein Desinfektionsmittel zu erzeugen, und in den eine vorbestimmte Menge an Desinfektionsmittel in das Ballastwasser, das in den Ballasttank einfließt komme, eingespritzt wird. Das Desinfektionsmittel wird aus Chlordesinfektionsmitteln ausgewählt. Insbesondere wird das Desinfektionsmittel ausgewählt aus der Gruppe, die aus NaOCl, OCl^- und HOCl besteht, und es wird eine DSA-Elektrode verwendet. Die indirekte Chlorelektrolyse weist einige Vorteile darin auf, dass die Kontrolle der Desinfektionswirksamkeit einfach ist, die Haltbarkeit der Einrichtung hoch ist, der Lebenszyklus der Platte lang ist, die Desinfektionswirkungen der Rückstände existieren und die Technologie in der Verwendung sehr praktisch ist. Auf der anderen Seite weist sie einige Nachteile darin auf, dass die Desinfektionsgeschwindigkeit niedrig ist, die Rückstände nach der Desinfektion erzeugt werden, die Neutralisierung des Desinfektionsmittels notwendig ist, wobei all diese Nachteile der direkten und indirekten Chlorelektrolyse gemeinsam sind, so dass die Injektion eines Neutralisierungsmittels zusammen mit dem Hinzufügen von Chemikalien bei anderen chemischen Behandlungen notwendig ist.
Die indirekte Chlorelektrolyse bei der direkten und indirekten Elektrolyse von Meerwasser weist die Eigenschaften der Rückstandsdesinfektion und der Wasserstoffstabilität auf, wodurch eine höhere Desinfektionskontrolle und Installationsstabilität bereitgestellt wird verglichen mit der direkten Chlorelektrolyse, und des Weiteren werden die Ladung des Elektrobades und der Einrichtungsbereich klein, da sie eine Meerwassermenge verwendet, die 1/50 - 1/200 des bei der direkten Chlorelektrolyse verwendeten Meerwassers verwendet, so dass ergänzende Sicherheitsgeräte auf einfache Weise installiert werden können, wodurch höchst zuverlässige und wirksame Elektrolyseergebnisse bereitgestellt werden.
Nachfolgend wird eine Erläuterung der Vorrichtungen zur Behandlung von Ballastwasser gemäß herkömmlicher Praktiken ausführlich unter Bezugnahme auf die 10 bis 12 angegeben.
10 ist ein Schaltbild, das eine schematische Anordnung einer Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser gemäß einer indirekten Elektrolyse von Meerwasser des Standes der Technik zeigt. Wie dargestellt wird eine Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser bereitgestellt, die umfasst: eine Vorverarbeitungseinrichtung 110, die geeignet ist, das durch eine Zulaufleitung vom Meer außerhalb eines Schiffes zufließende Meerwasser zu filtern und zu trennen; eine Pumpe 121, die geeignet ist, einen Teil des Meerwassers, das durch die Vorverarbeitungseinrichtung 110 hindurchtritt, hindurch fließen zu lassen; eine Meerwasserzuführeinrichtung 123, die geeignet ist, das durch die Pumpe 121 und eine Durchflussmesseinrichtung 122 geflossene Meerwasser darin zu speichern; einen Generator 124, der geeignet ist, eine Elektrolyse des von der Meerwasserliefereinrichtung 123 zugeführten Meerwassers durchzuführen, um Natriumhypochlorit zu erzeugen; einen Speicherbehälter 125, der geeignet ist, das von dem Generator 124 erzeugte Natriumhypochlorit darin zu speichern; eine Konzentrationsmesseinrichtung 126, die geeignet ist, die Konzentration des von dem Speicherbehälter 125 zugeführten Natriumhypochlorits zu messen; und eine Natriumhypochloritliefereinrichtung 128, die geeignet ist, eine Zuführmenge und - konzentration des durch die Konzentrationsmesseinrichtung 126 und eine Durchflussmesseinrichtung 127 zugeführten Natriumhypochlorits zu prüfen und das geprüfte Natriumhypochlorit einem Ballasttank 129 zuzuführen.
Des Weiteren umfasst die Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser eine Ultraviolett-Heizeinrichtung 130, die geeignet ist, UV-Strahlen auf das Ballastwasser zum Zeitpunkt des Auslassens des Ballastwassers, das in dem Ballasttank 129 gespeichert ist, zu strahlen.
11 ist ein Schaltbild, das eine schematische Anordnung einer Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser gemäß einer weiteren indirekten Elektrolyse von Meerwasser des Standes der Technik zeigt. Wie dargestellt wird eine Vorrichtung bereitgestellt mit einem Ballasttank, der zwischen einer Zuführleitung und einer Auslassleitung angeordnet ist, und mit einer Vorverarbeitungseinrichtung 200, die geeignet ist, die in dem Meerwasser, das durch die Zuführleitung fließt, enthaltenen schädlichen Substanzen zu filtern und zu trennen, wobei die Vorrichtung umfasst: einen Meerwasserkonverter 202, der geeignet ist, dass ein Teil des Meerwassers durch eine Eingangsleitung fließt, um daraus Natriumhypochlorit zu erzeugen, um das erzeugte Natriumhypochlorit durch eine Konzentrationssteuereinrichtung zu führen und um das Natriumhypochlorit in das Ballastwasser durch eine Auslassleitung zu injizieren; eine Konzentrationsdetektionseinrichtung 201, die geeignet ist, die Arten und Konzentrationen der schädlichen Substanzen, die in dem Meerwasser enthalten sind, das durch die Vorverarbeitungseinrichtung 200 fließt, zu detektieren und die elektrisch mit der Konzentrationssteuereinrichtung des Meerwasserkonverters 202 mittels einer Steuereinrichtung verbunden ist; und eine Einspritzdüse 203, die in der Auslassleitung des Meerwasserkonverters 202 angeordnet ist.
12 ist ein Schaltbild, das eine schematische Anordnung einer Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser gemäß einer direkten Elektrolyse von Meerwasser des Standes der Technik zeigt. Wie dargestellt wird eine Vorrichtung zum Desinfizieren von Ballastwasser bereitgestellt, die eine Entfernung oder Inaktivierung von Wasserorganismen einschließlich von in dem Ballastwasser für Schiffe enthaltenen Bakterien durchführt, wobei die Vorrichtung umfasst: einen Einlassanschluss, der an einer Seite der Vorrichtung ausgebildet ist, damit das Ballastwasser hindurch fließen kann; einen Auslassanschluss, der an der anderen Seite davon ausgebildet ist, damit das Ballastwasser daraus ausgelassen werden kann; einen Wirbelerzeugungsstrombrecher 320, der auf der Eingangsanschlussseite angeordnet ist; einen Konzentrationsmesssensor 330 für Chlorrückstände, der auf der Auslassanschlussseite angeordnet ist; ein Elektrolysemodul 310, das in einer Kammer angeordnet ist, die zwischen dem Strombrecher 320 und dem Sensor 330 angeordnet ist und eine Mehrzahl von Elektrodensätzen aufweist, wobei jeder Elektrodensatz ein Paar Elektroden umfasst; ein Stromversorgungsteil 350, das an der Außenseite des Elektrolysemoduls 310 angeordnet ist, um Strom zum Elektrolysemodul 310 zuzuführen; eine Pumpe 361, die geeignet ist, Ballastwasser hineinzuführen und daraus auszulassen; und Verbindungsmittel, die aus Leitungen und Ventilen bestehen, die mit der Pumpe 361 verbunden sind.
Bei den herkömmlichen Verfahren zur Behandlung von Ballastwasser weist die indirekte Elektrolyse von Meerwasser wie in 10 dargestellt jedoch keine Einrichtung zur präzisen Regelung bzw. Steuerung einer Desinfektionsmittelmenge auf, die entsprechend einer Durchflussmasse an Ballastwasser, das in den Ballasttank fließt, zu injizieren ist, so dass das Ballastwasser nicht behandelt wird, d.h. Ballastwasser, das Verschmutzungsquellen enthält, kann in den Ballasttank hineinfließen.
Darüber hinaus weisen die Vorrichtungen des Standes der Technik keine Mittel zur Bearbeitung von Wasserstoffgas auf, das nach der Elektrolyse von dem Generator erzeugt wird, in dem die Elektrolyse für das Meerwasser durchgeführt wird, um das Natriumhypochlorit daraus zu erzeugen, so dass, wenn Wasserstoffgas angesammelt wird, es in dem Ballasttank explodieren kann.
Des Weiteren wird der Ballasttank im Allgemeinen ein- oder zweimal während der Reise des Schiffes eingeschaltet bzw. betätigt und wird während des Großteils der Reisezeit abgestellt, so dass das Meerwasser im Inneren des Ballasttanks verbleibt. Zu diesem Zeitpunkt kann der Generator, der das Natriumhypochlorit erzeugt, verschmutzen. Die Vorrichtungen des Standes der Technik weisen jedoch keine Einrichtung auf, die verhindert, dass der Generator verschmutzt, wodurch die Haltbarkeit der Vorrichtung vermindert wird.
Es wird nun im Detail Bezug genommen auf die Probleme, die in 10 auftreten, bei der die Vorrichtung des Standes der Technik umfasst: die Pumpe, den Durchflussmesser und die Meerwasserliefereinrichtung, in der das hineingepumpte Meerwasser gespeichert wird, die vorgesehen sind, um eine vorbestimmte Meerwassermenge dem Generator wie z. B. einem Natriumhypochloritgenerator zuzuführen, der im Gebiet von Süßwasser wie z. B. einer Wasserreinigungsanlage eingesetzt wird; den Speichertank, der geeignet ist, das dem Generator durch die Reaktion mit der vorbestimmten Durchflussmenge von darin zugeführtem meerwassererzeugten Natriumhypochlorit zu speichern; und die Konzentrationsmesseinrichtung, die geeignet ist, die Konzentration des in dem Speicherbehälter gespeicherten Natriumhypochlorits zu messen und einen vorbestimmten Konzentrationsgrad an Natriumhypochlorit einzuhalten. Die Durchflussmesseinrichtung und die Meerwasserliefereinrichtung sind jedoch nicht notwendigerweise erforderlich. Anders als Süßwasser weist Meerwasser im Allgemeinen eine konstante Konzentration auf (mit 1% an der Grenze zwischen Süßwasser und Meerwasser und etwa 3% bei allgemeinem Meerwasser), und demgemäß ist die Installation der Durchflussmesseinrichtung, die die Durchflussmenge des Meerwassers misst, und der Meerwasserliefereinrichtung, die das Meerwasser temporär darin speichert, nicht notwendig.
Auf dieselbe Art und Weise wie oben erwähnt besteht keine Notwendigkeit für die Installation des Speicherbehälters, in dem das erzeugte Natriumhypochlorit gespeichert wird, und der Konzentrationsmesseinrichtung zum Messen der Konzentration des Desinfektionsmittels. Der Grund, warum sie nicht benötigt werden, ist, dass die Konzentration (im Bereich von 500 ppm bis 8.000 ppm) des in dem Speicherbehälter gespeicherten Natriumhypochlorits zu hoch ist, um mittels existierender Konzentrationsmesseinrichtungen (die 0 ppm bis 10 ppm messen können) gemessen zu werden, und sich mit der Zeit verringert (die Konzentration davon in Meerwasser reduziert sich schneller als die in Süßwasser). In diesem Fall wird das Desinfektionsmittel mit der abgenommenen Konzentration während der Stillstandszeit nach der Aktivierung des Gerätes lediglich ohne eine zusätzliche Behandlung zum Zeitpunkt der erneuten Aktivierung des Gerätes injiziert, und obwohl die Messung der Konzentration des Natriumhypochlorits mittels der Konzentrationsmesseinrichtung durchgeführt wird, ist es nicht einfach, eine präzise Kontrolle durchzuführen.
Auch gibt es keine Einrichtung zur Erkennung der genauen Meerwassermenge, die zum Zeitpunkt des Fließens des Meerwassers durch Verwendung der Konzentrationssteuereinrichtung und der Pumpe in den Ballasttank fließt, die die Natriumhypochloritliefereinrichtung entsprechend der gemessenen Konzentration des Natriumhypochlorits durch die Konzentrationsmesseinrichtung bilden, so dass die Steuerung nicht einfach ist, ob und wie viel gespeichertes Natriumhypochlorit pro Durchflusseinheit an fließendem Meerwasser injiziert wird. D.h. die wichtigste Aufgabe der Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser ist es, den Chlornachfluss (von etwa 5 ppm bis 10ppm) zum Desinfizieren des Ballastwassers entsprechend der Durchflussmenge des Ballastwassers, das in den Ballasttank fließt, konstant aufrechtzuerhalten. Die Vorrichtung, wie sie in 10 dargestellt ist, weist derartige Einrichtungen jedoch nicht auf.
Weiterhin umfasst die Vorrichtung, wie sie in 10 dargestellt ist, die Ultraviolett- (UV)-Heizeinrichtung zum abschließenden Reduzieren des Ballastwassers, das von dem Ballasttank ausgelassen wird, um das Ballastwasser ins Meer abzulassen, aber da die lineare Geschwindigkeit der Durchflussmenge des Ballastwassers, das aus dem Schiff ausgelassen wird, etwa 3 m/s beträgt, ist die Verweilzeit sehr kurz. Um ein zuverlässiges Verfahren durchzuführen, sollte die UV-Heizeinrichtung deshalb eine wesentlich höhere Kapazität aufweisen, und um die vergrößerte UV-Heizeinrichtung zu aktivieren, sollte des Weiteren eine große Strommenge erforderlich sein, was bei der praktischen Verwendung sehr schwierig wird.
Darüber hinaus ist das Verfahren sehr empfindlich auf Temperaturänderungen des Ballastwassers, und deshalb ist die Effizienz der Elektrolyse des Ballastwassers, wenn die Temperatur des Ballastwassers niedrig ist, drastisch vermindert.
Die indirekte Elektrolyse von Meerwasser, wie in 11 dargestellt, weist keine Einrichtung zum präzisen Steuern bzw. Regeln einer Desinfektionsmittelmenge auf, die entsprechend einer Durchflussmenge des in den Ballasttank fließenden Ballastwassers zu injizieren ist, so dass das nicht behandelte Ballastwasser, d.h. das Ballastwasser, das Verschmutzungsquellen enthält, in den Ballasttank fließen kann.
Darüber hinaus weisen die Vorrichtungen des Standes der Technik keine Mittel zur Bearbeitung von Wasserstoffgas auf, das nach der Elektrolyse von dem Meerwasserkonverter erzeugt wird, indem die Elektrolyse für das Meerwasser durchgeführt wird, um das Natriumhypochlorit daraus zu erzeugen, so dass, wenn Wasserstoffgas angesammelt wird, es in dem Ballasttank explodieren kann.
Des Weiteren wird die Wasserbehandlung im Allgemeinen ein- oder zweimal während der Reise des Schiffes eingeschaltet bzw. betätigt und während des Großteils der Reisezeit abgeschaltet, so dass das Meerwasser im Inneren des Ballasttanks verbleibt. Zu diesem Zeitpunkt kann der Meerwasserkonverter, der das Natriumhypochlorit erzeugt, verschmutzen. Die Vorrichtungen des Standes der Technik weisen jedoch keine Einrichtung auf, die verhindert, dass der Meerwasserkonverter verschmutzt, wodurch die Haltbarkeit der Vorrichtung vermindert wird.
Darüber hinaus ist das Verfahren sehr empfindlich auf Temperaturänderungen des Ballastwassers, und deshalb ist die Effizienz der Elektrolyse des Ballastwassers, wenn die Temperatur des Ballastwassers niedrig ist, drastisch vermindert.
Die direkte Elektrolyse von Meerwasser, wie in 12 dargestellt, weist keine Einrichtung zum präzisen Steuern bzw. Regeln einer Desinfektionsmittelmenge auf, die entsprechend einer Durchflussmenge des in den Ballasttank fließenden Ballastwassers zu injizieren ist, so dass das nicht behandelte Ballastwasser, d.h. das Ballastwasser, das Verschmutzungsquellen enthält, in den Ballasttank fließen kann.
Darüber hinaus weisen die Vorrichtungen des Standes der Technik keine Mittel zur Bearbeitung von Wasserstoffgas auf, das nach der Elektrolyse von dem Elektrolysemodul erzeugt wird, in dem die Elektrolyse für das Meerwasser durchgeführt wird, um das Natriumhypochlorit daraus zu erzeugen, so dass, wenn Wasserstoffgas angesammelt wird, es in dem Ballasttank explodieren kann.
Zudem tritt, da das Meerwasser nicht durch eine bestimmte Vorverarbeitungseinrichtung geführt wird, durch den Schlamm im Meerwasser ein Faulen auf, wodurch die Effizienz der Elektrolyse vermindert wird und nicht behandeltes Ballastwasser erzeugt wird.
Des Weiteren wird die Wasserbehandlung im Allgemeinen ein- oder zweimal während der Reise des Schiffes eingeschaltet bzw. betätigt und während des Großteils der Reisezeit abgeschaltet, so dass das Meerwasser im Inneren des Ballasttanks verbleibt. Zu diesem Zeitpunkt kann das Elektrolysemodul, das das Natriumhypochlorit erzeugt, verschmutzen. Die Verfahren des Standes der Technik weisen jedoch keine Einrichtung auf, die verhindert, dass das Elektrolysemodul verschmutzt, wodurch die Haltbarkeit der Verfahren vermindert wird.
Zudem schwankt im Allgemeinen die Wirksamkeit der (Faraday-)Elektrolyse entsprechend den Meerwasserkonzentrationen bei denselben Bedingungen, und das Elektrolysemodul, das normalerweise bei einer allgemeinen NaCI-Konzentration von 2,5% bis 3% im Meerwasser arbeitet, zeigt eine drastisch verminderte Elektrolyseeffizienz bei der Konzentration von 2,5% oder weniger. Im Falle der direkten Desinfektion, wobei die Elektrolyse für die gesamte Menge an Ballastwasser durchgeführt wird, ist demgemäß kein Mittel vorhanden, das die Abnahme der Elektrolyseeffizienz verhindert, so dass die Behandlungswirksamkeit durch die Konzentration des Meerwassers bestimmt wird, wodurch in unvorteilhafter Weise nicht behandeltes Ballastwasser erzeugt wird.
Darüber hinaus ist das Verfahren sehr empfindlich auf die Temperaturänderungen des Ballastwassers, und deshalb wird, wenn die Temperatur des Ballastwassers niedrig ist, die Wirksamkeit der Elektrolyse des Ballastwassers in drastischer Weise vermindert.
Aus der US 2008/0 149 485 A1 , der US 2008 / 0 000 775 A1 und der US 2006 / 0 113 257 A1 sind ebenfalls Vorrichtungen zur Behandlung von Ballastwasser bekannt. Die darin beschriebenen Vorrichtungen umfassen einen Vorbehandlungsfilter, der Wassermikroorganismen aus dem Ballastwasser filtert, eine Meerwasserversorgungspumpe, die einem Elektrolysemodul eine angepasste Durchflussmenge an Ballastwasser zuführt, und Durchflusskontrollventile. Das Elektrolysemodul erzeugt aus dem Ballastwasser in seiner Konzentration angepasstes Natriumhypochlorit unter Steuerung einer Steuerungseinrichtung. Die Vorrichtung umfasst ferner einen Gas-/Flüssigkeitsabscheider zur Abtrennung von Wasserstoffgas, das neben dem gebildeten Natriumhypochlorit im Elektrolysemodul aus dem Ballastwasser erzeugt wird, eine Gebläseeinrichtung zur Verdünnung des abgetrennten Wasserstoffgases, eine Injektionseinrichtung zum Zuführen des im Elektrolysemodul erzeugten Natriumhypochlorits zur Meerwasserzulaufleitung, die mit einem Ballasttank verbunden ist, ein Salinometer zum Messen des Chlorgehalts des Ballastwassers, eine Durchflussmesseinrichtung zum Messen des Durchflusses des Ballastwassers, eine Chlorrückstandsmesseinrichtung, eine Injektionseinrichtung zum Zuführen eines Reduktionsmittels, das das im Ballastwasser noch vorhandene Natriumhypochlorit neutralisiert, und eine Injektionspumpe, die die Durchflussmenge des Reduktionsmittels unter der Steuerung der Steuerungseinrichtung anpasst und dem Ballastwasser zuführt. Die Steuerungseinrichtung empfängt unter anderem Daten vom Salinometer, der Durchflussmesseinrichtung und der Chlorrückstandsmesseinrichtung. Zudem steuert die Steuerungseinrichtung unter anderem die Meerwasserversorgungspumpe, die Durchflusskontrollventile, das Elektrolysemodul sowie die Injektionspumpe zum Dosieren der gewünschten Reduktionsmittelmenge.
