[实用新型]在排放过程中对于船舶压载水沉积物处理的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种水处理的装置。具体地说是一种利用高压脉冲放电法对于船舶中压载水沉积物的处理装置。

背景技术

船舶压载水和沉淀物作为在地理上相隔的水体间进行有害水生物和病原体传播的主要媒介，正越来越受到人们的重视。“船舶压载水”系指为控制船舶纵倾、横倾、吃水、稳性或应力而加装到船上的水及其悬浮物。“压载水沉积物”系指从船舶压载水中沉淀的物质，是随着压载水的排入排出长期沉积形成的。主要指压载水中常含有生物碎片、颗粒状有机物、生物孢囊、不溶性硅酸盐如粘土等悬浮物等。随着世界各国航运事业的发展，每年约有120亿吨压载水通过约9万艘远洋船舶在世界范围内转移，每天存在于船舶压载水中随船周游世界的生物多达7000种。有资料显示，在一个压载水舱中存活的甲藻孢囊约有3亿个，舱底的沉积物中有22500个/cm3浮游植物孢子。压载舱内无光、缺氧、有的还含有有害物质，对生物的生存是极为不利的。研究表明，许多细菌、植物、动物能以多种形式或在船舶压载水和沉淀物中生存，甚至在几个月的航行后依然存活。通常情况下，船舶压入和排除压载水大多在港口水域或近海水域进行。由此压载水的入侵性与陆地污染物排入海洋、对海洋资源的过度利用以及海洋生物栖息地的自然变化和破坏被公认为全球海洋4大威胁。船舶压载水和沉积物的无节制排放已经导致有害水生物和病原体的转移，对环境、人类健康、财产和资源造成损害或伤害。

2004年2月，国际海事组织(IMO)通过了《船舶压载水及沉积物管理与控制国际公约》及若干导则、指南，旨在通过对船舶压载水和沉积物的控制与管理来防止、减少和最终消除有害水生物和病原体的转移对环境、公众健康、财产和资源带来的风险。《公约》第B-4条船舶沉积物管理中规定所有船舶应根据船舶压载水管理计划的规定对设计用来装载压载水处所的沉积物进行清除和处理，船舶在设计和建造时应最大限度地降低沉积物的摄入和不必要积聚，以便于其清除，并提供安全通道进行沉积物的清除和采样。

目前，对于船舶压载水沉积物处理的研究较少，都以处理压载水为主。现在船舶压载舱中的沉积物一般都直接排入海中，或在到港时排出，不做处理或通过填埋来处理，这样就使得沉积物中存在的有害病原菌得以存活，对环境容易造成潜在危害。大连海事大学刘瑀教授等研究了微波处理压载水沉积物的方法。微波是一种指频率从300MHz到3000Ghz的电磁波。微波加热技术是利用高频电磁波瞬间穿透被加热物料把能量传播到被加热物体内部，使加热 物内部分子间产生剧烈振动和碰撞。大连海事大学的王琢、刘洪波、王海霞采用微波——超声波处理技术、超声波——硫酸自由基高级氧化技术对压载水沉积物中的藻类及孢囊的处理效果直观表现在破坏藻细胞和孢囊细胞的形态完整性[1-3]。杨洋采用微波——硫酸自由基高级氧化技术的组合方式对船舶压载水沉积物进行处理，发现微波——硫酸自由基高级氧化技术可对藻类及孢囊的形态结构造成破坏，使孢囊的萌发率降低，从而杀灭沉积物中的藻类和孢囊[4]。但是这种技术的能耗较大，成本较高而且不易操作。

高压脉冲放电水处理技术是一种新兴的高级氧化技术，其作用原理主要是在两电极之间施加脉冲高压，形成强电场，电极之间会产生高能电子。这些高能电子高速同放电介质发生非弹性碰撞，通过激发、离解和电离等反应，形成非平衡低温等离子体(·OH，·H，·O，O，·HO2，H2O2，O3等)。另外，该过程还产生高温热解、紫外光解以及液电空化效应和超临界水氧化等一系列反应。该技术在大气污染治理中有很多成功应用的例子，目前这种方法在水污染治理中的研究也取得了较大的进步。主要用于去除水中的有机污染物，如苯酚，氯酚，各种染料，苯己酮，硝基苯等。另外该技术还可用于受污染水的杀菌和消毒。压载水沉积物中沉积了压载水中的外来水生生物、休眠孢子、病原体、细菌以及一些颗粒状有机物和悬浮物等。采用高压脉冲放电技术对于船舶压载水沉积物进行处理可以同时去除其中的有害外来水生生物、休眠孢子、病原体、细菌和有机物等，并且效率较高，能耗较低。

对比文献：

[1]王海霞.压载水沉积物中的生物多样性及处理技术研究.大连海事大学硕士学位论文.2009.6；

[2]刘洪波.微波技术处理船舶压载水沉积物的研究.大连海事大学硕士学位论文.2009.6；

[3]王琢.船舶压载水沉积物的生物组成及其微波处理技术的研究：(硕士论文).大连：大连海事大学，2008；

[4]杨洋.船舶压载水沉积物的微波——硫酸自由基处理技术研究：(硕士论文).大连：大连海事大学，2008。

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