CN104016533A - 船舶压载水处理方法 - Google Patents

Abstract

一种船舶压载水处理方法，包括下列步骤：1)将海水通过过滤器过滤；2)进行臭氧氧化杀菌；3)进行超声波空化杀菌；4)进行紫外杀菌；5)通入压载仓作为压载水；6)压载过程结束后，对过滤器用海水进行反冲洗；7)压载水排出前，再次按步骤2)、3)和4)进行处理；8)将处理合格后的压载水排出。本发明结合了臭氧氧化杀菌、超声波空化灭菌、紫外光辐照杀菌三者的协同作用，设备体积小、能耗低、处理效率高、适用范围广。并可通过增减臭氧发生器、超声波换能器、低压汞灯的个数来灵活调整处理规模，处理能力可在20-5000m³/h。可在杀死微生物的同时降解海水中的有机污染物，提高排放压载水的水质。

Description

船舶压载水处理方法

技术领域

本发明涉及水处理，尤其涉及一种船舶压载水处理方法。

背景技术

随着全球航运经济的快速发展，船舶越来越多、体积越变越大，船速也越来越快。压载水是船舶安全航行的重要保证。据估计，目前全球船舶携带的压载水每年大约有120亿吨，并随着航运业的发展仍在逐年递增中，每天存在于船舶压载水中随船周游世界的生物超过4500种，即使经过数月的航程，许多种细菌、植物和动物仍能存活于压载水及其沉积物中。海船压载水中的生物在全世界范围内的迁徙所造成的生物入侵和流行病传播等对海洋环境和人类的侵害事件屡有发生，已经引起国际社会的广泛关注，全球环境基金组织(Global Environment Facility简称GEF)确认其为危害海洋的四大威胁之一。2004年2月，在英国伦敦IMO总部通过《船舶压载水及沉积物控制和管理国际公约》(简称《压载水公约》)。该公约的生效条件是：合计占世界商船总吨位不少于35％的至少30个国家批准1年后生效。《压载水公约》生效后，船舶应备有一份经批准的“压载水管理计划”和压载水记录薄。“压载水管理计划”的制定应参照IMO通过的压载水管理和制定压载水管理计划导则(G4导则)。船舶压载水的排放应分阶段符合下述标准：压载水置换标准(D-1标准)或压载水性能标准(D-2标准)。虽然目前已有36个签约国，超过生效所需数目，但其所代表的世界船队百分比仅超过29％，远少于所需的35％。

虽然《压载水公约》尚未达到生效条件，但全球已有不少国家为保护本国的水域环境，通过立法提前实施对船舶压载水的排放控制。多数国家采取控制船舶压载水置换措施，并要求进港船舶必须持有经批准的“压载水管理计划”。有的国家或区域的要求甚至高于IMO现有标准。以美国为例，美国海岸警卫队、纽约州和加州等各自制定压载水排放规则，其中某些排放指标比《压载水公约》规则D-2标准的规定高100倍甚至1000倍。

由此可见，只有安装高效的船舶压载水处理装置，使处理出水达到港口国所要求的排放标准，船舶才能取得进入他国港口的“通行证”。目前船舶压载水处理技术主要可以分为下述几类：

(1)物理处理法(如采用热、超声波、紫外线、银离子、磁化等进行处理)；

(2)机械处理法(过滤、改善船舶设计等)；

(3)化学处理法(臭氧、抽氧、加氯处理等)；

(4)生物处理法(如在压载水中加入肉食性或寄生性生物以消灭)。

但迄今为止，众多研究证实，上述方法均或多或少的存在问题，如物理法的热、超声波、银离子、磁化等方法存在耗能大、成本高的问题，传统紫外线法存在杀藻难、灭菌不彻底、处理效果差等问题；机械法存在设备体积大、船舶安装困难、设备运行成本高等众多问题；化学法存在所使用的或反应生成的化学品对海水造成二次污染的问题；生物法存在长期的潜在生物危害、可控性差等问题。因此，没有任何上述的单一方法能够直接使压载水的处理满足国际海事组织的要求，即：安全、可靠、有效、环境允许且费用合理。因此，对上述现有的各种技术进行优化整合、再开发和适应性创新，研究压载水有效处理的新型方法和技术是各国当前迫切需要发展的重要研究方向之一。

