NO343607B1 - Fremgangsmåte for ozonbehandling - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte og et system for ballastvann ozoninjeksjon. Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen et system for injisering av ozon for å behandle ballastvann under innlasting og lossing av ballastvann til eller fra ballasttanker i et sjøgående fartøy eller skip.

Ballastvannvekt brukes av sjøfartøy for å kompensere for mangel på lastvekt for å opprettholde stabilitet når lastinnholdet i fartøyet er tomt eller delvis tomt. For eksempel i en typisk transportoperasjon dokker et sjøgående fartøy først ved en havn der det lastes med en last som fartøyet transporterer til en andre havn der lasten losses av. Fartøyet går så tilbake til den første havnen der det lastes med en annen last. Typisk går fartøy tomme fra den andre havnen tilbake til den første havnen for å plukke opp en annen last. Fartøyet er utstyrt med ballasttanker som, kan fylles med vann for å opprettholde balansen av fartøyet på en rett kjøl når det går tomt og at det slippes ut når last lastes inn.

Ballastvann inneholder arter som er stedsegne for ballasttank fyllingsstedet. Disse artene lastes inn i ballasttankene sammen med vannet. Fartøyet transporterer ballastvann til lastehavnen der artene tømmes ut i vannmiljøet sammen med ballastvannet.

Uttømmingen av arter kan være ikke-stedsegne og ødeleggende for vannmiljøet på uttømmingsstedet. De ikke-opprinnelige artene kan forårsake skade på vannmiljøet og erstattet bentiske organismer og klarplanktonsamfunn som gir mat og larver for ønskede opprinnelige fastboende arter i de overliggende vannlag.

I 1996, godkjente US Kongressen the National Aquatic Invasive Species Act (P.L.104-332) (”NAIS”) for å begrense spredningen av ikke-opprinnelige organismer ved utslipp av ballastvann. Loven reautoriserer the Great Lakes ballast management programmet og utvider anvendbarheten til fartøy med ballasttanker. Loven krever at Secretary of Transportation utvikler nasjonale retningslinjer for å forhindre spredning av organismer og deres innføring inn i US farvann via ballastvann i kommersielle fartøy. NAIS, the Ballast Water Management Act og lovgivning som er pending eller som skal innføres regulerer behandling av salt- eller fersk ballastvann før det slippes ut og vil kreve at alt uttømt ballastvann innenfor territorialfarvannet til United States (dvs. innenfor 200 mil fra kysten eller i the Great Lakes) skal behandles for å drepe eller fjerne alle akvatiske uønskede arter (dvs. bakterier, virus, larver, fytoplankton og zooplankton).

Vann som lastes inn i ballasttanker for å stabilisere sjøgående fartøy er en kompleks sammensetning av fysiske, kjemiske og biologiske enheter. Videre variere sammensetningen av vannet betydelig fra havn til havn, spesielt når det gjelder biologiske bestanddeler. Kompleksiteten og variasjonen til sjøvannet desinfiserende behandling uforutsigbar. Forskjellige kjente fremgangsmåter og systemer for behandling av vann trenger ikke å virke for behandling av ballastvann på grunn av en bestandig/motstandsdyktig livsform eller uventede kjemiske bestanddeler, eller en foreslått behandling i seg selv kan virke skadelig for det lokale økosystemet ved uttømming.

Ozonering har blitt funnet å være en sikker og effektiv desinfeksjonsmetode og system for behandling av ballastvann for uttømming i vannmiljøer. US patent nr.6,125,778 (Rodden) foreslår først et ozonballastvannbehandling som innbefatter overslag i ballastvanntanker.

Imidlertid kan direkte tankoverslag (”sparging”) gjøre ozondesinfiseringen kostbar og ueffektiv siden ikke alle rom i ballasttankene kan nås. US patent nr.6,869,540 (Robinson) har foreslått en in-line behandling av lastingsvann og/eller avlastingsballastvann. Robinsons fremgangsmåte kan omfatte injisering av ozon inn i en vannlinjeinnlasting inn i et sjøfarende fartøy før vannet fylles inn i ballasttanken; innladningen av ozoninjisert vann inn i ballasttanken; og justering av en hastighet av injiseringen av ozonet inn i vannet og justering av vannhastighetsinnlastingen inn i fartøyet for å tilveiebringe en målrettet biologisk dreping av arter i vannet.

Robinsons ozonisering oppnår desinfeksjon ved en sekvensiell og kombinert tomekanisme virkning – ozonisering og brominering. Ozonet dreper direkte arter ved oksidering. I tillegg resulterer reaksjon mellom ozonet og bromider som naturlig finnes i sjøvann resulterer i en desinfiserende brominering gjennom dannelse av hypobromion og hypobromsyre. Virkningen av ozoneringen og brominerings desinfeksjonsprosessene har blitt funnet å være synergistiske ved at den kombinerte virkningen er en forbedring over virkningene av de separate desinfeksjonsprosessene.

Mens in-line ozonering av sjøvann under pumpingsinntak eller uttømming er mer effektiv og mer økonomisk enn behandling i tanken, så er det i noen tilfeller alvorlige kostnadsrestriksjoner ved direkte ozonering. For eksempel er ballastvanninntaks-/utløpslinjer på fartøy i området 100.000 til 150.000 DWT 45,7 cm (18”) i diameter. Kostnadene for utstyr for direkte injisering inn i denne størrelseslinjen er uoverkommelige. Således er det et behov for et ukomplisert og kostnadseffektivt system og fremgangsmåte for direkte ozonering av inntak/utslippsballastvann.

US 2003015481 beskriver en fremgangsmåte og apparat for behandling av ballastvann i skip. US 6254838 beskriver et ozongenereringssystem for vaskerier.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for ozonbehandling, idet fremgangsmåten omfatter: utskille gjennom en bypass en utskilt del av vann som fylles inn i minst én ballasttank i et sjøfarende fartøy; injisere ozon inn i den utskilte delen av vann i bypassen for å tilveiebringe en ozonert del av vann i bypassen; og rekombinere den ozonerte delen av vann med vannet som fylles inn i den minst ene ballasttanken; karakterisert ved at: (a) en bibeholdelsesperiode mellom injisering av ozon inn i den utskilte delen av vann og rekombineringen av den ozonerte delen av vann med vannet som fylles inn i tanken kontrolleres under en spesifisert tidsgrense på 5 sekunder, (b) vannet er sjøvann inneholdende brom som reagerer med ozon for å tilveiebringe et OBrreaksjonsprodukt, og (c) en kontrollinnretning utfører et sett av instruksjoner for å koordinere strømning av den utskilte delen av vann og injisering av ozon for å tilveiebringe en konsentrasjon av ozon på 1,0 til 4,5 mg/l i vannet og for å opprettholde i den utskilte delen av vann et molart forhold av Br- til OBr- over 2,7.

Ytterligere utførelsesformer av fremgangsmåten i henhold til oppfinnesen fremgår av de uselvstendige patentkrav.

Det beskrives en fremgangsmåte for ozonbehandling omfattende: bestemme målarter for biologisk dreping for vann som lastes inn i en ballasttank i et sjøfarende fartøy; regulere en omkjøringsdel av vannet før det lastes vann i ballasttanken; justere reguleringen av den omdirigerte delen av vannet og en injiseringsrate av ozon inn i den delen for å oppnå den målsatte biologiske drepingen; å injisere ozon ved den bestemte hastigheten inn i den regulerte omdirigerte delen for å oppnå den målsatte biologiske drepingen når delen rekombineres med vannet for lasting til ballasttanken.

Det beskrives også en fremgangsmåte for ozonbehandling, omfattende: omlede en del av vann som lastes inn i en ballasttank til et sjøgående fartøy; bestemme en ozongenereringskapasitet Q som er tilstrekkelig til å injisere ozon inn i delen for å oppnå en målozonkonsentrasjon når delen rekombineres med vannet for lasting inn i ballasttanken; injisere ozon inn i delen med en generator som har den bestemte ozongenereringskapasiteten; å rekombinere delen med vannet for lasting inn i ballasttanken.

Det beskrives også en fremgangsmåte for ozonbehandling omfattende:

bestemme en målsatt biologisk dreping av arter for vann som lastes inn i en ballasttank i et sjøfartøy; omlede en del av vannet før lasting inn i ballasttanken; bestemme en ozongenereringskapasitet som er tilstrekkelig for å injisere ozon inn i delen for å oppnå en målozonkonsentrasjon når delen kombineres med vannet for lasting inn i ballasttanken; regulere den omledede delen og justere raten med injisering av ozon inn i delen med en generator som har den bestemte ozongenereringskapasiteten for å oppnå målsatt biologisk dreping når delen rekombineres med vannet for lasting til ballasttanken; og rekombinere delen med vannet for lasting inn i ballasttanken.

Det beskrives også et ballastvann behandlingssystem omfattende: et sjøfartøy innbefattende minst en ballasttank og minst et ledningsrør som fører vann til og fra et innløp/utløp til ballasttanken; en reguleringsinnretning for å omlede en del av vannet fra ledningsrøret; en injektor for å tilveiebringe en ozoninjeksjonsrate inn i delen av vann; og en styringsenhet operativt koblet til reguleringsinnretningen og injektoren/injeseringsinnretningen for å justere den omledede delen av vann og injeksjonsraten til ozonet inn i delen for å oppnå den målsatte biologiske drepingen når delen igjen kombineres med vannet.

