NO319028B1

NO319028B1 - Vaeske-rornettkrets, fremgangsmate for behandling av en vaeske deri samt en anordning for dette.

Info

Publication number: NO319028B1
Application number: NO19980220A
Authority: NO
Inventors: Edward Emyr Williams; Peter William Nickson; Brent Roland Knox-Holmes; Robert Wainwright
Original assignee: Petreco Int Ltd
Priority date: 1995-07-19
Filing date: 1998-01-16
Publication date: 2005-06-06
Also published as: DE69608448D1; GB2326113B; GB9514830D0; GB2303316B; US6183646B1; NO980220D0; CA2227206A1; DK0843650T3; NO980220L; ES2148788T3; BR9609772A; EP0843650A2; KR19990029085A; WO1997003926A2; AU6941596A; AU709442B2; WO1997003926A3; JPH11510089A; GB2303316A; DE69608448T2

Description

Foreliggende oppfinnelse omfatter væske-rørkrets for strøm av væske som krever behandling samt en fremgangsmåte for behandling av en væske i en væske-rørnettkrets med et behandlingsadditiv som har en behandlingseffektivitet som avtar med tiden etter hvert som væsken strømmer langs rømettkretsen.

Regulering av forråtnelse i anlegg hvor det benyttes prosessvann har vært et problem i lang tid. Makroorganismer, såsom arter av muslinger, inklusive sebramuslinger, som finnes i sjøvann og i ferskvannskilder, f.eks. Great Lakes, er blitt notoriske kilder for biologisk forurensning. Med sin evne til å vokse voldsomt og i stor konsentrasjon har muslinger, inklusive sebramuslinger, blitt kjent for full-stendig å blokkere og lukke vanninnløpsrør med stor diameter for kjølesystemene til hovedkraftverk ved sjøen og ved innsjøer. Skjønt mindre notorisk, kan mikro-organisme-forråtnelse være like brysomt. En slik forurensning kan redusere varmeoverføring gjennom røranlegget og redusere strømmen av vann gjennom rørene i varmevekslere og derved nedsette deres evne til å slippe ut varme i vannet. I tillegg kan en slik forurensning på ugunstig måte endre permeabiliteten til filtere (og mer spesielt permeabiliteten til de filtreringsmedier som inneholdes i filterne). Dessuten genererer makroorganismer og mikroorganismer inne i rør-ledningssystemer kjemiske avfallsprodukter som induserer og fremmer kjemisk korrosjon i systemene. Dette fenomen, vanlig kjent som mikrobiologisk indusert korrosjon, angriper den strukturelle integritet i rørledningssystemer.

Diverse teknikker er blitt foreslått for å forhindre eller i det minste redusere biologisk forurensning, men alle har hatt sine begrensninger. Blant de tidlige for-søk var anvendelse av kraftige doser av klor-ioner som biocid for å drepe organismene. Selv om denne løsning ga det ønskelige resultat med hensyn til å des-infisere vannet, ble det også produsert uønsket overskudd av underklorsyrling som selv angrep den strukturelle integritet i rørledningssystemet.

Mer nylig er det blitt uttrykt miljømessig bekymring angående de høye doser av klor og spesielt utslipp av resterende (eller uomsatt) klor og slike reaksjons-produkter som trihalogenmetaner, fra rørledningssystemet tilbake til økologien.

Likeledes er det blitt foreslått høye doser av kobber-ioner som et biocid. I likhet med for klor oppviser utslipp tilbake til økosystemet av store mengder av rest-kobber-ioner en signifikant miljømessig bekymring. I tillegg er det funnet at minst visse mikroorganismer har gitt respons på kobber-ion-behandling ved å utvikle en grad av resistens overfor dette biocid. Kobber-ion alene ansees effektivt bare mot makrofor-råtnelse. Videre blir typisk elektrolyseceller som benytter kobberelektroder anvendt for å generere kobber-ionene, og disse elektroder erfarer en høy rate av ofringstap ved generering av det nødvendige doseringsnivå av ioner.

Et mer nylig og mer lovende forslag ble i felleskap utviklet av noen av opp-finnerne av foreliggende oppfinnelse i deres US-patent nr. 4.869.016, som herved inkorporeres ved referanse. Nevnte patent beskriver den synergistiske effekt av lavdosenivåer av klor-ioner anvendt i tilknytning til lavdosenivåer av kobber-ioner for å danne et behandlingsadditiv som er tilstrekkelig til temporært å stresse eller desorientere (men ikke "nødvendigvis" drepe) både makroorganismer og mikroorganismer slik at de passererer gjennom rørledningsystemet i et anlegg uten å feste seg til systemet. Da de er i lav dose, representerer klor- og kobber-ionene som genereres ved denne teknikk signifikant mindre miljømessig bekymring enn de tidligere teknikker. Så vellykket som dette kombinerte ionebehandlingsforslag kan ha vært, så led det fremdeles av begrensninger ved anvendelse på store anlegg. Kombinert ionebehandling er effektivt for bare relativt kort tids varighet (f.eks. 30 min.). Derfor, hvis kombinert ionebehandling anvendes bare ved vann-inntaket til rørledningssystemet i et stort anlegg, så er behandlingen effektiv for bare en del av vandringen til organismene gjennom rørledningssystemet. Forråtnelse kan da opptre i nedstrømsdelen i rørledningssystemet for hvilket behandlingseffektivitet er gått tapt. I motsatt fall krever anvendelse av kombinert ionebehandling ved tallrike punkter langs rørledningssystemet et tilsvarende antall kilder for ionegenerering, f.eks. elektrolytiske celler for generering av behandlings-ionene, med resulterende økede kapitalomkostninger og driftsutgifter, og kan resultere i en miljømessig uakseptabel oppbygning av visse av ionene ved utslipp.

