專利名稱：旋流分區(qū)式船舶壓載水處理裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種船舶壓載裝置，特別是涉及一種船舶壓載裝置中對壓載水進行殺菌處理的裝置。
背景技術：
為了維持船舶在海洋和湖泊中的穩(wěn)定性和適航性，船舶必須裝載一定量的壓載水。每年地球上有近10億噸的海洋壓載水在全球樞紐港口之間進行轉載。這就帶來了嚴重的生物入侵問題。在2004年國際海事組織所采納的壓載水管理條約中，為了防止微生物借助壓載水移動和擴散而破壞生態(tài)系統(tǒng)及危害健康，要求船舶搭載用于殺滅壓載水中的浮游生物等的處理裝置。國際海事組織頒發(fā)的《國際船舶壓載水和壓載水沉淀物管理公約》中規(guī)定，2014年和2016年分別是物理法和生化法處理船舶壓載水的最后期限。于是，當前正在開發(fā)將臭氧處理、紫外線照射、加熱處理及磁力分離等各種水處理技術組合在一起的壓載水處理技術。例如日本特開2008-100157號公報中公開了一種基于臭氧的壓載水處理技術。在該技術中，通過向送往壓載箱的壓載水中混入使用臭氧產(chǎn)生裝置而生成的臭氧，利用臭氧的強氧化作用來殺滅壓載水中的微生物及細菌類。另外，日本特開2006-263664號公報中公開了一種利用紫外線照射的壓載水處理技術。在該技術中，向壓載水中添加過氧化氫或過氧化氫產(chǎn)生化合物，并在排出壓載水之前照射波長區(qū)域為240 300nm的紫外線。向壓載水中添加過氧化氫或過氧化氫產(chǎn)生化合物的目的與前面提到的臭氧處理技術相同，都是利用強氧化作用來殺滅微生物及細菌類，另夕卜，照射紫外線的目的是通過將壓載水中殘留的過氧化氫分解以防止已排出的壓載水污染環(huán)境。

日本特開2008 -110276號公報中公開了一種基于加熱處理的壓載水處理技術。在該技術中，進行的是通過在汲取上來的低溫壓載水與預先加熱處理過的高溫壓載水之間進行熱交換，而將低溫壓載水加熱到微生物及細菌類的殺滅溫度的處理。日本特開9-117618號公報中公開了一種磁力分離技術。在該技術中，向壓載水中添加磁性粉和凝聚劑，并對它們進行攪拌，由此生成含有壓載水中的微生物及細菌類的磁性絮凝物，然后用磁力分離裝置從壓載水中分離出該磁性絮凝物，同時用滾筒式過濾器捕獲在壓載水中殘留的磁性絮凝物。由于物理性去除壓載水中的微生物及細菌類，所以排出的壓載水不會給環(huán)境造成影響。在壓載水管理系統(tǒng)的許可要件中，規(guī)定了壓載水中所含有的微生物及細菌類的排出標準，為了獲得作為壓載水管理系統(tǒng)的許可，必須有可靠的滿足這些標準的根據(jù)。但是在采用上述各公報中公開的技術進行大容量壓載水的處理時，很難從上述各公報的記載中看出能夠殺滅壓載水中的微生物及細菌類的根據(jù)。另外，在日本特開2008-110276號公報所公開的技術中，雖然能夠?qū)狠d水中所含有的微生物及細菌類以磁性絮凝物的形式去除，但卻指出了將威脅生態(tài)系統(tǒng)及健康的微生物、細菌凝聚而成的絮凝物的危險性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種處理效果更好的旋流分區(qū)式船舶壓載水處