Det beskrives også en fremgangsmåte for ozonbehandling omfattende: bestemme en målsatt biologisk dreping av arter for ballastvann som tømmes fra et sjøgående fartøy i havet; regulere en omledet del av ballastvannet før uttømmingen; justere reguleringen av den omledede delen av vannet og en injiseringshastighet for ozon inn i delen for å oppnå den målsatte biologiske dreping; og injisere ozon ved den bestemte hastigheten inn i den regulerte omledede delen for å oppnå den målsatte biologisk drepingen når delen rekombineres inn i vannet for tømming av det ozoninjiserte vannet til havet/sjøen.

Det beskrives også et ballastvann behandlingssystem omfattende; et sjøgående fartøy innbefattende minst en ballasttank; en ozongenerator som genererer ozon, et ballastvannledningsrør som tømmer ut vann fra ballasttanken og fører vannet til en uttømmingsport/åpning i sjøfartøyet; en reguleringsretning for å omlede en del av vannet fra ledningsrøret; en injektor for å tilveiebringe en ozoninjeseringsrate inn i delen av vann; og en styreenhet operativt koblet til reguleringsretningen og injektoren for å justere den omledede delen av vann og injiseringshastigheten av ozon inn i delen av vann for å oppnå den målsatte biologiske drepingen når vanndelen rekombineres med vannet i ledningsrøret.

Det beskrives også en fremgangsmåte for ozonbehandling omfattende: opplasting av sjøvann til en ballasttank i et sjøfartøy; regulere en omledet del av det opplastede vannet før uttømming av vannet inn i ballasttanken; justere reguleringen av den omledede delen av vann og en injiseringsrate av ozon inn i delen for å oppnå en målsatt biologisk dreping; og injisere ozon ved den bestemte hastigheten inn i den regulerte omledede delen for å oppnå den målsatte biologiske drepingen når vanndelen rekombineres med det opplastede vannet for tømming inn i ballasttanken.

Det beskrives også en fremgangsmåte for ozonbehandling omfattende: omlede en del vann fra en vannstrøm i et ledningsrør; injisere en ozoninneholdende gass inn i delen for å tilveiebringe en ozonert del; rekombinere den ozonerte delen med vannstrømmen i ledningsrøret; å regulere den omledede delen for å tilveiebringe en minimum omledet delstrømningsrase i samsvar med strømningen i ledningsrøret og mengden ozon i den injiserte gassen.

Det beskrives også et vannbehandlingssystem omfattende: et vannledningsrør som transporterer vann fra et første inntakssted til et uttømmingssted; en omløpslinje fra et første punkt i vannledningsrøret til et andre, returpunkt der omløpslinjen omleder en del av vannet fra ledningsrøret for å sirkulere i omløpslinjen og tilbake til vannledningsrøret ved et returpunkt; en injiseringsinnretning innbefattet i omløpslinjen for å injisere ozon inn i den omledede delen av vann; en ozongenerator som genererer ozon for injisering av injiseringsinnretningen/injektoren; og en reguleringsinnretning som regulerer den omledede delen for å tilveiebringe en minimums omledet delstrømningsrate ifølge strømning i ledningsrøret og i forhold til ozon i den injiserte gassen.

Det beskrives også en fremgangsmåte for ozonbehandling omfattende: opplasting av sjøvann til en ballasttank i et sjøfartøy; regulere en omledet/avledet del av det opplastede vannet før tømming av vannet inne i ballasttanken; å justere reguleringen av den omledede delen av vann og en injiseringshastighet av ozon inn i delen for å tilveiebringe en minimum omledet strømningsratedel ifølge strømningen i ledningsrøret og i forhold til ozonet i den injiserte gassen.

Det beskrives også en fremgangsmåte for ozonbehandling omfattende: identifisere et artsødeleggende reaksjonsprodukt av ozon med en vannbestanddel; bestemme en levetid for reaksjonsproduktet; og la ozonet komme i kontakt med et vann som inneholder artene for en tidsperiode bestemt i samsvar med den bestemte levetiden til reaksjonsproduktet.

Det beskrives også en fremgangsmåte for ozonbehandling omfattende: avlede/omlede en vannporsjon/del av vann som lastes inn i en ballasttank i et fartøy; injisere ozon i delen for å tilveiebringe en ozonert del/porsjon; rekombinere/føre sammen den ozonerte delen med vannet som lastes inn i ballasttanken; der en bibeholdelsesperiode mellom injiseringen av ozonet inn i delen vann og rekombineringen av den injiserte ozonvanndelen med vannet som fylles inn i tanken kontrolleres/styres innenfor en spesifisert tidsgrense.

Det beskrives også et ballastvann behandlingssystem omfattende: et fartøy som innbefatter minst en ballasttank; en ozongenerator som genererer ozon; en ballastvannledningsrør som transporterer vann fra en første inntakssted til et uttømmingssted/lokasjon i et fartøy; en omledningslinje (bypasslinje) fra et første punkt av vannledningsrøret til et andre/returpunkt for å omlede en del av vannet fra ledningsrøret for sirkulering i bypasslinjen og tilbake til vannledningsrøret/returpunktet; og en injiseringsinnretning for å injisere ozon inn i den omledede/avledede vanndelen og koble det inn i bypasslinjen ved en lokasjon for å tilveiebringe en bestemt bibeholdelses tidsperiode mellom et ozoninjeksjonspunkt og et rekombineringspunkt der den injiserte delen blandes sammen med vanninnlastingen til ballasttanken.

Det beskrives også et ballastvann behandlingssystem omfattende: et fartøy innbefattende minst en ballasttank og minst et ledningsrør som fører vann til eller fra et inntak/utløp til ballasttanken; en reguleringsinnretning for å omlede en vanndel fra ledningsrøret; en injeksjonsinnretning for å tilveiebringe en ozoninjeksjonsrate inn i vanndelen; og en kontrollenhet operativt koblet til reguleringsinnretningen og injeksjonsinnretningen for å regulere den avdelte delen for å tilveiebringe en minimum avledet strømningsrate for vanndelen i samsvar med strømningen i ledningsrøret og andel ozon i den injiserte gassen.

Det beskrives også en fremgangsmåte for ozonbehandling omfattende: bestemme en målsatt biologisk dreping av arter for vanninnlasting inn i en ballasttank i et fartøy; omlede/omdirigere en vanndel/-porsjon fra en strøm av vannet som lastes inn i ballasttanken; injisere ozon inn i den omledede delen med en rate bestemt for å opprettholde den målsatte biologiske drepingen når delen føres inn i vannet for fylling av ballasttanken; og regulere den omledede vanndelen til et minimum omledet porsjonsstrømningsrate i samsvar med strømningen i ledningsrøret og andelen ozon i den injiserte gassen.

Det beskrives også et ballastvann behandlingssystem omfattende: et sjøgående fartøy innbefattende minst en ballasttank; en ozongenerator som genererer ozon; et ballastvann ledningsrør som tømmer ut vann fra ballasttanken og fører vannet til en avlastningshavn for sjøgående fartøyer; en reguleringsinnretning for å omlede en vanndel/-porsjon fra ledningsrøret; en injeksjonsinnretning for å tilveiebringe en ozoninjeksjonsrate inn i vanndelen; og en kontrollenhet operativt koblet til reguleringsinnretningen og injiseringsinnretningen for å regulere den omledede delen for å tilveiebringe en minimums omledet strømningsdelrate i samsvar med strømningen i ledningsrøret og andelen ozon i den injiserte gassen.

Det beskrives også et ballastvann behandlingssystem uten en avgassdestruksjonsinnretning; omfattende: et saltvanns eller ferskvanns sjøgående fartøy innbefattende minst en ballasttank og minst et ledningsrør som fører vann til eller fra et inntak/utløp til ballasttanken; en reguleringsinnretning for å omlede en vanndel fra ledningsrører; en injeksjonsinnretning for å tilveiebringe en ozoninjiseringsrate inn i vanndelen; og en kontrollenhet operativt koblet til reguleringsinnretning og injiseringsinnretningen for å justere den omledede delen av vann og en injeksjonsrate av ozonet inn i delen/porsjonen (av vann) for å oppnå den målsatte biologiske drepingen mens det unngås en frigjøring av skadelig gass ut i atmosfæren uten en avgassdestruksjonsinnretning.

Det beskrives også en fremgangsmåte for ozonbehandling omfattende: bestemme en målsatt biologisk dreping av arter for vanninnlasting i en ballasttank i et sjøgående fartøy; bestemme en injisering av ozon i vannet for å oppnå den målsatte biologiske drepingen uten frigjøring av miljøskadelige avgass til atmosfæren; regulere en omledet vanndel før innlastingen av vannet i ballasttanken; justere reguleringen av den omledede vanndelen og en injiseringsrate av ozon til delen for å oppnå den målsatte biologiske drepingen uten frigjøring av en miljøskadelig avgass; å injisere ozon ved den bestemte raten til den regulerte omledede delen for å oppnå den målsatte biologiske drepingen når delen rekombineres med vann for innlasting i ballasttanken uten frigjøring av miljøskadelig avgass til atmosfæren.

Oppfinnelsen tilveiebringer fortrinnsvis en korrekt dose ozon i ballastvannet for å sikre fullstendig desinfiseringsbehandling av ballastvannet uten skadelig avgass.

