超聲波處理壓載水殺菌滅藻的方法和系統(tǒng)設備的制作方法

專利名稱：超聲波處理壓載水殺菌滅藻的方法和系統(tǒng)設備的制作方法
技術(shù)領域：
超聲波處理壓載水殺菌滅藻的方法和系統(tǒng)設備是用于船舶海底門壓載水殺滅破碎海洋生物、細菌、病原體細胞的方法和系統(tǒng)裝置，是屬于船舶水處理技術(shù)，對海水(或淡水)中的有害生物和菌類、病原體使用超聲波海底門空化殺菌機殺菌滅藻并進行水處理，用超聲波壓載水空化殺菌機破碎細胞的技術(shù)方法和設備。
背景技術(shù)：
船舶在行駛、起錨、停泊裝卸貨物時，注入和排出海水時，水中的生物和菌類物質(zhì)也會隨船舶在異地注入和排出，引起有害生物和菌類、病原體的跨海域傳播，壓載水的無控制排放導致海域交叉污染，這些外來物種的侵害，對海洋生態(tài)造成了危害，已經(jīng)被國際環(huán)?；鸾M織(CEF)列為四大海洋危害之一。國際海事組織制定了強制性《國際船舶壓載水和沉積物控制和管理公約》(后稱公約)，規(guī)定從2009年起，新造的遠洋船舶必須安裝壓載水處理設備；現(xiàn)有遠洋船舶必須在2017年前必須安裝壓載水處理設備，未安裝壓載水處理設備的遠洋船舶，不得駛?cè)雵H海事成員國港口，按照《公約》進行制裁和處罰。根據(jù)《公約》的規(guī)定，我國需要安裝壓載水處理設備的船舶上萬條遠洋船舶，目前，多數(shù)是化學方式處理壓載水的裝置。例如《一種處理船舶壓載水的裝置》專利號200520092046. 7的實用新型專利，是由電解處理的方式，電解產(chǎn)生氧化劑連同電場的作用殺滅生物的。例如《一種處理船舶壓載水的新方法》專利號200710011692.X，發(fā)明專利該方法是將兩個放電電極浸在船舶壓載水中，在兩極間施加高壓脈沖電壓，產(chǎn)生液相放電，(略)使其殺死船舶壓載水中的有害生物。專利《電解水產(chǎn)生次氯化鈉殺菌》的方法由以上來看，均采用電解的化學方式殺菌，在電解過程中需要添加化學藥品，產(chǎn)生化學物質(zhì)類會對海洋及生物造成危害。超聲波海底門空話殺菌機做殺菌處理水，適用于船舶海底門壓載水殺滅破碎海洋生物、細菌、病原體細胞的方法和系統(tǒng)裝置。
與其它產(chǎn)品比較創(chuàng)造性在于1、是創(chuàng)新使用超聲波技術(shù)處理壓載水。2、超聲波是用聲做工，不產(chǎn)生亦不需加任何化學材料，無污染，不破壞生態(tài)環(huán)境。3、安裝簡單實用易行。4、占用空間小，耗電少，殺菌效果好。I、海底門海底門是船舶的進水口，主要是有能開閉的閥門，粗、細濾篦多層組成，安裝在船舶的底部，在水的注入和排出時，會有有害生物和菌類、貝類附著生成，造成海底門關(guān)閉不嚴，造成粗、細濾篦被堵塞，因此危害船舶的行駛和安全。目前，國內(nèi)外還沒有很好的解決辦法，只有將海水直接吸入，使用噴涂帶有毒性的涂料，用以殺死海洋生物和菌類、貝類。這種方法的特點一是有一定的時效性，半年左右就會毒性減弱，失去了殺滅能力。二是能夠殺死海洋生物和菌類、貝類，減少了海底門及過濾篦的堵塞，但是，同時也會殺死了一些有益的海洋生物，造成物種的滅失，帶來了一些海洋生態(tài)環(huán)境的污染和破壞。2、壓、排載水由于船舶在航行停泊起航裝卸貨物時為了保持平衡，需要用水的注入和排出來保持平衡，保證航行安全。由于注入和排出海水(或淡水)時，水中的生物和菌類物質(zhì)也會隨船舶在異地注入和排出，也引起有害生物和菌類、病原體的跨海域傳播，壓載水的無序排放導致異地海岸海域被交叉污染，由于這些外來物種的侵害，對海洋生態(tài)造成了危害，已經(jīng)被國際環(huán)保基金組織(CEF)列為四大海洋危害之一。