一种处理系统，包括：具有阳极室和阴极室的电解槽，所述电解槽具有用于接收盐水的入口，所述槽被配置成在所述阴极室内产生碱性溶液且在所述阳极室内产生消毒溶液；用于处理来自安装于船上的引擎的废气排放物的碱性洗涤器单元，所述碱性洗涤器单元用于将所述碱性溶液和所述废气排放物接收至第一室内以混合所述废气排放物和碱性溶液混合物，以及；在水流入和压舱柜中间的消毒单元，所述消毒单元被配置成接收所述消毒溶液和来自所述水流入的水以便在将所述水传输至所述压舱柜之前对其进行消毒。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及海运(shipping)周围的环境问题，例如，引擎排放的控制和压舱水管理。
技术介绍
为了确保船和船员的安全，船的稳定性是必要的。基于此目的，船在航行期间使用“压舱水”。虽然存在使用固态材料(例如，沙子和岩石)作为压舱物的可能性，但是由于水在压舱和卸压舱方面的便捷，自从1880年以来一直使用水(既包括海水又包括淡水)(卡尔顿，1985年)。据估计，全世界每年排放30到120亿吨压舱水(罗斯，2005年)。压舱水在世界上许多地方大量排放。压舱水已被认为是对海岸环境的威胁。通过压舱水和海岸沉积物引入入侵生物，这些入侵生物连同海水一起被泵吸入。包括细菌和其他微生物、卵、胞囊和各物种的幼虫在内的品种繁多的生物都在压舱水可以携带进来的海洋物种之列。新确立的物种可能对人体健康有害(例如，霍乱弧菌)，且可能变成对海洋环境生物多样性的威胁，因而造成对环境、经济和健康的影响。自20世纪80年代后期以来，对由船压舱水传递的非本地生物的关注(德瑞克等人，2007年)增加。压舱水的排放率在短时间内可以很高。工程师通常使用的传统方法是在系统中设计缓冲器设施。然而，这种设计往往导致系统尺寸大幅增大，且不能考虑到水还在缓冲器中时水量的可能变化。再者，会有因为经济原因而不希望进行缓冲而是尽快排放的例子。一些研究机构和公司正开发压舱水处理(BWT)技术。已研究了诸如加热(瑞格比等人，1999年)、带预处理的UV照射(萨瑟兰，2001年)、膜过滤、氯化(张等人，2001年；达席尔瓦等人，2004年)、电离、电解和臭氧化(赫维希等人2006年)的处理技术。表1显示压舱水处理的一些可用技术。许多研究组都提出了热处理技术。有毒的鞭毛藻类，诸如浮游生物，是较大的海洋生物，但通常发现于淡水栖息地。它们的分布取决于温度和盐度。在实验室规模的研究中，据报道，有毒的鞭毛藻类在35℃下经过2个小时的接触时间后可完全失活。一些研究人员试图以诸如45℃的高温使用诸如几分钟的较短接触时间来杀死生物至可接受的水平。此技术可使用来自船引擎的废热用于压舱水处理。然而，在实际应用中，产业中主要关注的是，所产生的热量是否足够用于预期目的。再者，全尺寸试验表明，热水可能会对压舱柜涂层有损坏，因为较高的温度会极大的促进对柜体的腐蚀。紫外线(UV)照射可杀灭各种类型的细菌。然而，单独使用UV效果不佳，因为压舱水的浊度通常高，并且消毒时间往往长。此外，在现有的压舱柜中安装UV通常被认为是不利于船拥有者，而且成本通常高。表1可用的压舱水处理技术列表 处理技术 时间 失活效率(％) 加热 2-4小时 90-99 臭氧化 5-10小时 96-99.9 带过滤的UV 15分钟 90-99电离涉及暴露生物群于混合氧化剂气体的活性物种。在实验室规模的研究中，已有报道称，在2分钟的接触时间内，超过90％的细菌被杀灭。已经进行了船上试验，在此技术中，几种大尺寸气体发生器的使用是一个要解决的问题。臭氧化已被报道为压舱水问题的一种解决方式。此技术有效杀灭微生物，但不能有效消除较大生物。需要大尺寸臭氧发生器来处理大量压舱水。臭氧及其副产品可能对人体是有毒的。因而，其操作往往不安全。各种类型的杀生物剂已被研究用于压舱水处理。由于诸如加入到在一艘船中的大量压舱水中的量的实际困难，杀生物剂的运输和处理单元的操作被认为是不利于产业。此外，极常关注的是效率和导致腐蚀的几率。例如，侯赛因及其合作者(2006)使用二氧化碳来控制细菌生长。该方法在他们的实验室规模的研究中似乎是有效的。可预见到的问题可能包括对压舱水柜的腐蚀以及对于较大活生物和厌氧细菌较低的效率。上面的现有技术具有共同的缺点：较低的移除效率、较长的保留时间、被消毒的生物的较高再生几率、以及较高的成本。这些技术往往是基于试点的或实验室规模的试验，因而在研究中的流速通常低。压舱水具有极高的流速。例如，压舱水泵具有高达600m3/hr的流速。大部分当前可用的BWT技术可能不适用。另外，大部分技术需要改变船中的压舱柜和/或其他现有设施，这使得这些技术不适用于产业。所有这些限制了它们在压舱水处理方面的大规模应用。船上仍实施的唯一可行措施是海中(mid-ocean)压舱水交换。