防控入境船舶壓艙水海洋外來(lái)生物侵入的應(yīng)急處理裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種防控入境船舶壓艙水海洋外來(lái)生物侵入的應(yīng)急處理裝置，屬于高級(jí)氧化技術(shù)與海洋環(huán)境保護(hù)應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】。該裝置基于高濃度活性氧協(xié)同水力空化高級(jí)氧化技術(shù)模式，采用標(biāo)準(zhǔn)集裝箱框架式結(jié)構(gòu)，將分區(qū)激勵(lì)式規(guī)?；邼舛然钚匝踔苽湎到y(tǒng)、水力空化氣液混溶與羥自由基制備系統(tǒng)、壓艙水海洋外來(lái)生物殺滅系統(tǒng)集成一體，可簡(jiǎn)便放置在船舶甲板或拖船上，用以處理沒(méi)有安裝壓艙水處理裝置或雖然安裝有船舶壓艙水處理裝置但排放標(biāo)準(zhǔn)仍達(dá)不到IMO排放標(biāo)準(zhǔn)要求的入境船舶壓艙水的應(yīng)急處理，進(jìn)而為防控我國(guó)近岸海域免受海洋外來(lái)生物的侵襲提供一種新的高級(jí)氧化技術(shù)應(yīng)急處理模式，依此填補(bǔ)我國(guó)沿海港口入境船舶壓艙水應(yīng)急處理技術(shù)與裝置的空白。
【專(zhuān)利說(shuō)明】防控入境船舶壓艙水海洋外來(lái)生物侵入的應(yīng)急處理裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高級(jí)氧化技術(shù)與海洋環(huán)境保護(hù)應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種防控海洋外來(lái)生物侵入的裝置，尤其是一種防控入境船舶壓艙水海洋外來(lái)生物侵入的應(yīng)急處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，由于遠(yuǎn)洋航運(yùn)業(yè)、海產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)及海洋水族館的快速發(fā)展，海洋外來(lái)生物種類(lèi)日益增多，在豐富國(guó)民海洋蛋白、提升經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，海洋外來(lái)物種的負(fù)面效應(yīng)日益顯現(xiàn)，甚至形成海洋外來(lái)生物入侵災(zāi)害。海洋外來(lái)有害生物入侵性傳播造成的災(zāi)害，已被全球環(huán)境基金組織(GEF)認(rèn)定為海洋面臨的四大威脅之一。海洋外來(lái)有害生物和病原體在新的適宜生存環(huán)境中異常繁殖，會(huì)對(duì)近岸海域的生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)災(zāi)難性的破壞，甚至導(dǎo)致本地土著物種的滅絕，嚴(yán)重威脅海洋生態(tài)系統(tǒng)的安全。
[0003]遠(yuǎn)洋船舶壓艙水是造成地理性隔離水體間海洋外來(lái)有害生物入侵的最主要途徑，港口海域是其引入、擴(kuò)散和傳播的最主要源頭。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)和國(guó)際貿(mào)易的不斷發(fā)展，我國(guó)各大港口吞吐量不斷上升，壓艙水交換量不斷增大，我國(guó)沿海區(qū)域外貿(mào)船舶壓艙水入境總量已超過(guò)2.8億噸/年，出境總量超過(guò)8.4億噸/年，加劇了海洋入侵生物的傳播，使近岸海域的水生生物種群嚴(yán)重失衡，威脅港口海域海洋生物多樣性與海洋生態(tài)環(huán)境，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。船舶壓艙水海洋外來(lái)有害生物入侵造成的災(zāi)難性后果已經(jīng)引起了全世界的極大關(guān)注，為了阻斷船舶壓艙水海洋外來(lái)有害生物的侵入途徑，國(guó)際海事組織(IMO)于1997年通過(guò)了《關(guān)于控制和管理船舶壓艙水，減少有害生物和病原體傳播的指南》，2004年又通過(guò)了《國(guó)際船舶壓艙水和沉積物管理與控制公約》，制定了嚴(yán)格的壓艙水排放標(biāo)準(zhǔn)。 [0004]目前，國(guó)內(nèi)外許多研究者致力于尋求有效防控船舶壓艙水海洋外來(lái)生物侵入的新方法?！霸诤缴詈８鼡Q壓艙水的方法”是IMO海上環(huán)境保護(hù)委員會(huì)建議采用的方法，IMO在國(guó)際外交大會(huì)上認(rèn)定，在沒(méi)有找到更有效的壓艙水治理方法之前，采用此法作為壓艙水治理方法。在航深海更換壓艙水方法主要有兩種:一種是排空法，需將船舶壓艙水全部排空?’另一種是直流法，需要更換相當(dāng)于3倍壓載艙容量的壓艙水，但實(shí)際只能更換掉原有壓艙水的95%。這兩種方法在更換壓艙水過(guò)程中均存在自由液面效應(yīng)，會(huì)導(dǎo)致船舶的穩(wěn)定性降低；產(chǎn)生剪切彎矩使船體強(qiáng)度降低，甚至造成船體結(jié)構(gòu)損壞，引發(fā)安全問(wèn)題；另外，還存在消耗能量過(guò)高，操作、運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)(一艘30萬(wàn)噸油輪更換壓艙水需36小時(shí))等問(wèn)題，其運(yùn)行成本高，且無(wú)法完全達(dá)到MO規(guī)定的壓艙水排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0005]加熱法是一種利用船舶余熱殺滅壓艙水海洋外來(lái)生物的方法，存在的問(wèn)題有:能源消耗大；升高單個(gè)壓載艙的壓艙水溫度，會(huì)引起船體結(jié)構(gòu)受熱應(yīng)力作用而引發(fā)金屬膨脹，影響船體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，影響船舶航行安全，破壞船艙涂層；加熱壓艙水的溫度很難達(dá)到63~66°C加熱殺菌法所需溫度，更不可能加熱到100°C以上，30~40°C水溫反而有利于霍亂弧菌等一些細(xì)菌的生長(zhǎng)，無(wú)法致死一些喜溫的浮游生物、細(xì)菌及芽孢等。
