NO334570B1

NO334570B1 - Process and system for treating water on board a vessel before the water is pumped to sea.

Info

Publication number: NO334570B1
Application number: NO20110943A
Authority: NO
Inventors: Jan Petter Urke
Original assignee: Ulmatec Pyro As
Priority date: 2011-06-29
Filing date: 2011-06-29
Publication date: 2014-04-14
Also published as: NO20110943A1

Abstract

Denne publikasjonen vedrører en fremgangsmåte og et system for behandling av vann ombord i et fartøy før vannet slippes ut til sjø. Vannet som skal behandles blir pumpet gjennom en primærvarmeveksler (12) hvor vannet blir forvarmet og deretter gjennom en sekundærvarmeveksler (13) hvor vannet blir ytterligere varmet opp, idet sekundærvarmeveksleren (13) blir varmet opp av termisk fluid fra et sentraloppvarmingssystem som primært leverer varme som er gjenvunnet fra forskjellige typer varmegenererende utstyr og også eventuelt fra drivstoff eller elektrisitet i de tilfeller der varmen som gjenvinnes fra de varmegenerende systemer ikke er tilstrekkelig for å behandle vannet på en tilstrekkelig måte.This publication relates to a method and system for treating water on board a vessel before the water is discharged to sea. The water to be treated is pumped through a primary heat exchanger (12) where the water is preheated and then through a secondary heat exchanger (13) where the water is further heated, the secondary heat exchanger (13) being heated by thermal fluid from a central heating system which primarily supplies heat. is recovered from various types of heat generating equipment and also optionally from fuel or electricity in cases where the heat recovered from the heat generating systems is insufficient to adequately treat the water.

Description

Oppfinnelsens tekniske område Technical field of the invention

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og et system for å fjerne levende organismer fra ballastvann og/eller vann, som er kontaminert med bakterier eller andre levende organismer ombord i et fartøy. Organismene fjernes ved hjelp av oppvarming av vannet til pasteuriseringstemperatur før vannet tømmes til sjø. Vannet som skal behandles pumpes gjennom et varmevekslersystem som omfatter en første varmeveksler der vannet forvarmes, og en andre varmeveksler der vannet varmes videre opp ved tilførsel av varme fra en separat varmekilde, idet varme for forvarmingen i den første varmeveksleren trekkes ut varme fra det behandlede vannet før dette lagres i tank eller tømmes til sjø, at den andre varmeveksleren varmes opp av termisk væske fra et sentralt oppvarmingssystem som kan hente gjenvunnet varme fra flere varmeleverende kilder ombord i fartøyet og eventuelt også fra varme fra drivstoff-fyrte og/eller elektrisk fyrte varmekilder i tilfeller der varmen som gjenvinnes ikke er tilstrekkelig for å behandle vannet på en tilfredsstillende måte. The present invention relates to a method and a system for removing living organisms from ballast water and/or water that is contaminated with bacteria or other living organisms on board a vessel. The organisms are removed by heating the water to pasteurization temperature before the water is discharged to sea. The water to be treated is pumped through a heat exchanger system which comprises a first heat exchanger where the water is preheated, and a second heat exchanger where the water is further heated by the supply of heat from a separate heat source, as heat for the preheating in the first heat exchanger is extracted heat from the treated water before this is stored in a tank or discharged to sea, that the second heat exchanger is heated by thermal fluid from a central heating system which can obtain recovered heat from several heat-producing sources on board the vessel and possibly also from heat from fuel-fired and/or electrically fired heat sources in cases where the heat recovered is not sufficient to treat the water satisfactorily.

Bakgrunn for oppfinnelsen Background for the invention

Fartøyer er avhengig av ballastvann for å sikre fartøyets stabilitet og manøvreringsevne under en seilas. Slikt ballastvann kan bli pumpet ombord i én havn hvor for eksempel last blir losset og blir tømt ut til sjø i en annen havn når fartøyet blir lastet igjen. Vessels depend on ballast water to ensure the vessel's stability and maneuverability during a voyage. Such ballast water can be pumped on board in one port where, for example, cargo is unloaded and is emptied out to sea in another port when the vessel is loaded again.

I tilknytning til havbruk eller akvakultur er det vanlig å bruke transportfartøy for å transportere levende akvatisk biomasse, slik som laks, i vannfylte tanker fra produksjonsnettene, merdene eller oppdrettsinnhegningene for eksempel til et slakteri, enten om bord i et større fartøy eller til et landbasert anlegg. For å gjennom-føre en slik transport, blir den levende biomassen pumpet fra merdene til tanker ombord i fartøyet via et pumpe- og rørsystem, der en anvender vann som transport-medium. Videre blir fisken tilsvarende pumpet på samme måte fra tankene om bord i fartøyet til mottaksstasjoner ved slakteriet. I tillegg blir slike transportfartøy også benyttet for å transportere for eksempel smolt fra et klekkeri til nevnte merder, bur eller oppdrettsinnhegninger. In connection with aquaculture or aquaculture, it is common to use transport vessels to transport live aquatic biomass, such as salmon, in water-filled tanks from the production nets, cages or breeding enclosures for example to a slaughterhouse, either on board a larger vessel or to a land-based facility . To carry out such a transport, the living biomass is pumped from the cages to tanks on board the vessel via a pump and pipe system, where water is used as the transport medium. Furthermore, the fish is similarly pumped in the same way from the tanks on board the vessel to reception stations at the slaughterhouse. In addition, such transport vessels are also used to transport, for example, smolts from a hatchery to said cages, cages or breeding enclosures.

