CN101193824B - 压载水处理装置和压载水处理方法 - Google Patents

压载水处理装置和压载水处理方法 Download PDF

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Abstract

一种压载水处理装置，该装置可必然低费用地满足IMO规定的压载水标准。提供了包含如下的压载水处理装置：过滤单元(4)，该单元用于过滤海水，从而捕获水生生物；杀菌剂供给单元(5)，该单元用于向滤过的海水供给杀菌剂；和文丘里管(7)，该管用于引入加有杀菌剂的海水，并在海水中产生空化，从而既扩散了杀菌剂又杀伤或杀灭海水的水生生物。

Description

压载水处理装置和压载水处理方法
技术领域
本发明涉及被引入船舶的压载舱内的压载水的处理装置和方法，并尤其涉及有效杀灭包含在压载水中的有害细菌和浮游生物的装置和方法。 
背景技术
一般而言，在具有很少货物或没有货物的船舶中，从保障船舶推进装置的没入深度和确保在没有货物航行时的安全导航，需要在这些船舶启航之前将压载水引入压载舱内。相反，当在港口装载货物时，将压载水排出。在此期间，如果往返于环境不同的装载港口和卸载港口间的船舶将压载水引入和排出，则包含在压载水中的细菌和微生物例如浮游生物在类型上的差异引起关于对沿海生态***所不期望的影响的担忧。由于这个原因，在2004年2月举行的关于控制船舶中的压载水的国际会议上，最终批准了关于限制和控制来自船舶的压载水和沉积物的国际条约，并且强制要求处理压载水的义务。 
根据国际海事组织(IMO)确立的作为处理压载水标准的标准，包含在从船舶排出的压载水中的尺寸为50μm或更大的微生物(主要是浮游动物)的数目小于1cm3中10个，尺寸大于或等于10μm且尺寸小于50μm的微生物(主要是浮游植物)的数目小于1mL中10个，霍乱弧菌的数目小于100mL中1cfu，大肠杆菌的数目小于100mL中250cfu，以及肠球菌的数目小于100mL中100cfu。 
在许多相关机构，用于处理压载水的技术仍在研究进展中。在先前技术中，例如日本专利申请特开No.2003-181443公开了一种用于通过利用从船舶的主发动机排出的高温废气将压载水灭菌的装置。此外， 日本专利申请特开No.4-322788和5-000910公开了杀灭包含在压载水中的有害浮游生物或有害藻类的孢囊的方法，其通过在排出压载水时使用氯基杀菌剂或过氧化氢。具体地，日本专利申请特开No.4-322788公开了一种方法，其中在排出压载水时通过充气装置将空气吹入压载水中，从而在杀灭有害藻类的孢囊之后不会留下有害的氯(剩余的氯)。 
然而，包含在待用作压舱物的海水中的生物体的数目取决于对海水进行取样时的时间以及地点而差异很大，并且在1mL海水中从约几个生物体到约成百上万个生物体变化很大。公开于日本专利申请特开No.2003-181443的方法难以完全达到国际海事组织(IMO)所确立标准的所有要求。此外，描述于日本专利申请特开No.4-322788和5-000910的方法的问题是，这些方法对相对大的浮游动物和耐杀菌剂的微生物没有作用，并且不能忽视当杀菌剂与压载水一起排出时残留的杀菌剂对环境的影响。 
在日本专利中请特开No.4-322788描述的方法之中的加入氯基杀菌剂的方法中，即使将氯基杀菌剂加入压载水以杀灭有害藻类的孢囊，残存的氯随后会与压载水中的有机物质反应而产生有毒的三卤甲烷。然而，在该公开申请中，丝毫未考虑到该三卤甲烷。 
即使通过使用充气装置将空气吹入压载水中，也仅能将部分这些三氯甲烷转移至气相，而大部分未除去留在液相中并且没有使其变成无害。然后，包含这些三卤甲烷的压载水被排出并对环境施加不利影响。另一方面，该公开申请所描述方法之中的其中加入过氧化氢的方法具有的问题是，难以通过过氧化氢将压载水中的细菌杀灭至满足IMO的压载水处理标准的程度。 
发明内容
本发明是在考虑到这种状况下做出的。本发明的目的是提供处理压载水的装置和方法，以完全杀灭包含在船舶所引入的压载水中的浮 游生物和细菌并且防止有害物质排出。 
本发明的发明人进行了悉心研究，以开发在通过使用氯基杀菌剂除去浮游生物和细菌的情况下可抑制三卤甲烷的产生且不对环境施加不利影响的处理方法，从而来完成本发明。根据本发明的处理压载水的装置和方法具有以下结构。 
(1)本发明的压载水处理装置包含：过滤海水以截获水生生物的过滤器；向过滤的海水中供给杀菌剂的杀菌剂供给装置；和引入添加了杀菌剂的海水，以在该海水中产生空化的文丘里管。 
由于本发明的装置具有这种结构，海水中的浮游生物和细菌被杀灭(或除去)而得到排除了有害生物体的船舶压载水。每个结构元件的主要功能如下，并且有机地开发每个结构元件的功能以提高除去海水中水生生物的效果。在该过滤器中，海水中相对大的水生生物例如浮游动物被截获并除去。通过杀菌剂供给装置供给的杀菌剂杀灭海水中的细菌。通过使用文丘里管使加入杀菌剂的海水产生空化，从而破坏或杀灭相对小的水生生物例如浮游植物。另外，通过空化将杀菌剂快速分散在海水中，从而提高了杀菌剂对细菌的杀菌作用。 
因为空化的扩散作用促进海水中杀菌剂的混合，所以供给的杀菌剂的量可比在仅注入杀菌剂的情况下进一步减少。其结果是，减轻了对环境的影响，并且可使得无需或者可减少使杀菌剂变成无害的分解剂的供给。 
此外，作为供给的杀菌剂，可使用次氯酸钠、氯、二氧化氯、过氧化氢、臭氧和过乙酸或者这些化合物中两种或多种的混合物。如果将杀菌剂供给至文丘里管的喉部，则杀菌剂被自动吸入并且可省去供给杀菌剂的泵。 
(2)上述压载水处理装置还优选包含杀菌剂分解剂的供给装置，该装置向添加了杀菌剂的海水中供给杀菌剂分解剂。提供这种分解剂供给装置使得残留在海水中的杀菌剂分解，从而使对压载水排放海域的影响最小。 
此外，作为供给提供给氯杀菌剂例如次氯酸钠和氯的杀菌剂分解剂，可使用硫代硫酸钠、亚硫酸钠和重亚硫酸钠(亚硫酸氢钠)。作为供给提供给过氧化氢杀菌剂的杀菌剂分解剂，可使用硫代硫酸钠、亚硫酸钠、重亚硫酸钠(亚硫酸氢钠)和酶例如过氧化氢酶。 
(3)作为上述构造的改进实施方案，本发明的压载水处理装置包含：过滤海水以截获水生生物的过滤器；向过滤的海水中供给杀菌剂的杀菌剂供给装置；和引入添加了杀菌剂的海水，以在该海水中产生空化的文丘里管；从海中引入海水并将海水经所述过滤器、所述杀菌剂供给装置和所述文丘里管输送至压载舱的取水装置；向从压载舱取出的海水中供给杀菌剂分解剂的杀菌剂分解剂供给装置；引入添加了杀菌剂分解剂的海水，以在该海水中扩散杀菌剂分解剂的扩散器；和从压载舱取出海水，以将海水经所述杀菌剂分解剂供给装置和所述扩散器排入海中的排水器。 
提供这种结构可确保在将海水由海中加至压载舱时，通过过滤器将海水中相对大的水生生物例如浮游动物截获而将它们除去，并且通过杀菌剂和由文丘里管产生的空化将细菌和相对小的浮游生物杀灭，由此可将经处理杀灭生物体的海水储存在压载舱中。此外，在将海水由压载舱排入海中时，通过杀菌剂分解剂将留在海水中未除去的杀菌剂分解，从而消除杀菌剂对海域的影响。 
在海水中扩散杀菌剂分解剂的扩散器的使用，确保在将海水由压载舱排放至海中的同时使海水完全变成无害，因为杀菌剂分解剂在海水中很快扩散而将杀菌剂很快分解。此外，如果使用用于将海水加至 压载舱的文丘里管作为扩散器，这也是有效的，因为该装置可兼用。可使用其它搅拌和混合装置。此外，如果保持待被储存在压载舱内的海水中杀菌剂的适当浓度，可抑制细菌和浮游生物的再生长。 
(4)作为上述构造的改进实施方案，本发明的压载水处理装置包含：过滤海水以截获水生生物的过滤器；向过滤的海水供给过氧化氢的过氧化氢供给装置；引入添加了过氧化氢分解剂的海水，以在该海水中产生空化的文丘里管；从海中引入海水并将海水经所述过滤器、所述过氧化氢供给装置和所述文丘里管输送至压载舱的取水装置；向从压载舱取出的海水中供给过氧化氢分解剂的过氧化氢分解剂供给装置；引入添加了过氧化氢分解剂的海水，以在该海水中扩散过氧化氢分解剂的扩散器；和从压载舱取出海水，以将海水经所述过氧化氢分解剂供给装置和扩散器排入海中的排水器。 
如果提供这种装置，在将海水由海中加至压载舱时，通过过滤器将海水中相对大的水生生物例如浮游动物截获而将它们除去，并且通过过氧化氢和由文丘里管产生的空化将细菌和相对小的浮游生物杀灭，由此可将经处理杀灭生物体的海水储存在压载舱中。此外，在将海水由压载舱排放至海中时，通过杀菌剂分解剂将留在海水中的未除去的过氧化氢分解，从而消除过氧化氢对海域的影响。另外，由于使用过氧化氢作为杀菌剂，所以不产生有害副产物。 
此外，使用在海水中扩散过氧化氢分解剂的扩散器，确保在将海水由压载舱排放至海中的同时使海水完全变为无害，因为过氧化氢分解剂在海水中很快扩散而将过氧化氢很快分解。此外，如果使用用于将海水输送至压载舱的文丘里管作为扩散器，这也是有效的，因为该装置可兼用。可使用其它搅拌与混合装置。 
此外，如果保持待被储存在压载舱内的海水中过氧化氢的适当浓度，可抑制细菌和浮游生物的再生长。此外，作为供给的过氧化氢分 解剂，可使用还原并分解过氧化氢的还原剂例如亚硫酸钠、重亚硫酸钠(亚硫酸氢钠)和硫代硫酸钠。 
(5)在根据上述(1)至(4)的压载水处理装置中，过滤器的筛孔优选设计为10-200μm的范围。 
提供过滤器仅用以除去存在于海水中的浮游生物。筛孔设计为10-200μm的原因在于，意欲降低回流频率并同时保持浮游动物和浮游植物的截获率在一定水平，从而缩短在沿途停靠的港口中处理压载水所需的时间。换言之，如果筛孔大于200μm，则显著降低浮游动物和浮游植物的截获率，但如果筛孔小于10μm，则过滤器很快被阻塞，提高了回流频率且因此在沿途停靠的港口中处理压载水所需的时间变得更长，表明这两种情况均是不期望的。特别优选使用具有约20-35μm筛孔的过滤器，因为可以使截获率和回流频率处在最佳。 
通过使用缺口金属丝网过滤器、楔形金属丝过滤器和叠片式过滤器中的任一种作为过滤器均可将水生生物有效截获并除去。此外，作为其它过滤器，可使用密闭砂滤器、布滤器和金属纤维过滤器中的任一种。 
(6)优选地，根据(1)至(3)中任一项的压载水处理装置，还包含杀菌剂供给量控制装置，该装置测量过滤器内的压差，从而基于测得的值对由杀菌剂供给装置供给的杀菌剂的量进行控制。 
(7)优选地，根据(1)至(3)中任一项的压载水处理装置还包含：水质测量装置，该装置测量待被引入到过滤器内的海水和经过滤器过滤的海水的浊度或吸光度；和杀菌剂供给量控制装置，该装置基于由水质测量装置测得的浊度或吸光度对由杀菌剂供给装置供给的杀菌剂的量进行控制。 
(8)当次氯酸钠用作杀菌剂时，根据(1)至(3)中任一项的压载水处理装置优选还包含：氧化还原电位测量装置，该装置测量添加了杀菌剂的海水的氧化还原电位；和杀菌剂供给量控制装置，该装置基于由氧化还原电位测量装置测得的氧化还原电位对由杀菌剂供给装置供给的杀菌剂的量进行控制。 
(9)当次氯酸钠用作杀菌剂时，根据(1)至(3)中任一项的压载水处理装置优选还包含通过海水的电解产生次氯酸钠的装置。 
(10)作为上述构造的另一改进实施方案，本发明的压载水处理装置包含：过滤海水以截获水生生物的过滤器；引入过滤的海水，以在该海水中产生空化的文丘里管；和杀灭海水中细菌的紫外线辐射杀菌装置。 
(11)作为上述构造的另一改进实施方案，本发明的压载水处理装置包含：向海水中供给氯杀菌剂的氯杀菌剂供给装置；将添加了氯杀菌剂的海水保留规定时间的存储槽；向在存储槽中保留了规定时间的海水供给过氧化氢的过氧化氢供给装置；和供水装置，该装置将添加了过氧化氢的海水供至压载舱。 
通过向海水中供给氯杀菌剂可将细菌和浮游生物杀灭。然而，在杀灭细菌之后留下来未除去的氯杀菌剂与包含在海水中的有机物质反应，产生三卤甲烷。图4是表示在注入氯杀菌剂之后海水中三卤甲烷浓度变化的坐标图，其中纵坐标是三卤甲烷的浓度(mg/L)而横坐标是经过时间(分钟)。在图4中，分四种情况显示了三卤甲烷浓度的结果，在这四种情况中注入氯杀菌剂使得有效氯的重量浓度分别为5mg/L、10mg/L、50mg/L和100mg/L。图4说明，即使供给的氯杀菌剂的量不同，产生的三氯甲烷的量几乎不存在区别。 