理裝置。本發(fā)明旋流分區(qū)式船舶壓載水處理裝置，所述處理裝置呈圓筒形，圓筒的頂壁上設有隧柱式聲化學超聲波系統(tǒng)，圓筒側壁上靠近頂壁處設有一壓載水入口，所述壓載水入口通道的方向與圓筒橫截面上壓載水入口處的切線方向相同，圓筒中部的內(nèi)徑小于圓筒上、下部的內(nèi)徑，圓筒中部的內(nèi)側壁上設有若干紫外線滅菌器，圓筒下部的側壁上設有壓載水出口，圓筒下部通過管路還與一惰性氣體罐相連通，圓筒底端密封，圓筒的上、中、下部分別為初殺菌區(qū)、強力殺菌區(qū)、緊急滅菌排出區(qū)，所述壓載水出口位于緊急滅菌排出區(qū)。本 發(fā)明旋流分區(qū)式船舶壓載水處理裝置，其中所述隧柱式聲化學超聲波系統(tǒng)整體呈細長柱狀，隧柱式聲化學超聲波系統(tǒng)的一端為螺帽結構，另一端為單螺桿狀超聲波發(fā)射器，所述超聲波發(fā)射器中超聲波的功率為350W。本發(fā)明旋流分區(qū)式船舶壓載水處理裝置，其中所述圓筒中部內(nèi)側壁上的紫外線滅菌器從上到下均勻布置有3層，每層紫外線滅菌器的數(shù)量為4個并且沿圓筒內(nèi)側壁均勻布置。本發(fā)明旋流分區(qū)式船舶壓載水處理裝置，其中所述圓筒中部上層紫外線滅菌器為短波段滅菌器，即紫外線波長小于192nm ;圓筒中部中、下層的紫外線滅菌器為長波段滅菌器，即紫外線波長為240 275nm。本發(fā)明旋流分區(qū)式船舶壓載水處理裝置，其中所述圓筒下部靠近底壁處設有一獨立空間，該獨立空間與圓筒下部的其他空間密封隔離，所述獨立空間內(nèi)設有一臭氧發(fā)生器，該臭氧發(fā)生器上設有氧氣入口和臭氧出口，所述臭氧出口通過管路與獨立空間上方的圓筒下部空間相連通。本發(fā)明旋流分區(qū)式船舶壓載水處理裝置，其中所述圓筒下部的獨立空間的側壁以及位于獨立空間上方的緊急滅菌排出區(qū)的側壁上都設有一檢修道門。本發(fā)明旋流分區(qū)式船舶壓載水處理裝置與現(xiàn)有技術不同之處在于本發(fā)明呈圓筒形，壓載水沿著圓筒的切線方向進入而在圓筒中形成極強的旋流，從而能夠帶動壓載水中的類固菌向筒體軸線處運動聚集，軸心區(qū)還形成了負壓區(qū)，于是負壓區(qū)的海水溢出空氣氣泡，溢出的空氣氣泡又被安裝在圓筒頂壁上的隧柱式聲化學超聲波系統(tǒng)進行空化激蕩而達到殺菌的目的，即利用超聲波的空化作用，產(chǎn)生局部高溫高壓和機械振動作用，這種振動能夠穿擊微生物細胞壁、形成細胞結構破壞。經(jīng)過超聲波的空化作用達到了初次殺菌的目的，接下來壓載水又經(jīng)過圓筒中部紫外線滅菌器的殺菌處理。壓載水經(jīng)過圓筒上部的超聲波初次殺菌，再經(jīng)圓筒中部紫外線滅菌器的強力殺菌，微生物及細菌的絕大部已被殺死，殺菌效率高。當船舶進行壓載水注入運行而大排量處理壓載水時，開啟惰性氣體罐閥，向圓筒下部的緊急滅菌排出區(qū)注入惰性氣體，以達到殺滅需氧型細菌及微生物的目的。由上論述可以看出，本發(fā)明旋流分區(qū)式船舶壓載水處理裝置對壓載水的處理效果更好。本發(fā)明旋流分區(qū)式船舶壓載水處理裝置中圓筒中部內(nèi)側壁上的紫外線滅菌器從上到下均勻布置有3層，每層紫外線滅菌器的數(shù)量為4個并且沿圓筒內(nèi)側壁均勻布置，這樣壓載水在流經(jīng)圓筒中部的時候才能充分地被紫外線滅菌器照射到，從而提高殺菌效果。
