[發明專利]適用于海水/淡水的船舶壓載水處理裝置及方法

無效

• 申請號: 201210139407.3
• 申請日: 2012-05-07
• 公開（公告）號: CN102642960A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 溫鏡新
• 申請（專利權）人: 廣州金川環保設備有限公司
• 主分類號: C02F9/08
• 分類號: C02F9/08;B63J4/00;C02F1/461;C02F1/32
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 黃培智

技術領域

本發明屬于船舶壓載水處理技術領域，尤其是涉及一種船舶壓載水處理裝置及其處理方法。

背景技術

目前國際貿易量的90%以上是通過遠洋船舶的運輸而實現的，當船舶壓載水不經過處理或者處理不徹底就進行異地排放時，將極有可能引起外來物種入侵。如具有典型代表性的“櫛水母事件”、“霍亂弧菌污染事件”等。海洋生物的入侵具有不可逆性，其所引起的環境災害會隨著時間的變遷而愈演愈烈，因此已被國際海事組織（IMO）列為海洋面臨的四大危害之一。

為有效控制遠洋船舶進行壓載水和沉積物異地排放帶來的危害，IMO召開的成員國外交大會于2004年2月13日在倫敦通過了《國際船舶壓載水和沉積物管理與控制公約》，該公約已于2004年6月1日開放供各國正式批準接受。

中國作為航運大國和IMO的Ａ類理事國，我國目前遠洋船舶總噸位占世界總噸位的3.4％，是世界第二大海洋運輸國，產業化滯后可能會遭遇技術壟斷和貿易壁壘，開發具有自主知識產權和實用性強的壓載水處理技術，具有十分重要的意義。

根據船舶航行的路線和區域的不同，壓載水的類型也有差別，壓載水可能是淡水、半咸水或海水。壓載水中含有的生物種類主要有藻類、細菌、真菌、霉菌、病毒、魚卵、原生動物等，其中藻類在常規手段下進行殺滅時易釋放藻毒素，造成二次污染；部分細菌和真菌在一定的不利條件下會形成芽孢和孢子，當不利環境解除時又會逐漸恢復活性，因此難以完全殺滅。

目前常用的壓載水處理技術包括傳統過濾法、臭氧氧化法、電解法、紫外線滅菌等方法，且現有技術大多是針對海水壓載水的處理，當船舶航行的路線和區域改變時，壓載水的類型也將改變，單一的處理方法將無法對其進行處理。

傳統過濾法是對壓載水進行混凝-絮凝處理后，用濾層進行過濾，從而凈化水質，但其去除率有限，尤其是對粒徑較小的細菌、真菌、病毒則無法完全去除。

臭氧氧化殺菌方法主要是通過分解細菌內部葡萄糖所需的酶，或破壞細菌病毒的細胞器和DNA、RNA，或侵入細胞內，作用于外膜的脂蛋白和內部的脂多糖，使細菌發生通透性畸變而溶解死亡。但存在的問題是設備占地面積較大，船上安裝受限制；臭氧處理海水，會產生溴酸鹽等有害物質，可能會產生二次污染。

紫外線殺菌方法主要是通過對微生物(細菌、病毒、芽孢等病原體)的輻射損傷和破壞核酸的功能使微生物致死，從而達到消毒的目的。紫外線用于壓載水的處理存在的問題是：1、海水中含有大量的懸浮物質會阻擋紫外線對生物和病原體的照射，影響處理效果，而且能耗很大；2、處理效果好壞在很大程度上依賴于微生物的大小和形態，如海藻類，由于其尺寸和顏色的原因，需要的劑量比細菌大，藍綠海藻對紫外線抵抗性特強，殺死它需要的輻射量比殺死細菌需要的數量大2一3級；3、有些微生物在長期的自然進化過程中具備了較強的自我修復能力，可以對抗紫外線的處理，一些細菌及浮游植物也具有類似的修復能力，處理效果不理想。

電解法是利用在電解時產生的Cl₂,C1O₂,HC1O，C1O^-等高效氧化劑對微生物進行殺滅或抑活，水中氯離子濃度是電解法重要的運行參數。船舶因其航行的水域不同，其壓載水的特性也不同，主要可將其分為海水、淡水和半咸水。半咸水因其所處的地理位置，與海水的交換形式，受蒸發、降水、結冰、融冰和陸地徑流的影響，鹽度分布不均。通過實驗確定氯離子濃度在15000mg/L以上較為適宜電解制氯，氯離子濃度大于8000mg/L依然可行，但是效率較低，能耗較高，氯離子濃度小于8000mg/L不適合電解，如需電解需要補充食鹽提高其氯離子含量。

超聲波滅菌法是近年來發展的一項殺菌除藻技術，其利用超聲波空化效應伴隨著的熱效應、機械效應、化學效應、生物效應來滅活生物，在超聲波作用下氣泡與小界面處可產生高達1900~5200K的高溫和超過50MPa的高壓，溫度可在每秒升高10%，并伴有強烈的沖擊波和時速高達400km/h的射流，這些條件足可以打開藻類氣囊，破壞細胞破壁，促使菌膠團解聚，加上其水相燃燒、高溫分解和產生氧化性很強的·OH和H₂O₂物質，從而有效地實現船舶壓載水的生物滅活。但超聲波法不像電解法那樣因含余氯而具有延續性殺菌效果。