專利名稱：一種處理船舶壓載水的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及水處理環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種高效低功耗的處理船舶壓載水的裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)今海洋環(huán)境所面臨的四大威脅之一是來自有害生物入侵性傳播，而船舶壓載水是造成有害生物入侵最主要的傳播途徑。對(duì)船舶壓載水進(jìn)行處理是解決因壓載水引起的有害生物入侵的最好的途徑。國(guó)際海事組織(MO)指出治理船舶壓載水有害生物入侵是ー個(gè)全球關(guān)注的焦點(diǎn)問題，不提倡不同地域采用不同治理體系治理壓載水，其基本要求是在船上處理；成本可取，設(shè)備小巧，便于操作；不對(duì)海洋近岸水域環(huán)境形成新的污染；處理設(shè)備及操作安全、可 靠。由于船舶裝載壓載水水量巨大，而要求處理壓載水的時(shí)間短，再加上海洋環(huán)境和海洋經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的制約，一般殺滅微生物的方法(或藥劑)不能滿足其要求。雖然ー些方法在實(shí)驗(yàn)室中是成功、有效的，但治理船舶壓載水卻難以滿足海洋環(huán)境及其可持續(xù)發(fā)展的要求。目前船舶壓載水的處理方法主要有機(jī)械法、物理法和化學(xué)法等。下面，分別簡(jiǎn)略介紹ー下上述三種方法。I、機(jī)械法機(jī)械法主要有過濾、旋流分離、沉淀與浮選等方法。過濾技術(shù)中，大多采用膜處理技術(shù)和相應(yīng)的裝置，過濾微生物、浮游生物和細(xì)菌，如日本專利 JP2005342626, JP20060099157, JP2006223997, JP2005342626,國(guó)際申請(qǐng)W02007114198，均采用膜技術(shù)將抽入作為壓載水的海水或淡水中的細(xì)菌和微生物過濾掉，這類技術(shù)和裝置需要較高的壓力，耗能大，并且膜很容易被污染和堵塞；對(duì)于快速流動(dòng)的大流量水體，運(yùn)行成本較高，處理能力難以滿足要求。旋流分離技術(shù)可以去除壓載水中尺寸較大的生物，但當(dāng)微生物與海水的比重接近的時(shí)候，該方法就受到了限制。沉淀和浮選法在壓載水的理論方面曾做過研究，但目前還不適于船上使用。2、物理法物理法主要有加熱處理、射線技術(shù)、微波技術(shù)和壓カ變換技術(shù)等。加熱處理法是利用主機(jī)多余熱量殺死壓載水中的微生物，在健康和安全方面熱處理是可行的，但排放的熱壓載水可能對(duì)公共水域造成環(huán)境方面的問題。射線技術(shù)包括紫外線技術(shù)和Y射線技術(shù)等。通過射線的輻射作用導(dǎo)致微生物組成部分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，達(dá)到殺死細(xì)菌的作用。微波技術(shù)包括使用超聲波的各種微波技木。超聲波不但有強(qiáng)烈的振動(dòng)，而且還具有空化作用并產(chǎn)生大量的微射流，可以使液體對(duì)容器壁產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊作用，這樣的功能被應(yīng)用于超聲清洗，也被應(yīng)用于增強(qiáng)反應(yīng)效果，如中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00510117457. I所公布的一種基于超聲作用的電解廢水處理方法和裝置，和中國(guó)申請(qǐng)?zhí)?9120675. 4所公布的一種超聲波水處理的方法及其裝置，應(yīng)用于增強(qiáng)絮凝效果；如中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00610085548. 6所公布的偶氮染料廢水處理方法，和德國(guó)專利DE19919824所公開的氧化有機(jī)錫技術(shù)，采用超聲波促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。