如图4中所示，三卤甲烷的产生一直持续到不存在余氯为止，并 且三氯甲烷的浓度随时间增加。在图4中所示的实例中，在加入氯杀菌剂之后的一分钟产生的三卤甲烷的量为三卤甲烷总量的约1/10或更少。由上述结果发现，如果在细菌被供给的氯杀菌剂杀灭之后立即供给氯还原剂，以使余氯丧失其作用，可抑制三卤甲烷的产生。 
另一方面，尺寸小于50μm的细菌和浮游生物可很快被氯杀菌剂杀灭。然而，为了杀灭尺寸为50μm或更大的浮游生物，必需在海水中维持有效氯一定的时间段。然而，如果在海水中留有长时间未除去的有效氯以杀灭尺寸为50μm或更大的浮游生物，则最终会导致三卤甲烷的增加。 
在该状况下，在上述(11)的装置中，采取下面的方法以适当确保有效氯与海水接触的时间，并且抑制由残留未除去的氯所产生的三卤甲烷的量，所述余氯长时间未除去以便通过氯杀菌剂杀灭细菌和浮游生物。具体地，在将氯杀菌剂供给海水之后，海水被引入到存储槽内并容纳在该存储槽中，容纳时间仅为通过有效氯处理细菌所需的时间，以进行杀菌处理。接下来，将过氧化氢供给至从存储槽排放出的海水中以减少余氯，从而使余氯丧失其作用，由此抑制三氯甲烷的产生，并同时用过氧化氢杀灭仅通过使用氯杀菌剂的处理没有被完全杀灭而留活下来、尺寸为50μm或更大的浮游生物。将其中细菌以及浮游生物已以上述方式被杀灭的海水输送至压载舱。 
如上所述，在根据上述(11)的装置中，使海水与有效氯接触短的时间，然后将过氧化氢供给至海水以降低余氯，由此使余氯丧失其作用，从而抑制三卤甲烷的产生。当将过氧化氢加至到游离余氯时，根据下面方程式减少了游离氯。 
Cl2+2e-→2Cl-
H2O2→2H++O2+2e-
Cl2+H2O2→2H++2Cl-+O2
这些方程式说明，所包含的过氧化氢与游离余氯反应，其中过氧化氢的量以重量计是残留游离氯以重量计浓度的0.5倍，从而减少游离的氯，由此使游离余氯丧失其作用而抑制三卤甲烷的产生。 
此外，残留的尺寸为50μm或更大的浮游生物被过氧化氢杀灭。过氧化氢对细菌的灭菌作用比氯杀菌剂对细菌的灭菌作用和缓。因此，细菌很快被氯杀菌剂杀灭，然后尚未被仅使用氯杀菌剂的处理杀灭的尺寸为50μm或更大的残留浮游生物被过氧化氢杀灭。采用这样一种联合处理，其中在使用氯杀菌剂的处理之后实施使用过氧化氢的处理，从而杀灭细菌和浮游生物，使得有可能符合IMO压载水处理标准，并且同时抑制三卤甲烷的产生。此外，以使得过氧化氢留在压载水中的方式将经处理的海水加至压载舱并储存在压载舱，由此可储存压载水以便符合IMO压载水处理标准。 
在本文中，术语“保留”表示，从氯杀菌剂被供给到海水中时起直至供给过氧化氢时为止，无论海水的流动状态如何，均使海水中的细菌和氯杀菌剂处于接触状态供给。即，术语“保留”包括维持其中海水被储存在容器中并完全停止流动的状态，和维持其中允许海水在管中以固定流速流动的状态。因此，术语“存储槽”在本文中包括许多种储存单元，所述储存单元不仅由储存海水的储存器来代表，而且由其中允许海水以固定速度流动的储存管来代表。作为氯杀菌剂，使用次氯酸钠、次氯酸钙或氯气。当使用任何这些化合物时，有效氯在海水中以次氯酸或次氯酸离子的形式存在。此外，作为过氧化物，使用双氧水。 
(12)根据上述(11)的装置优选包含过氧化氢分解剂供给装置，该装置向其中已供给过氧化氢的海水供给过氧化氢分解剂。 
通过供给过氧化氢分解剂，将留在其中已供给过氧化氢的海水中 未除去的过氧化氢分解，以防止海水对海洋施加某些影响，即使将海水排放至海洋。作为过氧化氢分解剂，可使用将过氧化氢还原并分解的还原剂或酶，例如亚硫酸钠、重亚硫酸钠(亚硫酸氢钠)、硫代硫酸钠和酶如过氧化氢酶。 
(13)优选地，在根据上述(11)的装置中，引入存储槽的水从供给氯杀菌剂时起直至供给过氧化氢为止的在存储槽内的保留时间经设计，使得其可以在0.05-10分钟的范围内进行设定。 
在存储槽内的保留时间必须足以杀灭细菌且该时间在期间可防止产生三卤甲烷的时间内。如图4中所示，如果将供给氯杀菌剂之后经过的时间设为10分钟或更短，即将保留时间设为10分钟或更短，可将三卤甲烷的浓度限制在0.1mg/L或更小，该浓度为日本的饮用水标准。因此，从抑制三卤甲烷产生的观点看，优选将保留时间设为10分钟或更短。 
另一方面，从杀灭细菌的观点看，必须将海水储存在存储槽中直至细菌被杀灭。在这种状况下，研究了杀灭细菌所需的保留时间。对于留下未除去的细菌数目，根据IMO的压载水处理标准，必须的是，霍乱弧菌的数目小于100mL中1cfu，大肠杆菌的数目小于100mL中250cfu以及肠球菌的数目小于100mL中100cfu。在这种状况下，发现满足这种标准所需的海水中细菌和有效余氯的接触时间与海水中余氯的浓度之间的关系。这种情况下证实，其它细菌、霍乱弧菌和肠球菌在使得大肠杆菌被杀灭的条件下被杀灭，因为存在于海水中的霍乱弧菌的数目和肠球菌的数目分别显著小于海水中大肠杆菌的数目。由于该原因，用大肠杆菌作为对象进行以下讨论且细菌是指大肠杆菌。 
图5以双轴对数坐标图表示海水中细菌和有效余氯的接触时间与海水中余氯的浓度之间的关系，其中纵坐标是余氯的浓度(mg/L)而横坐标是接触时间(分钟)。残留细菌的目标比例取决于待处理海水中的细菌 数目而不同。图5表示在其中残留细菌的比例为10-5-10-3的情况下接触时间与余氯之间的关系。在待处理的海水包含大量细菌的情况下，残留细菌的目标比率降低。 
如图5的坐标图中所示，如果在任何残留细菌比率下使余氯具有高浓度，则可缩短接触时间。在该实验中得到的结果显示，在其中残留细菌的目标比率为10-3的情况下，如果余氯的浓度为20mg/L，则0.05分钟的接触时间即是足够的。另一方面，如果接触时间为10分钟，则余氯的必要浓度是0.1mg/L。在其中残留细菌的目标比率为10-5的情况下，如果余氯的浓度为100mg/L，则0.05分钟的接触时间即是足够的。另一方面，如果接触时间为10分钟，则余氯的必要浓度是0.4mg/L。 
图5的坐标图中显示的结果阐明，如果增加余氯的浓度，可将在存储槽中的保留时间即细菌与有效余氯之间的接触时间设为相当短的时间。然而，在设定的保留时间时，考虑到在将大量海水加至压载舱期间存储槽的处理和操作方便性，优选的下限是得自于上述实验的0.05分钟。 
如上所述，如果接触时间为0.05-10分钟，取决于待处理的海水，可将包含在氯杀菌剂中的有效余氯的浓度适当地调节为0.1-100mg/L，以限制三卤甲烷的产生并杀灭细菌。因此，如果提供的存储槽使得从供给氯杀菌剂时起直至供给过氧化氢为止所用时间(即保留时间)有可能为0.05-10分钟，以便使接触时间为0.05-10分钟，可将细菌杀灭降低至处理标准。 
(14)在根据上述(11)的装置中，将存储槽设置在压载舱内。如果使用压载舱的一部分作为存储槽，则没必要安装新的存储槽。这使得易于改造已有船舶并使得有可能降低安装费用。 
(15)作为上述构造的另一改进实施方案，本发明的压载水处理装 置包括：向海水中供给氯杀菌剂的氯杀菌剂供给装置；将添加了氯杀菌剂的海水保留规定时间的存储槽；和向在存储槽中保留了规定时间的海水供给氯还原剂的氯还原剂供给装置。 
虽然在海水中细菌和浮游生物可被供给的氯杀菌剂杀灭，但在杀灭细菌之后留下未除去的氯杀菌剂会与包含在海水中的有机物质反应，产生三卤甲烷。如前文图4中所示，三卤甲烷的产生持续到余氯完全消失为止，并且三卤甲烷的浓度随时间增加。在图4中所示的实例中，在加入氯杀菌剂之后的一分钟产生的三卤甲烷的量为三卤甲烷总量的约1/10或更少。由上述结果发现，如果在细菌被供给的氯杀菌剂杀灭之后立即供给氯还原剂，以使余氯丧失其作用，可抑制三卤甲烷的产生。另一方面，尺寸小于50μm的细菌和浮游生物几乎可很快被氯杀菌剂杀灭。然而，为了杀灭尺寸为50μm或更大的浮游生物，必需在海水中维持有效氯一定时间段。然而，如果有效氯在海水中长时间留下未除去以杀灭尺寸为50μm或更大的浮游生物，则三卤甲烷最终增加。 
在这种状况下，在根据上述(15)的装置中，采取下面的方法以适当确保使有效氯与海水接触的时间，并且抑制由于余氯而产生的三卤甲烷的量，所述余氯长时间保留未除去以便通过氯杀菌剂杀灭细菌和浮游生物。具体地，在向压舱水供给氯杀菌剂之后，压载水被引入到存储槽内并保存在该存储槽中，保存时间仅为通过有效氯处理细菌所需的时间，以进行杀菌处理。接下来，将氯还原剂供给至从存储槽排放出的海水中以减少余氯，从而使余氯丧失其作用，由此抑制三氯甲烷的产生。如上所述，在使海水与有效氯接触短时间后，供给用以还原余氯的氯还原剂，从而还原余氯而使余氯丧失其作用。 
在本文中，术语“保留”表示使海水中的细菌和氯杀菌剂处于接触状态，该状态从向海水中供给过氧化氢时起直至供给过氧化氢时为止，而无论海水的流动状态如何。即，术语“保留”包括维持其中海 水储存在容器中并完全停止流动的状态，和维持其中允许海水在管中以固定流速流动的状态。因此，术语“存储槽”在本文中包括许多种储存单元，所述储存单元不仅由储存海水的储存器来代表，而且由其中允许海水以固定速率流动的容纳管来代表。作为氯杀菌剂，使用次氯酸钠、次氯酸钙或氯气。当使用任何这些化合物时，有效氯在海水中以次氯酸或次氯酸根离子形式存在。此外，作为氯还原剂，使用亚硫酸钠、硫代亚硫酸钠或双氧水。 
(16)优选地，在根据上述(15)的压载水处理装置中，从供给氯杀菌剂时起直至供给氯还原剂时为止的海水在存储槽中的保留时间可以在0.5-20分钟的范围内设定。 
需要在存储槽中的保留时间足以杀灭细菌并且该时间在可防止三卤甲烷产生的时间内。如图4中所示，如果将供给氯杀菌剂之后经过的时间设为20分钟或更短，即如果保持时间为20分钟或更短，可将三卤甲烷的浓度限制在0.2mg/L或更小，该浓度不引起问题。因此，从抑制三卤甲烷产生的观点看，优选将保留时间设为20分钟或更短。 
另一方面，从杀灭细菌和浮游生物的观点看，必须将海水储存在存储槽中直至细菌和浮游生物被杀灭。在这种状况下，研究了杀灭细菌所需的保留时间。根据IMO核准的用于处理压载水的测试标准，当处理其中尺寸为50μm或更大的浮游生物数为105/m3或更多的未净化水时，在压载水经处理之后要求将浮游生物的数目降至10/m3或更低。在这种状况下，发现满足该标准所需的海水中细菌及浮游生物和有效余氯的接触时间与海水中余氯的浓度之间的关系。 
图6以双轴对数坐标图表示海水中细菌及浮游生物和有效余氯的接触时间与海水中余氯的浓度之间的关系，其中纵坐标是余氯的浓度(mg/L)而横坐标是接触时间(分钟)。如图6中所示，如果使余氯的浓度大，可缩短接触时间。得自于该实验的结果显示，如果余氯的浓度为 100mg/L，则0.5分钟就接触时间而言是足够的。另一方面，如果接触时间为20分钟，则余氯的必要浓度是5mg/L。 
图6的坐标图中显示的结果阐明，如果增加余氯的浓度，则可将在存储槽内的保留时间即细菌或浮游生物与有效余氯之间的接触时间设为相当短的时间。然而，考虑到在将大量海水加至压载舱的过程中存储槽的设置和操作方便，在设定保持时间时，优选的下限是得自于上述实验的0.5分钟。 
如上所述，如果接触时间为0.5-20分钟，取决于待处理的海水，可将包含在氯杀菌剂中的有效余氯的浓度适当地调节为5-100mg/L，以限制三卤甲烷的产生并杀灭细菌和浮游生物。因此，如果提供的存储槽使得从供给氯杀菌剂时起直至供给氯还原剂时为止所用时间(保留时间)有可能为0.5-20分钟，以便使接触时间为0.5-20分钟，可将细菌和浮游生物杀灭降低至处理标准。 
(17)作为上述构造的另一改进实施方案，本发明的压载水处理装置包括：向海水中供给氯杀菌剂的氯杀菌剂供给装置；将添加了氯杀菌剂的海水保留规定时间的存储槽；和活性炭处理装置，该装置引入在存储槽中保留了规定时间的海水，以进行活性炭处理。 
在上述改进的实施方案中，进行活性炭处理来代替还原处理，以使海水中余氯丧失其作用。在上述改进实施方案中，采用以下方法。具体地，在将氯杀菌剂加入海水中之后，将海水保留在存储槽中，使得有效氯仅维持这样的时间，该时间为杀灭细菌和浮游生物所需的时间并且在该时间期间可抑制三卤甲烷的产生。接着，使海水通过活性炭处理装置，以通过活性炭减少余氯，从而抑制三卤甲烷的产生且吸附产生的三卤甲烷而将它们去除。作为活性炭处理装置，可使用其中使活性炭在容器中轻微流动的类型或者其中填充有活性炭的类型。 