[0006]化學(xué)法對(duì)壓艙水海洋外來(lái)生物具有很好的殺滅效果。氯是常用的消毒滅菌劑，但處理壓艙水時(shí)用量大，加重了船艙涂層、泵、管道等設(shè)施的腐蝕，且在船上存放數(shù)十噸的液氯會(huì)引發(fā)泄漏、爆炸等安全事故，還容易生成致癌的有機(jī)氯化物。二氧化氯的殺菌能力略強(qiáng)于氯，但也存在氣體爆炸、產(chǎn)生有毒副產(chǎn)物以及對(duì)船體、管道、泵腐蝕等問(wèn)題。次氯酸鈉是有效殺滅微生物的藥劑，可由電解食鹽或海水產(chǎn)生，需要大型沉淀調(diào)節(jié)池、接觸反應(yīng)池及附加裝置，且壓艙水需在池內(nèi)停留I小時(shí)以上，無(wú)法實(shí)現(xiàn)在船上進(jìn)行壓艙水處理，同時(shí)也存在危害海洋生態(tài)安全的問(wèn)題。濃度達(dá)到I %的過(guò)氧化氫可以有效殺滅浮游藻類(lèi)等微小生物，剩余的過(guò)氧化氫將分解成對(duì)環(huán)境無(wú)害的水和氧氣。然而，一艘裝有5萬(wàn)噸壓艙水的貨船需要1000噸的過(guò)氧化氫，存在使用費(fèi)用昂貴和過(guò)氧化氫存放安全等問(wèn)題。濃度為4mg/L的臭氧能殺滅單細(xì)胞生物和一些抵抗力強(qiáng)的無(wú)脊椎動(dòng)物，濃度為10mg/L的臭氧可以滅活胞囊，臭氧劑量為5~10mg/L、殘余劑量為5mg/L、接觸時(shí)間6小時(shí)可以滅活腰鞭毛蟲(chóng)。但臭氧法存在反應(yīng)速率低，殺滅微小生物時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)備龐大，費(fèi)用高等問(wèn)題。
[0007]高級(jí)氧化技術(shù)是指產(chǎn)生羥自由基(Q 0H)及其一系列鏈反應(yīng)過(guò)程，其核心是羥自由基的制備。羥自由基的氧化能力極強(qiáng)，反應(yīng)速率常數(shù)高達(dá)IO9M-1S-1,反應(yīng)速度極快，可在數(shù)秒內(nèi)完成整個(gè)生化反應(yīng)過(guò)程。羥自由基具有廣譜致死特性，能氧化分解幾乎所有的生物大分子、有機(jī)物和無(wú)機(jī)物，最終降解為C02、H2O和微量無(wú)機(jī)鹽，剩余的羥自由基會(huì)分解成對(duì)環(huán)境無(wú)害的H2O和02。近年來(lái)，基于高級(jí)氧化技術(shù)的壓艙水處理技術(shù)發(fā)展迅速，已開(kāi)發(fā)出“電子激發(fā)制備羥基自由基處理壓艙水藻類(lèi)微生物的裝置(專(zhuān)利號(hào):200710065424.6) ”、“在船上輸送壓載水過(guò)程中殺滅生物的方法及設(shè)備(專(zhuān)利號(hào):03133447.4) ”、“船舶壓載水的處理方法和設(shè)備(申請(qǐng)?zhí)?200610151134.9) ”、“在輸運(yùn)管道中氧活性粒子注入處理船舶壓載水方法(專(zhuān)利號(hào):201010602305.1) ”等多種壓艙水處理技術(shù)和方法，促進(jìn)了防控壓艙水海洋外來(lái)生物侵入技術(shù)的發(fā)展。然而，這些方法和裝置多是以部件的形式分散安裝在船舶系統(tǒng)內(nèi)，僅能用于該船本身壓艙水的處理。對(duì)于沒(méi)有安裝壓艙水處理裝置或雖然安裝了壓艙水處理裝置但處理效果仍未達(dá)到MO壓艙水排放標(biāo)準(zhǔn)的入境船舶，如果在港口排放壓艙水，目前還沒(méi)有適宜的專(zhuān)門(mén)的壓艙水處理技術(shù)和方法加以應(yīng)對(duì)，給壓艙水外來(lái)海洋生物的侵入留下安全隱患。
[0008]針對(duì)現(xiàn)有壓艙水處理裝置存在的問(wèn)題，基于高濃度活性氧協(xié)同水力空化高級(jí)氧化技術(shù)模式，采用標(biāo)準(zhǔn)集裝箱框架式結(jié)構(gòu)，將分區(qū)激勵(lì)式規(guī)?；邼舛然钚匝踔苽湎到y(tǒng)、水力空化氣液混溶與羥自由基制備系統(tǒng)、壓艙水海洋外來(lái)生物殺滅系統(tǒng)集成一體，構(gòu)成可簡(jiǎn)便移動(dòng)的防控入境船舶壓艙水海洋外來(lái)生物侵入的應(yīng)急處理裝置，依此填補(bǔ)我國(guó)沿海港口入境船舶壓艙水應(yīng)急處理技術(shù)與裝置的空白，為預(yù)防重大海洋生物入侵災(zāi)害的發(fā)生提供管理手段和技術(shù)支撐，保障我國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)、海洋環(huán)境和海洋生態(tài)事業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明克服了現(xiàn)有遠(yuǎn)洋船舶壓艙水處理方法的不足，提供一種防控入境船舶壓艙水海洋外來(lái)生物侵入的應(yīng) 急處理裝置。本發(fā)明基于高濃度活性氧協(xié)同水力空化高級(jí)氧化技術(shù)模式，采用標(biāo)準(zhǔn)集裝箱框架式結(jié)構(gòu)，將分區(qū)激勵(lì)式規(guī)?；邼舛然钚匝踔苽湎到y(tǒng)、水力空化氣液混溶與羥自由基制備系統(tǒng)、壓艙水海洋外來(lái)生物殺滅系統(tǒng)集成一體，構(gòu)成可簡(jiǎn)便移動(dòng)的防控入境船舶壓艙水海洋外來(lái)生物侵入的應(yīng)急處理裝置，依此填補(bǔ)我國(guó)沿海港口入境船舶壓艙水應(yīng)急處理技術(shù)與裝置的空白。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)方案是:[0011]一種防控入境船舶壓艙水海洋外來(lái)生物侵入的應(yīng)急處理裝置，該裝置包括分區(qū)激勵(lì)式規(guī)?；邼舛然钚匝踔苽湎到y(tǒng)、水力空化氣液混溶與羥自由基制備系統(tǒng)、壓艙水海洋外來(lái)生物殺滅系統(tǒng)三部分。分區(qū)激勵(lì)式規(guī)?；邼舛然钚匝踔苽湎到y(tǒng)產(chǎn)生的活性氧分兩路輸出，其出口均采用聚四氟乙烯軟管連接至水力空化氣液混溶與羥自由基制備系統(tǒng)中的水力空化氣液混溶器的活性氧氣體入口，水力空化氣液混溶與羥自由基制備系統(tǒng)的出水口采用PVC管路連接至壓艙水海洋外來(lái)生物殺滅系統(tǒng)中的活性氧溶液入口，水力空化氣液混溶與羥自由基制備系統(tǒng)的入水口采用PVC管路連接至壓艙水海洋外來(lái)生物殺滅系統(tǒng)中的過(guò)濾器出水口。防控入境船舶壓艙水海洋外來(lái)生物侵入的應(yīng)急處理裝置的壓艙水處理能力設(shè)定在30~100噸/小時(shí)。