3、壓、排載水回路在船舶的底部，有海底門至壓載艙，是由管道連接，為了保障航行安全，需要安裝壓載水、排載水的管線，分為壓載水管道系統(tǒng)和排載水管道系統(tǒng)，用于壓載水的進、排水。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的用超聲波處理壓載水殺菌滅藻的方法和系統(tǒng)設備(圖I)是使用超聲波海底門空化殺菌機(圖3)串聯(lián)在船舶海底門的入口和壓載水管路中，利用超聲波能夠空化破碎菌類細胞的功能，使用超聲波方法處理壓排載水的方法和設備，能殺死海水(或淡水)中，浮游生物和孢子、菌類、病原體。由于超聲波設備不需要添加次氯酸鈉、氯氣等化學材料，不會造成海洋環(huán)境污染，能夠達到了《公約》的技術(shù)要求。也解決了海底門及過濾篦、水道被海洋生物和貝類堵塞的問題。超聲波海底門空化殺菌機用于船舶海底門壓載水殺滅抑制海洋生物的方法和系統(tǒng)的功能，是對海水(或淡水)中的有害生物和菌類、病原體用超聲波空化殺菌裝置細胞破碎分裂，使其達到滅活殺菌的處理效果。(I)壓載水系統(tǒng)流程海底門-超聲波海底門空化殺菌機(圖3)_粗過濾器-管路三通分流-I號壓載水管路-壓載泵-過濾器-流量計-壓力表- (I號)超聲波壓載水空化殺菌機(圖2)-末端管路四通-緩沖罐-壓載艙。這套系統(tǒng)的創(chuàng)造性在于增加了用超聲波海底門空化機對海底門的浮游生物和菌類、貝類生物的處理，將其殺死使細胞破碎，破壞了其生長環(huán)境，減少或消除對海底門、粗過濾器的堵塞。增加了用(I號)超聲波空化殺菌機對海水(或淡水)中的有害生物和菌類、病原體，破碎分裂，將其殺死，使其達到國際《公約》對海水(或淡水)中的殺菌的處理要求。(2)壓載水連接(2號)超聲波壓載水空化殺菌機(圖2)管道系統(tǒng)流程1海底門-2超聲波海底門空化殺菌機(圖3)-7-1過濾器-管路三通分流-壓載水管路-壓載泵-過濾器-流量計-壓力表-(2號)超聲波壓載水空化殺菌機(圖2)-末端管路四通-緩沖罐-壓載艙。備用壓載水管路系統(tǒng)是用于檢修和故障時使用。(3)排載水系統(tǒng)流程壓載艙-壓載艙前三通-共用管道-緩沖罐前三通-四通-(2號)超聲波壓載水空化殺菌機(圖2)-三通-壓力表-流量計-過濾器-排載泵-三通-粗過濾器-超聲波海底門空化管道-海底門-排入大海。用(2號)超聲波壓載水空化殺菌機(圖2)對壓載艙的水中的浮游生物和菌類、貝類生物在外排時進行處理，將其壓載艙存留時所產(chǎn)生的殘留的有害生物和菌類、病原體細胞破碎分裂，將其殺死，使其達到國際《公約》對海水(或淡水)中的殺菌的處理要求。(4)自動調(diào)整船舶的壓載水、排載水通過調(diào)整10-4、10-5、10-6、10-12、10-13、10-14電控閥門的開啟或關(guān)閉，可以使2個系統(tǒng)的壓載泵和排載泵、超聲波壓載水空化殺菌機(圖2)之間相互置換使用，編制控制軟件，通過計算機系統(tǒng)控制，實現(xiàn)自動控制，自動調(diào)整船舶的壓載水、排載水，對水中的浮游生物和菌類、貝類生物自動進行處理。


I、超聲波處理壓載水殺菌滅藻的方法和系統(tǒng)設備(圖I)。
2、超聲波壓載水空化殺菌機(圖2)3、超聲波海底門空化殺菌機(圖3)