Offenbarung
Technische Aufgabe
Demgemäß wurde die vorliegende Erfindung in Anbetracht der oben erwähnten Probleme, die im Stand der Technik auftreten, gemacht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Behandlung von Ballastwasser bereitzustellen, die bzw. das kontinuierlich Natriumhypochlorit entsprechend der Durchflussmengen des Ballastwassers erzeugt, das in einen Ballasttank fließt oder aus dem Ballasttank ausgelassen wird, um das erzeugte Natriumhypochlorit für Meerwasserleitungen bereitzustellen, wodurch die Konzentrationsabweichungen des Natriumhypochlorits vermieden werden, die durch die Lagerung des Natriumhypochlorits verursacht werden, und die bzw. das einen Reduktionsprozess für das Ballastwasser, das durch den Ballasttank ins Meer ausgelassen wird, mittels Injektion eines Reduktionsmittels durchführt, um zu ermöglichen, dass das Ballastwasser in einem unbedenklichen Zustand ausgelassen wird, wodurch eine Meeresverschmutzung prinzipiell verhindert wird.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Behandlung von Ballastwasser bereitzustellen, die bzw. das die Erzeugung eines Desinfektionsmittels durch Elektrolyse und die Injektionsmenge des Desinfektionsmittels entsprechend der Durchflussmengen des Ballastwassers, das in einen Ballasttank fließt oder aus dem Ballasttank ausgelassen wird, präzise kontrolliert bzw. regelt, wodurch das Ballastwasser eines Schiffes derart kontrolliert wird, dass verhindert wird, dass marine Ökosysteme vernichtet oder gestört werden.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Behandlung von Ballastwasser bereitzustellen, die bzw. das Wasserstoffgas, das nach der Elektrolyse in einem Elektrolysemodul erzeugt wurde, entfernt, wobei die Elektrolyse für Meerwasser durchgeführt wird, um Natriumhypochlorit daraus zu erzeugen, wodurch eine Explosion in einem Ballasttank verhindert wird.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Behandlung von Ballastwasser bereitzustellen, die bzw. das Meerwasser periodisch oder kontinuierlich zirkuliert bzw. umwälzt und verhindert, dass sich Verschmutzungsquellen an ein Elektrolysemodul während der Aktivierung des Elektrolysemoduls anheften, wobei die Erzeugung von Natriumhypochloritangehalten wird, wodurch die Stabilität des Gerätes gewährleistet und dessen Haltbarkeit erhöht wird.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Behandlung von Ballastwasser bereitzustellen, die bzw. das die Durchflussmenge des Ballastwassers oder des als Rohmaterial von Natriumhypochlorit verwendeten gekühlten Meerwassers kontrolliert bzw. steuert und dauerhaft die Stromausbeute eines Elektrolysemoduls aufrechterhält, wodurch verhindert wird, dass die Behandlungswirksamkeit entsprechend der Salzgehalte verringert wird, die von Hafen zu Hafen unterschiedlich ist, und wodurch die Zuverlässigkeit erhöht wird.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Behandlung von Ballastwasser bereitzustellen, die bzw. das gekühltes Meerwasser als Rohwasser verwendet, das entlang eines Kühlwassersystems fließt, um das gekühlte Meerwasser einem Elektrolysemodul zuzuführen, in dem Natriumhypochlorit erzeugt wird, so dass das Meerwasser mit einer vorbestimmten Temperatur oder mehr zugeführt wird, wodurch die Wirksamkeit der Elektrolyse verbessert wird.
Technische Lösung
Diese Aufgaben werden durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche 1 bis 3 und 29 bis 31 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Um die obigen Aufgaben zu lösen, wird gemäß eines ersten Aspektes der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser bereitgestellt, wobei ein Teil des Ballastwassers, das von einer Meerwasserzulaufleitung einfließt, in seiner Durchflussmenge unter der Steuerung einer Steuereinrichtung geregelt bzw. gesteuert und einem Elektrolysemodul zugeführt wird, in dem Natriumhypochlorit mit einer angepassten Konzentration erzeugt wird; wobei, nachdem Wasserstoffgas, das zum Zeitpunkt des Erzeugens des Natriumhypochlorits erzeugt wird, durch einen Gas-/Flüssigkeitsabscheider entfernt wird, das Natriumhypochlorit der Meerwasserzulaufleitung, die in einen Ballasttank fließt, zugeführt wird entsprechend einer Menge an rückständigem bzw. überschüssigem Chlor in dem Ballastwasser, wobei das Ballastwasser mit dem Natriumhypochlorit desinfiziert wird und wobei das desinfizierte Ballastwasser in dem Ballasttank gespeichert wird; und wobei eine Menge an zu injizierendem Reduktionsmittel unter der Steuerung der Steuereinrichtung entsprechend der Mengen an rückständigem Chlor des Ballastwassers reguliert bzw. gesteuert wird, wobei die geregelte Menge an Reduktionsmittel einer Meerwasserauslassleitung zugeführt wird, wobei ein Neutralisierungsprozess für das Ballastwasser ausgeführt wird, um die gewünschte Menge an rückständigem Chlor zu erhalten, und wobei das neutralisierte Ballastwasser ins Meer ausgelassen wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung des Weiteren eine Reinigungs-/Injektionspumpe, die in der Leitung angeordnet ist, die von der Natriumhypochloritversorgungsleitung, die durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider verläuft, zu dem Elektrolysemodul abzweigt, um kontinuierlich oder periodisch das Natriumhypochlorit zu den Elektrolysemodul zu zirkulieren bzw. umzuwälzen, wobei die Herstellung des Natriumhypochlorits anhält.
Um die oben genannten Aufgaben zu lösen, wird gemäß eines zweiten Aspektes der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser bereitgestellt, wobei ein Teil des Ballastwassers, das von einer Meerwasserauslassleitung fließt, die durch einen Ballasttank führt, in seiner Durchflussmenge unter der Steuerung einer Steuereinrichtung geregelt bzw. gesteuert wird und einem Elektrolysemodul zugeführt wird, in dem Natriumhypochlorit mit einer angepassten Konzentration erzeugt wird; wobei, nachdem Wasserstoffgas, das zur Zeit der Erzeugung der Natriumhypochlorits erzeugt wurde, durch einen Gas-/Flüssigkeitsabscheider entfernt wird, das Natriumhypochlorit der Meerwasserauslassleitung entsprechend einer Menge an rückständigem Chlor in dem Ballastwasser zugeführt wird, und wobei das Ballastwasser mit dem Natriumhypochlorit desinfiziert wird; und wobei eine Menge an zu injizierendem Reduktionsmittel unter der Steuerung der Steuereinrichtung entsprechend der Mengen an rückständigem Chlor des Ballastwassers geregelt wird, wobei die geregelte Menge an Reduktionsmittel zugeführt wird, ein Neutralisierungsprozess für das Ballastwasser ausgeführt wird, um eine gewünschte Menge an rückständigem Chlor zu erhalten, und wobei das neutralisierte Ballastwasser ins Meer ausgelassen wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung des Weiteren eine Reinigungs-/Injektionspumpe, die in der Leitung angeordnet ist, die von der Natriumhypochloritversorgungsleitung, die durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider verläuft, zu dem Elektrolysemodul abzweigt, um kontinuierlich oder periodisch das Natriumhypochlorit zu den Elektrolysemodul zu zirkulieren bzw. umzuwälzen, wobei die Herstellung des Natriumhypochlorits anhält.
Um die obigen Aufgaben zu lösen, wird gemäß eines dritten Aspektes der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser bereitgestellt, wobei gekühltes Meerwasser, das wahlweise von einer Meerwasserkühlleitung vor einem Wärmeaustausch oder von einer Meerwasserkühlleitung nach einem Wärmeaustausch fließt, die durch einen Wärmetauscher geführt sind, in seiner Durchflussmenge unter der Steuerung einer Steuereinrichtung geregelt bzw. gesteuert wird und einem Elektrolysemoduls zugeführt wird, in dem Natriumhypochlorit mit einer angepassten Konzentration erzeugt wird; wobei, nachdem Wasserstoffgas, das zum Zeitpunkt der Herstellung des Natriumhypochlorits hergestellt wird, durch einen Gas-/Flüssigkeitsabscheider entfernt wurde, das Natriumhypochlorit einer Meerwasserzulaufleitung gemäß einer Menge an rückständigem Chlor in dem Ballastwasser zugeführt wird, wobei das Ballastwasser mit dem Natriumhypochlorit desinfiziert wird, und wobei das desinfizierte Ballastwasser in einem Ballasttank gespeichert wird; und wobei eine Menge an zu injizierendem Reduktionsmittel unter der Steuerung der Steuereinrichtung entsprechend der Mengen an rückständigem Chlor des Ballastwassers geregelt bzw. gesteuert wird, wobei die geregelte Menge an Reduktionsmittel zugeführt wird, wobei ein Neutralisierungsprozess für das Ballastwasser ausgeführt wird, um eine gewünschte Menge an rückständigem Chlor zu erhalten, und wobei das neutralisierte Ballastwasser ins Meer ausgelassen wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung des Weiteren eine Reinigungs-/Injektionspumpe, die in der Leitung angeordnet ist, die von der Natriumhypochloritversorgungsleitung, die durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider verläuft, zu dem Elektrolysemodul abzweigt, um kontinuierlich oder periodisch das Natriumhypochlorit zu den Elektrolysemodul zu zirkulieren bzw. umzuwälzen, wobei die Herstellung des Natriumhypochlorits anhält.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Ballastwasser oder das gekühlte Meerwasser, das in das Elektrolysemodul fließt, vorzugsweise durch einen Vorverarbeitungsfilter zum Filtern von Wassermikroorganismen geführt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise, nachdem es durch den Vorverarbeitungsfilter geführt wurde, das Ballastwasser oder das gekühlte Meerwasser in seiner Durchflussmenge mit Hilfe einer Meerwasserversorgungspumpe gesteuert, die unter der Steuerung der Steuereinrichtung geregelt ist.
Gemäß der vorliegende Erfindung wird, nachdem es durch den Vorverarbeitungsfilter geführt wurde, das Ballastwasser oder das gekühlte Meerwasser vorzugsweise in seiner Durchflussmenge mithilfe von Durchflusskontrollventilen geregelt, die unter der Steuerung der Steuereinrichtung geregelt sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise, nachdem es durch den Vorverarbeitungsfilter hindurchgeführt wird, das Ballastwasser oder das gekühlte Meerwasser in seiner Durchflussmenge mittels einer Meerwasserversorgungspumpe geregelt, die unter der Steuerung der Steuereinrichtung geregelt ist, und das Ballastwasser oder das gekühlte Meerwasser, das von der Meerwasserversorgungspumpe zugeführt wird, wird in seiner Durchflussmenge mittels Durchflusskontrollventilen geregelt, die unter der Steuerung der Steuereinrichtung geregelt sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise das für die Desinfektion verwendete Natriumhypochlorit mittels eines automatischen Injektors zugeführt, wobei die Abweichung des Drucks des Ballastwassers oder des gekühlten Meerwassers ohne eine separate Stromversorgung verwendet wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist vorzugsweise die Meerwasserzulaufleitung, entlang der das Ballastwasser in den Ballasttank fließt, ein Salinometer, eine Durchflussmesseinrichtung und eine drauf angeordnete Chlorrückstandsmesseinrichtung auf, wobei das Salinometer geeignet ist, das Natriumchlorid (NaCI) des in den Ballasttank fließenden Ballastwassers zu messen, wobei die Durchflussmesseinrichtung geeignet ist, die Durchflussmenge des in den Ballasttank fließenden Ballastwassers zu messen, und wobei die Chlorrückstandsmesseinrichtung geeignet ist, eine Menge an rückständigem Chlor des Ballastwassers, in das das Natriumhypochlorit injiziert wird, zu messen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Meerwasserauslassleitung, entlang der das Ballastwasser fließt, das durch den Ballasttank hindurchtritt, vorzugsweise ein Salinometer, eine Durchflussmesseinrichtung und eine darauf angebrachte Chlorrückstandsmesseinrichtung auf, wobei das Salinometer geeignet ist, das Natriumchlorid (NaCI) des Ballastwassers zu messen, wobei die Durchflussmesseinrichtung geeignet ist, die Durchflussmenge des Ballastwassers zu messen, und wobei die Chlorrückstandsmesseinrichtung geeignet ist, eine Menge an rückständigem Chlor des Ballastwassers, in das das Natriumhypochlorit injiziert wird, zu messen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Meerwasserkühlleitung vor dem Wärmeaustausch darauf angeordnet ein Salinometer auf, wobei das Salinometer geeignet ist, das Natriumchlorid (NaCI) des gekühlten Meerwassers, das in den Wärmetauscher fließt, zu messen, und die Meerwasserzulaufleitung weist eine Durchflussmesseinrichtung und eine darauf angeordnete Chlorrückstandsmesseinrichtung auf, wobei die Durchflussmesseinrichtung geeignet ist, die Durchflussmenge des Ballastwassers, das in den Ballasttank fließt, zu messen, und wobei die Chlorrückstandsmesseinrichtung geeignet ist, eine Menge an rückständigem Chlor des Ballastwassers, in das das Natriumhypochlorit injiziert wird, zu messen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Reduktionsmittel, das zum Zeitpunkt des Auslassens des Ballastwassers injiziert wird, vorzugsweise mittels einer Injektionsdüse zugeführt, und das Reduktionsmittel und das Ballastwasser werden vermischt, um Mikroblasen zu bilden, und der Injektionsdüse mittels eines Mikroblasengenerators zugeführt, wodurch der Chlorrückstand bzw. -überschuss in dem Ballastwasser entfernt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Reduktionsmittel, das zum Zeitpunkt des Auslassens des Ballastwassers injiziert wird, vorzugsweise mittels einer Injektionspumpe und eines Reduktionsmittelspeichertanks zugeführt, wobei die Injektionspumpe geeignet ist, eine Durchflussmenge des Reduktionsmittels, das an einen Mikroblasengenerator geliefert wird, anzupassen und die angepasste Durchflussmenge des Reduktionsmittels unter der Steuerung der Steuereinrichtung zu liefern, und wobei der Reduktionsmittelspeichertank geeignet ist, das Reduktionsmittel, das der Injektionspumpe zuzuführen ist, darin zu speichern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Reduktionsmittel, das zum Zeitpunkt des Auslassens des Ballastwassers injiziert wird, vorzugsweise mit dem Ballastwasser mittels einem oder mehreren Wirbelgeneratoren gemischt, die geeignet sind, Wirbel in dem Ballastwasser zu erzeugen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Meerwasserauslassleitung vorzugsweise eine darauf angeordnete Chlorrückstandsmesseinrichtung auf, um eine Gesamtmenge an Chlorrückstand des Ballastwassers, das schließlich ausgelassen wird, zu messen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung empfängt die Steuereinrichtung vorzugsweise die Daten von einem Salinometer, einer Durchflussmesseinrichtung und einer Chlorrückstandsmesseinrichtung und steuert eine Meerwasserversorgungspumpe, Durchflusskontrollventile und das Elektrolysemodul mit den empfangenen Daten, um lediglich eine gewünschte Menge an Natriumhypochlorit in das Ballastwasser zu injizieren, das in den Ballasttank fließt; und die Steuereinrichtung empfängt die Daten von der Chlorrückstandsmesseinrichtung, um eine Menge an Reduktionsmittel zu bestimmen, und die Daten von einer Chlorrückstandsmesseinrichtung, die einen Unbedenklichkeitsgrad des Ballastwassers misst, und steuert einen Mikroblasengenerator und eine Injektionspumpe mit den empfangenen Daten, um das Reduktionsmittel, das das Natriumhypochlorit neutralisiert, in das Ballastwasser zu injizieren, das ins Meer ausgelassen wird, damit nur eine gewünschte Menge an Chlorrückstand in dem Ballastwasser enthalten ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung empfängt die Steuereinrichtung vorzugsweise die Daten von einem Salinometer und einer Durchflussmesseinrichtung und steuert eine Meerwasserversorgungspumpe, Durchflusskontrollventile und das Elektrolysemodul mit den empfangenen Daten, um nur eine gewünschte Menge an Natriumhypochlorit in das Ballastwasser zu injizieren, das ausgelassen wird, nachdem es durch den Ballasttank hindurchgetreten ist; und die Steuereinrichtung empfängt die Daten von einer Chlorrückstandsmesseinrichtung und steuert einen Mikroblasengenerator und eine Injektionspumpe mit den empfangenen Daten, um das Reduktionsmittel, das das Natriumhypochlorit neutralisiert, in das Ballastwasser zu injizieren, das ins Meer ausgelassen wird, und um lediglich eine gewünschte Menge an Chlorrückstand in dem Ballastwasser zu haben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung passt vorzugsweise die Meerwasserversorgungspumpe die Durchflussmenge des Ballastwassers oder des gekühlten Meerwassers entsprechend den Abweichungen der Strömungsmenge an, die unter der Steuerung der Steuereinrichtung zugeführt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen die Durchflusskontrollventile vorzugsweise eine Mehrzahl von Flusssteuerungsventilen, die geeignet sind, wahlweise geöffnet oder geschlossen zu werden, um die Durchflussmenge des Ballastwassers oder des gekühlten Meerwassers anzupassen, das darin unter der Steuerung der Steuereinrichtung zugeführt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung passt das Elektrolysemodul vorzugsweise zum Zeitpunkt des Erzeugens des Natriumhypochlorits aus dem Ballastwasser oder dem gekühlten Meerwasser die Konzentration und die Produktionsmenge des Natriumhypochlorits an, während die Strommenge, die an einen Stromversorgungsgleichrichter geliefert wird, unter der Steuerung der Steuereinrichtung innerhalb eines Sollbereichs gesteuert bzw. geregelt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung passt das Elektrolysemodul vorzugsweise die Konzentration des Natriumhypochlorits an, um einer gewünschten Chlornachfrage in einem Bereich von 2 ppm bis 10 ppm zu genügen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst der Gas-/Flüssigkeitsabscheider vorzugsweise des Weiteren ein Gebläse, das geeignet ist, Außenluft dorthin zuzuführen, um zu ermöglichen, dass das abgeschiedene Wasserstoffgas verdünnt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Reduktionsmittel vorzugsweise eines, das aus Sulfitreduktionsmitteln ausgebildet ist, wie z. B. Sulfit, Thiosulfat, Sulfit plus lodid, Dithionit und Calciumsulfit, oder ein Reduktionsmittel, das aus Ascorbinsäure, Hydroxylamin und Polyalphaolefinen (PAO) ausgewählt ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Wirbelgenerator vorzugsweise im Inneren der Leitung der Meerwasserauslassleitung angeordnet und umfasst eine Mehrzahl von Schrauben mit Drehflügeln.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die gewünschte Menge an Chlorrückstand in dem Ballastwasser oder der gekühlten Meerwasser, das ins Meer ausgelassen wird, vorzugsweise in einem Bereich von 0,5 ppm bis 2 ppm.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Injektionspumpe vorzugsweise geeignet, eine vorbestimmte Menge an Reduktionsmittel zu injizieren, und steuert die Durchflussmenge des Reduktionsmittels (mit einem chemischen Äquivalenzverhältnis von 1:1) unter der Steuerung der Steuereinrichtung entsprechend den Werten der Gesamtkonzentration des Chlorrückstandes, der zum Zeitpunkt des Auslassens des Ballastwassers durch die Chlorrückstandsmesseinrichtung gemessen wurde, die auf der Ballasttankseite angeordnet ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Injektionspumpe während der Stillstandszeit bei der Versorgung mit Reduktionsmittel vorzugsweise geeignet, den Reduktionsmittelspeichertank periodisch zu zirkulieren bzw. umzuwälzen, wodurch das Auftreten einer Salzausfällung verhindert wird.
