[发明专利]压载水处理和中和

说明书

提供了用于中和来自压载水和/或冷却水杀生物处理和消毒系统的排放水的技术和系统。所述系统除其他之外利用氧化还原电位控制来将电催化生成的杀生物剂的脱氯调节至船舶浮力系统和船舶冷却水系统中可允许的排放水平。

相关申请的交叉引用

本公开内容要求于2016年9月23日提交的题为BALLAST WATER DECHLORINATIONSYSTEM AND METHOD的美国专利申请第62/398,798号的权益，该美国专利申请出于所有目的以其整体通过引用并入本文。

领域

本公开内容涉及船舶浮力消毒和生物污垢处理系统和技术，并且特别是涉及利用氧化还原电位值和保留时间来抑制生物活性并调节电催化生成的氯基氧化剂或杀生物剂的中和。

相关技术

基于氯的消毒系统可以利用氯气、块体次氯酸钠和原位生成的氯或次氯酸钠电解发生器。电解海水以产生氯已经被用于冷却系统的生物污垢控制，所述冷却系统例如利用海水作为冷却剂的系统。此外，自清洁管中管(self-cleaning tube-in-tube)电化学电池的发展已经导致在船用应用中使用电氯化，例如用于发动机冷却系统和空调以及其他辅助系统的生物污垢控制。

用于陆基电氯化系统的典型系统布局在图1中示意性地呈现。将含氯化物的水例如海水从源1中回收，并且通过泵2泵送通过电解发生器3，在电解发生器3中可以生成氯基杀生物剂(biocidal agent)或杀生物剂(biocide)。含有杀生物剂的电解发生器3的出口被任选地输送到储罐5中。电源4向电解发生器3提供电流，以实现氯基杀生物剂的生成。储罐5典型地配备有一个或更多个鼓风机6，所述鼓风机6将氢气副产物稀释或分散至安全浓度。氢气去除可以使用代替吹风机和罐或者除吹风机和罐之外的水力旋流器来实现。一个或更多个定量给料泵7可以用于将杀生物剂定量给料至使用点，典型地通过分配装置8。使用点典型地是向另一过程提供水的进入池(intake basin)，所述另一过程例如但不限于冷却环路9。在一些应用中，脱氯系统(未示出)可以在冷却水排放之前利用中和剂用于冷却水的下游处理。陆基系统可以以相对高的浓度产生次氯酸盐溶液，例如，在约500ppm至2000ppm氯的范围内。

船舶使用压载水舱来提供稳定性和操纵性。典型地，压载舱在一个港口在货物卸载操作之后或在货物卸载操作期间填充有水。然后，压载水可以在另一港口在货物装载操作期间排放。实际上，压载水可以从第一港口转移至第二港口，其中有可能在第二港口处引入水生滋扰物种(aquatic nuisance species)(ANS)，这可能是有害的生态问题。

船用压载水管理(BWM)系统可以利用电氯化系统，例如图2中示例性地示意性地示出的系统，以降低或抑制压载水中ANS的生物活性。典型地，BWM系统被配置成用于低氯输出，其中直接注射氯化水，所述氯化水例如含有氯基杀生物剂的氯化水。在船用系统中，海水典型地使用增压泵2从例如海水柜(sea chest)1的源输送至电解发生器3，电解发生器3典型地通过电源4供电以生成氯基杀生物剂。来自电解发生器3的含有杀生物剂的产物流典型地通过分配装置8被注入到海水柜1。水可以被排放至船外D。典型地，氯浓度分析仪(未示出)被用于监控和保持残余氯的浓度。然而，这样的系统没有考虑到其中可以发生压载操作的不同港口的氯需求量的变化。例如，氯需求量可能受海水中氮化合物的浓度的影响，所述海水中氮化合物的浓度可以从港口到港口和从季节到季节而显著地变化。氯需求量的波动可以在各种船用系统中产生高于期望的或可接受的氧化剂浓度，例如，高的游离氯浓度，这进而可以加速或促进船舶系统和辅助单元操作的腐蚀，所述辅助单元操作例如但不限于压载水泵、管道和舱(tank)。此外，与氯分析仪控制方案相关的变化可以促进消毒副产物(DBP)的不期望的形成。

概述