此外，可使用能够减少余氯而使其分解并且还能够吸附三卤甲烷的处理材料来代替活性炭。此外，可设置配有吸附材料的吸附容器来代替活性炭处理装置，所述吸附材料吸附三卤甲烷，并且可向在存储槽中保留规定时间的海水供给氯还原剂。通过氯还原剂来还原余氯以使余氯丧失其作用，并且通过吸附容器中的吸附材料来吸附产生的三卤甲烷。作为吸附材料，可使用树脂型吸附材料。 
(18)优选地，在根据上述(17)的压载水处理装置中，从供给氯杀菌剂时起直至开始活性炭处理时为止的海水在存储槽中的保留时间可以在0.5-20分钟的范围内设定。 
如上所述，如果在存储槽中的保留时间即细菌或浮游生物与有效余氯之间的接触时间设为0.5-20分钟，取决于待处理的海水，可将包含在氯杀菌剂中的有效余氯的浓度适当地调节为5-100mg/L，以限制三卤甲烷的产生并杀灭细菌和浮游生物。因此，如果提供的存储槽使得从供给氯杀菌剂时起直至开始活性炭处理时为止所用时间(保持时间)有可能为0.5-20分钟，以便使接触时间为0.5-20分钟，可将细菌和浮游生物杀灭降低至处理标准。 
(19)在根据上述(15)至(18)的装置中，存储槽设置在压载舱内。如果使用压载舱的一部分作为存储槽，则没必要安装新的存储槽。这使得易于改造已有船舶并使得有可能降低安装费用。 
(20)优选地，在根据上述(11)至(19)的压载水处理装置中，在氯杀菌剂供给装置的上游侧还包含过滤海水以截获水生生物的过滤器。 
过滤器布置在氯杀菌剂供给装置的上游，其确保可截获和除去海水中相对大的水生生物例如浮游动物。由于该原因，可比没有提供过滤器的情况下进一步减少供给的氯杀菌剂的量，其结果是可进一步抑制三卤甲烷的产生，从而降低对环境的影响。与此同时，还可降低供 给的过氧化氢或氯还原剂的量，而且还可使存储槽更小。作为过滤器，优选使用具有10-200μm筛孔的过滤器，并且特别优选使用具有20-35μm筛孔的过滤器，因为可使截获率和回流频率处在最佳。 
(21)本发明的压载水处理方法包括：过滤海水以截获水生生物的过滤步骤；向过滤的海水供给杀菌剂的杀菌剂供给步骤；和将添加了杀菌剂的海水引入文丘里管内以在该海水中产生空化的空化处理步骤。 
(22)优选地，根据上述(21)的压载水处理方法，还包括向添加了杀菌剂的海水供给杀菌剂分解剂的杀菌剂分解剂供给步骤。 
(23)作为上述方法的改进实施方案，本发明的压载水处理方法包括： 
取水处理步骤，其包括：过滤海水以截获水生生物的过滤步骤；向过滤的海水供给杀菌剂的杀菌剂供给步骤；将添加了杀菌剂的海水引入文丘里管内以在该海水中产生空化的空化处理步骤；和将进行了空化处理的海水供至压载舱的蓄水步骤；和 
排水处理步骤，其包括：向从压载舱取出的海水中供给杀菌剂分解剂的杀菌剂分解剂供给步骤；引入添加了杀菌剂分解剂的海水以在该海水中扩散杀菌剂分解剂的扩散步骤；和将其中扩散了杀菌剂分解剂的海水排入海中的排水步骤。 
如果提供这种结构，则在将海水由海中加至压载舱时，通过过滤器将海水中相对大的水生生物例如浮游动物截获而将它们除去，并且通过杀菌剂和由文丘里管产生的空化将细菌和相对小的浮游生物杀灭，由此可将经处理杀灭生物体的海水储存在压载舱中。此外，在将海水由压载舱排至海中时，通过杀菌剂分解剂将留在海水中未除去的杀菌剂分解，从而消除杀菌剂对海域的影响。此外，如果提供在海水中扩散杀菌剂分解剂的步骤，则将杀菌剂分解剂很快扩散在海水中， 从而很快将杀菌剂分解。因此，在从压载舱排放海水的同时，确保可使杀菌剂变为无害。此外，如果适当地保持待被储存在压载舱内的海水中杀菌剂的浓度，可抑制细菌和浮游生物再生。 
(24)作为上述方法的改进实施方案，本发明的压载水处理方法包括： 
取水处理步骤，其包括：过滤海水以截获水生生物的过滤步骤；向过滤的海水供给过氧化氢的过氧化氢供给步骤；将添加了过氧化氢的海水引入文丘里管内以在该海水中产生空化的空化处理步骤；和将进行了空化处理的海水供至压载舱的蓄水步骤；和 
排水处理步骤，其包括：向从压载舱取出的海水供给过氧化氢分解剂的过氧化氢分解剂供给步骤；引入添加了过氧化氢分解剂的海水以在该海水中扩散过氧化氢分解剂的扩散步骤；和将其中扩散了过氧化氢分解剂的海水排入海中的排水步骤。 
如果提供这种结构，则在将海水由海中加至压载舱时，通过过滤器将海水中相对大的水生生物例如浮游动物截获而将它们除去，并且通过过氧化氢和由文丘里管产生的空化将细菌和相对小的浮游生物杀灭，由此可将经处理杀灭生物体的海水储存在压载舱中。此外，在将海水由压载舱排至海中时，通过杀菌剂分解剂将留在海水中未除去的过氧化氢分解，从而消除过氧化氢对海域的影响。此外，由于使用过氧加氢作为杀菌剂，不产生有害副产物。 
此外，提供的在海水中扩散过氧化氢分解剂的扩散处理，确保在将海水由压载舱排放至海中的同时使海水完全变成无害，因为过氧化氢分解剂在海水中很快扩散而很快将过氧化氢分解。 
此外，如果适当地保持待被储存在压载舱内的海水中过氧化氢的浓度，可抑制细菌和浮游生物的生长。此外，作为被供给的过氧化氢分解剂，可使用还原并分解过氧化氢的还原剂例如亚硫酸钠、重亚硫 酸钠(亚硫酸氢钠)和硫代硫酸钠。 
(25)优选地，在根据上述(21)至(24)的压载水处理方法中，过滤步骤中过滤器具有10-200μm的筛孔。 
(26)优选地，在根据(21)至(24)的压载水处理方法中，对供至文丘里管的海水的量进行设定，使得文丘里管喉部的流速为10-40米/秒。 
这样设定海水的流速的原因如下。当将压载水处理装置安装在管的中部时，其中通过该管将海水引入并加至压载舱，在文丘里管的入口处管中海水的流速通常为2-3m/s。如果文丘里管喉部的流速小于10m/s，流速在喉部的升速不足并且不能充分获得随着流速上升的静压突降，使得即使在大气压下也不产生空化。另一方面，如果文丘里管喉部的流速大于40m/s，则过度产生空化现象，在海水途径文丘里管时造成过多压力损失，从而导致用于送水消耗的能量过度增加，这需要较大的泵功率，造成高费用。 
(27)在根据上述(21)至(24)的压载水处理方法中，将海水供至文丘里管，使得文丘里管的压头损失为5-40m。该原因在于，如果压头损失小于5m，则不能产生任何空化，但如果压头损失大于40m，则在船舶中提供的作为压载泵的大流量泵不能应对此情况。 
(28)在根据上述(21)至(23)的压载水处理方法中，可使用次氯酸钠作为杀菌剂。在这种情况下，在杀菌剂供给步骤中调节次氯酸钠的供给量，使得海水中有效氯的重量浓度为1-100mg/L。该原因在于，如果有效氯的重量浓度小于1mg/L，次氯酸与海水中的还原性物质或有机物质反应且因此没有剩留，但如果有效氯的重量浓度大于100mg/L，则存在有关腐蚀问题以及次氯酸钠的贮存容器尺寸增大的问题，导致高费用。 
(29)在根据上述(21)至(23)的压载水处理方法中，优选地，调节次氯酸钠的供给量，使得当加入作为杀菌剂的次氯酸钠时，在杀菌剂供给步骤中添加了杀菌剂的海水的氧化还原电位为800mV或更高。 
为杀灭细菌而加入的次氯酸钠还被包含在海水中的还原剂消耗。取决于海域，待被装载到压载舱的海水水质不同，而且还原剂的含量也不同。由于该原因，必需将供给的次氯酸钠的量调节至与水质相适应以充分杀灭细菌。为了调节供给的次氯酸钠的量以与水质相适应，测量向其中供给次氯酸钠的海水的氧化还原电位，并控制次氯酸钠的量，使得氧化还原电位相对于银/氯化银电极为800mV或更高。如果使氧化还原电位为800mV或更高，可使海水中剩留的氯的浓度具有足以杀灭细菌的浓度。 
(30)作为上述方法的改进实施方案，本发明的压载水处理方法包括：过滤海水以截获水生生物的过滤步骤；将过滤的海水引入文丘里管内以在该海水中产生空化的空化处理步骤；和杀灭以这种方式处理的海水中的细菌的紫外线辐射杀菌步骤。 
(31)作为上述方法的另一改进实施方案，本发明的压载水处理方法包括：向海水供给氯杀菌剂的氯杀菌剂供给步骤；将添加了氯杀菌剂的海水保留规定时间的存储步骤；和向保留了规定时间的海水供给过氧化氢的过氧化氢供给步骤。 
(32)在根据上述(31)的压载水处理方法中，在存储步骤中保留海水所需的保留时间优选为0.05-10分钟。术语“保留时间”表示从供给氯杀菌剂时起直至供给过氧化氢时为止所用的时间。 
(33)在根据上述(31)的压载水处理方法中，优选调节氯杀菌剂的供给量，使得海水中有效氯的重量浓度为0.1-100mg/L。 
即使水质(有机物质的浓度)以及活的浮游生物和细菌的类型与量不同，通过调节氯杀菌剂的量可将细菌杀灭降至处理标准。此外，当取决于保留步骤的保留时间，调节供给的氯杀菌剂的量使得海水中有效氯的量以重量计为0.1-100mg/L时，可抑制三卤甲烷的产生并且可杀灭细菌。当海水中有效氯的重量浓度小于0.1mg/L时，用于杀灭细菌的有效氯的残留量不足，因为有效氯通过海水中的还原性物质和有机物质反应而被消耗。另一方面，当海水中有效氯的重量浓度大于100mg/L时，存在有关腐蚀问题和氯杀菌剂的费用以及次氯酸钠的贮存容器尺寸增大的问题，从而导致高费用。 
(34)在根据上述(31)的压载水处理方法中，优选调节过氧化氢的供给量，使得海水中过氧化氢的重量浓度为0.1-200mg/L。当以这种方式调节供给的过氧化氢的量时，降低了在保留步骤之后剩留在海水中的有效氯，从而抑制三卤甲烷的产生，而且可将即使在利用氯杀菌剂进行处理之后仍未除去留下来的活的浮游生物杀灭至处理标准。此外，使过氧化氢保留在储存于压载舱内的压载水中，从而使得有可能维持压载水处理标准。当海水中过氧化氢的重量浓度小于0.1mg/L时，不能充分减少有效余氯，并且不能够杀灭浮游生物。当过氧化氢的量超过200mg/L时，供给的过氧化氢分解剂的量增加，从而造成高费用等问题。 
(35)根据上述(31)至(34)的压载水处理方法，优选在氯杀菌剂供给步骤之前还包括过滤海水以截获水生生物的过滤步骤。 
如果在氯杀菌剂供给步骤之前提供用以过滤海水以截获水生生物的过滤步骤，则在过滤步骤中可将海水中相对大的水生生物例如浮游动物截获并除去。由于该原因，可比在没有提供过滤步骤的情况下进一步减少供给的氯杀菌剂的量，使得可进一步抑制三卤甲烷的产生，使有可能减少对环境的影响。此外，可降低供给的过氧化物的量，致使存储槽的尺寸减小。作为过滤器，优选使用具有10-200μm筛孔的过 滤器，并且特别优选使用具有约20-35μm筛孔的过滤器，因为可使截获率和回流频率处在最佳。 
(36)作为上述方法的另一改进实施方案，本发明的压载水处理方法包括：向海水供给氯杀菌剂的氯杀菌剂供给步骤；将添加了氯杀菌剂的海水保留规定时间的存储步骤；和向保留了规定时间的海水供给氯还原剂的氯还原剂供给步骤。 
(37)优选地，在根据上述(36)的压载水处理方法中，存储步骤中从供给氯杀菌剂时起直至供给氯还原剂时为止所需的时间为0.5-20分钟。 
(38)优选地，在根据上述(36)的压载水处理方法中，在氯杀菌剂供给步骤中调节氯杀菌剂的供给量，使得海水中有效氯的重量浓度为5-100mg/L。 
如果调节与供给的氯杀菌剂的量，使得海水中有效氯的重量浓度为5-100mg/L，即使水质(例如有机物质的浓度)以及活的浮游生物和细菌的类型与量不同，通过调节氯杀菌剂的量也可将细菌和浮游生物杀灭降至处理标准。此外，取决于保留步骤中的保留时间，当调节供给的氯杀菌剂的量使得海水中有效氯的重量浓度为5-100mg/L时，可抑制三卤甲烷的产生并且可杀灭细菌和浮游生物。当海水中有效氯的重量浓度小于5mg/L时，用于杀灭细菌的有效氯的残留量不足，因为有效氯通过与海水中的还原性物质和有机物质反应而被消耗。另一方面，当海水中有效氯的重量浓度大于100mg/L时，存在有关腐蚀问题和氯杀菌剂的费用以及次氯酸钠的贮存容器尺寸增大的问题，从而导致高费用。 
(39)作为上述方法的另一改进实施方案，本发明的压载水处理方法包括：向海水供给氯杀菌剂的氯杀菌剂供给步骤；将添加了氯杀菌 剂的海水保留规定时间的存储步骤；和对保留了规定时间的海水进行活性炭处理的活性炭处理步骤。 
(40)优选地，在根据上述(39)的压载水处理方法中，从供给氯杀菌剂时起直至开始活性炭处理时为止所需的时间为0.5-20分钟。 