Blant de anlegg som ikke behandles adekvat med hensyn på biologisk forurensning ved disse teknikker som er kjent fra tidligere, er avsaltingsanlegg. Disse anlegg anvender semipermeable membraner for omvendt osmose for å fjerne uorganiske ioner, f.eks. salt, fra sjøvann eller ferskvanns-saftoppløsninger. Imidlertid har biologiske organismer som føres avgårde med sjøvannet og med saltvann tendens til å vokse på de semipermeable membraner i disse celler, noe som forårsaker at de mister permeabilitet og således mister saltfjerningseffek-tivitet. Denne tapte effektivitet har til tider overskredet 50%, hvilket reduserer f riskvannsproduksjon eller krever ytterligere produksjonskapasitet. Typisk har behandling av biologisk forurensning i slike anlegg form av å tilsette høydose-' nivåer av klor-ioner ved innløpet til rørledningssystemet. Selv om dette kan des-infisere vannet for organismer, kan høydosenivået av klor selv i noen tilfeller reagere kjemisk med miljøet og på uheldig måte påvirke dets permeabilitet. Videre er generering av høydosenivåer av klor kostbart hva angår kapitalutstyr som kreves og driftsutgifter, og det å kvitte seg med slike mengder av klor kan by på miljømessige problemer.

Et annet vanskelig problem ved biologisk forurensning presenteres av marine brannvannssystemer. Disse systemer finnes ombord på skip, offshore-olje-feltrigger og i produksjons- og lagringsfasiliteter; og de tar form av ring-hovedlinje med brannsluknings-sprinkleranlegg og oversvømmelsessystem som benytter sjøvann som konstant fylles inn under trykk i systemet. Over tid gror de biologiske organismer i vannet, hvilket stimulerer produksjon av korrosjonsprodukt og blokkerer rørledningssystemet og derved forhindrer vannpåfylling når det trenges. Systemer i henhold til teknikkens stand trengte et konstant, relativt lite volummessig utslipp av sjøvann fra systemet og levering av høydosenivåer av klor ved vann-inntaket til systemet. Imidlertid forårsaker og forsterker klor ved disse nivåer korrosjon på rørledningssystemet og presenterer miljømessige problemer ved utslipp. Andre forslag til å løse dette problem inkluderer anvendelse av høylegert messing, f.eks. Admiralty Brass, som materiale for konstruksjon av rørledningssystemet. Slike materialer lekker kobber-ioner for å forsinke biologisk vekst, men er kostbare og vanskelige å installere.

Andre biologiske forurensningsproblemer oppstår i anlegg som har tallrike punkter som krever behandling av biologisk forurensning, f.eks. kraftverk som har en rekke varmevekslere arrangert i parallell strømning, og injeksjonsapparatur for oljefeltvann for injisering av behandlet vann inn i en vannbærende formasjon i et hydrokarbonreservoar, og som har en rekke filterenheter i serie eller i parallell-strømarrangement. Den typiske behandlingsmetode i henhold til teknikkens stand for slike flerbehandlingspunktanlegg er å levere en stor dose klor til rørlednings-inntaket til anlegget, hvorved det også leveres klor på samme tid ved eller over de ønskede effektive doseringsnivåer til alle de tallrike behandlingspunkter ned-strøms for rørledningsinnløpet. På grunn av tapet av behandlingseffektivitet av klor over tid må doseringsnivået for klor ved innløpet i enkeltpunkts-behandlings-systemer være høyt nok slik at det er nok klor igjen til å være effektivt ved det behandlingspunkt som er lengst bort fra inntaket. Imidlertid krever denne løsning tilveiebringelse av store mengder klor ved innløpet med resulterende høye kapitalomkostninger og driftsomkostninger og eksponerer rørledningssystemet for høye nivåer av høy-reaktive klor-ioner.

Foreliggende oppfinnelse omfatter en væske-rørnettkrets for strøm av væske som krever behandling med et behandlingsadditiv som har en behandlingseffektivitet som avtar med tiden etter hvert som væsken strømmer langs rør-nettkretsen, og en sluttbruksanordning (21,105, 317, 319) langs kretsen som benytter væsken, kretsen omfatter

rørnett (5,111, 206, 305) som har et inntak (7,109, 207, 307) til en kilde (3, 103) for væske som krever behandling med et prosess behandlingsadditiv;

en pumpe (11,211, 309) som transporterer væsken langs rørnettet (5, 111, 206, 305); og

minst én sluttbruksanordning (21, 105, 317, 319), forbundet til rørnettet (5, 111, 206, 305) som benytter væsken;

kjennetegnet ved at kretsen videre omfatter:

en kilde (26,125, 225, 325) for behandlingsadditiv;som er utsatt for å tape sin behandlingseffektivitet etter hvert som tiden går, anordninger for å levere behandlingsadditivet til minst to punkter langs rørnettet (5, 111, 206, 305), idet det første er tilstøtende til inntaket (7, 109, 207, 307) og det andre er oppstrøms for sluttbruksanordningen (21,105, 317, 319);

strømforbindere (29,129, 229, 329) som strekker seg mellom kilden (26, 125, 225, 325) til behandlingsadditiv og punktene langs rørnettet (5,111, 206, 305); og

en doseringsanordning for selektiv og sekvensiell levering av doser av behandlingsadditivet til punktene langs rørnettet (5,111, 206, 305) via strøm-ningsforbinderne (29,129, 229, 329),

der behandlingsadditivet er valgt fra gruppen som består av

a) kobberioner og klor; b) klor, vanligvis i form av hypokloritt; c) et generisk oksidasjonsmiddel med eller uten kobberioner, slik som

hydrogenperoksid eller ozon.

Videre omfatter oppfinnelsen en fremgangsmåte for behandling av en væske i en væske-rørnettkrets med et behandlingsadditiv som har en behandlingseffektivitet som avtar med tiden etter hvert som væsken strømmer langs rørnettkretsen, idet rørnettkretsen inkluderer en sluttbruksanordning (21, 105, 317, 319) som benytter væsken, der fremgangsmåten omfatter: å tilveiebringe væskerørnett (5,111, 206, 305) som har et inntak (7, 109, 207, 307) til en kilde (3,103) for væske som skal behandles med et behandlingsadditiv som har en behandlingseffektivitet som avtar med tiden, og minst en sluttbruksanordning (21,105, 317, 319) som benytter væsken;

kjennetegnet ved at fremgangsmåten videre inkluderer trinnene:

levering av behandlingsadditiv fra en kilde (26,125, 225, 325) derav i doser til minst to punkter langs rørnettet (5,111, 206, 305), idet det første er tilstøtende til inntaket (7,109,207, 307) og det andre er tilstøtende til sluttbruksanordningen (21, 105, 317, 319); og selektiv og sekvensiell levering av doser av behandlingsadditivet til det første punkt langs rørnettet (5, 111, 206, 305) og deretter til det andre punktet; der behandlingsadditivet er valgt fra gruppen som består av a) kobberioner og klor; b) klor, vanligvis i form av hypokloritt; c) et generisk oksidasjonsmiddel med eller uten kobberioner, slik

som hydrogenperoksid eller ozon.

Foreliggende oppfinnelse omfatter videre en anordning for å behandle prosessvæske som strømmer i en væske-rørnettkrets ifølge krav 1, kjennetegnet ved at anordningen omfatter

en doseringsutleveringsmekanisme for å motta behandlingsadditiv fra en kilde (125, 325) for dette; der nevnte behandlingsadditiv er valgt fra gruppen som består av

a) kobberioner og klor; b) klor, vanligvis i form av hypokloritt; c) et generisk oksidasjonsmiddel med eller uten kobberioner, slik

som hydrogenperoksid eller ozon;

strømforbindere (129, 329) som strekker seg mellom doserings- utlever-ingsmekanismen og punkter langs rørnettet (111, 305);

hvor doseringsutleveringsmekanismen inkluderer ventilsystem (133) for selektiv og sekvensiell dirigering av en forutbestemt dose av behandlingsadditivet fra kilden (125, 325) for dette til minst en forutbestemt strømforbinder (129, 329) i

et forutbestemt tidsrom, og en leveringsinnretning for å la behandlingsadditivet strømme langs strømforbinderen under trykk til det respektive punkt langs rørnettet (111,305); og

et styringsorgan (131, 331) som styrer driften av ventilsystemet (133) for selektiv og sekvensiell levering av nevnte forutbestemte dose.

Fig. 1 er et flytdiagram for et avsaltingsanlegg, som viser strømmen av vann etter de forskjellige filtreringsstasjoner og anvendelse av reduksjonsbehandling av biologisk forurensning i henhold til oppfinnelsen; Fig. 2 er et flytdiagram for et kraftverk beliggende ved en innsjø eller et hav, som viser strømmen av kjølevann etter de forskjellige varmeoverføringsenheter og anvendelse av reduksjonsbehandling av biologisk forurensning i henhold til oppfinnelsen; Fig. 3 er et flytdiagram for et oljefelt-vanninjeksjonsanlegg, som viser strømmen av vann etter de forskjellige filtreringsstasjoner og anvendelsen av reduksjonsbehandling av biologisk forurensning i henhold til oppfinnelsen; og Fig. 4 er et flytdiagram for et brannvannsystem som viser strømmen av vann til sprinklerhodene og oversvømmelsesinnretninger og anvendelse av reduksjonssystem for biologisk forurensning i henhold til oppfinnelsen.

Tilsvarende referansetall indikerer tilsvarende deler i de forskjellige riss på tegningene.