具體實施例方式壓載水、排載水系統(tǒng)是船舶離岸、航行、到岸，需要注入或排出海水(或淡水)以保證航行安全，在裝貨和卸貨時，需要排放和注入海水或淡水，稱之為壓載水或排載水。為此，本發(fā)明的目的是提供一種用超聲波壓載水空化殺菌機(圖2)對船舶壓載水和排載水進行處理的方法，它能殺死有害生物和菌類及病原體的細胞。壓載水的實施方法海水或淡水從海底門被吸入，經(jīng)過海底門用超聲波海底門空化殺菌機(圖3)殺滅浮游生物和菌類病原體，對進入的海水或淡水進行水處理，水進入粗濾器過濾，過濾后進入壓載水管道系統(tǒng)，由電控閥門控制，經(jīng)過壓載泵的抽吸進入細過濾器，過濾器管道旁路是用于過濾器清理維修時使用的，經(jīng)由閥門、流量計、壓力表，進入超聲波壓載水空化殺菌機(圖2)殺菌處理，由電動閥門控制，再經(jīng)由緩沖罐進入壓載艙內(nèi)。排載水的實施方法，則與壓載水反之，由壓載艙經(jīng)由排載管道，由電控閥門控制進入排載水管道，排出經(jīng)由壓力表、流量計、電控閥門進入過濾器反沖，有排載泵抽進排載管道，進入粗過濾器反沖，排入超聲波海底門空化殺菌機(圖3)處理滅菌，經(jīng)由海底門排放入海。在壓、排載水在排放或注入時，會將異地水域的物種、生物和菌類及病原體排放或注入，因此而引起交叉?zhèn)鞑ズ臀廴荆：Ｑ?水域)的生態(tài)平衡，危害當?shù)氐墓娊】?。但通過雙回路壓載排載水管路系統(tǒng)，由超聲波壓載水空化殺菌機(圖2)處理，就能殺死破碎有害生物和菌類及病原體細胞，凈化海洋環(huán)境，保護生態(tài)平衡。能確保船舶排載和壓載水系統(tǒng)在任何狀態(tài)下都能夠可靠安全的運行，確保了船舶的航行安全。壓、排載水超聲波空化滅菌機(圖2)是為了殺滅壓、排載水中的有害海洋生物、菌類、病原體，將壓、排載水超聲波壓載水空化殺菌機(圖2)其串聯(lián)在雙回路壓、排載水處理管道系統(tǒng)中分別與(圖I) 10-6閥門與8-2壓載水管道中間和10-14閥門和19-22號排載水管道連接起來，形成(圖2)壓、排載水超聲波壓載水空化殺菌機(圖2)對壓、排載水進行處理，殺死有害浮游生物菌類病原體。(圖2)壓、排載水超聲波壓載水空化殺菌機(圖2)串聯(lián)在(圖I)雙回路壓、排載水處理管道系統(tǒng)中，分別與10-6閥門與8-2壓載水管道中間和(圖I) 19-22號和10-14閥門排載水管道中間連接起來時，海水經(jīng)由(圖I) 15-1超聲波壓載水空化殺菌機(圖2)或15-2超聲波壓載水空化殺菌機(圖2)中流過，超聲波壓載水空化殺菌機(圖2)是由4換能器發(fā)射機對9換能器送電，經(jīng)超聲空化對水進行殺菌處理，9換能器是由發(fā)射頭、變幅桿、壓電陶瓷片組成，通過9換能器發(fā)射機電纜線與超聲波發(fā)射機相連接。(圖2) 10超聲波發(fā)射機電纜線是由機殼、電路板、芯片、模塊、驅(qū)動軟件、控制面板組成，工作電壓220V，工作頻率10Khz-40Khz，功率是由一千瓦至幾百千瓦不等，根據(jù)需要設計；超聲波壓載水空化殺菌機(圖2)是由I個發(fā)射機或多個發(fā)射機對應I個換能器或多個換能器組成，8換能 器罩是由金屬外殼加工而成，用于保護換能器，水流經(jīng)(圖2) 11出口管變徑經(jīng)12連接出口法蘭盤接入(圖I)雙回路壓、排載水處理管道系統(tǒng)中的8-2壓載水處理管道或19-2排載水處理管道與系統(tǒng)連接，進入雙回路壓、排載水處理管道系統(tǒng)。超聲波海底門空化殺菌機(圖3)是處理海底門及過濾器管道滋生的海洋生物、藻類、貝類等生物的方法，(圖3)是由I海水入口，2海底門，3超聲波空化管道海水經(jīng)由流過，4換能器是由發(fā)射頭、變幅桿、壓電陶瓷片組成通過電纜線與超聲波發(fā)射機相連接。5超聲波發(fā)射機是由機殼、電路板、芯片、模塊、驅(qū)動軟件、控制面板組成，工作電壓220V，工作頻率10Khz-40Khz，功率是由一千瓦至幾百千瓦不等，根據(jù)需要設計；由I個發(fā)射機或多個發(fā)射機對應I個換能器或多個換能器組成。