(41)优选地，在根据上述(39)的压载水处理方法中，调节氯杀菌剂的供给量，使得海水中有效氯的重量浓度为5-100mg/L。 
(42)优选地，根据上述(36)至(41)的压载水处理方法，在氯杀菌剂供给步骤之前还包括过滤海水以截获水生生物的过滤步骤。 
如果在氯杀菌剂供给步骤之前提供用以过滤海水而截获水生生物的过滤步骤，可在过滤步骤中将海水中相对大的水生生物例如浮游动物截获并除去。由于该原因，可比在没有提供过滤步骤的情况下进一步减少供给的氯杀菌剂的量，使得可进一步抑制三卤甲烷的产生，使有可能减少对环境的影响。此外，可降低供给的过氧化氢的量，致使存储槽的尺寸减小。作为过滤器，优选使用具有10-200μm筛孔的过滤器，并且特别优选使用具有约20-35μm筛孔的过滤器，因为可使截获率和回流频率处在最佳。 
根据上文(1)中所述的压载水处理装置和上文(21)中所述的压载水处理方法，通过过滤海水将水生生物截获并除去，并且向滤过的海水供给杀菌剂；将加入杀菌剂的海水引入文丘里管内以在海水中产生空化，从而将杀菌剂扩散在海水中并将海水中的水生生物杀伤或杀灭。因此，可确保以低成本达到IMO规定的压载水处理标准，通过常规方法几乎不可能达到该标准，并且可防止外来生物体和有传染性的致病菌转移。 
根据上文(3)和(4)中所述的压载水处理装置和上文(23)和(24)中所 述的压载水处理方法，在将海水由海中加至压载舱时对海水进行过滤以截获并除去水生生物，并且通过杀菌剂例如过氧化氢和由文丘里管产生的空化杀灭细菌和浮游生物，由此可将经处理杀灭生物体的海水储存在压载舱中。此外，在将海水由压载舱排放时，通过过氧化氢分解剂等将留在海水中未除去的杀菌剂例如过氧化氢分解，从而使得能够消除对海域的影响。 
根据上文(11)中所述的压载水处理装置和上文(31)中所述的压载水处理方法，将氯杀菌剂供给至蓄在船舶的压载舱内的海水中并保持规定时间，且然后向海水供给过氧化氢，由此可将海水中的细菌和浮游生物杀灭。这提供了供给不含有害生物体的海水的可能，该水符合IMO规定的压载水处理标准，并且还可限制由氯杀菌剂所产生的三卤甲烷的生成。 
此外，根据上文(15)和(17)中所述的压载水处理装置和上文(36)和(39)中所述的压载水处理方法，将氯杀菌剂供给至蓄在船舶的压载舱内的海水中并保持规定时间，然后供给氯还原剂或者用活性炭进行处理，由此可将海水中的细菌和浮游生物杀灭。这提供了供给不含有害生物体的海水的可能，该水符合IMO规定的压载水处理标准，并且还可限制由氯杀菌剂所产生的三卤甲烷的生成。 
附图简要说明 
图1是根据本发明一实施方案的压载水处理装置的框图。 
图2是根据本发明另一实施方案的压载水处理装置的框图。 
图3是根据本发明又一实施方案的压载水处理装置的框图。 
图4是表示在注入氯杀菌剂之后海水中三卤甲烷浓度变化的坐标图。 
图5是表示海水中余氯的浓度与海水中细菌和有效氯的接触时间之间关系的坐标图，该接触时间是海水符合IMO压载水处理标准所需时间。 
图6是表示海水中余氯的浓度与海水中细菌及浮游生物和有效氯的接触时间之间关系的坐标图，该接触时间是使得海水符合IMO压载水处理标准所需时间。 
图7是用在发明实施方案中的杀菌剂供给装置和文丘里管的示例性视图。 
图8是用在本发明实施方案中的杀菌剂供给装置的基本部件的示例性视图。 
图9是用在本发明实施方案中的杀菌剂供给装置的基本部件的示例性视图。 
图10是用在本发明实施方案中的文丘里管的示例性视图。 
图11是用在本发明实施方案中的文丘里管的示例性视图。 
实施本发明的最佳方式 
[实施方案1] 
将参考附图详细说明根据本发明的压载水处理装置的实施方案的实例。 
图1是根据本发明第一实施方案的压载水处理装置的框图。该压载水处理装置具有以下结构。将海水引入容器内的海水进水管道1。粗过滤器2除去由海水进水管道1引入的海水中的粗物质。泵3引入海水或者将压载舱9(随后对其进行说明)中的压载水加至过滤器4(随后对其进行说明)。过滤器4除去存在于海水中的浮游生物，通过粗过滤器2已经将粗物质被从所述海水中除去。杀菌剂供给装置5向经过滤器4过滤的海水供给杀菌剂以杀灭细菌和浮游生物。杀菌剂分解剂供给装置6向加入杀菌的海水供给杀菌剂分解剂。文丘里管7引入已加入杀菌剂和杀菌剂分解剂的海水(滤过的水)，并且在海水中产生空化以杀伤或杀灭水生生物，以及还将由杀菌剂供给装置5供给的杀菌剂扩散在海水中。处理水给水管道8将由文丘里管7排出的海水加至压载舱(随后对其进行说明)。压载舱9容纳来自处理水管道8的处理海水或未处理海水。处理水排放管道10将压载舱9中处理过的 压载水排放至海中。未处理海水给水管道11将未处理的海水加至压载舱9。压载水供给管道12将压载舱9中的未处理压载水加至过滤器4侧。处理水排放管道13将处理过的压载水排放入海中。 
将对每个装置进行更加详细的说明 
<粗过滤器> 
通过泵3经海水进水管道1从设于船侧上的船舷水管(海水吸入口)引入海水。粗过滤器2将包含在所引入的海水中的各种尺寸大小的杂质和水生生物之中尺寸为约10mm或更大的粗物质除去。作为粗过滤器，可使用具有尺寸为约10mm的孔的圆筒状过滤器，该滤器即为通过比重差异将水流中的粗物质分离的水力旋流器，或为其中通过回转筛将粗物质截获并通过刮擦将粗物质回收的装置。 
<过滤器> 
安装过滤器4以除去存在于已通过粗过滤器2除去粗物质的海水中的浮游生物。使用具有约10-200μm筛孔的过滤器。筛孔设计为10-200μm的原因是，意欲降低回流频率并同时保持浮游动物和浮游植物的截获率在一定水平，从而缩短在沿途停靠的港口中处理压载水所需的时间。换言之，如果筛孔超过200μm，则显著降低浮游动物和浮游植物的截获率，但如果筛孔小于10μm，则提高了回流频率且因此在沿途停靠的港口中处理压载水所需的时间变得更长，表明这两种情况均是不期望的。特别优选使用具有约20-35μm筛孔的过滤器，因为可以使截获率和回流频率处在最佳。此外，优选的是，过滤器4使得过滤速率能够为每天200m3/1m2过滤器面积或更高。然而，本发明不限于此，在该情况下在可通过集成过滤器模块而将过滤器制得更小。 
关于过滤器4的具体实例，优选使用缺口金属丝过滤器或楔形金属丝过滤器。 
缺口金属丝过滤器是这种类型的过滤器，在该过滤器中，通过围 绕框架缠绕具有缺口(突起)的金属丝所得到的圆筒状元件被固定在套筒中，该过滤器还配有用于加水和用于返洗的阀和管。由缺口来保持金属丝之间的间隔并限定圆筒状元件过滤通道的尺寸。过滤通道的尺寸优选为10-200μm。这种缺口金属丝过滤器的具体实例包括由Kanagawa KiKi Kogyo Co.，Ltd制造的缺口金属丝过滤器。日本专利申请特开No.2001-170416公开了一种配备有多个作为过滤器元件的所述缺口过滤器且配备有返洗工具的装置。将小的超声波振动器连接至过滤器元件收集底部以及连接至每个过滤器元件，以在返洗过程中增加超产波震动，从而提高回流效率，因而延长了返洗的时间间隔，由此提高了过滤效果。 
楔形金属丝过滤器是种这样的过滤器，其中通过围绕框架缠绕具有三角形截面的金属丝所得到的圆筒状元件被固定在套筒中，该过滤器还配有用于加水和用于返洗的阀和管。通过调节丝之间的间隔来限定圆筒状元件的过滤通道尺寸。过滤通道的尺寸优选为10-200μm。这种楔形金属丝过滤器的具体实例包括由Toyo Screen Kogyo(k.k.)制造的楔形金属丝过滤器。 
过滤器4的优选实例包括叠片式过滤器。叠片式过滤器是种这样的过滤器，其中在沿轴向的压力下将每个片的两面上均形成有多个斜槽的圆环式片固定紧并层压成环状。当海水流经由相邻片的槽形成的孔隙时，水生生物被过滤掉。通过适当地设置斜槽的尺寸可将筛孔设为10-200μm。在叠片式过滤器中，在返洗期间将受压固定紧的片松开，从而加宽了孔隙，由此除去过滤器残留物。这种叠片式过滤器的具体实例包括由Arkai Filtration Systems制造的“Spin Klin过滤***(SpinKlin Filter Systems)”。 
作为过滤器4，可使用除上述两种类型之外的其它各种过滤器，例如密闭型砂滤器、布滤器和金属纤维过滤器。 
<杀菌剂供给装置> 
杀菌剂供给装置5用于向经过滤器4过滤并被引入文丘里管7内的海水供给杀菌剂以杀灭细菌和浮游生物。作为供给的杀菌剂，可使用次氯酸钠、氯、二氧化氯、过氧化氢、臭氧和过乙酸或者这些化合物的混合物。此外，可使用除上述杀菌剂之外的杀菌剂。 
当次氯酸钠用作杀菌剂时，供给的杀菌剂优选使得海水中有效氯的量以重量计为1-100mg/L。该原因是，如果次氯酸钠的重量浓度小于1mg/L，次氯酸与海水中的还原性物质或有机物质反应并因此没有存留，但如果有效氯的重量浓度大于100mg/L，则存在有关腐蚀问题以及次氯酸钠的贮存容器尺寸增大的问题，导致高费用。 
图7表示杀菌剂供给装置5中的杀菌剂注入部17和布置在其下游侧的文丘里管7。使海水由图7的左侧流向右侧。杀菌剂分解剂供给装置6的杀菌剂分解剂注入部6布置在杀菌剂注入部17和文丘里管7之间，尽管在图7中略去。杀菌剂分解剂注入部的结构与杀菌剂注入部17的结构相同。图8是图7中所示的杀菌剂注入部17的放大图，图9是显示从上游泵侧观察到的杀菌剂注入部17的状态的视图。将参考图7至9详细说明杀菌剂供给装置5且尤其详细说明杀菌剂注入部17。 
杀菌剂注入部17具有圆环状块体18和多个杀菌剂注入管19。块体18具有孔21，孔21为在其中心的导管。将杀菌剂注入管19的一端固定至块体18并且将另一段向上延伸至开口21。杀菌剂注入管19由支撑部20支撑，支撑部20由开口21内沿径向延伸的板状构件制成。支撑部20放置在开口21内沿圆周方向间隔60°角的六个位置上。每个支撑部20支撑2或3个杀菌剂注入管19。将每个所述杀菌剂注入管19的开口部21侧端放置成沿径向距开口21的中心固定距离。此外，杀菌剂注入管19的开口21侧端朝上游侧弯曲并且其远端开口正对着流动物，该开口是杀菌剂注入口。 
如上所述，多个支撑部20沿开口21的周缘方向放置，多个杀菌剂注入管19由每个支撑部20支撑，并且每个杀菌剂注入管19的注入口在每个支撑部20内沿径向布置成相隔预定距离。其结果是，杀菌剂供给管的杀菌剂注入口沿通道截面的各个径向和周缘方向以多个进行布置。如图8中所示，杀菌剂注入管19的端部固定至块体18并且经布置使得从块体18的外周面开口，杀菌剂由杀菌剂供给部(未示出)供给至该开口。 
在以上述方式构成的杀菌剂供给装置5中，杀菌剂被供给至文丘里管7的上游侧。因此，杀菌剂在当其到达产生空化的文丘里管喉部时为止已扩散至一定程度。然后，通过空化使杀菌剂进行扩散和混合。这促进了杀菌剂渗透入细菌，从而使得有可能提高杀菌效果。此外，由于杀菌剂注入口19的杀菌剂供给口开向上游侧，注入的杀菌剂沿着与流经通道的海水的流动方向相反的方向排出，因此促进了杀菌剂在海水中的扩散。 
在上述实例中，给出其中将杀菌剂供给至文丘里管7的上游侧的实例。然而，可将杀菌剂供给至除文丘里管上游侧之外的文丘里管的喉部，或者可仅供给至文丘里管的喉部。当杀菌剂被供给至文丘里管的喉部时，其被文丘里管的射流作用自动吸入，因此不需要供给泵。 
<杀菌剂分解剂供给装置> 
杀菌剂分解剂供给装置6向加入杀菌剂的海水中供给杀菌剂分解剂，以分解留在海水中未除去的杀菌剂，从而使杀菌剂变为无害。在该实施方案中，由于杀菌剂分解剂供给装置6布置在杀菌剂供给装置5和文丘里管7之间，杀菌剂分解剂通过文丘里管7的空化在海水中快速扩散。杀菌剂分解剂供给装置6的构造不限于此，相反地可将杀菌剂分解剂供给装置布置在文丘里管7的下游侧。 
作为供给至氯杀菌剂如次氯酸钠和氯的杀菌剂分解剂，可使用例如硫代硫酸钠、亚硫酸钠和重亚硫酸钠(亚硫酸氢钠)。此外，作为供给至过氧化氢的杀菌剂分解剂，可使用例如硫代硫酸钠、亚硫酸钠、重亚硫酸钠(亚硫酸氢钠)和酶例如过氧化氢酶。然而，用于本发明的杀菌剂分解剂不限于上述化合物。 
<文丘里管> 
