申请日2013.11.14
公开(公告)日2014.02.12
IPC分类号C02F9/12
摘要
本发明的目的在于提供基于可见光与紫外线联合作用的压载水处理装置，包括初级过滤装置、文丘里管引射装置、催化反应单元、催化剂回收单元，所述的催化反应单元包括筒体，筒体的入口端和出口端均固定有孔板，两个孔板之间固定有弥散光纤，筒体入口端孔板上设置有通流孔，筒体入口端连接文丘里管引射装置的出口，筒体出口端安装反光罩，反光罩里设置光源，催化剂回收单元包括高梯度磁过滤器，筒体出口端设置有出口，出口连通高梯度磁过滤器，高梯度磁过滤器分别连通压载水仓和水箱，水箱连通文丘里管引射装置的喉部，文丘里管引射装置的入口连通初级过滤装置，水箱里安装搅拌装置、注水装置和浓度监测装置。本发明节能、高速且无二次污染。
权利要求书
1.基于可见光与紫外线联合作用的压载水处理装置，其特征是：包括初级 过滤装置、文丘里管引射装置、催化反应单元、催化剂回收单元，所述的催化 反应单元包括筒体，筒体的入口端和出口端均固定有孔板，两个孔板之间固定 有弥散光纤，筒体入口端孔板上设置有通流孔，筒体入口端连接文丘里管引射 装置的出口，筒体出口端安装反光罩，反光罩里设置光源，催化剂回收单元包 括高梯度磁过滤器，筒体出口端设置有出口，出口连通高梯度磁过滤器，高梯 度磁过滤器分别连通压载水仓和水箱，水箱连通文丘里管引射装置的喉部，文 丘里管引射装置的入口连通初级过滤装置，水箱里安装搅拌装置、注水装置和 浓度监测装置。
2.根据权利要求1所述的基于可见光与紫外线联合作用的压载水处理装 置，其特征是：筒体出口端的出口包括第一出口和第二出口，第一出口连通第 一高梯度磁过滤器，第二出口连通第二高梯度磁过滤器，第一高梯度磁过滤器 连通第一水箱，第二高梯度磁过滤器连通第二水箱，两个水箱均连通文丘里管 引射装置的喉部，第一出口与第一高梯度磁过滤器连通的管路上安装第一阀门， 第一高梯度磁过滤器与压载水仓连通的管路上安装第二阀门，第一高梯度磁过 滤器与第一水箱连通的管路上安装第三阀门，第二出口与第二高梯度磁过滤器 连通的管路上安装第四阀门，第二高梯度磁过滤器与压载水仓连通的管路上安 装第五阀门，第二高梯度磁过滤器与第二水箱连通的管路上安装第六阀门，第 一高梯度磁过滤器和压载水仓连通的管路与第二高梯度磁过滤器和压载水仓连 通的管路相连通，且在其上安装第七阀门。
3.根据权利要求1或2所述的基于可见光与紫外线联合作用的压载水处理 装置，其特征是：所述的光源包括可见光和紫外线，筒体中的催化剂采用TiO2。
说明书
基于可见光与紫外线联合作用的压载水处理装置
技术领域
本发明涉及的是一种压载水处理装置。
背景技术
由压载水引起的生物入侵已经成为本世纪世界海洋生态环境面临的四大问题之一(全球压载水管理项目中国国家项目实施小组.全球更换压载水管理项目.交通环保，2001,22(1)：1-4.)。船舶空载时装载的压载水最多时能达到船舶载重量的1/3(刘昭青.国际船舶压载水及其沉积物控制和管理公约概述.交通环保,2004,25(2):16-20.),而装满货物的时候也同样装有压载水(陈煌,干兴琦.浅析国际船舶压载水及其沉积物控制和管理公约.世界海运,2004,28(2)：10-12.)。据统计,每年约有120×108t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达4500种,而已被确认通过船舶压载水传播的入侵种大约有500种,平均每立方米压载水中有浮游动植物1.1亿个(胡承兵.阻止“搭乘”于压载水中的外来生物入侵者.交通环保,1999,20(4):20-22.)。为使船舶压载水得到有效的控制和管理，国际海事组织(IMO)制定并通过了《2004年国际船舶压载水及其沉积物管理和控制公约》。根据IMO资料，截止到2010年10月，全球范围内已有40多种压载水处理系统被成功开发或正在研制，其中27个压载水处理系统获得IMO基本认可，18个压载水处理系统获得最终认可，10个压载水处理系统获得各自主管机关的型式认可，9种压载水处理系统已获得IMO和/或主管机关的所有认可。(潘锦成.船舶压载水处理技术及处理系统方案研究.上海造船，2011,2：64-67)。为了促进我国高技术船舶的发展，工信部发布了《高技术船舶科研计划2012年度项目指南》，其中重点指出要发展船舶压载水处理技术(高技术船舶科研计划2012年度项目指南)。