Under henvisning til fig. 1 i tegningene er det generelt indikert ved 1 et avsaltingsanlegg for behandling av råvann 3, f.eks. sjøvann eller saltholdig vann, for å fjerne uønsket organisk og uorganisk materiale slik at det fremstilles ferskvann eller drikkevann. Slike anlegg er ofte beliggende i områder, f.eks. Midtøsten, som har lite eller intet ferskvann, men lett tilgang til sjøvann.

Avsaltingsanlegg 1 omfatter rørledning 5 som strekker seg fra et inntak 7 i kommunikasjon med en kilde for råvann som skal behandles til et utløp 9 som slipper ut friskt vann. En pumpe 11 er tilveiebragt for løfting av råvannet fra inntaket og trykksettning av vannet i rørledningen 5 for å fjerne det til utløpet. Ved punkter langs og i fluidkommunikasjon med rørledningen er en rekke filtreringsstasjoner for fjerning av de uønskede organiske og uorganiske materialer. Avsaltningsanlegget inkluderer ett eller flere første grove filtere 13, f.eks. et filtersjikt med sandmedium, for å fjerne relativt store partikler som er suspendert i råvannet. Dette følges av ett eller flere filtere 15 for fjerning av organisk materiale, f.eks. et filter med sjikt av aktivkullmedium, for fjerning av olje og lignende materiale. Dette følges av ett eller flere patronfiltere 17 og et ultrafiltreringsfilter 19 for fjerning av små suspenderte materialer fra råvannet. Slutt-filtrering gjøres med en celle for omvendt osmose 21 som benytter et membranmedium 23 for omvendt osmose som blokkerer strømmen av oppløste uorganiske ioner, f.eks. K+, Cl-, Na+ og OH-, etter membranen mens strømmen av friskt vann får gå gjennom membranen. En høytrykkspumpe 25 skaper tilstrekkelig vanntrykk på oppstrøms-siden av membranen til å overvinne det osmotiske trykk over membranmediet 23.

Som beskrevet tidligere, er det oppstått problemer ved drift av tidligere kjente avsaltingsanlegg (og mer spesielt ved drift av membranmedier i disse anlegg) som i stor grad reduserer deres effektivitet. Råvannet som skal behandles, inneholder ikke bare uønsket organisk og uorganisk materiale og oppløste ioner, men også biologiske mikroorganismer som har tendens til å vokse på oppstrøms-flaten av membranmediet og derved på uheldig måte innvirke på permeabiliteten tii mediet og dets filtre ri ngseffekti vitet. Løsningen i henhold til teknikkens stand for behandling av denne biologiske vekst er å tilveiebringe en sterk dose av klor (f.eks. et doseringsnivå på 1-2 ppm) til vannet oppstrøms for cellen for omvendt osmose. Imidlertid kan det hende at konstruksjonsmaterialet i membranmediet reagerer kjemisk med klor ved disse konsentrasjonsnivåer og forårsaker akkurat den type problem (d.v.s. endring i membranpermeabilitet) som klor, delvis, var ment å skulle overvinne.

Reduksjonsapparaturen for biologisk forurensning som vist i fig. 1 omfatter en passende kilde for behandlingsadditiv, f.eks. doseringskammer 25, for inn-føring av behandlingsadditiv ved et forutbestemt doseringsnivå inn i behandlings-vann, idet en sidestrøm 27 tilfører vann til doseringskammeret, strømningsforbind-ere (kollektivt indikert ved 29) som strekker seg mellom doseringskammeret og punkter langs råvannrørledningen, et kontrollpanel eller en styringsanordning 31 for styring av driften av doseringskammeret, og ventiler (kollektivt indikert ved 33) anbragt langs strømningsforbinderne for å operere i såkalt sekvensiell målrettet doseringsmodus som leverer behandlingsadditiv med forutbestemt sammensetning til utvalgte punkter langs rørledningen ved forutbestemte tidspunkter og i forutbestemte konsentrasjoner for forsterket effektivitet av behandling for biologisk forurensning.

Behandlingsadditivet omfatter oksydasjonsmidler, f.eks. hydrogenperoksyd, ozon eller klor, og kan inkludere kobber-ioner. Kobber-ionene kan bli oppnådd fra kobberløsninger, f.eks. kobbersulfat eller kobbercitrat, eller fra en elektrolysecelle. Én akseptabel celleutforming for å produsere både kobber- og klor-ioner er generelt beskrevt og vist i US-patent nr. 4.869.016, og dette patent beskriver videre de synergistiske effekter ved disse materialer på behandling av biologisk forurensning. I tillegg beskriver US-patent nr. 5.292.405 en såkalt senter-tapp-versjon av denne type elektrolysecelle. Det beskriver ioner, men produserer ikke en elektrisk ladning på vannet.

Styringsorganet 31 er et programmert logisk kontrollorgan (eller PLC = programmed logic controller) som overvåker og styrer doseringsnivåene av oksydasjonsmidlet, og etter behov, kobber-ionene ved doseringskammeret for å gi behandling av de biologiske organismer ved høye nivåer av effektivitet. Et typisk doseringsnivå for oksydasjonsmiddel er 50 ppb- eller \ ig/\ (10"<6>og for kobber-ioner 5 jig/l. Styringsorganet overvåker og styrer videre driften av doseringskammeret 31 og ventilene 33 i strømningsforbinderne 29 for å levere behandlingsadditivet i en sekvensiell målrettet doseringsmodus, såvel som for en operasjonell oppgave-syklus ikke lenger enn hva som kreves for effektiv behandling. I denne henseen-de er visse behandlingsanvendelser for biologisk forurensning funnet å kreve anvendelse av behandlingsadditiv for så lite som 2 timer pr. dag.

