NO329571B1 - Fremgangsmate og system for behandling av et fartoys ballastvann - Google Patents

Abstract

Den foreliggende oppfinnelsen vil generelt tilby et system og en fremgangsmåte som tillater at et fartøy behandler vann mens det tilveiebringer korrosjonshemming. En oksygenavdrivingsgass leverer oksygenavdrivingsgass som kan pumpes direkte til fortrinnsvis men valgfritt en venturi-injektor, eller som kan først pumpes inn i en tom tank og deretter leveres tilinjektoranordningen. Vann som pumpes gjennom innsprøytingspumpen via en overføringsrørledning, i kontakt med oksygenavdrivingsgassen, og oppløst oksygen i vannet vil overføres til mikrofine avdrivingsgassbobler generert av innsprøytingspumpen. Vannet og de mikrofine boblene er pumpet fra innsprøytingspumpen og inn i tanken hvor de mikrofine boblene flyter til overflaten, og oksygenet er utløst i tankens hoderom. Det oksygenerte vannet vil da kunne resirkuleres gjennom systemet for ytterligere deoksygenering eller leveres ut fra tanken inn i de omkringliggende vannveiene.

Description

Oppfinnelsens felt

Et system og en fremgangsmåte for behandling av vann med anvendelse av en venturi-injektor eller -innsprøytningsanordning gjør fjerning av oppløst oksygen fra vann lettere og derved reduserer befolkningen av uønskelige vannorganismer som er tilstedet i vannet mens korrosjon hemmes. Systemet og fremgangsmåten for behandling av vann har spesielt anvendelse for bruk i forbindelse med et fartøy ved å tillate at fartøyet behandler ballastvann som transporteres fra et havneområde til et annet, og derved begrenser miljøskadeeffektene mens korrosjonen hemmes. Systemet og fremgangsmåten for behandling av vann kan ha andre anvendelser slik som i oljeproduksjon.

F.eks., før et skip forlater havnen og er tomt eller delvis belastet, tar det inn vann i ballasttanker for å opprettholde stabilitet og å justere flyteevne. Virtuelt i alle tilfeller vil dette ballastvannet omfatte levende organismer som er påvirket av nivået på oksygen som er løst i vannet. Når skipet når bestemmelsesstedet og forberedes for å laste inn lasten vil den tømme ut ballastvannet, og således innføre potensielt innvassive art i vannmiljøet til bestemmelseshavnen. Omtrent 40000 store lastskip bærer milliarder av tonnevis med ballastvann rundt i verden hvert år og er således antageligvis ansvarlige for innføring av hundrevis av marine innvassive arter til ikke-naturlige områder. Den totale kostnaden ved disse invasjoner er ubestemt, men flere estimater setter den i milliarder av dollar.

For å takle dette problemet, har flere nasjonale regjeringer og statsregjeringer i USA godtatt forskrifter som styrer håndtering av fartøyballastvann. Den internasjonale maritime organisasjon har foreslått retningslinjer som anbefaler behandling av ballastvann. Kystvakten i USA utvikler nå retningslinjer for potensielle fremtidige ballastvannbehandlingskrav for fartøy som handler inn i havner i USA.

Den store hovedandel av verdens skipsflåte, omfattende marine og også handelsfartøy er bygget av stål. Stål vil korrodere når det er utsatt for oksygen og vann. Korroderte stålstrukturer i et fartøy vil redusere sjødyktigheten og omfattende tiltak er utført for å hindre dette og for å reparere dette. Estimater på kostnadene med å beskytte mot og å reparere korrosjon på fartøy beløper seg til milliarder av dollar hvert år i hele verden.

Ett område i et skip hvor korrosjon er spesielt viktig er i ballastvanntankene. De største oljetankerne kan for eksempel ha opptil 15 millioner gallon (330396 liter, 57000 tonn) med ballastvannkapasitet. Utstrakt utsettelse av ballasttankstrukturen til vann (som ofte er saltvann) tilveiebringer en tilstand som vil føre til hurtig korrosjon. Da dette ble skrevet, var kostnadene ved å male ballasttanker typisk 5-10 dollar pr. kvadratfot (48-96 dollar pr. kvadratmeter) mens andre estimater foreslår at kostnadene for å reparere korroderte områder er omtrent 500 dollar pr. kvadratfot (4805 dollar pr kvadratmeter).

Således, er det ønskelig med systemer som behandler vann for å eliminere vannorganismer mens man tilveiebringer korrosjonshemming på tids- og kostnadsbesparende måte. En måte å eliminere vannorganismer i ballastvannet er gjennom fjerning av oksygen i vannet når vannet tas bort fra de omkringliggende vannveier. Konsentrasjonen av en oppløst gass i oppløsning er direkte proporsjonal med deltrykket i gassen over oppløsningen. (Dette fysiske fenomen er styrt av Henry's Law, og den oppløste konsentrasjon kan beregnes med anvendelse av Henry's Laws konstant for det oppløste). Således, når den er utsatt for en avdrivingsgass (slik som nitrogen eller annen lav-oksygengassblanding) vil oksygen på lett måte diffunderes ut av vann, som omfatter mellom 6-10 deler pr. million (0,001 %) av oppløst oksygen, i et forsøk på å komme tilbake til blandingen i luft, som er omtrent 79 % nitrogen og 21 % oksygen. Anvendelse av nitrogengass for å fjerne det oppløste oksygen som er tilstede i ballastvann har vært dokumentert som noe som tilbyr en effektiv og økonomisk ønskelig måte å behandle ballastvann mens man også tilveiebringer korrosjonshemmingseffekter. Se MARIO N. TAMBURRI o.a.: Ballast water deoxygenation can prevent aquatic introductions while reducing ship corrosion. Biolog. Conserv. (2002) 103: 331-341. Henry's Laws konstanter for flere potensielle avdrivingsgasser og blandinger derav viser at flere forskjellige gasser kan anvendes for å fjerne oksygen fra vann.