6換能器罩剖視圖7換能器罩是由金屬外殼加工而成，用于保護換能器，8連接法蘭組成的超聲波海底門空化殺菌機；把8法蘭盤接入(圖I)雙回路壓排載水處理管道系統(tǒng)中的6-1共用管道連接，進入壓、排載水管道系統(tǒng)；用于(圖3)船舶海底門與6-1共用管道中間安裝，是用超聲波海底門空化殺菌機來處理海水或淡水，殺死有害浮游生物菌類病原體的最安全、環(huán)保、節(jié)能的方法。通過這種方法可以起到以下作用1、對進入海底門的水經(jīng)過超聲波海底門空化殺菌機空化細胞破碎使海底門粗過濾器的藻類、貝類生物滅活殺菌，減少堵塞海底門粗過濾器和進水管道，使壓載水和排載水管道、水泵、過濾器不能生成和存活藻類、貝類生物，保持管路暢通。2、使壓載和排載管路中串聯(lián)超聲波裝置，對進入壓載艙的海水(或淡水)二次經(jīng)過進行超聲波空化細胞破碎，使殘留的藻類、貝類生物病原菌滅活殺菌，使進入壓載艙的海水(或淡水)處理細菌達到國際海事(IMO)《國際船舶壓載水和沉積物控制和管理公約》 要求的標準，解決消除海洋四大危害之一外來物種入侵問題。為我國實施國際海事(MO)《國際船舶壓載水和沉積物控制和管理公約》的要求2017年前裝備所有的遠洋船舶提供了技術(shù)裝備的保障。這是部分解決我國遠洋航運業(yè)所面臨壓載水處理設備的困境，是我國遠洋航運業(yè)急需的節(jié)能環(huán)保裝備。本發(fā)明具有先進性和創(chuàng)造性，是十分實用有效的，節(jié)約能源、保護生態(tài)環(huán)境和海洋環(huán)境的船舶處理壓載水的先進技術(shù)。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明是提供一種用超聲波處理壓載水殺菌滅藻的方法和系統(tǒng)設備。超聲波處理壓載水殺菌滅藻的方法和系統(tǒng)設備(圖I)(后稱圖I)，超聲波壓載水空化殺菌機設備(圖2)和超聲波海底門空化殺菌機(圖3) : (1-1)是由(圖I)壓載水管道I號系統(tǒng)直通I號超聲波壓載水空化殺菌機系統(tǒng)流程1海底門-2超聲波海底門空化殺菌機管道-4用超聲波換能器處理水-5壓載水流方向-6-1共用管道-7-1過濾器-17-1三通-8-1壓載水管道I號系統(tǒng)-9-1壓載水流方向-10-1閥門-I I壓載泵-10-2閥門-17-8三通-7-2過濾器(12過濾器旁路-10-3閥門)-17-9三通-10-4閥門-13-1流量計-14-1壓力表-17-10三通-10-6閥門-15-1 (I號)超聲波壓載水空化殺菌機-8-2壓載水管道系統(tǒng)-10-7閥門-22四通-17-6三通-10-17閥門-23緩沖罐-6-3共用管道_5_3壓載水流方向_17_7三通-24壓載艙。(1-2)、(圖I)壓載水管道I號系統(tǒng)置換2號超聲波壓載水空化殺菌機系統(tǒng)流程1海底門-2超聲波海底門空化殺菌機管道-5壓載水流方向-6-1共用管道-7-1過濾器-17-1三通-8-1壓載水管道I號系統(tǒng)-9-1壓載水流方向-10-1閥門-11壓載泵-10-2閥門-17-8三通-7-2過濾器(12過濾器旁路-10-3閥門)-17-9三通-10-4閥門-13-1流量計-14-1 壓力表-17-10三通-10-5閥門-17-4三通-10-13閥門-17—5三通-10-14閥門-15-2 (2號)超聲波空化滅菌裝置-19-2排載水管道系統(tǒng)-10-16閥門-22四通-17-6三通-10-17閥門-23緩沖罐-6-3共用管道-5-3壓載水流方向-17-7三通-24壓載艙。