本發(fā)明旋流分區(qū)式船舶壓載水處理裝置中圓筒中部上層紫外線滅菌器為短波段滅菌器，即紫外線波長小于192nm，圓筒軸心區(qū)溢出的空氣中的氧氣經(jīng)波長小于192nm的紫外線的照射而變?yōu)槌粞酰傻某粞跄軌驅(qū)狠d水進行一次殺菌處理；圓筒中部中、下層的紫外線滅菌器為長波段滅菌器，即紫外線波長為240 275nm，該波段的紫外線對細菌及微生物有很好的殺菌作用，所以壓載水經(jīng)圓筒中部后能夠得到很好的殺菌處理效果。本發(fā)明旋流分區(qū)式船舶壓載水處理裝置中圓筒下部靠近底壁處設有一獨立空間，該獨立空間與圓筒下部的其他空間密封隔離，所述獨立空間內(nèi)設有一臭氧發(fā)生器，該臭氧發(fā)生器上設有氧氣入口和臭氧出口，所述臭氧出口通過管路與獨立空間上方的圓筒下部空間相連通。這樣，當船舶擱淺或遇海難事故時，又或當壓載水主管水流流速過大時，就啟動圓筒底部的臭氧發(fā)生器，將船舶上自身攜帶的氧氣通入到臭氧發(fā)生器中，經(jīng)過反應臭氧發(fā)生器中產(chǎn)生的臭氧進入到圓筒的緊急滅菌排出區(qū)對壓載水進行殺菌處理，處理效率更高。本發(fā)明旋流分區(qū)式船舶壓載水處理裝置中圓筒下部的獨立空間的側壁以及位于獨立空間上方的緊急滅菌排出區(qū)的側壁上都設有一檢修道門，這樣就方便了對紫外線滅菌器及臭氧發(fā)生器的檢查和維修工作。下面結合附圖對本發(fā)明旋流分區(qū)式船舶壓載水處理裝置作進一步說明。


圖1為本發(fā)明旋流分區(qū)式船舶壓載水處理裝置的結構圖；圖2為本發(fā)明旋流分區(qū)式船舶壓載水處理裝置沿圖1中A-A線的剖視圖；圖3為本發(fā)明旋流分區(qū)式船舶壓載水處理裝置沿圖1中B-B線的剖視圖；圖4為船舶吸取壓載水時本發(fā)明旋流分區(qū)式船舶壓載水處理裝置的使用狀態(tài)圖；圖5為船舶排放壓 載水時本發(fā)明旋流分區(qū)式船舶壓載水處理裝置的使用狀態(tài)圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明旋流分區(qū)式船舶壓載水處理裝置呈圓筒形，圓筒的頂壁設有一可承壓密封窗，即在頂壁上設置一通過可承壓材料與外界密封隔離的凹槽，凹槽內(nèi)設有隧柱式聲化學超聲波系統(tǒng)1，這樣隧柱式聲化學超聲波系統(tǒng)I就能夠承受壓載水所產(chǎn)生的壓力。所述隧柱式聲化學超聲波系統(tǒng)I整體呈細長柱狀，隧柱式聲化學超聲波系統(tǒng)I的一端為螺帽結構，另一端為單螺桿狀超聲波發(fā)射器，所述超聲波發(fā)射器中超聲波的功率為350W。圓筒側壁上靠近頂壁處設有一壓載水入口 2，結合圖2可知，所述壓載水入口 2通道的方向與圓筒橫截面上壓載水入口 2處的切線方向相同，圓筒中部4的內(nèi)徑小于圓筒上、下部3、5的內(nèi)徑，圓筒中部4的內(nèi)側壁上設有12個紫外線滅菌器6，紫外線滅菌器6從上到下均勻布置有3層，結合圖3可知，每層紫外線滅菌器6的數(shù)量為4個并且沿圓筒內(nèi)側壁均勻布置。