I drift mottar apparaturen for reduksjon av biologisk forurensning sidestrøm-men av vann 27, fortrinnsvis tatt nedstrøms for minst ett av filterne, innfører behandlingsadditivet i strømmen og leverer behandlingsadditivet som inneholdes i vannet, til de forskjellige punkter langs rørledningen 5 hvor utstyr krever behandling for biologisk forurensning. I avsaltningsanlegget i fig. 1 mottar rørlednings-inntaket 7 behandlingsadditiv som omfatter både oksydasjonsmiddel og kobber-ioner for å beskytte innløpet og rørledningen som strekker seg til pumpen 11. Ved pumpen leveres behandlingsadditiv igjen, men det er ikke nødvendig at det omfatter både oksydasjonsmiddel og kobber-ioner. Selv om effektiviteten av oksydasjonsmidlet avtar med hensyn til tid etterhvert som vannet strømmer langs rør-ledningen og må bli fylt opp igjen for effektiv behandling, oppløses generelt ikke kobber-ionene og forblir til stede og effektive under hele passeringen av vannet gjennom rørledningen til cellen 21 for omvendt osmose hvor de blir fjernet. På samme måte leveres behandlingsmiddel i form av oksydasjonsmiddel oppstrøms for sandfilteret 13, organisk fjerningsfilter 15, patronfilter 17, ultrafiltreringsfilter 19 og membran 21 for omvendt osmose. Med anvendelse av sekvensiell målrettet dosering er konsentrasjonen av oksydasjonsmidlet, når det har form av klor-ioner, så lav at det ikke er noen kjemisk reaksjon med membranen 23, og det byr ikke på noen miljømessige problemer. Reduksjonsapparatet for biologisk forurensning og teknikker i henhold til foreliggende oppfinnelse opprettholder membranen 23 for omvendt osmose fri for biologisk forurensning og opprettholder drift ved optimal permeabilitet samtidig som det benyttes utstyr med liten kapasitet som opererer med lave omkostninger. Et ytterligere gode ved foreliggende oppfinnelse er den forsterkede effektivitet ved driften av filterne oppstrøms for membranen 21 for omvendt osmose. Disse membraner er også utsatt for biologisk vekst, og behandlingsadditivet virker som et membranbeskyttelseshjelpemiddel for å inhibere biologisk vekst på miljøet og opprettholde filterytelse.

Det refereres nå til fig. 2, hvor det er vist et anlegg, f.eks. et kraftverk generelt indikert ved 101, som mottar kjølevann fra en kilde av råvann 103 fra en slik kilde som en innsjø eller havet for å avkjøle varmegenererende innretninger ved

én eller flere egnede varmevekslere (kollektivt indikert ved 105). Vannet blir løftet av pumper (ikke vist) ved en enkelt, eller som vist i fig. 2 en multippel stasjon ved en sjøløfte-bai 109 og beveges via rørledning 111 til passasjen (kollektivt indikert ved 113) av varmeoverføringsenhetene. Ofte inneholder dette vann, hva enten det er ferskvann eller sjøvann, biologiske organismer som har tendens til å feste seg til rørledningen 111 og varmeoverføringspassasjen 113 og derved begrense strømmen av vann gjennom passasjen og således begrense overføring av varme. Som beskrevet tidligere, var forslaget i henhold til teknikkens stand for behandling av dette problem med biologisk forurensning kontinuerlig å dosere alt kjølevann med en dosering av klor som var høy nok til at et tilfredsstillende behandlingsnivå for klor forble etterhvert som prosessvannet strømmet forbi varmeoverførings-enhetene. Fordi så meget som 360.000 m^/h kjølevann ble behandlet med klor ved en dosering av 3.000 ppb, var det nødvendig med store elektrolyseceller med evne til å generere 1.000 kg pr. time eller mer av klor.

I motsetning til dette omfatter apparaturen 101 for reduksjon av biologisk forurensning i henhold til fig. 2 et relativt lite doseringskammer 125, med et assosiert styringsorgan 131, og strømningsforbindere (kollektivt indikert ved 129) med fjemstyringsventiler (kollektivt indikert ved 133) som strekker seg mellom doseringskammeret og punkter langs rørledningen. Behandlingsadditiv tilveiebragt ved doseringskammeret blir levert langs strømningsforbindeme 129 til de punkter langs rørledningen som krever behandling for biologisk forurensning. Som vist i fig. 2, er de initielle punkter for behandling fortrinnsvis ved kjølevann-inntakene 109, og de andre pumper for behandling er oppstrøms for varme-overføringsenhetene. Styringsorganet driver doseringskammeret 125 for å levere behandlingsadditiv som omfatter både oksydasjonsmiddel og kobber-ioner, til vanninntakene 109, og behandlingsadditiv som omfatter bare oksydasjonsmiddel til varmeoverføringsenhetene 105. Styringsorganet driver de fjernstyrte ventiler 133 slik at det respektive behandlingsadditiv blir levert ved forhåndsbestemte tidspunkter og i forhåndsbestemte mengder for effektiv behandling av de biologiske organismer. Ved f.eks. bare å anvende sekvensiell målrettet dosering kreves de følgende doser av behandlingsmiddel: f.eks. 750 ppb av oksydasjonsmiddel, og med eller uten 5 ppb av kobber-ioner ved hvert sekvensielle doseringsanlegg.