目前所需一种能够克服现有海船压载水处理技术中存在的设备体积大、耗能大、灭菌不彻底、对海水造成二次污染、处理效果差等缺点，发明一种全新的高效率、低能耗、无二次污染的海船压载水的处理工艺，可满足国际海事组织的要求，即：安全、可靠、有效、环境允许且费用合理。

发明内容

本发明的目的，就是为了解决上述问题，提供一种臭氧/超声/紫外联用的船舶压载水处理方法。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种船舶压载水处理方法，包括下列步骤：

1)将准备作为压载水的海水通过过滤器过滤；

2)将过滤后的海水进行臭氧氧化杀菌；

3)将经过臭氧氧化杀菌的海水进行超声波空化杀菌；

4)将经过超声波空化杀菌的海水进行紫外杀菌；

5)将经过紫外杀菌的海水通入压载仓作为压载水；

6)压载过程结束后，对过滤器用海水进行反冲洗；

7)压载水排出前，再次按步骤2)、3)和4)进行处理；

8)将处理合格后的压载水排出。

所述过滤器为25μm过滤器。

所述臭氧氧化杀菌是在相当于压载水10％的海水中溶入臭氧，制成2-3mg/L的臭氧水溶液，再与相当于压载水90％的海水在管路中混合进行臭氧氧化杀菌，生化反应时间为5-10秒。

所述超声波空化杀菌采用的超声波为频率在15kHz附近的低频声波。

所述紫外杀菌采用的紫外光为主波长低于272nm的紫外光。

所述臭氧由电解纯水制取臭氧的臭氧发生器产生，臭氧溶入海水是采用气液混合泵将臭氧压溶入海水。

所述超声波由超声波换能器产生。

所述紫外光由低压汞灯产生。

本发明与现有技术相比，具有以下的优点和特点：

1、本发明结合了臭氧氧化杀菌、超声波空化灭菌、紫外光辐照杀菌三者的协同作用，即反应过程中既有臭氧氧化作用、超声波空化作用，又有紫外光杀菌和降解作用，弥补了常规紫外技术存在的杀菌不彻底、形成耐紫外的生物变异的问题，也排除了单独臭氧处理方法因尾气含大量臭氧而污染空气等潜在的环境和生态危害问题。

2、本发明采用电解水法制取臭氧，避免了高压放电法臭氧制备在恶劣的远洋航运环境下的低寿命劣势；并结合使用技术成熟的高效气液混合泵，将制得的臭氧可以在短时间、小流量条件下溶入水中制得臭氧水。

3、本发明联合超声空化作用于臭氧氧化杀菌，使得在臭氧水中游离的臭氧微细气泡在空化作用下进一步得以利用，从而强化对微生物的灭活，并将致死时间大大缩短至5-10秒。

4、本发明中的方法除现场制取的臭氧外，不附加使用任何其它化学药品、对生态环境的负面影响小，且多余的臭氧可被紫外射线分解成氧气，因此本方法不造成二次污染，对生态环境的负面影响小。

5、因高效整合三种工艺，故设备体积小、能耗低、处理效率高、适用范围广。并可通过增减臭氧发生器、超声波换能器、低压汞灯的个数来灵活调整处理规模，处理能力可在20-5000m3/h。

6、可在杀死微生物的同时降解海水中的有机污染物，提高排放压载水的水质。

附图说明

图1是实施本发明的方法采用的工艺流程图。

具体实施方式

本发明船舶压载水处理方法，包括下列步骤：

1)将准备作为压载水的海水通过25μm过滤器过滤；以去除大于25μm的浮游生物等。

2)在过滤后的海水的10％中溶入臭氧，制成2-3mg/L的臭氧水溶液，再与其余90％的海水在管路中混合进行臭氧氧化杀菌，生化反应时间为5-10秒。其中的臭氧由电解纯水制取臭氧的臭氧发生器产生，臭氧溶入海水是采用气液混合泵将臭氧高效溶入海水。

