可在線防污的船舶壓載水處理系統及船舶壓載水處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及船舶壓載水處理技術，特別是涉及一種可在線防污的船舶壓載水處理系統及船舶壓載水處理方法。
【背景技術】
[0002]在船舶航行過程中，壓載是一種必然的狀態，船舶在加裝壓載水的同時，當地的水生物也隨之被裝入到壓載艙中，直至航程結束后隨壓載水排放到目的地海域。壓載水跟隨船舶從一地到它地，從而引起了有害水生物和病原體的傳播。為有效控制和防止船舶壓載水傳播有害水生物和病原體，國際海事組織(MO)于2004年通過了《船舶壓載水和沉積物控制和管理國際公約》。“公約”規定所有船舶必須按照時間表安裝壓載水處理裝置，并對現有船只追溯實施。“公約”對壓載水的處理標準，即可存活生物的尺寸及數量、病原體微生物的種類及數量作了明確規定(即D-2標準)。
[0003]在目前的船舶壓載水處理系統中，絕大部分采用過濾技術加物理方法或化學方法滅活，在過濾技術中，通常是采用過濾精度為50 μπι或40 μm的過濾器，以去除尺寸較大的生物或顆粒物，在使用過程中會有大量的海洋生物附著在過濾器的濾網上。由于船舶壓載水處理系統只有在加裝壓載水和排出壓載水時才啟用，也就是說船舶壓載水處理系統是間歇使用的，在過濾器停用期間，附著在濾網上的生物會大量生長繁殖，最終造成過濾器的堵塞，這就是過濾器的污損問題。
[0004]針對過濾器的污損問題，目前國內外尚無船舶壓載水處理系統用過濾器的在線全自動防污方法和裝置，對于已發生污損的過濾器只能手工拆卸清理。
【發明內容】
[0005]有鑒于此，本發明提供了一種可在線防污的船舶壓載水處理系統及船舶壓載水處理方法。
[0006]本發明提供的可在線防污的船舶壓載水處理系統包括壓載水主管路、壓載水支路、加藥管路以及位于壓載水主管路上的過濾器、位于壓載水支路上的電解單元和位于加藥管路上的加藥泵，引入船舶壓載水處理系統的一部分海水經過濾器過濾后流向壓載水支路和電解單元，經電解單元電解后的海水經壓載水支路回注到壓載水主管路，經電解單元電解后的一部分海水在壓載過程結束后經加藥泵和加藥管路回注至過濾器，并在過濾器中保持一定時長。
[0007]根據本發明的一個實施例，所述壓載水支路在所述電解單元的下游設有除氫罐，所述經電解單元電解后的海水經所述除氫罐除氫后在另一加藥泵的作用下注入所述壓載水主管路。
[0008]根據本發明的一個實施例，所述除氫罐的上部中央設有一霧化噴頭，且所述除氫罐的中部和底部設有擾流模組。
[0009]根據本發明的一個實施例，所述壓載水支路上設有第一閥門和第二閥門，所述第一閥門位于所述壓載水主管路和所述電解單元的入口之間，所述第二閥門位于所述另一加藥泵和所述壓載水主管路之間，所述第一閥門、所述第二閥門及所述另一加藥泵在加裝壓載水的過程中打開。
[0010]根據本發明的一個實施例，所述加藥管路設于所述壓載水主管路和所述過濾器的排污口之間，所述壓載水主管路和所述加藥管路的連接點位于所述壓載水支路的出口和所述壓載水主管路的連接點的下游。
[0011]根據本發明的一個實施例，所述加藥管路上設有第三閥門和第四閥門，所述加藥泵位于所述第三閥門和所述第四閥門之間，所述第三閥門和所述第四閥門在加裝壓載水的過程中關閉，在裝好壓載水后的注藥過程中打開，并在所述加藥泵停止時關閉。
[0012]根據本發明的一個實施例，所述加藥管路和一排污管路通過一三通接頭相連，所述加藥管路在所述三通接頭和所述第四閥門之間設有第一電磁閥，所述排污管路在所述三通接頭的下游設有第二電磁閥，所述第一電磁閥在加裝壓載水的過程中關閉并在注藥過程中打開，所述第二電磁閥在加裝壓載水的過程中打開并在注藥過程中關閉。
