[发明专利]压载水处理系统和方法

说明书

发明背景

1.发明领域

本发明涉及船舶浮力系统杀菌及生物附着处理系统和方法，特别是涉及利于氧化还原电位值来调节和控制电催化产生氯基氧化剂或杀生剂。

2.相关技术讨论

氯基杀菌系统通常利用干燥氯气、散装次氯酸钠和原位氯或次氯酸钠电解发生器中的任何一种。海水电解制氯已被用于陆基工业和海上应用中的冷却系统(如使用海水作为冷却剂的系统)的生物污染控制。自清洗套管式电化学电池的开发导致了电解氯化在船上应用中的使用，如用于发动机冷却系统和空调及其他辅助系统的生物附着控制。

陆基氯化系统的典型系统布置如图1所示。从进水口或水源1抽取海水并通过泵2将其泵送穿过电解发生器3。将包含杀生剂的发生器3排出液输入储罐5。由电源4向电解氯发生器3提供电流。

储罐5通常装有一或多个鼓风机6以将氢气副产物稀释或分散到安全的浓度。可以通过旋流分离器代替所述鼓风机和储罐来直接除去氢气。陆基系统可以产生较高浓度(约500-2000ppm氯)的次氯酸盐溶液。可以利用一或多个计量泵7通常通过分配装置8向应用点计量提供氯。应用点通常为向另一过程例如但不限于冷却回路9提供水的进入池。

在某些应用中，脱氯系统和方法可以利用氧化-中和剂，如亚硫酸氢钠，在饮用水或冷却水的排放或使用之前对其进行下游处理。

船舶利用压载水舱来提供稳定性和机动性。通常，在港口卸货操作之后或过程中，压载舱被充入水。在另一港口如果装货的话，可以排出所述压载水。事实上，所述压载水将被从第一港口转移到第二港口，所以可能会在第二港口引入水生有害物种(ANS)。ANS迁移可能会是有害的生态问题。船上电解氯化系统，如图1B所示，通常设计成在含氯的水的直接注入下产生低氯输出。在船上电解氯化系统中，通常从海水吸入箱1或总管使用增压泵2向电解发生器3提供海水。通常通过电源4为发生器3提供电力。通常通过分配装置8将来自发生器3的产物流注入海水吸入箱1。在船上系统中，冷却水通常被排出船外D并可通过从源11引入中和剂，如亚硫酸氢钠，加以脱氯，以将其中的氯浓度降至容许的排放水平，通常低于0.1ppm。

一般，使用氯分析器来监测和保持处理过的水中的残余氯浓度。然而，这些系统并没有考虑可能进行压载操作的不同港口在需氯量方面的不同。例如，需氯量可能会受海水中的氮化合物浓度影响，而氮化合物浓度在不同港口和不同季节之间由于例如藻类水面增殖的原因会有显著不同。图2显示了荷兰Texel岛附近的北海中铵和硝酸盐水平的季节变化(由Royal Netherlands Institute for Oceanographic Research(NIOZ)提供)。需氯量的波动可能会在不同的船上系统中产生高于所期望或可接受的氧化剂浓度，比如高游离氯浓度，该浓度随后又会加快乃至促进船舶系统和例如但不限于压载水泵、管道和储罐在内的辅助单元操作的腐蚀。所述差异还会促进杀菌副产物(DBP)的形成。

发明概述

本发明的一或多个方面涉及船上水处理系统。所述处理系统可包括压载水源；用于测量和传递表示压载水氧化还原电位的测量信号的传感器；用于向压载水中引入杀生剂的杀生剂源；和用于从传感器接收测量信号并至少部分基于所述测量信号和在约200mV-约900mV范围内的目标ORP(氧化还原电位)值，产生和向杀生剂源传递输出信号以调节杀生剂向压载水中的输入率的控制器。

本发明的一或多个方面涉及处理待引入压载舱的水的方法。在其某些实施方案中，此处理待引入压载舱的水的方法可包括向所述水中引入杀生剂；和调节杀生剂的引入率以在所述水中实现在约200mV-约900mV范围内的目标水氧化还原电位值。

本发明的一或多个方面涉及改进具有与海水源连接的压载舱的压载水系统的方法。在其某些实施方案中，所述改进压载水系统的方法可包括将电解装置的入口连接到海水源，将电解装置的出口连接到脱气罐的入口，和将控制器连接到电解装置和设置在脱气罐出口下游的氧化还原电位传感器，所述控制器用于调节电解装置的操作参数以在待引入压载舱的海水中实现在约200mV-约900mV范围内的目标氧化还原电位值。