压载水处理的装置和方法制造方法及图纸

一种用于处理压载水以达到ＩＭＯ压载水标准的设备和方法，包括由铜镍装配而成的反应器，用于接收和排出压载水，ＵＶ源用于在铜镍存在的情况下辐射水以产生对进入反应器的压载水内有机体和微生物具有杀灭生物以及杀菌效果的自由基。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及压载水处理，通过过滤方法以去除固体颗粒和微生物，和应用 杀灭生物以及杀菌的效果以达到国际船舶压载水和沉积物控制与管理公约(2004) (International Convention for the Control and Management ofShip ' s Ballast Water and Sediments) Φ Ijf M ^H ^ ^ (International Martime Organization)执行的、为商船所建立的标准(ΙΜ0公约)。
技术介绍
该公约建立从船只排出压载水和沉积物的标准和规章，以控制对环境、人类健康、 财产和资源造成伤害的有害水生有机体和病原体的排出。该公约特别注意到1992年生物 多样性公约(convention on biologicaldiversity)中关于保持和持续使用生物多样性和 海洋海岸生态系统，和关于外源物种对这些生态系统、以及对栖居地和物种造成的威胁的事实。关于包括规章D-2 压载水性能标准(D-2 Ballast Water PerformanceStandard) 在内的压载水处理公约标准为1、根据本规章进行压载水管理的船只，需排出每立方米少于10个最小尺寸大于 或等于50微米的可存活有机体，和每毫升少于10个最小尺寸小于50微米且最小尺寸大于 或等于10微米的可存活有机体；并且排出指示微生物需不得超过第2段所述指定浓度。2、指示微生物，同人类卫生标准一样，应包括. 1每100毫升小于1个菌落形成单元(cfu)或者每1克(净重)浮游动物样品中 小于Icfu的产毒霍乱弧菌(01和0139)；. 2每100毫升小于250cfu的大肠杆菌；. 3每100毫升小于IOOcfu的肠道球菌。规章D_2(l)中最小尺寸大于或等于50微米的可存活有机体，通过商业上可获得 的、安装有40微米过滤筛的过滤装置的方法，从压载水中去除，达到每立方米小于10个可 存活微生物的水平。从商业上可获得的40微米过滤装置中排出的压载水需要进一步处理，以(i)去除 最小尺寸小于50微米并且最小尺寸大于或等于10微米的有机体，达到每毫升小于10个可 存活有机体的水平，和(ii)去除指示微生物达到上述规章D-2 (2)所述的水平。在净化水的现有技术中，众所周知紫外光具有对有机体和微生物的杀灭生物和杀 菌效果，并且常常与臭氧、光催化剂和其他物质一起使用，以达到针对有机体的所需效果。授予Titus的美国专利第5322569号，通过紫外辐射防止水下物体的生物堵塞。海 洋生物堵塞通过采用紫外光辐射水下物体的特定表面，以预防有机体附着在那些表面上， 以在去除之前使有机体昏眩，或者以消除特定表面上或者限定体积上的有机体。Titus运 用具有波长250. +-. 10纳米的紫外光，且提供最小辐射密度为20. mu. watt/cm. sup. 2，距离 至少2英尺。发现传统紫外光源例如汞，汞/氙，和氙灯均能提供令人满意的紫外线能量输出ο授予Soremark的美国专利第6358478旨在处理液体和产生臭氧，利用其氧化效 果。已知以ISOnm频率的UV辐射产生臭氧，通过暴露于辐射下，臭氧分解得到自由基。臭 氧、氧、过氧化氢和UV辐射的组合，提供快速和有效的自由基的产生。微生物在臭氧和自由 基的作用下由于氧化反应而不活跃。有机体细胞膜最初被自由基攻击，继而自由基破坏细 胞/病毒/孢子内的核物质。授予Carmignani的美国专利第6092653号旨在在装置内用半导体光催化剂特别 是二氧化钛和紫外线辐射纯化和消毒液体，在该装置处将要纯化的液体密切接触半导体表 面，同时在同表面一样大的区域进行激活UV光散布操作。授予Morazzi的美国专利第7081636号公开了在灭菌系统中使用紫外(UV)辐射， 以用于纯化水和对多种项目进行卫生处理。UV辐射和利用UV辐射空气中的氧气而至产生 任何臭氧用以杀死细菌和微生物。已知使用紫外线(UV)辐射用于多种其他用途，包括涉及 光化学反应和分子离解的提高。