Det refereres nå til fig. 3, hvor det er vist et behandlingsanlegg for injek-sjonsvann i et oljefelt, generelt indikert ved 201, som omfatter rørleding 205 som strekker seg fra et råvanninntak 207 forbi diverse filtere til en høytrykkspumpe 209 for injeksjon av det behandlede vann nedhulls inn i en formasjon i et hydrokarbonreservoar. En løftepumpe 211 er anbragt ved inntaket og beveger vannet via rørledningen 205 gjennom ett eller flere grovfiltere 213, ett eller flere finfiltere 215, et utluftingstårn 217, en boosterpumpe, et poleringsfilter 219 og til slutt til injek-sjonspumpen 209. Utstyr for kjemisk behandling (ikke vist) er typisk tilveiebragt for å injisere slike kjemikalier som polyelektrolytter, koagulanter, biocider, anti-skummemidler, oksygenfeiemidler og kjelsten-inhibitorer inn i vannet for å behandle vannet før injeksjon. Som ved det tidligere beskrevne avsaltingsanlegg 1 og kraftverket 101, var forslaget i henhold til teknikkens stand om å redusere biologisk forurensning i anlegg av denne type å levere en kontinuerlig, stor dose av klor til råvannet.

Apparaturen for behandling av biologisk forurensning slik den anvendes på vanninjeksjons-anlegget 201 omfatter et doseringskammer 225, styringsorgan 231 og strømningsforbindere (kollektivt indikert ved 229). Ventilene 229 er vist beliggende i tilstøtning til doseringskammeret, og det er meningen at de kan være inne i eller integrert i nevnte innretning. Som beskrevet for apparaturen for behandling av biologisk forurensning som er beskrevet ovenfor for avsaltningsanlegget 1 og kraftverkene 101, leverer apparaturen behandlingsadditiv som omfatter oksydasjonsmiddel og kobber-ioner ved inntak 207 og behandlingsadditiv som omfatter bare oksydasjonsmiddel oppstrøms for de andre behandlingspunkter. Imidlertid, til forskjell fra de tidligere beskrevne anlegg, gjør behandlingsappara-turen 201 synergistisk bruk av utluftingståmet 217. Når en elektrolysecelle anvendes i doseringskammeret 225 for å generere klor-ioner for behandlingsadditivet, genererer cellen også hydrogengass som er innfanget og oppløst i vannet. Hos systemer for reduksjon av biologisk forurensning i henhold til teknikkens stand er mengdene av klor og således av derav resulterende eksplosivt hydrogen så store at det er nødvendig med en ekstra assosiert hydrogen-frakoblingstank. Ved apparaturen genereres det imidlertid langt mindre mengder av klor og hydrogen, og derfor kan hydrogenfrakobling bli utført ved utluftingstanken som allerede er til stede i vanninjeksjonskretsen. Som vist kan denne tank være forsynt med innløp 221 for innføring av luft for å spyle tanken og et avtrekk 223 for fjerning av luft og frigjort hydrogen.

Et brannvannsystem er generelt indikert ved 301 i fig. 4 for bruk til slukking av branner ved utslipp av vann via sprinklerne 317 eller oversvømmingssystemer 319 ombord på et skip, en oljefeltrigg offshore eller et produksjons- og lagrings-anlegg (ikke vist). Systemet omfatter rørledning 305 som har et inntak 307 til råvann, f.eks. sjøvann som inneholder biologiske organismer. En høykapasitets-hovedledning eller primær pumpe 309 tilstøtende til inntaket er tilgjengelig på stand-by-basis til å bli aktivert og operert når det er nødvendig med store mengder sjøvann for å slukke en brann. Hovedpumpen blir operert periodisk på testbasis (f.eks. 1 time pr. uke) for å fastslå systemets opererbarhet. Ellers blir det operert bare i nødsituasjoner.

Imidlertid er det nødvendig å holde systemet fylt med vann under trykk, slik at systemet øyeblikkelig kan gi respons med slukking av en brann og således operere under oppstartingstiden til hovedpumpen i et nødsfall. For å gjøre dette er det tilveiebragt en sekundær kilde med vann under trykk, enten i form av en side-strøm av vann via ledning 311 fra annet trykksatt vann (typisk sjøvann)-service, eller en kontinuerlig drevet såkalt jockey-pumpe 313 med lav kapasitet. Røropp- legget er i strømningskommunikasjon med en rørledningskrets 315 som inkluderer sprinklerne 317 og oversvømmingssystemene 319 forbundet via samlerør (kollektivt indikert som 321). Kretsen inkluderer videre et utløp 323 for kontinuerlig utslipp av vann fra den sekundære kilde.