3)将经过臭氧氧化杀菌的海水采用频率在15kHz附近的低频声波进行超声波空化杀菌；该超声波由超声波换能器产生。

4)将经过超声波空化杀菌的海水用主波长低于272nm的紫外光(取优为254nm)进行紫外杀菌；该紫外光由一组低压汞灯产生。

5)将经过紫外杀菌的海水通入压载仓作为压载水。

6)压载过程结束后，对过滤器用海水进行反冲洗，反冲洗完的海水就地排放。

7)压载水排出前，再次按步骤2)、3)和4)进行处理。

8)将处理合格后的压载水排出。

参见图1，图1是实施本发明的方法采用的工艺流程图。图中标记：1.海水进口；2.电磁阀；3.蝶阀；4.海水泵；5.止回阀；6.流量计；7.过滤器；8.电动球阀；9.流量计；10.臭氧发生器；11.臭氧尾气分解器；12.臭氧水浓度检测器；13.超声波换能器；14.低压汞灯；15.压载舱；16.压载水分管路(用于溶气)；17.进压载仓管路；18.TRO检测器；19.压载水出口。

以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的实施方式。

压载流程中：海水从海水进口1经海水泵4泵入压载水处理管道。先经过过滤器7去除大于25μm的浮游生物等。而后臭氧发生器10所带的气液混合泵取出约10％的压载水，通过压载水输送分管路16与臭氧发生器10产生的臭氧气体混合制成臭氧水。可以根据压载水的水质和生物指标调整加入的臭氧气体量。臭氧水溶液与主管路的90％压载水混合后进入超声波换能器13，随后再经过紫外杀菌器(低压汞灯)14完成灭菌流程。紫外杀菌器14的出水经进仓管路17进入压载舱15，完成压载流程。

卸载流程中：海水泵4从压载舱15取出压载水，不经过过滤器7，而直接进入压载水输送分管路16，经超声波换能器13和紫外杀菌器14，紫外杀菌器14出水经TRO检测器18判断残余氧化剂的浓度是否超标，超标水经进仓管路17回流至压载舱15，达标水则经出口19排出。

Claims (8)

1.一种船舶压载水处理方法，其特征在于，包括下列步骤：

1)将准备作为压载水的海水通过过滤器过滤；

2)将过滤后的海水进行臭氧氧化杀菌；

3)将经过臭氧氧化杀菌的海水进行超声波空化杀菌；

4)将经过超声波空化杀菌的海水进行紫外杀菌；

5)将经过紫外杀菌的海水通入压载仓作为压载水；

6)压载过程结束后，对过滤器用海水进行反冲洗；

7)压载水排出前，再次按步骤2)、3)和4)进行处理；

8)将处理合格后的压载水排出。

2.根据权利要求1所述的压载水处理方法，其特征在于，所述过滤器为25μm过滤器。

3.根据权利要求1所述的压载水处理方法，其特征在于，所述臭氧氧化杀菌是在相当于压载水10％的海水中溶入臭氧，制成2-3mg/L的臭氧水溶液，再与相当于压载水90％的海水在管路中混合进行臭氧氧化杀菌，生化反应时间为5-10秒。

4.根据权利要求1所述的压载水处理方法，其特征在于，所述超声波空化杀菌采用的超声波为频率在15kHz附近的低频声波。

5.根据权利要求1所述的压载水处理方法，其特征在于，所述紫外杀菌采用的紫外光为主波长低于272nm的紫外光。

6.根据权利要求3所述的压载水处理方法，其特征在于，所述臭氧由电解纯水制取臭氧的臭氧发生器产生，臭氧溶入海水是采用气液混合泵将臭氧压溶入海水。

7.根据权利要求4所述的压载水处理方法，其特征在于，所述超声波由超声波换能器产生。

8.根据权利要求5所述的压载水处理方法，其特征在于，所述紫外光由低压汞灯产生。