[0012]分區(qū)激勵(lì)式規(guī)?；邼舛然钚匝踔苽湎到y(tǒng)包括:大氣壓平板等離子體反應(yīng)器、分區(qū)激勵(lì)電源控制器、小型高頻高壓變壓器、氧氣瓶、氣體電磁閥、氣體壓力表、氣體流量計(jì)、手動(dòng)氣閥、分流管路、活性氧檢測(cè)儀和冷卻液循環(huán)機(jī)。氧氣瓶出口經(jīng)氧氣減壓閥減壓后通過(guò)聚四氟乙烯軟管連接到氣體電磁閥的入氣口 ；氣體電磁閥的出氣口經(jīng)不銹鋼或銅質(zhì)三通分流后通過(guò)聚四氟乙烯軟管分別接到氣體壓力表和氣體流量計(jì)的入口 ；氣體流量計(jì)的出口通過(guò)聚四氟乙烯軟管連接到分流管路的氣體入口，分流管路設(shè)置氣體出口 5~10個(gè)，具體數(shù)量與構(gòu)成大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列的模塊組數(shù)相同，分流管路的氣體出口通過(guò)聚四氟乙烯軟管分別接到大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列各模塊組的原料氣體入口 ；各模塊組的氣態(tài)產(chǎn)物出口通過(guò)聚四氟乙烯軟管經(jīng)匯流管路分成兩路連接到氣體電磁閥的入氣口 ；氣體電磁閥的出氣口通過(guò)聚四氟乙烯軟管分別連接到水力空化氣液混溶器的兩個(gè)活性氧氣體入口 ；大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列采用分區(qū)激勵(lì)控制模式，即大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列中的每個(gè)大氣壓平板等離子體反應(yīng)器配置一個(gè)小型高頻高壓變壓器，小型高頻高壓變壓器的高壓輸出端通過(guò)不低于30kV的高壓電纜連接到大氣壓平板等離子體反應(yīng)器的高壓端子上；所有小型高頻高壓變壓器的低壓輸入端通過(guò)不低于1.5m2的塑膠電線(xiàn)連接到分區(qū)激勵(lì)電源控制 器的匯流母排上。其中，大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列由大氣壓平板等離子體反應(yīng)器通過(guò)串聯(lián)和并聯(lián)的方式構(gòu)成，I~2個(gè)大氣壓平板等離子體反應(yīng)器的氣路和水路串聯(lián)組成一個(gè)模塊組，即第一個(gè)大氣壓平板等離子體反應(yīng)器的氣態(tài)產(chǎn)物出口通過(guò)聚四氟乙烯軟管連接到第二個(gè)大氣壓平板等離子體反應(yīng)器的原料氣體入口，第二個(gè)大氣壓平板等離子體反應(yīng)器的冷卻液出口通過(guò)聚乙烯軟管連接到第一個(gè)大氣壓平板等離子體反應(yīng)器的冷卻液入口，5~10組大氣壓平板等離子體反應(yīng)器組再通過(guò)并聯(lián)的方式構(gòu)成大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列，各個(gè)模塊組中第一個(gè)大氣壓平板等離子體反應(yīng)器的原料氣體入口經(jīng)手動(dòng)氣閥使用聚四氟乙烯管路連接到分流管路的氣體出口，手動(dòng)氣閥用于調(diào)節(jié)通入各模塊組的氣體流量，各個(gè)模塊組中第二個(gè)大氣壓平板等離子體反應(yīng)器的氣態(tài)產(chǎn)物出口通過(guò)聚四氟乙烯軟管經(jīng)匯流管路匯集成兩路經(jīng)由氣體電磁閥連接到水力空化氣液混溶器的兩個(gè)活性氧氣體入口。其中，大氣壓平板等離子體反應(yīng)器采用雙電離腔結(jié)構(gòu)，高壓電極采用銀漿鍍涂在兩平行板電介質(zhì)層之間，高壓電極可以為網(wǎng)狀或條狀，但相鄰電極網(wǎng)格或條帶間距保持在0.3~0.5mm之間，電極網(wǎng)格或條帶線(xiàn)寬控制在0.45~0.55mm,電極厚度0.1~0.15mm，鍍層邊緣距電介質(zhì)層邊緣留有6~8mm的絕緣距離，電介質(zhì)材料為純度96%~99%的a -Al2O3,電介質(zhì)層厚度0.5~0.64mm，相對(duì)介電常數(shù)9~10，放電間距控制在0.25~0.64mm，工作模式采用微流注與微輝光交替促成放電模式，激勵(lì)電壓控制在5~10kV，激勵(lì)頻率控制在5~IOkHz，工作氣壓控制在90~llOkPa。
[0013]水力空化氣液混溶與羥自由基制備系統(tǒng)包括:水力空化氣液混溶器、加壓泵、引發(fā)劑注入器、手動(dòng)閥門(mén)、液體壓力表、液體流量計(jì)。由壓艙水海洋外來(lái)生物殺滅系統(tǒng)引入的部分過(guò)濾后的壓艙水通過(guò)PVC管路接入液體流量計(jì)的入口，液體流量計(jì)的出口通過(guò)PVC管路接到加壓泵的入水口，加壓泵的出水口通過(guò)PVC管路接到水力空化氣液混溶器的入水口，液體壓力表接到水力空化氣液混溶器入水口前的PVC管路上，用以監(jiān)測(cè)水力空化氣液混溶器的入水口壓力，水力空化氣液混溶器的出水口通過(guò)PVC管路接到壓艙水海洋外來(lái)生物殺滅系統(tǒng)中的液液混溶器的活性氧溶液入口。其中，引入到水力空化氣液混溶與羥自由基制備系統(tǒng)的壓艙水流量與壓艙水海洋外來(lái)生物殺滅系統(tǒng)進(jìn)水總流量的比值為1:5 ;其中，水力空化氣液混溶器用于將分區(qū)激勵(lì)式規(guī)?；邼舛然钚匝踔苽湎到y(tǒng)產(chǎn)生的高濃度活性氧高傳質(zhì)效率地注入到水中，并依靠水力空化效應(yīng)產(chǎn)生的瞬態(tài)高溫高壓促進(jìn)活性氧轉(zhuǎn)化羥自由基反應(yīng)的高效進(jìn)行。在水力空化氣液混溶器中，由于局部負(fù)壓產(chǎn)生的數(shù)量龐大的空化氣泡不斷重復(fù)著膨脹、壓縮、再膨脹和再壓縮，直至潰滅的過(guò)程?？栈瘹馀轁鐣r(shí)將產(chǎn)生頻率和幅值極高的沖擊波，誘發(fā)空化氣泡局部形成高壓和高溫，沖擊波的壓強(qiáng)可達(dá)1.0lXio6~