Fig. 1 er et skjematisk perspektivriss av et fartøy med dobbelt skrog og behandlingssystem;

Fig. 2 er et skjematisk riss ovenfra fartøyet og behandlingssystemet;

Fig. 3 er et skjematisk sideriss av fartøyet og behandlingssystemet;

Fig. 4A og 4B er skjematiske representasjoner av en utførelsesform av en fremgangsmåte og et system for ballastvann ozoninjeksjon;

Fig. 5A, 5B og 5C er flytdiagram av alternative utførelsesformer av en fremgangsmåte og et system for ballastvann ozoninjeksjon;

Fig. 6 er et skjematisk sideriss av et bypass ledningsrørsystem;

Fig. 7 omfatter: tabell 1 viser virkninger av korttids ozoneksponering på overlevelse; tabell 2 viser tidsverdi testingsresultater; tabell 3 viser LC50 verdier for Americamysis bahia;

Fig. 8 viser LT50 (mediandødstider) verdier avledet for tre arter;

Fig. 9 er en kurve for dødelighet av ozonlastrater; og

Fig. 10 er en kurve som viser giftighet av restoksidanter over tid.

Ozon genereres ved trykk på omtrent 10-12 psi over atmosfærisk trykk. Avvik fra dette trykket kan påvirke ozonoutput i ugunstig retning. Ballastvann pumpes ombord ved variable trykk, som kan være høyt når tanker fylles opp. Relativt lavtrykkozon/oksygen eller ozon/luftblandinger kan komprimeres til et høyere trykk med svært spesielle og kostbart utstyr (på grunn av ozons korrosivitet og viktigere, det faktum at ozon vil dekomponere under komprimeringsvarmen).

I en utførelsesform vedrører oppfinnelsen ozonballastvannbehandling. Foreslåtte NAIS endringer definerer ”ballastvann” som ”et hvilket som helst slags vann (med sitt meddratte materiale) som brukes til å opprettholde trim og stabilitet for et fartøy”. Med en annen definisjon er ”ballastvann” A) vann som tas ombord for å kontrollere trim, krenging, trekk, stabilitet eller spenninger i et fartøy innbefattende materiale meddratt i slikt vann; og B) et hvilket som helst slags vann plassert i en ballasttank under rengjøring, vedlikehold eller andre operasjoner. Disse definisjonene inkorporeres hermed i denne beskrivelsen som utførelsesformer for behandlebart vann.

I en utførelsesform av oppfinnelsen er en inline gassinjiseringsanordning slik som en venturi/venturirør koblet inn for midlertidig å senke trykket i det strømmende ballastvannet ved å øke hastigheten av vannstrømningen i et ledningsrør. En innkoblet inline injiseringsinnretning kan skape et lavere trykk ved å øke væskehastigheten. En venturi er en foretrukket injiseringsinnretning i en inline injeksjons

ballastvannsbehandling.

I en utførelsesform vedrører oppfinnelsen et ballastvann behandlingssystem for et fartøy. Systemet kan omfatte en injiseringsinnretning innkoblet i en vannledningsrør med en inngangsåpning tilpasset til å motta vannet, en injiserings innretningsåpning tilpasset til å motta en behandlingsgass og en utløpsåpning/port tilpasset til å slippe ut vannet. Imidlertid er ballastvann ledningsrør som losser inn vann til eller slipper ut vann fra en ballasttank store, typisk av størrelsesorden omtrent 45,7 cm (18 tommer) i diameter. Kostnadene for en injiseringsinnretning slik som en venturi for ledningsrør av denne størrelsen er betydelig. Videre vil installeringen av en slik injiseringsinnretning inn til hovedledningsrøret kunne påvirke operasjonsparameterne for fartøyet. En innkoblet injiseringsinnretning vil øke strømningstilbaketrykket og krever en ballastvann pumpekapasitet. Søkerens beregninger indikerer at en innkoblet venturi vil øke pumpetiden som kreves for å fylle ballasttankene for visse fartøy med en til to timer (omtrent 10%). Videre kan ballastvann ledningsrør tjene til både å laste inn ballastvann og til å tømme ut ballastvann. En innkoblet injiseringsinnretning kan forstyrre en tilbakevannsstrømning for eksempel ved utslipp av ballastvann. Disse ulempene kan overvinnes ved en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen der ozon injiseres i en del av ballastvannet i en linje som bypasser en del av hovedvann ledningsrøret.

En ytterligere foretrukket utførelsesform av bypasslinje ozoninjisering er basert på betraktninger av den fysiske og kjemiske naturen til ozon i ballastvann innbefattende løseligheten av ozon i sjøvann og forholdet mellom kjemiske reaksjoner av ozon til løselighet.

Ozon (O3) er en alllotrop form av oksygen. Det er en ustabil blå gass med en gjennomtrengende og skarp lukt, en molekylvekt på 48 g/mol og en tetthet som en gass på 2,154 g/liter ved 0<o>og 1 atmosfære. Den er omtrent 13 ganger mer løselig i vann enn oksygen. Ozon er svært ustabil og er et kraftig oksideringsmiddel. Den er ikkebestandig og har en svært kort halveringstid.

Typisk oksiderer ozon ved å sende oksygen, i noen konsentrasjon, gjennom et høyt ladd koronafelt, en teknikk kjent som ”korona utladning”. Korona kan produseres ved å anvende et svært høyt elektrisk potensial (opptil 20 kV) mellom to ledere som er atskilt med et isolerende dielektrisk lag og et lite luftgap. Under disse forhold vil molekylært oksygen (O2) som passerer gjennom gapet/mellomrommet mellom de to lederne utsettes for tilstrekkelig dissosiasjonseneregi til delvis å dissosiere. En viss mengde frie oksygenradikaler vil assosiere med oksygenmolekyler for å danne O3ifølge likevektsreaksjonsligningen:

3 O2+ 69 kcal ↔ 2 O3(I)

Genereringen av ozon som representert ved ligning (I) er en likevektsreaksjon.

Reaksjonen er endoterm når den produserer O3, og krever energi, og er eksoterm når den produserer O2, gir opp energi. På grunn av den likevektsnatur vil den faktiske omdanningen til ozon være relativt lav, i området 2-14%, avhengig av oksygeninnholdet av fødegassen, temperaturen til reaksjonen og egenskapene til ozongeneratoren.

Andre betraktninger ved tilveiebringing av en effektiv ozonbehandlingsmetode og system vedrører mekanismen med gassbehandling av ballastvann. US patent nr.

6,840,983 (McNulty) beskriver et ballastvann behandlingssystem som omfatter en injiseringsinnretning innkoblet i et hovedvannledningsrør med en innløpsåpning tilpasset til å motta vannet, en injiseringsinnretningsåpning tilpasset til å motta en oksygenstrippinggass og en utløpsåpning tilpasset til å drive ut vannet. McNulty injiserer en oksygenstrippinggass som rydder bort/fjerner oksygen fra ballastvannet og som hevdes å forårsake kveling av oksygenavhengige arter. På den annen side er ozon en oksyderingsgass som har en annen og minst dobbelt desinfiserende mekanismer. Disse mekanismer innbefatter hurtig omdanning av naturlig kjemiske bestanddeler som finnes i ballastvann til produkter som er giftige for organismer så vel som direkte ozonødeleggende oksidasjon av organismer.

De følgende fire ligninger (Von Gunten & Hoigné 1994) beskriver anvendelse av ozon i sjøvann der man antar at den eneste ozonetterspørselen er mellom ozon og oppløst bromid.

(1) O3+ Br<->� OBr<->+ O2160 M<-1>s<-1>

(2) OBr<->+ O3� 2O2+ Br<->330 M<-1>s<-1>

(3) OBr<->+ O3� BrO2<->+ O2100 M<-1>s<-1>

(4) BrO2<->+ O3� BrO3<->>10<5>M<-1>s<-1>

Hypobromion (OBr-) dannes i reaksjon (1). Mesteparten av reaksjon (1) ion omdannes så til hypobromsyre (HOBr) ved tilsetting av et hydrogenion fra vann. Hypobromion og hypobromsyre som dannes er kjent som total restoksidant (TRO), (”total residual oxidant”). Kun reaksjon (1) fører til dannelsen av TRO. De ytterligere reaksjonene (2) til (4) fjerner uønsket både ozon og bromprodukter fra desinfiseringsprosessen. Et første mål med sjøvannionisering er å omdanne så mye ozon som mulig til HOBr eller OBr-. Derfor vil en maksimalisering av reaksjonen (1) og minimalisering (2) til (4) maksimalisere OBr-.

Reaksjonene som er vist er av andre orden. De gitte reaksjonsratekonstantene angir hastigheten ved hvilken reaksjonen skjer som en funksjon av ozonkonsentrasjonen. For å bestemme en relativ rate mellom reaksjoner (1) og (2) vil ratekonstanten av (2) divideres med den til (1). Reaksjonsraten (2) er omtrent 2 ganger hurtigere enn reaksjonen (1) – dvs. for like konsentrasjoner av reaktantene.

Reaksjonsratene ovenfor er slik at hvis den molare konsentrasjonsforholdet av Br til OBr- faller under omtrent 2,7, så vil ytterligere ozondoser ikke produsere mer OBrsiden ozonforbruket i reaksjonene (2) og (3) vil overskride reaksjon (1). Hypobromion danningsreaksjonen dominerer når ozon føres inn i et overskudd av bromid. Typisk omtrent 70 mg/l med bromid er tilgjengelig i sjøvann. Dette tilveiebringer nok bromidoverskudd til å minimalisere ozontapene ved typiske ozoneringsnivåer (1 til 5 mg/l ozon) i et ledningsrør med lasting eller lossing av ballastvann. Imidlertid vil en bypasslinje representere en mindre mengde vann og en tilsvarende mindre mengde bromid tilgjengelig til å brukes opp før dominansen av ozonet og OBrdissipasjonreaksjoner (2) til (4).

