[实用新型]一种船舶压载水处理装置和处理系统

说明书

一种船舶压载水处理装置和处理系统，该装置包括光解氯消毒处理腔室和波长285nm紫外灯，所述光解氯消毒处理腔室具有压载水输入口、压载水输出口以及次氯酸投加口，所述波长285nm紫外灯设置在所述光解氯消毒处理腔室内，所述次氯酸投加口用于向所述光解氯消毒处理腔室内投加次氯酸，船舶压载水经所述压载输入口流入所述光解氯消毒处理腔室，次氯酸经所述次氯酸投加口进入所述光解氯消毒处理腔室，经所述光解氯消毒处理腔室内的所述波长285nm紫外灯辐射，进行光解氯消毒。应用本实用新型能够降低压载水处理系统对高紫外线辐照剂量和高氧化剂浓度的需求，降低现有技术的能耗与环境风险，并提高压载水处理的效率与可靠性。

技术领域

本实用新型涉及水处理技术领域，特别是涉及一种船舶压载水处理装置和处理系统。

背景技术

几个世纪以来，非本地生物的引入一直在全球范围内呈指数级增长。物种入侵威胁生物多样性，加速同质化，对海洋产业和人类健康造成负面影响。水生入侵物种传播最重要的途径是船舶压载水，通过压载水排放的入侵性藻类、贝类及细菌成为当今海洋中最严重的问题之一。美国海岸警卫队(USCG)和国际海事组织(IMO)分别在2012年和2016年生效了USCG ETV标准和《国际船舶压载水和沉淀物控制与管理国际条约》(简称压载水公约)，均对排放的压载水中微生物的浓度进行规定：(1)大于50um的微生物少于10/m³；(2)大于10um小于50um的微生物小于10/ml；(3)三个指示微生物，产毒霍乱杆菌(每100毫升小于1cfu)，大肠杆菌(每100毫升小于250cfu)和肠球菌(每100毫升少于100cfu)。2018年10月28日后，新船舶如要进入缔约国港口必须配有通过严格认证的的压载水处理系统，压载水处理系统全面进入高标准严要求时代。因此，有必要开发经济高效的压载水处理技术以保证压载水排放的安全性和高效性。

自压载水系统认可程序通过以来，截止2019年10月，全球有22家压载水处理系统通过USCG型式认证。大部分通过认证的压载水处理装置包括两个过程：(1)过滤/机械分离过程，该过程主要为了分离压载水中的较大颗粒杂质与生物体；(2)消毒灭活过程，该过程以紫外消毒和氧化技术为主要工艺，是压载水系统的主体单元。除了上述工程应用技术，一些文献中也提出了多种技术耦合应用于压载水消毒的方案。学者提出用紫外和纳米二氧化钛催化剂结合进行压载水消毒，此方案产生的羟基自由基氧化性强、灭活迅速，但催化剂流失和处置问题，限制了其工程应用；还有学者提出紫外、超声和臭氧技术结合的消毒方案，然而此方案需要较大占地空间和操作成本，超声波还可能对人体和船体造成威胁，消毒产生的副产物对环境有害，工程应用需要进行评估。

目前的压载水装置以紫外消毒或氧化技术作为主要工艺，两者均存在不同的缺点或技术问题。

紫外消毒工艺均采用传统紫外汞灯，采用该技术消毒存在以下问题：①对细菌这类微生物的效果较好，而杀灭压载水中存在的浮游植物、浮游动物等耐紫外微生物则需要增加紫外强度或辐照剂量，能耗较大；②紫外汞灯寿命短，含有有毒汞，易碎，需要预热，尺寸过大，使得在空间宝贵，维护造价高的船舶上应用具有局限性。

目前的氧化技术采用电解产次氯酸或二氧化氯，该技术的缺点是：①在低盐海水中产生高浓度的氧化剂成本较高；②通常需要高于10mg/L的氧化剂浓度才能完全杀灭微生物，但同时消毒产生的大量消毒副产物对水生环境也具有高风险性。

可见，现有处理系统和技术多存在建造和维护成本高、环境风险高、可靠性低的特性，需要开发出经济、高效、稳定的压载水处理技术和处理系统。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于弥补现有技术的缺陷，提供一种船舶压载水处理装置和处理系统，以降低压载水处理系统对高紫外线辐照剂量和高氧化剂浓度的需求，降低现有技术的能耗与环境风险，并提高压载水处理的效率与可靠性。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：