Vannet som anvendes som ballast og/eller for pumping av levende akvatisk biomasse kan være infisert av organismer, slik som småfisk, lus, bakterier, virus eller andre mikroorganismer. Ved å pumpe ut slikt infisert vann direkte til sjø, vil skadelig og uønsket introduksjon og spredning av ikke-stedlige organismer, benevnt bio-innvandrere eller fremmede arter, kunne finne sted. Slikt infisert vann kan videre også utgjøre en kilde for spredning av uønskede og skadelige sykdommer, eller spredning av lus eller lignende, til den neste generasjon av levende biomasse. The water used as ballast and/or for pumping live aquatic biomass may be infected by organisms, such as small fish, lice, bacteria, viruses or other microorganisms. By pumping out such infected water directly to sea, the harmful and unwanted introduction and spread of non-native organisms, called bio-immigrants or alien species, could take place. Such infected water can also constitute a source for the spread of unwanted and harmful diseases, or the spread of lice or the like, to the next generation of living biomass.

I en publikasjon med tittel "Marine Bioinvasion fact sheet: Ballast water Treatment Options", forfattet av Corrina Chase, Christine Reilly og Judith Pederson, er det foreslått å varme opp ballastvann i tankskip til mellom 35 °C og 45 °C ved hjelp av kjølevannet fra fremdriftsmaskineriet forut for å pumpe dette ballastvannet til sjø. Et slikt temperaturområde er for lavt til å drepe alle skadelige mikroorganismer og bakterier, og vanntemperaturer innenfor dette området eller høyere vil også kunne forårsake korrosjon i tanken med vann lagret ved en lavere temperatur. In a publication entitled "Marine Bioinvasion fact sheet: Ballast water Treatment Options", authored by Corrina Chase, Christine Reilly and Judith Pederson, it is proposed to heat ballast water in tankers to between 35°C and 45°C using the cooling water from the propulsion machinery ahead to pump this ballast water to sea. Such a temperature range is too low to kill all harmful microorganisms and bacteria, and water temperatures within this range or higher will also cause corrosion in the tank with water stored at a lower temperature.

WO 2004/046524 omhandler et system og en metode for fjerne bakterier og lignende organismer fra kommunale kloakkbasseng ved å varme opp kloakken til en temperatur der kloakken pasteuriseres. Som energikilde anvendes spillvarme fra et kraftverk. Selve vannbehandlingssystemet innehar i hovedsak en første varmeveksler, en andre varmeveksler og en oppholdstank. Den første varmeveksleren varmes av pasteurisert vann som kommer fra den andre varmeveksleren. Denne får sin varme fra kraftproduksjonsprosessen. Det pasteuriserte vannet har en viss oppholdstid i tanken før det kjøles ned i varmeveksleren og senes ut som rent vann. WO 2004/046524 deals with a system and a method for removing bacteria and similar organisms from municipal sewage basins by heating the sewage to a temperature at which the sewage is pasteurised. Waste heat from a power plant is used as an energy source. The water treatment system itself essentially has a first heat exchanger, a second heat exchanger and a retention tank. The first heat exchanger is heated by pasteurized water coming from the second heat exchanger. This gets its heat from the power production process. The pasteurized water has a certain residence time in the tank before it cools down in the heat exchanger and appears as clean water.

WO 2005/103595 beskriver et system for å behandle ballastvann ved bruk av oppvarmingsenheter, slik at vannet pasteuriseres. Ballastvannet forvarmes ved hjelp av en varmeveksler, hvorpå det føres inn til en pasteuriseringsenhet for videre oppvarming. Oppvarmingen skjer ved hjelp av en varmeveksler. Vann føres gjennom rør i pasteuriseringsenheten i et tempo som er tilstrekkelig til at pasteurisering oppnås. Oppvarmet og pasteurisert vann føres via den første varmeveksleren, slik at varmen utnyttes og det rene vannet kjøles. Energi tilføres utenfra til den andre varmeveksleren. WO 2005/103595 describes a system for treating ballast water using heating units, so that the water is pasteurized. The ballast water is preheated using a heat exchanger, after which it is fed into a pasteurization unit for further heating. The heating takes place using a heat exchanger. Water is passed through pipes in the pasteurization unit at a rate sufficient for pasteurization to be achieved. Heated and pasteurized water is fed via the first heat exchanger, so that the heat is utilized and the clean water is cooled. Energy is supplied from outside to the second heat exchanger.

NO 314888 viser en metode og et anlegg for å kontinuerlig ballastvannut-skifting på et skip. Anlegget har blant annet en oppvarmingsenhet i form av varme-vekslere som mottar varme fra skipets maskineri. NO 314888 shows a method and a facility for continuous ballast water nut replacement on a ship. Among other things, the facility has a heating unit in the form of heat exchangers that receive heat from the ship's machinery.

US 2002/0050478 viser en anordning for termisk behandling av vann, spesielt ballastvann om bord i skip slik at uønskede organismer i vannet uskadeliggjøres. Vann forvarmes i en varmeveksler før videre oppvarming i en enhet. Oppvarmet og pasteurisert vann fra enheten føres ut via den første varmeveksleren. Det behandlede vannet avkjøles da samtidig med at varmen utnyttes i den første varmeveksleren. US 2002/0050478 shows a device for the thermal treatment of water, especially ballast water on board ships so that unwanted organisms in the water are rendered harmless. Water is preheated in a heat exchanger before further heating in a unit. Heated and pasteurized water from the unit is discharged via the first heat exchanger. The treated water is then cooled at the same time as the heat is utilized in the first heat exchanger.

Det er et behov for en fremgangsmåte og et system som sikrer at ballastvann som pumpes til sjø ikke inneholder noen som helst uønskede organismer eller mikroorganismer. Videre er det et behov for en fremgangsmåte og et system som også sikrer at uønskede bakterier/virus eller andre organismer, slik som lus, blir forhindret i å pumpes til sjø ved pumping av vann som har inneholdt levende akvatisk biomasse under transporten til et slakteri. There is a need for a method and a system which ensures that ballast water pumped to sea does not contain any unwanted organisms or micro-organisms whatsoever. Furthermore, there is a need for a method and a system which also ensures that unwanted bacteria/viruses or other organisms, such as lice, are prevented from being pumped into the sea when pumping water that has contained living aquatic biomass during transport to a slaughterhouse.