Um die obigen Aufgaben zu lösen, wird eine Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser bereitgestellt, die vorzugsweise umfasst: einen Vorverarbeitungsfilter, der geeignet ist, Wassermikroorganismen aus dem Ballastwasser zu filtern, das darin fließt; eine Meerwasserversorgungspumpe, die geeignet ist, eine Durchflussmenge des von dem Vorverarbeitungsfilter zugeführten Ballastwassers unter der Steuerung einer Steuereinrichtung anzupassen und die angepasste Durchflussmenge an Ballastwasser einem Elektrolysemodul zuzuführen; Durchflusskontrollventile, die geeignet sind, eine Durchflussmenge des von der Meerwasserversorgungspumpe zugeführten Ballastwassers unter der Steuerung der Steuereinrichtung anzupassen und die angepasste Durchflussmenge an Ballastwasser dem Elektrolysemodul zuzuführen; wobei das Elektrolysemodul geeignet ist, eine Natriumhyprochloritkonzentration anzupassen und das in seiner Konzentration angepasste Natriumhypochlorit mit einer Stromversorgungsmenge zu erzeugen, geregelt unter der Steuerung der Steuereinrichtung zum Zeitpunkt des Erzeugens des Natriumhypochlorits aus dem Ballastwasser, das von den Durchflusskontrollventilen zugeführt wird; einen Gas-/Flüssigkeitsabscheider, der geeignet ist, Wasserstoffgas, das als Rückstandsprodukt während der Erzeugung des Natriumhypochlorits in dem Elektrolysemodul aus dem Ballastwasser erzeigt wurde, abzuscheiden bzw. zu trennen; ein Gebläse, das geeignet ist, dem Gas-/Flüssigkeitsabscheider Außenluft zuzuführen und das abgetrennte Wasserstoffgas zu verdünnen; einen automatischen Injektor, der geeignet ist, das Natriumhypochlorit, aus dem das Wasserstoffgas durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider entfernt wurde, einer Meerwasserzulaufleitung zuzuführen, die mit einem Ballasttank verbunden ist; ein Salinometer, das geeignet ist, das Natriumchlorid (NaCI) des Ballastwassers, das in den Ballasttank durch die Meerwasserzulaufleitung fließt, zu messen; eine Durchflussmesseinrichtung, die geeignet ist, die Durchflusswerte des Ballastwassers, das durch den Ballasttank durch die Meerwasserzulaufleitung fließt, zu messen; eine Chlorrückstandsmesseinrichtung, die in der Meerwasserzulaufleitung und in der Meerwasserauslassleitung zu Beginn und am Ende des Ballasttanks angeordnet und die geeignet ist, eine Chlorrückstandsmenge des Ballastwassers zu messen, in das das Natriumhypochlorit injiziert wird; eine Injektionsdüse, die geeignet ist, ein Reduktionsmittel zu injizieren, das das rückständige Chlor in dem Ballastwasser neutralisiert, das durch die Meerwasserauslassleitung zum Zeitpunkt des Auslassens des Ballastwassers ins Meer, das in dem Ballasttank gespeichert ist, hindurchführt; einen Mikroblasengenerator, der geeignet ist, das Reduktionsmittel und das von der Meerwasserauslassleitung abgezweigte Ballastwasser zu vermischen, um Mikroblasen zu bilden und die Mikroblasen der Injektionsdüse zuzuführen, wobei das rückständige Chlor entfernt wird; eine Injektionspumpe, die geeignet ist, eine Durchflussmenge des Reduktionsmittels, das von dem Mikroblasengenerator zugeführt wird, unter der Steuerung der Steuereinrichtung anzupassen und die angepasste Durchflussmenge an Reduktionsmittel zuzuführen; einen Reduktionsmittelspeichertank, der geeignet ist, das Reduktionsmittel zu speichern, das mittels der Injektionspumpe darin ausgelassen wird; einen Wirbelgenerator, der in der Meerwasserauslassleitung am hinteren Ende der Injektionsdüse angeordnet ist, um Wirbel zu erzeugen, die die Neutralisierungsreaktion des Reduktionsmittels unterstützen; eine Chlorrückstandsmesseinrichtung, die in der Meerwasserauslassleitung am hinteren Ende des Wirbelgenerators angeordnet ist, um eine Gesamtmenge an rückständigem Chlor in dem Ballastwasser zu messen, das schließlich ausgelassen wird, und um einen Unbedenklichkeitsgrad des Ballastwassers zu messen; eine Steuereinrichtung, die geeignet ist, Daten von dem Salinometer, der Durchflussmesseinrichtung und der Chlorrückstandsmesseinrichtung zu empfangen und die Meerwasserversorgungspumpe, die Durchflusskontrollventile und das Elektrolysemodul mit den empfangenen Daten zu steuern, damit lediglich eine gewünschte Menge an Natriumhypochlorit in das Ballastwasser injiziert wird, das in den Ballasttank fließt, und die geeignet ist, Daten von der Chlorrückstandsmesseinrichtung zu empfangen, um eine Reduktionsmittelmenge zu bestimmen, und die Daten von der Chlorrückstandsmesseinrichtung zu empfangen, die einen Unbedenklichkeitsgrad des Ballastwassers misst, und den Mikroblasengenerator und die Injektionspumpe mit den empfangenen Daten zu steuern, um das Reduktionsmittel, das das Natriumhypochlorit neutralisiert, in das Ballastwasser zu injizieren, das ins Meer ausgelassen wird, und um lediglich eine gewünschte Menge an Chlorrückstand in dem Ballastwasser zu haben; und eine Reinigungs-/Injektionspumpe, die an ihrer einen Seite mit der Leitung verbunden ist, die von der Natriumhypochloritversorgungsleitung zwischen dem Gas-/Flüssigkeitsabscheider und dem automatischen Injektor abzweigt, und die auf ihrer anderen Seite mit der Leitung verbunden ist, die zwischen den Durchflusskontrollventilen und dem Elektrolysemodul abzweigt, um kontinuierlich oder periodisch das Natriumhypochlorit zu zirkulieren bzw. umzuwälzen, das durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider zu dem Elektrolysemodul geführt wird, wobei die Erzeugung des Natriumhypochlorits anhält bzw. stoppt.
Um die obigen Aufgaben zu lösen, wird gemäß eines vierten Aspektes der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Behandlung von Ballastwasser bereitgestellt, das die folgenden Schritte aufweist: Ermöglichen des Flusses des Ballastwassers; Filtern von Wassermikroorganismen aus dem fließenden Ballastwasser; Anpassen einer Durchflussmenge des Ballastwassers, damit sie einer gewünschten Menge an Chlorrückstand entspricht, mittels einer Meerwasserversorgungspumpe und Durchflusskontrollventilen unter der Steuerung einer Steuereinrichtung und Zuführen der angepassten Durchflussmenge an Ballastwasser zu einem Elektrolysemodul; Anpassen einer Natriumhypochloritkonzentration in dem Ballastwasser, das dem Elektrolysemodul zugeführt wird, um mit der gewünschten Menge an rückständigem Chlor übereinzustimmen, und Erzeugen des in seiner Konzentration angepassten Natriumhypochlorits, während eine Strommenge unter der Steuerung der Steuereinrichtung angepasst wird, an die Daten über die Messung von Salz, Durchflussmenge und Chlorrückstand in dem Ballastwasser gesendet werden; Abtrennen bzw. Abscheiden von in dem Natriumhypochlorit enthaltenen Wasserstoffgas, das in dem Elektrolysemodul erzeugt wurde; Zuführen des Natriumhypochlorits, aus dem das Wasserstoffgas entfernt ist, zu dem Ballastwasser, das in einen Ballasttank fließt, und Desinfizieren des Ballastwassers; Speichern des desinfizierten Ballastwassers in dem Ballasttank; Steuern einer Reduktionsmittelmenge, die der gewünschten Menge an Rückstandsmenge entspricht; Mischen der geregelten Menge an Reduktionsmittel mit einer vorbestimmten Menge an Ballastwasser, um Mikroblasen aus dem Gemisch zu formen, Injizieren der Mikroblasen in das Ballastwasser und Durchführen eines Reduktionsprozesses für das Ballastwasser unter der Steuerung einer Steuereinrichtung, an die die Daten über die Menge an in dem Ballastwasser, das aus dem Ballasttank an das Äußere eines Schiffes ausgelassen wird, gemessene Menge an Chlorrückstand gesendet werden; Erzeugen von Wirbeln in dem Ballastwasser, mit dem das Reduktionsmittel vermischt wird, um zu ermöglichen, dass der Reduktionsprozess für das Ballastswasser beschleunigt wird; und Auslassen des Ballastwassers ins Meer.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren zur Behandlung von Ballastwasser weiterhin den Schritt des kontinuierlichen oder intermittierenden Zirkulierens bzw. Umwälzens einer vorbestimmten Menge an Ballastwasser zu dem Elektrolysemodul.
Um die obigen Aufgaben zu lösen, wird gemäß eines fünften Aspektes der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Behandlung von Ballastwasser bereitgestellt, das folgende Schritte umfasst: Filtern von Wassermikroorganismen aus dem fließendem Ballastwasser; Speichern des Ballastwassers, aus dem die schädlichen Substanzen entfernt wurden, in einem Ballasttank; Anpassen einer Durchflussmenge des Ballastwassers, damit sie einer gewünschten Menge an Chlorrückstand entspricht, mittels einer Meerwasserversorgungspumpe und Durchflusskontrollventilen unter der Steuerung einer Steuereinrichtung, und Zuführen der angepassten Durchflussmenge an Ballastwasser zu einem Elektrolysemodul; Anpassen einer Konzentration von Natriumhypochlorit in dem Ballastwasser, das dem Elektrolysemodul zugeführt wird, um der gewünschten Menge an Chlorrückstand zu entsprechen, und Erzeugen des in seiner Konzentration angepassten Natriumhypochlorits, während eine Strommenge angepasst wird unter der Steuerung der Steuereinrichtung, an die die Daten der Messung von Salz, Durchflussmenge und Chlorrückstand in dem Ballastwasser gesendet werden; Abtrennen bzw. Abscheiden des in dem Natriumhypochlorit enthaltenen Wasserstoffgases, das in dem Elektrolysemodul erzeugt wurde; Zuführen des Natriumhypochlorits, aus dem das Wasserstoffgas entfernt wurde, zu dem Ballastwasser, das entlang einer Meerwasserauslassleitung fließt und auf die Außenseite eines Schiffes geführt wird, in einen Ballasttank und Desinfizieren des Ballastwassers; Erzeugen von ersten Wirbeln in dem Ballastwasser, das darin Natriumhypochloritrückstände aufweist; Steuern einer Reduktionsmittelmenge, die der gewünschten Menge an Chlorrückstand entspricht, Mischen der gesteuerten Reduktionsmittelmenge mit einer vorbestimmten Menge an Ballastwasser, um Mikroblasen aus dem Gemisch zu bilden; Injizieren der Mikroblasen in das Ballastwasser und Durchführen eines Reduktionsprozesses für das Ballastwasser unter der Steuerung der Steuereinrichtung, an die die Daten über die Chlorrückstandsmenge, die in dem Ballastwasser gemessen wird, das aus dem Ballasttank nach außerhalb des Schiffes ausgeleitet wird, gesendet werden; zweites Erzeugen von Wirbeln in dem Ballastwasser, zu dem das Reduktionsmittel gemischt wurde, um zu ermöglichen, dass der Reduktionsprozess für das Ballastwasser beschleunigt wird; und Auslassen des Ballastwassers ins Meer.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren zur Behandlung von Ballastwasser weiterhin den Schritt des kontinuierlichen oder intermittierenden Zirkulierens bzw. Umwälzens einer vorbestimmten Menge an Ballastwasser zu dem Elektrolysemodul, dessen Aktivierung anhält bzw. stoppt und die Verschmutzung des Elektrolysemoduls verhindert, nach dem Schritt des Auslassens des Ballastwassers ins Meer.
Um die obigen Aufgaben zu lösen, wird gemäß eines sechsten Aspektes der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Behandlung von Ballastwasser bereitgestellt, das folgende Schritte aufweist: Ermöglichen des Flusses von Ballastwasser; Filtern von Wassermikroorganismen aus dem fließenden Ballastwasser; wahlweises Ermöglichen des Flusses von gekühltem Meerwasser aus einer Meerwasserkühlleitung vor dem Wärmeaustausch oder von einer Meerwasserkühlleitung nach dem Wärmeaustausch; Filtern von Wassermikroorganismen aus dem fließenden gekühlten Meerwasser; Anpassen einer Durchflussmenge des gekühlten Meerwassers, um einer gewünschten Menge an Chlorrückstand zu entsprechen, mittels einer Meerwasserversorgungspumpe und Durchflusskontrollventilen unter der Steuerung einer Steuereinrichtung und Zuführen der angepassten Durchflussmenge an gekühltem Meerwasser zu einem Elektrolysemodul; Anpassen einer Konzentration von Natriumhypochlorit in dem gekühlten Meerwasser, das dem Elektrolysemodul zugeführt wird, um der gewünschten Menge an rückständigem Chlor zu entsprechen, und Erzeugen des in seiner Konzentration angepassten Natriumhypochlorits, während eine Strommenge unter der Steuerung einer Steuereinrichtung angepasst wird, an die die Daten über die Messung von Salz, Durchflussmenge und Chlorrückstand in dem gekühlten Meerwasser gesendet werden; Abtrennen bzw. Abscheiden von dem in dem Natriumhypochlorit vorhandenen Wasserstoffgas, das in dem Elektrolysemodul erzeugt wurde; Zuführen des Natriumhypochlorits, aus dem das Wasserstoffgas entfernt wurde, zu dem Ballastwasser, das in einen Ballasttank fließt, und Desinfizieren des Ballastwassers; Speichern des desinfizierten Ballastwassers in dem Ballasttank; Steuern einer Reduktionsmittelmenge, um der gewünschten Menge an Chlorrückstand zu entsprechen, Mischen der gesteuerten Reduktionsmittelmenge mit einer vorbestimmten Menge von Ballastwasser, um Mikroblasen aus dem Gemisch zu bilden, Injizieren der Mikroblasen in das Ballastwasser und Durchführen eines Reduktionsprozesses für das Ballastwasser unter der Steuerung einer Steuereinrichtung, an die die Daten über die Menge an Chlorrückstand, die in dem Ballastwasser gemessen wurden, das von dem Ballasttank an das Äußere eines Schiffes ausgelassen wurde, gesendet werden; Erzeugen von Wirbeln in dem Ballastwasser, zu dem das Reduktionsmittel gemischt wurde, um zu ermöglichen, dass der Reduktionsprozess für das Ballastwasser beschleunigt wird; und Auslassen des Ballastwassers ins Meer.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren zur Behandlung von Ballastwasser weiterhin den Schritt des kontinuierlichen oder intermittierenden Zirkulierens bzw. Umwälzens einer vorbestimmten Menge an gekühltem Meerwasser zu dem Elektrolysemodul, dessen Aktivierung anhält bzw. stoppt und die Verschmutzung des Elektrolysemoduls verhindert, nach dem Schritt des Speicherns des desinfizierten Ballastwassers in dem Ballasttank.
Figurenliste

1 ist ein Schaltbild, das eine schematische Anordnung einer Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser gemäß einer nicht erfindungsgemäßen ersten Ausführungsform zeigt.
2 ist ein Schaltbild, das eine schematische Anordnung einer Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser gemäß einer erfindungsgemäßen zweiten Ausführungsform zeigt.
3 ist ein Schaltbild, das eine schematische Anordnung einer Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser gemäß einer nicht erfindungsgemäßen dritten Ausführungsform zeigt.
4 ist ein Schaltbild, das eine schematische Anordnung einer Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser gemäß einer erfindungsgemäßen vierten Ausführungsform zeigt.
5 ist ein Schaltbild, das eine schematische Anordnung einer Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser gemäß einer nicht erfindungsgemäßen fünften Ausführungsform zeigt.
6 ist ein Schaltbild, das eine schematische Anordnung einer Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser gemäß einer erfindungsgemäßen sechsten Ausführungsform zeigt.
7 ist ein Flussdiagramm, das eine Methode zur Behandlung von in Ballastwasser enthaltenen schädlichen Substanzen gemäß der erfindungsgemäßen zweiten Ausführungsform zeigt.
8 ist ein Flussdiagramm, das eine Methode zur Behandlung von in Ballastwasser enthaltenen schädlichen Substanzen gemäß der erfindungsgemäßen vierten Ausführungsform zeigt.
9 ist ein Flussdiagramm, das eine Methode zur Behandlung von in Ballastwasser enthaltenen schädlichen Substanzen gemäß der erfindungsgemäßen sechsten Ausführungsform zeigt.
10 ist ein Schaltbild, das eine schematische Anordnung einer Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser gemäß einer indirekten Elektrolyse von Meerwasser des Standes der Technik zeigt.
11 ist ein Schaltbild, das eine schematische Anordnung einer Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser gemäß einer anderen indirekten Elektrolyse von Meerwasser des Standes der Technik zeigt.
12 ist ein Schaltbild, das eine schematische Anordnung einer Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser gemäß einer direkten Elektrolyse von Meerwasser des Standes der Technik zeigt.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen eine ausführliche Erläuterung von Vorrichtungen und Verfahren zur Behandlung von Ballastwasser gemäß bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung angegeben.
1 ist ein Schaltbild, das eine schematische Anordnung einer Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt, die die Grundlage für die erfindungsgemäße zweite Ausführungsform gemäß 2 bildet. Wie dargestellt, wird eine Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser bereitgestellt, die umfasst: einen Vorverarbeitungsfilter 1, der geeignet ist, Wassermikroorganismen aus dem in den Filter laufenden Ballastwasser zu filtern; eine Meerwasserversorgungspumpe 2, die geeignet ist, die Durchflussmenge des Ballastwassers, das von dem Vorverarbeitungsfilter 1 unter Steuerung durch eine Steuereinrichtung 12 zugeleitet wird, anzupassen und die angepasste Durchflussmenge des Ballastwassers einem Elektrolysemodul 4 zuzuführen; ein Durchflusskontrollventil 3, das geeignet ist, die Durchflussmenge des Ballastwassers, das von der Meerwasserpumpe 2 unter Steuerung einer Steuereinrichtung 12 zugeleitet wird, anzupassen und die angepasste Durchflussmenge des Ballastwassers dem Elektrolysemodul 4 zuzuführen; ein Elektrolysemodul 4, das geeignet ist, die Natriumhypochloritkonzentration anzupassen, und das in seiner Konzentration angepasste Natriumhypochlorit mit einer kontrollierten Stromversorgungsmenge zu erzeugen, die durch die Steuereinrichtung 12 gesteuert wird zum Zeitpunkt des Erzeugens des Natriumhypochlorits aus dem Ballastwasser, das von den Durchflusskontrollventilen 3 zugeleitet wird; einen Gas-/Flüssigkeitsabscheider 5, der geeignet ist, Wasserstoffgas vom Ballastwasser zu trennen bzw. abzuscheiden, das als Restprodukt während der Erzeugung des Natriumhypochlorits in dem Elektrolysemodul 4 entstanden ist; ein Gebläse 6, das geeignet ist, Außenluft zu dem Gas-/Flüssigkeitsabscheider 5 zuzuführen und das abgeschiedene Wasserstoffgas zu verdünnen; einen automatischer Injektor 11, der geeignet ist, das Natriumhypochlorit, von dem das Wasserstoffgas durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider 5 abgetrennt wurde, zu einer mit einem Ballasttank 13 verbunden Meerwasserzulaufleitung 20 zuzuleiten; ein Salinometer 8, das geeignet ist, das Natriumchlorid (NaCI) des durch die Meerwasserzulaufleitung 20 in den Ballasttank 13 fließenden Ballastwassers zu messen; eine Durchflussmesseinrichtung 9, die geeignet ist, die Durchflussmenge des Ballastwassers, das durch die Meerwasserzulaufleitung 20 in den Ballasttank 13 fließt, zu messen; ein Chlorrückstandsmessgerät 10, das in den Meerwasserleitungen 20, 21 vor und hinter dem Ballasttank 13 angeordnet und geeignet ist, eine Menge an Chlorrückstand des Ballastwassers zu messen, in das das Natriumhypochlorit injiziert wird; eine Injektionsdüse 14, die geeignet ist, ein Reduktionsmittel zu injizieren, das den Chlorrückstand in dem Ballastwasser neutralisiert, das durch eine Meerwasserauslassleitung 21 zum Zeitpunkt des Auslassens des Ballastwassers, das in dem Ballasttank 13 gespeichert ist, ins Meer geführt ist; einen Mikroblasengenerator 18, der geeignet ist, das Reduktionsmittel und das von der Meerwasserauslassleitung 21 abgezweigte Ballastwasser zu mischen, um Mikroblasen zu formen und die Mikroblasen der Injektionsdüse 14 zuzuleiten; eine Injektionspumpe 15, die geeignet ist, eine Durchflussmenge des Reduktionsmittels anzupassen, das von dem Mikroblasengenerator 18 unter der Steuerung der Steuereinrichtung 12 zugeführt wird, und die angepasste Durchflussmenge des Reduktionsmittels zuzuleiten; einen Reduktionsmittelspeichertank 17, der geeignet ist, das Reduktionsmittel zu speichern, das mittels der Injektionspumpe darin entlassen wird; einen Wirbelgenerator 19, der in der Meerwasserauslassleitung 21 nach der Injektionsdüse 14 angeordnet ist, um Wirbel zu erzeugen, die die Neutralisierungsreaktion des Reduktionsmittels unterstützen; eine Chlorrückstandsmesseinrichtung 16, die in der Meerwasserauslassleitung 21 nach dem Wirbelgenerator 19 angeordnet ist, um die Gesamtmenge an Chlorrückstand des Ballastwassers, das schließlich ausgelassen wird, zu messen und einen Unbedenklichkeitsgrad zu messen; und die Steuereinrichtung 12, die geeignet ist, Daten von dem Salinometer 8, der Durchflussmesseinrichtung 9 und der Chlorrückstandsmesseinrichtung 10 zu empfangen und die Meerwasserversorgungspumpe 2, die Durchflusskontrollventile 3 und das Elektrolysemodul 4 mit den empfangenen Daten zu steuern, um lediglich eine gewünschte Menge an Natriumhypochlorit zu injizieren, das in den Ballasttank 13 fließt, und die geeignet ist, die Daten von der Chlorrückstandsmesseinrichtung 10 zu empfangen, um eine Menge an Reduktionsmittel zu bestimmen, und die Daten von der Chlorrückstandsmesseinrichtung 16 zu empfangen, die einen Unbedenklichkeitsgrad des Ballastwassers misst, und um den Mikroblasengenerator 18 und die Injektionspumpe 15 mit den empfangenen Daten zu steuern, um das Reduktionsmittel, das das Natriumhypochlorit neutralisiert, in das Ballastwasser zu injizieren, das ins Meer ausgelassen wird, und um lediglich eine gewünschte Menge an Chlorrückstand in dem Ballastwasser zu haben.
Das Gebläse 6 ist mit der Steuereinrichtung 12 schaltungsmäßig verbunden und wird von der Steuereinrichtung 12 gesteuert.
Das Salinometer 8, die Durchflussmesseinrichtung 9 und die Chlorrückstandsmesseinrichtung 10 sind in der Meerwasserzulaufleitung 20 angeordnet, die durch den Vorverarbeitungsfilter 1 und durch den automatischen Injektor 11 führt, und die Chlorrückstandsmesseinrichtung 10 ist in den Meerwassereinlass- und -auslassleitungen 20 bzw. 21 vor und nach dem Ballasttank 13 angeordnet.