文丘里管7产生空化并通过该空化杀伤或杀灭经过滤器4的细菌和浮游生物，并且还扩散由杀菌剂供给装置5供给的杀菌剂。图10是文丘里管7的截面图，图11是从上游侧观察的文丘里管7的视图。在该实施方案中，如图10和11中所示，文丘里管7是其中多个小孔径文丘里管23平行布置的文丘里管。在该实例中，将一个文丘里管放置在流路的中心而将多个文丘里管布置在围绕该中心文丘里管的两个同心环。布置方式不限于此。下面将解释文丘里管23。 
文丘里管23由其中导管的截面面积逐渐降低的收缩部、其中导管的截面面积最小的喉部和其中导管的截面面积逐渐增加的发散部(扩散部)构成。伴随着喉部流速骤升的静压骤降致使产生空化气泡，而伴随着发散部流速骤降的压力升高使致使空化气泡生长并破裂(corruption)。由于空化气泡的破裂，海水中的细菌和浮游生物被冲击压力、剪力、高温和强氧化能力的OH自由基杀伤或杀灭至死。 
此外，使文丘里管23产生空化以杀伤或杀灭相对小的水生生物例如浮游植物，并且还通过空化将杀菌剂在海水中快速扩散以提高杀菌效果。由于空化的扩散作用促进了杀菌剂在海水中的混合，供给的杀菌剂的量可比仅注入杀菌剂的情况下进一步减少。其结果是，例如，抑制了三卤甲烷的产生，在使用氯杀菌剂作为杀菌剂时三卤甲烷的产生是个焦点，使得有可能减少对环境的影响。此外，使得无需或可减少为了使杀菌剂变为无害而加入的杀菌剂分解剂的供给。 
此外，其中多个文丘里管平行布置的结构具有以下作用。 
a.小尺寸文丘里管装置的开发 
在本发明的文丘里管装置中，将多个文丘里管平行布置。因此，不同于单个大尺寸文丘里管的情况，虽然可处理大量的海水，但没有增加沿长度方向的尺寸。即，文丘里管装置的长度可与小直径文丘里管的长度几乎相同，因此该文丘里管装置在其被安装到船舶上时可不受空间限制，并且可将其进行适当布置。 
b.空化气泡产生频率的最优化 
文丘里管中产生的空化气泡是在流速最高且静压降低的喉部产生的，并且沿着流动随朝向下游侧的距离而生长。随着由于流速降低而引起的压力升高，气泡的气泡直径增加，并且快速破裂。产生空化气泡的频率在文丘里管喉部壁面的附近高而在管的中心附近相对低。这是因为存在由管的壁面朝向中心的压力分布，使得管的壁面附近的静压低于管的中心的静压。 
产生空化气泡的频率取决于文丘里管壁面的面积而改变。如果文丘里管简单地是大尺寸且同时保持几何学相似性，尽管文丘里管壁面的表面积本身增加，但每单位处理海水量的文丘里管壁面表面积降低。因此，降低了空化气泡的产生频率，导致空化作用降低。因此，为了增加在本发明的装置中处理海水的量，不优选增加文丘里管的比例且同时保持几何学相似性，而且优选增加文丘里管的数量。这确保可处理大量的海水，并同时保障每单位处理海水量的空化气泡产生频率与在小直径文丘里管情况下处在相同水平。 
c.对关于处理效果的尺度效应的限制 
关于小直径文丘里管，其通过空化处理有害生物体的能力和分解有害物质的能力已得到证实，期望在这种情况下出现关于处理能力的尺度效应以提高处理量，在该情况中，放大在其设置文丘里管的流路的直径，并且根据该直径按比例增加文丘里管的尺寸。然而，上述装 置提供的措施增加文丘里管的数目而不改变文丘里管的管直径。因此有可能设计出这样的处理装置，该装置提供了尽可能抑制上述关于处理能力的尺度效应的大流速，并且有可能利用其处理能力已得到证实的小直径文丘里管所特有的能力。 
当将海水供给至文丘里管23时，优选将海水的流量设计为使得在文丘里管23喉部的海水流速为10-40m/s。其原因如下。当压载水处理装置安装在管的中部时，其中通过该管将海水引入并加至压载舱，管中海水的流速在文丘里管入口处通常为约2-3m/s。如果文丘里管23喉部的海水流速小于10m/s，在喉部流速的升速不足，并且伴随着流速升高的静压骤降不足，使得即使在大气压下也不产生空化。另一方面，如果文丘里管喉部的流速大于40m/s，则过度产生空化现象，在海水途径文丘里管时造成过多压力损失。这导致用于送水而消耗的能量过度增加，其需要过大的泵功率，造成高的运行费用和设备费用。 
当将海水供给至文丘里管23时，海水的流量优选经设计，使得文丘里管23的压头损失为5-40m。其原因是，如果压头损失小于5m，则不能产生任何空化，但如果压头损失大于40m，则在船舶中提供的作为压载泵的大流量泵不能与应对此情况。 
通过在大直径柱块25内用机械加工形成多个文丘里状开口来制得上述文丘里管7。作为可选方案，可按如下方式制造文丘里管7：制得其中在大直径块25内形成多个通孔的大直径柱支架，并将小直径文丘里管***该大直径柱支架内。 
此外，文丘里管7的孔径(文丘里管喉部的总截面积与文丘里管入口处的管的截面积之比)优选为7.5-20％。其原因如下。当压载水处理装置安装在管的中部时，其中通过该管道将海水引入并加至压载舱，管中海水的流速在文丘里管入口处通常为2-3m/s。另一方面，为了在文丘里管的出口处于大气压下产生相当强的空化，文丘里管喉部的流 速必须为约10-40m/s。为了在文丘里管的入口处获得约2-3m/s的流速和在文丘里管的喉部获得约10-40m/s的流速，优选将文丘里管的孔径设计为7.5-20％。 
相邻文丘里管23之间的间隔优选为文丘里管入口直径D的1.05-1.5倍。其原因如下。如果彼此互邻的文丘里管23的轴之间的间隔过小，文丘里管23的管壁厚度过小，出现关于强度的问题。此外，如果该间隔过大，文丘里管喉部的总截面积与在上游侧的文丘里管装置入口的管截面积之比过小(导管的截面积过分聚集)，在文丘里管处的压力损失增加，并且在船舶中提供的作为压载泵的大流量泵不能应对此情况。 
可使用喷嘴来产生空化。然而，因为喷嘴增加压力损失、易于阻塞和由于泵尺寸和返洗频率的增加而增加费用，其不适于需要大处理量的压载水处理。相反，文丘里管甚至能够通过小的压力损失产生空化。因而适于需要大处理量的压载水处理。 
接下来，将说明以上述方式构成的压载水处理装置的运转。当泵3工作时，船舶由海水进水管道1引入海水。此时，存在于海水中的各种大小的杂质和水生生物之中尺寸为约10mm或更大的粗物质被除去。将除去粗物质的海水引入过滤器4，以除去具有与过滤器4的筛孔相对应尺寸的浮游动物、浮游植物等。通过将包括过滤器2和4在内的过滤器进行返洗，使由过滤器2和4截获的水生生物等返回至海中。即使将这些过滤器残留物返回至海中，它们也不会影响生态***，因为它们被返回至相同海域。换言之，因为压载水在其被引入到船舶上时经过处理，在过滤器2和4中用于返洗的水可按原样排放。 
将杀菌剂由杀菌剂供给装置5供给至经滤器4过滤的海水中，然后由杀菌剂分解剂供给装置6供给杀菌剂分解剂。将加入杀菌剂和杀菌剂分解剂的海水引入文丘里管7中。在文丘里管7中，根据前述机 理在海水中产生空化气泡，长大的空化气泡突然破裂而将冲击压力、剪力、高温和具有强氧化能力的OH自由基加到海水中的水生生物上，其结果是这些水生生物被杀伤或杀灭。此时，文丘里管7中的空化促进了杀菌剂在海水中的扩散并且提高了杀菌剂的杀菌效果，因为在将海水引入文丘里管7之前将杀菌剂供给至海水。由于在将海水引入文丘里管7之前还将杀菌剂分解剂供给至海水，促进了杀菌剂分解剂在海水中的扩散并且促进了分解残留杀菌剂的效果。 
通过处理水给水管道8将文丘里管7中处理的海水加至压载舱9并将其储存在那里。当将海水储存在压载舱中时，来***菌剂供给装置5的杀菌剂优选存在合适时间。这是因为即使有害的生物体剩留在压载舱9中，这些微生物可被余留的杀菌作用杀灭。根据杀菌剂的类型和浓度、压载舱9的材料和涂层的类型，适当确定杀菌剂的残留浓度。基于该结果，调节由杀菌剂分解剂供给装置6供给的杀菌剂分解剂的量。尽管取决于该情况，但不供给杀菌剂分解剂。 
此外，虽然在上述实例中将杀菌剂供给至文丘里管7的上游侧和/或文丘里管7的喉部，但也可将杀菌剂供给至文丘里管7的下游侧。在这种情况下，通过空化将吸至浮游生物的细菌等分离，因此使杀菌剂在文丘里管7下游侧作用于这些被分离的细菌，从而使得有可能提高杀菌效果。此外，使杀菌剂渗入活的但其表皮已经被空化损伤的浮游生物体内以提高杀菌效果。此外，可使用比单独使用杀菌剂进行处理的情况下量更少的杀菌剂将对杀菌作用有强烈耐受性的浮游生物杀灭。 
在上述实例中，在将海水引入压载舱9时，利用杀菌剂和文丘里管进行杀灭处理。然而，不但可在将海水引入船舶时而且可在将海水由压载舱9排出时进行杀灭处理。在这种情况下，通过未处理海水给水管道11将未处理的海水保存在压载舱9。在将该压载水由压载舱9排出时，可通过压载水供给管道12将压载舱9中的压载水(未处理) 引入过滤器4侧中，然后以与前述相同方式进行处理。通过处理水排放管道13将处理过的压载水排放入海中。 
在这种情况下，在文丘里管7的上游侧加入杀菌剂的压载水被排放入海中，因此必须使杀菌剂完全变为无害。在这种情况下，与将处理海水加至压载舱9的情况不同，由杀菌剂分解剂供给装置6供给的杀菌剂分解剂的量经设计，可足以分解留下未除去的杀菌剂，从而防上了对压载水排放港口的环境施加某些影响。 
此外，在将海水引入压载舱9时和在将海水由压载舱9排出时使均可用杀菌剂进行处理。在这种情况下，在将压载水排出时可稍微进行处理。 
在该实施方案中，如上所述，通过过滤器4除去尺寸为10-200μm的浮游动物和浮游植物，通过文丘里管7将穿过过滤器4的细菌和浮游生物杀伤或杀灭，还加入杀菌剂以将细菌和浮游生物杀灭至死。因此，即使无论海水具有何种水质，可完全地且花费低地将使该海水符合IMO规定的压载水处理标准。此外，由于该装置的结构简单，易于将该装置应用于现有船舶，并且可有效杀灭对杀菌剂处理具有耐受性和对电处理具有耐受性的微生物。 
在图1中所示的实例中，假定在将海水引入压载舱时和/或将海水排入海中时进行使压载水变为无害的处理。在这种情况下，选择什么时间进行处理，或者在引入海水时或者在排放海水时或者这两个时间，可根据存活在相关海域中微生物的量以及根据船舶的航行状况来确定。 
此外，将详细说明压载水处理方法，在该方法中，使用如图1所示的压载水处理装置，使用该装置进行处理以在引入压载水时杀灭细菌和浮游生物，并且使用该装置分解留在海水中未除去的杀菌剂，从 而在排放压载水时进行用以使处理海水变为无害的处理。 
当船舶引入压载水时，运行泵3以通过海水进水管道1将海水引入船舶中。通过粗过滤器2将粗物质从海水中除去，并且通过过滤器4将具有与过滤器4的筛孔相对应尺寸的浮游生物等除去。由杀菌剂供给装置5向经过滤器4过滤的海水供给杀菌剂，并且将加入杀菌剂的海水引入文丘里管7中。此时，没有由杀菌剂分解剂供给装置6加入杀菌剂分解剂。在文丘里管7中，产生空化以杀伤水生生物并且还促进将杀菌剂扩散入海水中，从而致使杀菌效果提高。 
通过处理水给水管8将文丘里管7中处理的海水加至压载舱9并将其储存在其中。在储存于压载舱9的海水中，由杀菌剂供给装置5供给的杀菌剂优选维持在合适的浓度。这可防止细菌和浮游生物的再生长。 
接着，当排放压载水时，运行泵3以通过压载水供给管12将压载水由压载舱9引入。由杀菌剂分解剂供给装置6不经过过滤器4和杀菌剂供给装置5而经过旁路(未示出)将杀菌剂分解剂供给至压载水中，然后将该压载水引入文丘里管7中。在文丘里管7中，产生空化以促进杀菌剂分解剂在海水中的扩散，从而在文丘里管7中将存在的杀菌剂很快分解。通过处理水排放管道13将完成杀菌剂分解处理后得到压载水排入海中。因为由文丘里管7产生的空化促进了杀菌剂分解剂在海水中的扩散，因此杀菌剂分解剂很快将杀菌剂分解，在将海水由压载舱排放入海中时必然使杀菌剂变为无害。 
可使用其它扩散器例如利用搅拌叶片进行扩散和混合的混合器来代替使用文丘里管7，文丘里管7产生空化而促进杀菌剂分解剂在海水中扩散。 
将进一步提供关于使用过氧化氢作为杀菌剂的情况。使过氧化氢 以合适的量保留在海水中并且将该海水储存在压载舱中，从而有可能抑制细菌和浮游生物的再生长。此外，根本不产生有害副产物。 
作为过氧化氢分解剂，可供给还原剂亚硫酸钠、重亚硫酸钠和硫代硫酸钠。 
分别使用作为过氧化氢分解剂的重亚硫酸钠、亚硫酸钠和硫代硫酸钠进行实验，来研究分解过氧化氢所需的时间。在海水中剩留过氧化氢的浓度为20-100mg/L情况下，分别加入并扩散70-350mg/L的重亚硫酸钠、80-400mg/L的亚硫酸钠和20-1000mg/L的硫代硫酸钠，以得到直至过氧化氢的浓度为0.1mg/L或更小即检测限所需的时间(所需分解时间)。在任何所述过氧化氢分解剂的情况下，所需分解时间在5秒内，证实可在极短时间内将过氧化氢分解。由此可理解的是，在将海水由压载舱排放入海中时可必然将过氧化氢分解而使杀菌剂变为无害。 
