專利名稱：一種高效的船舶壓載水處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明闡明的一種高效的船舶壓載水處理系統(tǒng)，主要用于大型船舶(尤其是遠(yuǎn)洋 船舶)壓載水中海洋生物和微生物的處理，消除其對(duì)異地海洋環(huán)境的影響及生態(tài)的破壞， 屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
船舶壓載水是船舶在空載或輕載航行時(shí)為了自身安全而攜帶的海水，壓載操作是 指船舶對(duì)壓載艙注入和排出壓載水的操作。通過(guò)壓載操作，可調(diào)整船舶吃水和穩(wěn)性，減輕船 體變形和航行阻力，降低船體振動(dòng)，改善船舶的適航性，壓載是船舶安全航行的必備條件。隨著航運(yùn)業(yè)的發(fā)展，隨之轉(zhuǎn)移的壓載水的數(shù)量也急劇增加，估計(jì)每年有110億噸 的壓載水在全球轉(zhuǎn)移，這些壓載水主要是取自于船舶卸貨港口及其附近水域，包含的生物 就有數(shù)千種之多。雖然，大部分水生生物無(wú)法忍受壓載艙內(nèi)惡劣環(huán)境在旅途中死亡，但是少 數(shù)“強(qiáng)者”卻能順利到達(dá)壓載水排放水域，并能在當(dāng)?shù)厮蛄⒆惴敝常蔀槿肭终撸@種外來(lái) 生物的入侵會(huì)造成港口國(guó)水域生態(tài)平衡的破壞，給當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)帶來(lái)?yè)p失，還可能帶來(lái)具有地 域特色的病原體，導(dǎo)致流行病的傳播，危害公眾健康。2004年2月，IMO通過(guò)了《國(guó)際船舶壓載水和沉積物控制與管理公約》 (International Convention for the Control and Management of Ships Ballast Water and Sediments) 0公約要求航行時(shí)，船舶應(yīng)在深海、開(kāi)闊水域并盡可能遠(yuǎn)離海岸處進(jìn)行壓 載水更換，需距離最近陸地至少200海里和水深至少200m以上。并規(guī)定從2009年起新造 船舶必須安裝壓載水處理裝置，并對(duì)現(xiàn)有船舶執(zhí)行追溯，在2017年所有遠(yuǎn)洋船舶均需要安 裝壓載水處理裝置，否則將不能駛?cè)隝MO成員國(guó)港口。按照公約要求，進(jìn)行壓載水處理最簡(jiǎn)單的辦法是置換法。但壓載水置換帶來(lái)了兩 個(gè)風(fēng)險(xiǎn)一是船舶比其設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)計(jì)的壓載水操作量幾乎增加了一倍，那么壓載水置換所產(chǎn) 生的交變應(yīng)力必然給船體造成更多的疲勞負(fù)擔(dān)，船體結(jié)構(gòu)必然比其設(shè)計(jì)時(shí)的預(yù)期更早地進(jìn) 入疲勞期；另一個(gè)是進(jìn)行壓載水置換操作均是由船員按照認(rèn)可的計(jì)劃進(jìn)行，船員的人為因 素必將對(duì)實(shí)際執(zhí)行有關(guān)規(guī)定的情況造成影響，如果管理不善，經(jīng)過(guò)多次違規(guī)操作，船體將更 加提早產(chǎn)生疲勞缺陷，這對(duì)大型或超大型油輪、散貨船和集裝箱船的運(yùn)輸來(lái)說(shuō)，是個(gè)很大的 風(fēng)險(xiǎn)，尤其是集裝箱船產(chǎn)生疲勞裂紋的概率偏大。同時(shí)，使用傳統(tǒng)的置換方法還會(huì)使船舶在 深海中耽擱一段時(shí)間，對(duì)船東來(lái)說(shuō)，是很不愿意看到的，使用壓載水處理設(shè)備則可以減少在 中途的航程耽擱，對(duì)于營(yíng)運(yùn)周轉(zhuǎn)快的船舶，特別是集裝箱船，是非常有必要的。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提出了一種高效的船舶壓載水處理系統(tǒng)，目的是為了解決目前 船舶壓載水導(dǎo)致的海洋環(huán)境污染、生物入侵和人類健康問(wèn)題。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種高效船舶壓載水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括海水抽吸泵、海水排放泵、旋流分離
