船舶壓載水處理方法
【專利摘要】一種船舶壓載水處理方法，包括下列步驟：1)將海水通過過濾器過濾；2)進行臭氧氧化殺菌；3)進行超聲波空化殺菌；4)進行紫外殺菌；5)通入壓載倉作為壓載水；6)壓載過程結(jié)束后，對過濾器用海水進行反沖洗；7)壓載水排出前，再次按步驟2)、3)和4)進行處理；8)將處理合格后的壓載水排出。本發(fā)明結(jié)合了臭氧氧化殺菌、超聲波空化滅菌、紫外光輻照殺菌三者的協(xié)同作用，設(shè)備體積小、能耗低、處理效率高、適用范圍廣。并可通過增減臭氧發(fā)生器、超聲波換能器、低壓汞燈的個數(shù)來靈活調(diào)整處理規(guī)模，處理能力可在20-5000m3/h?？稍跉⑺牢⑸锏耐瑫r降解海水中的有機污染物，提高排放壓載水的水質(zhì)。
【專利說明】船舶壓載水處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水處理，尤其涉及一種船舶壓載水處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球航運經(jīng)濟的快速發(fā)展，船舶越來越多、體積越變越大，船速也越來越快。壓載水是船舶安全航行的重要保證。據(jù)估計，目前全球船舶攜帶的壓載水每年大約有120億噸，并隨著航運業(yè)的發(fā)展仍在逐年遞增中，每天存在于船舶壓載水中隨船周游世界的生物超過4500種，即使經(jīng)過數(shù)月的航程，許多種細菌、植物和動物仍能存活于壓載水及其沉積物中。海船壓載水中的生物在全世界范圍內(nèi)的遷徙所造成的生物入侵和流行病傳播等對海洋環(huán)境和人類的侵害事件屢有發(fā)生，已經(jīng)引起國際社會的廣泛關(guān)注，全球環(huán)境基金組織(Global Environment Facility簡稱GEF)確認其為危害海洋的四大威脅之一。2004年2月，在英國倫敦MO總部通過《船舶壓載水及沉積物控制和管理國際公約》(簡稱《壓載水公約》)。該公約的生效條件是:合計占世界商船總噸位不少于35%的至少30個國家批準I年后生效?！秹狠d水公約》生效后，船舶應備有一份經(jīng)批準的“壓載水管理計劃”和壓載水記錄薄?！皦狠d水管理計劃”的制定應參照MO通過的壓載水管理和制定壓載水管理計劃導則(G4導則)。船舶壓載水的排放應分階段符合下述標準:壓載水置換標準(D-1標準)或壓載水性能標準(D-2標準)。雖然目前已有36個簽約國，超過生效所需數(shù)目，但其所代表的世界船隊百分比僅超過29%，遠少于所需的35%。
[0003]雖然《壓載水公約》尚未達到生效條件，但全球已有不少國家為保護本國的水域環(huán)境，通過立法提前實施對船舶壓載水的排放控制。多數(shù)國家采取控制船舶壓載水置換措施，并要求進港船舶必須持有 經(jīng)批準的“壓載水管理計劃”。有的國家或區(qū)域的要求甚至高于MO現(xiàn)有標準。以美國為例，美國海岸警衛(wèi)隊、紐約州和加州等各自制定壓載水排放規(guī)則，其中某些排放指標比《壓載水公約》規(guī)則D-2標準的規(guī)定高100倍甚至1000倍。
[0004]由此可見，只有安裝高效的船舶壓載水處理裝置，使處理出水達到港口國所要求的排放標準，船舶才能取得進入他國港口的“通行證”。目前船舶壓載水處理技術(shù)主要可以分為下述幾類:
[0005](I)物理處理法(如采用熱、超聲波、紫外線、銀離子、磁化等進行處理)；
[0006](2)機械處理法(過濾、改善船舶設(shè)計等)；
[0007](3)化學處理法(臭氧、抽氧、加氯處理等)；
[0008](4)生物處理法(如在壓載水中加入肉食性或寄生性生物以消滅)。
[0009]但迄今為止，眾多研究證實，上述方法均或多或少的存在問題，如物理法的熱、超聲波、銀離子、磁化等方法存在耗能大、成本高的問題，傳統(tǒng)紫外線法存在殺藻難、滅菌不徹底、處理效果差等問題；機械法存在設(shè)備體積大、船舶安裝困難、設(shè)備運行成本高等眾多問題；化學法存在所使用的或反應生成的化學品對海水造成二次污染的問題；生物法存在長期的潛在生物危害、可控性差等問題。因此，沒有任何上述的單一方法能夠直接使壓載水的處理滿足國際海事組織的要求，即:安全、可靠、有效、環(huán)境允許且費用合理。因此，對上述現(xiàn)有的各種技術(shù)進行優(yōu)化整合、再開發(fā)和適應性創(chuàng)新，研究壓載水有效處理的新型方法和技術(shù)是各國當前迫切需要發(fā)展的重要研究方向之一。