Det er videre et behov for et system der levende akvatisk biomasse ikke blir infisert av bakterier/virus eller andre organismer, slik som lus, under transport til en kultiveringsinnhegning på grunn av kontaminering av tankene eller tanker som tidligere er anvendt for transport av levende akvatisk biomasse. There is also a need for a system where live aquatic biomass does not become infected by bacteria/viruses or other organisms, such as lice, during transport to a cultivation enclosure due to contamination of the tanks or tanks previously used for the transport of live aquatic biomass .

Oppsummering av oppfinnelsen Summary of the invention

Et formal ved oppfinnelsen består I å forhindre, på en forbedret måte, at forurenset vann blir sluppet ut i sjøen, inkludert å forhindre distribusjon av uheldig biomasse fra fartøyer, eller andre typer av for eksempel biomasseinfisert eller biomasseinneholdende ballastvann eller andre typer av transportert eller lagret vann. A formal aspect of the invention consists in preventing, in an improved way, that polluted water is released into the sea, including preventing the distribution of harmful biomass from vessels, or other types of, for example, biomass-infected or biomass-containing ballast water or other types of transported or stored water.

Et formål ved foreliggende oppfinnelse er å skaffe tilveie en forbedret fremgangsmåte og et system som forhindrer at kontaminert vann slippes ut i sjøen. An object of the present invention is to provide an improved method and a system which prevents contaminated water from being released into the sea.

Et annet formål ved foreliggende oppfinnelse er å skaffe tilveie en forbedret fremgangsmåte og system der mulig forpestet eller infisert vann om bord i et fartøy forhindres i å slippes ubehandlet ut i sjøen. Another purpose of the present invention is to provide an improved method and system where possible plague-ridden or infected water on board a vessel is prevented from being released untreated into the sea.

Nok et annet formål ved oppfinnelsen er å fjerne all levende biomasse i vann om bord i et fartøy forut for at slik infisert eller forpestet vann slippes ut i sjøen. Yet another purpose of the invention is to remove all living biomass in water on board a vessel before such infected or plagued water is released into the sea.

Nok et ytterligere formål ved foreliggende oppfinnelse består i å fjerne slik biomasse ved hjelp av oppvarming, der varmen som tilføres fra kilder ellers ville gå tapt eller ikke utnyttet. Yet a further purpose of the present invention consists in removing such biomass by means of heating, where the heat supplied from sources would otherwise be lost or not utilized.

Et annet formål med foreliggende oppfinnelse består i å skaffe tilveie en fremgangsmåte og et system for fjerning av uønsket biomasse fra vann på en kostnadseffektiv måte. Another object of the present invention is to provide a method and a system for removing unwanted biomass from water in a cost-effective manner.

Nok et ytterligere formål ved foreliggende oppfinnelse består i å fjerne den uønskede biomassen ved å varme opp vannet som inneholder slik biomasse til en pasteuriseringstemperatur. Yet a further object of the present invention consists in removing the unwanted biomass by heating the water containing such biomass to a pasteurization temperature.

Formålene ved foreliggende oppfinnelse blir oppnådd med en fremgangsmåte og et system som videre definert i de selvstendige patentkravene, mens alternative utførelsesformer og varianter er definert i de uselvstendige patentkrav. The purposes of the present invention are achieved with a method and a system as further defined in the independent patent claims, while alternative embodiments and variants are defined in the non-independent patent claims.

Ifølge foreliggende oppfinnelse passerer vannet som behandles gjennom en saktestrømmende enhet med en liten strømningsrate etter at dette vannet er tilført varme i den andre varmeveksleren, idet vannet varmes videre opp i den sakte-strømmende enheten ved hjelp av et integrert oppvarmingselement inne i den saktestrømmende enheten og forut for at dette vannet kjøles ned i den første varme veksleren, for sikre at vannet som skal behandles å bli holdt på den nødvendige pasteuriseringstemperaturen for en spesifikk tidsperiode, og der vannstrømmen gjennom varmevekslerne og den saktestrømmende enheten automatisk styres av et styringssystem. According to the present invention, the water being treated passes through a slow-flowing unit at a small flow rate after this water has been heated in the second heat exchanger, the water being further heated in the slow-flowing unit by means of an integrated heating element inside the slow-flowing unit and prior to this water being cooled in the first heat exchanger, to ensure that the water to be treated is maintained at the required pasteurization temperature for a specific period of time, and where the flow of water through the heat exchangers and the slow-flow unit is automatically controlled by a control system.

Vannet som skal behandles kan for eksempel være ballastvann og/eller bakterielt eller organisk kontaminert vann. Videre kan vannet som skal behandles fortrinnsvis bli behandlet ved å varme opp vannet til en temperatur over pasteuriseringstemperaturen. The water to be treated can, for example, be ballast water and/or bacterially or organically contaminated water. Furthermore, the water to be treated can preferably be treated by heating the water to a temperature above the pasteurization temperature.

Ifølge en utførelsesform kan vannet som skal behandles passere gjennom en saktestrømningsenhet med en lav strømningsrate, for derigjennom å muliggjøre at vannet som skal behandles holdes på den ønskede pasteuriseringstemperaturen i en spesifisert tidsperiode. According to one embodiment, the water to be treated may pass through a slow flow unit at a low flow rate, thereby enabling the water to be treated to be maintained at the desired pasteurization temperature for a specified period of time.

Videre kan vannet som skal behandles bli sirkulert gjennom primærvarmeveksleren for å trekke ut varme fra det behandlede vannet for å varme opp det kontaminerte vannet som skal behandles og for å kjøle ned det behandlede vannet før dette lagres i en tank eller slippes ut i sjøen, for på den måten å unngå slitasje i skipssystemet, forårsaket av høy temperatur. Furthermore, the water to be treated can be circulated through the primary heat exchanger to extract heat from the treated water to heat the contaminated water to be treated and to cool the treated water before it is stored in a tank or released into the sea, for in such a way as to avoid wear and tear in the ship's system, caused by high temperature.