所述圓筒中部4上層紫外線滅菌器6為短波段滅菌器，即紫外線波長小于192nm ;圓筒中部4中、下層的紫外線滅菌器6為長波段滅菌器，即紫外線波長為240 275nm。圓筒下部5的側壁上設有壓載水出口 7，圓筒下部5通過管路還與一惰性氣體罐8相連通，圓筒底端密封，圓筒的上、中、下部3、4、5分別為初殺菌區(qū)、強力殺菌區(qū)、緊急滅菌排出區(qū)，所述壓載水出口7位于緊急滅菌排出區(qū)。本發(fā)明旋流分區(qū)式船舶壓載水處理裝置，其中所述圓筒下部5靠近底壁處設有一獨立空間9，該獨立空間9與圓筒下部5的其他空間密封隔離，所述獨立空間9內(nèi)設有一臭氧發(fā)生器10，該臭氧發(fā)生器10上設有氧氣入口 11和臭氧出口 12，所述臭氧出口 12通過管路與獨立空間9上方的圓筒下部5空間相連通。本發(fā)明旋流分區(qū)式船舶壓載水處理裝置，其中所述圓筒下部5的獨立空間9的側壁以及位于獨立空間9上方的緊急滅菌排出區(qū)的側壁上都設有一檢修道門(圖中未示出)。下面介紹一下本發(fā)明的工作過程:如圖4所示，船舶13在吸取壓載水時，壓載水在水泵14的作用下從船舶13底部的海底門15進入船舶13，海底門15設有粗過濾器、閥門等以防止魚類及體積較大的物體進入船舶13中，壓載水在進入本發(fā)明前先要經(jīng)過主濾器16以便進一步過濾掉體積較大的物體。本發(fā)明在船舶13上并聯(lián)設置有兩臺，平時為一主一備，緊急情況下可同時使用。經(jīng)過主濾器16的壓載水又通過本發(fā)明進行處理，最后通過管路進入到船舶13的壓載水艙17中。這樣就完成了船舶13壓載水的吸取儲存工作。如圖5所示，船舶13在排放壓載水時，壓載水艙17中的壓載水在水泵14的作用下先經(jīng)主濾器16過濾后再進入到 本發(fā)明裝置中進行處理，之后再將處理后的壓載水排放到海洋或湖泊中。從而完成船舶13壓載水的排放工作。船舶13在吸取和排放壓載水時使用的是兩套不同的管路，互不影響。壓載水在進入船舶13的壓載水艙17時經(jīng)過本發(fā)明裝置的第一次處理，之后壓載水從船舶13排放到海洋或湖泊中時再經(jīng)過本發(fā)明裝置的第二次處理。在本發(fā)明裝置處理壓載水的過程中，一般情況下通過調(diào)節(jié)管路的閥門將壓載水的流量控制在主壓載管水流速為I 1.5m/s，而在緊急情況下將壓載水的流速控制在1.5 2m/s，如果啟用本發(fā)明底部的臭氧發(fā)生器10，那么將壓載水的流速控制在3m/s以內(nèi)，這樣壓載水經(jīng)過兩道處理工序就能夠滿足國際上對壓載水的處理要求，并且壓載水的處理效率高。另外，本發(fā)明為立式安裝，占用船舶13空間小。以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發(fā)明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發(fā)明權利要求書確定的保護范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種旋流分區(qū)式船舶壓載水處理裝置，其特征在于:所述處理裝置呈圓筒形，圓筒的頂壁上設有隧柱式聲化學超聲波系統(tǒng)(1)，圓筒側壁上靠近頂壁處設有一壓載水入口(2)，所述壓載水入口(2