[發(fā)明專利]一種船上微波處理壓載水的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710010538.0
• 申請日: 2007-03-03
• 公開（公告）號: CN101054206A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉瑀;宋成文;王德高;李穎;馬龍
• 申請（專利權(quán)）人: 大連海事大學(xué)
• 主分類號: C02F1/00
• 分類號: C02F1/00;C02F1/50;B63J4/00
• 代理公司: 大連八方知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 衛(wèi)茂才

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于海洋科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到一種船上微波處理壓載水的方法。

背景技術(shù)

隨著我國航運(yùn)業(yè)的迅猛發(fā)展，船舶壓載水問題也給我國近海海域環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來一定程度的威脅，亟待引起全社會(huì)的高度重視。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球船舶每年攜帶的壓載水約有120億噸，每天存在于船舶壓載水中隨船周游世界的生物多達(dá)7000種，許多浮游植物、浮游動(dòng)物、孢子和細(xì)菌等經(jīng)過數(shù)月的航程仍存活于壓載水及其沉積物中，當(dāng)船舶到港口裝貨時(shí)，這些生物隨壓載水被排放到港口國水域并大量繁殖擴(kuò)散，破壞當(dāng)?shù)厮虻纳鷳B(tài)平衡，危害漁業(yè)資源，影響公眾健康，給各大航運(yùn)國造成嚴(yán)重的損失。2004年2月的國際海事組織壓載水管理外交大會(huì)上通過了作為獨(dú)立公約的《國際船舶壓載水及沉積物控制和管理公約》以下簡稱壓載水公約，并在將2009年開始實(shí)施強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。鼓勵(lì)各當(dāng)事國致力于促進(jìn)并推動(dòng)壓載水管理的科學(xué)和技術(shù)研究及在其管轄水域內(nèi)監(jiān)測壓載水管理的效果。如何安全、有效地治理船舶壓載水中的外來生物是國際海運(yùn)業(yè)與港口履約國急需得到支持的關(guān)鍵技術(shù)。

近幾年來，國內(nèi)外許多研究者都在著手研究有效的船舶壓載水的處理方法，防止外來生物的入侵。其中，深海置換法離岸200海里以外，水深2000米以上是得到國際海事組織認(rèn)可的一種壓載水的處理方法，也是目前使用比較多的方法，但是這種方法不能完全去除水中全部生物的各個(gè)階段物種，而且還存在操作、運(yùn)行時(shí)間過長，能耗高等問題，尤其在惡劣的天氣和海況下，這種操作還不利于船舶的航行安全。加熱法是一種非常有效的壓載水處理方法。通常在操作過程中，為了節(jié)約能源，可以利用船上的推進(jìn)系統(tǒng)和設(shè)備產(chǎn)生的余熱提高壓載水的溫度來殺死外來物種，但是這種方法存在處理時(shí)間長，船舶航行過短時(shí)很難達(dá)到處理要求，而且較長時(shí)間的加熱對船體的安全將產(chǎn)生不利的影響。紫外線照射能使生物細(xì)胞核酸產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致DNA不能正常復(fù)制，進(jìn)而殺死外來生物，但是有些生物對紫外線具有很強(qiáng)的抵抗性，很難完全殺死，而且這種方法的處理效果還與壓載水的透明度有極大的關(guān)系。化學(xué)處理法可以達(dá)到殺死壓載水中外來生物的目的，但是極易對環(huán)境造成二次污染，而且在船舶上裝載大量化學(xué)藥品受到各國法律的約束。因此，到目前為止，還沒有一種有效的船上壓載水處理方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了提供一種操作簡單、高效、低成本的一種船上微波處理壓載水的方法，以解決外來生物入侵問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種船上微波處理壓載水的方法，該方法是將船上微波處理壓載水的裝置直接嵌入到船舶上現(xiàn)有的壓載水加載系統(tǒng)管路中，通過接口6將壓載水處理裝置分別與現(xiàn)有壓載水加載系統(tǒng)管路的兩端相連接，在船舶加載壓載水時(shí)，壓載水經(jīng)過壓載水進(jìn)出口管路5進(jìn)入反應(yīng)室7內(nèi)，并分流進(jìn)入處于微波場的壓載水處理管路3中，經(jīng)微波處理后的壓載水經(jīng)出口管路5最終進(jìn)入壓載艙，將壓載水中的浮游植物、浮游動(dòng)物、細(xì)菌和孢子等迅速殺死。所述的微波處理壓載水處理裝置包括微波入口1、微波屏蔽器2、壓載水處理管路3、壓載水處理管路密封器4、壓載水進(jìn)出口管路5、接口6和反應(yīng)室7，微波屏蔽器2設(shè)在反應(yīng)室7的外層，反應(yīng)室7上設(shè)有微波入口1，反應(yīng)室7內(nèi)置有壓載水處理管3，反應(yīng)室7兩端設(shè)置的壓載水進(jìn)口管路5與壓載水處理管3相連接，壓載水進(jìn)出口管路5與壓載水處理管3之間設(shè)有壓載水處理管路密封器4，壓載水進(jìn)出口管路5上設(shè)有與船上現(xiàn)有壓載水加載管路兩端相連的接口6

壓載水處理管路3由聚四氟乙烯、聚丙烯、陶瓷或玻璃制成。微波入口1為兩個(gè)，分別位于反應(yīng)室7上的前后部分。

本發(fā)明采用微波技術(shù)在壓載水加載過程中直接對其進(jìn)行有效處理。其原理是利用有耗介質(zhì)在微波作用下吸收微波能轉(zhuǎn)化為熱能的特性即所謂的熱效應(yīng)，以及微波對生物的特殊破壞作用即所謂的微波的生物效應(yīng)原理，將壓載水中外來生物體內(nèi)的各種有機(jī)物如核酸、蛋白質(zhì)、脂肪等有機(jī)大分子以及作為代謝環(huán)境的水等都是極性分子即所謂的偶極子，在周期性快速變換的電磁場作用下可以快速擺動(dòng)，吸收微波能而迅速升溫，結(jié)果導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的酶等生物活性物質(zhì)在高溫下迅速失去活性，最終導(dǎo)致細(xì)胞凋萎，細(xì)胞內(nèi)的DNA、生物膜、核酸等成分在高劑量的微波輻射下呈現(xiàn)不可修復(fù)的結(jié)構(gòu)或功能性損傷，使細(xì)胞的正常生長與遺傳受到嚴(yán)重影響，也加速了細(xì)胞的死亡，從而快速殺滅外來生物。