Ifølge en opsjon pumpes det behandlede vannet tilbake til én eller flere andre lagringstanker om bord i fartøyet, idet slike tanker kun inneholder renset vann. Bare renset vann fra nevnte type tank(er) som inneholder renset vann kan fortrinnsvis slipes ut til sjø. According to one option, the treated water is pumped back to one or more other storage tanks on board the vessel, as such tanks only contain purified water. Only purified water from said type of tank(s) containing purified water can preferably be discharged to sea.

Det skal anføres at oppvarmingsprosessen for vannet som skal renset blir utført mens fartøyet seiler i en ballasttilstand. It must be stated that the heating process for the water to be purified is carried out while the vessel is sailing in a state of ballast.

Ifølge en annen utførelsesform blir videre oppvarmingsprosessen og styringen av vannstrømmen gjennom varmevekslerne og den sakte strømmende enheten automatisk styrt av et styringssystem. According to another embodiment, the further heating process and the control of the water flow through the heat exchangers and the slow-flow unit are automatically controlled by a control system.

Systemet ifølge oppfinnelsen for behandlingen av vann om bord i et fartøy før slikt vann slippes ut i sjø, omfatter også en saktestrømmende enhet for å oppret-holde en nødvendig vanntemperatur over en lengre tidsperiode, og som omfatter et integrert oppvarmingselement, og der systemet er konfigurert slik at den sakte-strømmende enhet er anordnet strømningsmessig nedstrøms den andre varmeveksleren og oppstrøms den første varmeveksleren, der vann passerer gjennom den første varmeveksleren for forvarming av vann som skal behandles, samt et styringssystem som automatisk styrer vannstrømmen ved hjelp av ventiler og temperaturmålere. The system according to the invention for the treatment of water on board a vessel before such water is discharged into the sea, also comprises a slow-flowing unit to maintain a necessary water temperature over a longer period of time, and which comprises an integrated heating element, and where the system is configured so that the slow-flowing unit is arranged flow-wise downstream of the second heat exchanger and upstream of the first heat exchanger, where water passes through the first heat exchanger for preheating water to be treated, as well as a control system that automatically controls the water flow by means of valves and temperature gauges.

Nevnte andre tank(er) kan fortrinnsvis være konfigurert for å lagre oppvarmet, pasteurisert vann for gjenbruk eller pumping over bord. «Saktestrømningsdelen» er videre utstyrt med et integrert oppvarmingselement, for på den måten å kunne opprettholde temperaturen på eller over pasteuriseringstemperaturen for en forlenget periode. Said other tank(s) may preferably be configured to store heated, pasteurized water for reuse or pumping overboard. The "slow flow part" is also equipped with an integrated heating element, in order to be able to maintain the temperature at or above the pasteurization temperature for an extended period.

En hovedfordel med fremgangsmåten og systemet ifølge oppfinnelsen består i, som et hovedprinsipp, at det ikke er nødvendig å tilføre varme fra tilleggsbrensel eller-energi i tillegg til overskuddet av energi og varme som blir produsert av andre systemer om bord, der den anvendte energi er energi eller varme av en type som ellers ville gått tapt eller pumpet til sjø. En annen fordel er at systemet kan bli operert ved en variabel temperatur og varierende pasteuriseringstid, avhengig av tilgjengelig energi og seilingstid fra havn til havn. Temperaturen og pasteuriseringstiden kan logges i styringssystemet for dokumentasjon etter oppfordring fra myndigheter eller andre. A main advantage of the method and system according to the invention consists in, as a main principle, that it is not necessary to add heat from additional fuel or energy in addition to the surplus of energy and heat that is produced by other systems on board, where the energy used is energy or heat of a type that would otherwise be lost or pumped to sea. Another advantage is that the system can be operated at a variable temperature and varying pasteurization time, depending on available energy and sailing time from port to port. The temperature and pasteurization time can be logged in the management system for documentation upon request from authorities or others.

Kort beskrivelse av tegningene Brief description of the drawings

I det følgende skal en utførelsesform av oppfinnelsen bli beskrevet i større detalj, idet det refereres til tegningene, der: figur 1 viser skjematisk et flytskjema for vannbehandlingssystemet ifølge foreliggende oppfinnelse, som også indikerer strømningsretningen gjennom de forskjellige rørene og enhetene som inngår i vannbehandlingssystemet; In the following, an embodiment of the invention will be described in greater detail, referring to the drawings, where: figure 1 schematically shows a flow chart for the water treatment system according to the present invention, which also indicates the direction of flow through the various pipes and units that are part of the water treatment system;

figur 2 viser skjematisk et flytdiagram for vannbehandlingssystemet ifølge oppfinnelsen, der direkte pumping av vann direkte til sjø uten pasteurisering er vist; figure 2 schematically shows a flow diagram for the water treatment system according to the invention, where direct pumping of water directly to sea without pasteurization is shown;

figur 3 viser skjematisk et flytdiagram av vannbehandlingssystemet ifølge oppfinnelsen, der resirkulasjon for oppvarming under oppstart av systemet er vist; og figure 3 schematically shows a flow diagram of the water treatment system according to the invention, where recirculation for heating during start-up of the system is shown; and

figur 4 viser skjematisk et flytdiagram for vannbehandlingssystemet ifølge oppfinnelsen under normal drift. figure 4 schematically shows a flow diagram for the water treatment system according to the invention during normal operation.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen Detailed description of the invention

