[发明专利]利用脉冲强光和光催化技术处理压载水中活体生物的装置

说明书

技术领域

本发明涉及船舶压载水处理设备，尤其涉及一种利用脉冲强光及光催化技术协同处理压载水中活体生物的装置。 

背景技术

远洋船舶航行过程中，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。船舶压载水和沉积物的随意排放会造成有害水生物滋生和病原体传播，破坏不同海域生物的生态平衡，严重威胁着海洋环境。为此，国际海事组织(international maritime organization，IMO)对由船舶压载水引发的海洋环境问题给予了高度重视，早在1973年IMO大会上，压载水问题，特别是与有害病原体迁移有关的问题就被提了出来；自1990年开始将解决船舶压载水问题纳入其海上环境保护委员会的议程，进行全面的研究，着手相关指南、规则、公约的研究与制定，开始相关技术研究与设备开发。 

目前研究开发或者得到应用的压载水处理方法较多，总的来说，依据处理原理的差异可以划分为物理处理与化学处理两种类型。 

物理处理方法通过不同手段分离、排除或灭杀海水中的危害性生物与物质，主要手段包括过滤、离心分离、加热等。 

过滤法。过滤法是一种通过过滤装置滤除海水中的一定体积微生物或其他污染物的处理方法。过滤法可直接滤除部分外来生物，通过选择合适的网目，可以去除不同的生物种群。这种方法的有效性无庸质疑，但缺陷也非常明显，如病毒和细菌，其最小直径的只有0.02μm和0.1μm，原生动物最小的是2μm，双鞭毛藻最小的是3μm，滤网网目越多，过滤需要的压力就越大，而且很快就需要反冲洗，否则过滤就无法进行下去。实际上海水，尤其是沿海的压载水本身含有许多悬浮物，会使过滤更加困难，如果网目太少就失去作用了。因此，该方法的可行性存在一定的问题。 

离心法。离心法是一种利用旋转部件对海水进行重力分离，以除去与重与海水存在差异的微粒和生物体的方法。这种方法可以除去大多数多细胞动物和植物、卵、幼虫、孢子(包括进入到淤泥中有害藻类的休眠期孢子)和有害的病原体细菌。但是在处理与海水比重相近的生物(水母，毛鄂类动物)时，处理效果受到限制；此外，设备尺寸较大，对安装空间要求较高，尤其当处理量较大时，设备在船上的安装就显得极为困难。因此在一些处理流量大的实船上基本没能得发展与应用。 

加热法。从最新的研究来看，40℃～45℃通常足以杀死或抑活压载水中有害水生物。低温长时间比高温短时间更有效。温度在38℃～50℃，加热持续时间为2～4小时，可杀灭大部分生物，但是如果生物是以休眠胞子的形式存在，可能需要更高的温度，而且很难达到杀灭的效果。加热处理在船上实现存在的主要问题是，必须改装管系，产生热应力，热源不足，冬季处理效果差等。 

化学处理法就是通过药物的作用来杀死有害生物达到消除或减轻压载水对环境的危害，其主要方法有以下几种： 

氯或氯化物处理法。氯或氯化物是一种很好的杀菌药物在陆地被广泛用作水处理剂。实验结果表明有效氯为5mg/l处理海水能杀灭其中99.85%的异养细菌，100%的弧菌和85.2%的粪大肠菌群，有效氯为20mg/l处理海水能杀灭海水中几乎所有的细菌。氯化方法处理船舶压载水是比较可行的方法，但它的不足之处是它会造成加快舱壁腐蚀的作用并放出氯臭味。

臭氧法。臭氧对细菌病毒的杀灭效果较高，且用量少接触时间短不产生卤化反应。但由于臭氧处于高度不稳定状态，只能现场制备不能像液氯那样工业化生产，因此在费用上常高于加氯处理。臭氧消毒的设备投资及运行费用较一般消毒方法高，用在船上处理压载水时成本高，不易为船主所接受。臭氧发生设备及投配装置比较复杂，投加量不易调节需要具有较高的技术水平进行管理和维护，不适应舱舶的环境空间和技术力量。 

二氧化氯处理法。二氧化氯作为消毒剂具有良好的消毒效果。研究证实，二氧化氯对大肠杆菌，细菌，芽孢病毒及藻类均有很好的杀灭作用。但二氧化氯具有爆炸性遇光易分解成氧化氯和氧，故需在使用时就地制备，因此用二氧化氯消毒成本较高，这是制约船用处理压载水的主要因素。 

因此，亟需开发一种成本低，易于操作，处理效果彻底，环境友好，并能适于海上作业的压载水中活体生物的处理工艺或装置。 

发明内容

本发明的目的是提供一种利用脉冲强光及光催化技术处理船舶压载水的装置，使其处理船舶压载水中的活体生物具有处理时间短，工作效率高，操作简单，操作费用低，不产生二次污染等特点。