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述(圖I)壓載水系統(tǒng)不通過(I號或2號)超聲波壓載水空化殺菌機處理的流程1海底門-2超聲波海底門空化殺菌機管道-5壓載水流方向-6-1共用管道-7-1過濾器-17-1三通-8-1壓載水管道I號系統(tǒng)-10-1閥門-11壓載泵-10-2閥門-17-8三通-7-2過濾器和12壓載水旁路-17-9三通_10_4閥門-13-1流量計_14_1壓力表-17-10三通-10-5閥門-17-4三通-10-15閥門-9-3壓載水流方向-22四通-17-6三通-10-17閥門-23緩沖罐-6-3共用管道-5-3壓載水流方向_17_7三通-24壓載艙。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述(圖I)排載水管道系統(tǒng)2號超聲波壓載水空化殺菌機直通排載泵系統(tǒng)流程24壓載艙-25排載水管道-18-4水流方向-10-8閥門-17-6三通-22四通-10-16閥門-19-2排載水管道系統(tǒng)-(2號)15-2超聲波壓載水空化殺菌機-10-14閥門-17-5三通-14-2壓力表-13-2流量計-10-12閥門-17-3三通-7-3過濾器(10-11閥門-21過濾器旁路管道)-17-2三通-10-10閥門-20排載泵-10-9閥門-18-1排載水流方向-19-1排載水管道系統(tǒng)-17-1三通-7-1過濾器-6-1共用管道-2超聲波海底門空化殺菌機管道-I海底門出口。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述(圖I)排載水管道I號系統(tǒng)I號超聲波壓載水空化殺菌機置換排載泵系統(tǒng)流程24壓載艙-25排載水管道-18-4水流方向-10-8閥門-17-6三通-22四通-10-7閥門-8-2壓載水管道系統(tǒng)-15-1(1號)超聲波壓載水空化殺菌機-10-6閥門-17-10三通-10-5閥門-17-4三通-10-13閥門-17-5三通-14-2壓力表-13-2流量計-10-12閥門-17-3三通-7-3過濾器(10-11閥門-21過濾器旁路管道)-17-2三通-10-10閥門-20排載泵-10-9閥門-18-1排載水流方向-19-1排載水管道系統(tǒng)-17-1三通-7-1過濾器-6-1共用管道-2超聲波海底門空化殺菌機管道-I海底門出口。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述(圖I)排載水系統(tǒng)不通過(I號或2號)超聲波壓載水空化殺菌機處理的流程24壓載艙-25排載水管道-18-4水流方向-10-8閥門-17-6三通-22四通-10-15閥門-17-4三通-10-13閥門-17-5三通-18-2排載水流方向-14-2壓力表-13-2流量計-10-12閥門-17-3三通(10-11閥門-21過濾器管道旁路-17-2三通)-7-3過濾器-17-2三通-10-10閥門-20排載泵-10-9閥門-18-1排載水流方向_19_1排載水管道系統(tǒng)-17-1三通-7-1過濾器-6-1共用管道-2超聲波海底門空化殺菌機管道-I海底門。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述，(圖2)本發(fā)明是提供一種壓、排載水超聲波壓載水空化殺菌機是由(圖2) I入口法蘭-2入口管變徑-3設備底部機體腿-4水流方向-5排污管口 -6底部鋼板-7超聲波空化罐-8換 能器罩-9換能器-10超聲波發(fā)射機-11出口管變徑組成的壓排載水超聲波壓載水空化殺菌機。