Figur 1 viser skjematisk et flytdiagram for vannbehandlingssystemet 10 ifølge foreliggende oppfinnelse. Systemet 10 er beregnet for sterilisering av forskjellige typer avløpsvann og ballastvann, basert på en pasteuriseringsfremgangsmåte. Vannet som skal behandles blir pumpet fra en kontaminert tank 11, heretter benevnt som den første tanken 11 eller direkte fra sjø, gjennom en varmemottakende seksjon 12' i en primærvarmeveksler 12 der det kontaminerte vannet blir varmet opp og deretter sendt gjennom en varmemottakende seksjon 13' i en andre varmeveksler 13, der vannet blir varmet opp ytterligere til en temperatur som ligger over pasteuriseringstemperaturen. Vann kan bli tilført den første tanken 11 for eksempel fra sjø, gjennom et innløp. Den sekundære varmeveksleren 13 blir varmet opp ved å tilføre termisk fluid levert til en varmeleverende seksjon 13" i den sekundære varmeveksleren 13 fra sentralvarmesystemet (ikke vist). Det termiske mediet som leverer varme til varmevekslerseksjonen 13" kan for eksempel bli oppvarmet med tilført termisk energi som leveres enten fra brensel eller elektrisitet og/eller avløpsvarme gjenvunnet fra ulike typer varmegenererende utstyr om bord i et fartøy, slik som kjølesystemet og avgass-systemet for fremdriftsmaskineri eller lignende. Figure 1 schematically shows a flow diagram for the water treatment system 10 according to the present invention. The system 10 is intended for the sterilization of different types of waste water and ballast water, based on a pasteurization method. The water to be treated is pumped from a contaminated tank 11, hereafter referred to as the first tank 11 or directly from sea, through a heat-receiving section 12' in a primary heat exchanger 12 where the contaminated water is heated and then sent through a heat-receiving section 13' in a second heat exchanger 13, where the water is further heated to a temperature that is above the pasteurization temperature. Water can be supplied to the first tank 11 for example from the sea, through an inlet. The secondary heat exchanger 13 is heated by supplying thermal fluid supplied to a heat supplying section 13" in the secondary heat exchanger 13 from the central heating system (not shown). The thermal medium supplying heat to the heat exchanger section 13" can for example be heated with supplied thermal energy which is supplied either from fuel or electricity and/or waste heat recovered from various types of heat-generating equipment on board a vessel, such as the cooling system and the exhaust system for propulsion machinery or the like.

Vannet som skal behandles blir, etter å ha blitt varmet opp til en spesifikk pasteuriseringstemperatur i sekundærvarmeveksleren 13, sirkulert gjennom en «saktestrømningsenhet» 14, noe som muliggjør at det kontaminerte vannet holdes på en spesifikk pasteuriseringstemperatur over en spesifikk tidsperiode, idet termisk energi blir tilført nevnte «saktestrømningsenhet» 14, foreksempel fra nevnte sentralvarmeenhet, gjennom et integrert oppvarmingselement 18. The water to be treated, after being heated to a specific pasteurization temperature in the secondary heat exchanger 13, is circulated through a "slow flow unit" 14, which enables the contaminated water to be maintained at a specific pasteurization temperature over a specific period of time, as thermal energy is supplied said "slow flow unit" 14, for example from said central heating unit, through an integrated heating element 18.

Fra saktestrømningsenheten» 14 passerer det pasteuriserte vann gjennom en varmeleverende seksjon 12" i den primære varmeveksler 12 for å kjøle ned det pasteuriserte vannet og «forvarme» det kontaminerte vannet som kommer inn i den primære varmeveksler 12, hvoretter det pasteuriserte vannet pumpes til en andre, ren tank for lagring eller for pumping over bord, avhengig av ha som er hensikts-messig. Når det pasteuriserte vannet ikke lengre er nødvendig, for eksempel på grunn av behovet for de-ballastering, vil det rensede vannet pumpes til sjø. Forvarmingen av det kontaminerte vannet i primærvarmeveksleren 12 vil redusere energiforbruket til et minimum. Om det er et overskudd av oppvarmet termisk medium i systemet, vil en slik pasteuriseringsprosess for alle faktiske formål være uten kostnader, siden et slikt overskudd av termisk medium ellers ville bli sluppet ut direkte i sjø. From the slow flow unit" 14, the pasteurized water passes through a heat supplying section 12" in the primary heat exchanger 12 to cool down the pasteurized water and "preheat" the contaminated water entering the primary heat exchanger 12, after which the pasteurized water is pumped to a second , clean tank for storage or for pumping overboard, depending on what is appropriate. When the pasteurized water is no longer needed, for example due to the need for de-ballasting, the purified water will be pumped to sea. The preheating of the contaminated water in the primary heat exchanger 12 will reduce energy consumption to a minimum If there is an excess of heated thermal medium in the system, such a pasteurization process will for all practical purposes be without cost, since such excess thermal medium would otherwise be discharged directly in sea.

Det kontaminerte vannet fra den første tanken 11 blir pumpet gjennom systemet ved hjelp av en pumpe 15. Oppstrøms pumpen 12 kan fortrinnsvis et filter 16 være anordnet for å filtrere ut større partikler eller større levende biomasse, for derigjennom å forhindre tetting eller begroing i systemet. Pumpen 15 er utstyrt med en by-passlinje 37 som også omfatter en første ventil 22 og en andre ventil 28 for å tillate kontinuerlig sirkulasjon gjennom pumpen 15. Nedstrøms pumpen 15 og oppstrøms filteret 16 kan systemet være utformet med en by-passlinje 17, som går utenfor hele pasteuriseringssystemet, noe som tillater vannet fra den første tanken å bli pumpet over bord, direkte til sjø. Videre kan en ventil 39 være anordnet nedstrøms pumpen og oppstrøms filteret 16 for å gjøre det mulig å bruke en by-passledning 17. Dette kan for eksempel være tilfellet der fartøyet seiler i lokale farvann hvor mulig levende biomasse i ballastvannet ikke vil forårsake noen skade på den lokale levende biomassen i den omliggende sjø. By-passledningen 17 er også for resirkulasjon av vannet i systemet under oppstartperioden for å oppnå spesifikk pasteuriseringstemperatur forut for lagring i tank eller utslipp til sjø. The contaminated water from the first tank 11 is pumped through the system using a pump 15. Upstream of the pump 12, a filter 16 can preferably be arranged to filter out larger particles or larger living biomass, thereby preventing clogging or fouling in the system. The pump 15 is equipped with a by-pass line 37 which also comprises a first valve 22 and a second valve 28 to allow continuous circulation through the pump 15. Downstream of the pump 15 and upstream of the filter 16, the system can be designed with a by-pass line 17, which bypasses the entire pasteurization system, allowing the water from the first tank to be pumped overboard, directly to sea. Furthermore, a valve 39 can be arranged downstream of the pump and upstream of the filter 16 to make it possible to use a by-pass line 17. This can for example be the case where the vessel sails in local waters where possible living biomass in the ballast water will not cause any damage to the local living biomass in the surrounding sea. The by-pass line 17 is also for recirculation of the water in the system during the start-up period to achieve a specific pasteurization temperature prior to storage in a tank or discharge to sea.