超聲空化作用產(chǎn)生的微區(qū)高壓，可以用于細(xì)胞的破碎，但這樣的效果多是將超聲能量匯聚在較小的區(qū)域內(nèi)才能實(shí)現(xiàn)，因此，目前的超聲技術(shù)和相應(yīng)的水處理裝置，對(duì)于小體積水體，并可以采用循環(huán)流動(dòng)的水體，實(shí)施可操作性比較大，如中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00610023241. 3所公布的聲光殺菌飲用水處理裝置。 日本專利JP2006007184將超聲換能器(28 200KHz)加于管道外壁，通過超聲波將通過管道的壓載水進(jìn)行殺菌滅藻處理JP2005021814則提供相應(yīng)的壓載水管式超聲滅菌除藻裝置，裝置中將超聲換能器安裝于箱體兩側(cè)，水路從箱體中通過，超聲波將經(jīng)過的水體中微生物殺滅；這兩份專利均沒有考慮到超聲波對(duì)于安裝于對(duì)面管壁或箱體的超聲換能器壓電陶瓷的損傷，而且垂直于超聲換能器的反射回波對(duì)壓電陶瓷的損傷同樣不能忽略，否則直接影響超聲換能器的壽命，從而降低裝置的運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性。專利申請(qǐng)?zhí)?8236857. 7所公布的超聲波水處理機(jī)，和國(guó)際申請(qǐng)W003095370所推出的ー種環(huán)形、連續(xù)的超聲處理壓載水裝置，其超聲換能器面臨同樣的問題。但快速流動(dòng)的大流量水體，現(xiàn)有的超聲處理裝置，除了上述問題之外，如果單獨(dú)采用超聲技術(shù)處理，尚存在能耗高，運(yùn)行成本高，殺滅效果難以保證等不利因素，不具備可操作性。還有ー種滅菌的方法就是通過快速壓カ變化的方法。高壓殺菌和滅藻，是采用將水體加壓到一定程度，使細(xì)菌和藻類的細(xì)胞破裂，如日本專利JP2007021287、JP2005270754、JP2005254138，通過壓カ的變化，也可以達(dá)到和超聲波相媲美的效果，但壓力變化轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的噪聲可能會(huì)影響船員健康，同時(shí)會(huì)損壞水艙的表面與結(jié)構(gòu)。3、化學(xué)法目前用于處理壓載水的化學(xué)法有藥劑法、電解海水法、催化氧化法等。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?2100332. 7公開ー種應(yīng)用于エ業(yè)水領(lǐng)域以及公共場(chǎng)所、污水回用領(lǐng)域的氧化型含溴復(fù)合殺生劑-溴氯威；中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00510025284. O推出ー種由戊ニ醛、季胺鹽構(gòu)成的醛類復(fù)合高效殺生劑；中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00510025395. I公開了ー種含有異噻唑啉酮、氯化十二烷基ニ甲基芐基銨的用于污水處理的殺生劑；WIP0公開的國(guó)際申請(qǐng)W003002406采用銅陽極電解產(chǎn)生銅離子殺菌。這類殺生劑的生物毒性較大，殘留時(shí)間長(zhǎng)，在國(guó)內(nèi)尚可以應(yīng)用于循環(huán)式污水或冷卻水系統(tǒng)中的殺菌處理，但不適合于湖泊等大面積富營(yíng)養(yǎng)化水體和需要排放的壓載水處理。美國(guó)專利US2005016933采用添加ClO2作為殺生劑，國(guó)際申請(qǐng)W02005061388、美國(guó)專利 US2004099608 和 US200302981U 日本專利 JP200714439U JP2006239556、JP2006263563，分別公開了采用過濾和添加臭氧作為殺生劑的水處理技術(shù)和相應(yīng)的裝置，這類裝置和技術(shù)沒有二次污染，在小流量水體或飲用水殺菌處理中有一定優(yōu)勢(shì)，但對(duì)于壓載水等大流量水體或大流域水體的滅菌除藻處理，運(yùn)行成本很高。通常，加入殺生藥劑，對(duì)小水體效果很好，但難以維持較長(zhǎng)時(shí)間，在夏季1-2周后，一般又需加藥。