[0013]本發明提供的可在線防污的船舶壓載水處理方法，包括如下步驟:在船舶壓載水處理系統的過濾器排污口和壓載水主管路之間加裝加藥管路和位于所述加藥管路上的加藥泵；在加裝壓載水的進程結束后啟動所述加藥泵，利用所述加藥泵由所述壓載水主管路抽取一部分經船舶壓載水處理系統的電解單元電解后的海水，將其由所述加藥管路通過所述過濾器的所述排污口回注至所述過濾器中；將回注至所述過濾器的海水保持在所述過濾器中，直至下一次加載。
[0014]根據本發明的一個實施例，所述加藥管路上設有第三閥門和第四閥門，所述加藥泵位于所述第三閥門和所述第四閥門之間，所述船舶壓載水處理方法在啟動所述加藥泵時還打開所述第三閥門和所述第四閥門。
[0015]根據本發明的一個實施例，所述加藥管路和一排污管路通過一三通接頭相連，所述加藥管路在所述三通接頭和所述第四閥門之間設有第一電磁閥，所述排污管路在所述三通接頭的下游設有第二電磁閥，所述船舶壓載水處理方法在加裝壓載水的進程開始之前還包括關閉所述第一電磁閥和打開所述第二電磁閥；所述船舶壓載水處理方法在加裝壓載水的進程結束后還包括打開所述第一電磁閥并關閉所述第二電磁閥。
[0016]本發明的船舶壓載水處理系統和船舶壓載水處理方法在壓載過程結束時，將海水經電解處理后得到的TRO溶液回注至過濾器并在過濾器中保持至下一個壓載過程開始，從而使TRO溶液中所含的次氯酸鈉可以在壓載泵停止工作期間抑制過濾器內海生物的生長和繁殖，起到防止過濾器內的濾網在過濾器停用期間，因其上附著的海生物的大量生長和繁殖，所造成的過濾器的堵塞。
[0017]上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發明的上述和其他目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。
【附圖說明】
[0018]圖1所示為本發明提供的船舶壓載水處理系統的組成框圖。
[0019]圖2所示為本發明提供的除氫罐的結構示意圖。
[0020]圖3所示為圖2中擾流模組的俯視示意圖。
[0021]圖4所示為圖2中擾流模組的主視示意圖。
【具體實施方式】
[0022]為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對本發明詳細說明如下。
[0023]請參閱圖1，本發明提供的可在線防污的船舶壓載水處理系統包括壓載水主管路11、壓載水支路18、排氫管路19、加藥管路13、排污管路20，以及位于壓載水主管路11上的壓載泵I和過濾器2，位于壓載水支路18上的電解單元3、除氫罐6、第一閥門21、第二閥門22及第一加藥泵10，位于排氫管路19上的氣水分離器5和防爆鼓風機4，位于加藥管路13上的第三閥門23、第四閥門24、第二加藥泵12、三通接頭15及第一電磁閥14，以及位于排污管路20上的第二電磁閥16。其中，第一閥門21至第四閥門24均優選為手動閥。
[0024]具體地，壓載泵I及過濾器2依序設于壓載水主管路11上。
[0025]電解單元3及除氫罐6依序設于壓載水支路18上，且壓載水支路18的入口與壓載水主管路11的連接點位于過濾器2的下游。
[0026]第一閥門21設于壓載水支路18上，位于在壓載水主管路11與電解單元3的入口之間，電解單元3與船舶壓載水處理系統的控制單元(圖未示)電連接，用于在控制單元的控制下電解海水而產生含次氯酸鈉的TRO溶液和氫氣的混合物。