Som vist i figur 1 er systemet utstyrt med et tilknyttet rørsystem og et antall ventiler. Vann, slik som kontaminert vann eller ballastvann, tilføres den første tanken gjennom en tilførselsledning 19. Kontaminert vann blir tømt fra den første tanken 11 via filteret 16 og pumpen 15 til primærvarmeveksleren 12 gjennom en utløpsledning 20. En ventil 21 er anordnet i utløpsledningen 20 oppstrøms by-passledningen 17. By-passledningen 17 er videre utstyrt med en ventil 22 for åpning eller stenging av by-passledningen 17, avhengig av situasjonen. As shown in Figure 1, the system is equipped with an associated pipe system and a number of valves. Water, such as contaminated water or ballast water, is supplied to the first tank through a supply line 19. Contaminated water is discharged from the first tank 11 via the filter 16 and the pump 15 to the primary heat exchanger 12 through an outlet line 20. A valve 21 is arranged in the outlet line 20 upstream the by-pass line 17. The by-pass line 17 is further equipped with a valve 22 for opening or closing the by-pass line 17, depending on the situation.

Tilsvarende er utløpsledningen 20 også utstyrt med en ventil 39 nedstrøms avgreningen til by-passledningen 17 og oppstrøms filteret 16, slik at en enten kan pumpe vann fra tanken 11 til sjø, eller gjennom pasteuriseringsanlegget ifølge foreliggende oppfinnelse. Forvarmet vann forlater varmemottakersiden 12' i primærvarmeveksleren 12 gjennom en utløpsledning 26 til innløpet til den varmemottakende side 13' til den sekundære varmeveksleren 13, hvor vannet blir varmet opp til en pasteuriseringstemperatur, hvoretter det varme vannet blir pumpet til den «sakte strømmende enheten» 14 gjennom en rørledning 25 hvor pasteuriseringstemperatiren opprettholdes over en adekvat tidsperiode. Fra utløpet til den sakte strømmende enheten 14 sirkuleres vannet til den varmeproduserende siden 12" i primærvarmeveksleren 12 gjennom en rørledning 26, for derigjennom å varme det kontaminerte vannet fra den første tanken, mens det pasteuriserte vannet fra sakstrømningsenheten 14 blir kjølt ned. Fra den varmefremskaffende siden 12" i primærvarmeveksleren, pumpes vann gjennom en utløpsledning 27, enten over bord eller til den andre tanken. For å muliggjøre et slikt alternativ, blir innløpsrøret 29 til den andre tanken 28 og utløpsledningen 30 til sjø utstyrt med ventiler 31 og 32 gjennom rørledningen 27. En ventil 33 kan være anordnet i utløpsledningen 27 fra primærvarmeveksleren 12, nedstrøms tilkoblingspunktet til by-passledningen 17. Correspondingly, the outlet line 20 is also equipped with a valve 39 downstream of the branch to the bypass line 17 and upstream of the filter 16, so that water can either be pumped from the tank 11 to the sea, or through the pasteurization plant according to the present invention. Preheated water leaves the heat receiving side 12' of the primary heat exchanger 12 through an outlet line 26 to the inlet of the heat receiving side 13' of the secondary heat exchanger 13, where the water is heated to a pasteurization temperature, after which the hot water is pumped to the "slow flow unit" 14 through a pipeline 25 where the pasteurization temperature is maintained over an adequate period of time. From the outlet of the slow-flow unit 14, the water is circulated to the heat-producing side 12" of the primary heat exchanger 12 through a pipeline 26, thereby heating the contaminated water from the first tank, while the pasteurized water from the case-flow unit 14 is cooled. From the heat-producing since 12" in the primary heat exchanger, water is pumped through an outlet line 27, either overboard or to the second tank. To enable such an alternative, the inlet pipe 29 to the second tank 28 and the outlet line 30 to the sea are equipped with valves 31 and 32 through the pipeline 27. A valve 33 can be arranged in the outlet line 27 from the primary heat exchanger 12, downstream of the connection point to the bypass line 17 .

Varmt vann blir sirkulert fra en sentralvarmestasjon (ikke vist) gjennom en tilførselsledning 34 til varmefremskaffelsessiden 13" i sekundærvarmeveksleren 13 og/eller til det integrerte oppvarmingselementet 18 i den sakte strømmende enheten 14 og sirkulert tilbake til sentraloppvarmingssystemet (ikke vist) gjennom returledningen 35. Ledningene 34,35 er utstyrt med ventiler 36 for styring av sirkulasjonen av det termiske medium gjennom systemet til og fra det sentrale oppvarmingssystemet. Hot water is circulated from a central heating station (not shown) through a supply line 34 to the heat supply side 13" of the secondary heat exchanger 13 and/or to the integrated heating element 18 in the slow flow unit 14 and circulated back to the central heating system (not shown) through the return line 35. The lines 34,35 are equipped with valves 36 for controlling the circulation of the thermal medium through the system to and from the central heating system.