优选测量由压载舱引入的海水中过氧化氢的浓度，并基于该测得的值供给必然足以将过氧化氢还原并分解的还原剂。此外，可在文丘里管下游侧的处理水排放管13中布置过氧化氢光密度计或氧化还原电位计，以证实是否剩留过氧化氢。 
在船舶引入压载水时和在将压载水排放入海中时，使用过氧化氢作为杀菌剂以这种方式对压载水进行处理，从而使得有可能防止有害副产物的产生并供给其中海水中的细菌和浮游生物已被杀灭的压载水。抑制了储存在压载舱内的海水中细菌和浮游生物的再生长，并且可将其中没有过氧化氢剩留的海水排放，从而获得对海洋没有影响的处理。 
在上述各种实施方案中，可设置杀菌剂供给量控制装置，该装置控制由杀菌剂供给装置供给的杀菌剂的量。作为杀菌剂供给量控制装 置之一，存在一种类型是其中测量过滤器的压差来控制供给的杀菌剂量。具体地，当压差大于给定值时，这表明海水或滤过的海水中存在许多水生生物，因此增加供给的杀菌剂的量。相反当压差小于给定值时，减少供给的杀菌剂的量。 
作为可选方案，当在过滤器内测得压差并在压差达到给定值的情况下自动进行返洗时，可基于返洗的时间间隔调节供给的杀菌剂的量。具体地，当返洗的时间间隔短于给定值时，这表明海水中存在许多水生生物，因此增加供给的杀菌剂的量。当返洗的时间间隔长于给定值时，减少供给的杀菌剂的量。 
此外，作为可选方案，可在过滤器或由该过滤器过滤的水中引入测量海水浊度和吸光度的水质测量装置，并且可提供杀菌剂供给量控制装置，该装置基于该水质测量装置测得的浊度或吸光度值控制供给的杀菌剂的量。具体地，当由该水质测量装置测得的浊度或吸光度的测得值大于各自规定值时，这表明海水或滤过的水中存在许多水生生物，因此增加供给的杀菌剂的量。当测得的浊度或吸光度值小于各自规定值时，减少供给的杀菌剂的量。 
必然可杀灭水生生物并且通过调节杀菌剂的量可抑制杀菌剂的过量供给，所述杀菌剂的量对应于海水中或滤过的海水中水生生物的量。 
此外，作为其它用于控制供给的杀菌剂量的装置，如果杀菌剂是次氯酸钠，可安装测量其中加入杀菌剂的海水的氧化还原电位而控制供给的杀菌剂量的杀菌剂供给量控制装置。供给的用以杀灭细菌的次氯酸钠被海水中的还原性物质消耗。然而，取决于海域，由船舶引入的作为压载水的海水水质不同并且还原性物质的含量也不同。因此，为了很好地杀灭细菌，需要将次氯酸钠的供给量调节至适合于水质的量。具体地，测量供给有次氯酸钠的海水的氧化还原电位，以调节次氯酸钠的浓度，使得氧化还原电位相对于银/氯化银电极为800mv或更 高。如果使氧化还原电位为800mv或更高，可使剩留在海水中的氯的浓度足以杀灭细菌。 
当次氯酸钠在上述实例中用作杀菌剂时，如果使用通过海水的直接电渗析而产生次氯酸钠的装置，这可致使费用降低。 
此外，存在这样的情况，次氯酸钠在30℃或更高的温度下分解，导致其浓度降低。因此优选提供预防温度升高的装置，该装置防止次氯酸钠储存容器中次氯酸钠的温度升高。这确保可防止次氯酸钠的分解，从而限制次氯酸钠的消耗，由此限制处理压载水所需的费用。 
用于防止温度升高的装置的实例包括储存容器绝缘装置，该装置将次氯酸钠溶液的储存容器绝缘以防止次氯酸钠的储存容器在航行中温度升高。此外，如果预先将次氯酸钠溶液冷却并储存在具有储存容器绝缘装置的储存容器内，精确控制次氯酸钠的温度，因此可更加完全地防止次氯酸钠分解。此外，储存容器可具有冷却交换器以冷却储存容器中的次氯酸钠溶液。在冷却交换器中可使用冷却水作为冷却介质。然而，如果海水用作冷却介质，可减少冷却运行费用。 
此外，当次氯酸钠以上述同样方式用作杀菌剂时，如果用电解槽电解由海水或次氯酸钠的分解而得到的亚氯酸钠来制备或再生次氯酸钠，可弥补由于分解而减少的次氯酸钠浓度 
此外，当次氯酸钠以上述同样方式用作杀菌剂时，在杀菌剂供给步骤之前提供酸供给步骤，以在供给杀菌剂之前将海水的pH调节为5-7，从而使得能够提高杀菌效果。如果在供给杀菌剂之前向海水供给酸而将海水的pH调节为5-7，海水中游离余氯的形式在供给杀菌剂之后几乎是全是次氯酸(HOCl)，这改善了杀菌效果。因此，优选将海水的pH调节为5-7。如果海水的pH小于5，游离余氯的形式是次氯酸和Cl2。如果pH超过7，游离余氯的形式是次氯酸和次氯酸根离子(OCl-)。 在任何这些情况下，次氯酸(HOCl：杀菌效果是其它形式的100倍)的比例低，因此降低了杀菌效果。作为供给的酸，使用盐酸或硫酸。 
在使用杀菌剂进行处理之后，在压载水中加入碱试剂例如氢氧化钠，以由此防止发生紊乱(disorders)，即使将海水排入周围海域。作为碱试剂，优选使用亚硫酸钠。这是因为亚硫酸钠具有分解余氯的能力。 
虽然在上述实施例中使用硫代硫酸钠作为杀菌剂，但可使用过乙酸。在这种情况下，将过乙酸保存在10℃或更低的温度下以防止其自身分解。作为杀菌剂分解剂，优选使用硫代硫酸钠或亚硫酸钠。 
在上述实例中，杀菌剂供给装置用于杀菌。然而，可使用紫外线辐射装置来代替杀菌剂供给装置。紫外线辐射装置具有的结构是，其中紫外灯安装在海水流经的管中或者安装在储存海水的容器中，以用某一强度的紫外光照射海水并保持杀灭细菌所必需的时间。当使用紫外线辐射装置时，不使用杀菌剂且没有必要通过使用杀菌剂分解剂来分解杀菌剂，并且同样不存在对作为杀菌剂副产物的有害物质的担忧。 
[实施方案2] 
图2是根据本发明第二实施方案的示意性视图。将相同的标记标在与实施方案1的那些相同的部件上。该实施方案与实施方案1的不同点在于，在向海水供给氯杀菌剂之后保存海水，使用过氧化氢进行处理并且使用第二文丘里管。具体地，在将经过滤器过滤的海水引入到第一文丘里管内之前向其供给氯杀菌剂。通过在文丘里管中产生的空化将氯杀菌剂扩散在海水中，使得杀菌效果提高。然后，将海水在存储槽中保存规定时间，其后向海水供给过氧化氢，之后将海水引入到第二文丘里管内。通过在第二文丘里管中产生的空化将过氧化氢扩散在海水中。 
在该实施方案中，在向海水供给氯杀菌剂之后，将海水引入到存 储槽内并将海水容纳在该存储槽中，容纳时间仅为通过有效氯杀灭细菌所需的时间，从而进行杀菌处理。将过氧化氢供给至从存储槽排放的海水中以减少余氯，从而使氯丧失其作用，由此限制三氯甲烷的产生，并且还通过过氧化氢杀灭没有被完全杀灭而留下来的浮游生物。将以这种方式进行处理既杀灭细菌又杀灭浮游生物的海水加至压载舱。换言之，在向海水供给氯杀菌剂之后，将其中使得存在有效氯的海水保存在存储槽中，保存时间足以杀灭细菌，并且该时间在期间可防止产生三卤甲烷的时间内。然后供给过氧化氢以还原余氯，由此使氯丧失其作用，从而抑制三卤甲烷的产生。 
如图2中所示的根据该实施方案的压载水处理装置，其具有如下结构。海水进水管道1将海水引入容器内。粗过滤器2除去由海水进水管道1引入的海水中的粗物质。泵3引入海水或者将压载舱9(随后将对其进行说明)中的压载水加至过滤器4。过滤器4除去存在于经粗过滤器2除去粗物质的海水中的浮游生物。杀菌剂供给装置5A向经过滤器4过滤的海水供给氯杀菌剂以杀灭细菌。第一文丘里管7A引入其中加入杀菌剂的海水(滤过的水)，并且在海水中产生空化以杀伤或杀灭细菌和水生生物以及还扩散氯杀菌剂。存储槽14容纳由第一文丘里管7A排出的海水，并容纳规定时间。过氧化氢供给装置15向由存储槽14供给的海水供给过氧化氢。过氧化氢分解剂供给装置6A向其中已加入过氧化氢的海水供给过氧过氧化氢分解剂。将其中已加入过氧化氢和过氧化氢分解剂的海水供给至第二文丘里管7B。通过第二文丘里管7B将过氧化氢和过氧化氢分解剂扩散在海水中。处理水给水管8将其中已加入过氧化氢和过氧化氢分解剂的处理海水加至压载舱9(随后将对其进行说明)。压载舱9容纳由处理水给水管道8供给的海水。排水管道10将压载舱9中的处理压载水排入海中。未处理海水给水管道11将未处理的海水加至压载舱9内。压载水供给管道12将压载舱9中的未处理压载水加至过滤器4侧。处理水排放管道13将未处理压载水经处理后得到的压载水排入海中。 
将对各个装置进行更加详细的说明。在本文中，粗过滤器和过滤器与实施方案1相同，省略对这些部件的说明。 
<氯杀菌剂供给装置> 
杀菌剂供给装置5A用于向经过滤器4过滤且被引入文丘里管7A内的海水供给杀菌剂以杀灭细菌。作为氯杀菌剂，可使用次氯酸钠、次氯酸钙或氯气。 
供给的氯杀菌剂优选使得海水中有效氯的量以重量计为0.1-100mg/L。该原因是，如果在供给氯杀菌剂时有效氯的重量浓度小于0.1mg/L，有效氯与水中的还原性物质或有机物质反应而被消耗，因此不能杀灭细菌和浮游生物，但如果有效氯的重量浓度大于100mg/L，则存在有关腐蚀问题和氯杀菌剂的消耗以及次氯酸钠贮存容器尺寸增大的问题，导致高费用。将氯杀菌剂引入第一文丘里管7A的上游侧和/或第一文丘里管7A中。 
<第一文丘里管> 
将滤过的水引入第一文丘里管7A内，在文丘里管7A中将氯杀菌剂分散在滤过的水中。第一文丘里管7A将氯杀菌剂扩散在海水中，而且还通过空化将穿过过滤器4的细菌和浮游生物杀伤或杀灭。在本文中，第一文丘里管7A的结构和作用与第一实施方案中的那些相同，因此省略对第一文丘里管7A的说明。 
将氯杀菌剂供给至第一文丘里管7A的上游侧和/或第一文丘里管7A的喉部。给出以下要点作为通过向第一文丘里管7A的上游侧供给氯杀菌剂所得到的优点。当向文丘里管7A的上游侧供给氯杀菌剂时，在杀菌剂到达产生空化的第一文丘里管7A喉部时，氯杀菌剂可在通道内的海水中扩散至一定程度。然后，当扩散至一定程度的氯杀菌剂到达第一文丘里管7A的喉部时，通过空化可进一步促进氯杀菌剂的扩散和混合。由于该原因，可促进氯杀菌剂渗透入细菌中，并且可进一步 提高氯杀菌剂的效果。为了向第一文丘里管7A的上游侧供给氯杀菌剂，将用于引入氯杀菌剂的注入口布置在第一文丘里管7A的通道上游侧中。当向第一文丘里管7A的喉部供给氯杀菌剂时，氯杀菌剂被文丘里管7A的射流作用自动吸入，因此不需要用于供给氯杀菌剂的供给泵。 
在上述实例中，文丘里管用作在海水中快速扩散氯杀菌剂的装置。然而，除文丘里管外，可使用旋转搅动叶片的静止混合器或搅拌器作为具有扩散作用的装置，所述搅动叶片在海水通道中产生搅拌流动。 
<存储槽> 
存储槽14保存其中加入并扩散有氯杀菌剂的海水，以使由氯杀菌剂所产生的有效氯与细菌接触规定时间。该固定时间表示的时间是指，该时间足以杀灭细菌并且在可防止产生三卤甲烷的时间内。从抑制三卤甲烷产生的观点看，优选将保留时间的上限设为10分钟。此外，有理由认为，如果提高余氯的浓度，可显著缩短将细菌与有效余氯相接触以杀灭细菌所需的时间。然而，考虑到在将大量海水加至压载舱的过程中存储槽的布置和操作方便，在设定保持时间时，优选的下限是0.05分钟。 
如果将海水和有效余氯之间的接触时间即保留时间设为0.05-10分钟，可抑制三卤甲烷的产生，而且同样可取决于进行处理的海水，通过将有效余氯的浓度适当调节为0.1-100mg/L来杀灭细菌。因此，布置了存储槽，该容器确保从供给氯杀菌剂时起直至供给过氧化氢时为止所用的时间(即保留时间)为0.05-10分钟，使得接触时间为0.05-10分钟，由此可将细菌杀灭降低至处理标准。 
为了将海水保存规定时间，该时间从供给氯杀菌剂时起直至供给过氧化氢时为止，限定存储槽14的尺寸和形状并且使海水以规定的流速流动。例如，在舱中提供多个分区，以由此形成长通道，从而确保 在舱内的保留时间。作为可选方案，可采用这样一种结构，在该结构中，存储槽14由简单的储存容器组成，并且打开排放闸或运行排放泵，使得当将海水储存规定时间时将海水排放。此外，可将通过其加入海水的管进行设计，使得其可被用作存储槽。此外，可通过改造压载舱9的一部分来形成存储槽14。如果压载舱9的一部分用作存储槽14，不需要新安装存储槽14，使得易于将该***用于已有船舶，由此可减少安装费用。 
<过氧化氢供给装置> 
过氧化氢供给装置15向海水中供给过氧化氢，所述海水中加有氯杀菌剂并在存储槽14中保存规定时间，以还原剩留在海水中的有效氯而使有效氯丧失其作用，从而限制三卤甲烷的产生。为了将过氧化氢扩散在海水中，优选在通道中设置第二文丘里管7B，通过所述通道将海水从存储槽14排出，并且优选在第二文丘里管7B的上游侧上设置过氧化氢供给装置15。这这种情况下，使用双氧水作为供给的上述过氧化氢。 