目前，压载水处理程序主要有两个步骤组成：固-液分离和消毒。
固-液分离，一般通过沉淀或过滤简单地将悬浮固体物质(包括部分悬浮微生物)从压载水中分离出去。
消毒则是通过以下的方法去除微生物或者灭活：
1)化学灭活。主要有电解法、臭氧法、氯化法等。其中，电解法能耗高，而臭氧法和氯化法会产生副产物，对船体和环境有损害。如何完全去除有害副产物，同时要降低能耗，是所有化学灭活方法都要解决的问题。
2)物理化学灭活，使用最多的方法是通过紫外线照射，破坏微生物的DNA。而这种方法处理速度低，且处理不完全。(许寒冰，马永.压载水处理技术现状.船舶设计通讯，2009,1：44-48.)。
发明内容
本发明的目的在于提供解决现有船舶压载水处理技术存在的高能耗、有害副产物、催化剂难回收等缺点的基于可见光与紫外线联合作用的压载水处理装置。
本发明的目的是这样实现的：
本发明基于可见光与紫外线联合作用的压载水处理装置，其特征是：包括初级过滤装置、文丘里管引射装置、催化反应单元、催化剂回收单元，所述的催化反应单元包括筒体，筒体的入口端和出口端均固定有孔板，两个孔板之间固定有弥散光纤，筒体入口端孔板上设置有通流孔，筒体入口端连接文丘里管引射装置的出口，筒体出口端安装反光罩，反光罩里设置光源，催化剂回收单元包括高梯度磁过滤器，筒体出口端设置有出口，出口连通高梯度磁过滤器，高梯度磁过滤器分别连通压载水仓和水箱，水箱连通文丘里管引射装置的喉部，文丘里管引射装置的入口连通初级过滤装置，水箱里安装搅拌装置、注水装置和浓度监测装置。
本发明还可以包括：
1、筒体出口端的出口包括第一出口和第二出口，第一出口连通第一高梯度磁过滤器，第二出口连通第二高梯度磁过滤器，第一高梯度磁过滤器连通第一水箱，第二高梯度磁过滤器连通第二水箱，两个水箱均连通文丘里管引射装置的喉部，第一出口与第一高梯度磁过滤器连通的管路上安装第一阀门，第一高梯度磁过滤器与压载水仓连通的管路上安装第二阀门，第一高梯度磁过滤器与第一水箱连通的管路上安装第三阀门，第二出口与第二高梯度磁过滤器连通的管路上安装第四阀门，第二高梯度磁过滤器与压载水仓连通的管路上安装第五 阀门，第二高梯度磁过滤器与第二水箱连通的管路上安装第六阀门，第一高梯度磁过滤器和压载水仓连通的管路与第二高梯度磁过滤器和压载水仓连通的管路相连通，且在其上安装第七阀门。
2、所述的光源包括可见光和紫外线，筒体中的催化剂采用TiO2。
本发明的优势在于：
(1)可见光与紫外线相结合，可以极大地节省处理费用。
(2)弥散光纤与纳米TiO2相结合，由于弥散光纤可以在光纤的传播过程中均匀地将光散发出去，而纳米TiO2可以均匀地在水中分布，所以，该组合使得处理效果更佳。
(3)文丘里管引射装置的引入，由于文丘里管具有空化效果，在辅助杀菌的同时，还可以将引射进去TiO2溶液均匀地混合在压载水中。
(4)高梯度磁过滤器的引入，由于采用的催化剂是磁性TiO2微粒，高梯度磁过滤器可以在催化反应单元的出口处将TiO2回收，解决了催化剂回收难的问题，降低了处理成本。
(5)特定管路及控制方案，可以使两台高梯度磁过滤器间歇运行，为每台过滤器提供反冲洗时间，使整套处理装置可以连续运行，加快处理速度。
(6)光源不用直接与水接触，延长了光源的使用寿命，同时更换和维修更方便。