[0010]目前所需一種能夠克服現(xiàn)有海船壓載水處理技術(shù)中存在的設(shè)備體積大、耗能大、滅菌不徹底、對海水造成二次污染、處理效果差等缺點，發(fā)明一種全新的高效率、低能耗、無二次污染的海船壓載水的處理工藝，可滿足國際海事組織的要求，即:安全、可靠、有效、環(huán)境允許且費用合理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的，就是為了解決上述問題，提供一種臭氧/超聲/紫外聯(lián)用的船舶壓載水處理方法。
[0012]為了達到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:一種船舶壓載水處理方法，包括下列步驟:
[0013]I)將準備作為壓載水的海水通過過濾器過濾；
[0014]2)將過濾后的海水進行臭氧氧化殺菌；
[0015]3)將經(jīng)過臭氧氧化殺菌的海水進行超聲波空化殺菌；
[0016]4)將經(jīng)過超聲波空化殺菌的海水進行紫外殺菌； [0017]5)將經(jīng)過紫外殺菌的海水通入壓載倉作為壓載水；
[0018]6)壓載過程結(jié)束后，對過濾器用海水進行反沖洗；
[0019]7)壓載水排出前，再次按步驟2)、3)和4)進行處理；
[0020]8)將處理合格后的壓載水排出。
[0021]所述過濾器為25 μ m過濾器。
[0022]所述臭氧氧化殺菌是在相當于壓載水10%的海水中溶入臭氧，制成2_3mg/L的臭氧水溶液，再與相當于壓載水90%的海水在管路中混合進行臭氧氧化殺菌，生化反應時間為5-10秒。
[0023]所述超聲波空化殺菌采用的超聲波為頻率在15kHz附近的低頻聲波。
[0024]所述紫外殺菌采用的紫外光為主波長低于272nm的紫外光。
[0025]所述臭氧由電解純水制取臭氧的臭氧發(fā)生器產(chǎn)生，臭氧溶入海水是采用氣液混合泵將臭氧壓溶入海水。
[0026]所述超聲波由超聲波換能器產(chǎn)生。
[0027]所述紫外光由低壓汞燈產(chǎn)生。
[0028]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點和特點:
[0029]1、本發(fā)明結(jié)合了臭氧氧化殺菌、超聲波空化滅菌、紫外光輻照殺菌三者的協(xié)同作用，即反應過程中既有臭氧氧化作用、超聲波空化作用，又有紫外光殺菌和降解作用，彌補了常規(guī)紫外技術(shù)存在的殺菌不徹底、形成耐紫外的生物變異的問題，也排除了單獨臭氧處理方法因尾氣含大量臭氧而污染空氣等潛在的環(huán)境和生態(tài)危害問題。
[0030]2、本發(fā)明采用電解水法制取臭氧，避免了高壓放電法臭氧制備在惡劣的遠洋航運環(huán)境下的低壽命劣勢；并結(jié)合使用技術(shù)成熟的高效氣液混合泵，將制得的臭氧可以在短時間、小流量條件下溶入水中制得臭氧水。
[0031]3、本發(fā)明聯(lián)合超聲空化作用于臭氧氧化殺菌，使得在臭氧水中游離的臭氧微細氣泡在空化作用下進一步得以利用，從而強化對微生物的滅活，并將致死時間大大縮短至5-10 秒。
[0032]4、本發(fā)明中的方法除現(xiàn)場制取的臭氧外，不附加使用任何其它化學藥品、對生態(tài)環(huán)境的負面影響小，且多余的臭氧可被紫外射線分解成氧氣，因此本方法不造成二次污染，對生態(tài)環(huán)境的負面影響小。
[0033]5、因高效整合三種工藝，故設(shè)備體積小、能耗低、處理效率高、適用范圍廣。并可通過增減臭氧發(fā)生器、超聲波換能器、低壓汞燈的個數(shù)來靈活調(diào)整處理規(guī)模，處理能力可在20-5000m3/h。
[0034]6、可在殺死微生物的同時降解海水中的有機污染物，提高排放壓載水的水質(zhì)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1是實施本發(fā)明的方法采用的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0036]本發(fā)明船舶壓載水處理方法，包括下列步驟:
[0037]I)將準備作為壓載水的海水通過25 μ m過濾器過濾；以去除大于25 μ m的浮游生物等。 [0038]2)在過濾后的海水的10%中溶入臭氧，制成2_3mg/L的臭氧水溶液，再與其余90%的海水在管路中混合進行臭氧氧化殺菌，生化反應時間為5-10秒。其中的臭氧由電解純水制取臭氧的臭氧發(fā)生器產(chǎn)生，臭氧溶入海水是采用氣液混合泵將臭氧高效溶入海水。
[0039]3)將經(jīng)過臭氧氧化殺菌的海水采用頻率在15kHz附近的低頻聲波進行超聲波空化殺菌；該超聲波由超聲波換能器產(chǎn)生。