这种系统的一个问题在于很难给UV源有效提供充足的激 发能量且很难有效地转化那种能量到达待处理的物质或实体。因此对于高能量，高生产能 力工业目的，很难处理该系统。因此，Morazzi提供一种紫外光源，包括紫外灯泡；脉冲微波 能量源用于激活所述紫外灯泡；以及光学上透明的波导用于引导所述脉冲微波能量源产生 的脉冲微波能量至紫外灯泡。所述波导完全地环绕所述紫外灯泡。一方面，紫外光源的主 波长为240nm到310nm，特别是254nm。发现这样的波长对灭菌、纯化或者卫生处理的应用 特别有益。因此，已知UV辐射用于杀死有机体，但必须在特殊系统中使用UV辐射以达到所需 液体的纯化效果。本专利技术申请人提供一种方法和设备，采用具有特定依据的紫外辐射以在船只压载 水处理中抑制有机体和微生物。
技术实现思路
本专利技术旨在一种，对过滤较大有机体后压载水中残存的 有机体和微生物采用紫外光杀灭生物以及杀菌的效果，以使得这种处理达到规章D-2的标 准。本专利技术提供了一种密闭反应器，用于接收压载水，且用于对压载水中携带的生物 群和细菌提供辐射。中压UV源穿过所述反应器延伸，在所述反应器内辐射压载水流以不足 1秒钟的停留时间。穿过单个反应器的压载水流大约165m7hr且多个反应器按照平行水流 排布，可达到总流量足以达到商船或者任何其他远航或近海船舰的全部压载水量。根据本专利技术的反应器包括限定反应室的大体上为圆柱形的壳，两端用端帽密闭。 石英管内封闭紫外灯且在相对端上支撑于端帽上，沿着反应器壳的中轴延伸，在壳室内发 出UV辐射。反应器进一步安装有压载水入口和出口管，优选地在壳的相对端提供压载水的 切线进出，并且优选地在壳的相对面。本专利技术的有意义的一方面，申请人已经发现在装配铜 镍合金反应器壳中达到了意想不到的、持续地、且可重复的杀灭生物以及杀菌效果。申请人:相信，铜镍反应器壳配合紫外源在处理的压载水中产生自由基，使得对于 有机体和微生物产生显著的杀灭生物及杀菌效果。相应的采用不锈钢壳的重复地反应器测试既不能达到铜镍壳所获得的效果，也不能满足规章D-2的标准。本专利技术的目的是提供一种用于压载水处理的方法和设备，达到IMO公约规章D-2 所建立的标准。本专利技术的目的是提供一种方法和设备，利用在铜镍装配的反应器壳内的紫外光， 对压载水提供杀灭生物及杀菌效果。本专利技术的目的是提供一种用于船只压载水处理的反应器，具有每反应器每小时 165m3的容量，提供若干反应器的安装，用以处理任何海运船舰的全部压载水容量。本专利技术其他的目的、优点和优选的特征将会通过本专利技术以下优选实施方式的详细 说明书描述的理解或者通过实践中运用本专利技术而变得更加明显。附图说明详细说明书选择的本专利技术优选的实施方式使得那些本专利技术所属领域普通技术人 员能够理解如何实施本专利技术，且结合附图显示，其中图1为本专利技术反应器设备的侧视示意图。图2为多个图1所示设备的部分示意图，用于使用多个平行的反应器以适应处理 的压载水的全部体积。具体实施例方式参见图，根据本专利技术的装置10包括反应器12，优选地形成为圆柱体状的壳12a，装 有端帽12b-c，以限定反应室12d，用于接收和处理压载水。入口和出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理压载水的方法包括如下步骤：　　ａ．建立密闭的室；　　ｂ．使连续的含有有机体和微生物的压载水流穿过所述室；　　ｃ．使所述压载水流暴露于铜镍；　　ｄ．在铜镍存在的情况下，使所述压载水流暴露于２５４ｎｍ的紫外辐射，以对压载水中的有机体和微生物产生杀灭生物以及杀菌的效果，以降低：　　（ｉ）排出水中的最小尺寸大于或等于５０微米有机体少于每立方米１０个可存活有机体和最小尺寸小于５０微米且最小尺寸大于１０微米的少于每立方米１０个可存活有机体；　　并且降低：　　（ｉｉ）指示微生物：１．每１００毫升小于１个菌落形成单元（ｃｆｕ）或者每１克（净重）浮游动物样品中小于１ｃｆｕ的产毒霍乱弧菌（Ｏ１和Ｏ１３９）；　　２．每１００毫升小于２５０ｃｆｕ的大肠杆菌；　　３．每１００毫升小于１００ｃｆｕ的肠道球菌。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：比尔吉尔尼尔森，哈维尔尼尔森，
申请(专利权)人：比尔吉尔尼尔森，
类型：发明
国别省市：US[美国]