對(duì)于治理大面積，富營(yíng)養(yǎng)化水體存在運(yùn)行成本高、殺生劑對(duì)水體存在二次污染等問題；如果應(yīng)用于壓載水處理，其殘留物尚需通過生物毒性和毒理評(píng)價(jià)。[0021]電解海水法是通過電解海水，通過在陽極上產(chǎn)生的氯氣，進(jìn)而生成具有高效消毒的次氯酸來殺滅微生物及細(xì)菌，同時(shí)在陰極產(chǎn)生的過氧化氫也具有很強(qiáng)的殺菌能力。國(guó)際申請(qǐng)W02006058261公開了ー種采用電解產(chǎn)生次氯酸鹽的壓載水處理方法和相應(yīng)的系統(tǒng)、日本專利JP2001000974公開的電解處理壓載水裝置，與此類似的還有中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00510046991. 8公開的船舶壓載水電解處理系統(tǒng)、中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00480027174. I公開的處理水貯存器的電解裝置，將處理水體中的氯離子、水分子電解為具有高氧化活性的物質(zhì)(主要為C10_，or, H2O2)，對(duì)水體中的細(xì)菌和藻類的細(xì)胞、RNA, DNA進(jìn)行氧化作用，使其失活和死亡，從而達(dá)到滅菌滅藻效果，并使處理過的水體保持持續(xù)消毒作用。雖然電解海水的方法具有較好的殺菌效果，但采用電解法殺滅細(xì)菌后，可能會(huì)產(chǎn)生致癌物質(zhì)氯仿，會(huì)引起對(duì)環(huán)境的二次污染，因此這種方法一直存在著很大的爭(zhēng)議。因此,現(xiàn)有技術(shù)中，基本上都存在設(shè)備成本投入大、耗能聞、殺菌滅操效率低等等缺點(diǎn)。發(fā)明人此前推出的一種微電流電解滅菌除藻裝置(專利申請(qǐng)?zhí)?00810084187. 2)，由于此技術(shù)使用的是電化學(xué)的方法，此系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)過濾和處理單元為一體的方式，從而體積上存在過大的缺陷。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種高效低功耗的處理船舶壓載水的裝置，可以有效地滅活船舶壓載水中的微生物和/或細(xì)菌。經(jīng)過該系統(tǒng)處理的壓載水能夠滿足國(guó)際海事組織(IMO) 2004年制定的《船舶壓載水和沉積物控制和管理國(guó)際公約》。本實(shí)用新型提供了一種處理船舶壓載水的裝置，包括海底門101、壓載泵102、鹽度傳感器或電導(dǎo)率傳感器103、過濾器104、催化處理單元105、控制單元106、催化處理單元電源107、排水ロ 108、壓載艙109、過濾器排污ロ 110、閥門111、總剩余氧化物112、流量檢測(cè)單元113和管道，所述海底門101、壓載泵102、鹽度傳感器或電導(dǎo)率傳感器103、過濾器104、催化處理單元105、流量檢測(cè)單元113和壓載艙109依次連接，所述鹽度傳感器或電導(dǎo)率傳感器103還與控制単元106及催化處理單元105兩側(cè)的管道相連接，所述壓載艙109還連接到海底門101和壓載泵102之間的管道，壓載艙109和流量檢測(cè)單元113之間的管道上設(shè)有排水ロ 108，所述催化處理單元105設(shè)有催化處理單元電源107，所述控制單元106與鹽度傳感器或電導(dǎo)率傳感器103、催化處理單元電源107、總剩余氧化物112和流量檢測(cè)単元113相連接，其特征在于所述過濾器104內(nèi)置滅菌系統(tǒng)，該滅菌系統(tǒng)為固態(tài)LED紫外線燈組成的滅菌系統(tǒng)和/或固態(tài)LED紫外線燈與光催化相結(jié)合的滅菌系統(tǒng)，所述固態(tài)LED紫外線燈為中空的三棱柱型或四棱柱型的貼片式或大功率LED紫外線燈管，軸心貫穿有導(dǎo)熱銅管，安裝于過濾器的底部。本實(shí)用新型還提供了上述技術(shù)方案的優(yōu)選技術(shù)方案作為優(yōu)選，所述過濾器的濾芯為蝶片式、柱型、錐型或錐柱型的編織網(wǎng)或楔形濾網(wǎng)，過濾精度為10 200微米。