1.01X107kPa，持續(xù)時(shí)間2~3 μ S，最高局部溫度可達(dá)IO4K,進(jìn)而對(duì)水溶液的物理和化學(xué)特性產(chǎn)生重要影響，促進(jìn)了高級(jí)氧化反應(yīng)過(guò)程產(chǎn)生羥自由基的效果。水力空化氣液混溶與羥自由基制備系統(tǒng)工作時(shí)，要求水力空化氣液混溶器的入口壓強(qiáng)控制在2~3.5kg/cm2,出口壓強(qiáng)不高于入口壓強(qiáng)的50%。
[0014]壓艙水海洋外來(lái)生物殺滅系統(tǒng)包括:手動(dòng)閥門(mén)、液體壓力表、液體流量計(jì)、液液混溶器、微絮凝器、絮凝控制器、壓載泵、過(guò)濾器、殺滅海洋外來(lái)生物反應(yīng)器、殘余氧化劑中和器、殘余氧化物檢測(cè)儀。由遠(yuǎn)洋船舶引入的壓艙水通過(guò)鋼絲增強(qiáng)型PVC軟管輸入到微絮凝器的進(jìn)水口，在微絮凝器中，絮凝劑的投加量依據(jù)壓艙水水質(zhì)狀況由絮凝控制器調(diào)節(jié)，絮凝劑最大投加量不超過(guò)10g/m3，微絮凝器的出水口通過(guò)PVC管路經(jīng)由手動(dòng)閥門(mén)連接到壓載泵的入水口，壓載泵的出水口通過(guò)PVC管路連接到過(guò)濾器的入水口，過(guò)濾器出水口分成兩路，一路通過(guò)PVC管路經(jīng)手動(dòng)閥門(mén)連接到水力空化氣液混溶與羥自由基制備系統(tǒng)中的液體流量計(jì)入口，另一路則通過(guò)PVC管路經(jīng)由手動(dòng)閥門(mén)和液體流量計(jì)連接到液液混溶器的入水口，液液混溶器入水口壓力由接于PVC管路上的液體壓力表檢測(cè)，液液混溶器的出水口通過(guò)PVC管路連接到殺滅海洋外來(lái)生物反應(yīng)器的入水口，殺滅海洋外來(lái)生物反應(yīng)器的出水口通過(guò)PVC管路連接到殘余氧化劑中和器的入水口，投加的中和劑劑量由殘余氧化物檢測(cè)儀檢測(cè)和控制，殘余氧化劑中和器的出水口連接鋼絲增強(qiáng)型PVC軟管，用于排放處理后達(dá)到IMO排放標(biāo)準(zhǔn)的壓艙水。其中，液液混溶器用于將水力空化氣液混溶與輕自由基制備系統(tǒng)產(chǎn)生的活性氧溶液與輸入的壓艙水依靠水力空化效應(yīng)高效混溶，混溶流量不低于進(jìn)水總流量的20%，輸入的活性氧溶液濃度保持在8~10g/m3，并在其后的殺滅海洋外來(lái)生物反應(yīng)器中依靠羥自由基等的強(qiáng)氧化特性完成對(duì)海洋外來(lái)生物的殺滅；其中，殺滅海洋外來(lái)生物反應(yīng)器輸出的壓艙水中如果含有殘余氧化劑，殘余氧化劑的濃度由殘余氧化物檢測(cè)儀檢測(cè)并控制殘余氧化劑中和器投加中和劑，確保在排放的壓艙水中殘余氧化劑濃度為零。
[0015]本發(fā)明的效果和益處是通過(guò)將分區(qū)激勵(lì)式規(guī)?；邼舛然钚匝踔苽湎到y(tǒng)、水力空化氣液混溶與羥自由基 制備系統(tǒng)、壓艙水海洋外來(lái)生物殺滅系統(tǒng)集成一體，構(gòu)建完成了具有標(biāo)準(zhǔn)集裝箱框架式結(jié)構(gòu)的防控入境船舶壓艙水海洋外來(lái)生物侵入的應(yīng)急處理裝置。該裝置可簡(jiǎn)便放置在船舶甲板或拖船上，用以處理沒(méi)有安裝壓艙水處理裝置或雖然安裝有船舶壓艙水處理裝置但排放標(biāo)準(zhǔn)仍達(dá)不到MO排放標(biāo)準(zhǔn)要求的入境船舶壓艙水的應(yīng)急處理，進(jìn)而為防控我國(guó)近岸海域免受海洋外來(lái)生物的侵襲提供一種新的高級(jí)氧化技術(shù)應(yīng)急處理模式，依此填補(bǔ)我國(guó)沿海港口入境船舶壓艙水應(yīng)急處理技術(shù)與裝置的空白。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是防控入境船舶壓艙水海洋外來(lái)生物侵入的應(yīng)急處理裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是防控入境船舶壓艙水海洋外來(lái)生物侵入的應(yīng)急處理裝置工藝流程圖。
[0018]圖中:A分區(qū)激勵(lì)式規(guī)?；邼舛然钚匝踔苽湎到y(tǒng)；B水力空化氣液混溶與羥自由基制備系統(tǒng)；C壓艙水海洋外來(lái)生物殺滅系統(tǒng)；D大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列；
[0019]I大氣壓平板等離子體反應(yīng)器；2分區(qū)激勵(lì)電源控制器；3小型高頻高壓變壓器；4氧氣瓶；5氣體電磁閥；6氣體壓力表；7氣體流量計(jì)；8手動(dòng)氣閥；9分流管路；10活性氧檢測(cè)儀；11冷卻液循環(huán)機(jī)；12水力空化氣液混溶器；13加壓泵；14引發(fā)劑注入器；15手動(dòng)閥門(mén)；16液體壓力表；17液體流量計(jì)；18液液混溶器；19微絮凝器；20絮凝控制器；21壓載泵；22過(guò)濾器；23殺滅海洋外來(lái)生物反應(yīng)器；24殘余氧化劑中和器；25殘余氧化物檢測(cè)儀；26活性氧制備階段；27氣液混溶階段；28微絮凝階段；29加壓輸送階段；30過(guò)濾階段；31液液混溶階段；32殺滅海洋外來(lái)生物階段；33中和殘余氧化劑階段。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合技 術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0021]本發(fā)明所述的一種防控入境船舶壓艙水海洋外來(lái)生物侵入的應(yīng)急處理裝置，其組成原理如附圖1所示，該裝置包括分區(qū)激勵(lì)式規(guī)?；邼舛然钚匝踔苽湎到y(tǒng)A、水力空化氣液混溶與羥自由基制備系統(tǒng)B、壓艙水海洋外來(lái)生物殺滅系統(tǒng)C三部分。分區(qū)激勵(lì)式規(guī)?；邼舛然钚匝踔苽湎到y(tǒng)A用于產(chǎn)生濃度不低于120g/m3、產(chǎn)量不低于200g/h的高濃度活性氧，產(chǎn)生的活性氧分兩路輸出，其出口均采用聚四氟乙烯軟管連接至水力空化氣液混溶與羥自由基制備系統(tǒng)B中的水力空化氣液混溶器12的活性氧氣體入口 ；水力空化氣液混溶與羥自由基制備系統(tǒng)B用于將分區(qū)激勵(lì)式規(guī)?