Nachfolgend ist eine ausführliche Erläuterung jedes Bestandteils angegeben.
Der Vorverarbeitungsfilter 1 weist die Funktion einer allgemeinen Filterung auf und entfernt Wassermikroorganismen mit einer vorbestimmten Größe (von 50 µm oder 30 µm). Der Vorverarbeitungsfilter 1 weist eine automatische Rückspülfunktion und eine vorbestimmte Struktur und Kapazität auf, so dass das Ballastwasser kontinuierlich behandelt werden kann.
Wünschenswerter Weise ist die Meerwasserversorgungspumpe 2 eine Druckerhöhungspumpe, die einen vorbestimmten Druck aufrechterhalten kann, um den Druckabfall der Leitung zu verhindern, die von der Meerwasserzulaufleitung 20 abzweigt, die mit dem Ballasttank 13 verbunden ist, und um eine stabile Ballastwasserversorgung zu dem Elektrolysemodul durchzuführen. Die Meerwasserversorgungspumpe 2 ist ebenfalls eingerichtet, um die Menge an Ballastwasser zu erhöhen oder zu erniedrigen, die unter der Steuerung der Steuereinrichtung 12 geliefert wird.
Die Durchflusskontrollventile 3 sind eine Mehrzahl von Flusskontrollventilen, die das Ballastwasser in einer vorbestimmten Durchflussmenge zu dem Elektrolysemodul 4 leiten, und die Mehrzahl von Durchflusskontrollventilen wird wahlweise unter der Steuerung der Steuereinrichtung 12 geöffnet und geschlossen, die das Signal von dem Salinometer 8 empfängt, wodurch das Ballastwasser mit einer vorbestimmten Durchflussmenge entsprechend den Salzgehaltkonzentrationen an das Elektrolysemodul 4 geleitet wird.
Nachfolgend wird der Grund erläutert, warum das Ballastwasser in seiner Durchflussmenge entsprechend den Salzgehaltkonzentrationen geregelt bzw. gesteuert und dem Elektrolysemodul 4 zugeführt wird.
Die Konzentration an NaCI in dem Ballastwasser, das dem Elektrolysemodul 4 zugeführt wird, in dem das Natriumhypochlorit erzeugt wird, liegt im Allgemeinen in einem Bereich von 2,5% bis 3%, und zu diesem Zeitpunkt wird die Stromausbeute des Elektrolysemoduls konstant aufrechterhalten.
Wenn die NaCI-Konzentration weniger als 2,5% beträgt, erniedrigt sich die Stromausbeute, und demgemäß sollte ein größerer Strom zugeführt werden, oder das Meerwasser sollte in einem kondensierten Zustand zugeleitet werden. Die Versorgung mit wesentlich mehr Strom als entsprechend der Nennleistung des Elektrolysemoduls 4 führt zu einer Reduktion der Lebensdauer der Elektroden.
Da die Chlornachfrage (von etwa 2 ppm bis 10 ppm) für die Desinfektion des Ballastwassers konstant ist, wird das elektrische Signal, das von der Durchflussmesseinrichtung 9 ausgegeben wird, empfangen, um das Natriumhypochlorit entsprechend den Abweichungen der Menge des zu behandelnden Ballastwassers zu injizieren. Die Injektionsmenge an Natriumhypochlorit wird entsprechend den Konzentrationen des Meerwassers konstant aufrechterhalten, und die Stromwerte des Elektrolysemoduls 4 werden angepasst, um die Konzentration des Natriumhypochlorits anzupassen.
Demgemäß steigt die Stromausbeute, wenn die Durchflussmenge des Meerwassers, das eine niedrige Konzentration aufweist und dem Elektrolysemodul 4 zugeführt wird, steigt (wobei der Konzentrationsgradient der Elektrodenoberfläche klein ist). Deshalb wird, wenn die Konzentration des Meerwassers gering ist, die Durchflussmenge erhöht, um die Ausrüstung stabil zu steuern, ohne eine Abnahme der Stromausbeute (wobei die Menge an erzeugtem Natriumhypochlorit konstant ist), und die Konzentration des Natriumhypochlorits des Ballastwassers kann unabhängig von Konzentrationsstörungen gesteuert werden.
Das Elektrolysemodul 4 ist ein Gerät zur Durchführung der Elektrolyse für das NaCI des Meerwassers, das darin zugeführt wird, um das NaCI in Natriumhypochlorit umzuwandeln, und das Elektrolysemodul 4, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, umfasst eine allgemeine Elektrolyseeinrichtung zur Durchführung der Elektrolyse für Meerwasser und zum Erzeugen von Natriumhypochlorit und einen Stromversorgungsgleichrichter zum stabilen Versorgen des Elektrolysegeräts mit Strom. Das Elektrolysemodul 4 ist schaltungsmäßig mit der Steuereinrichtung 12 verbunden, wobei der Stromwert, mit dem der Stromversorgungsgleichrichter versorgt wird, entsprechend den Daten angepasst ist, die von der Durchflussmesseinrichtung 9 eingegeben werden, so dass die Konzentration des erzeugten Natriumhypochlorits gesteuert bzw. geregelt wird.
Der Gas-/Flüssigkeitsabscheider 5 ist eine Vorrichtung, in der, wenn feuchtes Wasserstoffgas als Rückstandsprodukt nach der Elektrolyse im Elektrolysemodul 4 mit 0,46 m3/kAh ausgelassen wird, das feuchte Wasserstoffgas innerhalb einer im Wesentlichen kurzen Zeitdauer in Natriumhypochlorit und Wasserstoffgas aufgetrennt und das Wasserstoffgas auf weniger als 1 % (lower explosive limit - LEL 4%) mit Außenluft verdünnt wird.
Das Gebläse 6 ist geeignet, die Außenluft dem Gas-/Flüssigkeitsabscheider 5 zuzuführen, um das Wasserstoffgas zu verdünnen.
Das Salinometer 8 ist geeignet, das NaCI des fließenden Ballastwassers zu messen und die Daten über die NaCI-Konzentration an die Steuereinrichtung 12 zu senden, wobei die Meerwasserversorgungspumpe 2 und die Durchflusskontrollventile 3 mit den empfangenen Daten gesteuert werden.
Die Durchflussmesseinrichtung 9 ist geeignet, die Durchflussmenge des in den Ballasttank 13 fließenden Ballastwassers zu messen und grundlegende Daten bereitzustellen, die den Stromwert des Elektrolysemoduls innerhalb des Sollwertbereichs steuern.
D.h., da die gewünschte Chlornachfrage (von etwa 2 ppm bis 10 pmm) zur Desinfektion des Ballastwassers konstant ist, wird das elektrische Signal, das von der Durchflussmesseinrichtung 9 ausgegeben wird, empfangen, um das Natriumhypochlorit entsprechend der Abweichungen der zu behandelnden Ballastwassermenge zu injizieren. Die Injektionsmenge an Natriumhypochlorit wird konstant aufrechterhalten, und der Stromwert des Elektrolysemoduls wird angepasst, wodurch die Konzentration des Natriumhypochlorits gesteuert wird.
Die Chlorrückstandsmesseinrichtung 10 ist geeignet, die Menge an rückständigem Chlor nach der Injektion des Natriumhypochlorits zu messen, den Stromwert des Elektrolysemoduls 4 im Verhältnis zu der Durchflussmenge des Ballastwassers zu korrigieren.
Der automatische Injektor 11 ist geeignet, das Natriumhypochlorit zuzuführen, indem die Abweichung des Drucks des Ballastwassers verwendet wird, ohne über eine getrennte Stromversorgung zu verfügen.
Die Steuereinrichtung 12 ist schaltungsmäßig mit dem Vorverarbeitungsfilter 1, der Meerwasserversorgungspumpe 2, den Durchflusskontrollventilen 3, dem Elektrolysemodul 4, dem Gebläse 6, dem Salinometer 8, der Durchflussmesseinrichtung 9 und der Chlorrückstandsmesseinrichtung 10 verbunden, um das Natriumhypochlorit zu erzeugen und in das Ballastwasser zu injizieren, das in den Ballasttank 13 fließt, und steuert diese durch Empfang von deren Zustandsdaten entsprechend den gewünschten Mengen von rückständigem Chlor (in einem Bereich von ungefähr 2ppm bis 10ppm) des Ballastwassers. Mit anderen Worten, die Steuereinrichtung 12 empfängt die Daten von dem Salinometer 8, von der Durchflussmesseinrichtung 9 und von der Chlorrückstandsmesseinrichtung 10 und steuert die Durchflusskontrollventile 3 und das Elektrolysemodul 4 mit den dazu empfangenen Daten, um das Natriumhypochlorit in das Ballastwasser zu injizieren, wobei man eine gewünschte Menge an rückständigem Chlor (in einem Bereich von etwa 2 ppm bis 10 ppm) in dem Ballastwasser hat.
Ebenfalls ist zu dem Zeitpunkt des Auslassens des Ballastwassers, das das rückständige Chlor enthält, nach der Desinfektion durch das Natriumhypochlorit ins Meer die Steuereinrichtung 12 schaltungsmäßig mit dem Mikroblasengenerator 18, der Injektionspumpe 15, dem Reduktionsmittelspeichertank 17 und den Chlorrückstandsmesseinrichtungen 10 und 16 verbunden, und steuert diese durch Empfang von deren Zustandsdaten gemäß den gewünschten Mengen an rückständigem Chlor (in einem Bereich von etwa 0,5 ppm bis 2 ppm) des Ballastwassers. D.h. die Steuereinrichtung 12 empfängt die Daten von den Chlorrückstandsmesseinrichtungen 10 und 16 und steuert den Mikroblasengenerator 18 und die Injektionspumpe 15 mit den dazu empfangenen Daten, um das Reduktionsmittel, das das Natriumhypochlorit neutralisiert, in das Ballastwasser zu injizieren, während man eine gewünschte Menge an rückständigem Chlor (in einem Bereich von ungefähr 0,5 ppm bis 2 ppm) hat.

Im Detail wird das Desinfektions- und Steuerungsverfahren des Ballastwassers derart durchgeführt, dass das Ballastwasser durch eine Ballastpumpe zugeleitet wird, wobei die Wassermikroorganismen, die eine Größe in einem Bereich von mehr als 30 µm oder 50 µm aufweisen, mittels des Vorverarbeitungsfilters 1 entfernt werden, und das Natriumhypochlorit mit dem Ballastwasser hergestellt wird, das durch die verzweigte Leitung fließt, die am hinteren Ende des Vorverarbeitungsfilters 1 angeordnet ist. Um eine vorbestimmte Menge an Natriumhypochlorit entsprechend der Menge an fließendem Ballastwasser zu erzeugen, und um die Stromausbeute des Elektrolysemoduls 4 konstant aufrechtzuerhalten, werden in diesem Fall die Steuerparameter wie in Tabelle 1 dargestellt ausgeführt. Tabelle 1

Störungsart	Detektor	Steuerverfahren
Abweichung der Konzentration des Ballastwassers	Salinometer	Anpassung der Durchflussmenge
Erhöhung/Abfall der Durchflussmenge des Ballastwassers	Durchflussmesseinrichtung	Erhöhung/Abfall des Stroms des Elektrolysemoduls

Auch wird das Steuerungsverfahren des Chlorrückstands zum Zeitpunkt des Auslassens des Ballastwassers ausgeführt, wobei die Konzentration an rückständigem Chlor durch die Chlorrückstandsmesseinrichtung 10 ermittelt wird, die Durchflussmenge des Reduktionsmittels, das von der Injektionspumpe 15 zugeführt wird, wird mit einem chemischen Äquivalent im Verhältnis 1 : 1 gesteuert bzw. geregelt, und die Konzentration des Chlorrückstands wird kontinuierlich während des Auslassens durch die Chlorrückstandsmesseinrichtung 16 gemessen, um den Mikroblasengenerator 18 als Unterstützungseinrichtung an der oberen Grenze des Sollbereichs (in einem Bereich von etwa 0,5 ppm bis 2 ppm) zuzuschalten bzw. zu aktivieren, wodurch die Konzentration des Chlorrückstands unter dem Sollbereich geregelt bzw. gesteuert wird (in einem Bereich von etwa 0,5 ppm bis 2 ppm).
Der Ballasttank 13 ist ein Raum, der das Ballastwasser darin speichert und die Tiefgangslinie und den Trimm des Schiffes steuert bzw. regelt, wenn keine Fracht in dem Schiff vorhanden ist, so dass das Schiff sicher fahren kann, wobei es ein vorbestimmtes Gewicht aufweist.
Die Injektionsdüse 14 ist dazu eingerichtet, ein Gemisch, das man durch Mischen eines Teils des Ballastwassers mit dem Reduktionsmittel erhält, zu injizieren.
Die Injektionspumpe 15 ist dazu eingerichtet, eine vorbestimmte Menge an Reduktionsmittel zu injizieren, und steuert die Durchflussmenge des Reduktionsmittels (mit einem chemischen Äquivalent im Verhältnis 1:1) unter der Steuerung der Steuereinrichtung 12 entsprechend den Werten der Gesamtkonzentration des durch die Chlorrückstandsmesseinrichtung 10 zum Zeitpunkt des Auslassens des Ballastwassers durch die Injektionspumpe 15 gemessenen Chlorrückstands.
Während der Stillstandszeit (bei der Versorgung mit Reduktionsmittel) ist die Injektionspumpe 15 ebenfalls geeignet, den Reduktionsmittelspeichertank 17 periodisch umzuwälzen bzw. zu zirkulieren, wodurch ein Auftreten von Salzausfällung verhindert wird.
Die Chlorrückstandsmesseinrichtung 16 ist eingerichtet, um die Gesamtkonzentration des Chlorrückstands in dem Ballastwasser zu messen, das final ausgelassen wird, um dessen Unbedenklichkeitsgrad zu messen, so dass das Ballastwasser im kontrollierten Konzentrationsbereich (von 0,5 ppm bis 2 ppm) ausgelassen werden kann. Damit wird die Aktivierung bzw. Zuschaltung des Mikroblasengenerators 18 durch die Gesamtkonzentration des Chlorrückstands im Ballastwasser bestimmt.
Der Reduktionsmittelspeichertank 17 ist ein Raum, der ein Sulfitreduktionsmittel speichert, das aus Sulfit, Thiosulfat, Sulfit plus lodid, Dithionit und Calciumsulfit ausgewählt ist, oder ein Reduktionsmittel, das aus Ascorbinsäure, Hydroxylamin und PAO ausgewählt ist, das in einer gesättigten Konzentration bei einer Raumtemperatur gespeichert wird.
Der Mikroblasengenerator 18 ist eingerichtet, um Mikroblasen durch unter Druck Setzen oder Zerstäuben der Außenluft mit Hilfe einer Pumpe zu erzeugen, um den Chlorrückstand zu entfernen und die Mischwirkung des Reduktionsmittels zu verstärken, wobei er intermittierend mit Hilfe des Signals eingeschaltet wird, das von der Chlorrückstandsmesseinrichtung 16 gesendet wird.
Der Wirbelgenerator 19 ist im Inneren des Rohrs der der Meerwasserauslassleitung 21 angeordnet und umfasst eine Mehrzahl von Schrauben, die drehbar angebracht sind, damit das Reduktionsmittel, das durch die Meerwasserauslassleitung 21 geführt wird, auf einfache Weise mit dem Ballastwasser vermischt wird. Die Mehrzahl von Schrauben wird mittels eines Motors (oder eines tauchfähigen Motors) in Drehung versetzt, und der Motor wird mit Hilfe einer Stromversorgungseinrichtung eingeschaltet bzw. aktiviert. Alle typischen Einrichtungen, die eine Drehkraft auf die Mehrzahl von Schrauben ausüben, können hier verwendet werden.
Als nächstes folgt eine ausführliche Erläuterung der Funktion der Vorrichtung zu Behandlung von Ballastwasser gemäß der ersten Ausführungsform, wie in 1 dargestellt.
Das Ballastwasser, das von der Meerwasserzulaufleitung 20 einfließt, die mit dem Schiffsäußeren verbunden ist, wird durch den Vorverarbeitungsfilter 1 geführt zum Filtern der Wassermikroorganismen daraus, und das Ballastwasser, aus dem die Wassermikroorganismen entfernt wurden, wird durch die Meerwasserversorgungspumpe 2 und die Durchflusskontrollventile 3 geführt, gesteuert durch die Kontrolle der Steuereinrichtung 12, und wird dem Elektrolysemodul 4 gesteuert unter der Kontrolle der Steuereinrichtung 12 zugeführt. Als nächstes wird die Elektrolyse für das Ballastwasser mittels des Elektrolysemoduls 4 durchgeführt. Natriumchlorid (NaCI) und Wasser (H₂O) als Bestandteile des Ballastwassers werden in Chlor (Cl₂), Natriumhydroxid (NaOH) und Wasserstoff (H₂) aufgespalten, und das Chlor (Cl₂) und das Natriumhydroxid (NaOH) reagieren chemisch, um Natriumhypochlorit (NaOCI) zu bilden, das als Desinfektionsmittel verwendet wird.
Das in dem Elektrolysemodul 4 erzeugte Natriumhypochlorit (NaOCI) wird durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider 5 geführt, wobei das als Rückstandsprodukt während der Erzeugung des Natriumhypochlorits in dem Elektrolysemodul 4 erzeugte Wasserstoffgas aus dem Ballastwasser entfernt wird, und anschließend wird das abgetrennte Wasserstoffgas durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider 5 mittels des Gebläses 6 verdünnt.
Das Natriumhypochlorit, aus dem Wasserstoff durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider 5 entfernt wurde, wird mit dem Ballastwasser, das durch den automatischen Injektor 11 fließt, vermischt, so dass das Ballastwasser desinfiziert wird. Als nächstes fließt das desinfizierte Ballastwasser in den Ballasttank 13 und wird darin gespeichert.
Zu diesem Zeitpunkt wird die Menge an Chlorrückstand in dem Ballastwasser, das in den Ballasttank 13 einfließt, mittels der Chlorrückstandsmesseinrichtung 10 gemessen und die gemessenen Daten werden an die Steuereinrichtung 12 gesendet. Die Steuereinrichtung 12 empfängt die gemessenen Daten von dem Salinometer 8, das das Natriumchlorid (NaCI) des Ballastwassers misst, das in den Ballasttank 13 durch die Meerwasserzulaufleitung 20 fließt, und von der Durchflussmesseinrichtung 9, die die Durchflussmenge des Ballastwassers misst, das in den Ballasttank 13 über die Meerwasserzulaufleitung 20 fließt, und steuert die Menge der Ballastwasserversorgung durch die verzweigte Leitung mit Hilfe der Meerwasserversorgungspumpe 2 und der Durchflusskontrollventile 3. Darüber hinaus steuert die Steuereinrichtung 12 die Menge an Natriumhypochlorit (NaOCI), die mittels des Elektrolysemoduls 4 erzeugt wurde.
Danach wird, wenn eine vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist, das Natriumhypochlorit (NaOCI), das in dem Ballastwasser enthalten ist, das in dem Ballasttank 13 gespeichert ist, zu Natriumchlorid (NaCI) entsprechend der natürlichen Reduktionscharakteristika reduziert und wird zu Meerwasser in einem natürlichen Zustand umgewandelt. Das Meerwasser in natürlichem Zustand wird durch die Meerwasserauslassleitung 21 an das Schiffsäußere ausgelassen. Typischerweise verbleibt, da nicht die gesamte Natriumhypochloritmenge (NaOCI) reduziert wird, ein Teil des Natriumhypochlorits (NaOCI) bestehen, und deshalb ist ein Verfahren zum Reduzieren des Natriumhypochlorits (NaOCI) erforderlich.
Um den Reduktionsprozess des Natriumhypochlorits (NaOCI) durchzuführen, wird das Reduktionsmittel, das dazu eingerichtet ist, den Chlorbestandteil zu neutralisieren, der in dem Ballastwasser verbleibt, das durch die Meerwasserauslassleitung 21 zum Zeitpunkt des Auslassens des Ballastwassers, das in dem Ballasttank 13 gespeichert ist, ins Meer geführt wird, durch die Injektionsdüse 14 injiziert. Wenn ein Sulfitreduktionsmittel wie zum Beispiel Sulfit, Thiosulfat, Sulfit plus lodid, Dithionit und Calciumsulfit oder ein Reduktionsmittel, das aus Ascorbinsäure, Hydroxylamin und PAO ausgewählt wurde, durch die Injektionsdüse 14 injiziert wird, tritt eine Neutralisationsreaktion für das Natriumhypochlorit (NaOCI) ein, so dass das Natriumhypochlorit (NaOCI) zu Natriumchlorid (NaCI) reduziert wird.
Zu diesem Zeitpunkt werden der Mikroblasengenerator 18 und der Wirbelgenerator 19 angeschaltet, so dass die Neutralisierungsreaktion schnell und zuverlässig mittels des Reduktionsmittels vonstatten geht.