Om bord i et fartøy, er en effektiv måte å utsette det oppløste oksygen i vann til en avdriving å danne mikrofine bobler av gass i vannet. Mikrofine avdrivingsgassbobler dannet i vann har evnen til å overføre oppløst oksygen fra vannet når de mikrofine bobler flyter fra bunnen til toppen av en tank. En vanlig gjenkjent som effektiv, trygg, og pålitelig måte å danne mikrofine bobler er med anvendelse av en venturi-innsprøytningsanordning eller -injektor.

Beskrivelse av den kjente teknikken

Behandling av vann, og nærmere bestemt, behandling av ballastvann, apparater og fremgangsmåter er ønskelige for å tillate at fartøy behandler vann som transporteres fra et havnområde til et annet. En slik behandling vil begrense miljøskadeeffektene som kan resultere når vannet deretter er sluppet fri i et miljø som økologisk er forskjellig fra der hvor vannet opprinnelig var tatt fra.

Anvendelse av apparater og fremgangsmåter for behandling av vann er kjent i den tidligere kjente teknikken. F.eks. beskriver US patent 6 171 508, Browning, en fremgangsmåte og et apparat for å drepe mikroorganismer i skipsballastvann. Imidlertid anvender ikke Browning '508-patentet avdrivingsgass for å fjerne oksygen fra ballastvannet og således beskriver det ikke korrosjonshemmingsegenskaper, og det har ytterligere ulemper med anvendelse av en mindre effektiv vakuummekanisme for å fjerne det oppløste oksygenet fra ballastvannet.

US patent nr. 6 125 778, Rodden, beskriver behandling av ballastvann som behandler ballastvann med anvendelse av ozon. Imidlertid tilveiebringer ikke Rodden '778 en løsning for korrosjon, og den anvender ikke den mer effektive venturi-injektoren for å behandle ballastvannet.

Tilsvarende beskriver US patent nr. 5 192 451, Gill, en fremgangsmåte for å styre sebramuslinger i skipsballasttanker som behandler ballastvannet med en vannoppløselig dialkyldiallyl kvaternær ammoniumpolymer. Imidlertid tillater ikke Gill '451-patentet behandling av vann uten at det oppstår en kjemisk reaksjon, og gir ikke korrosjonshemmingsegenskaper.

I tillegg beskriver US patenter nr. 5 376 282, og 5 578 116, Chang, begge anvendelse av vakuum og agitering for å fjerne oppløst oksygen fra vann for å hindre overlevelse av sebramuslinger. Imidlertid verken '282- eller ' 116-patentet tilveiebringer en mer effektiv, lettere av avdrivingsgass ved hjelp av en venturi-injektor for å fjerne oksygen fra ballastvannet og de har de ytterligere ulemper at de ikke gir korrosjonshemmingseffekter under fjerning av oppløst oksygen fra vannet.

US patent 6 126 842, Decker, beskriver en fremgangsmåte for behandling av lavkonsentrasjons-ozonavfallsvann som injiserer en gassblanding med lav konsentrasjon av ozongass i oksygen inn i en avfallsvannstrøm mens den blandes for å tilveiebringe en reduksjon i avfallsvannsforurensningsstoffer. Imidlertid, beskriver ikke Decker '842-patentet, selv om det gir et effektivt ozonbasert behandlingssystem med anvendelse av en venturi-injektor, behandling av ballastvann i et fartøy, og heller ikke tilbyr '842-patentet de enda større fordelene som oppnås med anvendelse av en oksygenavdrivingsgass slik som økt effektivitet og korrosjonshemming.

US patent nr. 6 274 052, Hartwig, beskriver ozonifisering av bassengvann som anvender en serie med venturi-injektor for levering av ozon. Imidlertid beskriver ikke Hartwig '052-patentet innsprøyting av en oksygenavdrivingsgass i vannet gjennom venturi-injektorer for å fjerne oksygen fra vannet, og det har den ytterligere ulempen at det ikke gir korrosjonshemmingseffekter under den beskrevne prosessen.

US patent nr. 4 246 111 Savard beskriver et apparat som er tilveiebragt for å behandle avfallsvann biologisk og å klare det biologisk behandlede vannet. Imidlertid anvender ikke Savard '111 -patentet en oksygenavdrivingsgass for å fjerne oksygen fra vannet, fortrinnsvis valgfritt ballastvann, gir heller ikke ytterligere korrosjonshemming.

Til slutt beskriver US patent 3 676 983, Nold, et apparat og en fremgangsmåte for å fjerne gass fra en væske med anvendelse av et vakuumkammer og agitering. Imidlertid krever Nolds '983-patentet kavitering av væsken og det anvender ikke en venturi-injektor for på en mer effektiv måte å forbedre fjerning av gass fra væsken. Mens de ovennevnte oppfinnelser vil oppfylle sine spesielle hensikter og krav, beskriver ikke de ovennevnte patenter et system og en fremgangsmåte for behandling av vann som tillater at et fartøy behandler ballastvann som transporteres fra ett havneområde til et annet mens den tilveiebringer korrosjonshemming.

De ovennevnte patentene og andre systemer og fremgangsmåter for behandling av vann som er kjent i teknikken vil ikke tilveiebringe behandling av vann med anvendelse av injektor- eller innsprøytingsanordninger for å gjøre avdrivingsgassdeoksygenering lettere, mens man også tilveiebringer korrosjonshemming.