Flere områder med potensiell biologisk forurensning oppstår i dette system. Et signifikant problem inntreffer ved inntaket 307 og hovedpumpen 309, som er kontinuerlig eksponert for sjøvann og for hvilke det på de fleste tidspunkter ikke er noen bevegelse i vannet, noe som gjør det mulig for den biologiske vekst lett å feste seg til rørledningen 305. Et annet problem med biologisk forurensning oppstår i rørledningen nedstrøms for den sekundære vannkilde og i rørlednings-kretsen 315, noe som gjøres vanskeligere ved den lave strømningshastighet for vann gjennom disse ledninger. Apparaturen for reduksjon av biologisk forurensning retter seg effektivt mot problemer ved biologisk forurensning i disse to områder. Et tredje område som viser biologisk forurensning er i samlerørene 321. Dette problem blir typisk løst ved å drenere samlerørene forvann eller å spyle dem med frisk vann.

Apparaturen for reduksjon av biologisk forurensning omfatter en passende kilde med behandlingsadditiv (f.eks. doseringskammer 325), et assosiert styringsorgan 331, en sidestrøm 327 med vann til doseringskammeret, strømningsfor-bindere (kollektivt indikert ved 329) som strekker seg mellom doseringskammeret og punkter langs rørnettet og rørledningskretsen. Doseringskammeret inkluderer ventiler (ikke vist) for styring av selektiv levering av behandlingsadditiv langs strømningsforbinderne.

Én av strømningsforbinderne strekker seg til inntaket 307. For å hjelpe til med å inneholde behandlingsadditivet ved inntaket strekker en generelt sylindrisk ledeplate eller senkekasse 335 seg rundt inntaket og begrenser strømmen av vann forbi inntaket. En annen av strømningsforbinderne 329 strekker seg til rør-nettet nedstrøms for den sekundære vannkilde undertrykk for å beskytte rørnettet 305 med relativt stor diameter. Ytterligere strømningsforbindere er anbragt ved pumper langs rørledningskretsen 315.

I drift leverer doseringskammeret 325 og strømningsforbinderne 329 behandlingsadditiv som omfatter både oksydasjonsmiddel og kobber-ioner til inntaket 307 og punktet nedstrøms for den sekundære vannkilde. Kammeret og andre strømningsforbindere leverer behandlingsadditiv som omfatter bare oksyda sjonsmiddel til punktene langs rørledningskretsen. Styringsorganet 331 styrer driften av doseringskammeret og det assosierte ventilopplegg for å tilveiebringe behandlingsadditiv med en forhåndsbestemt sammensetning ved en forhåndsbestemt dosering og i et forhåndsbestemt tidsrom for sekvensiell målrettet dosering av behandlingsadditivet. Denne teknikk er spesiell effektiv for marine brann-systemer ved det at det kan være flere rørledningskretser, én for hvert dekk eller gulv på et skip eller en offshore-rigg, idet hver krets har et antall behandlings-tilsetningspunkter.

Selv om det er blitt beskrevet en rekke spesifikke anlegg, nemlig et avsaltingsanlegg 1, et kraftverk 101, et vanninjeksjonsanlegg 201 og marint brannvannsystem 301, ville apparaturen og metoden for reduksjon av biologisk forurensning kunne anvendes i ethvert anlegg hvor det benyttes vann som inneholder biologiske organismer som har tendens til å vokse i disse anlegg og på ugunstig måte påvirke driften. Denne apparatur og fremgangsmåte kan faktisk anvendes sammen med enhver væske, ikke bare vann, som inneholder biologiske organismer som krever behandling, og ethvert anlegg som har ett eller flere styk-ker utstyr, f.eks. sulfatfjerning eller ultrafiltreringsmembraner som krever beskytt-else.

På bakgrunn av det ovenstående vil det sees at de mange fordeler ved oppfinnelsen er oppnådd og de andre fordelaktige resultater også.

Claims

1. Væske-rørnettkrets for strøm av væske som krever behandling med et behandlingsadditiv som har en behandlingseffektivitet som avtar med tiden etter hvert som væsken strømmer langs rørnettkretsen, og en sluttbruksanordning (21, 105, 317, 319) langs kretsen som benytter væsken, kretsen omfatter rørnett (5,111, 206, 305) som har et inntak (7,109, 207, 307) til en kilde (3, 103) for væske som krever behandling med et prosess behandlingsadditiv; . en pumpe (11,211, 309) som transporterer væsken langs rørnettet (5, 111, 206, 305); og minst én sluttbruksanordning (21,105, 317, 319), forbundet til rørnettet (5, 111, 206, 305) som benytter væsken; karakterisert vedat kretsen videre omfatter: en kilde (26, 125, 225, 325) for behandlingsadditiv, som er utsatt for å tape sin behandlingseffektivitet etter hvert som tiden går, anordninger for å levere behandlingsadditivet til minst to punkter langs rørnettet (5,111, 206, 305), idet det første er tilstøtende til inntaket (7, 109, 207, 307) og det andre er oppstrøms for sluttbruksanordningen (21, 105, 317, 319); strømforbindere (29,129, 229, 329) som strekker seg mellom kilden (26, 125, 225, 325) til behandlingsadditiv og punktene langs rørnettet (5,111, 206, 305); og en doseringsanordning for selektiv og sekvensiell levering av doser av behandlingsadditivet til punktene langs rørnettet (5,111, 206, 305) via strømnings-forbinderne (29, 129, 229, 329), der behandlingsadditivet er valgt fra gruppen som består av a) kobberioner og klor; b) klor, vanligvis i form av hypokloritt; c) et generisk oksidasjonsmiddel med eller uten kobberioner, slik som hydrogenperoksid eller ozon.