5器、紫外消毒器和壓載水艙；海水抽吸泵從海域中抽吸海水，海水排放泵從壓載水艙中抽吸壓載水，旋流分離 器采用高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力對(duì)海水進(jìn)行雜質(zhì)分離；紫外消毒器對(duì)海水中的微生物進(jìn)行滅 活處理；壓載水艙存儲(chǔ)壓載水；海水抽吸泵的出口通過(guò)管路1連接旋流分離器的入口 ；旋流分離器的出口通過(guò)管 路2連接紫外消毒器的入口 ；紫外消毒器的出口通過(guò)管路3連接壓載水艙的入口 ；壓載水 艙的出口通過(guò)管路4連接海水排放泵的入口 ；海水排放泵的出口通過(guò)管路5連接紫外消毒 器的入口 ；紫外消毒器的出口進(jìn)一步通過(guò)管路6連接壓載水排放口 ；正常壓載操作為管路1、2、3導(dǎo)通，其他管路截止，海水抽吸泵從海域中抽吸的海 水通過(guò)旋流分離器和紫外消毒器的處理后進(jìn)入壓載水艙；正常卸載操作為管路4、5、6導(dǎo)通，其他管路截止，海水排放泵從壓載水艙中抽吸 的壓載水通過(guò)紫外消毒器的處理后排出本系統(tǒng)外。較佳地，所述旋流分離器的出口進(jìn)一步通過(guò)管路8連接壓載水艙的入口 ；當(dāng)壓載地和排放地距離不遠(yuǎn)并且海洋環(huán)境基本一致時(shí)，壓載操作為管路1、8導(dǎo) 通，其他管路截止，海水抽吸泵從海域中抽吸的海水僅通過(guò)旋流分離器就進(jìn)入壓載水艙。較佳地，所述海水抽吸泵的出口進(jìn)一步通過(guò)管路12連接紫外消毒器的入口 ；當(dāng)壓載地距離陸地至少200海里，并且壓載水吸入點(diǎn)在海平面200m以下時(shí)，壓載 操作為管路12、3導(dǎo)通，其他管路截止，海水抽吸泵從海域中抽吸的海水僅通過(guò)紫外消毒 器就進(jìn)入壓載水艙。較佳地，所述海水抽吸泵的出口進(jìn)一步通過(guò)管路7連接壓載水艙的入口 ；當(dāng)壓載地距離陸地至少200海里、壓載水吸入點(diǎn)在海平面200m以下、卸載地距離 陸地至少200海里，并且壓載地和卸載地海洋環(huán)境基本一致時(shí)，壓載操作為管路7導(dǎo)通，其 他管路截止，海水抽吸泵從海域抽吸的海水直接進(jìn)入壓載水艙。較佳地，海水排放泵的出口進(jìn)一步通過(guò)管路9連接壓載水排放口 ；當(dāng)壓載地和排放地距離不遠(yuǎn)且海洋環(huán)境基本一致時(shí)，或者當(dāng)卸載地距離陸地至少 200海里時(shí)，卸載操作為管路4、9導(dǎo)通，其他管路截止，海水排放泵從壓載水艙中抽吸的壓 載水直接排出系統(tǒng)外。較佳地，所述旋流分離器的出口進(jìn)一步通過(guò)管路10連接壓載水排放口 ；在壓載操作初期，令管路1、10導(dǎo)通，其他管路截止，海水抽吸泵從海域中抽吸的 海水經(jīng)旋流分離器排出本系統(tǒng)外。較佳地，所述海水排放泵的出口進(jìn)一步通過(guò)管路11連接旋流分離器的入口 ；在壓載水加載操作完成后對(duì)旋流分離器和管路進(jìn)行清洗時(shí)，令管路4、11和10導(dǎo) 通，其他管路截止，海水排放泵從壓載水艙抽吸的海水經(jīng)旋流分離器排出系統(tǒng)外。較佳地，系統(tǒng)中的管路的導(dǎo)通、截止以及各組成單元的運(yùn)行由PLC程序控制器控 制運(yùn)行。較佳地，所述海水抽吸泵和海水排放泵共用一個(gè)泵。較佳地，所述旋流分離器設(shè)計(jì)為去除粒徑大于或等于50 μ m的存活生物。較佳地，所述紫外消毒器采用的紫外線波長(zhǎng)在240nm 270nm范圍內(nèi)，且不產(chǎn)生臭氧。
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較佳地，所述紫外消毒器中設(shè)置液位計(jì)，紫外消毒器的進(jìn)水管路中設(shè)置濁度計(jì)，當(dāng) 液位計(jì)采集信息顯示液位達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，開(kāi)啟紫外燈管；開(kāi)啟紫外燈管的數(shù)量根據(jù)濁度計(jì) 采集的液體濁度進(jìn)行調(diào)整，濁度越大，開(kāi)啟紫外燈管的數(shù)量越多。