I forhold til de foregående ulemper som er iboende i de kjente typer systemer og fremgangsmåter for behandling av vann som nå er til stede i den kjente teknikken, tilveiebringer den foreliggende oppfinnelsen et forbedret system og en fremgangsmåte for å behandle ballastvann med anvendelse av en oksygenavdrivingsgass som sprøytes inn gjennom en venturi-injektoranordning for å lette deoksygenering av vannet, og som overvinner ulempene og manglene ved den kjente teknikken. Således er den generelle hensikten med den foreliggende oppfinnelsen, som vil beskrives heretter i større detalj, å tilveiebringe et nytt og forbedret system og fremgangsmåte for behandling av vann som har alle fordelene ved den kjente teknikken som er nevnt ovenfor og mange nye trekk som resulterer i et system og en fremgangsmåte for behandling av vann som ikke er kjent fra før, som heller ikke er opplagt, foreslått, eller til og med implisert av den kjente teknikken, enten alene eller i kombinasjoner derav.

For å oppnå dette, omfatter den foreliggende oppfinnelsen et system for behandling av vann med en beholder og en venturi-injektoranordning som har en inngangsåpning som er tilpasset til å motta vann, en innsprøytingsåpning som er tilpasset til å motta oksygenavdrivingsgass, og en utgangsåpning som er tilpasset til å utdrive vann. Vann går inn i inngangsåpningen og passerer gjennom injektoranordningen hvor vannet kommer i kontakt med avdrivingsgassen som er mottatt gjennom innsprøytingsåpningen i venturi-injektoranordningen. Vann vil da drives ut fra utgangsåpningen til ballasttanken. Avdrivingsgassen som mottas av venturi-injektoranordningen kommer fra en gassgenereringskilde. Gassen kan være levert til injektoranordningen ved hjelp av en første gassleveringsanordning som kobler gasskilden til ballasttanken og en andre gassavleveringsanordning som kobler ballasttanken til innsprøytingsåpningen i venturi-injektoranordningen. I kombinasjon med den første og den andre gassleveringsanordningen, eller som el alternativ, kan det være en tredje gassleveringsanordning som kobler gasskilden til innsprøytingsåpningen i venturi-injektoranordningen og således leverer avdrivingsgassen direkte fra kilden til innsprøytingsåpningen. Fortrinnsvis men valgfritt, er venturi-injektoranordningen koblet i serie med en overføringsrøranordning slik at inngangsåpningen mottar nevnte vann som passerer gjennom overføringsrøranordningen og utgangsåpningen driver ut vannet tilbake til overføringsrøranordningen som kan kobles til ballasttanken. I tillegg kan en forsterkerblåseanordning og/eller en regulator, som er valgfritt men fortrinnsvis en effektventil, festes i serie med den andre avdrivingsgassleveringsanordning mellom ballasttanken og venturi-injektoranordningen for å styre strømningen av avdrivingsgass i venturi-injektoranordningen. En ballastpumpe er tilpasset til å motta vann fra en utvendig vannkilde og kan pumpe vann gjennom venturi-inj ektoranordningen.

Systemet kan også omfatte en resirkuleringsanordning som tar vann i ballasttanken og resirkulerer vannet fra ballasttanken via en resirkuleringsrøranordning og pumper vannet igjen gjennom venturi-injektoranordningen tilbake i ballasttanken. Denne resirkuleringsanordningen, valgfritt men fortrinnsvis, er overvåket av sensorer som kan aktiveres ved hjelp av en kontrollpanelanordning, hvor sensorene er fortrinnsvis men valgfritt gass-, oksygen- og oppløst-oksygensensorer som overvåker oksygennivået tilstede i det behandlede vannet. Oppfinnelsen kan også ha reoksygeneringsanordninger og trinn før utløsning av det deoksygenerte vannet. Denne reoksygenering tjener til å redusere negative miljøeffekter som kan oppstå når man leverer store mengder deoksygenert vann i omgivende vannveier. Det finnes, således selvfølgelig, ytterligere trekk ved oppfinnelsen som vil beskrives heretter og som vil danne grunnen for de vedlagte kravene.

Mange hensikter og fordeler ved den foreliggende oppfinnelsen vil komme lett frem for fagmannen på området ved å lese den følgende detaljerte beskrivelse av foretrukkede, men bare illustrative, utførelser av den foreliggende oppfinnelsen sammen med de vedlagte tegningene. Man skal forstå at oppfinnelsen ikke er begrenset i anvendelsen til detaljene for konstruksjonen og til montasjene av komponentene som legges frem i den følgende beskrivelse eller som er illustrert i tegningene. Oppfinnelsen kan ha andre utførelser og den kan utøves på mange forskjellige måter, slik som spesifisert i de tilhørende kravene. Man skal også forstå at setningene og begrepene som anvendes her har som hensikt å beskrive den og bør ikke ses som begrensende.

Således vil fagmannen på området forstå at tanken, som den foreliggende beskrivelsen er basert på, kan anvendes som grunnlag for å tilveiebringe andre strukturer, fremgangsmåter og systemer for å utføre de forskjellige hensiktene med den foreliggende oppfinnelsen. Det er således viktig at kravene betraktes som omfattende slike ekvivalente konstruksjoner så lenge de ikke fjerner seg fra omfanget av den foreliggende oppfinnelsen.

Det er således en hensikt ved den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe et nytt og forbedret system og en fremgangsmåte for behandling av vann som har fordelene ved den kjente teknikk vedrørende apparater og fremgangsmåter for behandling av vann pluss ytterligere fordeler og gevinster.

Enda en annen hensikt ved den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe et nytt system og en fremgangsmåte for behandling av vann som tilveiebringer, i systemene og fremgangsmåtene ifølge den kjente teknikken noen av disse fordelene, men samtidig overgår noen av de ulempene som vanligvis er knyttet til disse.