Den tilgjengelige mengden av bromid i bypass sjøvann trengs å bli tatt med i betraktning når man bestemmer en strømningsrate eller bibeholdelsestid for bypass ozonering. Bibeholdelsestid er en periode for transport for ozon og vann fra injiseringspunkt av ozonet til reinjisering av bypass vann og ozon til hovedledningsrøret. I en utførelsesform er en fremgangsmåte og et system tilveiebrakt hvorved dissiperende ozon og OBr- reaksjoner minimaliseres mens den synergistiske desinfeksjonen ved ozonering og brominering opprettholdes. Ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen er det tilveiebrakt en fremgangsmåte og system for å minimalisere bibeholdelsestiden. I dette dokumentet er bibeholdelsestiden tidsperioden fra injisering av ozon i vann i en bypass til reinjiseringstiden av bypasslinje sjøvannet inn i sjøvannet i hovedledningsrøret eller tanken. En utførelsesform av oppfinnelsen tilveiebringer for reinjisering en ozonbehandlet bypass vannporsjon/del tilbake i ”bromidrik” hovedledningsrør sjøvannet for å unngå hovedsakelig ozon og OBr- forbruk i BrO2- og BrO3- dannelse oksygenreversjon per reaksjoner (2) til (4). ”Bibeholdelsestid” minimaliseres.

I en utførelsesform resulterer en bibeholdelsestid på 0,21 sek. i et akseptabelt 4,3% ozontap. Ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen er en fremgangsmåte og et system tilveiebrakt hvorved bibeholdelsestiden kontrolleres ved mindre enn 5 sek., ønskelig mindre enn 0,25 sek. og fortrinnsvis mindre enn 0,21 sek. for å minimalisere reaksjoner (2) til (4).

Trekkene med oppfinnelsen vil fremgå tydelig fra figurene og medfølgende detaljerte diskusjon hvorved det som eksempler beskrives foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen.

Fig. 1 til 3 viser skjematisk fartøy 10 innbefattende akter 12, baug 14 og et dobbeltskrog utformet av ytre skrog 16 og indre skrog 18. Fartøy 10 er representativt for den type fartøy som omfattes av oppfinnelsen og er en konvensjonell proporsjonert dobbeltskroget oljetanker som har laftavdelinger inne i det indre skroget 18. Imidlertid kan den foreliggende oppfinnelsen anvendes ved et hvilket som helst slags sjøgående fartøy eller skip som har ballasttanker eller slagvann (bilge water). Fartøyet 10 er typisk for et fartøy som transporterer delvis eller fullstendig raffinert eller restpetroleum eller andre bulkflytende produkter slik som frøolje.

Ozongenerator 30 er vist lokalisert på fartøyet 10 akterdekk 102 med hovedozon fødelinje 130 vist som en del av ozoninjiseringssystemet ifølge oppfinnelsen. Generator 30 kan være strukturert og kan generere ozon ifølge kjente ozongeneratorer slik som beskrevet av Rodden US patenter og Tabata US DN 20040223893; Eidem U.S. DN 20030015481; Lee et al. US patent 6,730, 277; Borgstrøm 6,726,885; Golota et al. US patent 6,544,486; Conrad US patent 6,491,879; Cannon US patent 6,516,738; Smith 6,468,400; og Pean et al. US 6,231,769. Disse patentdokumentene henvises det herved til. PCI-WEDECO (PCI-WEDECO Environmental Technologies, 1 Fairfield Crescent West Caldwell, NJ 07006) type SMO/SNA seriegeneratorer og WEDECO Effizon® teknologi høykonsentrasjon ozonproduksjonsgeneratorer er ytterligere eksempler på egnede ozongeneratorer.

Ozongass pumpes gjennom generator 30 og påfølgende gjennom linje 130 for injisering i vann i respektive ballastvanninntak/uttømmingsledningsrør 116, 118 og 120 via respektive tilkoblingslinjer 110, 112 og 114 i samsvar med fig.1 til 3 og 4A og 4B utførelsesform av oppfinnelsen. Inntak/uttømmingsledningsrør 116 fører vannet fra akter inntak/utløps ”sea chest” 132 til fremre batteri 124 av ballasttanker.

Inntaks/utløpsrørledning 118 fører vannet fra styrbord innløp/utløp sea chest 134 til et styrbord batteri 126 med ballasttanker. Inntak-/utløpsledningsrør 120 fører vann fra åpningsinntak/utløps sea chest 136 til et utgangsbatteri (”port battery”) 128 med ballasttanker.

Ballastvann lastes inn i fartøyet 10 via sea chest 132, 134, 136 og pumpes så for å laste respektive ballasttankbatterier 124, 126, 128 gjennom systemet av ledningsrør 116, 118 og 120 vist. Ved et destinasjonssted reverseres prosessen og vann pumpes fra tankbatterier 124, 126, 128 gjennom respektive ledningsrør 116, 118, 120 for uttømming gjennom respektive sea chest/sjøkister 132, 134, 136 til sjøen. Eller så kan uttømmingen utføres gjennom andre separate ledningsrør og sjøkistesystemet (ikke vist) fra tankbatteriene 124, 126, 128. Etter injisering med ozon føres vannet av en av ledningsrørene 116, 118, 120 til respektive tankbatterier 124, 126, 128. Ettersom hver hovedledningsrør 116, 118, 120 passerer gjennom hver ballasttank, 124, 126 eller 128 kan et mindre ”footer” rør (ikke vist) tas av for å tilveiebringe et innsugings/uttømmings ledningsrør. Ventilering for footer-røret kan være inneholdt i en tunnel eller et kofferdamområde, eller faktisk plasseres inne i selve tanken hvis plass er en begrensende faktor.

I fig.4A leverer ledningsrør 118 ozonbehandlet vann til hver ballasttank i et styrbord batteri av tanker 126 og ledningsrør 120 leverer ozonbehandlet vann til hver ballasttank i et babord batteri av tanker 128. Vannet kommer gjennom respektive sjøkister 134, 136 og behandles og tømmes inn i en tank med enten styrbord batteri 126 eller babord batteri 128 inntil hver respektive tank er tilstekkelig fylt og balansert for å kompensere for den avlastede lasten. På liknende måte som vist i figurene 4A og 4B, kommer vann inn gjennom aktre sjøkiste 132, behandles med ozon levert via linje 110 og lastes inn i en tank i det fremre batteri 124 inntil hver tank er fylt for å balansere fartøyet 10.

Mens figurene beskriver behandlingsballastvann fra sjøkiste 134 og 136, gjelder oppfinnelsen for vann som enten lastes inne i en ballasttank eller behandling av vann som tømmes fra en ballasttank og til ferskvann eller saltvann slik som sjøen eller havet. En mengde ozon (i betegnelsen av en dosert mengde i forhold til innlasting eller uttømming av ballastvann) er viktig for den korrekte driften av ballastvann behandlingssystemet. Typisk ledes ozon i konsentrasjon på omtrent 10-12% ozon/oksygen. Dette betyr at omtrent 4,1 kg (9 lbs. oksygen doseres for hvert pund ozon. Hvis 3,5 mg ozon doseres per liter vann så doseres omtrent 32 mg/l medfølgende oksygen. En har funnet ut at hvis det kontrolleres korrekt i samsvar med oppfinnelsen så vil både ozonet og oksygenet være fullstendig løselig i det fulle ballastvanninntaket eller utløpsstrømningen uten utslipp til atmosfæren.

Mens det følgende ikke er bindende kan unngåelse av skadelig atmosfærisk utslipp forklares som følger: Henrys lov konstant for oksygen indikerer at løseligheten av rent oksygen vil være 49 mg/l ved 1 atmosfæres trykk i rent vann ved 15<o>C. Løseligheten av oksygen i sjøvann er omtrent 40 mg/l. Løseligheten av rent ozon er 8 ganger så høy som løseligheten av oksygen.

Trykk i ballasttanker varierer typisk mellom 1 og 3 atmosfærer mens en tank fylles. Gassløseligheter er tre ganger høyere ved 3 atmosfærer enn ved 1 atmosfære. Typisk er sjøvann mettet med oksygen ved omtrent 15<o>C. Følgelig, før injisering inneholder sjøvannet allerede omtrent 8 mg/l oksygen. Kontrollering av injeksjon ifølge oppfinnelsen kan tilveiebringe ekstra 32 mg/l oksygen og alt ozonet vil oppløses ved 1 atmosfære. Ved tre atmosfærer tilveiebringer oppfinnelsen en overskuddskapasitet for oppløsning av både oksygen og ozon.

Ytterligere oppløsning av oksygen sammen med ozon forhindrer en likevektssituasjon. Forbruket av ozon ved kjemiske reaksjoner i sjøvann forhindrer frigjøring av ozon fra løsningen ved påfølgende eksponering mot atmosfæren. Følgelig tillater en forhindring av likevekt en nesten total overføring av ozon til vann eller sjøvann.