有益效果(1)本發(fā)明采用旋流分離器和紫外消毒器對(duì)進(jìn)入壓載水艙的海水進(jìn)行雙重處理， 從而提高對(duì)海水中的微生物的去除率和滅活率；壓載水排出船外之前，再次進(jìn)行紫外消毒， 從而將降低海洋微生物光復(fù)活的可能性，保證排入海域的壓載水滿足《國(guó)際船舶壓載水和 沉積物控制與管理公約》壓載水執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)(D-2標(biāo)準(zhǔn))，極大的減少了對(duì)海洋環(huán)境和人類健 康的危害。排入海域的壓載水不產(chǎn)生活性物質(zhì)，不會(huì)對(duì)海域環(huán)境造成二次污染。(2)可以采用PLC控制技術(shù)，自動(dòng)化程度高，可以預(yù)先設(shè)置多套運(yùn)行方案，實(shí)現(xiàn)過(guò) 程的實(shí)時(shí)控制和無(wú)人操作，滿足一切海洋條件。(3)本發(fā)明采用的紫外線燈管，壽命超過(guò)13000小時(shí)，運(yùn)行成本低。(4)各部件都是通過(guò)管路和法蘭連接，安裝方便。(5)海水抽吸泵和海水排放泵可以共用同一海水泵，管路也可以有復(fù)用段，從而使 得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小，符合船舶結(jié)構(gòu)的特殊要求。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明提供了一種高效船舶壓載水處理系統(tǒng)，如圖1所示，該系統(tǒng)包括海水抽吸 泵、海水排放泵、旋流分離器、紫外消毒器和壓載水艙。海水抽吸泵從海域中抽吸海水，海水排放泵從壓載水艙中抽吸壓載水。旋流分離器，采用高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力對(duì)海水進(jìn)行雜質(zhì)分離，使全部的海洋生 物、絕大部分的海洋絮體、藻類、浮游生物及部分微生物與海水分離，從旋流分離器的下部 排出，返回當(dāng)?shù)睾Ｓ?，?jīng)分離后潔凈海水從上部流出。紫外消毒器對(duì)海水中的微生物進(jìn)行滅活處理。壓載水艙存儲(chǔ)壓載水。本系統(tǒng)各組成單元通過(guò)管路連接在一起，具體來(lái)說(shuō)海水抽吸泵的出口通過(guò)管路1連接旋流分離器的入口 ；旋流分離器的出口通過(guò)管 路2連接紫外消毒器的入口 ；紫外消毒器的出口通過(guò)管路3連接壓載水艙的入口 ；壓載水 艙的出口通過(guò)管路4連接海水排放泵的入口 ；海水排放泵的出口通過(guò)管路5連接紫外消毒 器的入口 ；紫外消毒器的出口進(jìn)一步通過(guò)管路6連接壓載水排放口。正常壓載操作為管路1、2、3導(dǎo)通，其他管路截止，海水抽吸泵從海域中抽吸的海 水通過(guò)旋流分離器和紫外消毒器的處理后進(jìn)入壓載水艙；正常卸載操作為管路4、5、6導(dǎo)通，其他管路截止，海水排放泵從壓載水艙中抽吸
7的壓載水通過(guò)紫外消毒器的處理后排出本系統(tǒng)外，流入海洋。這些管路的導(dǎo)通和截止可以通過(guò)手動(dòng)控制，較佳地，系統(tǒng)中的管路的導(dǎo)通、截止以 及各組成單元的運(yùn)行都由PLC程序控制器控制運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)管理的自動(dòng)化。由以上所述本發(fā)明的核心內(nèi)容可見(jiàn)，本發(fā)明采用旋流分離器使全部的海洋生物、 絕大部分的海洋絮體、藻類、浮游生物及部分微生物與海水分離，從而將海水中的絕大部分 雜質(zhì)去除；紫外消毒器對(duì)旋流分離器未分離的微生物進(jìn)行滅活處理，極大地提高了壓載水 的純凈度。在壓載水卸載時(shí)，還對(duì)壓載水進(jìn)行再次的紫外消毒處理，從而將降低海洋微生物 光復(fù)活的可能性，保證排入海域的壓載水的純凈度。在實(shí)際中，在滿足一些特定條件的情況下，還可以通過(guò)設(shè)計(jì)管路，實(shí)現(xiàn)海水只經(jīng)過(guò) 旋流分離器而不經(jīng)過(guò)紫外消毒器進(jìn)入壓載水艙，或只經(jīng)過(guò)紫外消毒器而不經(jīng)過(guò)旋流分離器 進(jìn)入壓載水艙，還可以實(shí)現(xiàn)海水直接進(jìn)入壓載水艙而不經(jīng)過(guò)旋流分離器和紫外消毒器，以 適合不同的操作工況，兼顧節(jié)能。