<过氧化氢分解剂供给装置> 
过氧化氢分解剂供给装置6A向海水供给过氧化氢分解剂，所述海水供给有来自过氧化氢供给装置15的过氧化氢。如果将过氧化氢分解剂供给至其中已加入过氧化氢的海水，剩留在海水中的过氧化氢被分解，从而限制排放对海洋的影响。作为过氧化氢分解剂，可使用将过氧化氢还原并分解的酶或还原剂，例如，如过氧化氢酶的酶、亚硫酸钠、重亚硫酸钠和硫代硫酸钠。 
<第二文丘里管> 
将其中加入过氧化氢和过氧化氢分解剂的海水引入第二文丘里管7B内。第二文丘里管7B将过氧化氢和过氧化氢分解剂扩散在海水中。优选提供第二文丘里管7B，因为第二文丘里管7B具有大的扩散作用以及还具有通过空化杀灭浮游生物的作用。可以将引入过氧化氢的注 入口和引入过氧化氢分解剂的注入口设置在用以从存储槽14排放海水的通道中，而不是设置在第二文丘里管7B中。 
接着，关于以上述方式构成的压载水处理装置，将提供关于在将海水引入压载舱9时通过使用杀菌剂对海水进行处理的情况的说明。 
当运行泵3时，船舶由海水进水管道1引入海水。此时，粗过滤器2将存在于海水中的各种大小的杂质和水生生物之中尺寸为约10mm或更大的粗物质除去。将除去粗物质的海水引入到过滤器4内以除去具有与过滤器4的筛孔相对应尺寸的浮游动物、浮游植物等。通过将包括过滤器2和4的过滤器进行返洗，使由过滤器2和4所截获的水生生物等返回至海中。即使将这些过滤器残留物返回至海中，它们也不会影响生态***，因为它们被返回至相同海域。换言之，因为在该实例中，压载水在其由船舶引入时经过处理，用于在过滤器2和4中进行返洗的水可按原样排放。 
将杀菌剂由杀菌剂供给装置5A供给至经滤器4过滤的海水中，所述杀菌剂供给装置5A例如在第一文丘里管7A的上游侧，并且将其中加入氯杀菌剂的海水引入到文丘里管7A内。在文丘里管7A中，根据前述机理产生空化，这促进了氯杀菌剂在海水中的扩散，致使杀菌效果提高。此外，通过空化，将冲击压力、剪力、高温和具有强氧化能力的OH自由基的影响作用到海水中的水生生物上，其结果是这些水生生物被杀伤或杀灭。 
将其中氯杀菌剂由第一文丘里管7A扩散的海水加至压载舱14并在那里保存规定时间，在压载舱14中，由氯杀菌剂产生的有效氯对海水进行杀菌以杀灭细菌。海水在存储槽14中所需的保存时间为0.05-10分钟，以便在保留期间充分杀灭细菌并且将余氯所产生的三卤甲烷的量限制至最低水平。 
在将海水于存储槽14中保存规定时间之后，将过氧化氢供给至由存储槽14排放的该海水中，以使余氯丧失其作用，从而抑制三卤甲烷的产生并且杀灭存活的浮游生物。另外，使第二文丘里管7B的空化作用于浮游生物以杀伤或杀灭浮游生物，从而促进过氧化氢渗透入浮游生物中以增强过氧化氢的作用。此外，由过氧化氢分解剂供给装置6A向其中已加入过氧化氢的海水供给过氧化氢分解剂，以分解剩留在海水中未除去的过氧化氢，从而在将该海水排放入海洋时使排放的海水的影响最小。因此，通过处理水给水管道8将海水储存在压载舱9中，并在排放压载水时通过排水管道10将其排放入海中。 
在上述实施方案中，如上所述，通过过滤器4将尺寸为10-200μm或更大的浮游动物和浮游植物除去，并向海水中供给氯杀菌剂，然后将该海水保存规定时间以由此杀灭细菌。此外，还原余氯以使其丧失作用，而且通过供给过氧化氢杀灭即使在用氯杀菌剂进行处理后仍存活的浮游生物。其结果是，可得到用于获得完全符合IMO压载水处理标准的压载水的处理方法，并且可抑制由余氯产生的三氯甲烷。 
此外，氯杀菌剂和过氧化氢充分扩散在海水中，因此通过将已供给氯杀菌剂和过氧化氢的海水引入文丘里管内可提高杀灭细菌和浮游生物的效果。此外，由于文丘里管的空化杀伤浮游生物，促进了氯杀菌剂和过氧化氢的渗透，使得它们的效果得以改善。因此有可能杀灭对氯杀菌剂和过氧化氢具有强耐受性细菌和浮游生物。此外，可比单独使用这些化合物中的每一种的情况下进一步减少加入的氯杀菌剂和过氧化氢的量。 
虽然在上述实例中将氯杀菌剂供给至文丘里管7的上游侧和/或文丘里管7的喉部，但还可将其供给至文丘里管7的下游侧。在将氯杀菌剂供给至文丘里管的下游侧的情况中，可获得以下效果。具体地，通过空化将附着于浮游生物的细菌分离，因此使氯杀菌剂在文丘里管7的下游侧作用于这些被分离的细菌，从而使得有可能提高杀菌效果。 此外，使氯杀菌剂渗透入活的但其表皮已经被空化所损伤的浮游生物体内以提高杀菌效果。由于该原因，可杀灭对氯杀菌剂具有强耐受性的浮游生物，并且可比单独使用氯杀菌剂进行处理的情况下进一步降低氯杀菌剂的量。此外，当供给过氧化氢时，通过将其供给至文丘里管的下游侧也提供了同样的效果。 
在上述实例中，假定在将海水引入压载舱时使用氯杀菌剂进行处理。然而，可在由船舶引入海水时或者在排放海水时或者这两个时间进行处理。根据相关海域中存活的微生物的量和船舶的航行状况，可确定使用氯杀菌剂进行处理的时间。 
既可在将海水引入压载舱9时又可在将海水由压载舱9排放时使用氯杀菌剂进行处理。在这种情况下，在引入海水时通过未处理海水给水管道11将未处理的海水加至压载舱9。当将该压载水由压载舱9排出时，运行排出泵，通过压载水供给管道12将储存在压载舱9中的压载水(未处理)供给至过滤器4，然后以上述同样方式对该压载水进行处理。通过处理水排放管道13将处理过的压载水排入海中。在这种情况下，没有必要留下可使得压载舱中的压载水保持处理标准的过氧化氢。因此，供给的过氧化氢的量可仅够还原余氯和杀灭浮游生物。 
此外，既可在将海水引入压载舱时又可在将海水由压载舱排出时使用氯杀菌剂进行处理。在这种情况下，在排出压载水时可稍微进行处理。 
[实施方案3] 
图3是根据本发明第三实施方案的示意性视图。将相同的标记标在与实施方案1的那些相同的部件上。该实施方案与实施方案1的不同点在于，在向海水供给氯杀菌剂之后保存海水，供给氯还原剂，使用第二文丘里管和进行活性炭处理。具体地，在将经过滤器过滤的海水引入到第一文丘里管内之前向其供给氯杀菌剂。通过在第一文丘里 管中产生的空化将氯杀菌剂扩散在海水中。然后，将海水在存储槽中保存规定时间，其后向海水供给氯还原剂，之后将该海水引入第二文丘里管内。通过在第二文丘里管中产生的空化将氯还原剂扩散在海水中。将由第二文丘里管排放的海水进一步进行活性炭处理。 
在该实施方案中，在向海水供给氯杀菌剂之后，将海水引入到存储槽内并将海水容纳在该存储槽中，容纳时间仅为通过有效氯杀灭细菌和浮游生物所需的时间，从而进行杀菌处理。将氯还原剂供给至从存储槽排放的海水中以还原余氯，从而使余氯丧失其作用，由此抑制三氯甲烷的产生。然后在活性炭处理装置中通过活性炭来减少海水中余氯以抑制三卤甲烷的产生，以及使存储槽中所产生的三卤甲烷附在活性炭上并去除。将其中细菌和浮游生物被杀灭且三卤甲烷的产生被抑制的海水加至压载舱。 
如图3中所示的实施方案的压载水处理装置，其具有如下结构。海水进水管道1将海水引入船舶中。粗过滤器2除去由海水进水管道1引入的海水中的粗物质。泵3引入海水或者将压载舱9(随后将对其进行说明)中的压载水加至过滤器4。过滤器4除去存在于经过滤器2除去粗物质的海水中的浮游生物。氯杀菌剂供给装置5A向经过滤器4过滤的海水供给氯杀菌剂以杀灭细菌。第一文丘里管7A引入其中已加入氯杀菌剂的海水(滤过的水)，并且在海水中产生空化以杀灭细菌和水生生物，以及还扩散氯杀菌剂。存储槽14容纳其中已加入氯杀菌剂的海水，并容纳规定时间。氯还原剂供给装置6B向由存储槽14供给的海水中供给氯还原剂。第二文丘里管7B引入其中加有氯杀菌剂的海水，以产生空化，从而将氯还原剂扩散在海水中。活性炭处理装置16引入其中已加入氯还原剂的处理海水，以进行活性炭处理。处理水给水管8将已用活性炭进行处理的海水加至压载舱9(随后将对其进行说明)。压载舱9储存由处理水给水管8供给的处理过的海水。排水管道10将压载舱9中储存的压载水排放入海中。未处理海水给水管道11将未处理的海水加至压载舱9。压载水供给管道12将压载舱9中的未 处理压载水加至过滤器4侧。处理水排放管道13将未处理压载水经处理后得到的压载水排放入海中。 
将对各个装置进行更加详细的说明。在本文中，粗过滤器和过滤器与实施方案1中相同，省略对这些部件的说明。 
<氯杀菌剂供给装置> 
氯杀菌剂供给装置5A用于在将海水引入文丘里管7A内之前向海水供给氯杀菌剂，以杀灭细菌和浮游生物。作为氯杀菌剂，可使用次氯酸钠、次氯酸钙和氯气。 
供给的氯杀菌剂优选使得海水中有效氯的量以重量计为5-100mg/L。该原因是，如果在供给氯杀菌剂时有效氯的重量浓度小于5mg/L，有效氯与水中的还原性物质或有机物质反应而被消耗，因此不能够杀灭细菌和浮游生物，但如果有效氯的重量浓度大于100mg/L，则存在增加所产生的三卤甲烷的量的问题，有关腐蚀问题和氯杀菌剂的费用以及次氯酸钠贮存容器尺寸增大的问题，导致高费用。将氯杀菌剂引入第一文丘里管7A的上游侧和/或第一文丘里管7A中。 
<第一文丘里管> 
将其中加入氯杀菌剂的滤过的水引入到第一文丘里管7A内，在文丘里管7A中将氯杀菌剂分散在滤过的水中。第一文丘里管7A将氯杀菌剂扩散在海水中，而且还通过空化将穿过过滤器4的浮游生物杀伤或杀灭。在本文中，第一文丘里管7A的结构和作用与第一实施方案中的那些相同，因此省略对第一文丘里管7A的说明。 
将氯杀菌剂供给至第一文丘里管7A的上游侧和/或第一文丘里管7A的喉部。给出以下要点作为通过向第一文丘里管7A的上游侧供给氯杀菌剂所得到的优点。当向第一文丘里管7A的上游侧供给氯杀菌剂时，在氯杀菌剂到达产生空化的第一文丘里管7A喉部时，氯杀菌剂可 在通道内的海水中扩散至一定程度。然后，当扩散至一定程度的氯杀菌剂到达第一文丘里管7A的喉部时，通过空化可进一步促进氯杀菌剂的扩散和混合。由于该原因，更加促进了氯杀菌剂渗透入细菌中，并且可进一步提高氯杀菌剂的效果。为了向文丘里管7A的上游侧供给氯杀菌剂，将用于引入氯杀菌剂的注入口设置在第一文丘里管7A的通道上游中。当向第一文丘里管7A的喉部供给氯杀菌剂时，氯杀菌剂被文丘里管7A的射流作用自动吸入，因此不需要用于供给氯杀菌剂的供给泵。 
在上述实例中，使用文丘里管作为用于在海水中快速扩散氯杀菌剂的装置。然而，除文丘里管外，可使用旋转搅动叶片的静止混合器或搅拌器作为具有扩散作用的装置，所述搅动叶片在海水通道中产生搅拌流动。 
<存储槽> 
存储槽14保存其中已加入并扩散有氯杀菌剂的海水，以使由氯杀菌剂所产生的有效氯与细菌和浮游生物接触规定时间。该固定时间是指，该时间足以杀灭细菌并且在可防止产生三卤甲烷的时间内。从抑制三卤甲烷产生的观点看，优选将保留时间的上限设为20分钟。此外，有理由认为，如果提高余氯的浓度，可显著缩短使细菌与有效余氯相接触以杀灭细菌所需的时间。然而，考虑到在将大量海水加至压载舱的过程中存储槽的设置和操作方便，在设定保持时间时，优选的下限是0.5分钟。 
如果将海水和有效余氯之间的接触时间即保留时间设为0.5-20分钟，可抑制三卤甲烷的产生，而且可取决于进行处理的海水，通过将氯杀菌剂的有效余氯的浓度适当调节为5-100mg/L来杀灭细菌。因此，设置这样的存储槽，该舱确保从供给氯杀菌剂时起直至供给氯还原剂时为止所用的时间(即保留时间)为0.5-20分钟，使得接触时间为0.5-20分钟，由此可将细菌杀灭降低至处理标准。 
为了将海水保存规定时间，该时间从供给氯杀菌剂时起直至供给氯还原剂时为止，限定存储槽14的尺寸和形状并且使海水以规定的流速流动。例如，在舱中提供多个分区，从而形成长通道，由此确保在容器内的保留时间。作为可选方案，可采用这样一种结构，在该结构中，存储槽14由单一的储存容器组成，并且打开排放闸或运行排放泵，使得在将海水储存规定时间时将海水排放。此外，可将通过其进行海水加入的管进行设计，使得其可被用作存储槽。此外，可通过改造压载舱9的一部分来形成存储槽14。如果压载舱9的一部分用作存储槽14，不需要新安装存储槽14，使得易于将该***用于已有船舶，由此可减少安装费用。 
<氯还原剂供给装置> 