Die Daten über die Menge an Chlorrückstand des Ballastwassers, das durch den Wirbelgenerator 19 geführt wird, wird an die Steuereinrichtung 12 von der Chlorrückstandsmesseinrichtung 16 gesendet, und wenn die Menge an rückständigem Chlor größer ist als ein gewünschter Zielwert davon, werden der Mikroblasengenerator 18 und die Injektionspumpe 15 derart geregelt, dass die Menge an rückständigem Chlor des ausgelassenen Ballastwassers dem gewünschten Zielwert entspricht.
2 ist ein Schaltbild, das eine schematische Anordnung einer Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser in einer erfindungsgemäßen zweiten Ausführungsform, wobei die Anordnung größtenteils der aus 1 entspricht. Nachfolgend werden nur die Bestandteile erläutert, die sich von denen in 1 unterscheiden.
Gemäß der erfindungsgemäßen zweiten Ausführungsformumfasst die Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser des Weiteren eine Reinigungs-/Injektionspumpe 7, die auf ihrer einen Seite mit der Leitung verbunden ist, die von der Natriumhypochloritversorgungsleitung zwischen dem Gas-/Flüssigkeitsabscheider 5 und dem automatischen Injektor 11 abzweigt, und die an ihrer anderen Seite mit der Leitung verbunden ist, die zwischen den Durchflusskontrollventilen 3 und dem Elektrolysemodul 4 abzweigt, um das Natriumhypochlorit, das durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider 5 zu dem Elektrolysemodul 4 geführt wird, kontinuierlich oder periodisch umzuwälzen, wobei die Produktion von Natriumhypochlorit in dem Elektrolysemodul 4 stoppt.
Wenn die Aktivierung des Elektrolysemoduls 4 anhält bzw. stoppt, verbleiben das Ballastwasser und etwas Natriumhypochlorit im Inneren der Vorrichtung für einen vorbestimmten Zeitraum ohne jede Bewegung, so dass die Verschmutzungsquellen (die Mikroorganismen und Fremdpartikel enthalten) an dem Gerät haften und zur Beschädigung des Geräts führen. Entsprechend wird das Natriumhypochlorit, das durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider 5 tritt, zwischen dem Elektrolysemodul 4, dem Gas-/Flüssigkeitsabscheider 5 und der Reinigungs-/Injektionspumpe 7 zirkuliert bzw. umgewälzt, wodurch verhindert wird, dass die Verschmutzungsquellen an der Vorrichtung haften.
Um zu verhindern, dass Ballastwasser während dieses Prozesses den Durchflusskontrollventilen 3 und dem automatischen Injektor 11 zugeführt wird, ist ein Umleitventil in jeder Verzweigungsleitung angeordnet, damit der Durchgang ein geschlossener Kreislauf wird.
Die Reinigungs-/Injektionspumpe 7 ist schaltungsmäßig mit der Steuereinrichtung 12 verbunden und wird kontinuierlich oder periodisch betrieben, um die Zirkulationsmenge an zugeführtem Ballastwasser zu steuern bzw. zu regeln.
Um das Natriumhypochlorit unmittelbar dem automatischen Injektor 11 zum Zeitpunkt der Erzeugung des Natriumhypochlorits in dem Elektrolysemodul 4 zuzuführen, ist die Reinigungs-/Injektionspumpe 7 des Weiteren eingerichtet, das durch die Verzweigungsleitung zugeführte Natriumhypochlorit unter Druck zu setzen, nachdem es durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider 5 geführt wurde, und dazu, das unter Druck gesetzte Natriumhypochlorit der Hauptversorgungsleitung für das Natriumhypochlorit zuzuführen.
Es wird nun ausführlicher auf die Reinigungs-/Injektionspumpe 7 Bezug genommen:

Die Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser wird intermittierend entsprechend ihrer Eigenschaften betrieben und die Verschmutzungsquellen (wie zum Beispiel Gussrinde, Salzausfällung und Schlick) der Geräte (insbesondere des Elektrolysemoduls 4) werden während der Stillstandszeiten gebildet. Um die Bildung der Verschmutzungsquellen zu verhindern, wälzt die Reinigungs-/Injektionspumpe 7 das in dem Elektrolysemodul 4 und dem Gas-/Flüssigkeitsabscheider 5 verbleibende Natriumhypochlorit periodisch um.

Auch wird die Reinigungs-/Injektionspumpe 7 nicht in einem normalen Betriebszustand (mit einem Salzwasser, das 1% NaCI aufweist) betrieben, und bei Verwendung von Meerwasser mit einer niedrigen Konzentration kann sie als eine Hilfspumpe zum Zeitpunkt des Injizierens des Natriumhypochlorits entsprechend dem Anstieg der Durchflussmenge des Ballastwassers verwendet werden.
Darüber hinaus dient die Reinigungs-/Injektionspumpe 7 zum Zeitpunkt eines Notbetriebszustandes (zu der Zeit, wo eine schnelle Injektion erforderlich ist) dazu, das Natriumhypochlorit zu injizieren.
Obwohl nicht in den Figuren dargestellt, ist ein Durchgangswechselventil (ein manuell betriebenes oder elektronisches Ventil) in einem Durchgang, der zwischen den Durchflusskontrollventilen 3 und dem Elektrolysemodul 4 abzweigt und mit der Reinigungs-/Injektionspumpe 7 verbunden ist, und in einem Durchgang angeordnet, der zwischen dem Gas-/Flüssigkeitsabscheider 5 und dem automatischen Injektor 11 abzweigt und mit der Reinigungs-/Injektionspumpe 7 verbunden ist, das manuell oder von fern durch die Steuerung der Steuereinrichtung 12 geregelt ist.
Als nächstes wird eine ausführliche Erläuterung des Betriebs der Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser gemäß der erfindungsgemäßen zweiten Ausführungsform, wie sie in 2 dargestellt ist, angegeben.
Der Betrieb der Vorrichtung gemäß der erfindungsgemäßen zweiten Ausführungsform ist derselbe wie gemäß der ersten Ausführungsform mit der Ausnahme, dass, wenn die Produktion des Natriumhypochlorits gestoppt ist, das in dem Elektrolysemodul 4 und dem Gas-/Flüssigkeitsabscheider verbleibende Natriumhypochlorit periodisch umgewälzt bzw. zirkuliert wird, um die Bildung von Verschmutzungsquellen (wie zum Beispiel Gussrinden, Salzausfällung und Schlick) des Elektrolysemoduls 4 zu verhindern.
3 ist ein Schaltbild, das eine schematische Anordnung einer Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser gemäß einer nicht erfindungsgemäßen dritten Ausführungsform zeigt, wobei die Konfiguration zum Großteil der aus 1 entspricht.
Gemäß der dritten Ausführungsform wird jedoch eine Vorrichtung hinter dem Ballasttank 13 bereitgestellt und deshalb ist darin keine Chlorrückstandsmesseinrichtung 10, wie in 1 dargestellt, vorgesehen, die in den Meerwasserzulauf- und auslassleitungen 20 und 21 vor und hinter dem Ballasttank 13 angeordnet ist. Anstatt der Ausbildung der Chlorrückstandsmesseinrichtung 10 ist der Vorverarbeitungsfilter 1, wie in 3 dargestellt, in der Meerwasserleitung 20 vor dem Ballasttank 13 angeordnet und nach dem Ballasttank 13 ist eine Abzweigleitung zwischen dem Salinometer 8 und der Durchflussmesseinrichtung 9 angeordnet und mit dem Elektrolysemodul 4 verbunden, in der das Natriumhypochlorit erzeugt wird. Anschließend wird das Ballastwasser durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider 5 und den automatischen Injektor 11 geführt, so dass es durch die Injektion von Natriumhypochlorit desinfiziert wird. Anschließend wird der Reduktionsprozess der Chlorrückstandsbestandteile für das desinfizierte Ballastwasser ab den Gerätschaften ausgeführt, die hinter dem automatischen Injektor 11 angeordnet sind.
Nachfolgend wird eine ausführliche Erläuterung der Konfiguration der Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser gemäß der dritten Ausführungsform angegeben.
Wie dargestellt wird die Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser bereitgestellt, die umfasst: einen Vorverarbeitungsfilter 1, der in einer Meerwasserzulaufleitung 20 vorne an einem Ballasttank 13 angeordnet ist; ein Salinometer 8, das dazu eingerichtet ist, das Natriumchlorid (NaCI) des von dem Ballasttank 13 ausgelassenen und entlang einer Meerwasserauslassleitung 21 fließenden Ballastwasser zu messen; eine Meerwasserversorgungspumpe 2, die eingerichtet ist, unter der Steuerung einer Steuereinrichtung 12 eine Durchflussmenge des Ballastwassers anzupassen, das durch eine Verzweigungsleitung zugeführt wird, die von einem Abschnitt der Meerwasserauslassleitung 21 abzweigt, nachdem das Salinometer 8 passiert ist, und um die angepasste Durchflussmenge des Ballastwassers einem Elektrolysemodul 4 zuzuführen; Durchflusskontrollventile 3, die dazu eingerichtet sind, die Durchflussmenge des Ballastwassers anzupassen, das von der Meerwasserversorgungspumpe 2 unter der Steuerung der Steuereinrichtung 12 zugeführt wird, und das Ballastwasser mit der angepassten Durchflussmenge dem Elektrolysemodul 4 zuzuführen; das Elektrolysemodul 4, das dazu eingerichtet ist, eine Konzentration von Natriumhypochlorit anzupassen und das in seiner Konzentration angepasste Natriumhypochlorit mit einer Stromversorgungsmenge zu erzeugen, die unter der Steuerung der Steuereinrichtung 12 kontrolliert bzw. geregelt wird zum Zeitpunkt der Erzeugung des Natriumhypochlorits aus dem Ballastwasser, das von den Durchflusskontrollventilen 3 zugeführt wird; ein Gas-/Flüssigkeitsabscheider 5, der dazu eingerichtet ist, Wasserstoffgas, das als Rückstandsprodukt während der Erzeugung des Natriumhypochlorits in dem Elektrolysemodul 4 aus dem Ballastwasser erzeugt wurde, abzutrennen; ein Gebläse 6, das dazu eingerichtet ist, Außenluft dem Gas-/Flüssigkeitsabscheider 5 zuzuführen und das abgetrennte Wasserstoffgas zu verdünnen; ein automatischer Injektor 11, der dazu eingerichtet ist, das Natriumhypochlorit, aus dem das Wasserstoffgas durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider 5 entfernt wurde, der Meerwasserauslassleitung 21 zuzuführen, die durch die Durchflussmesseinrichtung 9 führt; eine Durchflussmesseinrichtung 9, die dazu geeignet ist, die Durchflussmenge des Ballastwassers zu messen, das durch die Meerwasserauslassleitung 21 fließt, vorbei an dem Abschnitt, der zur Meerwasserversorgungspumpe 2 hin abzweigt; einen Wirbelgenerator 19, der dazu eingerichtet ist, Wirbel in dem Ballastwasser zu erzeugen, das durch den automatischen Injektor 11 hindurchgeführt wird; eine Injektionsdüse 14, die dazu eingerichtet ist, ein Reduktionsmittel, das den in dem Ballastwasser verbleibenden Chlorrückstand neutralisiert, zu injizieren, bevor das Ballastwasser, das durch den Wirbelgenerator 19 tritt, ins Meer ausgelassen wird; einen Mikroblasengenerator 18, der dazu geeignet ist, das Reduktionsmittel und das von der Meerwasserauslassleitung 21 abgezweigte Ballastwasser zu mischen, um Mikroblasen zu bilden und die Mikroblasen der Injektionsdüse 14 zuzuführen; eine Injektionspumpe 15, die dazu eingerichtet ist, eine Durchflussmenge des Reduktionsmittels anzupassen, das von dem Mikroblasengenerator 18 unter der Steuerung der Steuereinrichtung 12 geliefert wird, und das Reduktionsmittel mit der angepassten Durchflussmenge zuzuleiten; einen Reduktionsmittelspeichertank 17, der dazu eingerichtet ist, das Reduktionsmittel zu speichern, das mittels der Injektionspumpe 15 daraus entnommen wird; einen Wirbelgenerator 19, der in der Meerwasserauslassleitung 21 hinter der Injektionsdüse 14 angeordnet ist, um Wirbel zu erzeugen, die die Neutralisierungsreaktion des Reduktionsmittels unterstützen; eine Chlorrückstandsmesseinrichtung 16, die in der Meerwasserauslassleitung 21 an dem hinteren Ende des Wirbelgenerators 19 angeordnet ist, um eine Gesamtchlorrückstandsmenge des Ballastwassers zu messen, das am Ende ausgelassen wird, und um einen Unbedenklichkeitsgrad des Ballastwassers zu messen; und die Steuereinrichtung 12, die dazu eingerichtet ist, die Daten von dem Salinometer 8 und der Durchflussmesseinrichtung 9 zu empfangen und die Meerwasserversorgungspumpe 2, die Durchflusskontrollventile 3 und das Elektrolysemodul 4 mit den empfangenen Daten zu steuern bzw. zu regeln, um lediglich eine gewünschte Menge an Natriumhypochlorit in das Ballastwasser zu injizieren, das aus dem Ballasttank 13 ausgelassen wird, und die dazu eingerichtet ist, Daten von der Chlorrückstandsmesseinrichtung 16 zu empfangen und den Mikroblasengenerator 18 und die Injektionspumpe 15 mit den empfangenen Daten zu steuern, um das Reduktionsmittel, das das Natriumhypochlorit neutralisiert, in das Ballastwasser zu injizieren, das ins Meer ausgeleitet wird, wobei das Ballastwasser lediglich eine gewünschte Menge an Chlorrückstand aufweisen soll.
Nachfolgend wird eine ausführliche Erläuterung des Betriebs der Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser gemäß der dritten Ausführungsform wie in 3 dargestellt, angegeben.
Zuerst wird das Ballastwasser, das von der Meerwasserzulaufleitung 20, die mit dem Schiffsäußeren verbunden ist, in den Ballasttank fließt, durch den Vorverarbeitungsfilter 1 zur Filterung von Wassermikroorganismen daraus geführt, und das Ballastwasser, aus dem Wassermikroorganismen entfernt wurden, wird durch die Meerwasserversorgungspumpe 2 und die Durchflusskontrollventile 3 geregelt bzw. gesteuert von der Steuerung der Steuereinrichtung 12 geführt und dem Elektrolysemodul 4 unter der Steuerung der Steuereinrichtung 12 zugeführt. Als nächstes wird die Elektrolyse für das Ballastwasser mit Hilfe des Elektrolysemoduls 4 durchgeführt. Natriumchlorid (NaCI) und Wasser (H₂O) als Bestandteile des Ballastwassers werden in Chlor (Cl₂), Natriumhydroxid (NaOH) und Wasserstoff (H₂) aufgespalten, und das Chlor (Cl₂) und das Natriumhydroxid (NaOH) reagieren chemisch, um Natriumhypochlorit (NaOCI) zu bilden, das als Desinfektionsmittel verwendet wird.
Das in dem Elektrolysemodul 4 erzeugte Natriumhypochlorit (NaOCI) wird durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider 5 geführt, wobei das als Rückstandsprodukt während der Erzeugung des Natriumhypochlorits in dem Elektrolysemodul 4 erzeugte Wasserstoffgas aus dem Ballastwasser entfernt wird, und anschließend wird das getrennte Wasserstoffgas durch den Gas-/Wasserabscheider 5 mittels des Gebläses 6 verdünnt. Das Natriumhypochlorit, aus dem das Wasserstoffgas durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider 5 entfernt wurde, wird mit dem Ballastwasser gemischt, das durch den automatischen Injektor 11 fließt, so dass das Ballastwasser desinfiziert wird.
Zu diesem Zeitpunkt empfängt die Steuereinrichtung 12 die gemessenen Daten von dem Salinometer 8, das das Natriumchlorid (NaCI) des Ballastwassers misst, das dadurch fließt, und von der Durchflussmesseinrichtung 9, das die Durchflussmenge des Ballastwassers misst, das durch die Meerwasserleitung 21 fließt, und steuert die Menge an Ballastwasser, die durch die Abzweigleitung mittels der Meerwasserversorgungspumpe 2 und der Durchflusskontrollventile 3 zugeführt wird. Darüber hinaus regelt die Steuereinrichtung 12 die Menge an Natriumhypochlorit (NaOCI), das mit Hilfe des Elektrolysemoduls 4 erzeugt wird.
Danach wird der kontinuierliche Reduktionsprozess für das desinfizierte Ballastwasser durchgeführt, und deshalb wird Reduktionsmittel mit Hilfe der Injektionsdüse 14 in das Ballastwasser injiziert, das in einer durch den Wirbelgenerator 19 verwirbelten Form zugeführt wird, wodurch die Neutralisierung des in dem Ballastwasser enthaltenen Chlorrückstandes unterstützt wird. So findet, wenn ein Sulfidreduktionsmittel wie zum Beispiel Sulfit, Thiosulfat, Sulfit plus lodid, Dithionit oder Calciumsulfit oder ein Reduktionsmittel, das aus Ascorbinsäure, Hydroxylamin und PAO ausgewählt ist, durch die Injektionsdüse 14 injiziert wird, die Neutralisierungsreaktion für das Natriumhypochlorit (NaOCI) statt, so dass das Natriumhypochlorit (NaOCI) zu Natriumchlorid (NaCI) reduziert wird.
Zu diesem Zeitpunkt werden der Mikroblasengenerator 18 und der Wirbelgenerator eingeschaltet bzw. aktiviert, so dass die Neutralisierungsreaktion schnell und zuverlässig mittels des Reduktionsmittels von statten geht. Die Daten über die Menge an Chlorrückstand in dem Ballastwasser, das durch den Wirbelgenerator 19 tritt, wird zu der Steuereinrichtung 12 von der Chlorrückstandsmesseinrichtung 16 gesendet, und wenn die Menge an Chlorrückstand größer ist als ein gewünschter Zielwert davon, werden der Mikroblasengenerator 18 und die Injektionspumpe 15 derart gesteuert, dass die Menge an Chlorrückstand des ausgelassenen Ballastwassers dem gewünschten Zielwert entspricht.
4 ist ein Schaltbild, das eine schematische Anordnung einer Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser in einer erfindungsgemäßen vierten Ausführungsform zeigt, wobei, da die Grundanordnung und die Funktionsprinzipien davon dieselben sind wie in 2, auf eine Erläuterung verzichtet wird.
5 ist ein Schaltbild, das eine schematische Anordnung einer Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser gemäß einer nicht erfindungsgemäßen fünften Ausführungsform zeigt, wobei die Grundanordnung davon dieselbe ist wie in 1 mit der Ausnahme, dass das Meerwasser, das verwendet wird, um das Natriumhypochlorit zu produzieren, nicht von der Meerwasserzulaufleitung 20 bereitgestellt wird, die in den Ballasttank 13 fließt, sondern wahlweise von einer Meerwasserkühlleitung 22 vor einem Wärmeaustausch oder von einer Meerwasserkühlleitung 23 nach dem Wärmeaustausch zugeführt wird. Die Vorrichtung nach 5 bildet die die Grundlage für die erfindungsgemäße sechste Ausführungsform gemäß 6.
Im Allgemeinen existieren Meerwasser, das für andere Zwecke verwendet wird, sowie Ballastwasser im Schiff. Das heißt, wenn verschiedene Geräte und Motoren im Schiff gekühlt werden, wird frisches Wasser zur direkten Kühlung über einen Zirkulationskreislauf verwendet und gekühltes Meerwasser wird mit Meerwasser wärmegetauscht, wodurch Wärme abgeführt wird.
Die oben erwähnte Anordnung weist die folgenden Vorteile auf.
Erstens ist, wenn die Geräte für die Erzeugung des Natriumhypochlorits in der Meerwasserzulaufleitung 20 oder der Meerwasserauslassleitung 21 eingebaut werden, der Einbauraum klein und die Raumausnutzung ist nicht optimal; jedoch ermöglicht die Bildung der Meerwasserkühlsystemleitungen, dass der Einbauraum vernünftig ausgenutzt wird.
Zum Zweiten sinkt zum Zeitpunkt der Erzeugung des Natriumhypochlorits unter Verwendung des Ballastwassers als Rohwasser die Herstellungswirksamkeit drastisch unterhalb von 10°C; wenn jedoch Meerwasserkühlsystemleitungen verwendet werden, wird Meerwasser mit einer vorbestimmten konstanten Temperatur oberhalb von 10°C zugeführt, wodurch die Konzentrationsregelung und ein zuverlässiger Betrieb der Vorrichtung auf einfache Weise durchgeführt werden können.
Demgemäß ist auf der gekühlten Meerwasserseite ein Vorverarbeitungsfilter 24 zwischen der Meerwasserkühlleitung 22 vor dem Wärmeaustausch oder der Meerwasserkühlleitung 23 nach dem Wärmeaustausch, die durch einen Wärmetauscher 25 geführt sind, und einer Meerwasserversorgungspumpe 2 angeordnet und führt eine allgemeine Filterung und die Entfernung von Wassermikroorganismen mit spezifischen Größen durch (in einem Bereich von 50 µm oder 30 µm).
Der Grund, warum das Meerwasser wahlweise von der Meerwasserkühlleitung 22 vor dem Wärmetausch oder von der Meerwasserkühlleitung 23 nach dem Wärmetausch, die durch den Wärmetauscher 25 über ein Umleitventil (nicht dargestellt) geführt sind, zugeführt werden, ist, dass die Temperatur des Meerwassers sich von der Temperatur des gekühlten Meerwassers, das mit dem Süßwasser oder dem zirkulierenden Wasser rückgekühlt wurde, unterscheidet.