具體來(lái)說(shuō)(A)海水只經(jīng)過(guò)旋流分離器而不經(jīng)過(guò)紫外線消毒器的壓載操作條件為壓載地和 排放地距離不遠(yuǎn)并且海洋環(huán)境基本一致。在這種情況下，如圖2所示，旋流分離器的出口進(jìn)一步通過(guò)管路8連接壓載水艙的 入口。壓載操作為管路1、8導(dǎo)通，其他管路截止，海水抽吸泵從海域中抽吸的海水僅通過(guò) 旋流分離器就進(jìn)入壓載水艙。(B)海水只經(jīng)過(guò)紫外線消毒器而不經(jīng)過(guò)旋流分離器的壓載操作條件為壓載地距 離陸地至少200海里，并且壓載水吸入點(diǎn)在海平面200m以下。在這種情況下，如圖2所示，海水抽吸泵的出口進(jìn)一步通過(guò)管路12連接紫外消毒 器的入口 ；壓載操作為管路12、3導(dǎo)通，其他管路截止，海水抽吸泵從海域中抽吸的海水僅 通過(guò)紫外消毒器就進(jìn)入壓載水艙。(C)海水不經(jīng)過(guò)旋流分離器器也不經(jīng)過(guò)紫外線消毒的壓載操作條件為壓載地距 離陸地至少200海里、壓載水吸入點(diǎn)在海平面200m以下、卸載地距離陸地至少200海里，并 且壓載地和卸載地海洋環(huán)境基本一致。在這種情況下，如圖2所示，壓載操作為管路7導(dǎo)通，其他管路截止，海水抽吸泵 從海域抽吸的海水直接進(jìn)入壓載水艙。為了適合不同的操作工況，兼顧節(jié)能，壓載艙的壓載水可不通過(guò)紫外消毒器直接 排放，這種卸載操作的條件(D)是壓載地和排放地距離不遠(yuǎn)且海洋環(huán)境基本一致時(shí)，或者 當(dāng)卸載地距離陸地至少200海里。在這種情況下，如圖2所示，海水排放泵的出口進(jìn)一步通過(guò)管路9連接壓載水排放 口。卸載操作為管路4、9導(dǎo)通，其他管路截止，海水排放泵從壓載水艙中抽吸的壓載水直 接排出系統(tǒng)外。在壓載操作初期，也就是正式向壓載水艙注水之前，經(jīng)過(guò)旋流分離的海水可直接 排放，避免壓載水艙的污染，也有清洗管路的作用。那么，如圖2所示，旋流分離器的出口進(jìn) 一步通過(guò)管路10連接壓載水排放口 ；在壓載操作初期，令管路1、10導(dǎo)通，其他管路截止，海 水抽吸泵從海域中抽吸的海水經(jīng)旋流分離器排出本系統(tǒng)外，流入海洋。在壓載操作完成時(shí)，可用壓載水艙中的已消毒水對(duì)旋流分離器進(jìn)行反沖洗，降低
8其微生物殘留。那么，如圖2所示，海水排放泵的出口進(jìn)一步通過(guò)管路11連接旋流分離器的 入口 ；在壓載水加載操作完成后對(duì)旋流分離器和管路進(jìn)行清洗時(shí)，令管路4、11和10導(dǎo)通， 其他管路截止，海水排放泵從壓載水艙抽吸的海水經(jīng)旋流分離器排出系統(tǒng)外。為了使得經(jīng)過(guò)上述步驟之后得到的海水達(dá)到《國(guó)際船舶壓載水和沉積物控制與管 理公約》壓載水執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)(D-2標(biāo)準(zhǔn))，旋流分離器設(shè)計(jì)為去除粒徑大于或等于50 μ m的存 活生物。旋流分離器的上段為筒形進(jìn)料段，進(jìn)料段設(shè)置一切向進(jìn)液口，旋流分離器的下段 為錐形旋流段；旋流分離器的頂部出口為出液口，出液口設(shè)置濾網(wǎng)板，旋流分離器的底部出 口為出渣口，出渣口直接排放分離物或者出渣口處設(shè)置用于收集分離物的收集器。海水引 入旋流分離器后，在高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力及本身的重力作用下，海洋生物和部分的微生 物從旋流分離器的下部的出渣口排出，與海水分離，而海水從上部的出液口流出。本發(fā)明紫外消毒器內(nèi)部均勻排列著一定數(shù)量的石英套管，石英套管的一端密封， 另一端與海水完全隔離，在石英管內(nèi)放置紫外燈管，紫外發(fā)射波長(zhǎng)可以在240-270nm范圍 內(nèi)，且不產(chǎn)生臭氧。水路和光路的優(yōu)化設(shè)計(jì)可保證海水中微生物接受到足夠的輻射劑量，滅 活率在99. 5%以上。海水在外消毒裝置內(nèi)受紫外光線照射的時(shí)間可以設(shè)置為約30秒鐘，那么微生物 總滅活率將提高到99. 5%。對(duì)排出壓載水的再次照射時(shí)間也可以為30秒鐘，有效地滅活光 復(fù)活和壓載艙滋生的微生物。