作為優(yōu)選，所述導(dǎo)熱銅管設(shè)有內(nèi)芯，該內(nèi)芯帶有多孔毛細(xì)孔，內(nèi)芯和銅管之間灌注導(dǎo)熱溶液，兩端用導(dǎo)熱硅膠灌封，所述導(dǎo)熱銅管的一端比燈管長(zhǎng)20 50mm，并將導(dǎo)熱銅管的此端浸在水中。[0030]作為優(yōu)選，所述固態(tài)LED紫外線燈套有高硼玻璃燈罩或石英燈罩。作為優(yōu)選，所述固態(tài)LED紫外線燈的波長(zhǎng)為200 375nm，由單波長(zhǎng)LED燈聯(lián)合形成。作為優(yōu)選，所述固態(tài)LED紫外線燈的波長(zhǎng)為240 260nm，由單波長(zhǎng)LED燈聯(lián)合形成。作為優(yōu)選，所述固態(tài)LED紫外線燈的波長(zhǎng)為185nm。作為優(yōu)選，所述過濾器的濾芯表面負(fù)載有光觸媒，該光觸媒能被紫外光激發(fā)。作為優(yōu)選，LED紫外線燈排布在過濾器濾芯的內(nèi)部或外部。作為優(yōu)選，所述光催化以ニ氧化鈦?zhàn)鳛榇呋瘎Ｑ芯勘砻?，固態(tài)LED紫外線燈的紫外線波長(zhǎng)在180 260nm處，尤其在253. 7nm處，能破壞生物的DNA和細(xì)胞膜，對(duì)壓載水中的生物和病原體有很好的殺滅作用。當(dāng)紫外線波長(zhǎng)為185nm時(shí)，能產(chǎn)生臭氧，臭氧具有強(qiáng)氧化性，對(duì)水中的生物和病原體有很好的殺滅作用。由于傳統(tǒng)的紫外線燈管能耗高、易破損、燈管內(nèi)有大量的汞，對(duì)環(huán)境有二次污染，壽命低，更換頻率高，并且做更換等處理時(shí)必須謹(jǐn)慎等，導(dǎo)致使用傳統(tǒng)的紫外線燈管具有方方面面的限制。固態(tài)LED即半導(dǎo)體發(fā)光二極管，是ー種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為光能的半導(dǎo)體，LED光線質(zhì)量高，基本上無輻射，屬于典型的緑色光源。固態(tài)LED光源與傳統(tǒng)光源相比具有如下的優(yōu)勢(shì)一、高光效LED光效達(dá)50 200流明/瓦，光譜窄，單色性好，幾乎所有發(fā)出的光都可利用。ニ、高節(jié)能具有電壓低、電流小、亮度高的特性。ー個(gè)10瓦的LED光源發(fā)出的光能與ー個(gè)150瓦的白熾燈發(fā)出的光能相當(dāng)。同樣光效LED比傳統(tǒng)光源節(jié)能80% 90%。三、光色多可以提供從紫外到紅外所有波長(zhǎng)的光，比如紫外光、紅外光、白色或彩色光，紅色、黃色、藍(lán)色、緑色、黃緑色或橙紅色等。四、安全性高LED光源使用低電壓驅(qū)動(dòng)，發(fā)光穩(wěn)定，無污染，沒有頻閃現(xiàn)象。五、壽命長(zhǎng)利用固態(tài)半導(dǎo)體芯片將電能轉(zhuǎn)化為光能，外加絕緣導(dǎo)熱樹脂封裝，可承受高強(qiáng)度機(jī)械沖擊，LED光源壽命在5萬小時(shí)以上，按每天工作5小時(shí)壽命也在27年以上，可以超過船體的壽命，因此使用LED紫外線燈處理壓載水將是其他技術(shù)無法比擬的方法。六、快速響應(yīng)LED發(fā)光管響應(yīng)時(shí)間很短。采用專用電源給LED光源供電時(shí)，達(dá)到最大照度的時(shí)間小于10ms。七、運(yùn)行成本低其他光源不僅耗電是LED光源的2-10倍，而且?guī)缀鯕霸露家鼡Q，在器件更換和人工方面的花費(fèi)很大。因此選用使用壽命長(zhǎng)的LED光源從長(zhǎng)遠(yuǎn)看非常經(jīng)濟(jì)。LED紫外線燈能根據(jù)需要，提供所需要的波長(zhǎng)范圍的紫外線。并且LED紫外燈具有發(fā)射準(zhǔn)単色光、能耗小、尺寸小、壽命長(zhǎng)和廉價(jià)等優(yōu)勢(shì)。鑒于LED紫外線燈具有以上種種優(yōu)勢(shì)，發(fā)明人集中技術(shù)力量，研發(fā)了ー種專用于水處理，特別是壓載水處理的專業(yè)LED紫外線壓載水處理裝置，該裝置具有如下特征I、使用大功率單燈或小功率貼片LED點(diǎn)光源，特別是高效率、高發(fā)光率的貼片LED、點(diǎn)光源。