Fig. 5A, 5B og 5C er flytdiagram av utførelsesformer v en fremgangsmåte og system for ballastvann ozoninjisering som kan brukes i forbindelse med systemet for fartøyet 10 vist i fig. 1 til 3 og 4A og 4B. I fig.5A, 5B og 5C, innbefatter ozongenereringssystemet 502 en luftkompressor 514, nedkjølt lufttørker 516, vannutskiller (coalecing) filter 518, luftmottaker 520, O2anriker 522, O2mottaker 524, duggpunktovervåker 526, filter 528, ozongenerator 530, krafttilførsel 532, ozonovervåker 534, ozonødeleggelsesenhet 536 og kjøler 538 med sirkulasjonspumpe 540. Under drift trekkes luft inn i systemet 502 via luftinntak 512. Luft komprimeres 514, tørkes og nedkjøles 516, filtreres 518 og lagres midlertidig 520. Så ifølge generatoretterspørsel, trekkes luft inn for å anrike 524, der oksygeninnholdet av gassen er differensielt økt ved absorpsjon av nitrogen. Oksygenanriket gass leveres til mottaket 524, overvåket 526 og filtreres i 528 inntil den injiseres i ozongenerator 530 drevet via krafttilførsel 532.

Avgass fra generator 530 overvåkes 534, og ødelegges 536 for å forhindre miljøutslipp. Generert ozon lagres ved kjøler 538 inntil etterspørsel av bypass injiseringssystemer 550, 552, 554 som heretter beskrevet.

Hver av fig. 5A, 5B og 5C viser tre separate bypass injiseringssystemer 550, 552, 554 som kan samsvare respektivt med injisering inn i akter inntaksledningrør 116 via 110, injisering inn i styrbord inntaksledningsrør 118 via 112 og injisering inn i babord inntaksledningsrør 120 via 114 som vist i fig.2, 3 og 4A.

I fig.5A innbefatter injiseringssystem 550 ozoninjeksjonspumpe 560, strømningsregulator 562, ozoninjeksjonsinnretning 164, fordispergerer (eller statisk blander) 566 og hovedlinjekontaktor 568. På liknende måte innbefatter injeksjonssystemet 552 ozoninjiseringspumpe 570, strømningsregulator 572, ozoninjiseringsinnretning 574, fordispergerer 576 og hovedlinjekontaktor 578, og injiseringssystem 554 innbefatter ozoninjiseringspumpt 580, strømningsregulator 582m ozoninjiseringsinnretning 584, fordispergerer 586 og hovedlinjekontaktor 588.

I fig.5B og 5C innbefatter injiseringssystem 550 ozonregulator 560 som kan være en pumpe for å regulere strømning i bypassen 594. Videre innbefatter injiseringssystem 550 ozoninjiseringsinnretning 564, statisk blander 566 og reinjiseringsinnretning 568. På samme måte innbefatter injiseringssystem 552 regulatorinnretning 570, ozoninjiseringsinnretning 574, statisk blander 576 og reinjiseringsinnretningen 578 og injeksjonssystem 554 innbefatter regulatorinnretningen 580, ozoninjiseringsinnretningen 584, statisk blander 586 og reinjiseringsinnretning 588.

Som vist i fig.5A og 5B er injiseringssystemet 550, 552 og 554 kontrollert respektivt av kontrollinnretninger 610, 612 og 614. Kontrollinnretninger 610, 612 og 614 kan være prosessorer, datamaskiner, mikroprosessorer eller lignende for kontrollering/styring av injisert ozon som heretter beskrevet.

Fig. 6 viser skjematisk detalj ved bypassinjisering av ozon inn i en omledet/utskilt del av vannet som lastes inn i eller ut av en ballasttank. Bypassinjiseringen tillater ozoninjisering, tilveiebringer korrekt blanding og løselighet av ozongass i ballastvannet og korrekt sammenblanding av den utskilte ozonerte delen med hovedvannstrømningen. Vist i fig.6 er et eksempel på akterinnlasting/uttømming ved bypassinjiseringssystem 550. Systemet 550 innbefatter et bypassledningsrør 594 som utskiller fra hovedledningsrøret 116 ved et oppstrømspunkt 622 og kan sammen med hovedledningsrør 116 ved et nedstrømspunkt 624. Bypassledningsrør 620 innbefatter pumpe 560, venturi 564, blander 566 og hovedledningsrør reinjiseringsinnretning 568.

Ved å ta system 550 i fig.5A som et eksempel på et system, kan driften beskrives som følger: Sjøvann fra sjøkiste 132 (fig.2-3) mates i ledningsrøret 116 via hovedballast vannpumpe 592 til injiseringssystem 550. En del av sjøvannet utskilles med sirkulasjonspumpe 560 fra ledningsrør 116 til bypasslinje 594. Strømning av den utskilte vanndelen kontrolleres ved strømningsregulator 562. Injiseringsinnretning 564 injiserer ozon fra generatoren 530 inn i den utskilte sjøvannsdelen. Ozoninjiseringsinnretningen 564 kan være venturi injiseringsinnretning eller lignende. Den injiserte ozonen dispergeres ytterligere i sjøvannsdelen ved fordispergering (eller statisk blander) 566 og kombineres tilbake med hovedsjøvannet i ledningsrør 116 ved hovedlinjekontaktor 568.

I hvert av akterledningsrør injiseringssystem 550, styrbord ledningsrør injiseringssystem 552 og babord ledningsrør injiseringssystem 554 i fig.5A, hver av strømningsregulatorer 562, 572, 582 og hver ventil 616, 618, 620 til hver respektiv ozoninjiseringsinnretning 564, 574, 584 reguleres ved respektive kontrollinnretninger 610, 612, 614. Kontrollinnretning 610, 612 og 614 kan være en datamaskin eller mikroprosessor eller lignende.

En målsatt biologisk dreping av arter for ballastvann uttømt fra et sjøfarende fartøy kan etableres, i et typisk tilfelle med henvisning til uttømmings juridiksjonskrav, for eksempel med henvisning til NAIS eller liknende lovgivning. En ozonkonsentrasjon i vannet for å oppnå den målsatte biologiske dreping bestemmes så empirisk og i samsvar med fysiske og kjemiske faktorer som regulerer ozonet. Kontrollenheten kan innbefatte et sett av instruksjoner som justerer reguleringen av den utskilte vanndelen og injiseringsraten av ozon inn i vanndelen for å oppnå den målsatte biologiske drepingen. Den utskilte delen kan være regulert og ozonijiseringsraten kan justeres i samsvar med et sett instruksjoner som ligger i datamaskinminnet for å tilveiebringe den målsatte biologiske drepingen ved den laveste terskelverdien av ozonkonsentrasjon i det rekombinerte vannet.

I drift for eksempel kontrollerer kontrollinnretningen 610 strømningsregulatoren 562 til å regulere vannstrømningen i koordinasjon med ozoninjiseringen ved injiseringsinnretningen 562 for effektivt å oppnå biologisk dreping før vannet lastes inn i ballasttanken 124 for effektivt å oppnå biologisk dreping før utslipp av ballastvannet fra ballasttankene 124 til havet. For eksempel kan systemet styres til å oppnå en målsatt 95% biologisk dreping av arter som er forbudt av National Invasive Species Act.

Således kan kontrollinnretningen 610 koordinere strømningsregulatorinnretningen 562 med injiseringsinnretningen 564 for å tilveiebringe en konsentrasjon på 2,5 mg/l av ozon i sjøvannet for effektivt å tilveiebringe en målsatt biologisk dreping.

Injiseringsinnretningen 564 kan være en hvilken som helst slags gass inn i fluidinjiseringsinnretningen slik som en stråleinjiseringsinnretning, men fortrinnsvis er den en venturi for å ta for seg kravene med gassblanding i et høyt volum væske for å oppnå en høy grad av løselighet. Videre er en venturi ønskelig på grunn av det svært lave kraftforbruket, få bevegelige deler og minimalt systemtilbaketrykk. En venturi virker ved å tvinge en fluid gjennom en konisk innsnevring som initierer en trykkforskjell i venturirøret mellom et innløp og en utløpsåpning. Trykkforskjellen inne i venturirøret imiterer innsuging av et annen fluid (ozoninneholdende gass) i det foreliggende tilfellet) gjennom en åpning av en kryssende sidelinje. En venturi injiseringsinnretning kan innbefatte et venturirør som omfatter en kort rett rørseksjon eller struping mellom to avsmalende seksjoner. De avsmalede seksjonene utgjør innsnevringen som forårsaker et fall i trykk ettersom fluid strømmer gjennom røret. Trykkfallet trekker ozon inn i strømningen fra den kryssende sidelinjen.

Ozongass/vannblandingen kan behandles gjennom fordispergeringsinnretningen 566 etter at den kommer ut av venturi injiseringsinnretningen. Fordispergeringsinnretningen 566 er fortrinnsvis en statisk blander som tilveiebringer ekstra løselighet av ozon i vannet og sikrer at innfanget ozongassbobler er jevnt fordelt i bypassledningsrørvannet. Fordispergeringsinnretningen 566 kan være en hvilken som helst slags egnet blander, men en statisk blander foretrekkes. Typisk omfatter en statisk blander en serie av finner, hindre eller kanaler montert eller festet til et rørarrangement. Finnene/hindrene eller kanalene er utformet til å fremme ytterligere blanding av ozongassen og ballastvannvæsken. En statisk blander kan bruke noen metode ved først å dele strømningen, så rotere, kanalisere eller utskille den. Den statiske blanderen intensifierer den fysiske og kjemiske prosessene ved ozonløselighet. Den intensifierte blandingen forlenger avstanden dekket med gassbobler og den bryter boblene inn i enda mindre bobler for derved å øke evnen til å overføre ozon fra gassblandingen til vann. Blanderen i systemet kan tilveiebringe et tillegg på 5-10% løselighet.