Enda en annen hensikt ved den foreliggende oppfinnelsen er et system som tillater anvendelse av oksygenavdrivingsgass og således gir mer effektiv avdrivingsgasslevering enn andre tradisjonelle overslag eller boblespredningsgassleveringsmetoder. Dette tillater en økonomisk fordelaktig og effektiv måte å begrense miljøskadeeffektene som kan resultere når ubehandlet vann slippes fritt i et miljø som er økologisk forskjellig fra der hvor vannet var hentet.

Enda en annen hensikt ved den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe et system og en fremgangsmåte for behandling av vann som tillater at et fartøy behandler vann med oksygenavdrivingsgass som er sprøytet inn i en vannstrøm ved hjelp av en venturi-injektor. Dette muliggjør å behandle ballastvann på en effektiv måte, mens man tilveiebringer korrosjonshemming, og således reduserer det generelle vedlikehold og kostnadene knyttet til behandling av vann.

Ytterligere, tilveiebringer den foreliggende oppfinnelsen også et system og en fremgangsmåte for behandling av vann med anvendelse av avdrivingsgass-hjulpet deoksygenering hvor oksygen er drevet fra vannet. Dette oksygenavdrivingssystem og fremgangsmåte tillater behandling av vann med økt effektivitet og uten anvendelse av kjemikalier.

Det er en annen hensikt med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe et nytt og forbedret system og en fremgangsmåte for behandling av vann som på lett og effektiv måte kan tilveiebringes og markedsføres.

Til slutt er det en hensikt ved den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe et nytt og forbedret system og en fremgangsmåte for behandling av vann som har en relativt lav kostnad for fremstilling i forhold til både materialer og arbeid, og som ifølge dette er i stand til relative lave salgspriser for forbrukerpublikum og industrier.

Foreliggende oppfinnelse gjelder således et system (10) for behandling av et fartøys ballastvann som er kjennetegnet ved at systemet omfatter: en ballastvannpumpe (14);

en venturi-injektoranordning (16,46) med en inngangsåpning (48) tilpasset til å motta vann, en innsprøytingsåpning (50) tilpasset til å motta avdrivingsgass og en utgangsåpning (54) tilpasset til å slippe ut nevnte vann;

en oksygenavdrivingsgasskilde (18), og

en beholder (24) som er en ballastvanntank som har et topparti, der systemet ytterligere omfatter en trykkutløsningsventil (34) som er posisjonert på toppartiet av ballastvanntanken (24),

hvorved, under anvendelse, vannet passerer gjennom nevnte injektoranordning (16,46) for derved å komme i kontakt med nevnte avdrivingsgass som mottas gjennom innsprøytingsåpningen (50), og nevnte vann blir sluppet ut fra utgangsåpningen (54) til nevnte beholder.

I tillegg gjelder oppfinnelsen en fremgangsmåte for behandling av et fartøys ballastvann ved å benytte systemet ifølge oppfinnelsen, der fremgangsmåten er kjennetegnet ved at den omfattende følgende trinn: levere inn i nevnte inngangsåpning (48) nevnte vann som skal behandles;

levere oksygenavdrivingsgass til innsprøytingsåpningen (50), for derved å levere til nevnte vann en myriade av mikrofine bobler hvor oksygen i nevnte vann diffunderes fra en vandig fase til en gassfase innenfor de mikrofine boblene,

slippe ut vannet og de mikrofine boblene fra nevnte utgangsåpning (54) til en ballastvanntank (24), hvor nevnte mikrofine bobler blir frigjort fra vannet, for derved å diffundere nevnte oksygen fra vannet.

Det har således vært gitt et bredt utkast om de viktigste trekkene ved oppfinnelsen slik at den detaljerte beskrivelsen av disse som følger kan forstås bedre og slik at det foreliggende bidraget til teknikken kan verdsettes bedre, i overensstemmelse med de tilhørende kravene.

For en bedre forståelse av oppfinnelsen, driftsfordelene og de spesifikke hensiktene som oppnås med anvendelsen, vises det til de vedlagte tegningene og beskrivelsen hvor det illustreres aktuelle utførelser av oppfinnelsen.

Oppfinnelsen vil forstås bedre og hensikter som er forskjellige fra de som er fremlagt ovenfor vil komme frem når man tar i betraktning den følgende detaljerte beskrivelsen derav. En slik beskrivelse refererer til de vedlagte tegningene hvor: Fig. 1 er et prosessflytskjema for den aktuelle utførelsen av systemet og fremgangsmåten for behandling av vann bygget ifølge prinsippene ved den foreliggende oppfinnelsen. Fig. 2 er et frontriss ovenfra av systemet og fremgangsmåten for behandling av vann ifølge den foreliggende oppfinnelsen plassert i et fartøy. Fig. 3 er et topplanriss av fartøyet med den foreliggende oppfinnelsens system og fremgangsmåte for behandling av vann inkludert i det. Fig. 4 er et frontriss ovenfra av systemet og fremgangsmåten for behandling av vann ifølge den foreliggende oppfinnelsen. Fig. 5 er et frontriss ovenfra av venturi-injektor, som er en komponent av systemet og fremgangsmåten for behandling av vann ifølge den foreliggende oppfinnelsen. Fig. 6 er et frontriss ovenfra av et lukket resirkuleringssystem ifølge oppfinnelsen som er tilstedet i en holder.

De samme henvisningstall viser til de samme delene i de forskjellige figurene.

Med henvisning nå til figurene, og spesielt til fig. 1-5, viser de en aktuell utførelse av systemet og fremgangsmåten for behandling av vann ifølge den foreliggende oppfinnelsen og med henvisningstall 10.