Figur 2 viser skjematisk et flytdiagram for vannbehandlingssystemet 10 ifølge oppfinnelsen. Figuren viser pumping av vann direkte til sjø uten pasteurisering. Pilene i ledningene indikerer strømningsretningen til det pumpede vann. Som indikert i figur 2 representerer ventilene som er fylt med svart blekk, en lukket ventil, mens de gjenværende ventilene er åpne. For å pumpe vann direkte til sjø, pumper pumpen 15 vann fra den første tanken 11 gjennom ledningen 20 med ventilene 21 og 28 åpne, mens ventilene 22 og 39 er lukket. Vann pumpes deretter gjennom ledningen 17 gjennom den åpne ventilen 33, mens ventilen 40 til den varmeleverende siden 12" til primærvarmeveksleren 12 er lukket. Ventilen 31 er lukket, mens ventilen 32 er åpen, noe som tillater at vannet blir sendt direkte til sjø. Figur 3 viser skjematisk et flytdiagram for vannbehandlingssystemet 10 ifølge oppfinnelsen, der re-sirkulasjon av det oppvarmede varmet for oppvarming under oppstarten av systemet 10 vises. Pilene viser strømningsretningene for de forskjellige ledningene, og slik som for figur 2 er det ingen strømning i ledningene som ikke er merket med piler. Videre er de ventiler som er vist fylt med svart blekk lukket, mens de andre ventilene er åpne eller ute av drift. Pumpen 21 er lukket, mens pumpen 15 sirkulerer vann gjennom ledningen 17,37, der ventilene 22,39 er åpne , mens ventilene 38 og 33 er lukkede. Ifølge dette stadiet blir vann sirkulert gjennom de to varmevekslerne 12,13 og blir varmet opp i den saktestrømmende enheten 14 på grunn av energi tilført til oppvarmeren 18. Vann blir sirkulert til temperaturen på vannet som forlater den varmemottakende seksjonen 13' er på den krevde pasteuriseringstemperatur. Figur 4 viser skjematisk et flytdiagram for vannbehandlingssystemet 10 ifølge oppfinnelsen under normal drift av systemet 10. Igjen er strømningsretningen indikert med pilene i de forskjellige ledningene, mens ventiler fylt med svart blekk er stengte. De gjenværende ventiler er åpne. Vannet blir deretter pumpet fra tanken 11 ved hjelp av pumpen 15 gjennom ledningen 20, idet ventilene 21 og 39 er åpne. Vannet blir deretter pumpet gjennom filteret 16 og inn i den varmemottakende seksjonen 12' i primærvarmeveksleren 12. Fra denne seksjonen 12' blir delvis oppvarmet vann pumpet gjennom ledningen 16 inn i den varmemottakende seksjonen 13' til sekundærvarmeveksleren 13. Fra sekundærvarmeveksleren 13 blir vann pumpet gjennom ledningen 16 inn i den varmemottakende seksjonen 13' til sekundærvarmeveksleren 13. Fra sekundærvarmeveksleren 13 blir vann pumpet gjennom den saktestrømmende enheten 14 hvor det blir varmet opp av varme tilført fra sentraloppvarmingssystemet og deretter inn i den varmeleverende seksjonen 12" i primærvarmeveksleren 12 og deretter ut og gjennom den åpne ventilen 33 og ledningen 27, enten til den andre tanken 28 gjennom ledningen 29 og ventilen 31 eller til sjø gjennom ledningen 30 og ventilen 32, avhengig av hva som kreves. Figure 2 schematically shows a flow diagram for the water treatment system 10 according to the invention. The figure shows pumping water directly to sea without pasteurisation. The arrows in the lines indicate the direction of flow of the pumped water. As indicated in Figure 2, the valves filled with black ink represent a closed valve, while the remaining valves are open. To pump water directly to sea, the pump 15 pumps water from the first tank 11 through the line 20 with the valves 21 and 28 open, while the valves 22 and 39 are closed. Water is then pumped through the line 17 through the open valve 33, while the valve 40 to the heat supplying side 12" of the primary heat exchanger 12 is closed. The valve 31 is closed, while the valve 32 is open, allowing the water to be sent directly to sea. Figure 3 schematically shows a flow diagram for the water treatment system 10 according to the invention, in which re-circulation of the heated heat for heating during the start-up of the system 10 is shown. The arrows show the flow directions for the different lines, and as for figure 2, there is no flow in the lines that do not are marked with arrows. Furthermore, the valves shown filled with black ink are closed, while the other valves are open or out of operation. The pump 21 is closed, while the pump 15 circulates water through the line 17,37, where the valves 22,39 are open, while the valves 38 and 33 are closed.According to this stage, water is circulated through the two heat exchangers 12,13 and is heated in the slow-flow unit 14 on due to energy supplied to the heater 18. Water is circulated until the temperature of the water leaving the heat receiving section 13' is at the required pasteurization temperature. Figure 4 schematically shows a flow diagram for the water treatment system 10 according to the invention during normal operation of the system 10. Again, the direction of flow is indicated by the arrows in the various lines, while valves filled with black ink are closed. The remaining valves are open. The water is then pumped from the tank 11 by means of the pump 15 through the line 20, the valves 21 and 39 being open. The water is then pumped through the filter 16 and into the heat-receiving section 12' of the primary heat exchanger 12. From this section 12', partially heated water is pumped through line 16 into the heat-receiving section 13' of the secondary heat exchanger 13. From the secondary heat exchanger 13, water is pumped through line 16 into the heat receiving section 13' of the secondary heat exchanger 13. From the secondary heat exchanger 13, water is pumped through the slow flowing unit 14 where it is heated by heat supplied from the central heating system and then into the heat supplying section 12" of the primary heat exchanger 12 and then out and through the open valve 33 and line 27, either to the second tank 28 through line 29 and valve 31 or to sea through line 30 and valve 32, depending on what is required.

Energi blir levert til systemet i form av varmt vann fra et sentraloppvarmingssystem gjennom en ledning 32, både til varmeleveringsseksjonen 13" i sekundær varmeveksleren 13 og til oppvarmeren 18 inne i den saktestrømmende enheten 14. Vann blir deretter sirkulert tilbake til sentraloppvarmingseneheten for gjenpopp-varming. Ifølge en utførelsesform blir vannet som skal pasteuriseres først varmet opp. Energy is supplied to the system in the form of hot water from a central heating system through a line 32, both to the heat delivery section 13" of the secondary heat exchanger 13 and to the heater 18 inside the slow-flow unit 14. Water is then circulated back to the central heating unit for re-pop heating. According to one embodiment, the water to be pasteurized is first heated.