2. Væske-rørnettkrets i henhold til krav 1, karakterisert vedat nevnte væske som krever behandling inneholder biologiske organismer med tendens til å begro kretsen; nevnte behandlingsadditiv inhiberer veksten av biologiske organismer; nevnte anordning for levering av additivet omfatter et styringsorgan (31, 131, 231, 331) for den selektive og sekvensielle levering av doser av behandlingsadditiv gjennom strømningsforbinderne (29,129, 229, 329) fra kilden for behandlingsadditiv (26,125, 225, 325) til rørnettet (5, 111, 206, 305) ved det første punktet og deretter til rørnettet (5, 111, 206, 305) ved det andre punktet.

3. Væske-rønrettkrets i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert vedat den videre omfatter flere sluttbruksanordninger (105, 317, 319), hvor styringsorganet (131, 331) tilveiebringer selektiv og sekvensiell levering av behandlingsadditiv fra kilden (125, 325) for behandlingsadditiv til det første punkt, og deretter til rørnettet (111, 305) oppstrøms for hver av disse sluttbruksanordninger (105, 317, 319).

4. Fremgangsmåte for behandling av en væske i en væske-rørnettkrets med et behandlingsadditiv som har en behandlingseffektivitet som avtar med tiden etter hvert som væsken strømmer langs rørnettkretsen, idet rørnettkretsen inkluderer en sluttbruksanordning (21,105, 317, 319) som benytter væsken, der fremgangsmåten omfatter: å tilveiebringe væskerørnett (5,111, 206, 305) som har et inntak (7,109, 207, 307) til en kilde (3,103) for væske som skal behandles med et behandlingsadditiv som har en behandlingseffektivitet som avtar med tiden, og minst en sluttbruksanordning (21,105, 317, 319) som benytter væsken; karakterisert vedat fremgangsmåten videre inkluderer trinnene: levering av behandlingsadditiv fra en kilde (26,125, 225, 325) derav i doser til minst to punkter langs rørnettet (5,111, 206, 305), idet det første er tilstøtende til inntaket (7, 109, 207, 307) og det andre er tilstøtende til sluttbruksanordningen (21,105,317, 319); og selektiv og sekvensiell levering av doser av behandlingsadditivet til det første punkt langs rørnettet (5,111, 206, 305) og deretter til det andre punktet; der behandlingsadditivet er valgt fra gruppen som består av a) kobberioner og klor; b) klor, vanligvis i form av hypokloritt; c) et generisk oksidasjonsmiddel med eller uten kobberioner, slik som hydrogenperoksid eller ozon.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, der væsken som sirkulerer i en væske-rørnettkrets inneholder biologiske organismer med tendens til å begro kretsen, og behandlingsadditivet hemmer veksten av biologiske organismer i væsken,karakterisert vedat den videre inkluderer trinnene: kontinuerlig å la væsken strømme gjennom rørnettet (5,111, 206, 305); å tilveiebringe strømningsforbindere (29, 129, 229, 329) som strekker seg mellom kilden (26,125, 225, 325) for behandlingsadditiv og flere punkter langs rørnettet (5,111, 206, 305) for avlevering av behandlingsadditiv fra kilden (26, 125, 225, 325) til minst to punkter langs rørnettet (5,111, 206, 305); og å levere behandlingsadditiv selektivt og sekvensielt fra kilden (26,125, 225, 325) for behandlingsadditiv i doser til et første punkt langs rørnettet (5, 111, 206, 305) og deretter i doser til et andre punkt langs rørnettet (5,111, 206, 305).

6. Anordning for å behandle prosessvæske som strømmer i en væske-rørnettkrets ifølge krav 1, karakterisert vedat anordningen omfatter en doseringsutleveringsmekanisme for å motta behandlingsadditiv fra en kilde (125, 325) for dette; der nevnte behandlingsadditiv er valgt fra gruppen som består av a) kobberioner og klor; b) klor, vanligvis i form av hypokloritt; c) et generisk oksidasjonsmiddel med eller uten kobberioner, slik som hydrogenperoksid eller ozon; strømforbindere (129, 329) som strekker seg mellom doserings-utleverings-mekanismen og punkter langs rørnettet (111, 305); hvor doseringsutleveringsmekanismen inkluderer ventilsystem (133) for selektiv og sekvensiell dirigering av en forutbestemt dose av behandlingsadditivet fra kilden (125, 325) for dette til minst en forutbestemt strømforbinder (129, 329) i et forutbestemt tidsrom, og en leveringsinnretning for å la behandlingsadditivet strømme langs strømforbinderen under trykk til det respektive punkt langs rør-nettet (111,305); og et styringsorgan (131, 331) som styrer driften av ventilsystemet (133) for selektiv og sekvensiell levering av nevnte forutbestemte dose.