På fig. 1 vises et grunnleggende flytskjema for et nytt og forbedret system for behandling av vann med anvendelse av avdrivingsgassdeoksygenering 10, som tillater at et fartøy behandler vann som transporteres fra et havneområde til et annet mens man tilveiebringer korrosjonshemming. Dette illustreres og vil beskrives. Nærmere bestemt, omfatter systemet for behandling av vann med anvendelse av avdrivingsgassdeoksygenering 10 en vanninntaksanordning 12. Gjennom denne vil vann komme inn fra utsiden i et fartøy. Vannet vil da pumpes gjennom en pumpeanordning, slik som, men ikke begrenset til en ballastpumpe 14 til en inngangsåpning eller en injektoranordning 16 slik som en venturi-injektor. Oksygenavdrivingsgass som fås fra avdrivingsgasskilde 18 leveres til inngangsåpningen i injektoranordningen 16 og dette er gjort lettere ved hjelp av en forsterkervifte 20, og kan ytterligere styres av en regulator 22, som er fortrinnsvis men valgfritt en forespørselventil. Ytterligere kan avdrivingsgass pumpes fra avdrivingsgasskilden 18 inn i en beholder 24, som er fortrinnsvis men valgfritt et fartøys ballasttank. Avdrivingsgass som leveres til injektoranordningen 16 kommer i kontakt med vannet innenfor injektoranordningen 16, og blandingen med oksygenavdrivingsgass og vann pumpes fra injektoranordningen 16 til beholderen 24, eller til et fartøys ballasttank. Når blandingen er inne i beholderen 24 vil oppløst oksygen fra vannet og avdrivingsgassen som har kombinert innenfor mikrofine bobler generert av injektoranordningen 16, flyte til hoderommet 26 i beholderen 24. En serie sensorer, som er fortrinnsvis men valgfritt gassoksygensensorer 28, oppløste oksygensensorer 30, kan være tilstede i beholderen 24 for å overvåke mengden med oppløst oksygen som fortsatt er i vannet. Det kan også være en styringspanelanordning 32 som er tilstede for å tilveiebringe ytterligere regulering og styring av systemets sensorer som en helhet. En trykkventil og/eller en serie med trykkventiler 34, som typisk er plassert på toppartiet av beholderen 24, vil på passiv måte utløse gass for å regulere trykket innenfor beholderen. Valgfritt, kan en del av vannet i beholderen 24 resirkuleres til et resirkuleringsinntakspunkt 36 og pumpes på nytt gjennom ballastpumpen 14, injektoranordningen 16, og tilbake til beholderen 24 fortrinnsvis men valgfritt fastsatt av og/eller kontrollert av serien med sensorer som i sin tur kan være styrt av styringspanelanordningen 32.

Fig. 2 viser systemet for behandling av vann, siden oppfinnelsen kunne plasseres i et fartøy, et skip eller en sjøfarende rutebåt. Som vist vil vann, fortrinnsvis men valgfritt ballastvann, bringes om bord på fartøyet ved en vanninntaksanordning 12, som generelt er plassert ved fartøyets akterspeil. Vannet er da pumpet gjennom en pumpeanordning, slik som en ballastpumpe 14 til en injektoranordning 16, slik som anordningen 16, slik som en venturi-injektor. Oksygenavdrivingsgass som leveres fra en avdrivingsgasskilde 18, kan da pumpes gjennom en forsterkerventilator 20 og inn i injektoranordningen 16. Forsterkningsventilatoren 20 kan også tjene til å kontrollere mengde avdrivingsgass som tas inn i vannet for å holde seg på nivå med forflyttingen av avdrivingsgass ved vannet i fartøyets beholder 24. Avdrivingsgass er også pumpet fra avdrivingsgasskilden 18 inn i beholderen 24 eller i ballasttanken for å tilveiebringe ytterligere korrosjonshemming i den tomme beholderen 24. Avdrivingsgassen som leveres til injektoranordningen 16 kommer i kontakt med vannet innenfor injektoranordningen 16, og blandingen av disse to pumpes fra injektoranordningen 16 til fartøyets beholder 24 som er valgfritt men fortrinnsvis en ballasttank. Når det er inne i beholderen 24 vil det oppløste oksygen fra vannet og avdrivingsgassen som har kombinert innenfor mikrofine bobler generert av injektoranordningen 16 flyte til hoderommet, eller til et annet område over vannet, i beholderen 24. En serie trykkventiler 34 fortrinnsvis men valgfritt plassert på toppen av beholderen 24, og som forløper gjennom til fartøyets dekk, styrer nivået til trykket inn i beholder 24 til enhver tid.

Fig. 3 viser fartøyet ovenfra for å vise plasseringen eller beliggenheten til systemet for behandling av vann når det er i et fartøy. Som vist vil systemet for behandling av vann 10 plasseres fortrinnsvis men valgfritt ved eller i nærheten av akterspeilet til fartøyet og pumpe vannet til beholdere, som er fortrinnsvis ballasttanker 24 plassert i fartøyet.

