申请日2014.07.31
公开(公告)日2014.10.08
IPC分类号C02F9/12; C02F1/48
摘要
本发明提供的是一种高梯度磁场与脉冲磁场联合的船舶压载水处理方法。经预处理的压载水进入串联在压载泵向船舶压载舱加压载水的输出端口处的管道中的能产生高梯度磁场与脉冲磁场联合场的填充钢毛基质的管道内进行处理。本发明可综合脉冲磁场和高梯度磁场的优点，大大提高了设备中微生物和悬浮物所受的磁场力，在去除50微米以上的微生物、浮游生物、植物和悬浮颗粒的同时，还对50微米以下的病毒、细菌和原生动物有很强的杀灭作用，提高微生物的灭活率，且安全可靠，不会影响船舶的正常运行维护。
权利要求书
1.一种高梯度磁场与脉冲磁场联合的船舶压载水处理方法，其特征是：经预处理的压载 水进入串联在压载泵向船舶压载舱加压载水的输出端口处的管道中的能产生高梯度磁场与脉 冲磁场联合场的填充钢毛基质的管道内进行处理。
2.根据权利要求1所述的高梯度磁场与脉冲磁场联合的船舶压载水处理方法，其特征是： 在进入能产生高梯度磁场与脉冲磁场联合场的填充钢毛基质的管道之前投加混凝剂。
3.根据权利要求1或2所述的高梯度磁场与脉冲磁场联合的船舶压载水处理方法，其特 征是：在进入能产生高梯度磁场与脉冲磁场联合场的填充钢毛基质的管道之前投加磁种，所 述磁种选择炼铁炉的粉尘。
4.根据权利要求1或2所述的高梯度磁场与脉冲磁场联合的船舶压载水处理方法，其特 征是：所述高梯度磁场与脉冲磁场联合场的磁感应强度在1～3T、频率在20～200Hz。
5.根据权利要求3所述的高梯度磁场与脉冲磁场联合的船舶压载水处理方法，其特征是： 所述高梯度磁场与脉冲磁场联合场的磁感应强度在1～3T、频率在20～200Hz。
6.根据权利要求2所述的高梯度磁场与脉冲磁场联合的船舶压载水处理方法，其特征是： 所述混凝剂为聚合氯化铝，投量为5～200mg/L。
7.根据权利要求6所述的高梯度磁场与脉冲磁场联合的船舶压载水处理方法，其特征是： 所述高梯度磁场与脉冲磁场联合场的磁感应强度在1～3T、频率在20～200Hz。
8.根据权利要求3所述的高梯度磁场与脉冲磁场联合的船舶压载水处理方法，其特征是： 炼铁炉粉尘的投量为100～1000mg/L。
9.根据权利要求4所述的高梯度磁场与脉冲磁场联合的船舶压载水处理方法，其特征是： 所述高梯度磁场与脉冲磁场联合场的磁感应强度在1～3T、频率在20～200Hz。
说明书
高梯度磁场与脉冲磁场联合的船舶压载水处理方法
技术领域
本发明设计的是一种水处理方法，具体的地说是一种船舶压载水的处理方法。
背景技术
船舶压载水指为控制船舶纵倾、横倾、吃水、稳性或应力而在船上摄入的水及其悬浮物， 是现代远洋船舶稳定航行的保证，目前出于方便操作和降低成本的考虑，主要使用海水作为 压载媒质。远洋船舶在注入和排放压载水的同时，引起有害水生物和病原体的跨海域传播。 随着海运业的日益繁荣，压载水无控制排放对海洋生态、公众健康造成的危害也越来越严重， 引起的海洋生态破坏事故不胜枚举。全球环保基金组织已将其列为危害海洋的四大威胁之一。
根据国际船舶压载水和沉积物管理与控制公约的规定，压载水的处理是指为杀灭去除压 载水和其沉积物中的有害水生物和病原体，使之失去繁衍能力。
高梯度磁分离作用通过填充大量不锈钢毛作为过滤基质，电流的磁场效应使不锈钢钢毛 磁化在附近产生高梯度的磁场，导磁的钢毛对液体中悬浮杂质的磁力作用大于水流拉力和颗 粒本身重力作用，悬浮杂质被截留在钢毛基质上，使其被去除，从而达到了净化目的。高梯 度磁分离技术广泛应用于分离水中悬浮杂质和沉积物中，已有技术利用高梯度磁分离去除压 载水中50微米以上的微生物、浮游生物和悬浮颗粒。事实上，由于磁场中钢毛附近有很高的 磁通密度(可高达1000高斯/微米)，会对附近微生物产生如洛伦兹力效应、感应电流效应等 对细胞或细胞内含物有破坏作用的效果，对50微米以下的微生物也有杀灭作用。赵烨将高梯 度磁分离应用于船舶压载水的处理中，发现当场强不小于12.7mT，流量不大于10L/h，磁种 投加量在400mg/L左右，此时出水浊度可达到5NTU以下，出水大肠杆菌、金黄葡萄球菌、 小球藻及总微生物数量都降到了原水的50%以下。
但是，随着进水水质的微生物及沉积物杂质含量的提高，为达到压载水排放标准，需要 压载水处理装置对微生物有更高的灭活率，一般低压供电的高梯度磁场分离装置难以达到要 求。
