[发明专利]用于压载水排放过程中的残余氧化剂中和装置和方法

说明书

技术领域

本发明属于海洋环境保护应用技术领域，涉及一种采用化学方法(臭氧法、电解法等)处理压载水，具体是指一种用于压载水排放过程中的残余氧化剂中和装置。

背景技术

压载水是指系指为控制船舶横顷、纵顷、吃水、稳性和应力而加装到船上的水及悬浮物质。船舶排放压载水是造成地理性隔离水体间有害生物传播的最主要途径。每年全球船舶携带的压载水大约有100亿吨，一艘载重10万吨货船携带的压载水量达到5－6万吨。与自然海洋生态环境相比，船舶压载水是一种特殊环境下的生态系统，经压载水驯化并存活的生物往往具有极强的生命力和竞争力。它们一旦释放到自然海洋环境中，就可能产生不可控制的“雪崩式”繁殖，对土著物种造成极大的冲击，甚至引起本地物种灭绝，引发一系列生态灾害。

目前压载水的处理方法主要有机械处理法、物理处理法、化学处理法和其他一些处理方法。其中机械方法包括过滤、气旋分离、稀释、沉降和浮选、高流速等；物理方法包括加热处理、放电处理、磁化处理、超声波处理、紫外线照射处理和γ射线处理等；化学方法主要是利用氯或氯化物、脱氧处理、过氧化氢、臭氧、羟基自由基等的热性做处理。据统计，通过国际海事组织(IMO)认证的方法中化学方法占大多数。

压载水化学方法处理过程中，化学药剂与海水中的部分离子发生化学反应，衍生出复杂的次级产物种类，包含Cl₂、ClO^-、ClO₂、Br₂、BrO^-、NH₂Cl、NH₂Br等物质之总和，其中以BrO^-占最大比例，这些产物的总和称之为总残余氧化剂(Total Residual Oxidant,TRO)。国际上一般常用余氯分析仪检测总残余氧化剂(TRO)的浓度。依据国际海事组织(IMO)的要求，压载水系统管理指南(G8导则)及活性物质压载水认可程序(G9导则)指出总残余氧化剂(TRO)最大允许排放浓度为0.2mg/L，处理后的压载水排放时，若TRO大于0.2mg/L，必须使用中和系统进行中和，中和达标后方允许排放，以免对海洋环境造成危害。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种可以自动添加中和剂的中和装置，适用于所有含有残余氧化剂(TRO)的处理后压载水。中和反应在排放过程中进行，中和药剂直接从主管路中抽取，不需另外添加；工作时，两个相同的中和药剂箱交替使用，不会出现中断现象。能安全、有效地降低压载水排放过程中的总残余氧化剂(TRO)，达到海事组织的排放标准(＜0.2mg/L)。

本发明解决其方法所采用的技术方案是：

一种在压载水排放过程中的残余氧化剂中和装置，该装置包括海水输送加载部分、分流按制部分、中和装置、计量泵、止回阀和检测部分，

海水输送加载部分包括压载水排放管路、压载水输送分管路、离心泵、流量计和阀门，压载水输送分管路接入压载水排放管路中，经过离心泵、流量计、阀门进入中和装置管路；

分流按制部分采用四个电磁阀：入口左侧电磁阀A、入口右侧电磁阀B、出口左侧电磁阀C和出口右侧电磁阀D，入口左侧电磁阀A和入口右侧电磁阀B设在中和装置的入口处，用于控制压载水的进入方向；出口左侧电磁阀C和出口右侧电磁阀D设在中和装置的出口处，用来控制压载水处理后的流出。

中和处理部分分为左侧中和装置和右侧中和装置，左侧中和装置包括压差变送器A、中和药剂箱A、液位传感器A和固体给料箱A，右侧中和装置包括中和药剂箱B、固体给料箱B、液位传感器B、压差变送器B，固体给料箱A与固体给料箱B完全相同，固体给料箱的底部有两层隔板，第一层均布直径为1mm的微孔，装置工作时，第二层向下打开。

中和药剂箱A与中和药剂箱B的底部装有自动启动的搅拌机。固体给料箱A与固体给料箱B中的药品为硫代硫酸钠(Na₂S₂O₃)固体粉末，中和药剂箱A和中和药剂箱B中硫代硫酸钠(Na₂S₂O₃)溶液的浓度为0.01mol/L。

计量泵连接分流控制部分的电磁阀C和电磁阀D，止回阀和计量泵相接，保证处理后的压载水单方向流动。

检测部分包括排放中检测的余氯分析仪A和中和后检测的余氯分析仪B，余氯分析仪A实时检测处理后的压载水，余氯分析仪B实时检测中和后的压载水。

本发明的装置工作过程如下：