)通道的方向與圓筒橫截面上壓載水入口(2)處的切線方向相同，圓筒中部(4)的內(nèi)徑小于圓筒上、下部(3、5)的內(nèi)徑，圓筒中部(4)的內(nèi)側壁上設有若干紫外線滅菌器(6)，圓筒下部(5)的側壁上設有壓載水出口(7)，圓筒下部(5)通過管路還與一惰性氣體罐(8)相連通，圓筒底端密封，圓筒的上、中、下部(3、4、5)分別為初殺菌區(qū)、強力殺菌區(qū)、緊急滅菌排出區(qū)，所述壓載水出口(7)位于緊急滅菌排出區(qū)。
2.根據(jù)權利要求1所述的旋流分區(qū)式船舶壓載水處理裝置，其特征在于:所述隧柱式聲化學超聲波系統(tǒng)(I)整體呈細長柱狀，隧柱式聲化學超聲波系統(tǒng)(I)的一端為螺帽結構，另一端為單螺桿狀超聲波發(fā)射器，所述超聲波發(fā)射器中超聲波的功率為350W。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的旋流分區(qū)式船舶壓載水處理裝置，其特征在于:所述圓筒中部(4)內(nèi)側壁上的紫外線滅菌器(6)從上到下均勻布置有3層，每層紫外線滅菌器(6)的數(shù)量為4個并且沿圓筒內(nèi)側壁均勻布置。
4.根據(jù)權利要求3所述的旋流分區(qū)式船舶壓載水處理裝置，其特征在于:所述圓筒中部(4)上層紫外線滅菌器(6)為短波段滅菌器，即紫外線波長小于192nm;圓筒中部(4)中、下層的紫外線滅菌器(6)為長波段滅菌器，即紫外線波長為240 275nm。
5.根據(jù)權利要求4所述的旋流分區(qū)式船舶壓載水處理裝置，其特征在于:所述圓筒下部(5)靠近底壁處設有一獨立空間(9)，該獨立空間(9)與圓筒下部(5)的其他空間密封隔離，所述獨立空間(9)內(nèi)設有一臭氧發(fā)生器(10)，該臭氧發(fā)生器(10)上設有氧氣入口(11)和臭氧出口( 12)，所述臭氧出口( 12)通過管路與獨立空間(9)上方的圓筒下部(5)空間相連通。
6.根據(jù)權利要求5所述的旋流分區(qū)式船舶壓載水處理裝置，其特征在于:所述圓筒下部(5)的獨立空間(9) 的側壁以及位于獨立空間(9)上方的緊急滅菌排出區(qū)的側壁上都設有一檢修道門。
全文摘要
本發(fā)明旋流分區(qū)式船舶壓載水處理裝置涉及一種船舶壓載裝置中對壓載水進行殺菌處理的裝置。其目的是為了提供一種處理效果更好的旋流分區(qū)式船舶壓載水處理裝置。本發(fā)明呈圓筒形，圓筒頂壁上設有隧柱式聲化學超聲波系統(tǒng)(1)，側壁上靠近頂壁處設有一壓載水入口(2)，壓載水入口通道的方向與圓筒橫截面上壓載水入口處的切線方向相同，圓筒中部(4)內(nèi)徑小于上、下部(3、5)內(nèi)徑，圓筒中部內(nèi)側壁上設有若干紫外線滅菌器(6)，圓筒下部側壁上設有壓載水出口(7)，圓筒下部通過管路與一惰性氣體罐(8)相連通，圓筒底端密封，圓筒的上、中、下部分別為初殺菌區(qū)、強力殺菌區(qū)、緊急滅菌排出區(qū)，壓載水出口位于緊急滅菌排出區(qū)。
文檔編號C02F1/78GK103073137SQ20131004556
公開日2013年5月1日 申請日期2013年2月5日 優(yōu)先權日2013年2月5日
發(fā)明者韓先鋒 申請人:韓先鋒