紫外消毒器中設(shè)置液位計(jì)，紫外消毒器的進(jìn)水管路中設(shè)置濁度計(jì)等傳感器，這些 傳感器與PLC相連，當(dāng)液位計(jì)采集信息顯示液位達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，開(kāi)啟紫外燈。開(kāi)啟紫外燈的 數(shù)量根據(jù)濁度計(jì)采集的液體濁度進(jìn)行調(diào)整，濁度越大，開(kāi)啟紫外燈的數(shù)量越多。為了減小系統(tǒng)體積，本發(fā)明的海水抽吸泵和海水排放泵可以共用同一海水泵，管 路也可以有復(fù)用部分。下面舉一個(gè)較佳實(shí)施例來(lái)說(shuō)明，在以下實(shí)施例中，由于管路出現(xiàn)復(fù) 用，因此打亂圖1和圖2的管路編號(hào)。如圖4所示，該系統(tǒng)包括海水泵、旋流分離器、紫外消毒器、管路和多個(gè)閥門。海水 泵從海水或壓載水艙中抽吸海水。海水通過(guò)管路1進(jìn)入海水泵的吸入口，管路1上設(shè)置閥門1 ；海水泵的排出口通過(guò) 管路2接旋流分離器的入口，管路2上設(shè)置閥門2 ；旋流分離器的上出口通過(guò)管路3接紫外 消毒器的入口，管路3上設(shè)置閥門3 ；紫外消毒器的出口通過(guò)管路45接壓載水艙的入口，管 路45上串聯(lián)設(shè)置閥門4和閥門5 ；壓載水艙的出口通過(guò)管路6接海水泵的吸入口，管路6上 設(shè)置閥門6 ；海水泵的排出口進(jìn)一步通過(guò)管路8接紫外消毒器的入口，管路8上設(shè)置閥門8 ； 閥門4和閥門5之間的管路進(jìn)一步通過(guò)管路10接壓載水排放口，管路10上設(shè)置閥門10。正常壓載操作為閥門1、2、3、4、5導(dǎo)通，其他閥門截止，海水泵從海域中抽吸的海 水通過(guò)旋流分離器和紫外消毒器的處理進(jìn)入壓載水艙。正常卸載操作為閥門6、8、4、10導(dǎo)通，其他閥門截止，海水泵從壓載水艙抽吸的 壓載水通過(guò)紫外消毒器的處理排出本系統(tǒng)外。旋流分離器的上出口進(jìn)一步通過(guò)管路11接入閥門4和閥門5之間的管路上；當(dāng)滿 足上述條件(A)時(shí)，壓載操作為閥門1、2、11、5導(dǎo)通，其他閥門截止，海水泵從海域中抽吸 的海水僅經(jīng)過(guò)旋流分離器的處理就進(jìn)入壓載水艙。
當(dāng)滿足上述條件⑶時(shí)，壓載操作為閥門1、8、4、5導(dǎo)通，其他閥門截止，海水泵從 海域中抽吸的海水僅經(jīng)過(guò)紫外消毒器的處理就進(jìn)入壓載水艙。海水泵的排出口進(jìn)一步通過(guò)管路7接壓載水艙的入口，管路7上設(shè)置閥門7 ；當(dāng)滿 足上述條件(C)時(shí)，壓載操作為導(dǎo)通閥門1、7，其他閥門截止，海水泵從海域中抽吸的海水 直接進(jìn)入壓載水艙。海水泵的排出口進(jìn)一步通過(guò)管路9接壓載水排放口，管路9上設(shè)置閥門9 ；當(dāng)滿足 上述條件(D)時(shí)，卸載操作為導(dǎo)通閥門6、9，其他閥門截止，海水泵從壓載水艙中抽吸的壓 載水直接排放到本系統(tǒng)之外。壓載水排放口進(jìn)一步通過(guò)管路10接入閥門4和閥門5之間的管路上；在壓載操作 初期，導(dǎo)通閥門1、2、11、10，其他閥門截止，海水泵從海域中抽吸的海水經(jīng)過(guò)旋流分離器后 直接排放到本系統(tǒng)之外。在壓載水加載操作完成后對(duì)旋流分離器和管路進(jìn)行清洗時(shí)，導(dǎo)通閥門6、2、11、10， 其他閥門截止，海水泵從壓載水艙中抽吸的壓載水經(jīng)過(guò)旋流分離器后直接排放到本系統(tǒng)之 外。本較佳實(shí)施例中的各閥門的導(dǎo)通、截止以及各組成單元的運(yùn)行由PLC程序控制器 控制運(yùn)行。其中，閥門2、閥門7、閥門8和閥門9可以為調(diào)節(jié)型電動(dòng)閥，其他閥門為電磁閥或 電動(dòng)閥。調(diào)節(jié)型電動(dòng)閥可以調(diào)節(jié)閥門開(kāi)度，從而控制海水泵的出口壓力，從而調(diào)節(jié)水質(zhì)。其中，較佳地，閥門4、閥門5、閥門10和閥門11可以為單向閥，設(shè)置方向?yàn)榉乐购?水回流紫外消毒器和旋流分離器，從而保證紫外消毒器和旋流分離器的較佳工作狀態(tài)。旋流分離器的下出口通過(guò)閥門12排出分離排放物。那么通過(guò)控制閥門12可以控 制排放物的排放頻率，如果海水質(zhì)量較差，可以令閥門2常開(kāi)，如果海水質(zhì)量較好，則可以 定時(shí)開(kāi)放閥門2。經(jīng)過(guò)本發(fā)明各階段處理后的壓載水的水質(zhì)指標(biāo)明詳見(jiàn)表1。