Selbstverständlich ist die Herstellungswirksamkeit des Natriumhypochlorits höher mit dem gekühlten Meerwasser, das nicht durch den Wärmetauscher 25 geführt wird, verglichen mit dem direkt zugeführten Meerwasser, aber wenn die Meerwassertemperatur in einer Winterjahreszeit herabgesetzt ist, ist auch die Temperatur des gekühlten Meerwassers herabgesetzt. Zu diesem Zeitpunkt, wenn das Meerwasser von der Meerwasserkühlleitung 23 nach dem Wärmetausch, die durch den Wärmetauscher 25 führt, zugeführt wird, kann die Herstellungswirksamkeit des Natriumhypochlorits weiter verbessert werden.
Gemäß der fünften Ausführungsform wird wie dargestellt die Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser bereitgestellt, die umfasst: einen Vorverarbeitungsfilter 1, der dazu eingerichtet ist, Wassermikroorganismen aus dem dadurch fließenden Ballastwasser herauszufiltern; der Vorverarbeitungsfilter 24 auf der Seite des gekühlten Meerwassers ist dazu eingerichtet, die Wassermikroorganismen des gekühlten Meerwassers zu entfernen, das wahlweise von der Meerwasserkühlleitung vor Wärmetausch 22 oder der Meerwasserkühlleitung nach Wärmetausch 23 fließt, die durch den Wärmetauscher 25 geführt sind; die Meerwasserversorgungspumpe 2 ist dazu eingerichtet, eine Durchflussmenge des gekühlten Meerwassers anzupassen, das von dem Vorverarbeitungsfilter 24 auf der Seite des gekühlten Meerwassers unter der Steuerung einer Steuereinrichtung 12 zugeführt wurde und die angepasste Durchflussmenge an gekühltem Meerwasser einem Elektrolysemodul 4 zuzuführen; Durchflusskontrollventile 3, die dazu eingerichtet sind, eine Durchflussmenge an gekühltem Meerwasser anzupassen, das von der Meerwasserversorgungspumpe 2 unter der Steuerung der Steuereinrichtung 12 zugeführt wird, und die angepasste Durchflussmenge an gekühltem Meerwasser dem Elektrolysemodul 4 zuzuführen; das Elektrolysemodul 4, das dazu eingerichtet ist, eine Natriumhypochloritkonzentration anzupassen und das in seiner Konzentration angepasste Natriumhypochlorit mit einer Stromversorgungsmenge zu erzeugen, die unter der Steuerung der Steuereinrichtung 12 zum Zeitpunkt der Erzeugung des Natriumhypochlorits aus dem gekühlten Meerwasser erzeugt wird, das von den Durchflusskontrollventilen 3 zugeführt wird; einen Gas-/Flüssigkeitsabscheider 5, der dazu eingerichtet ist, als Rückstandsprodukt während der Herstellung des Natriumhypochlorits in dem Elektrolysemodul 4 erzeugtes Wasserstoffgas aus dem gekühlten Meerwasser abzuscheiden bzw. abzutrennen; ein Gebläse 6, das dazu eingerichtet ist, Außenluft zu dem Gas-/Flüssigkeitsabscheider 5 hinzuführen und das abgetrennte Wasserstoffgas zu verdünnen; ein automatischer Injektor 11, der dazu eingerichtet ist, das Natriumhypochlorit, aus dem das Wasserstoffgas durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider 5 entfernt wurde, der Meerwasserzulaufleitung 20 zuzuführen, die mit einem Ballasttank 13 verbunden ist; ein Salinometer 8, das dazu eingerichtet ist, das Natriumchlorid (NaCI) des gekühlten Meerwassers zu messen, das in den Wärmetauscher 25 durch die Meerwasserkühlleitung nach Wärmetausch 22 fließt; eine Durchflussmesseinrichtung 9, die dazu eingerichtet ist, die Durchflussmenge des Ballastwassers zu messen, das in den Ballasttank 13 durch die Meerwasserzulaufleitung 20 fließt; eine Chlorrückstandsmesseinrichtung 10, die an den Meerwasserleitungen 20, 21 vor und hinter dem Ballasttank 13 angeordnet ist und die eingerichtet ist, eine Chlorrückstandsmenge des Ballastwassers zu messen, in das das Natriumhypochlorit injiziert wird; eine Einspritz- bzw. Injektionsdüse 14, die dazu eingerichtet ist, ein Reduktionsmittel zu injizieren, das den Chlorrückstand in dem Ballastwasser neutralisiert, das durch eine Meerwasserauslassleitung 21 zum Zeitpunkt des Auslassens des Ballastwassers, das in dem Ballasttank 13 gespeichert ist, ins Meer geführt wird; einen Mikroblasengenerator 18, der dazu eingerichtet ist, das Reduktionsmittel und das Ballastwasser, das von der Meerwasserauslassleitung 21 abgezweigt wurde, zu mischen, um Mikroblasen zu bilden und die Mikroblasen der Injektionsdüse 14 zuzuführen; eine Injektionspumpe 15, die dazu eingerichtet ist, eine Durchflussmenge des Reduktionsmittels anzupassen, das von dem Mikroblasengenerator 18 unter der Steuerung der Steuereinrichtung 12 zugeführt wird, und die angepasste Durchflussmenge an Reduktionsmittel zuzuführen; einen Reduktionsmittelspeichertank 17, der dazu eingerichtet ist, das Reduktionsmittel zu speichern, das mittels der Injektionspumpe 15 daraus ausgelassen wird; einen Wirbelgenerator 19, der in der Meerwasserauslassleitung 21 hinter der Injektionsdüse 14 angeordnet ist, um Wirbel zu erzeugen, die die Neutralisierungsreaktion des Reduktionsmittels unterstützen; eine Chlorrückstandsmesseinrichtung 16, die in der Meerwasserauslassleitung 21 hinter dem Wirbelgenerator 19 angeordnet ist, um eine Gesamtmenge an Chlorrückstand des Ballastwassers zu messen, das schließlich ausgelassen wird, und um einen Unbedenklichkeitsgrad des Ballastwassers zu messen; und die Steuereinrichtung 12, die dazu eingerichtet ist, Daten von dem Salinometer 8, der Durchflussmesseinrichtung 9 und der Chlorrückstandsmesseinrichtung 10 zu empfangen und die Meerwasserversorgungspumpe 2, die Durchflusskontrollventile 3 und das Elektrolysemodul 4 mit den empfangenen Daten zu steuern, um lediglich eine gewünschte Menge an Natriumhypochlorit in das Ballastwasser zu injizieren, das in den Ballasttank 13 fließt, und die dazu eingerichtet ist, Daten von der Chlorrückstandseinrichtung 10 und der Chlorrückstandsmesseinrichtung 16 zu empfangen und den Mikroblasengenerator 18 und die Injektionspumpe 15 mit den empfangenen Daten zu steuern, um das Reduktionsmittel, das das Natriumhypochlorit neutralisiert, in das Ballastwasser zu injizieren, das ins Meer ausgeleitet wird, damit lediglich eine gewünschte Menge an Chlorrückstand in dem Ballastwasser vorhanden ist.
Nachfolgend wird eine ausführliche Erläuterung der Funktion der Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser gemäß der fünften Ausführungsform, wie in 5 dargestellt, angegeben.
Zuerst wird das gekühlte Meerwasser, das entlang eines Kühlwassersystems des Schiffes fließt, durch den Vorverarbeitungsfilter 24 für gekühltes Meerwasser geführt, der die Wassermikroorganismen des gekühlten Meerwassers entfernt, das wahlweise von der Meerwasserkühlleitung 22 vor Wärmeaustausch oder der Meerwasserkühlleitung 23 nach Wärmeaustausch fließt, die durch den Wärmetauscher 25 geführt sind. Das gekühlte Meerwasser, aus dem die Wassermikroorganismen entfernt wurden, wird durch die Meerwasserversorgungspumpe 2 und die Durchflusskontrollventile 3 geregelt und unter der Steuerung der Steuereinrichtung 12 zugeführt und dem Elektrolysemodul 4 unter der Steuerung der Steuereinrichtung 12 zugeführt. Als nächstes wird die Elektrolyse für das gekühlte Meerwasser mit Hilfe des Elektrolysemoduls 4 durchgeführt. Natriumchlorid (NaCI) und Wasser (H₂O) als Bestandteile des gekühlten Meerwassers werden in Chlor (Cl₂), Natriumhydroxid (NaOH) und Wasserstoff (H₂) aufgespalten, und das Chlor (Cl₂) und das Natriumhydroxid (NaOH) reagieren chemisch, um Natriumhypochlorit (NaOCI) zu bilden, das als Desinfektionsmittel verwendet wird. Das in dem Elektrolysemodul 4 erzeugte Natriumhypochlorit (NaOCI) wird durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider 5 geführt, wobei das als Rückstandsprodukt während der Herstellung des Natriumhypochlorits in dem Elektrolysemodul 4 erzeugte Wasserstoffgas aus dem gekühlten Meerwasser entfernt wird, und anschließend wird das durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider 5 abgetrennte Wasserstoffgas mit Hilfe des Gebläses 6 verdünnt.
Das Natriumhypochlorit, aus dem das Wasserstoffgas durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider 5 entfernt wurde, wird mit dem Ballastwasser gemischt, das durch den automatischen Injektor 11 fließt, so dass das Ballastwasser desinfiziert wird. Als nächstes fließt das desinfizierte Ballastwasser in Ballasttank 13 und wird darin gespeichert.
Zu diesem Zeitpunkt wird die Menge an Chlorrückstand, der in den Ballasttank 13 fließt, mit Hilfe der Chlorrückstandsmesseinrichtung 10 gemessen, und die gemessenen Daten werden an die Steuereinrichtung 12 gesendet. Die Steuereinrichtung 12 empfängt die gemessenen Daten von dem Salinometer 8, der das Natriumchlorid (NaCI) des Meerwassers misst, das durch das Kühlwassersystem fließt, und sie empfängt Daten von der Durchflussmesseinrichtung 9, die die Durchflussmenge des Ballastwassers misst, die durch die Meerwasserzulaufleitung 20 in den Ballasttank 13 fließt, und steuert die Menge an gekühltem Meerwasser, das durch die Verzweigungsleitung mittels der Meerwasserversorgungspumpe 2 und der Durchflusskontrollventile 3 zugeführt wird. Darüber hinaus steuert die Steuereinrichtung 12 die mittels des Elektrolysemoduls 4 erzeugte Menge an Natriumhypochlorit (NaOCI).
Danach wird, wenn eine vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist, das Natriumhypochlorit (NaOCI), das in dem in dem Ballasttank 13 gespeicherten Ballastwassers enthalten ist, zu Natriumchlorid (NaCI) gemäß der natürlichen Reduktionsmerkmale reduziert und verändert sich zu Meerwasser im natürlichen Zustand. Das Meerwasser im natürlichen Zustand wird durch die Meerwasserauslassleitung 21 zur Außenseite des Schiffs ausgelassen. Typischerweise verbleibt ein Teil des Natriumhypochlorits (NaOCI), da nicht die gesamte Menge an Natriumhypochlorit (NaOCI) reduziert wird, und deshalb ist ein Prozess zum Reduzieren des Natriumhypochlorits (NaOCI) erforderlich.
Demgemäß wird zum Zeitpunkt des Auslassens des Ballastwassers, das in dem Ballasttank 13 gespeichert ist, ins Meer das Reduktionsmittel, das das rückständige Chlor in dem Ballastwasser neutralisiert, mit Hilfe der Injektionsdüse 14 injiziert. So findet, wenn ein Sulfitreduktionsmittel, das aus der Gruppe Sulfit, Thiosulfat, Sulfit plus lodid, Dithionit und Calciumsulfit ausgewählt ist, oder ein Reduktionsmittel, das aus der Gruppe Ascorbinsäure, Hydroxylamin und PAO ausgewählt ist, durch die Injektionsdüse 14 injiziert wird, die Neutralisierungsreaktion für das Natriumhypochlorit (NaOCI) statt, so dass das Natriumhypochlorit (NaOCI) zu Natriumchlorid (NaCI) reduziert wird.
Zu diesem Zeitpunkt werden der Mikroblasengenerator 18 und der Wirbelgenerator 19 aktiviert bzw. eingeschaltet, so dass die Neutralisierungsreaktion schnell und zuverlässig mittels des Reaktionsmittels von statten geht. Die Daten über die Chlorrückstandsmenge des Ballastwassers, das durch den Wirbelgenerator 19 geführt wird, wird an die Steuereinrichtung 12 von der Chlorrückstandsmesseinrichtung 16 gesendet, und wenn die Chlorrückstandsmenge größer ist als ein gewünschter Zielwert davon, werden der Mikroblasengenerator 18 und die Injektionspumpe 15 derart gesteuert, dass die Menge an Chlorrückstand des ausgelassenen Ballastwassers dem gewünschten Zielwert entspricht.
6 ist ein Schaltbild, das eine schematische Anordnung einer Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser in einer erfindungsgemäßen sechsten Ausführungsform zeigt, wobei die Konfiguration zum Großteil dieselbe ist wie die in 5. Nachfolgend werden lediglich Bestandteile beschrieben, die sich von denen in 5 unterscheiden.
Gemäß der erfindungsgemäßen sechsten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser des Weiteren eine Reinigungs-/Injektionspumpe 7, die auf ihrer einen Seite mit der Leitung verbunden ist, die von der Natriumhypochloritversorgungsleitung zwischen dem Gas-/Flüssigkeitsabscheider 5 und dem automatischen Injektor 11 abzweigt, und die zur anderen Seite mit der Leitung verbunden ist, die zwischen den Durchflusskontrollventilen 3 und dem Elektrolysemodul 4 abzweigt, um das Natriumhypochlorit, kontinuierlich oder periodisch umzuwälzen bzw. zu zirkulieren.
Als nächstes wird eine Erläuterung der Verfahren zum Abtöten von schädlichen Substanzen, die in dem Ballastwasser enthalten sind, und zum Behandeln und Auslassen des Ballastwassers gemäß den erfindungsgemäßen Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die 7 bis 9 angegeben.
7 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Behandlung von in dem Ballastwasser enthaltenen schädlichen Substanzen gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie dargestellt wird das Verfahren zur Behandlung von in dem Ballastwasser enthaltenen schädlichen Substanzen bereitgestellt, das die folgenden Schritte aufweist: Ermöglichen des Flusses des Ballastwassers (bei einem Schritt S100); Filtern von Wassermikroorganismen aus dem fließenden Ballastwasser (bei einem Schritt S101); Anpassen der Durchflussmenge des Ballastwassers, um einer gewünschten Menge an rückständigem Chlor zu entsprechen, mittels einer Meerwasserversorgungspumpe und Durchflusskontrollventilen unter der Steuerung einer Steuereinrichtung und Zuführen der angepassten Durchflussmenge an Ballastwasser zu einem Elektrolysemodul (bei einem Schritt S102); Anpassen einer Konzentration von Natriumhypochlorit in dem Ballastwasser, das dem Elektrolysemodul zugeführt wird, um der gewünschten Menge an rückständigem Chlor zu entsprechen, und Erzeugen von Konzentrationsangepasstem Natriumhypochlorit, während eine Strommenge unter der Steuerung der Steuereinrichtung angepasst wird, an die Daten über die Messung von Salz, Durchflussmenge und rückständigem Chlor in dem Ballastwasser gesendet werden (bei einem Schritt S103); Abscheiden von Wasserstoffgas, das in dem in dem Elektrolysemodul erzeugten Natriumhypochlorit enthalten ist (bei einem Schritt S104); Zuführen des Natriumhypochlorits, aus dem das Wasserstoffgas entfernt ist, zu dem Ballastwasser, das in einen Ballasttank fließt, und Desinfizieren des Ballastwasser (bei einem Schritt S105); Speichern des desinfizierten Ballastwassers in dem Ballasttank (bei einem Schritt S106); kontinuierliches oder intermittierendes Zirkulieren bzw. Umwälzen einer vorbestimmten Menge an Ballastwasser zu dem Elektrolysemodul, dessen Aktivierung anhält bzw. stoppt, und Verhindern der Verschmutzung des Elektrolysemoduls (bei einem Schritt S110); Steuern einer Menge an Reduktionsmittel, um der gewünschten Menge an Chlorrückstand zu entsprechen, Mischen der gesteuerten bzw. geregelten Reduktionsmittelmenge mit einer vorbestimmten Menge an Ballastwasser, um Mikroblasen aus dem Gemisch zu bilden, Injizieren der Mikroblasen in das Ballastwasser und Durchführen eines Reduktionsprozesses für das Ballastwasser unter der Steuerung der Steuereinrichtung, an die Daten über die Menge an rückständigem Chlor, die in dem Ballastwasser gemessen wurde, das aus dem Ballasttank auf die Außenseite eines Schiffes ausgelassen wurde (bei einem Schritt S107), gesendet werden; Erzeugen von Wirbeln in dem Ballastwasser, zu dem das Reduktionsmittel hinzugemischt wird, um zu ermöglichen, dass der Reduktionsprozess für das Ballastwasser beschleunigt wird (bei einem Schritt S108); und Auslassen des Ballastwassers ins Meer (bei einem Schritt S109).
8 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Behandlung von schädlichen Substanzen, die in dem Ballastwasser enthalten sind, gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie dargestellt wird das Verfahren zur Behandlung von schädlichen Substanzen die in dem Ballastwasser enthalten sind bereitgestellt, wobei es die folgenden Schritte aufweist: Filtern von Wassermikroorganismen aus dem fließenden Ballastwasser (bei einem Schritt S100'); Speichern des Ballastwassers, aus dem die schädlichen Substanzen entfernt wurden, in einem Ballasttank (bei einem Schritt S101'); Anpassen einer Durchflussmenge des Ballastwassers, um einer gewünschten Menge an rückständigem Chlor zu entsprechen, mit Hilfe einer Meerwasserversorgungspumpe und Durchflusskontrollventilen unter der Steuerung einer Steuereinrichtung, und Zuführen der angepassten Durchflussmenge des Ballastwassers zu einem Elektrolysemodul (bei einem Schritt S102'); Anpassen einer Konzentration von Natriumhypochlorit in dem Ballastwasser, das dem Elektrolysemodul zugeführt wird, um der gewünschten Menge an rückständigem Chlor zu entsprechen, und Herstellung des in seiner Konzentration angepassten Natriumhypochlorits, wobei eine Strommenge unter der Steuerung der Steuereinrichtung angepasst wird, an die Daten über die Messung von Salz, Durchflussmenge und rückständigem Chlor in dem Ballastwasser gesendet werden (bei einem Schritt S103'); Abscheiden von Wasserstoffgas, das in dem Natriumhypochlorit enthalten ist, das in dem Elektrolysemodul erzeugt wurde (bei einem Schritt S104'); Zuführen des Natriumhypochlorits, aus dem das Wasserstoffgas entfernt wurde, zu dem Ballastwasser, das entlang einer Meerwasserauslassleitung fließt, die auf die Außenseite eines Schiffes in einen Ballasttank ausgelassen wird, und Desinfizieren des Ballastwassers (bei einem Schritt S105'); erstes Erzeugen von Wirbeln in dem Ballastwasser, das darin den Natriumhypochloritrückstand aufweist (bei einem Schritt S106'); Steuern einer Reduktionsmittelmenge, um der gewünschten Menge an Rückstandsmenge zu entsprechen, Mischen der gesteuerten bzw. geregelten Reduktionsmittelmenge mit einer vorbestimmten Menge an Ballastwasser, um Mikroblasen aus der Mixtur zu bilden, Injizieren der Mikroblasen in das Ballastwasser und Durchführen eines Reduktionsprozesses für das Ballastwasser unter der Steuerung der Steuereinrichtung, an die Informationen über die Menge an rückständigem Chlor, die in dem Ballastwasser gemessen wurde, das aus dem Ballasttank auf die Außenseite des Schiffes geleitet wurde (bei einem Schritt S107'), gesendet werden; zweites Erzeugen von Wirbeln in dem Ballastwasser, an dem das Reduktionsmittel mit dem Ballastwasser gemischt wird, um die Beschleunigung des Reduktionsprozesses für das Ballastwasser zu ermöglichen (bei einem Schritt S108'); Auslassen des Ballastwassers ins Meer (bei einem Schritt S109'); und kontinuierliches oder intermittierendes Zirkulieren bzw. Umwälzen einer vorbestimmten Menge an Ballastwasser zu dem Elektrolysemodul (bei einem Schritt S110').
