[发明专利]压载水处理系统、压载水处理方法及船舶

说明书

本发明提供一种压载水处理系统，包括海底门、压载泵、压载舱、循环管路、循环泵、TRO分析仪、海水供应管路、海水泵、电解加药系统和中和加药系统；循环泵设置于循环管路上，循环管路的第一端连通至压载泵的出口与压载舱的第一入口之间的管路上，循环管路的第二端与压载舱的第二入口连通；电解加药系统包括电解槽和电解加药泵，海水供应管路与海水泵的入口连通，海水泵的出口与电解槽的入口连通，电解槽的出口与电解加药泵的入口连通，电解加药泵的出口分为两路，一路通过第一支路连通至压载泵的出口与压载舱的第一入口之间的管路上，另一路通过第二支路连通至循环管路上。本发明还提供一种压载水处理方法及船舶。

技术领域

本发明涉及压载水处理技术领域，尤其是涉及一种压载水处理系统、压载水处理方法及船舶。

背景技术

国际海事组织(IMO，International Maritime Organization)在2004年颁布了《控制和管理船舶压载水和沉积物国际公约》(以下简称公约)，要求对远洋船舶的压载水进行处理，使得压载水的排放满足公约D-2标准，该公约已于2017年正式生效。此外，美国海岸警卫队(USCG，United States Coast Guard)在2012年颁布了关于美国水域船舶压载水排放生物标准的联邦法规，要求所有进入美国水域的远洋船舶必须安装USCG型式认可的压载水管理系统，并对压载水进行处理以满足相关要求。为了应对IMO和港口国的要求，所有远洋船舶必须安装和使用压载水管理系统对压载水进行处理。根据公约规定，所有远洋船舶安装的压载水管理系统，必须根据IMO《压载水管理系统的认可规则》进行型式认证，采用规定水质条件的挑战水进行陆基试验，以验证系统的处理效果满足公约要求，符合实船使用条件。USCG也要求压载水管理系统必须按照相关规定进行型式认证，相关认证要求与IMO的要求基本一致。

目前市场上压载水管理系统厂家一般采用多种处理技术用于压载水的杀菌灭活，而且目前主流的处理技术为：过滤+紫外或者过滤+电解。电解法作为成熟的杀菌灭活处理技术，被压载水管理系统厂家广泛使用。它的工作原理是通过在极板上外加直流电发生电化学反应生成活性物质，如次氯酸钠等，利用活性物质的杀菌灭活能力实现压载水的处理，从而满足压载水公约的排放标准。压载水管理系统中活性物质的投加量一般以总残留氧化物(total residual oxidant，TRO)浓度计。而目前压载水管理系统厂家采用的过滤技术主要作为电解处理的前处理工艺，通过使用高精度的自清洗过滤器用于拦截压载水中大的颗粒和微生物，滤网的过滤精度一般为50微米甚至更高。由于使用高精度过滤器，传统的电解法压载水管理系统在认证和实际应用中也遇到了一些挑战和问题。

首先，作为压载水管理系统的关键部件，根据IMO和USCG认证要求，任何一种过滤器在实船应用前必须随压载水管理系统进行型式认证，通过陆基试验来验证包含过滤器在内的整套系统的生物处理效果。系统厂家需要投入数百万元用于一种新型号过滤器的型式认证。

其次，目前压载水管理系统内的高精度过滤器在实船应用中也遇到了一些问题：

(1)过滤器长期在高流速海水的侵蚀下，滤网和壳体的腐蚀问题时有发生，同时由于船员操作维护不当，导致滤网发生变形甚至破损的情况也偶尔发生；

(2)目前绝大多数系统厂家使用的过滤器其滤网精度均不低于50微米，在恶劣水质下过滤器的运行面临巨大的挑战，比如上海、舟山等地的海水中泥沙含量以及悬浮物浓度非常高，而夏季海水中的藻类、水母等海洋生物大量繁殖，在这些水质下运行易造成高精度滤网的堵塞，引起过滤能力的下降，甚至完全无法运行从而导致整套系统的停机；

(3)过滤器内部结构比较复杂，其包含各种电气部件、仪表及机械结构等，长期使用中各个零部件的故障时有发生，出现严重故障时过滤器将无法运行，进而导致压载水处理系统停机，对船舶和海洋环境带来巨大的安全和环保风险。

再者，作为压载水管理系统的主要部件，过滤器的采购成本一般占到系统总成本的20～30％。因此，使用过滤器的压载水系统厂家在市场竞争时面临更大的成本压力。