2、針對(duì)LED光源有發(fā)光角度方向的問題，設(shè)計(jì)了一種三棱柱或四棱柱式燈管，使各方向都有光照的輻射。3、針對(duì)LED的散熱問題，在LED紫外線燈管內(nèi)部設(shè)計(jì)了導(dǎo)熱銅管，具體是這樣的，在多面體PCB板(LED的基板)的軸心位置，貫穿ー根內(nèi)芯是多孔毛細(xì)孔，內(nèi)部灌注導(dǎo)熱溶液的導(dǎo)熱銅管，然后用導(dǎo)熱硅膠灌封，達(dá)到無障礙導(dǎo)熱的目的。在LED紫外線燈管的一端，導(dǎo)熱銅管比燈管長(zhǎng)20 50mm，安裝時(shí)，這部分浸在水里，熱量通過導(dǎo)熱銅管傳出，然后被水
流帶走。4、LED紫外線燈管外部套有高硼玻璃燈罩或石英燈罩，保證紫外線的利用率。5、在同一 LED燈管內(nèi)使用單一波段的LED單燈和/或多個(gè)波段的LED單燈聯(lián)合使用，因此，本實(shí)用新型提供的LED紫外線燈既可以發(fā)出單一波長(zhǎng)的紫外線又可以發(fā)出多波長(zhǎng)的紫外線。寬頻200nm 375nm的紫外線，既能殺菌，又能激發(fā)光觸媒，適合紫外與光觸媒復(fù)合殺菌方式；240nm 260nm波長(zhǎng)的紫外線，具有殺菌強(qiáng)化效果；240 260nm波長(zhǎng)與185nm波長(zhǎng)聯(lián)合使用，既能直接殺菌,又能激發(fā)產(chǎn)生臭氧殺菌,復(fù)合式殺菌滅藻,廣譜殺菌效果好。光催化氧化技術(shù)是以ニ氧化鈦?zhàn)鳛榇呋瘎?，在波長(zhǎng)小于385nm紫外線的照射下，產(chǎn)生具有極強(qiáng)氧化性的羥基自由基，這種羥基自由基是目前除氟外最強(qiáng)的氧化劑，其氧化能力是雙氧水和臭氧的106 109倍，在羥基自由基的作用下，可以將微生物通過鏈?zhǔn)椒磻?yīng)最終氧化降解為ニ氧化碳和水。O2
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圖I為本實(shí)用新型系統(tǒng)實(shí)施實(shí)例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型滅菌系統(tǒng)實(shí)施實(shí)例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型過濾滅菌一體化設(shè)備的實(shí)施實(shí)例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為L(zhǎng)ED紫外線燈管的截面示意圖。圖中，101為海底門，102為壓載泵，103為鹽度傳感器或電導(dǎo)率傳感器，104為過濾器，105為催化處理單元，106為控制單元，107為催化處理單元電源，108為排水口，109為壓載艙，110為過濾器排污ロ，111為閥門，112為總剩余氧化物，113為流量計(jì)；201為石英套管，202為L(zhǎng)ED燈管，203為絕緣膠；301為濾芯，302為銅管，303為密封ロ，304為濾芯壓板，305濾芯固定托板；401為L(zhǎng)ED燈珠，402為SDM貼片。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本實(shí)用新型井能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。實(shí)施例I本實(shí)用新型是采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的如圖I所示，本實(shí)用新型提供了ー種高效節(jié)能的處理船舶壓載水的裝置，該裝置包括海底門101、壓載泵102、鹽度傳感器或電導(dǎo)率傳感器103、過濾器104、催化處理單元105、控制單元106、催化處理單元電源107、排水ロ 108、壓載艙109、過濾器排污ロ 110、閥門 111、總剩余氧化物112、流量檢測(cè)單元113和管道，所述海底門101、壓載泵102、鹽度傳感器或電導(dǎo)率傳感器103、過濾器104、催化處理單元105、流量檢測(cè)單元113和壓載艙109依次連接，所述鹽度傳感器或電導(dǎo)率傳感器103還與控制単元106及催化處理單元105兩側(cè)的管道相連接，所述壓載艙109還連接到海底門101和壓載泵102之間的管道，壓載艙109和流量檢測(cè)單元113之間的管道上設(shè)有排水ロ 