權(quán)利要求
一種高效船舶壓載水處理系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括海水抽吸泵、海水排放泵、旋流分離器、紫外消毒器和壓載水艙；海水抽吸泵從海域中抽吸海水，海水排放泵從壓載水艙中抽吸壓載水，旋流分離器采用高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力對(duì)海水進(jìn)行雜質(zhì)分離；紫外消毒器對(duì)海水中的微生物進(jìn)行滅活處理；壓載水艙存儲(chǔ)壓載水；海水抽吸泵的出口通過(guò)管路1連接旋流分離器的入口；旋流分離器的出口通過(guò)管路2連接紫外消毒器的入口；紫外消毒器的出口通過(guò)管路3連接壓載水艙的入口；壓載水艙的出口通過(guò)管路4連接海水排放泵的入口；海水排放泵的出口通過(guò)管路5連接紫外消毒器的入口；紫外消毒器的出口進(jìn)一步通過(guò)管路6連接壓載水排放口；正常壓載操作為管路1、2、3導(dǎo)通，其他管路截止，海水抽吸泵從海域中抽吸的海水通過(guò)旋流分離器和紫外消毒器的處理后進(jìn)入壓載水艙；正常卸載操作為管路4、5、6導(dǎo)通，其他管路截止，海水排放泵從壓載水艙中抽吸的壓載水通過(guò)紫外消毒器的處理后排出本系統(tǒng)外。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效船舶壓載水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述旋流分離器的 出口進(jìn)一步通過(guò)管路8連接壓載水艙的入口 ；當(dāng)壓載地和排放地距離不遠(yuǎn)并且海洋環(huán)境基本一致時(shí)，壓載操作為管路1、8導(dǎo)通，其 他管路截止，海水抽吸泵從海域中抽吸的海水僅通過(guò)旋流分離器就進(jìn)入壓載水艙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效船舶壓載水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述海水抽吸泵的 出口進(jìn)一步通過(guò)管路12連接紫外消毒器的入口 ；當(dāng)壓載地距離陸地至少200海里，并且壓載水吸入點(diǎn)在海平面200m以下時(shí)，壓載操作 為管路12、3導(dǎo)通，其他管路截止，海水抽吸泵從海域中抽吸的海水僅通過(guò)紫外消毒器就 進(jìn)入壓載水艙。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效船舶壓載水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述海水抽吸泵的 出口進(jìn)一步通過(guò)管路7連接壓載水艙的入口 ；當(dāng)壓載地距離陸地至少200海里、壓載水吸入點(diǎn)在海平面200m以下、卸載地距離陸地 至少200海里，并且壓載地和卸載地海洋環(huán)境基本一致時(shí)，壓載操作為管路7導(dǎo)通，其他管 路截止，海水抽吸泵從海域抽吸的海水直接進(jìn)入壓載水艙。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的高效船舶壓載水處理系統(tǒng)，其特征在于，海水排 放泵的出口進(jìn)一步通過(guò)管路9連接壓載水排放口；當(dāng)壓載地和排放地距離不遠(yuǎn)且海洋環(huán)境基本一致時(shí)，或者當(dāng)卸載地距離陸地至少200 海里時(shí)，卸載操作為管路4、9導(dǎo)通，其他管路截止，海水排放泵從壓載水艙中抽吸的壓載 水直接排出系統(tǒng)外。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的高效船舶壓載水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述旋 流分離器的出口進(jìn)一步通過(guò)管路10連接壓載水排放口 ；在壓載操作初期，令管路1、10導(dǎo)通，其他管路截止，海水抽吸泵從海域中抽吸的海水 經(jīng)旋流分離器排出本系統(tǒng)外。