；邼舛然钚匝踔苽湎到y(tǒng)A產(chǎn)生的高濃度活性氧依靠水力空化效應(yīng)高傳質(zhì)效率地注入到水中形成富含羥自由基等活性粒子的活性氧溶液，其出水口采用PVC管路連接至壓艙水海洋外來(lái)生物殺滅系統(tǒng)C中液液混溶器18的活性氧溶液入口，輸入的活性氧溶液濃度保持在8~10g/m3，流量不低于壓艙水海洋外來(lái)生物殺滅系統(tǒng)C進(jìn)水總流量的20% ;水力空化氣液混溶與羥自由基制備系統(tǒng)B的入水口采用PVC管路連接至壓艙水海洋外來(lái)生物殺滅系統(tǒng)C中過(guò)濾器22的出水口 ；待處理的壓艙水由壓艙水海洋外來(lái)生物殺滅系統(tǒng)C的進(jìn)水口引入，經(jīng)處理達(dá)到MO排放標(biāo)準(zhǔn)后由出水口排放入海。防控入境船舶壓艙水海洋外來(lái)生物侵入的應(yīng)急處理裝置的壓艙水處理能力設(shè)定在30~100噸/小時(shí)。
[0022]分區(qū)激勵(lì)式規(guī)?；邼舛然钚匝踔苽湎到y(tǒng)A包括:大氣壓平板等離子體反應(yīng)器1、分區(qū)激勵(lì)電源控制器2、小型高頻高壓變壓器3、氧氣瓶4、氣體電磁閥5、氣體壓力表6、氣體流量計(jì)7、手動(dòng)氣閥8、分流管路9、活性氧檢測(cè)儀10和冷卻液循環(huán)機(jī)11。為縮小裝置體積，簡(jiǎn)化操作，提高應(yīng)急效率，分區(qū)激勵(lì)式規(guī)?；邼舛然钚匝踔苽湎到y(tǒng)A的氣源采用瓶裝氧氣，氧氣瓶4的出口經(jīng)氧氣減壓閥減壓后通過(guò)聚四氟乙烯軟管連接到氣體電磁閥5的入氣口 ；氣體電磁閥5的出氣口經(jīng)不銹鋼或銅質(zhì)三通分流后通過(guò)聚四氟乙烯軟管分別接到氣體壓力表6和氣體流量計(jì)7的入口 ；氣體流量計(jì)7的出口通過(guò)聚四氟乙烯軟管連接到分流管路9的氣體入口，分流管路9設(shè)置氣體出口 5~10個(gè)，具體數(shù)量與構(gòu)成大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列D的模塊組數(shù)相同，分流管路9的氣體出口通過(guò)聚四氟乙烯軟管分別接到大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列D各模塊組的原料氣體入口 ；各模塊組的氣態(tài)產(chǎn)物出口通過(guò)聚四氟乙烯軟管經(jīng)匯流管路分成兩路連接到氣體電磁閥5的入氣口 ；氣體電磁閥5的出氣口通過(guò)聚四氟乙烯軟管分別連接到水力空化氣液混溶器12的兩個(gè)活性氧氣體入口 ；大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列D采用分區(qū)激勵(lì)控制模式，即大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列D中的每個(gè)大氣壓平板等離子體反應(yīng)器I配置一個(gè)小型高頻高壓變壓器3，小型高頻高壓變壓器3的高壓輸出端通過(guò)30kV的高壓電纜連接到大氣壓平板等離子體反應(yīng)器I的高壓端子上；所有小型高頻高壓變壓器3的低壓輸入端通過(guò)不低于1.5m2的塑膠電線(xiàn)連接到分區(qū)激勵(lì)電源控制器2的匯流母排上。其中，大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列D由大氣壓平板等離子體反應(yīng)器I通過(guò)串聯(lián)和并聯(lián)的方式構(gòu)成，I~2個(gè)大氣壓平板等離子體反應(yīng)器的氣路和水路串聯(lián)組成一個(gè)模塊組，即第一個(gè)大氣壓平板等離子體反應(yīng)器的氣態(tài)產(chǎn)物出口通過(guò)聚四氟乙烯軟管連接到第二個(gè)大氣壓平板等離子體反應(yīng)器的原料氣體入口，第二個(gè)大氣壓平板等離子體反應(yīng)器的冷卻液出口通過(guò)聚乙烯軟管連接到第一個(gè)大氣壓平板等離子體反應(yīng)器的冷卻液入口，5~10組大氣壓平板等離子體反應(yīng)器模塊組再通過(guò)并聯(lián)的方式構(gòu)成大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列D，各個(gè)模塊組中第一個(gè)大氣壓平板等離子體反應(yīng)器I的原料氣體入口經(jīng)手動(dòng)氣閥使用聚四氟乙烯管路連接到分流管路9的氣體出口，手動(dòng)氣閥8用于調(diào)節(jié)通入各模塊組的氣體流量，各個(gè)模塊組中第二個(gè)大氣壓平板等離子體反應(yīng)器I的氣態(tài)產(chǎn)物出口通過(guò)聚四氟乙烯軟管經(jīng)匯流管路匯集成兩路經(jīng)由氣體電磁閥5連接到水力空化氣液混溶器12的兩個(gè)活性氧氣體入口 ；其中，大氣壓平板等離子體反應(yīng)器I采用雙電離腔結(jié)構(gòu)，高壓電極采用銀漿鍍涂在兩平行板電介質(zhì)層之間，高壓電極可以為網(wǎng)狀或條狀，但相鄰電極網(wǎng)格或條帶間距保持在0.3~0.5mm之間，電極網(wǎng)格或條帶線(xiàn)寬控制在0.45~ 0.55mm,電極厚度0.1~0.15mm，鍍層邊緣距電介質(zhì)層邊緣留有6~8mm的絕緣距離，電介質(zhì)材料為純度96 %~99 %的a -Al2O3,電介質(zhì)層厚度0.5~0.64mm,相對(duì)介電常數(shù)9~10，放電間距控制在0.25~0.64mm,工作模式米用微流注與微輝光交替促成放電模式,激勵(lì)電壓控制在5~10kV，激勵(lì)頻率控制在5~IOkHz，工作氣壓控制在90~llOkPa。分區(qū)激勵(lì)式規(guī)?；邼舛然钚匝踔苽湎到y(tǒng)A產(chǎn)生的活性氧濃度不低于120g/m3、產(chǎn)量不低于200g/h。