氯还原剂供给装置6B向海水中供给氯还原剂，所述海水中加有氯杀菌剂并在存储槽14中保存了规定时间，以还原剩留在海水中的有效氯而使有效氯丧失其作用，从而限制三卤甲烷的产生。为了将氯还原剂扩散在海水中，优选在通道中设置第二文丘里管7B，通过所述通道将海水由存储槽14排出，并且优选在图3中所示第二文丘里管7B的上游侧设置氯还原剂供给装置6B。在这种情况下，从费用和易操作性的观点看，优选使用硫代硫酸钠、亚硫酸钠或重亚硫酸钠作为供给的氯还原剂。双氧水可用作上述氯还原剂。 
<第二文丘里管> 
将其中已加入氯还原剂的海水引入第二文丘里管7B内。第二文丘里管7B促进了海水中氯还原剂的扩散效果，并且还促进了通过氯还原剂还原剩留的未处理有效氯的效果，以使有效氯丧失其作用。其结果是，抑制了三卤甲烷的产生。优选使用第二文丘里管7B是因为这改善了扩散效果并且还通过空化产生杀灭浮游生物的效果。可以将引入氯还原剂的注入口设置在通过其从存储槽14排放海水的通道中，而不是设置在第二文丘里管7B内。 
<活性炭处理装置> 
活性炭处理装置16通过活性炭来减少余氯，以抑制三氯甲烷的产生并且使活性炭吸附于存储槽7中所产生的三卤甲烷而将这些三卤甲烷除去。使由活性炭处理装置16进行处理的海水储存在压载舱9中。通过将使用活性炭的处理与使用氯还原剂的处理相组合，可必然消除余氯的作用。此外，这些处理的组合使得能够例如将活性炭处理装置16制得更小并且减少使用的活性炭的量。 
作为活性炭处理装置16，可使用其中使活性炭在容器中轻微流动的装置(通过调节活性炭的形状和尺寸，或者通过调节海水的流速)或者其中用活性炭进行填塞的装置。如果使用粒状活性炭，可以使活性炭易于轻微地流动，并且还可将活性炭简单地更换。此外，可通过改造压载舱9的一部分来提供活性炭处理装置16。如果使用压载舱9的一部分作为活性炭处理装置16，不需要新安装活性炭处理装置16。这使得易于改造已有船舶，并有可能较少安装费用。 
接着，关于以上述方式构成的压载水处理装置，将提供关于在将海水引入压载舱9时通过使用杀菌剂对海水进行处理的情况的说明。 
当运行泵3时，船舶由海水进水管道1引入海水。此时，粗过滤器2将存在于海水中的各种大小的杂质和水生生物之中尺寸为约10mm或更大的粗物质除去。将除去粗物质的海水引入到过滤器4内以除去具有与过滤器4的筛孔相对应尺寸的浮游动物、浮游植物等。通过将包括过滤器2和4的过滤器进行返洗，使由过滤器2和4所截获的水生生物等返回至海中。即使将这些由过滤器4截获的水生生物返回至海中，它们也不会影响生态***，因为它们被返回至相同海域。换言之，因为在该实例中，压载水在其由船舶引入时经过处理，用于在过滤器2和4中进行返洗的水可按原样排放。 
在例如第一文丘里管7A的上游侧，由杀菌剂供给装置5A向经过滤器4过滤的海水供给杀菌剂，并将其中已加入氯杀菌剂的海水引入到文丘里管7A内。在文丘里管7A中，根据前述机理产生空化，这促进了氯杀菌剂在海水中的扩散，使得杀菌效果提高。此外，通过空化，将冲击压力、剪力、高温和具有强氧化能力的OH自由基作用于海水中的水生生物上，其结果是这些水生生物被杀伤和杀灭。 
将其中氯杀菌剂由第一文丘里管7A扩散的海水引入到压载舱14内并在那里保存规定时间，在压载舱14中，由氯杀菌剂产生的有效氯对海水进行杀菌以杀灭细菌。海水在存储槽14中所需的保存时间为0.5-20分钟，以在保留期间充分杀灭细菌并且将由余氯所产生的三卤甲烷的量限制得尽可能小。 
在将海水于存储槽14中保存规定时间之后，将氯还原剂供给至由压载舱14排放的该海水中，并且通过第二文丘里管7B的空化将所述氯还原剂扩散在海水中，以还原余氯，从而抑制三卤甲烷的产生。此外，浮游生物还被第二文丘里管7B的空化杀灭。然后，将其中已加入氯还原剂的海水引入到活性炭处理装置16内以减少余氯，从而抑制三卤甲烷的产生，并且还使活性炭吸附在存储槽14中所产生的三卤甲烷而将它们除去。然后，通过处理水给水管道8将海水储存在压载舱9中，并在排放压载水时通过排水管道10将其排放入海中。 
在上述实施方案中，如上所述，通过过滤器4将尺寸为10-200μm或更大的浮游动物和浮游植物除去，并且向海水供给氯杀菌剂，然后将海水保存规定时间以由此杀灭细菌和浮游生物。然后，供给氯还原剂以还原余氯，从而使余氯丧失其作用，由此抑制由余氯产生三卤甲烷。此外，通过活性炭减少余氯以抑制三卤甲烷的产生，并且还通过活性炭吸附在存储槽14中所产生的三卤甲烷并将它们除去。其结果是，可得到用于获得完全符合IMO压载水处理标准的压载水的处理方法，并且可抑制由余氯产生三氯甲烷。 
此外，氯杀菌剂充分扩散在海水中，因此通过将其中已供给有氯杀菌剂的海水引入文丘里管内可提高杀灭细菌和浮游生物的效果。此外，由于文丘里管的空化促进氯杀菌剂渗透入生物体中，使得其效果得以改善。因此有可能杀灭对氯杀菌剂具有强耐受性的细菌和浮游生物。此外，可比单独使用氯杀菌剂的情况下进一步减少加入的氯杀菌剂的量。 
在该情况下，可采取这样的方法，在该方法中，仅使用活性炭处理装置16而不供给氯还原剂，由活性炭来减少海水中余氯，从而抑制三卤甲烷的产生，并且通过活性炭吸附在存储槽14中所产生的三卤甲烷而将这些三卤甲烷除去。取决于向海水中供给的氯杀菌剂的量，在活性炭处理装置16中将处理海水所需的时间设为0.5-20分钟，使得余氯被充分减少和分解，并且吸附产生的三卤甲烷而除去这些三卤甲烷。进行活性炭处理以减少余氯和吸附三卤甲烷所需的时间取决于向海水中供给的氯杀菌剂的量而不同。然而，如果氯杀菌剂的量在其实际范围内，经过0.5-20分钟的处理时间有可能减少余氯，以抑制三卤甲烷的产生并且使活性炭吸附三卤甲烷而将它们除去。如果处理时间短于0.5分钟，不能够充分吸附三卤甲烷。另一方而，如果处理时间长于20分钟，增加了活性炭处理装置的规模，在将其固定在船舶上时引起空间问题，并且引起在压载舱中注入压载水需要更长时间的问题。 
在上述实施方案中，设计成使得通过文丘里管7A将氯杀菌剂扩散，并然后通过文丘里管7B将氯还原剂扩散。然而，可使用旋转搅动叶片的静止混合器或搅拌器来代替文丘里管，所述搅动叶片在海水通道中产生搅拌流动。 
此外，可通过改造压载舱9的一部分来提供存储槽14和活性炭处理装置16。如果使用压载舱9的一部分作为存储槽14和活性炭处理装置16，不需要新安装存储槽14和活性炭处理装置16。这使得易于将 该结构应用于已有船舶，并有可能减少安装费用。 
在上述实例中，存在的假设是，在将海水引入压载舱时使用氯杀菌剂进行处理。然而，可在由船舶引入海水时或者在排放海水时或者这两个时间进行处理。选择什么时间使用氯杀菌剂进行处理，可根据存活在相关海域中微生物的量以及船舶的航行状况进行确定。既可在将海水引入压载舱9中时又可在从压载舱9排放海水时使用氯杀菌剂进行处理。 
在引入海水时，通过海水(未处理的)给水管道11将未处理的海水加至压载舱9。当从压载舱9排放压载水时，运行泵3以将储存在压载舱9中的压载水(未处理)经压载水供给管道12供给至过滤器4，然后以上述同样方式对其进行处理。通过处理水排放管道13将处理过的压载水排入海中。 
此外，既可在将海水引入压载舱中时又可在从压载舱排放海水时使用氯杀菌剂进行处理。在这种情况下，可在将压载水排出时可稍微进行处理。 
使用根据第二实施方案的压载水处理装置，进行了杀灭海水中细菌和浮游生物的实验。向海水中供给作为氯杀菌剂的次氯酸钠，使得有效氯的量为20mg/L。海水在存储槽中保存0.5分钟，然后向海水供给60mg/L的过氧化氢。在处理之前的未净化海水中，存活有1.7×105 个/m3的尺寸为50μm或更大的浮游动物和1.2×105cfu/100mL的大肠杆菌。经过上述处理之后，浮游动物的数目降至4个/m3且大肠杆菌的量降至低于作为检测限的1cfu/100mL，因此得到了符合IMO压载水标准的结果。此外，在存储槽排出的海水中三卤甲烷的浓度相当低约为0.002mg/L，并且即使在供给过氧化氢5小时之后的海水中还维持相当低的0.002mg/L的浓度，从而证实不存在有关压载水对环境的影响问题。 
此外，在供给过氧化氢之后五天残留的过氧化氢浓度为34mg/L，因此过氧化氢保留了足够的浓度，从而证实抑制了浮游生物的再生。当向五天之后的海水中供给120mg/L的重亚硫酸钠时，过氧化氢的浓度降至0.1mg/L或更低，该浓度低于检测限，从而证实过氧化氢被分解。 
[参考数字的解释] 
1海水进水管道 
2粗过滤器 
3泵 
4过滤器 
5，5A(氯)杀菌剂供给装置 
6杀菌剂分解剂供给装置 
6A过氧化氢分解剂供给装置 
6B氯还原剂供给装置 
7，7A，7B文丘里管 
8处理水排放管道 
9压载舱 
10处理水排放管道 
11未处理海水给水管道 
12压载水供给管道 
13处理水排放管道 
14存储槽 
15过氧化氢供给装置 
16活性炭处理装置 

Claims (15)

1.一种压载水处理装置，其包括：
过滤海水以截获水生生物的过滤器；
向过滤的海水中供给杀菌剂的杀菌剂供给装置；
引入添加了杀菌剂的海水，以在该海水中产生空化的文丘里管装置，所述文丘里管装置通过平行布置多个文丘里管而制成；和
杀菌剂分解剂供给装置，该装置向添加了杀菌剂的海水供给杀菌剂分解剂。
2.一种压载水处理装置，其包括：
过滤海水以截获水生生物的过滤器；
向过滤的海水中供给杀菌剂的杀菌剂供给装置；和
引入添加了杀菌剂的海水，以在该海水中产生空化的文丘里管装置，其中所述文丘里管装置通过平行布置多个文丘里管而制成。
3.根据权利要求1或2的压载水处理装置，其中，所述杀菌剂供给装置具有杀菌剂注入口，所述杀菌剂注入口在过滤的海水供给通道的截面中向所述文丘里管装置注入杀菌剂，所述杀菌剂注入口沿通道截面的各个径向和周缘方向以多个进行布置。
4.根据权利要求1或2的压载水处理装置，其中，所述杀菌剂供给装置具有杀菌剂注入部，所述杀菌剂注入部向所述文丘里装置的文丘里管的喉部注入杀菌剂。
5.根据权利要求1或2的压载水处理装置，其特征在于，所述过滤器具有10-200μm的筛孔。
6.根据权利要求1或2的压载水处理装置，还包括杀菌剂供给量控制装置，该装置测量所述过滤器内的压差，基于测得的值对由所述杀菌剂供给装置供给的杀菌剂的量进行控制。
7.根据权利要求1或2的压载水处理装置，还包括：
水质测量装置，该装置测量待被引入到所述过滤器内的海水或由所述过滤器过滤的海水的浊度或吸光度；和
杀菌剂供给量控制装置，该装置基于由所述水质测量装置测得的浊度或吸光度对由所述杀菌剂供给装置供给的杀菌剂的量进行控制。
8.根据权利要求1或2的压载水处理装置，其中所述杀菌剂是次氯酸钠，该装置还包括：
氧化还原电位测量装置，该装置测量添加了杀菌剂的海水的氧化还原电位；和
杀菌剂供给量控制装置，该装置基于由所述氧化还原电位测量装置测得的氧化还原电位对由所述杀菌剂供给装置供给的杀菌剂的量进行控制。
9.根据权利要求1或2的压载水处理装置，其中所述杀菌剂是次氯酸钠，该装置还包括：
通过海水的电解产生次氯酸钠的装置。
10.一种压载水处理方法，其包括：
过滤海水以截获水生生物的过滤步骤；
向过滤的海水供给杀菌剂的杀菌剂供给步骤；
将添加了杀菌剂的海水引入文丘里管装置内以在该海水中产生空化的空化处理步骤，所述空化处理步骤中使用的文丘里管装置通过平行布置多个文丘里管而制成；和
向添加了杀菌剂的海水供给杀菌剂分解剂的杀菌剂分解剂供给步骤。
11.根据权利要求10的压载水处理方法，其中，所述过滤步骤中使用的过滤器具有10-200μm的筛孔。
12.根据权利要求10的压载水处理方法，其中，在所述空化处理步骤中，对供至文丘里管的海水的量进行设定，使得文丘里管喉部的流速为10-40米/秒。
13.根据权利要求10的压载水处理方法，其中，在所述空化处理步骤中，对供至文丘里管的海水的量进行设定，使得压头损失为5-40m。
14.根据权利要求10的压载水处理方法，
其中，杀菌剂是次氯酸钠，并且
在杀菌剂供给步骤中调节杀菌剂的供给量，使得海水中有效氯的重量浓度为1-100mg/L。
15.根据权利要求10的压载水处理方法，
其中，杀菌剂是次氯酸钠，并且
在杀菌剂供给步骤中，调节杀菌剂的供给量，使得添加了杀菌剂的海水的氧化还原电位为800mV或更高。
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