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的高效船舶壓載水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述海 水排放泵的出口進(jìn)一步通過(guò)管路11連接旋流分離器的入口 ；在壓載水加載操作完成后對(duì)旋流分離器和管路進(jìn)行清洗時(shí)，令管路4、11和10導(dǎo)通，其他管路截止，海水排放泵從壓載水艙抽吸的海水經(jīng)旋流分離器排出系統(tǒng)外。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效船舶壓載水處理系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng)中的管路的導(dǎo) 通、截止以及各組成單元的運(yùn)行由PLC程序控制器控制運(yùn)行。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效船舶壓載水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述海水抽吸泵和 海水排放泵共用一個(gè)泵。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效船舶壓載水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述旋流分離器設(shè) 計(jì)為去除粒徑大于或等于50 μ m的存活生物。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效船舶壓載水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述紫外消毒器采 用的紫外線波長(zhǎng)在240nm 270nm范圍內(nèi)，且不產(chǎn)生臭氧。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效船舶壓載水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述紫外消毒器 中設(shè)置液位計(jì)，紫外消毒器的進(jìn)水管路中設(shè)置濁度計(jì)，當(dāng)液位計(jì)采集信息顯示液位達(dá)到預(yù) 設(shè)值時(shí)，開(kāi)啟紫外燈管；開(kāi)啟紫外燈管的數(shù)量根據(jù)濁度計(jì)采集的液體濁度進(jìn)行調(diào)整，濁度越 大，開(kāi)啟紫外燈管的數(shù)量越多。
13.—種高效船舶壓載水處理系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括海水泵、旋流分離器、紫外 消毒器、管路和多個(gè)閥門；海水泵從海水或壓載水艙中抽吸海水，旋流分離器采用高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力對(duì)海水 進(jìn)行雜質(zhì)分離；紫外消毒器對(duì)海水中的微生物進(jìn)行滅活處理；壓載水艙存儲(chǔ)壓載水；海水通過(guò)管路1進(jìn)入海水泵的吸入口，管路1上設(shè)置閥門1 ；海水泵的排出口通過(guò)管路 2接旋流分離器的入口，管路2上設(shè)置閥門2 ；旋流分離器的上出口通過(guò)管路3接紫外消毒 器的入口，管路3上設(shè)置閥門3 ；紫外消毒器的出口通過(guò)管路45接壓載水艙的入口，管路45 上串聯(lián)設(shè)置閥門4和閥門5 ；壓載水艙的出口通過(guò)管路6接海水泵的吸入口，管路6上設(shè)置 閥門6 ；海水泵的排出口進(jìn)一步通過(guò)管路8接紫外消毒器的入口，管路8上設(shè)置閥門8 ；閥門 4和閥門5之間的管路進(jìn)一步通過(guò)管路10接壓載水排放口，管路10上設(shè)置閥門10 ；正常壓載操作為閥門1、2、3、4、5導(dǎo)通，其他閥門截止，海水泵從海域中抽吸的海水通 過(guò)旋流分離器和紫外消毒器的處理進(jìn)入壓載水艙；正常卸載操作為閥門6、8、4、10導(dǎo)通，其他閥門截止，海水泵從壓載水艙抽吸的壓載 水通過(guò)紫外消毒器的處理排出本系統(tǒng)外。