Den statiske blanderen 566 er valgt ut ved å betrakte materialet som skal behandles og hastigheten som den må behandles ved. En statisk blander med minst 12 elementer eller ekvivalent komposittblander kan brukes for å tilpasse til et rør med samme diameter som det som kommer ut fra injiseringsinnretningen. I tillegg må tillatt trykkfall vurderes, for å være sikker på at bypassirkulasjonspumpen har både strømningskapasitet og trykkapasitet for å tilveiebringe korrekt blanding i den statiske mikseren. Også bør vannstrømningshastigheten være høy nok til å sikre en lav nok kontakttid for å minimalisere ozontapene som ødsles bort på grunn av reaksjoner i sjøvann.

Ifølge et aspekt ved oppfinnelsen er en minimum bypasstrømningshastighet påkrevet for å tilveiebringe tilstrekkelig ozonering av ballastvannet når bypassen reinjiseres tilbake inn i hovedledningsrøret. I en utførelsesform må en minimum bypassstrømningshastighet holdes på minst 0,25% av hovedledningsrørstrømningen for hver mg/l med ozon som injiseres inn i bypassen. Det er ønskelig at bypasstrømningshastigheten ved mer enn 0,30% av hovedledningsrørstrømningen og fortrinnsvis holdes strømningshastigheten ved 0,35% av hovedledningsrørstrømningen. For eksempel som beskrevet heretter for 0,33%, er strømningsforholdet mellom en bypasstrømning og den i hovedledningsrørstrømningen omtrent 24.981 l/min.(66 gal/min.) til 37.850 l/min. (10.000 gal/min.). Ved drift kan for eksempel kontrollinnretningen 610 kontrollere pumpen 560 til å regulere vannstrømningen i koordinasjon med ozoninjiseringen med injiseringsinnretning 562 for effektivt å tilveiebringe en minimums strømningsrate for den utskilte delen i samsvar med strømningen i ledningsrøret og andelen ozon generert i den injiserte gassen. Således kan kontrollinnretningen 610 koordinere strømning av pumpe 560 med injiseringsinnretningen 564 for å tilveiebringe en strømning på den utskilte delen på minst 0,25% av hovedledningsrørstrømningen for hver mg/l ozon som injiseres inn i bypassen.

De følgende eksempler tjener til illustrasjoner og har ikke til hensikt å begrense den foreliggende oppfinnelsen som definert i de medfølgende kravene.

EKSEMPEL 1

Ozongenerator 530 i fig. 5A-5C kan velges i samsvar med følgende. Første etableres en målsatt biologisk dreping for artene. I dette eksemplet er målsettingen 99% biologisk dreping; dette betyr at behandlingsmålet for prosessen er å drepe 99% av artene inneholdt i sjøvannsinntaket som lastes inn i ballasttankene. Uttrykt på en annen måte kan en målsatt biologisk dreping resultere i et sjøvann som har 1 mikrobe per m<3>behandlet vann eller mindre. Empirisk TRIO testing av sjøvanninnlasting etablerer at en ozonkonsentrasjon på mellom 1,0 mg/l og 3,0 mg/l sjøvann er påkrevet for å tilveiebringe 99% målsatt biologisk dreping. Qτer oppsummeringen av kapasitetene til fartøyet 10 sine ballastvanninntakspumper ved alle sjøkister (”sea chests”) (τ) ifølge formelen (I):

(I) Qτ= Q1+ Q2+ … Qn

der Qτer en totalkapasitet for de respektive pumpekapasitetene på n antall inntakspumper. I dette eksemplet er n tre i forhold til akterinntakspumpen ved aktersjøkisten 132; styrbord inntakspumpen ved styrbordsjøkisten 134; og babordinntakspumpen ved babordsjøkisten 136. I dette eksemplet er de respektive utpumpingskapasiteter 17.000 gallon per minutt (gpm), 500 gpm og 2.000 gpm og Qτer lik 19.600 gpm.

En ozonproduksjonsratekapasitet Qτfor å oppnå en øvre målfattet ozonbehandlingsrate på 3,0 mg/l (TR) for en påkrevet 99% biologisk dreping er:

(II) Qr= QτTRC1C2C3

der C1er omdannings/omregningskonstanten fra pund til kilogram; C2er gallon til literomdanningskonstant og C3er en minutt til dag omregningskonstant.

Omregningskonstantene omregner ozonproduksjonsratekapasiteten til en Imperial enhet for måling for sammenlikning med standard ratekapasiteter for pumpeprodusenter og leverere. I formel (II) ovenfor er QτOτTR(2,206 ibs/kg/10<6>mg/kg) (3,79 liter/gallon) (60 x 24) og Orer lik 707,60 ozon pund per dag. Tilgjengelige ozongeneratorer sammenliknes med Qr707,60 ozon pund per dag kravet for å velge en generator 530 til å oppnå den påkrevde biologiske drepingen.

En tilsvarende injiseringsinnretning 164 kan velges ut i samsvar med følgende:

Kapasiteten til den valgte generatoren omregnes til en standard kubikkfot per minutt (SCFM) (”standard cubic feet per minute”) gassinjeksjon. Denne verdien er Qa er generatorkapasiteten for 707,60 pund per dag omregnet til SCFM tatt i betraktning at den utvalgte generatoren genererer en 12% ozoninneholdende gass. I dette eksemplet er SCFM 56.

Hver injiseringsinnretning har en størrelse i samsvar med følgende representative påkrevde utgangsforhold:

(III) Qa1= (Q1/ Qr) Qa

For eksempel for en første injiseringsinnretning er den påkrevde kapasiteten Qa1 (17,000/19,600) X 56 lik 48,7 SCFM. Tilgjengelig injiseringsinnretning sammenliknes med de respektive Qa1, Qa2og Qa3kravene for å velge ut respektive injiseringsinnretninger for å oppnå den påkrevde biologiske drepingen.

Prosedyren i dette eksemplet tilveiebringer en presis generatorstørrelse og gasstrømning for hver injiseringsinnretning for å oppnå en målsatt biologisk dreping.

EKSEMPEL 2

I dette eksemplet mates ballastvann fra en inntaks-/uttømmingsledningsrør mellom en sjøkiste og et batteri av ballasttanker på en 100.000 til 150.000 DWT tanker. Vannet mates med en strømningsrate på 10.000 gpm. Sjøvannet inneholder 70 mg/l bromid.

En bypasstrømning med vann utskilles fra inntaks-/uttømmingslendingsrøret ved en konstant strømning til et bypass ledningsrørsystem vist i fig.6. Ozongass mates under litt trykk (12-15 psi) fra dens genereringskilde gjennom 316L rustfritt stålrør til en venturi injiseringsinnretning. Ozonet injiseres som en 10-12% ozon i oksygenblanding. En bypass strømningsrate settes for å tillate effektiv injisering av venturien. I dette eksemplet settes en bypass strømningsrate ved 66 gpm og trykk på omtrent 90 psi. Denne strømningsraten er 0,3% av hovedstrømningen for hver mg/l ozon som skal doseres (2,0 mg/l i dette eksemplet). Strømming og trykk opprettholdes ved en positiv forsyningspumpe.

Den valgte strømningsraten og trykket bekreftes som følger: Strømningsforholdet mellom hovedstrømningen og det i bypassen er omtrent 10.000 gal/min til 66 gal/min. Den spesifikke ozondoseringen i bypassen for å oppnå 2 mg/l i hovedstrømningen vil være 303 mg/l slik at med kun 70 mg/l brom i sjøvannet, vil OBr- overskride Br- mye, noe som favoriseres uønskede reaksjoner. De fordelaktige reaksjonene som produserer OBr- vil kun dominere når bypasstrømningen igjen blandes med hovedstrømningen. Følgelig minimaliseres bypass bibeholdelsestiden for å unngå så mye ozontap som mulig og for å imøtekomme hoveddoseringskravet på 2,0 mg/l.

Bypass injiseringsventuri minimaliserer tilbaketrykket og tilveiebringer 90-95% løselighet av ozongass i sjøvann.

EKSEMPEL 3

I dette eksemplet er bypass rørlengden for bypass 594 begrenset og en høyere enn typisk pumperate opprettholdes for å redusere bibeholdelsestiden ned til nesten 0,2 sek. som følger:

En bypass strømningsrate på 66 gpm krever typisk et 5,08 cm (2”) rørstørrelse. I dette eksemplet velges et mindre rør for å forbedre strømningshastigheten. Siden tilbaketrykket på venturien også er en begrensning, reduseres den utvalgte rørstørrelsen med kun en størrelsesinkrement, dvs. til 1 1⁄2”. Tverrsnittsarealet til en 1 1⁄2” Schedule 80 rør er 0,01227 kvadratfot. Strømningsraten er (66/7,48 x 60)) = 0,1461 ft<3>/sek. slik at hastigheten i røret økes til 0,1471/0,01227 = 0,1471 ft<3>/sek.

Bypassystemet er utformet til å tilveiebringe en minimal lengde (bibeholdelseslengde) fra venturi til hovedledningsrør injiseringspunktet som følger. Bibeholdelseslengden er begrenset til en første 15 nominell diameter lengde for å oppta en statisk blander og et tillegg på 76,2 cm (30 tommer) for å oppta en vinklet reinjiseringsinnretning.

Bibeholdelseslengden for disse kravene er 76,2 cm (2,5 fot). Denne resulterende bibeholdelsestiden ved å gå 76,2 cm (2,5 fot) er 366,5 cm (12 ft)/sek. = 0,21 s.

