[发明专利]一种基于等离子体射流技术的船舶压载水净化系统

说明书

本发明公开了一种基于等离子体射流技术的船舶压载水净化系统，粗滤器外壳一端设置有进水口，粗滤器外壳另一端设置有减速电机，减速电机的输出轴与集污器相连，集污器一端通过密封接头与排污口活动连接，集污器上安装有若干吸嘴，粗滤器外壳内部还设置有过滤网，粗滤器外壳的下表面设置有粗滤水出口，粗滤水出口通过若干组增压泵及流量计与若干个粗滤水雾化喷嘴相连，等离子体净化器与粗滤水雾化喷嘴相配合，等离子体净化器与电源相连，等离子体净化器的出口端设置有精滤水出口，本发明采用滤网物理净化与等离子体氧化净化相结合的方法，可有效净化压载水中的固体颗粒、有机物等物质，采用特殊设计的滑动弧电极结构，提高净化效率、加快净化速度。

技术领域

本发明涉及船舶压载水净化技术领域，具体为一种基于等离子体射流技术的船舶压载水净化系统。

背景技术

目前，国际上防控压舱水所致外来海洋生物入侵的主要工作集中在净化技术和装置研发上。截止2016年4月，已获得IMO最终认可的压舱水净化设备达40种，这些设备已被允许装船使用。但是，由于世界各海区水质状况不同，采用现有技术的压舱水净化效果并不尽如人意。有研究发现，压舱水经多种现有方法处理后都存在有害生物再生现象，这意味着即便船舶安装了通过IMO认可的压舱水净化设备，也存在净化效果达不到公约要求的情况，海洋环境依然面临外来生物入侵的风险。因此，为了最大限度降低外来海洋生物入侵风险，保持当地海洋生态平衡，有必要针对船舶压舱水所含有害物质建立高效、经济、环保的处理方法。

由于人们已经认识到船舶压舱水对海洋环境的巨大危害，许多学者都对压舱水处理技术进行了研发，取得了一系列成果。目前，压舱水的主要处理技术包括置换法（优点：技术简单；缺点：降低船舶稳定性、能耗高、操作时间长、水质无法达到要求）、机械分离法（优点：技术简单；缺点：无法去除细胞较小的细菌和病毒、能耗高、产生二次污染）、紫外辐射法（优点：不产生二次污染；缺点：紫外线在海水中穿透能力差、杀灭效果差）、电解法（优点：杀灭效果好；缺点：加重船体腐蚀及老化、存在液氯泄露隐患、产生致癌物质）、化学法（优点：技术简单；缺点：产生二次污染、成本高、反应速率低）、氧化法（优点：利用高活性自由基杀灭有害物质，无二次污染、反应速率快、可实现从源头解决环境污染问题、达到零污染及零废弃物排放）等。可见，氧化处理法在环境友好、废弃物排放等方面均有其他方法不具备的优势。但是，现有的氧化法存在以下问题：

(1) 在工程应用中压舱水的处理量较大，需要快速、大量的产生高活性自由基。而现有氧化法产生自由基的浓度较低，导致工艺复杂、处理时间长等缺点。

(2) 为增加自由基的产量和浓度，有学者采用多种氧化技术协同作用的方法，但同时带来了能耗高、工艺流程长、设备复杂等问题。

(3) 目前使用较多的O₃/H₂O₂、UV/H₂O₂、Fe/H₂O₂、UV/Fenton、光催化氧化等氧化方法均需要消耗大量的H₂O₂，存在运行成本高、易引发爆炸等问题。

因此，亟需开发高效、低成本的压载水净化技术。和其他现有净水技术相比，非平衡等离子体技术具有杀灭效率高、病原体再生率低、使用成本低等特点，是一种全新的高效、清洁净水技术。它涉及化学、物理、电气、环保、生物等多门学科，可以使反应体系保持低温，在节省了能源及设备投资的同时，还使得电子有足够高的能量激发、电离、离解反应物分子，从而使得细菌、污染物、藻类等得到降解。在生活污水、医疗废水、工业废水、船舶压舱水等不同废水净化领域均有巨大应用潜力。