108，所述催化處理單元105設(shè)有催化處理單元電源107，所述控制単元106與鹽度傳感器或電導(dǎo)率傳感器103、催化處理單元電源107、總剩余氧化物112和流量檢測(cè)單元113相連接，其特征在于所述過濾器104內(nèi)置滅菌系統(tǒng)，該滅菌系統(tǒng)為固態(tài)LED紫外線燈組成的滅菌系統(tǒng)和/或固態(tài)LED紫外線燈與光催化相結(jié)合的滅菌系統(tǒng)，所述固態(tài)LED紫外線燈為中空的三棱柱型或四棱柱型。本實(shí)用新型中，海底門101、壓載泵102、鹽度傳感器或電導(dǎo)率傳感器103、催化處理單元105、控制單元106、催化處理單元電源107、排水ロ 108、壓載艙109、過濾器排污ロ 110、閥門111、總剩余氧化物112、流量檢測(cè)單元113和管道均使用現(xiàn)有技木。本實(shí)用新型中，過濾器將壓載水進(jìn)行過濾處理，去除大顆粒的生物和固體；過濾后的水經(jīng)過滅菌處理單元,殺滅水中的微生物和細(xì)菌。過濾器使用高效全自動(dòng)自清潔反沖洗過濾器。該過濾器在壓カ損失超過設(shè)定值后自動(dòng)開始反沖洗，過濾和反沖洗同時(shí)進(jìn)行，無需人員現(xiàn)場(chǎng)操作。該過濾器能有效去除壓載水中附帯的大顆粒生物和固體，并且自動(dòng)清潔反沖洗，適合壓載水工作的連續(xù)大流量運(yùn)行。具有全自動(dòng)自清潔功能，能保證連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，過濾效果好的特點(diǎn)。滅菌裝置使用自制的三棱柱型(如圖4)或四棱柱型固態(tài)LED紫外燈管。該LED紫外線燈能夠根據(jù)需要發(fā)出波長(zhǎng)分別為200 375nm、240 260nm或240 260nm和185nm的紫外光，以有效殺滅壓載水中含有的細(xì)菌、藻類等生物。LED紫外燈管在滅菌處理單元內(nèi)部均勻排布，保證壓載水在輸送流動(dòng)過程中得到充分照射，保證殺菌效果。LED紫外燈發(fā)光穩(wěn)定，綠色無污染，功耗低，使用壽命長(zhǎng)。本實(shí)用新型提供的處理船舶壓載水的裝置還可以包含LED紫外滅菌和光催化滅菌相結(jié)合的滅菌裝置。在滅菌處理單元中均勻排布具有光催化性能的ニ氧化鈦(光觸媒)載體，在波長(zhǎng)200 375nm、240 260nm或240 260nm和185nm的紫外光的照射下，能產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基、臭氧、次氯酸等物質(zhì)，結(jié)合LED紫外線殺菌，兩種殺菌效果復(fù)合交叉作用，能有效殺滅存在于壓載水中的細(xì)菌、藻類等生物。本實(shí)用新型提供的處理船舶壓載水的裝置中，LED紫外燈管可以與過濾器分開放置，也可以放置在過濾器濾芯內(nèi)部或過濾器腔體與濾芯之間，使過濾與殺菌在同一臺(tái)設(shè)備中完成，降低設(shè)備投資，減少設(shè)備占地面積。本實(shí)用新型提供的過濾器，如圖3所示，在濾芯的周邊或者內(nèi)部増加了 LED紫外線燈管的安裝固定位置，增設(shè)了 LED紫外線燈管的散熱區(qū)，以便在過濾的同時(shí)，完成殺菌滅藻過程。過濾器濾芯可以使用專用濾芯或通用濾芯。通用濾芯與標(biāo)準(zhǔn)過濾器的濾芯設(shè)計(jì)ー樣；專用濾芯外形尺寸與加工方法與傳統(tǒng)濾芯相同，只是制作用的原材料表面帶有ー層光觸媒，該光觸媒能夠被紫外線激發(fā)。專用濾芯具有過濾和光觸媒載體雙重功能，這樣在紫外線照射吋，能激發(fā)產(chǎn)生羥基自由基、臭氧等物質(zhì)，增強(qiáng)殺菌效果。本實(shí)用新型壓載水處理系統(tǒng)，滅菌使用LED紫外滅菌或者使用LED紫外滅菌同光催化滅菌相結(jié)合的技木。滅菌處理系統(tǒng)內(nèi)燈管和\或ニ氧化鈦光催化載體對(duì)應(yīng)均勻排布，·保證殺菌的充分有效。本實(shí)用新型使用的紫外線燈管是專為水處理殺菌滅藻設(shè)計(jì)的LED紫外線燈管，充分考慮到照射范圍與散熱效果，既能保證殺菌效果，又能延長(zhǎng)使用壽命。