EKSEMPEL 4

Dette eksemplet bestemmer konsentrasjonen av ozon for å eliminere en akseptabel prosentdel av organismer fra ballastvanntanker og for unngå avgass. Giftigheten av ozongass ble bestemt ovenfor fem arter marine organismer ved ozonsprøyting i kunstig sjøvann ”artificial seawater” (ASW) over kort tid (dvs. < 5 timer) batch eksponering.

Voksen mysid reke (mysid shrimp), larve ”toppsmelt”, ungdoms ”sheephead minnows” (småfisk) og voksne amfipoder ble testet. Voksne Americamysis bahia, larve Aterinops affinis, ungdom C. varigatus, og voksne L. plumulosus ble tilveiebrakt fra Aquatic Biosystems (ABS; Fort Collins, CO, USA), mens voksne R. abronius ble samlet på feltet nær Anacortes, WA, og sendt over natten til testlaboratoriet. Unge Americamysis bahia (10 d) ble også mottatt fra ABS for testing vedrørende postozoneringseksponering og varigheten av ozon biprodukter. Alle organismer var i god form før testingen begynte.

Alle giftighetstester ble utført i glassakvarie (enten 10 eller 20 l) inneholdende kunstig sjøvann (ASW; Forty Fathoms Crystal Sea og avionisert vann) ved 28-30 ppt. Før testing ble akvariet fylt med ASW, plassert i et vannbad, og skapte likevekt over natten til testtemperaturen. Små stykker av nylonnett ble plassert som substrat i akvariet brukt for å utføre toksisitetstester med L. plumulosus og R. abronius.

Ozon ble avlevert ved anvendelse av en modell SC-10 ozongenerator (Nutech O3 Inc., McLean, VA). Total strømning gjennom systemet var 2.500 ml/min. Strømning til hvert kammer ble kontrollert med et N012-10 strømningsmåler med en garnflottør (Gilmont Instruments, Barringtonm IL). Ozongass ble fordelt til kammerne ved anvendelse av Kynar rør og ozontolerante diffunderere (Aquatic Ecosystems).

TRO målinger ble tilveiebrakt ved anvendelse av en N-N-dietyl-1,4 fenylendiammonium/kalium jodid (DPD/KI) indikator og en Pocket Colorimeter (Hach, Loveland, CO). Denne prosedyren var ekvivalent med USEPA Method 330,5 for spillvann og Standard Method 4500-Cl G for drikkevann. TRO konsentrasjons (mg/l) målinger ble beregnet og uttrykt som ekvivalentkonsentrasjoner av brom (Br2, 1 mol Cl2 = 0,44 mol Br2).

Tre 20 l akvarier inneholdende ASW med 28-30 ppt salthet ble behandlet med ozon med en strømningsrate på 61,6 ml/min. over en tidsperiode på 24 timer. En 20 l kontrollakvarie som mottok komprimert luft ved den samme strømningsraten. Liknende metode ble brukt på Tonsina av Cooper et al. (2002). TRO-målinger ble tilveiebrakt fra alle kamre ved 0,5 timers intervaller fra 0 til 6 timer.

Ozongiftighetseksperimenter for larve Atherinops affinis, ungdoms C. variegatus, og voksnes R. abronius ble utført i 20 l akvarier, mens eksperimenter med voksne Americamysis bahia og voksne L. plumulosus ble utført i 10 l akvarier. Alle eksperimenter brukte totalt fem 108 kamre hver inneholdende ti organismer, med et kammer testet per behandling. Kamerne inneholdt alle organismer bortsett fra R. abronius (15 ± 2<o>C) ble opprettholdt ved 23 ± 2<o>C.

Den totale gasstrømningsraten for 20 l kamrene var 97,5, 63,2, 38,6 og 20,0 ml/min. Disse strømningsratene samsvarer med nominelle ozontilførselsrater på 0,43, 0,28, 0,17, og 0,09 mg O3/l/min. Kontroller mottok komprimert, omgivelsesluft ved 97,5 ml/min. (dvs. maksimal strømningsrate). De totale gasstrømningsratene for 10 l kamrene var 38,6, 28,3, 20,0 og 13,1 ml/min. (0,34, 0,25, 0,17, 114 og 0,11 mg O3/l/min; kontrolluftstrømning = 38,6 ml/min.). Eksperimenter ble kjørt for maksimalt 5 timer. TRO-målinger ble registrert med biologiske observasjoner (dødelighet og bevegelighet/mobilitet for overlevende) ved 0,5, 1, 2, 3, 4, og 5 timer etter teststart. Eksperimentet ble avsluttet innenfor 5 timers eksponeringsperiode hvis alle organismene i behandlingen døde.

For å bestemme virkningen av kortsikts ozoneksponering på langtids overlevelse ble ungdoms Americamysis bahia (10 d) plassert i fem 20 l glassakvarier (19 ± 2<o>C, ti organismer per kammer). Total gasstrømningsrater for 20 l kamre var 97,5, 63,2, 38,6 og 20,0 ml/min (0,43, 0,28, 0,17 og 0,09 mg O3/l/min; kontroll luftstrømning = 97,5 ml/min.). TRO-målinger ble tatt både før injisering av ozonbehandling og etter 75 min. eksponering. Etter 90 min. eksponering ble overlevende organismer fra hvert kammer fjernet og plassert i begerglass med rent sjøvann opprettholdt i et vannbad ved 19 ± 2<o>C, og matet Artemia franciscana (0,1 ml per begerglass). Reken ble undersøkt 24 timer etter avslutning av eksponering for dødelighet, og døde organismer ble fjernet.

Overlevende organismer ble igjen matet med Artemia fraciscana, og undersøkt igjen for dødelighet etter 48 timer etter eksponering.

For å bestemme giftigheten av restoksidanter over tid ble A 20 l glassakvarier inneholdende ASW ved 19<o>C behandlet med ozon ved 97,5 ml/min. (0,43 mg O3/l/min.) inntil målsatte TRO-verdier (> 4,0 mg/l) ble nådd (1,5 time: se resultater). EN del av behandlet vann (2,5 l) ble tilveiebrakt for umiddelbar bruk mens det gjenværende ble overført fra akvariet til 20 l lavtetthet polyetylen Cubitainers (Hedwin Corporation, Laporte, IN) og lagret i mørket uten beholder topprom og lagret ved 12<o>C. Giftighetseksperimenter ble initiert med ozonbehandlet vann ved 0,24 og 48 timer etterfulgt denne eksponeringsperioden. Et område med TRO-konsentrasjoner ble oppnådd ved å blande det ozonerte vannet med fersk ASW. Konsentrasjoner av ozonert vann brukt i toksisitetstester var 100% (ozonert vann bare), 75%, 50%, 25%, 0% (kun ASW). Tre 300 ml replikater av hver konsentrasjon i 500 ml begerglass ble brukt for hver test og holdt ved 19 ± 2<o>C i et vannbad. TRO ble målt for hver behandlingskonsentrasjon. Ti unge Americamysis bahia (8 d) ble brukt i hver replikat og ble matet med 0,2 ml Artemia franciscana ved teststart. Reken ble undersøkt ved 24 timer for mortalitet, og døde organismer ble fjernet. Overlevne organismer ble igjen matet med A. franciscana og undersøkt igjen for dødelighet ved 48 timer etter begynnelsen av testen.

Giftighetendepunkter ble uttrykt enten som mediandødelige konsentrasjoner (”medianlethal concentrations”) (LC50) ved spesifikke eksponeringstider i området fra 1-48 timer eller som mediandødelige tider (”median-lethal time”), (LT50) som en funksjon av ozongass innlastingsrater. I tillegg ble 95% dødelige konsentrasjoner (LC95) beregnet for å estimere tidsspesifikk TRO-konsentrasjoner assosiert med nær fullstendig dødelighet. Alle endepunkter ble beregnet ved anvendelse av Trimmed Spearman-Karber metoden (f.eks. Hamilton et al.1977), eller ved lineær ekstrapolering hvis akseptable trimverdier ble overskredet. Alle endepunktberegninger ble utført ved anvendelse av Comprehensive Environmental Toxicity Information System (CETIS V1,0, Tidepool Scientific Software, McKinleyville, CA). LC50 og LC95 verdier for batch ozongiftighetstester ble tilveiebrakt fra målte TRO-konsentrasjoner og det totale antallet mortaliteter observert ved hver tidsperiode etter teststart. LC50 og LC95 verdier for eksperimenter som testet toksisitet av toksidanter over tid ble uttrykt som en funksjon av TRO-konsentrasjoner målt umiddelbart etter testinitiering.

Ozonering av ASW i glassakvarie over 5 timer under akutt batch giftighetstester indikerte en gradvis økning av TRO over tid uten metning. Et eksempel på et plott TRO-konsentrasjoner ved hver ozonstrømningsrate som en funksjon av tid for L. plumulosus tester er presentert i fig.8. Ved lavere strømningsrate (0,11-0,17 mg O3/l/min.), nådde TRO-konsentrasjoner 1,9-3,6 mg/l, mens konsentrasjoner nådde 4,6-5,6 mg TRO/l ved høyere strømningsrater. Således en hvilken som helst gitt eksponeringsperiode genererte økte ozongass leveringsrater økte instantane TRO-konsentrasjoner i ASW.