[0023]水力空化氣液混溶與羥自由基制備系統(tǒng)B包括:水力空化氣液混溶器12、加壓泵13、引發(fā)劑注入器14、手動(dòng)閥門(mén)15、液體壓力表16、液體流量計(jì)17。由壓艙水海洋外來(lái)生物殺滅系統(tǒng)C引入的部分過(guò)濾后的壓艙水通過(guò)PVC管路接入液體流量計(jì)17的入口，液體流量計(jì)17的出口通過(guò)PVC管路接到加壓泵13的入水口，加壓泵13的出水口通過(guò)PVC管路接到水力空化氣液混溶器12的入水口，液體壓力表16接到水力空化氣液混溶器12入水口前的PVC管路上，用以監(jiān)測(cè)水力空化氣液混溶器12的入水口壓力，水力空化氣液混溶器12的出水口通過(guò)PVC管路接到壓艙水海洋外來(lái)生物殺滅系統(tǒng)C中的液液混溶器18的活性氧溶液入口。其中，引入到水力空化氣液混溶與羥自由基制備系統(tǒng)B的壓艙水流量與壓艙水海洋外來(lái)生物殺滅系統(tǒng)C進(jìn)水總流量的比值為1:5;其中，水力空化氣液混溶器12用于將分區(qū)激勵(lì)式規(guī)?；邼舛然钚匝踔苽湎到y(tǒng)A產(chǎn)生的高濃度活性氧高傳質(zhì)效率地注入到水中，并依靠水力空化效應(yīng)產(chǎn)生的瞬態(tài)高溫高壓促進(jìn)活性氧轉(zhuǎn)化羥自由基反應(yīng)的高效進(jìn)行，注入的活性氧濃度不低于100g/m3，注入劑量依據(jù)水質(zhì)狀況在0.6~2g/m3之間調(diào)節(jié)；在水力空化氣液混溶器12中，由于局部負(fù)壓產(chǎn)生的數(shù)量龐大的空化氣泡不斷重復(fù)著膨脹、壓縮、再膨脹和再壓縮，直至潰滅的過(guò)程?？栈瘹馀轁鐣r(shí)將產(chǎn)生頻率和幅值極高的沖擊波，誘發(fā)空化氣泡局部形成高壓和高溫，沖擊波的壓強(qiáng)可達(dá)1.01 X IO6~1.01 X 107kPa，持續(xù)時(shí)間2~3y S，最高局部溫度可達(dá)IO4K,進(jìn)而對(duì)水溶液的物理和化學(xué)特性產(chǎn)生重要影響，促進(jìn)了高級(jí)氧化過(guò)程產(chǎn)生羥自由基的效果；水力空化氣液混溶與羥自由基制備系統(tǒng)B工作時(shí)，要求水力空化氣液混溶器12的入口壓強(qiáng)控制在2~3.5kg/cm2,出口壓強(qiáng)不高于入口壓強(qiáng)的50%;高PH值有利于羥自由基的產(chǎn)生，當(dāng)壓艙水的PH值小于7時(shí)，可啟動(dòng)引發(fā)劑注入器14，向水力空化氣液混溶與羥自由基制備系統(tǒng)B的入水口注入H2O2或能夠產(chǎn)生OH—的促進(jìn)劑，增強(qiáng)產(chǎn)生羥自由基的高級(jí)氧化反應(yīng)過(guò)程。
[0024]壓艙水海洋外來(lái)生物殺滅系統(tǒng)C包括 :手動(dòng)閥門(mén)15、液體壓力表16、液體流量計(jì)17、液液混溶器18、微絮凝器19、絮凝控制器20、壓載泵21、過(guò)濾器22、殺滅海洋外來(lái)生物反應(yīng)器23、殘余氧化劑中和器24、殘余氧化物檢測(cè)儀25。由遠(yuǎn)洋船舶引入的壓艙水通過(guò)鋼絲增強(qiáng)型PVC軟管輸入到微絮凝器19的進(jìn)水口，在微絮凝器19中，絮凝劑的投加量依據(jù)壓艙水水質(zhì)狀況由絮凝控制器20調(diào)節(jié)，絮凝劑最大投加量不超過(guò)10g/m3，微絮凝器的出水口通過(guò)PVC管路經(jīng)由手動(dòng)閥門(mén)15連接到壓載泵21的入水口，壓載泵21的出水口通過(guò)PVC管路連接到過(guò)濾器22的入水口，過(guò)濾器22出水口分成兩路，一路通過(guò)PVC管路經(jīng)手動(dòng)閥門(mén)15連接到水力空化氣液混溶與羥自由基制備系統(tǒng)B中的液體流量計(jì)17入口，另一路則通過(guò)PVC管路經(jīng)由手動(dòng)閥門(mén)15和液體流量計(jì)17連接到液液混溶器18的入水口，液液混溶器18入水口壓力由接于PVC管路上的液體壓力表16檢測(cè)，液液混溶器18的出水口通過(guò)PVC管路連接到殺滅海洋外來(lái)生物反應(yīng)器23的入水口，殺滅海洋外來(lái)生物反應(yīng)器23的出水口通過(guò)PVC管路連接到殘余氧化劑中和器24的入水口，投加的中和劑劑量由殘余氧化物檢測(cè)儀25檢測(cè)和控制，殘余氧化劑中和器24的出水口連接鋼絲增強(qiáng)型PVC軟管，用于排放處理后達(dá)到IMO排放標(biāo)準(zhǔn)的壓艙水。其中，液液混溶器18用于將水力空化氣液混溶與羥自由基制備系統(tǒng)B產(chǎn)生的活性氧溶液與輸入的壓艙水依靠水力空化效應(yīng)高效混溶，混溶流量不低于進(jìn)水總流量的20%，輸入的活性氧溶液濃度保持在8~10g/m3，并在其后的殺滅海洋外來(lái)生物反應(yīng)器23中依靠羥自由基等的強(qiáng)氧化特性完成對(duì)海洋外來(lái)生物的殺滅；其中，殺滅海洋外來(lái)生物反應(yīng)器23輸出的壓艙水中如果含有殘余氧化劑，殘余氧化劑的濃度由殘余氧化物檢測(cè)儀25檢測(cè)并控制殘余氧化劑中和器24投加中和劑，確保在排放的壓艙水中殘余氧化劑濃度為零。
[0025]本發(fā)明所述的防控入境船舶壓艙水海洋外來(lái)生物侵入的應(yīng)急處理裝置工藝流程如圖2所示，包括活性氧制備階段26、氣液混溶階段27、微絮凝階段28、加壓輸送階段29、過(guò)濾階段30、液液混溶階段31、殺滅海洋外來(lái)生物階段32、中和殘余氧化劑階段33。針對(duì)擬排放壓艙水不符合MO排放標(biāo)準(zhǔn)要求的船舶，將防控入境船舶壓艙水海洋外來(lái)生物侵入的應(yīng)急處理裝置放置于該船甲板或裝載在拖船上，使用鋼絲增強(qiáng)型PVC軟管連接船舶壓艙水排放口和防控入境船舶壓艙水海洋外來(lái)生物侵入的應(yīng)急處理裝置進(jìn)水口，啟動(dòng)裝置，被引入的未經(jīng)處理的壓艙水首先進(jìn)行微絮凝處理，將壓艙水中的微藻和微小顆粒污染物凝并增大，再由壓載泵21加壓輸送到過(guò)濾器22過(guò)濾，過(guò)濾后的壓艙水一部分用于制備活性氧溶液，另一部分輸入到液液混溶器18并在液液混溶器18中與活性氧溶液高效混溶，之后在殺滅海洋外來(lái)生物反應(yīng)器23中殺滅海洋外來(lái)生物，之后再在殘余氧化劑中和器24中將壓艙水中的殘余氧化劑中和，達(dá)到頂0排放標(biāo)準(zhǔn)的處理后的壓艙水排放入海。
