[发明专利]一种船舶压载水处理的中和方法

说明书

技术领域：

本发明属于船舶设备防腐防污技术领域，涉及一种船舶压载水的中和处理技术方法。

背景技术：

随着全球经济一体化进程的不断加快，国际物流行业迅速增长，船舶运输是全球物流链中重要的一环。据统计，国际贸易中的货物80％以上是通过船舶转运的。船舶航行过程中，压载是一种必然状态，船舶在加装压载水的同时，当地的水生物也将随之被装入到压载舱中，直至航程结束后随压载水排放到目的地海域。压载水跟随船舶从一地到它地，从而引起了有害水生物和病原体的传播。为了有效地控制和防止船舶压载水传播有害水生物和病原体，国际海事组织(IMO)于2004年通过了《船舶压载水和沉积物控制和管理国际公约》。“公约”规定自2009年始，所有新建船舶必须安装压载水处理装置，并对现有船只追溯实施。国内外对船舶压载水处理技术进行了大量研究。目前采用的主要技术有：电解法、臭氧法、二氧化氯法、紫外线照射法、高级氧化法等。其中，电解法、臭氧法和二氧化氯法都属于采用氧化型杀菌剂的方法，其基本原理是通过向压载水中添加氧化型杀菌剂如次氯酸钠、臭氧、二氧化氯等物质，使水中的残余氧化物(Total Residual Oxidants，简称TRO)达到一定水平，保持一定时间，以杀灭水中的有害水生物，从而达到国际海事组织(IMO)规定的压载水性能标准(D-2标准)。然而，这类技术在杀灭有害水生物的同时，排放时的残余氧化物(TRO)浓度会超标，从而对水域造成二次污染，尤其是对一些短航程的船舶，这种缺点限制了该类技术的应用。为了解决这个问题，需要研制一种中和方法，即在处理后的压载水排放时，用一定量的特定的中和剂中和TRO，使残余TRO达到排放标准(小于0.02mg/L)，消除二次污染。目前国内尚无该中和方法。国外研发的技术采用的中和剂主要是硫代硫酸钠或亚硫酸钠，按照化学计量式的比例添加中和剂，则残余的TRO不会被完全中和，达不到IMO规定的排放标准，因此，中和剂必须要过量。然而，现有的中和方法中，中和剂的添加量都过量太多，造成的问题是过量的中和剂消耗了水中的溶解氧，造成水域缺氧，同样造成海洋环境的破坏，影响藻类、无脊椎动物以及鱼类等海洋生物的生长。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，从经济、实用、有效的角度出发，寻求一种中和剂以及最佳的添加比例，用于处理船舶压载水的中和处理，使之既能完全消除残余氧化物，又能使剩余的中和剂的量降至最低，从而对海洋环境的影响最小化。

为了实现上述目的，本发明采用饱和硫代硫酸钠溶液作为中和剂，硫代硫酸钠的溶解度大，压载水处理设备的中和单元体积小，硫代硫酸钠无毒无公害，便于船员进行中和剂的补充操作；中和时，硫代硫酸钠与残余氧化物(TRO)浓度的摩尔配比为硫代硫酸钠∶次氯酸钠＝(0.2-2)∶1，其中残余氧化物浓度按当量换算为次氯酸钠浓度。

饱和硫代硫酸钠溶液的配置方法如下：先向装有海水的中和剂储罐中添加硫代硫酸钠晶体，一边添加一边搅拌，直至罐底有不能溶解的晶体为止，常温下，硫代硫酸钠在水中的溶解度约为70克；再将装有中和剂的储罐在船上密封保存备用.

用氧化型杀菌剂处理后的压载水排放时，先用TRO分析仪测量水中残余的TRO浓度，同时，压载水的流量也要用流量计进行测量，测量的TRO浓度信号和压载水的流量信号传至控制仪，控制仪根据上述的添加比例(硫代硫酸钠∶次氯酸钠＝(0.2-2)∶1，摩尔比)，计算出需要添加的中和剂的量，用计量泵将适量的中和剂注入到压载泵的吸入口端，使之与TRO完全反应。

本发明与现有技术相比，中和处理工艺简单，所用中和剂配制简便，使用操作灵活，中和效果好；其排放的压载水中残余氧化物浓度小于0.02mg/L；残余的硫代硫酸钠浓度小于100mg/L；达到了IMO规定的排放标准。

具体实施方式：

下面通过实施例对本发明作进一步说明。

本实施例分别按照下面三个实施具体例中的参数对压载水进行中和处理，按照美国环保局(EPA)的方法对处理前后的压载水中的残余TRO和硫代硫酸钠浓度进行了测量，结果见表1：

实施例1：本实施例采用饱和硫代硫酸钠溶液作为中和剂，硫代硫酸钠与残余TRO浓度的比例为硫代硫酸钠∶次氯酸钠＝0.2∶1(摩尔比)。

实施例2：本实施例采用饱和硫代硫酸钠溶液作为中和剂，硫代硫酸钠与残余TRO浓度的比例为硫代硫酸钠∶次氯酸钠＝1∶1(摩尔比)。

实施例3：本实施例采用饱和硫代硫酸钠溶液作为中和剂，硫代硫酸钠与残余TRO浓度的比例为硫代硫酸钠∶次氯酸钠＝2∶1(摩尔比)。