Virkninger av kortids ozoneksponering på overlevelse: LC50 verdier for alle organismer varierte fra 0,31 til > 5,63 mg/l, med 100% dødelighet for hver spesie bortsett fra L. plumulosus som skjedde på mindre enn 5 timer (tabell 1 i fig.6). De unge topsmelt (Atherinops affinis) var de mest følsomme organismene som ble testet, med LC 50 verdier på 0,38 og 0,31 mg TRO/l etter kun 1 og 2 timer med ozoneksponering, respektivt. Unge småfisk (”sheephead minnows”) (C.variegatus) var nesten like følsomme, men det tok opptil 4 timer for å nå en liknende endelig LC50 (0,35 mg TRO/l). I motsetning til dette var alle de tre invertebrater som ble testet betydelig mer tolerante for ozoneksponering, der unge Americamuss bahia nådde den laveste LC50 på 0,62 mg TOR/l ved 3 timer, og voksne R. abronius nådde en lavest LC50 på 0,94 mg TRO/l etter 4 timer. Den samme trenden i relative spesiefølsomhet var også tydelig ved 2 timer (dvs. den lengste eksponeringsperioden med mindre en 100% dødelighet for alle spesiene/artene) med de to ungdomsfiskene hadde den laveste LC50 (0,31 og 0,44 mg TRO/l) og invertebratene Americamysis bahia og R.abronius fremviste betydelig høyere LC50, (1,37 og 1,72 mg TRO/l respektivt; tabell 1 i fig.6). 95% dødelig virkningskonsentrasjoner (LC95) var omtrent to til tre ganger høyere enn LC50 verdier for alle spesiene og tidsverdiene som ble testet (tabell 2 i fig.6). Ingen betydelig dødelighet ble observert i amfipod L. plumulosus ved TRO-konsentrasjoner testet opptil 5,63 mg TRO/l etter 5 timer med batchvis ozonering (tabell 1 og 2 i fig.6).

For å angi tiden som trengs å indusere betydelig dødelighet via batch/porsjonsvis ozonering ble LT50 verdier utledet for de tre mest følsomme artene (fig.7). Lik LC50 resultatene var ungdoms topsmelt (Atherinops affinis) de mest følsomme for ozoneksponering i ASW med mediandødelige tider i området fra 84-38 min. ved det laveste til den høyeste ozoninnføringsratene respektivt. Både mysidreke (Americamysis bahia) og småfisk (sheepshead minnows) (C. vareiegatus) fremviste lengre mediandødelige tider i området fra 139-184 min. ved de laveste ozoninnføringsrater til 86-60 min. ved de høyeste ozoninnføringsratene. LT50 data kunne ikke utredes for noen av de mindre følsomme amfipoder R. abronius eller L. plumulosus.

Virkning av korttids ozoneksponering på langtids overlevelse: Når ungdoms mysids (Americamysis bahia) ble fjernet fra ozonert ASW etter 1,5 timer, hadde kun 30-60% mortalitet skjedd ved de to høyeste ozoninnføringsratene (fig.8). Imidlertid fortsatte mortaliteten å skje selv etter at organismene ble overført til rent ASQ. Mortaliteten var i området fra 20-100% i organismer som tidligere hadde blitt eksponert for de høyeste tre ozoninnlastingsratene etter 24 timer, og fra 60-100% i organismer som tidligere hadde blitt eksponert for alle fire ozoninnføringsratene etter 48 timer.

Toksisitet av restoksidanter over tid: Etter 1,4 timer med ozonering ved 0,43 mg O3/l/min., nådde TRO 2,24 mg/l som, når den ble uttynnet med ren ASW, skapte en fortynningsserie i området ned til 0,59 mg TRO/l ved 25% ozonert ASW (fig.9).

Relativt lite TRO-tap skjedde etter ASW lagring med en maksimal konsentrasjon på 2,13 mg TRO/l ved 24 timer, og 1,66 mg TRO/l ved 48 timer. Som et resultat av dette, fortynnede serier genererte et akseptabelt område av TRO-konsentrasjoner for utledning av mediandødelige virkningsnivåer i Americamysis bahia når de blir målt ved tidspunktet for testinitiering (fig.9).

LC50 verdier for Americamysis bahia i vann testet umiddelbart etter ozonbehandling var 0,70 og 0,47 mg TRO/l ved 24 timer og 48 timer, respektivt (tabell 3 i fig.6). For både 24 timer og 48 timer mortalitetsdata hadde LC50 verdier en tendens til å vise så vidt nedgang i økt lagringstid, men disse forskjellene var ikke statistisk signifikante (dvs. 95% konfedensgrenser og overlappet alle sammen).95% virkningskonsentrasjoner fremviste liknende trender med 24 timer LC95 i området fra 1,06-0,75 mg TRO/l, og 48 timer LC95 i området fra 1,03-0,74 mg TRO/l (tabell 3, fig.6).

Ungdom ”topsmelt” og ”sheepshead minnows” (Atherinops affinis og Cyprinodon variegatus) var de mest følsomme for oksidanteksponering, med mysid shrimp Americamysis bahia var den mest følsomme invertebraten. I motsetning til dette var bentik amfipods (Rhepoxinus abronius og Leptochirus 6 plumulosus) de minst følsomme av alle artene som ble testet. Dødelighet fra ozoneksponering skjedde hurtig med mediandødelig tid i området fra 1-3 timer for de mest følsomme artene, 8 selv om tilleggsmortalitet kan skje 1-2 dager etter ozonering. Som vist over varer ozon ikke lenger sjøvann under behandlingsforholdene i samsvar med oppfinnelsen. Følgelig var toksisiteten mest sannsynligvis forårsaket av oksideringen av bromid til bromstoffer 1o (HOBr, OBr-) som vedvarte og fortsatte å indusere dødelighet selv etter 1-2 dager lagring. Derfor kan ozonering av sjøvann i korttids batch/porsjonsvis eksponeringer for å generere TRO-konsentrasjoner i området fra 120,3-1,7 mg/l som Br2 effektivt fjerne betydelige deler marine NIS-populasjoner.

Resultatene indikerer at marine invertebrater og fiskearter effektivt kan elimineres etter kortids (dvs. mindre enn 5 timer til 100% mortalitet) ozonering ved TRO-konsentrasjoner mindre enn 1 mg/l som brom, og at ozonproduserende oksidanter kan akkumulere og forbli giftige i lukkede beholdere i minst to dager. Bentik ivertebrater slik som blåkrabber kan være relativt tolerante for ozonproduserende oksidanter, og kan kreve andre kontrollmetoder for å forhindre innføringer fra ballastvann uttømminger.

Dette eksemplet viser at ozonering av sjøvann i korttids batcheksponering for å generere TRO-konsentrasjoner i området fra 0,3-1,7 mg/l som Br2effektivt fjerner betydelige deler av marine NIS-populasjoner. Analyser av dette området indikerer at alt oksygenet løses opp med ozon for å forhindre en likevektssituasjon. Forbruket av ozon ved kjemiske reaksjoner i sjøvannet forhindrer frigjøring av ozon fra løsningen når den påfølgende eksponeres for sjøvann. Systemet kan forhindre likevekt for å tillate en nesten total overføring av ozon til vann eller sjøvann.

Mens foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen har blitt beskrevet, er den foreliggende oppfinnelsen i stand til å inneha variasjoner og modifikasjoner og skal derfor ikke begrenses til de nøyaktige detaljene i eksemplene. Oppfinnelsen innbefatter endringer som faller innenfor omfanget i de medfølgende krav.

Claims (7)

Patentkrav

1. Fremgangsmåte for ozonbehandling, idet fremgangsmåten omfatter:

utskille gjennom en bypass (594) en utskilt del av vann som fylles inn i minst én ballasttank (124,126) i et sjøfarende fartøy (10);

injisere ozon inn i den utskilte delen av vann i bypassen (594) for å tilveiebringe en ozonert del av vann i bypassen (594); og

rekombinere den ozonerte delen av vann med vannet som fylles inn i den minst ene ballasttanken (124,126);

k a r a k t e r i s e r t v e d at: (a) en bibeholdelsesperiode mellom injisering av ozon inn i den utskilte delen av vann og rekombineringen av den ozonerte delen av vann med vannet som fylles inn i tanken kontrolleres under en spesifisert tidsgrense på 5 sekunder, (b) vannet er sjøvann inneholdende brom som reagerer med ozon for å tilveiebringe et OBr- reaksjonsprodukt, og (c) en kontrollinnretning (610,612,614) utfører et sett av instruksjoner for å koordinere strømning av den utskilte delen av vann og injisering av ozon for å tilveiebringe en konsentrasjon av ozon på 1,0 til 4,5 mg/l i vannet og for å opprettholde i den utskilte delen av vann et molart forhold av Br- til OBr- over 2,7.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvori bibeholdelsesperioden er mindre enn 0,25 sekunder.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvori bibeholdelsesperioden er mindre enn 0,21 sekunder.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvori bibeholdelsesperioden kontrolleres ved å kontrollere en strømningshastighet for vanndelen gjennom bypassen (594).

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, hvori strømningshastigheten kontrolleres til minst 0,25% av en hovedledningsrør strømningshastighet for hver mg/l med ozon injisert inn i vanndelen i bypassen (594).

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvori bibeholdelsesperioden er begrenset av bypassrørlengden.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvori bibeholdelsesperioden kontrolleres under en spesifisert tidsgrense på 5 sekunder for å tilveiebringe en målsatt biologisk dreping av en mikrobe per kubikkmeter vann eller mindre.