專利名稱：一種治理船舶壓載水生物入侵的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于納米技術(shù)及生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，特別是一種治理船舶壓載水生物入侵的裝置背景技術(shù)船舶壓載水是海洋中有害生物傳播的最主要途徑，已成為最重要的海洋污染之一。壓載水破壞海洋生物的多樣性以及海洋的生態(tài)系統(tǒng)，并造成巨大的經(jīng)濟損失。我國近海和沿海已成為全球赤潮的多發(fā)區(qū)，作為航運大國的中國來說，壓載水帶來的海洋環(huán)境危害尤為嚴(yán)重，面臨的治理壓力也更大。
公開文獻(xiàn)KoichiKamada，IEEE，2004707-712顯示使用徑流法時，若保證壓載水艙容3倍的海水溢流通過，則壓載水能夠被稀釋大約95％。雖然遠(yuǎn)洋船在深海區(qū)更換壓載水可以依靠該方法，但是徑流法存在著不足之處1)費時較長，費用較高。徑流法需要更換3倍艙容的海水，需要時間較長。公開文獻(xiàn)WorldShipping，2003，263)說明，據(jù)澳大利亞交通運輸局估算，航程中在海上更換壓載水，每噸貨物需0.17～0.30澳元為了充裕起見，每噸貨物再加0.06～0.30澳元)。這種費用取決于船舶類型及尺寸。同時人工成本和燃料消耗費用也需要被附加到處理成本中。
2)存在安全隱患。由于徑流法需要船舶停泊在深海處，實施會威脅到船的穩(wěn)性和結(jié)構(gòu)強度，并受到天氣和海況等因素的制約，對于某些類型和航線的船舶則無法實施。公開文獻(xiàn)IMO第40屆海洋環(huán)保會說明，徑流法/溢流法使雙層艙壓載艙艙底承受較大壓力，有可能導(dǎo)致壓載艙進水。
3)公開文獻(xiàn)IMO第40屆海洋環(huán)保會說明，使用徑流法時，壓載艙沉積物中的水生生物和病原體較難排出，壓載艙各個死角的壓載水更換率較低。
公開文獻(xiàn)SatuViitasalo，J.ofMarineEnv.Engg.，2005，835-55實驗表明紫外光處理350W)低鹽分的微咸水時，當(dāng)處理流量小于等于800l/h，對于貝殼類、枝角類、撓足類等浮游生物的滅活效率可達(dá)到66％以上，而且當(dāng)流量為200l/h時，枝角類等水生生物的滅活率最高可以達(dá)到100％。公開文獻(xiàn)MichaelG.Parsons，Mar.Technol.2003，40149-60揭示了當(dāng)前壓載水處理領(lǐng)域的主導(dǎo)技術(shù)，即將機械分離同紫外輻射或某種化學(xué)處理手段相結(jié)合。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種治理船舶壓載水生物入侵的裝置，利用這種裝置治理船舶壓載水生物入侵。
本實用新型是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的一種治理船舶壓載水生物入侵的裝置，包括壓載水進口1、閥2、初濾裝置3、泵4、壓力表5、微孔陶瓷過濾器6、壓力表7、紫外輻射裝置8、閥9和壓載水出口10，壓載水進口1與閥2相連接，初濾裝置3的兩端分別與閥2和泵4相連接，泵4與壓力表5相連接，陶瓷過濾器6的兩端分別與壓力表5和壓力表7相連接，紫外輻射裝置8兩端分別與壓力表7和閥9相連接，閥9與壓載水出口10相連接；微孔陶瓷過濾器6由過濾器進水口11及設(shè)在其上的在壁流式微孔通道12和過濾器出水口13構(gòu)成，微孔陶瓷過濾器6為微米或納米結(jié)構(gòu)并采用直流或壁流方式，開孔率為30％-50％，其中每個小孔通道的橫截面積為1mm2-15mm2，采用壁流方式時，小孔通道側(cè)壁上的微孔直徑為5um-110um之間；紫外輻射裝置8由電源引入線14、絕緣套15、紫外光源16、透明玻璃殼體17和塑料殼體18構(gòu)成，紫外光源16外面由二層殼體保護，內(nèi)層為透明玻璃殼體17，外層為耐溫、耐壓、耐腐蝕的塑料殼體18，透明玻璃殼體17與塑料殼體18之間的距離為5-20cm，紫外光源16的一端與電源引入線14相連接并設(shè)有絕緣套15，紫外輻射裝置8所采用的紫外光源16功率控制在10W-100W之間。