[0040]4)將經(jīng)過超聲波空化殺菌的海水用主波長低于272nm的紫外光(取優(yōu)為254nm)進行紫外殺菌；該紫外光由一組低壓汞燈產(chǎn)生。
[0041]5)將經(jīng)過紫外殺菌的海水通入壓載倉作為壓載水。
[0042]6)壓載過程結(jié)束后，對過濾器用海水進行反沖洗，反沖洗完的海水就地排放。
[0043]7)壓載水排出前，再次按步驟2)、3)和4)進行處理。
[0044]8)將處理合格后的壓載水排出。
[0045]參見圖1，圖1是實施本發(fā)明的方法采用的工藝流程圖。圖中標記:1.海水進口 ；
2.電磁閥；3.蝶閥；4.海水泵；5.止回閥；6.流量計；7.過濾器；8.電動球閥；9.流量計；
10.臭氧發(fā)生器；11.臭氧尾氣分解器；12.臭氧水濃度檢測器；13.超聲波換能器；14.低壓汞燈；15.壓載艙；16.壓載水分管路(用于溶氣)；17.進壓載倉管路；18.TRO檢測器；19.壓載水出口。
[0046]以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細敘述本發(fā)明的實施方式。
[0047]壓載流程中:海水從海水進口 I經(jīng)海水泵4泵入壓載水處理管道。先經(jīng)過過濾器7去除大于25 μ m的浮游生物等。而后臭氧發(fā)生器10所帶的氣液混合泵取出約10%的壓載水，通過壓載水輸送分管路16與臭氧發(fā)生器10產(chǎn)生的臭氧氣體混合制成臭氧水。可以根據(jù)壓載水的水質(zhì)和生物指標調(diào)整加入的臭氧氣體量。臭氧水溶液與主管路的90%壓載水混合后進入超聲波換能器13，隨后再經(jīng)過紫外殺菌器(低壓汞燈)14完成滅菌流程。紫外殺菌器14的出水經(jīng)進倉管路17進入壓載艙15，完成壓載流程。
[0048]卸載流程中:海水泵4從壓載艙15取出壓載水，不經(jīng)過過濾器7，而直接進入壓載水輸送分管路16，經(jīng)超聲波換能器13和紫外殺菌器14，紫外殺菌器14出水經(jīng)TRO檢測器18判斷殘余氧化劑的濃度是否超標，超標水經(jīng)進倉管路17回流至壓載艙15，達標水則經(jīng)出口 19 排出。
【權(quán)利要求】
1.一種船舶壓載水處理方法，其特征在于，包括下列步驟: 1)將準備作為壓載水的海水通過過濾器過濾； 2)將過濾后的海水進行臭氧氧化殺菌； 3)將經(jīng)過臭氧氧化殺菌的海水進行超聲波空化殺菌； 4)將經(jīng)過超聲波空化殺菌的海水進行紫外殺菌； 5)將經(jīng)過紫外殺菌的海水通入壓載倉作為壓載水； 6)壓載過程結(jié)束后，對過濾器用海水進行反沖洗； 7)壓載水排出前，再次按步驟2)、3)和4)進行處理； 8)將處理合格后的壓載水排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓載水處理方法，其特征在于，所述過濾器為25μ m過濾器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓載水處理方法，其特征在于，所述臭氧氧化殺菌是在相當于壓載水10%的海水中溶入臭氧，制成2-3mg/L的臭氧水溶液，再與相當于壓載水90%的海水在管路中混合進行臭氧氧化殺菌，生化反應時間為5-10秒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓載水處理方法，其特征在于，所述超聲波空化殺菌采用的超聲波為頻率在15kHz附近的低頻聲波。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓載水處理方法，其特征在于，所述紫外殺菌采用的紫外光為主波長低于272nm的紫外光。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓載水處理方法，其特征在于，所述臭氧由電解純水制取臭氧的臭氧發(fā)生器產(chǎn)生，臭氧溶入海水是采用氣液混合泵將臭氧壓溶入海水。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓載水處理方法，其特征在于，所述超聲波由超聲波換能器產(chǎn)生。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓載水處理方法，其特征在于，所述紫外光由低壓汞燈產(chǎn)生。
【文檔編號】C02F9/08GK104016533SQ201410242229
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月3日
【發(fā)明者】遲莉娜, 李高潔 申請人:上海交通大學, 上海李氏復大機電科技有限公司