Systemet ifølge foreliggende oppfinnelse blir automatisk styrt og overvåket av et styringssystem (ikke vist) og kan ha grensesnitt til hovedcomputersystemet (IAS). Sikkerhetsstyringssystemet og systemet for manuell styring er standard leveranse. Styringssystemet er av en type som er godkjent av de store klasseselskapene. For et slikt formål kan systemet være utstyrt med temperatur- og trykkmålere som kommuniserer med styringssystemet for å tillate automatisk styring, mens de ulike ventilene kan være fjernstyrt. Et styringskabinett (ikke vist) for vannbehandlingssystemet kan være anvendt for dette formålet, omfattende en 6,5" touchscreen, som viser mimikkdiagram i overensstemmelse med systemutformingen; som har brukergrensesnitt for systemoperasjon; som gjør det mulig med manuell og/eller automatisk styring av temperaturene; og som også inkluderer en alarmskjerm og som har grensesnitt med nevnte IAS. The system according to the present invention is automatically controlled and monitored by a control system (not shown) and can have an interface to the main computer system (IAS). The safety control system and the system for manual control are standard delivery. The management system is of a type approved by the major class companies. For such a purpose, the system may be equipped with temperature and pressure gauges that communicate with the control system to allow automatic control, while the various valves may be remotely controlled. A control cabinet (not shown) for the water treatment system may be used for this purpose, comprising a 6.5" touchscreen, which displays a mimic diagram in accordance with the system design; which has a user interface for system operation; which enables manual and/or automatic control of the temperatures ; and which also includes an alarm screen and which has an interface with said IAS.

Varmevekslerne er i tillegg utstyrt med instrumentering for automatisk styring av strømningsraten gjennom systemet og av temperaturen. The heat exchangers are also equipped with instrumentation for automatic control of the flow rate through the system and of the temperature.

Hovedsirkulasjonspumpene kan omfatte to like pumper, for eksempel montert på skids, der en løper og en er i en stand-by-modus. Også pumpene er instrumentert både for manuell og/eller automatisk styring, for på den måten å muliggjøre justering av pumperate, idet pumpene fortrinnsvis er styrt av fjernstyringssystemet. The main circulation pumps may comprise two identical pumps, for example mounted on skids, where one is running and one is in a stand-by mode. The pumps are also instrumented for both manual and/or automatic control, in order to enable adjustment of the pumping rate, as the pumps are preferably controlled by the remote control system.

Det skal anføres at systemet også kan inneholde rør, kabling og tilbehør som ikke er vist i figurene, slik som manuelt opererte ventiler, temperatur- og trykkmålere, strømningsmetere og innretninger for tidsstyring, med videre. It should be noted that the system may also contain pipes, cabling and accessories that are not shown in the figures, such as manually operated valves, temperature and pressure gauges, flow meters and devices for time control, etc.

Claims

1. Procedure for removing living organisms from ballast water and/or water, which is contaminated with bacteria or other living organisms on board a vessel, by means of heating to pasteurization temperature before the water is discharged to sea, where the water to be treated is pumped through a heat exchanger system which comprises a first heat exchanger (12) where the water is preheated, and a second heat exchanger (13) where the water is further heated by the supply of heat from a separate heat source, the heat preheating in the first heat exchanger (12) being derived from heat in the treated water before this is stored in a tank or discharged to sea, that the second heat exchanger (13) is heated by thermal fluid from a central heating system which can obtain recovered heat from several heat-generating sources on board the vessel and possibly also from heat from fuel-fired and/or electrically fired heat sources in cases where the heat recovered is not sufficient to treat the water satisfactorily way, characterized by the water being treated passing through a slow-flowing unit (14) with a small flow rate after this water has been heated in the second heat exchanger (13), the water being further heated in the slow-flowing unit by means of an integrated heating element (18 ) inside the slow-flowing unit (14) and before this water is cooled in the first heat exchanger (12), to ensure that the water to be treated is kept at the required pasteurization temperature for a specific period of time, and where the water flow through the heat exchangers and the slow-flow device is automatically controlled by a control system.

2. Method according to claim 1, where the heat supplied to the water by means of the integrated heating element (18) is supplied from a central heating system which obtains recovered heat from heat-supplying sources on board the vessel and possibly also from heat from fuel-fired and/or electrically fired heat sources in cases where the heat recovered is not sufficient to treat the water satisfactorily.

3. Method according to claim 1 or 2, where the water being treated is heated to a temperature above the pasteurization temperature.

4. Method according to one of claims 1 to 3, where the treated water is pumped back to one or more storage tanks (28) on board the vessel, where such one or more tanks (28) only contain purified water.

5. Method according to one of claims 1 to 4, where only purified water from the tank(s) (28) is pumped to sea.

6. Method according to one of claims 1 to 5, where the heating process of water to be purified is carried out while the vessel is sailing in a ballast state and/or that the water to be treated is recycled several times through the pasteurization system to achieve the desired temperature and/or quality.

7. Method according to one of claims 1 to 6, where the heating process and the control of the water flow through the heat exchangers (12,13) and the slow-flowing unit (14) are controlled automatically by a control system.

8. System for treating water on board a vessel before the water is pumped to sea, comprising a first and a second heat exchanger (12,13), ballast water tank(s) (11), one or more pumps (15) and an associated pipe- and valve system for transporting the water to be treated between the units in the system and/or to the sea, characterized in that the system also includes a slow-flowing unit (14) to maintain a necessary water temperature over a longer period of time, and which includes an integrated heating element (18) , and where the system is configured so that the slow-flowing unit (14) is arranged flow-wise downstream of the second heat exchanger (13) and upstream of the first heat exchanger (12), where water passes through the first heat exchanger (12) for preheating water to be treated , as well as a control system that automatically controls the water flow using valves and temperature gauges.

9. System according to claim 8, where said second tank(s) (28) are configured to store the heated, pasteurized water for reuse or to be pumped to sea.

10. System according to claim 8 or 9, wherein the slow flowing unit (14) is equipped with an integral heating element (18) to enable maintenance of a temperature at or above the pasteurization temperature for a specific period of time.