紫外光源16為1-10個。微孔陶瓷過濾器6為圓柱體或長方體。當(dāng)所述的微孔陶瓷過濾器6的小孔通道橫截面積為2mm2-10mm2，微孔陶瓷過濾器6的小孔通道側(cè)壁上的微孔直徑為10um-100um，紫外光源16為3個，紫外光源6功率為25W-80W時，治理船舶壓載水生物入侵的效果更好。微孔陶瓷過濾器6的小孔通道橫截面可為方形或圓柱形，透明玻璃殼體17用氧化物玻璃制成，其中含有氧化硅、氧化硼、氧化鍺、氧化磷、氧化鋁、氧化砷、氧化鎢、氧化釩、氧化鉍、氧化鎵、氧化鈦、氧化鉬和氧化硒中的一種或幾種，紫外光源16為1-10個。當(dāng)藻類和微生物在過濾器中積累到一定量時，可通過反吹、拆洗或微波烘烤等方法進行再生。已經(jīng)過濾處理的壓載水在透明玻璃殼體17與塑料殼體18之間的空隙內(nèi)流過。為了提高殺滅細(xì)菌的效果，可采用多個紫外光源，每個紫外光源的之間的距離最好為紫外光在水體中的穿透距離之內(nèi)。將壓載水通過初濾裝置3進行初濾，再用泵4將初濾后的壓載水驅(qū)動并通入微孔陶瓷過濾器6進行過濾，通過微孔陶瓷過濾器6兩端的壓力表5和壓力表7的指示值的變化判斷過濾器攔截和吸附微生物的狀態(tài)，以便于適時進行過濾器更換及再生。打開紫外輻射裝置8，殺滅壓載水中體積較小、不能被過濾器攔截和吸附的細(xì)菌。至此，利用本裝置可以治理壓載水中的生物體。實施效果可用藻類的脫除率和細(xì)菌的滅活率來衡量，藻類和細(xì)菌的濃度可分別用分光光度計法、藻類計數(shù)法和細(xì)菌培養(yǎng)法中華人民共和國國標(biāo)《海洋監(jiān)測規(guī)范》GB17378-7-1998)測定。
本實用新型的有益效果是，設(shè)備投入和運行費用低，維護方便，處理效果好。不破壞水質(zhì)的物理和化學(xué)特性，對生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響極小，由于其納米結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的吸附效應(yīng)，使水體中的藻類和微生物被強力地吸附在過濾器中。紫外輻射裝置方便更換，對水流的阻力較小，能有效地殺滅壓載水中不能被過濾器有效過濾的、體積較小的細(xì)菌。體積小，耗能少。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
圖1是本實用新型的裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實用新型的微孔陶瓷過濾器示意圖。
圖3是本實用新型的紫外輻射裝置示意圖。
圖中1、壓載水進口，2、閥，3、初濾裝置，4、泵，5、壓力表，6、微孔陶瓷過濾器，7、壓力表，8、紫外輻射裝置，9、閥，10、壓載水出口，11、過濾器進水口，12、壁流方式的微孔通道，13、過濾器出水口，14、電源引入線，15、絕緣套，16、紫外光源，17、透明玻璃殼體，18、塑料殼體。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
實施例1如圖所示，壓載水藻類的濃度為14208/ml，細(xì)菌的濃度為6733/ml。打開泵5和紫外輻射裝置8，將初濾后的壓載水依次通過微孔陶瓷過濾器6和紫外輻射裝置8，在本發(fā)明裝置出口處進行檢測。其中微孔陶瓷過濾器6為圓柱形，采用壁流方式，規(guī)格為1200mm2X150mm，其橫截面上約有1000個左右的方形孔道。所用紫外光源16單個功率為36W，3個紫外光源16之間的距離為30mm。在流速為1.5m3/h，附圖中閥2的壓力為0.018Mp條件下，得到的藻類的脫除率為93％，細(xì)菌的滅活率為96％。
實施例2