[0026]本發(fā)明所述的防控入境船舶壓艙水海洋外來(lái)生物侵入的應(yīng)急處理裝置包括分區(qū)激勵(lì)式規(guī)?；邼舛然钚匝踔苽湎到y(tǒng)A、水力空化氣液混溶與羥自由基制備系統(tǒng)B、壓艙水海洋外來(lái)生物殺滅系統(tǒng)C的所有組件。其中，大氣壓平板等離子體反應(yīng)器1、分區(qū)激勵(lì)電源控制器2、小型高頻高壓變壓器3、氣體電磁閥5、氣體壓力表6、氣體流量計(jì)7、手動(dòng)氣閥8、分流管路9、活性氧檢測(cè)儀10安裝在分區(qū)激勵(lì)式規(guī)?；邼舛然钚匝踔苽湎到y(tǒng)A的箱體內(nèi)；分區(qū)激勵(lì)式規(guī)模化高濃度活性氧制備系統(tǒng)A的箱體、氧氣瓶4和冷卻液循環(huán)機(jī)直接安裝在防控入境船舶壓艙水海洋外來(lái)生物侵入的應(yīng)急處理裝置的底臺(tái)上。其中，水力空化氣液混溶與羥自由基制備系統(tǒng)B的組件加壓泵13固定在防控入境船舶壓艙水海洋外來(lái)生物侵入的應(yīng)急處理裝置的底臺(tái)上；水力空化氣液混溶器12、引發(fā)劑注入器14、手動(dòng)閥門(mén)15、液體壓力表16和液體流量計(jì)17安裝在輸送管路中。其中，壓艙水海洋外來(lái)生物殺滅系統(tǒng)C的組件液液混溶器18、微絮凝器19、壓載泵21、過(guò)濾器22、殺滅海洋外來(lái)生物反應(yīng)器23直接安裝在底臺(tái)上；絮凝控制器20安裝在微絮凝器19上；殘余氧化劑中和器24、殘余氧化物檢測(cè)儀25安裝在殺滅海洋外來(lái)生物反應(yīng)器23中。其中，防控入境船舶壓艙水海洋外來(lái)生物侵入的應(yīng)急處理裝置的底臺(tái)采用標(biāo)準(zhǔn)集裝箱框架式結(jié)構(gòu)，方便吊裝、移動(dòng)和組合使用，工作時(shí)放置于船舶甲板或拖船上，需要時(shí)可在第一時(shí)間到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)展開(kāi)壓艙水應(yīng)急處理工作。
[0027]本發(fā)明基于高濃度活性氧協(xié)同水力空化高級(jí)氧化技術(shù)模式，通過(guò)將分區(qū)激勵(lì)式規(guī)?；邼舛然钚匝踔苽湎到y(tǒng)、水力空化氣液混溶與羥自由基制備系統(tǒng)、壓艙水海洋外來(lái)生物殺滅系統(tǒng)集成一體，構(gòu)建完成了具有標(biāo)準(zhǔn)集裝箱框架式結(jié)構(gòu)的防控入境船舶壓艙水海洋外來(lái)生物侵入的應(yīng)急處理裝置，該裝置可簡(jiǎn)便放置在船舶甲板或拖船上，用以處理沒(méi)有安裝壓艙水處理裝置或雖然安裝有船舶壓艙水處理裝置但排放標(biāo)準(zhǔn)仍達(dá)不到MO排放標(biāo)準(zhǔn)要求的入境船舶壓 艙水的應(yīng)急處理，進(jìn)而為防控我國(guó)近岸海域免受海洋外來(lái)生物的侵襲提供一種新的高級(jí)氧化技術(shù)應(yīng)急處理模式，依此填補(bǔ)我國(guó)沿海港口入境船舶壓艙水應(yīng)急處理技術(shù)與裝置的空白，為我國(guó)預(yù)防重大海洋生物入侵災(zāi)害的發(fā)生提供管理手段和技術(shù)支撐，保障我國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)、海洋環(huán)境和海洋生態(tài)事業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展。
【權(quán)利要求】
1.一種防控入境船舶壓艙水海洋外來(lái)生物侵入的應(yīng)急處理裝置，其特征在于，該裝置采用標(biāo)準(zhǔn)集裝箱框架式結(jié)構(gòu)，將分區(qū)激勵(lì)式規(guī)?；邼舛然钚匝踔苽湎到y(tǒng)(A)、水力空化氣液混溶與羥自由基制備系統(tǒng)(B)和壓艙水海洋外來(lái)生物殺滅系統(tǒng)(C)集成一體；其中，分區(qū)激勵(lì)式規(guī)?；邼舛然钚匝踔苽湎到y(tǒng)(A)用于產(chǎn)生濃度不低于120g/m3、產(chǎn)量不低于200g/h的高濃度活性氧，產(chǎn)生的活性氧分兩路輸出到水力空化氣液混溶與羥自由基制備系統(tǒng)(B)中的水力空化氣液混溶器(12)的活性氧氣體入口 ；水力空化氣液混溶與羥自由基制備系統(tǒng)(B)用于將分區(qū)激勵(lì)式規(guī)模化高濃度活性氧制備系統(tǒng)(A)產(chǎn)生的高濃度活性氧依靠水力空化效應(yīng)高傳質(zhì)效率地注入到水中形成富含羥自由基等活性粒子的活性氧溶液輸送至壓艙水海洋外來(lái)生物殺滅系統(tǒng)(C)中液液混溶器(18)的活性氧溶液入口，輸入的活性氧溶液濃度保持在8~10g/m3，流量不低于壓艙水海洋外來(lái)生物殺滅系統(tǒng)(C)進(jìn)水總流量的20% ;水力空化氣液混溶與羥自由基制備系統(tǒng)⑶的入水口采用PVC管路連接至壓艙水海洋外來(lái)生物殺滅系統(tǒng)(C)中過(guò)濾器(22)的出水口 ； 其中，分區(qū)激勵(lì)式規(guī)?；邼舛然钚匝踔苽湎到y(tǒng)(A)包括大氣壓平板等離子體反應(yīng)器(I)、分區(qū)激勵(lì)電源控制器(2)、小型高頻高壓變壓器(3)、氧氣瓶(4)、氣體電磁閥(5)、氣體壓力表(6)、氣體流量計(jì)(7)、手動(dòng)氣閥(8)、分流管路(9)、活性氧檢測(cè)儀(10)和冷卻液循環(huán)機(jī)(11);氧氣瓶(4)的出口經(jīng)氧氣減壓閥減壓后依次連接氣體電磁閥(5)、氣體壓力表(6)和氣體流量計(jì)(7);氣體流量計(jì)(7)的出口連接分流管路(9)的氣體入口，分流管路(9)設(shè)置氣體出口 5~10個(gè)，數(shù)量與構(gòu)成大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列(D)的模塊組數(shù)相同，分流管路(9)的氣體出口分別接到大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列(D)各模塊組的原料氣體入口 ；各模塊組的氣態(tài)產(chǎn)物出口經(jīng)匯流管路分成兩路再經(jīng)氣體電磁閥(5)連接到水力空化氣液混溶器(12)的兩個(gè)活性氧氣體入口 ； 其中，水力空化氣液混溶與羥自由基制備系統(tǒng)(B)包括水力空化氣液混溶器(12)、加壓泵(13)、引發(fā)劑注入器(14)、手動(dòng)閥門(mén)(15)、液體壓力表(16)、液體流量計(jì)(17);由壓艙水海洋外來(lái)生物殺滅系統(tǒng)(C)引入的部分過(guò)濾后的壓艙水經(jīng)液體流量計(jì)(17)輸送到加壓泵(13)，加壓泵(13)的出水口連接到水力空化氣液混溶器(12)的入水口，水力空化氣液混溶器(12)的出水口接到壓艙水海洋外來(lái)生物殺滅系統(tǒng)(C)中的液液混溶器(18)的活性氧溶液入口 ；其中，引入到水力空化氣液混溶與羥自由基制備系統(tǒng)(B)的壓艙水流量與壓艙水海洋外來(lái)生物殺滅系統(tǒng)(C)進(jìn)水總流量的比值為1:5 ;其中，注入到水力空化氣液混溶器(12)的活性氧濃度不低于100g/m3，注入劑量依據(jù)水質(zhì)狀況在0.6~2g/m3之間調(diào)節(jié)； 其中，壓艙水海洋外來(lái)生物殺滅系統(tǒng)(C)包括手動(dòng)閥門(mén)(15)、液體壓力表(16)、液體流量計(jì)(17)、液液混溶器(18)、微絮凝器(19)、絮凝控制器(20)、壓載泵(21)、過(guò)濾器(22)、殺滅海洋外來(lái)生物反應(yīng)器(23)、殘余氧化劑中和器(24)、殘余氧化物檢測(cè)儀(25);由遠(yuǎn)洋船舶引入的壓艙水輸入到微絮凝器(19)，依據(jù)壓艙水水質(zhì)狀況由絮凝控制器(20)調(diào)節(jié)絮凝劑投加量，最大不超過(guò)10g/m3，微絮凝器(19)出水口經(jīng)由手動(dòng)閥門(mén)(15)依次連接壓載泵(21)和過(guò)濾器(22)，過(guò)濾器(22)出水口分成兩路，一路經(jīng)手動(dòng)閥門(mén)(15)連接到水力空化氣液混溶與羥自由基制備系統(tǒng)⑶中的液體流量計(jì)(17)入口，另一路則經(jīng)由手動(dòng)閥門(mén)(15)和液體流量計(jì)(17)連接到液液混溶器(18)的入水口，液液混溶器(18)的出水口依次連接殺滅海洋外來(lái)生物反應(yīng)器(23)和殘余氧化劑中和器(24);其中，液液混溶器(18)的活性氧溶液混溶流量不低于進(jìn)水總流量的20%，輸入的活性氧溶液濃度保持在8~10g/m3 ;其中，投加中和劑劑量由殘余氧化物檢測(cè)儀(25)檢測(cè)和控制，處理后達(dá)到MO排放標(biāo)準(zhǔn)的壓艙水由殘余氧化劑中和器(24)出口排放入海。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)急處理裝置，其特征在于，該裝置采用分區(qū)激勵(lì)式大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列(D)產(chǎn)生高濃度活性氧；其中，大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列(D)由大氣壓平板等離子體反應(yīng)器通過(guò)串聯(lián)和并聯(lián)的方式構(gòu)成，1~2個(gè)大氣壓平板等離子體反應(yīng)器的氣路和水路串聯(lián)組成一個(gè)模塊組，5~10組大氣壓平板等離子體反應(yīng)器模塊組再通過(guò)并聯(lián)的方式構(gòu)成大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列(D)； 其中，大氣壓平板等離子體反應(yīng)器(1)采用雙電離腔結(jié)構(gòu)，高壓電極采用銀漿鍍涂在兩平行板電介質(zhì)層之間，高壓電極為網(wǎng)狀或條狀，但相鄰電極網(wǎng)格或條帶間距保持在0.3~0.5mm之間，電極網(wǎng)格或條帶線(xiàn)寬控制在0.45~0.55mm,電極厚度0.1~0.15mm,鍍層邊緣距電介質(zhì)層邊緣留有6~8mm的絕緣距離，電介質(zhì)材料為純度96 %~99 %的a -Al2O3,電介質(zhì)層厚度0.5~0.64mm,相對(duì)介電常數(shù)9~10,放電間距控制在0.25~0.64mm，工作模式采用微流注與微輝光交替促成放電模式，激勵(lì)電壓控制在5~10kV，激勵(lì)頻率控制在5~IOkHz，工作氣壓控制在90~IlOkPa ;其中，大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列(D)采用分區(qū)激勵(lì)控制模式，即大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列(D)中的每個(gè)大氣壓平板等離子體反應(yīng)器(1)配置一個(gè)小型高頻高壓變壓器(3)，小型高頻高壓變壓器(3)的高壓輸出端通過(guò)高壓電纜連接到大氣壓平板等離子體反應(yīng)器(1)的高壓端子上，所有小型高頻高壓變壓器(3)的低壓輸入端連接到分區(qū)激勵(lì)電源控制器(2)的匯流母排上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)急處理裝置，其特征在于，水力空化氣液混溶與羥自由基制備系統(tǒng)(B)工作時(shí)，水力空化氣液混溶器(12)的入口壓強(qiáng)控制在2~3.5kg/cm2，出口壓強(qiáng)不高于入口壓強(qiáng)的50%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)急處理裝置，其特征在于，當(dāng)壓艙水的PH值小于7時(shí)，啟動(dòng)引發(fā)劑注入器(14)，向水力空化氣液混溶與羥自由基制備系統(tǒng)(B)的入水口注入H2O2或能夠產(chǎn)生O『的促進(jìn)劑，增強(qiáng)產(chǎn)生羥自由基的高級(jí)氧化反應(yīng)過(guò)程。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)急處理裝置，其特征在于，當(dāng)壓艙水的PH值小于7時(shí)，啟動(dòng)引發(fā)劑注入器(14)，向水力空化氣液混溶與羥自由基制備系統(tǒng)(B)的入水口注入H2O2或能夠產(chǎn)生O『的促進(jìn)劑，增強(qiáng)產(chǎn)生羥自由基的高級(jí)氧化反應(yīng)過(guò)程。
【文檔編號(hào)】C02F9/04GK103922510SQ201410181323
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年4月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月27日
【發(fā)明者】張芝濤, 張小芳, 白敏冬, 俞哲, 劉開(kāi)穎, 杜還 申請(qǐng)人:大連海事大學(xué)