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述，(圖3)本發(fā)明是提供一種超聲波海底門空化殺菌機(圖3)是由I海水入口 -2海底門-3超聲波空化管道-4換能器-5換能器發(fā)射機電纜-6換能器罩剖視-7換能器罩-8連接法蘭組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述，(圖I)本發(fā)明通過系統(tǒng)設計中應用軟件用計算機控制系統(tǒng)中的超聲波海底門空化殺菌機、過濾器、閥門、壓載泵、壓力表、流量計、壓、排載水15-1、15-2超聲波壓載水空化殺菌機、緩沖罐、壓載艙的運行信息，實現(xiàn)自動控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述，15-1,15-2超聲波壓載水空化殺菌機是由超聲波發(fā)射機給換能器送電，產(chǎn)生空化對水進行殺菌處理，9換能器是由發(fā)射頭、變幅桿、壓電陶瓷片組成，通過10超聲波發(fā)射機電纜線與超聲波發(fā)射機相連接。(圖2) 10超聲波發(fā)射機是由機殼、電路板、芯片、模塊、驅(qū)動軟件、控制面板組成，工作電壓220V，工作頻率10Khz-40Khz，功率是由一千瓦至幾百千瓦不等，根據(jù)需要設計；1個發(fā)射機或多個發(fā)射機對應I個9換能器或多個9換能器組成，8換能器罩是由金屬外殼加工而成,用于保護9換能器。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述，管道的直徑可以根據(jù)船舶大小壓排載水6共用管道系統(tǒng)需要選擇。
全文摘要
超聲波海底門空化殺菌機和超聲波壓載水空化殺菌機是用于船舶海底門、壓載水殺滅抑制海洋生物的方法和系統(tǒng)設備，是針對船舶在行駛、起錨、停泊過程中裝卸貨物、注入和排出海水(或淡水)時，水中的有害生物和菌類、病原體也會隨船舶在異地注入和排出，引起有害生物和菌類、病原體的跨海域傳播，壓載水的無控制排放導致海域交叉污染而研發(fā)的設備，這些外來物種的侵害，對海洋生態(tài)造成了危害，已經(jīng)被國際環(huán)?；鸾M織(CEF)列為四大海洋危害之一。本發(fā)明是把超聲波做成一種設備串聯(lián)在船舶海底門的入口和壓載水的管路中，利用超聲波能夠破碎細胞的功能，對海水(或淡水)中的有害生物和菌類、病原體進行超聲波空化細胞破碎，使其達到滅活殺菌的處理效果，通過這種方法可以起到以下作用1、對進入海底門的水經(jīng)過超聲波海底門空化殺菌機空化殺菌使細胞破碎，海底門粗過濾器的藻類、貝類生物被殺死，減少堵塞海底門粗過濾器和進水管道，使壓載水和排載水管道、水泵、過濾器不能生成和存活藻類、貝類生物，保持管路暢通。2、使壓載和排載管路中串聯(lián)超聲波壓載水空化殺菌機，對進入壓載艙的海水(或淡水)進行超聲波空化細胞破碎，對殘留的藻類、貝類生物病原菌滅活殺死，使進入壓載艙的海水(或淡水)處于細菌達到國際海事(IMO)《國際船舶壓載水和沉積物控制和管理公約》(后稱公約)的要求，解決消除海洋四大危害之一外來物種入侵問題。為我國實施國際海事(IMO)《公約》的要求2017年前裝備所有的遠洋船舶的壓載水設備，提供了技術(shù)裝備的保障。
文檔編號C02F1/36GK102627369SQ20121010566
公開日2012年8月8日 申請日期2012年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月12日
發(fā)明者劉利華 申請人:劉利華