[0027]除氫罐6的入口與電解單元3的出口相連。請一并參閱圖2至圖4，除氫罐6由碳鋼加工而成，其容積約為TRO溶液I分鐘的流量(例如，若TRO溶液的流量為6m3/h，則除氫罐6的容積應為100L左右)，罐體的直徑與高的比例應以3:4為宜，罐體壁厚約為3-4mm，且罐體內部襯膠以防止TRO溶液的腐蝕。除氫罐6的入液口經過一噴射管路橫向延伸至除氫罐6的上部中央，在除氫罐6的入液口處設有一霧化噴頭7，經過霧化噴頭7的霧化作用，進入除氫罐6的TRO溶液中所夾雜的氫氣可以從TRO溶液中快速析出。霧化噴頭7在除氫罐6的高度方向距離灌頂1cm左右，并且，為了保證霧化效果，噴射管路及霧化噴頭7的內部壓力最好為3-3.5Bar。TRO溶液經霧化噴淋后，已除去大部分氫氣，但還會含有少量較小的氣泡。
[0028]為了進一步提高除氫效率，去除TRO溶液中殘存的小氣泡，本發明在除氫罐6的中部和底部還設有兩個擾流模組8 (下文分別稱為第一擾流模組和第二擾流模組)。在本實施例中，這兩個擾流模組8均為不銹鋼網組合，其各自包括至少一層擾流網25，以及用于支撐和固定該至少一層擾流網25的擾流網支架26。在本實施例中，擾流網25和擾流網支架26都是由316L不銹鋼制成，且各擾流模組8均包括至少兩層擾流網25，具體地，在本實施例中，各擾流模組8均包括三層擾流網25，這三層擾流網25通過擾流網支架26焊接固定在一起。第一擾流模組的網孔尺寸為5*5mm，第二擾流模組的網孔尺寸為2*2mm，各擾流網支架26把對應的擾流網25固定在一起，并使擾流網25之間保持10?20mm(最好為1mm)的層間距。可以理解地，在本發明的其它實施例中，第一擾流模組和第二擾流模組的網孔尺寸也可以為其它合適的數值，只要滿足第一擾流模組的網孔尺寸大于第二擾流模組的網孔尺寸，且第一擾流模組和第二擾流模組均可以幫助聚集和析出TRO溶液中的氫氣即可。當然，在本發明的實施例中，第一擾流模組和第二擾流模組的網孔尺寸也可以相等，例如網孔尺寸均為5*5mm或均為2*2mm。
[0029]請繼續參閱圖1及圖2，氣水分離器5設于排氫管路19上且與除氫罐6頂部所設的出氣口相連。防爆鼓風機4設于氣水分離器5的下游，其鼓入的空氣與經過氣水分離器5的氣體混合，將除氫罐6分離出的氫氣稀釋到爆炸極限以下后排出船外。第一加藥泵10與設于除氫罐6底部的出液口相連，且通過第二閥門22與壓載水主管路11相連，去除了氫氣的TRO溶液通過第一加藥泵10注入到壓載水主管路11的加藥點。另外，除氫罐6的一側還設有液位計9，液位計9帶有遠傳功能而可以與控制單元信號連接，通過控制單元與液位計9和第一加藥泵10的協同合作可以將除氫罐6內的液位控制在罐體高度的1/2至3/4之間。為了更好的控制除氫罐6內的液位，第一加藥泵10最好為可變頻加藥泵。
[0030]第二加藥泵12、第三閥門23、第四閥門24、三通接頭15及第一電磁閥14設于加藥管路13上。加藥管路13與壓載水主管路11的連接點位于壓載水支路18的出口與壓載水主管路11的連接點的下游。第三閥門23靠近壓載水主管路11，位于壓載水主管路11與第二加藥泵12之間。第二加藥泵12位于第三閥門23和第四閥門24之間。第一電磁閥14位于第四閥門24的下游，且位于第四閥門24和三通接頭15之間。三通接頭15位于第一電磁閥14和過濾器2的排污口 17之間。第二電磁閥16位于排污管路20上，且連接三通接頭15與船外。
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