在海中，船上的压舱水通过排空和重新注满压舱柜或通过注入顶出(flow-through)稀释而用开放的海水替换。操作后的压舱水将包含较少的污染物，因而在下一港口排出时导致较少的环境污染。虽然此技术十分有效，但是其问题包括：微生物污染物移除不完全以及安全性。例如，一些生物，特别是微生物，粘在压舱柜的结构，因而难以移除。船引擎排出的废气是出现的另一环境问题。如表2中显示，废气由CO2，NOx，SOx，CO和微粒物质组成。NOx和SOx是极酸性的，具有较大的亨利定律常数且易溶于水。因而，它们在水溶液中形成强酸，成为酸雨的罪魁祸首。进一步的，二氧化碳是最重要的温室气体之一。由于在过去20-30年来CO2浓度的猛增，全球变暖已变为我们面临的最严重的环境问题之一。国际海事组织(IMO)已实施规定来管理和控制一些成分。例如，SOx排放逐渐减少。全球的硫最大百分比从4.5％(当前的规定)降至自2012年1月1日开始生效的3.5％。进一步的，降至自2020年1月1日开始生效的0.5％。这些百分比对于硫排放控制区域(例如，美国加利福利亚)是更为严格的。这些区域的硫最大百分比将从2010年7月1日起减至1.0％，且从2015年1月1日起进一步减至0.1％。当前，较高硫含量的重质燃料(低成本)用较低硫含量的燃料(高成本)代替，这对船拥有者而言显然花费非常高。吸附技术和吸收技术通常用于废气的处理。在吸附中，可使用诸如活性炭的吸附剂。然而，诸如已用吸附剂的再生的因素使吸附在海事产业中较没有吸引力。在吸收中，海水用来通过洗涤器吸收酸性气体。此商业的洗涤器技术当前被世界上的许多船使用。海水的pH是8左右，指示很弱的碱性。因而，酸性气体的中和效率低。移除SO2的处理效率据报导不超过20％。因而，效率和洗涤器的足迹(foot-print)较没有吸引力。开发船上用于气体处理的新技术将具有较高的科学和商业价值。表2柴油引擎排出的废气的气态物种的估计含量...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.08.03 US 61/230,7761.一种处理系统，包括：
具有阳极室和阴极室的电解槽，所述电解槽具有用于接收盐水的
入口，所述槽被配置成在所述阴极室内产生碱性溶液且在所述阳极室
内产生消毒溶液；
用于处理来自安装于船上的引擎的废气排放物的碱性洗涤器单
元，所述碱性洗涤器单元用于将所述碱性溶液和所述废气排放物接收
至第一室内以混合所述废气排放物和碱性溶液混合物，以及；
在水流入和压舱柜中间的消毒单元，所述消毒单元被配置成接收
所述消毒溶液和来自所述水流入的水以便在将所述水传输至所述压舱
柜之前对其进行消毒。
2.根据权利要求1所述的处理系统，其中，电解槽包括中央室，
所述中央室被膜分隔以便将阳极和阴极隔离在所述阳极室和阴极室。
3.根据权利要求1或2所述的处理系统，进一步包括：含氯洗涤
器单元，用于将来自所述阳极室的含氯的盐水和所述废气排放物接收
至第二室以混合所述废气排放物和所述含氯的盐水，所述氯化洗涤器
单元包括出口，所述出口用于传输剩余废气排放物至所述碱性洗涤器
单元的所述室。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的处理系统，进一步包括水
洗涤器单元，用于将水和来自所述碱性洗涤器单元的剩余废气排放物
接收至第三室以混合所述剩余废气排放物和水，所述水洗涤器单元包
括出口，所述出口用于排放经处理的液体。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的处理系统，其中所述消毒
单元被配置成接收来自所述压舱柜的排放水，以在将所述排放水传输
至压舱柜流出之前对其进行消毒。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的处理系统，其中所述消毒
溶液是来自所述阳极室的含氯盐水。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的处理系统，其中所述消毒
溶液是次氯酸钠盐水，所述次氯酸钠盐水由来自于所述阳极室的含氯
盐水和来自于所述阴极室的所述碱性溶液混合而成。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的处理系统，进一步包括中
和系统，所述中和系统包括用于确定来自所述水流入的水中总的残留
\t氧化剂的分析器以及用于根据所述确定的总的残余氧化剂而指示注入
器将中和溶液注入所述水中的控制系统。
9....
【专利技术属性】
技术研发人员：建平·保罗·陈，
申请(专利权)人：新加坡海事及港务管理局，新加坡国立大学，APL私人有限公司，
类型：
国别省市：
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