本實(shí)用新型提供的船舶壓載水處理裝置，可以使用過濾與滅菌一體化設(shè)備，達(dá)到過濾滅菌一次完成。過濾器使用專用設(shè)計(jì)，濾芯可以選擇專用濾芯和通用濾芯。實(shí)施例2本實(shí)施例使用過濾器104與滅菌單元(如圖2所示)都是獨(dú)立的設(shè)備。壓載水經(jīng)壓載泵102輸送到過濾器104，壓載水中含有的大顆粒的生物及固體物被過濾器104過濾掉，然后經(jīng)過濾器104的排污ロ排出。經(jīng)過濾的壓載水進(jìn)入滅菌單元，控制単元106發(fā)出信號(hào)，滅菌單元通電開始工作。滅菌單元內(nèi)均勻排布著LED紫外燈管如圖4所示，紫外燈管使用波長(zhǎng)240 260nm和185nm兩種燈管或單個(gè)燈管中含有不同波段的LED單燈，既能直接殺菌，又能產(chǎn)生臭氧殺菌，殺菌效果良好。這些紫外燈管能充分照射進(jìn)入的壓載水，保證無照射死角。產(chǎn)生的紫外光與微生物的細(xì)胞膜及DNA反應(yīng)，產(chǎn)生的強(qiáng)氧化劑臭氧，與微生物的分子鏈反應(yīng)，使微生物失活。經(jīng)過滅菌的壓載水進(jìn)入壓載艙109。實(shí)施例3本實(shí)施例使用的過濾器104與滅菌單元都是獨(dú)立的設(shè)備。滅菌單元內(nèi)規(guī)則排布光觸媒載體(如圖2所示)。壓載水經(jīng)壓載泵102輸送到過濾器104，壓載水中含有的大顆粒的生物及固體物被過濾器104過濾掉，然后經(jīng)過濾器104的排污ロ排出。經(jīng)過濾的壓載水進(jìn)入滅菌單元，控制單元106發(fā)出信號(hào),滅菌單元通電開始工作。滅菌單元內(nèi)均勻排布著LED紫外燈管和光觸媒載體。LED紫外線燈管使用波長(zhǎng)200 375nm燈管，產(chǎn)生的紫外線能直接殺菌。照射到光觸媒上的紫外線激發(fā)光觸媒，產(chǎn)生羥基自由基、臭氧等強(qiáng)氧化劑，迅速殺滅水中的細(xì)菌、藻類等微生物。處理好的水進(jìn)入壓載艙109。實(shí)施例4本實(shí)施例使用過濾與殺菌一體化設(shè)備(如圖3所示)。壓載水經(jīng)壓載泵102輸送到過濾殺菌一體設(shè)備，控制単元106通電開始工作，LED紫外燈管產(chǎn)生紫外線，開始?xì)⒕颂幍腖ED紫外線燈管可以選用波長(zhǎng)范圍200 375nm的，此實(shí)施例選配專用濾芯(外形尺寸與形狀與通用濾芯相同，原材料外表面涂布ー層光觸媒)，達(dá)到最大化殺菌效率。也可以選用紫外線波長(zhǎng)240 260nm或者選用240 260nm與185nm復(fù)合的。壓載水在過濾殺菌一體設(shè)備中同時(shí)進(jìn)行過濾與殺菌滅藻過程。達(dá)到滅菌效果的水進(jìn)入壓載艙109。大顆粒的生物及固體等被過濾器104過濾，隨排污管路排放。采用本實(shí)用新型的系統(tǒng)，對(duì)船舶壓載水處理進(jìn)行了試驗(yàn)，見表一表一
權(quán)利要求1.一種處理船舶壓載水的裝置，包括海底門(101)、壓載泵(102)、鹽度傳感器或電導(dǎo)率傳感器(103)、過濾器(104)、催化處理單元(105)、控制單元(106)、催化處理單元電源(107)、排水ロ(108)、壓載艙(109)、過濾器排污ロ (110)、閥門(111)、總剩余氧化物(112)、流量檢測(cè)單元(113)和管道，所述海底門(101)、壓載泵(102)、鹽度傳感器或電導(dǎo)率傳感器(103)、過濾器(104)、催化處理單元(105)、流量檢測(cè)單元(113)和壓載艙(109)依次連接，所述鹽度傳感器或電導(dǎo)率傳感器(103)還與控制単元(106)及催化處理單元(105)兩側(cè)的管道相連接，所述壓載艙(109)還連接到海底門(101)和壓載泵(102)之間的管道，壓載艙(109)和流量檢測(cè)單元(113)之間的管道上設(shè)有排水ロ(108)，所述催化處理單元(105)設(shè)有催化處理單元電源(107)，所述控制単元(106)與鹽度傳感器或電導(dǎo)率傳感器(103)、催化處理單元電源(107)、總剩余氧化物(112)和流量檢測(cè)單元(113)相連接，其特征在于所述過濾器(104)內(nèi)置滅菌系統(tǒng)，該滅菌系統(tǒng)為固態(tài)LED紫外線燈組成的滅菌系統(tǒng)和/或固態(tài)LED紫外線燈與光催化相結(jié)合的滅菌系統(tǒng)，所述固態(tài)LED紫外線燈為中空的三棱柱型或四棱柱型的貼片式或大功率LED紫外線燈管，安裝于過濾器的底部，軸心貫穿有導(dǎo)熱銅管。