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的高效船舶壓載水處理系統(tǒng)，其特征在于，旋流分離器的上 出口進(jìn)一步通過(guò)管路11接入閥門4和閥門5之間的管路上；海水泵的排出口進(jìn)一步通過(guò)管 路7接壓載水艙的入口，管路7上設(shè)置閥門7 ；海水泵的排出口進(jìn)一步通過(guò)管路9接壓載水 排放口，管路9上設(shè)置閥門9;當(dāng)壓載地和排放地距離不遠(yuǎn)并且海洋環(huán)境基本一致時(shí)，壓載操作為閥門1、2、11、5 導(dǎo)通，其他閥門截止，海水泵從海域中抽吸的海水僅經(jīng)過(guò)旋流分離器的處理就進(jìn)入壓載水 艙；當(dāng)壓載地距離陸地至少200海里，并且壓載水吸入點(diǎn)在海平面200m以下時(shí)，壓載操作 為閥門1、8、4、5導(dǎo)通，其他閥門截止，海水泵從海域中抽吸的海水僅經(jīng)過(guò)紫外消毒器的處 理就進(jìn)入壓載水艙；當(dāng)壓載地距離陸地至少200海里、壓載水吸入點(diǎn)在海平面200m以下、卸載地距離陸地 至少200海里，并且壓載地和卸載地海洋環(huán)境基本一致時(shí)，壓載操作為導(dǎo)通閥門1、7，其他閥門截止，海水泵從海域中抽吸的海水直接進(jìn)入壓載水艙；當(dāng)壓載地和排放地距離不遠(yuǎn)且海洋環(huán)境基本一致時(shí)，或者當(dāng)卸載地距離陸地至少200 海里時(shí)，卸載操作為導(dǎo)通閥門6、9，其他閥門截止，海水泵從壓載水艙中抽吸的壓載水直 接排放到本系統(tǒng)之外。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的高效船舶壓載水處理系統(tǒng)，其特征在于，壓載水排放口進(jìn) 一步通過(guò)管路10接入閥門4和閥門5之間的管路上；在壓載操作初期，導(dǎo)通閥門1、2、11、10，其他閥門截止，海水泵從海域中抽吸的海水經(jīng) 過(guò)旋流分離器后直接排放到本系統(tǒng)之外；在壓載水加載操作完成后對(duì)旋流分離器和管路進(jìn)行清洗時(shí)，導(dǎo)通閥門6、2、11、10，其他 閥門截止，海水泵從壓載水艙中抽吸的壓載水經(jīng)過(guò)旋流分離器后直接排放到本系統(tǒng)之外。
16.根據(jù)權(quán)利要求13至15任意一項(xiàng)所述的高效船舶壓載水處理系統(tǒng)，其特征在于，本 系統(tǒng)中的各閥門的導(dǎo)通、截止以及各組成單元的運(yùn)行由PLC程序控制器控制運(yùn)行。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的高效船舶壓載水處理系統(tǒng)，其特征在于，閥門2、閥門7、閥 門8和閥門9為調(diào)節(jié)型電動(dòng)閥，其他閥門為電磁閥或電動(dòng)閥。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的高效船舶壓載水處理系統(tǒng)，其特征在于，閥門4、閥門5、閥 門10和閥門11為單向閥，設(shè)置方向?yàn)榉乐购Ｋ亓髯贤庀酒骱托鞣蛛x器。
全文摘要
本發(fā)明為一種高效的船舶壓載水處理系統(tǒng)，主要用于大型船舶尤其是遠(yuǎn)洋船舶壓載水內(nèi)海洋生物的處理，消除其對(duì)異地海洋環(huán)境及生物的影響和破壞，屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)主要包括海水泵、過(guò)濾器、紫外消毒器等；其中過(guò)濾器采用旋流分離器，利用重力和離心力將海水中的海洋生物、藻類、浮游生物和懸浮顆粒分離出去，紫外消毒器可將水中的微生物(比如細(xì)菌、病毒等)殺死，出水達(dá)到《國(guó)際船舶壓載水和沉積物控制與管理公約》D-2排放指標(biāo)要求。本發(fā)明對(duì)壓載水中的海洋生物、細(xì)菌、病毒等有較高的殺除效果，不產(chǎn)生活性物質(zhì)，不會(huì)對(duì)海洋產(chǎn)生二次污染。
文檔編號(hào)C02F1/32GK101948204SQ20101027335
公開(kāi)日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月7日
發(fā)明者劉家勇, 原培勝, 李勇華, 白振光, 趙瀛, 韓志強(qiáng), 馬艷玲 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一八研究所