[實用新型]一種船舶壓載水處理裝置和處理系統

有效

• 申請號: 201922270789.3
• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN211595096U
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 陳道毅;姜玥璐;溫迪雅
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳國際研究生院
• 主分類號: C02F1/32
• 分類號: C02F1/32;C02F1/76;B63J4/00
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 王震宇

一種船舶壓載水處理裝置和處理系統，該裝置包括光解氯消毒處理腔室和波長285nm紫外燈，所述光解氯消毒處理腔室具有壓載水輸入口、壓載水輸出口以及次氯酸投加口，所述波長285nm紫外燈設置在所述光解氯消毒處理腔室內，所述次氯酸投加口用于向所述光解氯消毒處理腔室內投加次氯酸，船舶壓載水經所述壓載輸入口流入所述光解氯消毒處理腔室，次氯酸經所述次氯酸投加口進入所述光解氯消毒處理腔室，經所述光解氯消毒處理腔室內的所述波長285nm紫外燈輻射，進行光解氯消毒。應用本實用新型能夠降低壓載水處理系統對高紫外線輻照劑量和高氧化劑濃度的需求，降低現有技術的能耗與環境風險，并提高壓載水處理的效率與可靠性。

技術領域

本實用新型涉及水處理技術領域，特別是涉及一種船舶壓載水處理裝置和處理系統。

背景技術

幾個世紀以來，非本地生物的引入一直在全球范圍內呈指數級增長。物種入侵威脅生物多樣性，加速同質化，對海洋產業和人類健康造成負面影響。水生入侵物種傳播最重要的途徑是船舶壓載水，通過壓載水排放的入侵性藻類、貝類及細菌成為當今海洋中最嚴重的問題之一。美國海岸警衛隊(USCG)和國際海事組織(IMO)分別在2012年和2016年生效了USCG ETV標準和《國際船舶壓載水和沉淀物控制與管理國際條約》(簡稱壓載水公約)，均對排放的壓載水中微生物的濃度進行規定：(1)大于50um的微生物少于10/m³；(2)大于10um小于50um的微生物小于10/ml；(3)三個指示微生物，產毒霍亂桿菌(每100毫升小于1cfu)，大腸桿菌(每100毫升小于250cfu)和腸球菌(每100毫升少于100cfu)。2018年10月28日后，新船舶如要進入締約國港口必須配有通過嚴格認證的的壓載水處理系統，壓載水處理系統全面進入高標準嚴要求時代。因此，有必要開發經濟高效的壓載水處理技術以保證壓載水排放的安全性和高效性。

自壓載水系統認可程序通過以來，截止2019年10月，全球有22家壓載水處理系統通過USCG型式認證。大部分通過認證的壓載水處理裝置包括兩個過程：(1)過濾/機械分離過程，該過程主要為了分離壓載水中的較大顆粒雜質與生物體；(2)消毒滅活過程，該過程以紫外消毒和氧化技術為主要工藝，是壓載水系統的主體單元。除了上述工程應用技術，一些文獻中也提出了多種技術耦合應用于壓載水消毒的方案。學者提出用紫外和納米二氧化鈦催化劑結合進行壓載水消毒，此方案產生的羥基自由基氧化性強、滅活迅速，但催化劑流失和處置問題，限制了其工程應用；還有學者提出紫外、超聲和臭氧技術結合的消毒方案，然而此方案需要較大占地空間和操作成本，超聲波還可能對人體和船體造成威脅，消毒產生的副產物對環境有害，工程應用需要進行評估。

目前的壓載水裝置以紫外消毒或氧化技術作為主要工藝，兩者均存在不同的缺點或技術問題。

紫外消毒工藝均采用傳統紫外汞燈，采用該技術消毒存在以下問題：①對細菌這類微生物的效果較好，而殺滅壓載水中存在的浮游植物、浮游動物等耐紫外微生物則需要增加紫外強度或輻照劑量，能耗較大；②紫外汞燈壽命短，含有有毒汞，易碎，需要預熱，尺寸過大，使得在空間寶貴，維護造價高的船舶上應用具有局限性。

目前的氧化技術采用電解產次氯酸或二氧化氯，該技術的缺點是：①在低鹽海水中產生高濃度的氧化劑成本較高；②通常需要高于10mg/L的氧化劑濃度才能完全殺滅微生物，但同時消毒產生的大量消毒副產物對水生環境也具有高風險性。

可見，現有處理系統和技術多存在建造和維護成本高、環境風險高、可靠性低的特性，需要開發出經濟、高效、穩定的壓載水處理技術和處理系統。

實用新型內容

本實用新型的主要目的在于彌補現有技術的缺陷，提供一種船舶壓載水處理裝置和處理系統，以降低壓載水處理系統對高紫外線輻照劑量和高氧化劑濃度的需求，降低現有技術的能耗與環境風險，并提高壓載水處理的效率與可靠性。

為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：