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的處理船舶壓載水的裝置，其特征在于所述過濾器的濾芯為蝶片式、柱型、錐型或錐柱型的編織網(wǎng)或楔形濾網(wǎng)，過濾精度為10 200微米。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的處理船舶壓載水的裝置，其特征在于所述導(dǎo)熱銅管設(shè)有內(nèi)芯，該內(nèi)芯帶有多孔毛細(xì)孔，內(nèi)芯和銅管之間灌注導(dǎo)熱溶液，兩端用導(dǎo)熱硅膠灌封，該導(dǎo)熱銅管的一端比LED紫外線燈管長(zhǎng)20 50mm，并將導(dǎo)熱銅管的此端浸在水中。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的處理船舶壓載水的裝置，其特征在于所述固態(tài)LED紫外線燈套有高硼玻璃燈罩或石英燈罩。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 4任一項(xiàng)所述的處理船舶壓載水的裝置，其特征在于所述固態(tài)LED紫外線燈的波長(zhǎng)為200 375nm，由單波長(zhǎng)LED燈聯(lián)合形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求I 4任一項(xiàng)所述的處理船舶壓載水的裝置，其特征在于所述固態(tài)LED紫外線燈的波長(zhǎng)為240 260nm，由單波長(zhǎng)LED燈聯(lián)合形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求I 4任一項(xiàng)所述的處理船舶壓載水的裝置，其特征在于所述固態(tài)LED紫外線燈的波長(zhǎng)為185nm。
8.根據(jù)權(quán)利要求I 4任一項(xiàng)所述的處理船舶壓載水的裝置，其特征在于所述過濾器的濾芯表面負(fù)載有光觸媒，所述光觸媒能被紫外光激發(fā)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的處理船舶壓載水的裝置，其特征在于LED紫外線燈排布在過濾器濾芯的內(nèi)部或外部。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的處理船舶壓載水的裝置，其特征在于所述光催化以ニ氧化鈦?zhàn)鳛榇呋瘎?br> 專利摘要本實(shí)用新型涉及環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，一種高效低功耗壓載水處理裝置；該包含海底門(101)、壓載泵(102)、鹽度傳感器或電導(dǎo)率傳感器(103)、過濾器(104)、催化處理單元(105)、控制單元(106)、催化處理單元電源(107)、排水口(108)、壓載艙(109)、過濾器排污口(110)、閥門(111)、總剩余氧化物(112)、流量檢測(cè)單元(113)和管道，所述過濾器(104)內(nèi)置滅菌系統(tǒng)，該滅菌系統(tǒng)為固態(tài)LED紫外線燈組成的滅菌系統(tǒng)和/或固態(tài)LED紫外線燈與光催化相結(jié)合的滅菌系統(tǒng)，所述固態(tài)LED紫外線燈為中空的三棱柱型或四棱柱型。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)低功耗，高效率，安裝方便，無污染。
文檔編號(hào)C02F1/72GK202449881SQ20112007786
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2011年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月23日
發(fā)明者劉炳言, 曹京強(qiáng), 曹學(xué)磊 申請(qǐng)人:青島海德威科技有限公司