På fig. 4 vises oppfinnelsen slik at vann fra omkringliggende vannveier kommer inn i et fartøy gjennom overføringsrøranordninger 38. Vannet er da pumpet gjennom en pumpeanordning, slik som en ballastpumpe 14 til en inngangsåpning eller en injektoranordning 16, valgfritt men fortrinnsvis en venturi-injektor som er koblet i serie med overføringsrøranordningen 38 som kan, fortrinnsvis men valgfritt, innlemme et nettverk av spoledyser for levering til beholderen. Oksygenavdrivingsgass, fortrinnsvis men valgfritt omfattende minst 90 % nitrogen, som fås fra en gasskilde 18, leveres via en første avdrivingsgassleveringsanordning 40 til den tomme beholder 24 som er fortrinnsvis men valgfritt en ballasttank. Denne avdrivingsgassen er da levert til inngangsåpningen i injektoranordningen 16 fra beholder 24 av en annen avdrivingsgassleveringsanordning 42. Leveringen av avdrivingsgassen til injektoranordningen 16 kan gjøres lettere ved en forsterkerventilator 20 som også kan fungere for å øke mengden avdrivingsgass som er innført i vannet for å romme forflyttingen av avdrivingsgass ved vannet innenfor beholderen 24 som kan være men ikke er begrenset til en ballasttank, et vannlegeme, eller en vannledning. Avdrivingsgassen som leveres til injektoranordningen 16 kommer i kontakt med vannet innenfor injektoranordningen 16, og blandingen med avdrivingsgass og vann er pumpet fra injektoranordningen 16 gjennom overføringsrørledninger 38 til beholderen 24. Mellomrommet mellom beholderen/beholderne 24 representerer det som er å foretrekke men som ikke er begrenset til lastholdeområdet 44 som vanligvis er konfigurert på denne måten på fartøyet. En serie sensorer, fortrinnsvis gassoksygensensorer 28 og oppløst-oksygensensorer 30, kan være tilstede i beholderne 24 for å overvåke mengden med oppløst oksygen som er levert og som forblir i vannet, og om ønskelig kan en styringspanelanordning kan også være tilstede for å aktivere og styre systemet.

På fig. 5 vises en venturi-injektor 46 festet i serie med overføringsrøranordningen 36.1 dette tilfellet, er venturi-injektor en modell 12050-SS Mazzei innsprøytingspumpe, fremstilt av Mazzei Injector Corporation i Baksersfield, California. Strukturen og driften av denne Mazzei innsprøytingspumpe er illustrert og beskrevet i US patent nr. 5 863 128, utstedt 26. januar 1999, Angelo L. Mazzei. Vannet fra pumpeanordningen går inn i inngangsåpningen 48 til venturi-injektor 46. Oksygenavdrivingsgass er levert til venturi-injektor 46 gjennom innsprøytingsåpningen 50 og vannet og avdrivingsgassen kommer i kontakt i innsnevringspartiet 52 til venturi-injektor 46. Vannet og avdrivingsgassen er da pumpet fra innsnevringspartiet 52, og det oppløste oksygen som er tilstede i vannet og avdrivingsgassen er nå passert gjennom utgangsåpningen 54 til innsprøytingspumpen 46 i mikrofine bobler 56 generert ved pumping av avdrivingsgass og vann gjennom venturi-injektor 46. De mikrofine boblene 56 og det nå delvis deoksygenerte vann reiser fra utgangsporten eller åpningen 54 til overføringsrørledningen 38 som til slutt bærer det deoksygenerte vannet og de mikrofine boblene til en beholder hvor ytterligere deoksygenering kan oppstå.

Fig. 6 viser et lukket resirkuleringssystem i en beholder. Ikke-behandlet eller ubehandlet vann går inn i en beholder 24, som er valgfritt men fortrinnsvis en forseglbar tank, gjennom en overføringsrøranordning 38. Når det er inne i beholderen 24 vil en pumpeanordning 14 være tilstede for å pumpe vannet gjennom ytterligere overføringsledninger 38. Vannet vil da komme inn i en inngangsåpning 48 i en injektoranordning 16, som er valgfritt men fortrinnsvis en venturi-injektor. Innenfor et innsnevringsparti 52 til injektorsanordningen 16, hvor vannet kommer i kontakt med oksygenavdrivingsgass som mottas av innsprøytingsåpningen 50 til injektoranordningen 16. En avdrivingsgasskilde 18, som er valgfritt men fortrinnsvis plassert utenfor og nærliggende beholderen 24, genererer avdrivingsgassen som er levert med en gassleveringsanordning til innsprøytingsåpningen 50. En stor del av det oppløste oksygen som er tilstede i vannet og avdrivingsgassen er da passert fra innsnevringspartiet 52 gjennom utgangsåpningen 44 til injektoranordningen 16 i mikrofine bobler som er generert ved pumping av avdrivingsgassen og vann gjennom injektoranordningen 16. Overføringsrør 38 som er koblet til utgangsåpningen 54 overfører de mikrofine boblene og det nå delvis deoksygenerte vannet fra injektoranordningen gjennom en spyledyse 58 og inn i beholderen 24, hvor de mikrofine boblene reiser til et hoderom 26 innenfor beholderen, og derved utløser oksygenet fra vannet. En trykkventil 34, eller en serie med trykkventiler kan være tilstede på det øvre partiet av beholderen 24 for å kunne hindre oppbygging av trykk innenfor beholderen 24. Vannet innenfor beholderen 24 kan være resirkulert kontinuerlig, og en serie med sensorer og/eller styringspanelanordninger kan være tilstede for å overvåke nivåene med oppløst oksygen og avdrivingsgass slik at man fastsetter hastigheten til resirkuleringen og/eller hastigheten med hvilken det behandlede vannet drives ut av beholderen 24, valgfritt med fortrinnsvis, gjennom ytterligere overføringsledninger.