脉冲磁场杀菌是利用高强度脉冲电流发生器向螺旋线圈发出的强脉冲电流，而产生脉冲 强磁场，将待处理样品置于螺旋线圈内部的磁场中，样品中的微生物受到强脉冲磁场的作用 而导致死亡。近年来脉冲强磁场的杀菌作用越来越受到人们的关注，是一种有效的非热杀菌 技术。李梅等将脉冲磁场应用于处理生活污水，结果表明停留时间30min，磁场强度500mT， 脉冲频率40kHz的实验条件下，水中细菌总数的存活率为0.01%，藻类基本死亡。马海乐等 人研究了磁激发脉冲电磁场对生啤酒的杀菌作用。结果表明：随着场强和脉冲数的增加，杀 菌效果增强;脉冲磁场强度大于2.35T，且脉冲数大于10，或场强大于2.11T，且脉冲数大于 30时，生啤酒中残存的细菌总数小于50个/mL，可达到商业无菌要求。
与本发明申请相关的公开报道有：1、申请号为200910073103.X，名为“船舶压载水联合 处理方法”的专利文件;2、“脉冲磁场杀菌机理分析”，《食品科技》，2004:4：11-13;“高梯度 磁分离-紫外复合压载水处理技术的研究”，2010，哈尔滨工程大学。“脉冲磁场水处理技术在 杀菌、灭藻方面的研究”《环境科学学报》，2004:24(2)：20-264;“生啤酒的磁激发脉冲电 磁场杀菌的试验研究”，《食品科学》，2003：24(4)：52-55;“紫外杀菌技术的研究现状”，《石 化技术》，2011：18(4):60-63等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种处理水量大，能耗低，除微生物效能高，操作简单的高梯度 磁场与脉冲磁场联合的船舶压载水处理方法。
本发明的目的是这样实现的：
经预处理的压载水进入串联在压载泵向船舶压载舱加压载水的输出端口处的管道中的能 产生高梯度磁场与脉冲磁场联合场的填充钢毛基质的管道内进行处理。
本发明还可以包括这样一些特征：
1、在进入能产生高梯度磁场与脉冲磁场联合场的填充钢毛基质的管道之前投加混凝剂。
2、在进入能产生高梯度磁场与脉冲磁场联合场的填充钢毛基质的管道之前投加磁种，所 述磁种选择炼铁炉的粉尘。
本发明提供了一种能有效处理船舶压载水，处理水量大，能耗低，除微生物效能高，操 作简单的船舶压载水联合处理方法。
本发明的的主要特点是：经预处理的船舶压载水通过既产生脉冲磁场又产生高梯度磁场 的联合装置得到处理。本发明可综合脉冲磁场和高梯度磁场的优点，大大提高了设备中微生 物和悬浮物所受的磁场力，在去除50微米以上的微生物、浮游生物、植物和悬浮颗粒的同时， 还对50微米以下的病毒、细菌和原生动物有很强的杀灭作用，提高微生物的灭活率，且安全 可靠，不会影响船舶的正常运行维护。
本发明的优点在于利用高梯度磁过滤器与脉冲磁场联用技术可以高速高效的杀灭压载 水中的微生物，实现在管道输送压载水的过程中直接去除压载水中的细菌、病毒和原生动物。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
(1)杀菌水体的温升一般不超过5℃，不产生腐蚀船舱、管道的化学物质。
(2)不加入任何化学药剂，无消毒副产物生成，不会对水体和周围环境产生二次染。
(3)处理水量大，不受自然因素，如温度等的影响。
(4)运行安全可靠。距离线圈2m左右处磁场强度衰减为相当于地磁强度，因此无漏磁 问题，安全性好。而传统的消毒如采用氯化物或臭氧，对现场操作人员及周围环境产生潜在 威胁。
(5)易于控制、维护管理、占地面积小。磁场的产生和中止迅速，便于用电脑控制。
(6)高效快速，与连续波和恒定磁场比较，脉冲强磁场杀灭力强，效率高。由于脉冲强 磁场对固液体均具有较强的穿透能力，能深入压载水中致使灭菌无死角，杀菌彻底，高梯度 磁过滤和脉冲磁场的双重作用，具有更快更强的杀菌能力，实现实现在管道输送压载水的过 程中直接去除压载水中的细菌、病毒和原生动物。
(7)在设备前投加一定量磁种——炼铁炉的粉尘可有效改善高梯度磁过滤器的过滤效 能，目前，常用的磁种是四氧化三铁，价格贵需要回收，而将炼铁炉产生的固体废物——粉 尘回收加以利用，可代替四氧化三铁做磁种处理压载水，用后与滤渣一并排出去，省去了磁 种回收工艺，可在改善高梯度磁过滤效能的同时大大节省工艺的运行的费用。