9 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Behandlung von schädlichen Substanzen, die in dem Ballastwasser enthalten sind, gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie dargestellt wird das Verfahren zur Behandlung von schädlichen Substanzen, die in dem Ballastwasser enthalten sind, bereitgestellt, wobei es die folgenden Schritte aufweist: Ermöglichen des Flusses des Ballastwassers (bei einem Schritt S100"); Filtern von Wassermikroorganismen aus dem fließenden Ballastwasser (bei einem Schritt S101"); wahlweises Fließen von gekühltem Meerwasser aus einer Meerwasserkühlleitung vor Wärmetausch oder von einer Meerwasserkühlleitung nach Wärmetausch (bei einem Schritt S102"); Filtern von Wassermikroorganismen aus dem gekühlten Meerwasser, das in die Vorrichtung fließt (bei einem Schritt S103"); Anpassen einer Durchflussmenge des gekühlten Meerwassers, um einer gewünschten Menge an rückständigem Chlor zu entsprechen, mittels einer Meerwasserversorgungspumpe und Durchflusskontrollventilen unter der Steuerung einer Steuereinrichtung und Zuführen der angepassten Durchflussmenge an gekühltem Meerwasser zu einem Elektrolysemodul (bei einem Schritt S104"); Anpassen einer Konzentration an Natriumhypochlorit in dem gekühlten Meerwasser, das dem Elektrolysemodul zugeführt wird, um der gewünschten Menge an rückständigem Chlor zu entsprechen, und Erzeugen des konzentrationsangepassten Natriumhypochlorits, während eine Strommenge angepasst wird unter der Steuerung der Steuereinrichtung, an die die Daten über die Menge von Salz, Durchflussmenge und Chlorrückstand in dem gekühlten Meerwasser gesendet werden (bei einem Schritt S105"); Abscheiden von Wasserstoffgas, das in dem Natriumhypochlorit enthalten ist, das in dem Elektrolysemodul erzeugt wurde (bei einem Schritt S106"); Zuführen des Natriumhypochlorits, aus dem Wasserstoffgas entfernt wurde, zu dem Ballastwasser, das in einem Ballasttank fließt, und Desinfizieren des Ballastwassers (bei einem Schritt S107"); Speichern des desinfizierten Ballastwassers in dem Ballasttank (bei einem Schritt S108"); kontinuierliches oder intermittierendes Zirkulieren bzw. Umwälzen einer vorbestimmten Menge an gekühltem Meerwasser zu dem Elektrolysemodul (bei einem Schritt S112"); Steuern einer Reduktionsmittelmenge, um der gewünschten Menge an Rückstandsmenge zu entsprechen, Mischen der erneuerten bzw. geregelten Menge an Reduktionsmittel mit einer vorbestimmten Menge an Ballastwasser, um Mikroblasen aus der Mixtur zu bilden, Injizieren der Mikroblasen in das Ballastwasser und Durchführen eines Reduktionsprozesses für das Ballastwasser unter der Steuerung der Steuereinrichtung, an die die Daten über die Menge an rückständigem Chlor, das in dem Ballastwasser gemessen wurde, das aus dem Ballasttank an die Außenseite eines Schiffes geleitet wird (bei einem Schritt S109"), gesendet werden; Erzeugen von Wirbeln in dem Ballastwasser, zu dem das Reduktionsmittel hinzugefügt wurde, um die Beschleunigung des Reduktionsprozesses für das Ballastwasser zu ermöglichen (bei einem Schritt S110"); und Auslassen des Ballastwassers ins Meer (bei einem Schritt S111").
Industrielle Anwendbarkeit
Wie in dem Vorangehenden dargelegt, wird die Vorrichtung bzw. das Verfahren zur Behandlung von Ballastwasser bereitgestellt, die bzw. das kontinuierlich Natriumhypochlorit entsprechend den Durchflussmengen des Ballastwassers erzeugt, das in den Ballasttank fließt oder aus dem Ballasttank ausgelassen wird, um das erzeugte Natriumhypochlorit Meerwasserleitungen zuzuführen, wodurch die Abweichungen der Konzentration des Natriumhypochlorits vermieden werden, und die bzw. das den Reduktionsprozess für das Ballastwasser, das durch den Ballasttank ins Meer geleitet wird, mit Hilfe der Injektion des Reduktionsmittels durchführt, um zu ermöglichen, dass das Ballastwasser in einem unbedenklichen Zustand ausgelassen wird, wodurch im Prinzip die Meeresverschmutzung vermieden wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird des Weiteren die Vorrichtung bzw. das Verfahren zur Behandlung von Ballastwasser bereitgestellt, die bzw. das die Erzeugung des Desinfektionsmittels durch Elektrolyse und die Injektionsmenge des Desinfektionsmittel entsprechend der Durchflussmengen des Ballastwassers, das in den Ballasttank fließt oder von dem Ballasttank ausgelassen wird, präzise steuert, wodurch das Ballastwasser des Schiffes gesteuert bzw. kontrolliert wird, um zu verhindern, dass marine Ökosysteme zerstört oder durcheinander gebracht werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird darüber hinaus die Vorrichtung bzw. das Verfahren zur Behandlung von Ballastwasser bereitgestellt, die bzw. das das Wasserstoffgas entfernt, das nach der Elektrolyse in dem Elektrolysemodul, wo die Elektrolyse des Meerwassers durchgeführt wird, erzeugt wurde, um daraus Natriumhypochlorit zu erzeugen, wodurch eine Explosion in dem Ballasttank vermieden wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird zusätzlich die Vorrichtung bzw. das Verfahren zur Behandlung von Ballastwasser bereitgestellt, die bzw. das Meerwasser periodisch oder kontinuierlich zirkuliert oder umwälzt und verhindert, dass während der Aktivierung des Elektrolysemoduls Verschmutzungsquellen an das Elektrolysemodul anhaften, wodurch Natriumhypochlorit-Stopps erzeugt werden, wodurch die Stabilität der Gerätschaft gewährleistet und deren Haltbarkeit erhöht wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ebenfalls die Vorrichtung bzw. das Verfahren zur Behandlung von Ballastwasser bereitgestellt, die bzw. das die Durchflussmenge des Ballastwassers oder des als ein Rohmaterial von Natriumhypochlorit verwendeten gekühlten Meerwassers entsprechend der Konzentration von NaCI in dem Meerwasser steuert und konstant die Stromausbeute des Elektrolysemoduls aufrechterhält, wodurch das Absinken der Behandlungswirksamkeit entsprechend der von Hafen zu Hafen unterschiedlichen Salzgehalte
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird schließlich die Vorrichtung bzw. das Verfahren zur Behandlung von Ballastwasser bereitgestellt, die bzw. das gekühltes Meerwasser als Rohwasser verwendet, das entlang eines Kühlwassersystems fließt, um das gekühlte Meerwasser einem Elektrolysemodul zuzuführen, wobei Natriumhypochlorit erzeugt wird.
Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte anschauliche Ausführungsformen beschrieben wurde, soll sie nicht durch die Ausführungsformen, sondern lediglich durch die beigefügten Ansprüche beschränkt sein. Es versteht sich, dass der einschlägige Fachmann die Ausführungsformen verändern oder modifizieren kann, ohne vom Umfang und vom Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims

Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser, umfassend eine Meerwasserzulaufleitung (20), ein Elektrolysemodul (4), einen Gas-/Flüssigkeitsabscheider (5), einen Ballasttank (13), eine Meerwasserauslassleitung (21), eine Steuereinrichtung (12), sowie eine Reinigungs-/Injektionspumpe (7); wobei die Steuereinrichtung (12) dazu eingerichtet ist, einen Teil des Ballastwassers, das von der Meerwasserzulaufleitung (20) einfließt, in seiner Durchflussmenge unter der Steuerung der Steuereinrichtung (12) zu regeln; wobei ein Teil des Ballastwassers, der von der Meerwasserzulaufleitung (20) einfließt, dann dem Elektrolysemodul (4) zugeführt wird, wobei das Elektrolysemodul (4) dazu eingerichtet ist, Natriumhypochlorit mit einer angepassten Konzentration zu erzeugen; wobei der Gas-/Flüssigkeitsabscheider (5) dazu eingerichtet ist, Wasserstoffgas, das zum Zeitpunkt des Erzeugens des Natriumhypochlorits erzeugt wurde, zu entfernen, wobei die Meerwasserzulaufleitung (20) weiter in den Ballasttank (13) führt und das Natriumhypochlorit der Meerwasserzulaufleitung (20) zugeführt wird, so dass eine überschüssige Menge Chlor in dem Ballastwasser resultiert, wobei das Ballastwasser mit dem Natriumhypochlorit desinfiziert wird, wobei der Ballasttank (13) dazu eingerichtet ist, das desinfizierte Ballastwasser zu speichern; wobei die Steuereinrichtung (12) weiterhin dazu eingerichtet ist, eine Menge an zu injizierendem Reduktionsmittel unter der Steuerung der Steuereinrichtung (12) entsprechend der Mengen an überschüssigem Chlor des Ballastwassers zu regulieren, wobei die geregelte Menge an Reduktionsmittel einer Meerwasserauslassleitung (21) zugeführt und ein Neutralisierungsprozess für das Ballastwasser ausgeführt wird, um die gewünschte Menge an überschüssigem Chlor zu erhalten, und wobei das neutralisierte Ballastwasser ins Meer ausgelassen wird, wobei die Reinigungs-/lnjektionspumpe (7) in der Leitung angeordnet ist, die von der Natriumhypochloritversorgungsleitung durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider (5) zu dem Elektrolysemodul (4) abzweigt, und dazu eingerichtet ist, kontinuierlich oder periodisch das Natriumhypochlorit zu dem Elektrolysemodul (4) zu zirkulieren bzw. umzuwälzen, wobei die Herstellung des Natriumhypochlorits anhält.
Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser, umfassend einen Ballasttank (13), ein Elektrolysemodul (4), einen Gas-/Flüssigkeitsabscheider (5), eine Meerwasserauslassleitung (21), eine Steuereinrichtung (12) sowie eine Reinigungs-/Injektionspumpe (7), wobei die Steuereinrichtung (12) dazu eingerichtet ist, einen Teil des Ballastwassers, das von der Meerwasserauslassleitung (21) einfließt und durch den Ballasttank (13) geführt wird, in seiner Durchflussmenge unter der Steuerung der Steuereinrichtung (12) zu regeln, wobei ein Teil des Ballastwassers, der von der Meerwasserzulaufleitung (20) einfließt, dann dem Elektrolysemodul (4) zugeführt wird, wobei das Elektrolysemodul (4) dazu eingerichtet ist, Natriumhypochlorit mit einer angepassten Konzentration zu erzeugen; wobei der Gas-/Flüssigkeitsabscheider (5) dazu eingerichtet ist, Wasserstoffgas, das zum Zeitpunkt der Erzeugung des Natriumhypochlorits erzeugt wurde, zu entfernen, wobei das Natriumhypochlorit der Meerwasserauslassleitung (21) zugeführt wird, so dass eine überschüssige Menge Chlor in dem Ballastwasser resultiert, wobei das Ballastwasser mit dem Natriumhypochlorit desinfiziert wird; wobei die Steuereinrichtung (12) weiterhin dazu eingerichtet ist, eine Menge an zu injizierendem Reduktionsmittel unter der Steuerung der Steuereinrichtung (12) entsprechend der Mengen an überschüssigem Chlor des Ballastwassers zu regeln, wobei die geregelte Menge an Reduktionsmittel zugeführt und ein Neutralisierungsprozess für das Ballastwasser ausgeführt wird, um eine gewünschte Menge an überschüssigem Chlor zu erhalten, und wobei das neutralisierte Ballastwasser ins Meer ausgelassen wird, wobei die Reinigungs-/Injektionspumpe (7) in der Leitung angeordnet ist, die von der Natriumhypochloritversorgungsleitung durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider (5) zu dem Elektrolysemodul (4) abzweigt, und dazu eingerichtet ist, kontinuierlich oder periodisch das Natriumhypochlorit zu dem Elektrolysemodul (4) zu zirkulieren bzw. umzuwälzen, wobei die Herstellung des Natriumhypochlorits anhält.
Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser, umfassend eine Meerwasserleitung (22) vor einem Wärmeaustausch, einen Wärmetauscher (25), eine Meerwasserleitung (23) nach einem Wärmeaustausch, ein Elektrolysemodul (4), einen Gas-/Flüssigkeitsabscheider (5), eine Meerwasserzulaufleitung (20), einen Ballasttank (13), eine Steuereinrichtung (12) sowie eine Reinigungs-/Injektionspumpe (7); wobei die Meerwasserleitung (22) vor dem Wärmeaustausch und die Meerwasserleitung (23) nach dem Wärmeaustausch durch den Wärmetauscher (25) geführt sind, wobei die Steuereinrichtung (12) dazu eingerichtet ist, temperiertes Meerwasser, das wahlweise aus der Meerwasserleitung (22) vor dem Wärmeaustausch und aus der Meerwasserleitung (23) nach dem Wärmeaustausch fließt, in seiner Durchflussmenge unter der Steuerung der Steuereinrichtung (12) zu regeln; wobei das temperierte Wasser dann dem Elektrolysemodul (4) zugeführt wird, wobei das Elektrolysemodul (4) dazu eingerichtet ist, Natriumhypochlorit mit einer angepassten Konzentration zu erzeugen; wobei der Gas-/Flüssigkeitsabscheider (5) Wasserstoffgas, das zum Zeitpunkt der Herstellung des Natriumhypochlorits hergestellt wurde, zu entfernen, wobei das Natriumhypochlorit einer Meerwasserzulaufleitung (20) zugeführt wird, so dass eine überschüssige Menge Chlor in dem Ballastwasser resultiert, wobei das Ballastwasser mit dem Natriumhypochlorit desinfiziert wird, wobei der Ballasttank (13) dazu eingerichtet ist, das desinfizierte Ballastwasser zu speichern; und wobei die Steuereinrichtung (12) weiterhin dazu eingerichtet ist, eine Menge an zu injizierendem Reduktionsmittel unter der Steuerung der Steuereinrichtung (12) entsprechend der Mengen an überschüssigem Chlor des Ballastwassers zu regeln, wobei die geregelte Menge an Reduktionsmittel zugeführt und ein Neutralisierungsprozess für das Ballastwasser ausgeführt wird, um eine gewünschte Menge an überschüssigem Chlor zu erhalten, und wobei das neutralisierte Ballastwasser ins Meer ausgelassen wird, wobei die Reinigungs-/Injektionspumpe (7) in der Leitung angeordnet ist, die von der Natriumhypochloritversorgungsleitung durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider (5) zu dem Elektrolysemodul (4) abzweigt, und dazu geeignet ist, kontinuierlich oder periodisch das Natriumhypochlorit zu dem Elektrolysemodul (4) zu zirkulieren bzw. umzuwälzen, wobei die Herstellung des Natriumhypochlorits anhält.
Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiterhin umfassend einen Vorverarbeitungsfilter (1, 24), wobei das Ballastwasser oder das temperierte Meerwasser, das in das Elektrolysemodul (4) fließt, durch den Vorverarbeitungsfilter (1, 24) zum Filtern von Wassermikroorganismen geführt wird.
Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiterhin umfassend eine Meerwasserversorgungspumpe (2), die dazu eingerichtet ist, das Ballastwasser oder das temperierte Meerwasser, nachdem es durch einen Vorverarbeitungsfilter (1, 24) geführt wurde, in seiner Durchflussmenge zu steuern bzw. zu regeln, wobei die Steuereinrichtung (12) dazu eingerichtet ist, die Meerwasserversorgungspumpe (2) unter der Steuerung der Steuereinrichtung (12) zu regeln.
Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiterhin umfassend Durchflusskontrollventile (3), die dazu eingerichtet sind, das Ballastwasser oder das temperierte Meerwasser, nachdem es durch einen Vorverarbeitungsfilter (1, 24) geführt wurde, in seiner Durchflussmenge zu regeln, wobei die Steuereinrichtung (12) dazu eingerichtet ist, die Durchflusskontrollventile (3) unter der Steuerung der Steuereinrichtung (12) zu regeln.
Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiterhin umfassend einen Vorverarbeitungsfilter (1, 24); eine Meerwasserversorgungspumpe (2), die dazu eingerichtet ist, das Ballastwasser oder das temperierte Meerwasser, nachdem es durch den Vorverarbeitungsfilter (1, 24) hindurchgeführt wird, in seiner Durchflussmenge zu regeln, wobei die Steuereinrichtung (12) dazu eingerichtet ist, die Meerwasserversorgungspumpe (2) unter der Steuerung der Steuereinrichtung (12) zu regeln, und Durchflusskontrollventile (3), die dazu eingerichtet sind, das Ballastwasser oder das temperierte Meerwasser, das von der Meerwasserversorgungspumpe (2) zugeführt wird, in seiner Durchflussmenge zu regeln ist, wobei die Steuereinrichtung (12) dazu eingerichtet ist, die Durchflusskontrollventile (3) unter der Steuerung der Steuereinrichtung (12) zu regeln.
Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiterhin umfassend einen automatischen Injektor (11), der dazu eingerichtet ist, das für die Desinfektion verwendete Natriumhypochlorit zuzuführen, wobei die Abweichung des Drucks des Ballastwassers oder des temperierten Meerwassers verwendet wird, ohne über eine separate Stromversorgung zu verfügen.
Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser nach Anspruch 1, wobei die Meerwasserzulaufleitung (20), entlang der das Ballastwasser in den Ballasttank (13) fließt, ein Salinometer (8), eine Durchflussmesseinrichtung (9) und eine Chlormesseinrichtung (10) aufweist, wobei das Salinometer (8) dazu eingerichtet ist, das Natriumchlorid (NaCI) des in den Ballasttank (13) fließenden Ballastwassers zu messen, wobei die Durchflussmesseinrichtung (9) dazu eingerichtet ist, die Durchflussmenge des in den Ballasttank (13) fließenden Ballastwassers zu messen, und wobei die Chlormesseinrichtung (10) dazu eingerichtet ist, eine Menge an Chlor des Ballastwassers, in das das Natriumhypochlorit injiziert wird, zu messen.
Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser nach Anspruch 2, wobei die Meerwasserauslassleitung (21), entlang der das Ballastwasser fließt, das durch den Ballasttank (13) hindurch tritt, ein Salinometer (8), eine Durchflussmesseinrichtung (9) und eine Chlormesseinrichtung (16) aufweist, wobei das Salinometer (8) dazu eingerichtet ist, das Natriumchlorid (NaCI) des Ballastwassers zu messen, wobei die Durchflussmesseinrichtung (9) dazu eingerichtet ist, die Durchflussmenge des Ballastwassers zu messen, und wobei die Chlormesseinrichtung (16) dazu eingerichtet ist, eine Menge an überschüssigem Chlor des Ballastwassers, in das das Natriumhypochlorit injiziert wird, zu messen.
Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser nach Anspruch 3, wobei die Meerwasserleitung (22) vor dem Wärmeaustausch ein Salinometer (8) aufweist, wobei das Salinometer (8) geeignet ist, das Natriumchlorid (NaCI) des temperierten Meerwassers, das in den Wärmetauscher (25) fließt, zu messen, und wobei die Meerwasserzulaufleitung (20) eine Durchflussmesseinrichtung (9) und eine Chlormesseinrichtung (10) aufweist, wobei die Durchflussmesseinrichtung (9) geeignet ist, die Durchflussmenge des Ballastwassers, das in den Ballasttank (13) fließt, zu messen, und die Chlormesseinrichtung (10) geeignet ist, eine Menge an überschüssigem Chlor des Ballastwassers, in das das Natriumhypochlorit injiziert wird, zu messen.
Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiterhin umfassend eine Injektionsdüse (14), die dazu eingerichtet ist, das Reduktionsmittel, das zum Zeitpunkt des Auslassens des Ballastwassers injiziert wird, zuzuführen, und einen Mikroblasengenerator (18), der dazu eingerichtet ist das Reduktionsmittel und das Ballastwasser zu vermischen, um Mikroblasen zu bilden, und der Injektionsdüse (14) zuzuführen, während der Chlorüberschuss im Ballastwasser entfernt wird.
Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiterhin umfassend eine Injektionspumpe (15), einen Mikroblasengenerator (18) und einen Reduktionsmittelspeichertank (17), wobei die Injektionspumpe (15) dazu eingerichtet ist, das Reduktionsmittel, das zum Zeitpunkt des Auslassens des Ballastwassers injiziert wird, aus dem Reduktionsmittelspeichertank (17) zuzuführen, wobei die Injektionspumpe (15) dazu eingerichtet ist, eine Durchflussmenge des Reduktionsmittels, das an den Mikroblasengenerator (18) geliefert wird, anzupassen und die angepasste Durchflussmenge des Reduktionsmittels unter der Steuerung der Steuereinrichtung (12) zuzuführen, wobei der Reduktionsmittelspeichertank (17) dazu eingerichtet ist, das Reduktionsmittel, das der Injektionspumpe (15) zuzuführen ist, darin zu speichern.
Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiterhin umfassend einen oder mehrere Wirbelgeneratoren (19), die dazu geeignet sind, das Reduktionsmittel, das zum Zeitpunkt des Auslassens des Ballastwassers injiziert wird, mit dem Ballastwasser zu mischen, und die dazu eingerichtet sind, Wirbel in dem Ballastwasser zu erzeugen.
Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Meerwasserauslassleitung (21) eine Chlormesseinrichtung (16) aufweist, um die Gesamtmenge an überschüssigem Chlor des Ballastwassers, das schließlich ausgelassen wird, zu messen.
Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuereinrichtung (12) dazu eingerichtet ist, die Daten von einem Salinometer (8), einer Durchflussmesseinrichtung (9) und einer Chlormesseinrichtung (10) zu empfangen und eine Meerwasserversorgungspumpe (2), Durchflusskontrollventile (3) und das Elektrolysemodul (4) mit den empfangenen Daten zu steuern, um lediglich eine gewünschte Menge an Natriumhypochlorit in das Ballastwasser zu injizieren, das in den Ballasttank (13) fließt; und Daten von einer Chlormesseinrichtung (10) in der Meerwasserzulaufleitung (20) zu empfangen, um wobei die Steuereinrichtung (12) dazu eingerichtet ist, die eine Menge an Reduktionsmittel zu bestimmen, und die Daten von einer Chlormesseinrichtung (16) in der Meerwasserauslassleitung (21) zu empfangen, die einen Unbedenklichkeitsgrad des Ballastwassers misst, und einen Mikroblasengenerator (18) und eine Injektionspumpe (15) mit den empfangenen Daten zu steuern, um das Reduktionsmittel, das das Natriumhypochlorit neutralisiert, in das Ballastwasser zu injizieren, das ins Meer ausgelassen wird, und um lediglich eine gewünschte Menge an überschüssigem Chlor im Ballastwasser zu haben.
Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser nach Anspruch 2, wobei die Steuereinrichtung (12) dazu eingerichtet ist, die Daten von einem Salinometer (8) und einer Durchflussmesseinrichtung (9) zu empfangen und eine Meerwasserversorgungspumpe (2), Durchflusskontrollventile (3) und das Elektrolysemodul (4) mit den empfangenen Daten zu steuern, um lediglich eine gewünschte Menge an Natriumhypochlorit in das Ballastwasser zu injizieren, das ausgelassen wird, nachdem es durch den Ballasttank (13) geführt ist; und wobei die Steuereinrichtung (12) dazu eingerichtet ist, die Daten von einer Chlormesseinrichtung (16) zu empfangen und einen Mikroblasengenerator (18) und eine Injektionspumpe (15) mit den empfangenen Daten zu steuern, um das Reduktionsmittel, das das Natriumhypochlorit neutralisiert, in das Ballastwasser zu injizieren, das ins Meer ausgelassen wird, und um lediglich eine gewünschte Menge an überschüssigem Chlor in dem Ballastwasser zu haben.
Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser nach Anspruch 5, wobei die Meerwasserversorgungspumpe (2) dazu ausgebildet ist, die Durchflussmenge des Ballastwassers oder des temperierten Meerwassers entsprechend den Abweichungen der Strommenge anzupassen, die unter der Steuerung der Steuereinrichtung (12) zugeführt wird.
Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser nach Anspruch 6, wobei die Durchflusskontrollventile (3) eine Mehrzahl von Flusskontrollventilen umfassen, die dazu eingerichtet sind, wahlweise geöffnet und geschlossen zu werden, um die Durchflussmenge des Ballastwassers oder des temperierten Meerwassers anzupassen, das ihnen unter der Steuerung der Steuereinrichtung (12) zugeführt wird.
Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Elektrolysemodul (4) dazu ausgebildet ist, zum Zeitpunkt des Erzeugens des Natriumhypochlorits aus dem Ballastwasser oder dem gekühlten Meerwasser die Konzentration und die Produktionsmenge des Natriumhypochlorits anzupassen, während die Strommenge, die an einen Stromversorgungsgleichrichter geliefert wird, unter der Steuerung der Steuereinrichtung (12) innerhalb eines Sollbereichs gesteuert wird.
Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Elektrolysemodul (4) dazu ausgebildet ist, die Konzentration des Natriumhypochlorits anzupassen, um einer gewünschten Chlornachfrage in einem Bereich von 2 ppm bis 10 ppm zu genügen.
Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Gas-/Flüssigkeitsabscheider (5) des Weiteren ein Gebläse (6) umfasst, das dazu eingerichtet ist, Außenluft dorthin zuzuführen, um zu ermöglichen, dass das separierte Wasserstoffgas verdünnt wird.
Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Reduktionsmittel ein Sulfitreduktionsmittel ist, vorzugsweise ausgewählt aus Sulfit, Thiosulfat, Sulfit plus lodid, Dithionit und Calciumsulfit, oder eines ausgewählt aus Ascorbinsäure, Hydroxylamin und Phenylarsinoxid (PAO) ist.
Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser nach Anspruch 14, wobei der Wirbelgenerator (19) im Inneren der Leitung der Meerwasserauslassleitung (21) angeordnet ist und eine Mehrzahl von Schrauben mit Drehflügeln umfasst.
Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der gewünschte Chlorüberschuss im Ballastwasser oder im temperierten Meerwasser, das ins Meer ausgelassen wird, in einem Bereich von 0,5 ppm bis 2 ppm liegt.
Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser nach Anspruch 13, wobei die Injektionspumpe (15) dazu eingerichtet ist, eine vorbestimmte Menge an Reduktionsmittel zu injizieren und die Durchflussmenge des Reduktionsmittels (mit einem chemischen Äquivalenzverhältnis von 1:1) unter der Steuerung der Steuereinrichtung (12) entsprechend der Werte der Gesamtkonzentration des Chlorüberschusses zu steuern, die durch die Chlormesseinrichtung (16), die in der Meerwasserauslassleitung (21) angeordnet ist, zum Zeitpunkt des Auslassens des Ballastwassers gemessen werden.
Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser nach Anspruch 13, wobei die Injektionspumpe (15) während der Stillstandszeit bei der Versorgung mit Reduktionsmittel dazu eingerichtet ist, den Reduktionsmittelspeichertank (17) periodisch zu zirkulieren bzw. umzuwälzen, wodurch das Auftreten einer Salzausfällung verhindert wird.
Vorrichtung zur Behandlung von Ballastwasser nach einem der Ansprüche 1 oder 3, die umfasst: einen Vorverarbeitungsfilter (1, 24), der dazu eingerichtet ist, Wassermikroorganismen aus dem Ballastwasser zu filtern, das darin fließt; eine Meerwasserversorgungspumpe (2), die dazu eingerichtet ist, die Durchflussmenge des von dem Vorverarbeitungsfilter (1, 24) zugeführten Ballastwassers unter der Steuerung einer Steuereinrichtung (12) anzupassen und die angepasste Durchflussmenge an Ballastwasser einem Elektrolysemodul (4) zuzuführen; Durchflusskontrollventile (3), die dazu eingerichtet sind, eine Durchflussmenge des von der Meerwasserversorgungspumpe (2) zugeführten Ballastwassers unter der Steuerung der Steuereinrichtung (12) anzupassen und die angepasste Durchflussmenge an Ballastwasser dem Elektrolysemodul (4) zuzuführen; wobei das Elektrolysemodul (4) dazu eingerichtet ist, die Natriumhypochloritkonzentration anzupassen und das in seiner Konzentration angepasste Natriumhypochlorit mit einer Stromversorgungsmenge zu erzeugen, geregelt unter der Steuerung der Steuereinrichtung (12) zum Zeitpunkt des Erzeugens des Natriumhypochlorits aus dem Ballastwasser, das von den Durchflusskontrollventilen (3) zugeführt wird; einen Gas-/Flüssigkeitsabscheider (5), der dazu eingerichtet ist, Wasserstoffgas, das als Rückstandsprodukt während der Erzeugung des Natriumhypochlorit in dem Elektrolysemodul (4) aus dem Ballastwasser erzeugt wird, abzutrennen; eine Gebläseeinrichtung (6), die dazu eingerichtet ist, dem Gas-/Flüssigkeitsabscheider (5) Außenluft zuzuführen und das abgetrennte Wasserstoffgas zu verdünnen; einen automatischen Injektor (11), der dazu eingerichtet ist, das Natriumhypochlorit, aus dem das Wasserstoffgas durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider (5) entfernt wurde, einer Meerwasserzulaufleitung (20) zuzuführen, die mit einem Ballasttank (13) verbunden ist; ein Salinometer (8), das dazu eingerichtet ist, das Natriumchlorid (NaCI) des Ballastwassers, das in den Ballasttank (13) durch die Meerwasserzulaufleitung (20) fließt, zu messen; eine Durchflussmesseinrichtung (9), die dazu eingerichtet ist, die Durchflussmenge des Ballastwassers, das durch die Meerwasserzulaufleitung (20) in den Ballasttank (13) fließt, zu messen; eine Chlormesseinrichtung (10), die in der Meerwasserzulaufleitung (20) angeordnet ist, und eine Chlormesseinrichtung (16), die in der Meerwasserauslassleitung (21) angeordnet ist, und die dazu eingerichtet sind, einen Chlorüberschuss des Ballastwassers zu messen, in das das Natriumhypochlorit injiziert wird; eine Injektionsdüse (14), die dazu eingerichtet ist, ein Reduktionsmittel zu injizieren, das das überschüssige Chlor in dem Ballastwasser neutralisiert, das durch die Meerwasserauslassleitung (21) zum Zeitpunkt des Auslassens des Ballastwassers ins Meer geführt wird; einen Mikroblasengenerator (18), der dazu eingerichtet ist, das Reduktionsmittel und das von der Meerwasserauslassleitung (21) abgezweigte Ballastwasser zu mischen, um Mikroblasen zu formen und die Mikroblasen der Injektionsdüse (14) zuzuführen, wobei das überschüssige Chlor entfernt wird; eine Injektionspumpe (15), die dazu eingerichtet ist, die Durchflussmenge des Reduktionsmittels, das von dem Mikroblasengenerator (18) zugeführt wird, unter der Steuerung der Steuereinrichtung (12) anzupassen und die angepasste Durchflussmenge an Reduktionsmittel zuzuführen; einen Reduktionsmittelspeichertank (17), der dazu eingerichtet ist, das Reduktionsmittel zu speichern, das mittels der lnjektionspumpe (15) daraus ausgelassen wird; einen Wirbelgenerator (19), der in der Meerwasserauslassleitung (21) am hinteren Ende der Injektionsdüse (14) angeordnet ist, um Wirbel zu erzeugen, die die Neutralisierungsreaktion des Reduktionsmittels unterstützen; eine Chlormesseinrichtung (16), die in der Meerwasserauslassleitung (21) am hinteren Ende des Wirbelgenerators (19) angeordnet ist, um die Gesamtmenge an überschüssigem Chlor in dem Ballastwasser zu messen, das schließlich ausgelassen wird, und um einen Unbedenklichkeitsgrad des Ballastwassers zu messen; eine Steuereinrichtung (12), die dazu eingerichtet ist, Daten von dem Salinometer (8), der Durchflussmesseinrichtung (9) und der Chlormesseinrichtung (10) zu empfangen und die Meerwasserversorgungspumpe (2), die Durchflusskontrollventile (3) und das Elektrolysemodul (4) mit den empfangenen Daten zu steuern, damit lediglich eine gewünschte Menge an Natriumhypochlorit in das Ballastwasser injiziert wird, das in den Ballasttank (13) fließt, und die geeignet ist, Daten von der Chlormesseinrichtung (10) in der Meerwasserzulaufleitung (20) zu empfangen, um eine Reduktionsmittelmenge zu bestimmen, und Daten von der Chlormesseinrichtung (16) in der Meerwasserauslassleitung (21) zu empfangen, die einen Unbedenklichkeitsgrad des Ballastwassers misst, und den Mikroblasengenerator (18) und die Injektionspumpe (15) mit den empfangenen Daten zu steuern, um das Reduktionsmittel, das das Natriumhypochlorit neutralisiert, in das Ballastwasser zu injizieren, das ins Meer ausgelassen wird, und um lediglich eine gewünschte Menge an Chlorüberschuss im Ballastwasser zu haben.
Verfahren zur Behandlung von Ballastwasser, das die folgenden Schritte aufweist: Ermöglichen des Flusses des Ballastwassers (bei einem Schritt S100); Filtern von Wassermikroorganismen aus dem fließenden Ballastwasser (bei einem Schritt S101); Anpassen der Durchflussmenge des Ballastwassers, damit sie einer gewünschten Menge an Chlorüberschuss entspricht, mittels einer Meerwasserversorgungspumpe (2) und Durchflusskontrollventilen (3) unter der Steuerung einer Steuereinrichtung (12) und Zuführen der angepassten Durchflussmenge an Ballastwasser zu einem Elektrolysemodul (4) (bei einem Schritt S102); Anpassen der Natriumhypochloritkonzentration in dem Ballastwasser, das dem Elektrolysemodul (4) zugeführt wird, um eine gewünschten Menge an überschüssigem Chlor zu erhalten, und Erzeugen des in seiner Konzentration angepassten Natriumhypochlorits, während eine Strommenge unter der Steuerung der Steuereinrichtung (12), an die die Daten aus der Messung von Salz, Durchflussmenge und Chlorrückstand in dem Ballastwasser gesendet werden (bei einem Schritt S103), angepasst wird; Abtrennen von in dem Natriumhypochlorit enthaltenem Wasserstoffgas, das in dem Elektrolysemodul (4) erzeugt wurde (bei einem Schritt S104); Zuführen des Natriumhypochlorits, aus dem das Wasserstoffgas entfernt wurde, zu dem Ballastwasser, das in einen Ballasttank (13) fließt, und Desinfizieren des Ballastwassers (bei einem Schritt S105); Speichern des desinfizierten Ballastwassers in dem Ballasttank (13) (bei einem Schritt S106); Steuern einer Reduktionsmittelmenge, die der gewünschten Menge an überschüssigem Chlor entspricht, Mischen der geregelten Menge an Reduktionsmittel mit einer vorbestimmten Menge an Ballastwasser, um Mikroblasen aus dem Gemisch bzw. der Mixtur zu formen, Injizieren der Mikroblasen in das Ballastwasser und Durchführen eines Reduktionsprozesses für das Ballastwasser unter der Steuerung einer Steuereinrichtung (12), an die die Daten über die in dem Ballastwasser gemessene Menge an Chlorüberschuss, das aus dem Ballasttank (13) auf die Außenseite eines Schiffes ausgelassen wird, gesendet werden (bei einem Schritt S107); Erzeugen von Wirbeln in dem Ballastwasser, mit dem das Reduktionsmittel vermischt wird, um zu ermöglichen, dass der Reduktionsprozess für das Ballastwasser beschleunigt wird (bei einem Schritt S108); und Auslassen des Ballastwassers ins Meer (bei einem Schritt S109), wobei das Verfahren weiterhin den Schritt des kontinuierlichen oder intermittierenden Zirkulierens oder Umwälzens einer vorbestimmten Menge an Natriumhypochlorit zu dem Elektrolysemodul (4) aufweist, dessen Aktivierung anhält und die Verschmutzung des Elektrolysemoduls (4) verhindert (bei einem Schritt S110) nach dem Schritt des Speicherns des desinfizierten Ballastwassers in dem Ballasttank (13) (bei Schritt S106).
Verfahren zur Behandlung von Ballastwasser, das folgende Schritte umfasst: Filtern von Wassermikroorganismen aus dem fließendem Ballastwasser (bei einem Schritt S100'); Speichern des Ballastwassers, aus dem die schädlichen Substanzen entfernt wurden, in einem Ballasttank (13) (bei einem Schritt S101'); Anpassen der Durchflussmenge des Ballastwassers, damit sie einer gewünschten Menge an Chlorüberschuss entspricht, mittels einer Meerwasserversorgungspumpe (2) und Durchflusskontrollventilen (3) unter der Steuerung einer Steuereinrichtung (12) und Zuführen der angepassten Durchflussmenge an Ballastwasser zu einem Elektrolysemodul (4) (bei einem Schritt S102'); Anpassen der Konzentration von Natriumhypochlorit in dem Ballastwasser, das dem Elektrolysemodul (4) zugeführt wird, um der gewünschten Menge an überschüssigem Chlor zu entsprechen, und Erzeugen des konzentrationsangepassten Natriumhypochlorits, während eine Strommenge unter der Steuerung der Steuereinrichtung (12), an die die Daten der Messung von Salz, Durchflussmenge und Chlorrückstand in dem Ballastwasser gesendet werden (bei einem Schritt S103'), angepasst wird; Abscheiden bzw. Abtrennen des in dem Natriumhypochlorit enthaltenen Wasserstoffgases, das in dem Elektrolysemodul (4) erzeugt wurde (bei einem Schritt S104'); Zuführen des Natriumhypochlorits, aus dem das Wasserstoffgas entfernt wurde, zu dem Ballastwasser, das entlang einer Meerwasserauslassleitung (21) fließt, die zur Außenseite eines Schiffes hinausführt, in einen Ballasttank (13), und Desinfizieren des Ballastwassers (bei einem Schritt S105'); Erzeugen von ersten Wirbeln in dem Ballastwasser, das Rückstände von Natriumhypochlorit aufweist (bei einem Schritt S106'); Steuern einer Reduktionsmittelmenge, die der gewünschten Menge an überschüssigem Chlor entspricht, Mischen der gesteuerten Reduktionsmittelmenge mit einer vorbestimmten Menge an Ballastwasser, um Mikroblasen aus dem Gemisch zu bilden, Injizieren der Mikroblasen in das Ballastwasser und Durchführen eines Reduktionsprozesses für das Ballastwasser unter der Steuerung der Steuereinrichtung (12), an die die Daten über die Chlorrückstandsmenge, die in dem Ballastwasser gemessen wird, das aus dem Ballasttank (13) nach außerhalb des Schiffes ausgeleitet wird (bei einem Schritt S107'), gesendet werden; zweites Erzeugen von Wirbeln in dem Ballastwasser, zu dem das Reduktionsmittel gemischt wurde, um zu ermöglichen, dass der Reduktionsprozess für das Ballastwasser beschleunigt wird (bei einem Schritt S108'); Auslassen des Ballastwassers ins Meer (bei einem Schritt S109'), wobei das Verfahren weiterhin den Schritt des kontinuierlichen oder intermittierenden Zirkulierens bzw. Umwälzens einer vorbestimmten Menge an Natriumhypochlorit zu dem Elektrolysemodul (4) aufweist, dessen Aktivierung anhält und die Verschmutzung des Elektrolysemoduls (4) verhindert (bei einem Schritt S110') nach dem Schritt des Auslassens des Ballastwassers ins Meer (bei Schritt S109').
Verfahren zur Behandlung von Ballastwasser, das folgende Schritte aufweist: Ermöglichen des Flusses von Ballastwasser (bei einem Schritt S100''); Filtern von Wassermikroorganismen aus dem fließenden Ballastwasser (bei einem Schritt S101''); wahlweises Ermöglichen des Flusses von temperierten Meerwasser aus einer Meerwasserleitung (22) vor dem Wärmeaustausch und von einer Meerwasserleitung (23) nach dem Wärmeaustausch (bei einem Schritt S102''); Filtern von Wassermikroorganismen aus dem fließenden gekühlten Meerwasser (bei einem Schritt S103''); Anpassen der Durchflussmenge des temperierten Meerwassers, um einer gewünschten Menge an überschüssigem Chlor zu entsprechen, mittels einer Meerwasserversorgungspumpe (2) und Durchflusskontrollventilen (3) unter der Steuerung einer Steuereinrichtung (12) und Zuführen der angepassten Durchflussmenge an temperiertem Meerwasser zu einem Elektrolysemodul (4) (bei einem Schritt S104''); Anpassen der Konzentration von Natriumhypochlorit in dem temperierten Meerwasser, das dem Elektrolysemodul (4) zugeführt wird, um der gewünschten Menge an überschüssigem Chlor zu entsprechen, und Erzeugen des konzentrationsangepassten Natriumhypochlorits, während eine Strommenge unter der Steuerung einer Steuereinrichtung (12) angepasst wird, an die die Daten über die Messung von Salz, Durchflussmenge und Chlorrückstand in dem temperierten Meerwasser gesendet werden (bei einem Schritt S105''); Abscheiden bzw. Abtrennen von dem in dem Natriumhypochlorit vorhandenen Wasserstoffgas, das in dem Elektrolysemodul (4) erzeugt wurde (bei einem Schritt S106''); Zuführen des Natriumhypochlorits, aus dem das Wasserstoffgas entfernt wurde, zu dem Ballastwasser, das in einen Ballasttank (13) fließt, und Desinfizieren des Ballastwassers (bei einem Schritt S107''); Speichern des desinfizierten Ballastwassers in dem Ballasttank (13) (bei einem Schritt S108''); Steuern einer Reduktionsmittelmenge, um der gewünschten Menge an überschüssigem Chlor zu entsprechen, Mischen der gesteuerten Reduktionsmittelmenge mit einer vorbestimmten Menge von Ballastwasser, um Mikroblasen aus dem Gemisch zu bilden, Injizieren der Mikroblasen in das Ballastwasser und Durchführen eines Reduktionsprozesses für das Ballastwasser unter der Steuerung einer Steuereinrichtung (12), an die die Daten über die Menge an Chlorrückstand, die in dem Ballastwasser gemessen wird, das von dem Ballasttank (13) an das Äußere eines Schiffes ausgelassen wurde (bei einem Schritt S109'') gesendet werden; Erzeugen von Wirbeln in dem Ballastwasser, zu dem das Reduktionsmittel gemischt wurde, um zu ermöglichen, dass der Reduktionsprozess für das Ballastwasser beschleunigt wird (bei einem Schritt S110''); Auslassen des Ballastwassers ins Meer (bei einem Schritt S111''), wobei das Verfahren weiterhin den Schritt des kontinuierlichen oder intermittierenden Zirkulierens bzw. Umwälzens einer vorbestimmten Menge an Natriumhypochlorit zu dem Elektrolysemodul (4) umfasst, dessen Aktivierung anhält und die Verschmutzung des Elektrolysemoduls (4) verhindert (bei einem Schritt S112'') nach dem Schritt des Speicherns des desinfizierten Ballastwassers in dem Ballasttank (13) (bei Schritt S108'').