Behandling av vann som er beskrevet her vil fortrinnsvis men ikke utelukkende oppstå slik at fartøyet pumper vann på fartøyet gjennom en injektoranordning, som er fortrinnsvis men ikke begrenset til en venturi-injektor, og vannet kommer i kontakt med en avdrivingsgass som er innført i injektoranordningen. Generelt vil pumpeanordningen, som kan være én av en serie med pumper, dra vann fra vannveier som ligger rundt fartøyet i overføringsrøranordningen. Oksygenavdrivingsgasskilden på fartøyet kan være en standardkilde eller en fremgangsmåte kjent i teknikkens område, slik som en permeabel membrannitrogengenereator, fartøyrøykgass-, inertgassgenerator, eller andre. Styring av avdrivingsgassleveringen kan være gjennom en forsterkerventilator og/eller en regulator koblet i serie med avdrivingsgassleveringsanordningen som er koblet til injektoranordningen. Avdrivingsgasskilden er koblet til både en beholder eller valgfritt beholdere, som er fortrinnsvis men valgfritt ballasttanker, og injektoranordningen ved avdrivingsgassleveringsanordninger. Avdrivingsgass kan leveres til og fylle beholderen, med en avdrivingsgassleveringsanordning. Andre avdrivingsgassleveringsanordninger tillater at avdrivingsgass strømmer gjennom injektoranordningen. Denne avdrivingsgassleveringsanordning kan være koblet til og levere avdrivingsgass fra beholderen eller den kan være koblet til å levere avdrivingsgass direkte fra avdrivingsgasskilden. Når avdrivingsgass er levert til injektoranordningen, som er fortrinnsvis en venturi-injektor, vil vannet som pumpes gjennom injektoranordningen komme i kontakt med avdrivingsgassen, og oppløst oksygen som er tilstede i vannet overføres fra vannet til de mikrofine boblene generert av innsprøytingspumpeanordningen. Disse mikrofine glassboblene omfatter en blanding av avdrivingsgass og oksygen som sammen med vannet pumpes fra injektoranordningen inn i beholderen. Når vannet pumpes inn i beholderen, vil avdrivingsgassen som kan være tilstede i beholderen byttes fortrinnsvis, men ikke utelukket, i 1:1 volumforhold. Denne avdrivingsgassen kan være ledet på nytt til injektoranordningen for å tilveiebringe større effektivitet i anvendelse av avdrivingsgassen.

Når den er inne i beholderen, vil de mikrofine boblene flyte til overflaten til vannet i beholderen hvor avdrivingsgassoksygenblandingen utløses innenfor beholderens hoderom eller område over vannet. Oppfinnelsen kan også omfatte en avdrivingsgassleveringsanordning som leverer avdrivingsgass til den tomme beholderen for å hindre gjeninnføring av oksygen til det deoksygenerte vann når det behandlede vann går inn i beholderen. Den generelt foretrukne men valgfrie effekt for denne oksygenavdrivingen er å hindre overlevelse av vannorganismer, slik som men ikke begrenset til de som er vanligvis tilstede i ballastvann, mens man også eller som et alternativt tilveiebringer korrosjonshemming.

Oppstarten og avslutningen av vannbehandlingen vil komme sammen med fartøyets vanninntak. En resirkuleringsmekanisme kan anvendes for å behandle vannet videre og behovet for slikt kan være fastsatt med gjensidige sensorer, omfattende men ikke begrenset til gass-, oksygen- og oppløstoksygensensorer, tilstede i beholdere som registrerer den oppløste oksygenkonsentrasjon i vannet for valgfritt å verifisere desinfisering. Hvis man skal aktivere en resirkuleringsmekanisme, vil stoppeoperasjonen, fortrinnsvis men valgfritt, kunne tydes av en styringspanelanordning som er koblet til sensorene og ventilene.

Under bruk vil man nå forstå systemet og fremgangsmåten for behandling av vann som kan anvendes for en ikke-kjemisk, effektiv behandling av vann mens den tjener som en korrosjonshemmer.

Mens en aktuell utførelse av systemet og fremgangsmåten for behandling av vann har vært beskrevet i detalj, bør det fremgå klart at endringer og variasjoner av disse er mulige, der disse vil falle innenfor omfanget av oppfinnelsen slik den er definert i kravene. I forbindelse med den ovennevnte beskrivelsen vil man da forstå at de optimale dimensjonsforhold for denne oppfinnelsen, omfattende variasjoner i størrelse, materialer, fasong, form, funksjon og driftsmåte, montasje og anvendelse, vil komme lett frem og være opplagt for fagmannen på området, og alle ekvivalente forhold til det illustrert i tegningene og beskrevet i beskrivelsen er ment til å være rammet av den foreliggende oppfinnelsen. F.eks. vil en hvilken som helst egnet sylindrisk ledning fremstilt av en stor variasjon av metaller, plast, eller et annet robust materiale kunne anvendes for den beskrevne overføringsrøranordningen og/eller resirkuleringsledningsanordningen. Og selv om behandling av vann med anvendelse av avdrivingsgass indusert deoksygenering med både vanndesinfisering og korrosjonshemmingsegenskaper, fortrinnsvis men valgfritt på fartøy har vært beskrevet, vil man forstå at systemet og fremgangsmåten for behandling av vann beskrevet her også kan være egnet for et bredt flertall av

vannbehandlingsanvendelser omfattende men ikke begrenset til

avfallsvannhåndtering, landbruksanvendelser, basseng- og kurbadanvendelser, olje-og gassanvendelser, og flere desinfiseringsanvendelser. I tillegg kan et bredt flertall eller mangfoldighet av holdere eller tanker med forskjellige fasonger og størrelser, og også et åpent vannlegeme, også anvendes istedenfor den grunnleggende beholderen eller ballasttank som er beskrevet. Ytterligere kan fremgangsmåten, konfigurasjonen, størrelsen, fasongen og trykk- og volumkrav tilpasses for å komme frem til et bredt flertall av fartøy med forskjellige fasonger og størrelser, og et lukket resirkuleringssystem og fremgangsmåte som beskrevet kan overføres fra én

beholder til en annen. Oppfinnelsen kan også være tilpasset for anvendelse med et bredt flertall av pumper, beholdere, avdrivingsgassgeneratorer eller kilder, trykkventiler og andre komponenter som er nødvendige ved oppfinnelsen men som allerede er tilstede i et fartøy eller annet behandlingssted.