重復(fù)實施例1，但是藻類的濃度為8587/ml，真菌的濃度為4712/ml，得到的藻類的脫除率為96％，真菌的滅活率為93％。
實施例3重復(fù)實施例1，但是藻類的濃度為1621/ml，真菌的濃度為923/ml，得到的藻類的脫除率為99％，真菌的滅活率為95％。
權(quán)利要求1一種治理船舶壓載水生物入侵的裝置，其特征在于，包括壓載水進口(1)、閥(2)、初濾裝置(3)、泵(4)、壓力表(5)、微孔陶瓷過濾器(6)、壓力表(7)、紫外輻射裝置(8)、閥(9)和壓載水出口(10)，壓載水進口(1)與閥(2)相連接，初濾裝置(3)的兩端分別與閥(2)和泵(4)相連接，泵(4)與壓力表(5)相連接，陶瓷過濾器(6)的兩端分別與壓力表(5)和壓力表(7)相連接，紫外輻射裝置(8)兩端分別與壓力表(7)和閥(9)相連接，閥(9)與壓載水出口(10)相連接；微孔陶瓷過濾器(6)由過濾器進水口(11)及設(shè)在其上的在壁流式微孔通道(12)和過濾器出水口(13)構(gòu)成，微孔陶瓷過濾器(6)為微米或納米結(jié)構(gòu)并采用直流或壁流方式，開孔率為30％-50％，其中每個小孔通道的橫截面積為1mm2-15mmu，采用壁流方式時，小孔通道側(cè)壁上的微孔直徑為5um-110um之間；紫外輻射裝置(8)由電源引入線(14)、絕緣套(15)、紫外光源(16)、玻璃殼體(17)和塑料殼體(18)構(gòu)成，紫外光源(16)外面由二層殼體保護，內(nèi)層為透明玻璃殼體(17)，外層為塑料殼體(18)，透明玻璃殼體(17)與塑料殼體(18)的距離為5-20cm，紫外光源(16)的一端與電源引入線(14)相連接并設(shè)有絕緣套(15)，紫外光源(16)為1-10個。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種治理船舶壓載水生物入侵的裝置，其特征在于，所述的微孔陶瓷過濾器(6)為圓柱體或長方體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種治理船舶壓載水生物入侵的裝置，其特征在于，所述的微孔陶瓷過濾器(6)的小孔通道橫截面積為2mm2-10mm2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種治理船舶壓載水生物入侵的裝置，其特征在于，所述的微孔陶瓷過濾器(6)的小孔通道側(cè)壁上的微孔直徑為10um-100um之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、3或4所述的一種治理船舶壓載水生物入侵的裝置，其特征在于，所述的微孔陶瓷過濾器(6)的小孔通道橫截面可為方形或圓柱形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種治理船舶壓載水生物入侵的裝置，其特征在于，所述的紫外光源(16)為3個。
專利摘要本實用新型屬于納米技術(shù)及生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，提供了一種治理船舶壓載水生物入侵的裝置，包括壓載水進口、閥、初濾裝置、泵、壓力表、微孔陶瓷過濾器、壓力表、紫外輻射裝置、閥和壓載水出口，微孔陶瓷過濾器由過濾器進水口及設(shè)在其上的在壁流式微孔通道和過濾器出水口構(gòu)成，微孔陶瓷過濾器為微米或納米結(jié)構(gòu)并采用直流或壁流方式，本實用新型的有益效果是所用裝置體積小，耗能少，設(shè)備投入和運行費用低，維護方便。采用純物理的方法，不破壞水質(zhì)的物理和化學(xué)特性，對生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響極小。
文檔編號C02F1/32GK2934213SQ20062009147
公開日2007年8月15日 申請日期2006年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月6日
發(fā)明者朱益民, 孔祥鵬, 張曼霞, 郭明星 申請人:大連海事大學(xué)