Således betraktes det foreliggende som bare illustrerende for prinsippene i denne oppfinnelsen. Ytterligere, siden flere endringer og modifikasjoner vil på lett måte komme frem for fagmannen på området, er det ikke ønskelig å begrense oppfinnelsen til den nøyaktige oppbygging og drift vist og beskrevet, og ifølge dette, vil alle egnede modifikasjoner og ekvivalenter kunne brukes, og særlig innenfor rammen for oppfinnelsen, i overensstemmelse med de tilhørende kravene.

Claims (13)

1. System (10) for behandling av et fartøys ballastvann, karakterisert ved at systemet omfatter: en ballastvannpumpe (14); en venturi-injektoranordning (16,46) med en inngangsåpning (48) tilpasset til å motta vann, en innsprøytingsåpning (50) tilpasset til å motta avdrivingsgass og en utgangsåpning (54) tilpasset til å slippe ut nevnte vann; en oksygenavdrivingsgasskilde (18), og en beholder (24) som er en ballastvanntank som har et topparti, der systemet ytterligere omfatter en trykkutløsningsventil (34) som er posisjonert på toppartiet av ballastvanntanken (24), hvorved, under anvendelse, vannet passerer gjennom nevnte injektoranordning (16,46) for derved å komme i kontakt med nevnte avdrivingsgass som mottas gjennom innsprøytingsåpningen (50), og nevnte vann blir sluppet ut fra utgangsåpningen (54) til nevnte beholder.

2. System for behandling av vann ifølge krav 1, karakterisert ved at det ytterligere omfatter en første avdrivingsgassleveringsanordning, og en andre avdrivningsgassleveringsanordning, hvor nevnte første avdrivingsgassleveringsanordning kobler nevnte oksygenavdrivingsgasskilde (18) til nevnte ballastvanntank (24) og nevnte andre avdrivingsgassleveringsanordninge kobler ballastvanntanken (24) til innsprøytingsåpningen (50) på venturi-injektoranordningen (16,46).

3. System for behandling av vann ifølge krav 1, karakterisert ved at det ytterligere omfatter en tredje avdrivingsgassleveringsanordning hvor den tredje avdrivingsgassleveringsanordningen kobler oksygenavdrivingsgasskilden (18) til innsprøytingsåpningen (50) på venturi-injektoranordningen (16,46).

4. System for behandling av vann ifølge krav 1, karakterisert ved at det ytterligere omfatter en overføringsledningsanordning (38) hvor nevnte venturi-injektoranordning (16,46) er koblet i serie med overføringsledningsanordningen (38), hvor inngangsåpningen (48) mottar ballastvannet fra overføringsledningsanordningen (38) og utgangsåpningen (54) slipper ut vannet til ballastvanntanken (24) gjennom overføringsledningsanordningen (38).

5. System for behandling av vann ifølge krav 1, karakterisert ved at det ytterligere omfatter en forsterkerventilator (20) tilpasset til å regulere oksygenavdrivingsgassen som er mottatt av innsprøytingsåpningen (50).

6. System for behandling av vann ifølge krav 1, karakterisert ved at det ytterligere omfatter en pumpeanordning (14) tilpasset til å motta vann fra en ekstern vannkilde.

7. System for behandling av vann ifølge krav 1, karakterisert ved at det ytterligere omfatter en regulator (22) tilpasset til å regulere oksygenavdrivingsgassen mottatt av innsprøytingsåpningen (50).

8. System for behandling av vann ifølge krav 1, karakterisert ved at det ytterligere omfatter en sensoranordning (28,30) festet innenfor ballastvanntanken (24) hvor sensoranordningen er styrt av en styringspanelanordning (32).

9. System for behandling av vann ifølge krav 1, karakterisert ved at det ytterligere omfatter en resirkuleringsanordning hvor en resirkuleringsledningsanordning (36) forløper fra nevnte ballastvanntank (24), hvori nevnte ballastvann er mottatt av inngangsåpningen (48) på venturi-injektoranordningen (16,46).

10. Fremgangsmåte for behandling av et fartøys ballastvann ved å benytte systemet ifølge ethvert av kravene 1-9, karakterisert ved at den omfattende følgende trinn: levere inn i nevnte inngangsåpning (48) nevnte vann som skal behandles; levere oksygenavdrivingsgass til innsprøytingsåpningen (50), for derved å levere til nevnte vann en myriade av mikrofine bobler hvor oksygen i nevnte vann diffunderes fra en vandig fase til en gassfase innenfor de mikrofine boblene, slippe ut vannet og de mikrofine boblene fra nevnte utgangsåpning (54) til en ballastvanntank (24), hvor nevnte mikrofine bobler blir frigjort fra vannet, for derved å diffundere nevnte oksygen fra vannet.

11. Fremgangsmåte for å deoksygenere vann ifølge krav 11, karakterisert ved at den ytterligere omfatter å levere oksygenavdrivingsgass til nevnte ballastvanntank (24).

12. Fremgangsmåte for å deoksygenere vann ifølge krav 10, karakterisert ved at den ytterligere omfatter å resirkulere ballastvannet gjennom venturi-injektoranordningen (16,46).

13. Fremgangsmåte for å deoksygenere vann ifølge krav 10, karakterisert ved at den ytterligere omfatter å reoksygenere nevnte ballastvann før man slipper ut ballastvannet fra ballastvanntanken (24) inn i omgivende vannveier.