申请日2009.06.23
公开(公告)日2010.07.21
IPC分类号C02F9/08; C02F1/72; C02F1/32
摘要
一种紫外光催化强氧化船舶压载水处理方法，它包括下列步骤：①先将海水通过粗过滤装置进行粗过滤;②再将经过步骤①粗过滤的海水通过50μm过滤器进行精过滤;③将步骤②精过滤的海水通过紫外光催化组合处理器进行杀灭微生物处理;④将经过步骤③杀灭微生物处理后的海水通入压载仓成为压载水;⑤装压载水结束后，对粗过滤装置和50μm过滤器用海水进行反冲洗;⑥压载水排除前，将压载水通过紫外光催化组合处理器处理后排出。本发明方法具有更高的反应速度，可有效杀死小于50μm的原生动物、藻类、细菌、孢子等，杀菌时间小于5秒;基本不使用任何化学药品、对生态环境的负面影响小。
权利要求书
1.一种紫外光催化强氧化船舶压载水处理方法，其特征在于，它包括下列步骤：
①先将海水通过粗过滤装置进行粗过滤;
②再将经过步骤①粗过滤的海水通过50μm过滤器进行精过滤;
③将步骤②精过滤的海水通过紫外光催化组合处理器进行杀灭微生物处理;
④将经过步骤③杀灭微生物处理后的海水通入压载仓成为压载水;
⑤装压载水结束后，对粗过滤装置和50μm过滤器用海水进行反冲洗;
⑥压载水排除前，将压载水通过紫外光催化组合处理器处理后排出。
2.如权利要求1所述的一种紫外光催化强氧化船舶压载水处理方法，其特征在于，步骤③中紫外光催化组合处理器进行杀灭微生物处理过程包括紫外光源光辐照和光催化剂处理两部分。
3.如权利要求2所述的一种紫外光催化强氧化船舶压载水处理方法，其特征在于，所述紫外光源包括能发射紫外光的氙灯或低压汞灯。
4.如权利要求3所述的一种紫外光催化强氧化船舶压载水处理方法，其特征在于，所述紫外光主波长为低于360nm，最优为185nm、254nm。
5.如权利要求2所述的一种紫外光催化强氧化船舶压载水处理方法，其特征在于，所述光催化剂为可被紫外线激发的金属氧化物、硫化物或硒化物半导体光催化剂。
6.如权利要求2所述的一种紫外光催化强氧化船舶压载水处理方法，其特征在于，所述光催化剂包括：二氧化钛及经氮掺杂、染料敏化工艺处理的改性二氧化钛、氧化锌、三氧化钨、五氧化二铌\硫化镉或硒化镉。
7.如权利要求5或6所述的一种紫外光催化强氧化船舶压载水处理方法，其特征在于，所述光催化剂为粉末态。
8.如权利要求5或6所述的一种紫外光催化强氧化船舶压载水处理方法，其特征在于，所述光催化剂为负载在玻璃、陶瓷、、硅胶、树脂、石墨、沸石、不锈钢、镍、钛上的球状、片状、网状、纤维、海绵状的负载态。
说明书
一种紫外光催化强氧化船舶压载水处理方法
技术领域
本发明属于船舶航运过程中的压载水处理技术领域，特别涉及一种紫外光催化强氧化船舶压载水处理工艺方法。
背景技术
随着全球航运经济的快速发展，船舶越来越多，体积越变越大，船速也越来越快。而压载水是船舶安全航行的重要保证，据估计，目前全球船舶携带的压载水每年大约有120亿吨，并随着航运业的发展仍在逐年递增中，每天存在于船舶压载水中随船周游世界的生物超过4500种，即使经过数月的航程，许多种细菌、植物和动物仍能存活于压载水及其沉积物中。海船压载水中的生物在全世界范围内的迁徙所造成的生物入侵和流行病传播等对海洋环境和人类的侵害事件屡有发生，已经引起国际社会的广泛关注，全球环境基金组织(Global Environment Facility简称GEF)确认其为危害海洋的四大威胁之一。国际海事组织(IMO)于2004年2月13日制定了《关于船舶压载水及其沉积物管理和控制的国际公约》(以下简称《公约》)，该公约对压载水的处理标准(包括可存活生物的尺寸及数量、病原体为生物的种类及数量)做了明确规定，为压载水管理和控制提供了具有国际法律约束力的执行依据，于2009年生效并逐步强制执行。《公约》意味着有效处理船舶压载水将成为船舶进入他国港口的“通行证”，解决不了压载水问题的船舶无法进入他国港口，没有压载水处理设施的远洋船舶将面临不能靠岸停泊的尴尬境地。因此，海船压载水的净化处理相关技术及设备的研究和产业化将会对我国航运经济产生直接影响，各航运企业迫切需要采用相关技术解决船舶压载水排放达标的问题。
目前，国内外对压载水的处理技术已有大量研究和报道，研究的范围比较广泛，主要涉及的处理技术可分为下述几类：
(1)物理处理法(如采用热、超声波、紫外线、银离子、磁化等进行处理);
(2)机械处理法(过滤、改善船舶设计等);
(3)化学处理法(臭氧、抽氧、加氯处理等);
(4)生物处理法(如在压载水中加入肉食性或寄生性生物以消灭)。
但迄今为止，众多研究证实，上述方法均或多或少的存在问题，如物理法中的热、超声波、银离子、磁化等方法存在耗能大、成本高的问题;传统紫外线法存在杀藻难、灭菌不彻底、处理效果差等问题;机械法存在设备体积大、船舶安装困难、设备运行成本高等众多问题;化学法存在所使用的或反应生成的化学品对海水造成二次污染的问题;生物法存在长期的潜在生物危害、可控性差的问题，因此，没有任何上述的单一方法能够直接使压载水的处理满足国际海事组织的要求，即：安全、可靠、有效、环境允许且费用合理。因此，对上述现有的各种技术进行优化整合、再开发和适应性创新，研究压载水有效处理的新型方法和技术是各国当前迫切需要发展的重要研究方向之一。
目前所需一种能够克服现有海船压载水处理技术中存在的设备体积大、耗能大、灭菌不彻底、对海水造成二次污染、处理效果差等缺点，发明一种全新的高效率、低能耗的海船压载水的处理工艺，可满足国际海事组织的要求，即：安全、可靠、有效、环境允许且费用合理。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种紫外光催化强氧化船舶压载水处理方法，该方法综合利用了紫外线杀菌和光催化强氧化杀菌的协同作用来处理压载水。
本发明所要解决的技术问题是通过下述技术方案实现的：
一种紫外光催化强氧化船舶压载水处理方法，其特征在于，它包括下列步骤：
③先将海水通过粗过滤装置进行粗过滤;
④再将经过步骤①粗过滤的海水通过50μm过滤器进行精过滤;
③将步骤②精过滤的海水通过紫外光催化组合处理器进行杀灭微生物处理;
④将经过步骤③杀灭微生物处理后的海水通入压载仓成为压载水;
⑤装压载水结束后，对粗过滤装置和50μm过滤器用海水进行反冲洗;
⑥压载水排除前，将压载水通过紫外光催化组合处理器处理后排出。
步骤③中紫外光催化组合处理器进行杀灭微生物处理过程包括紫外光源光辐照和光催化剂处理两部分。
上述紫外光源包括能发射紫外光的氙灯或低压汞灯。
上述紫外光主波长为低于360nm，最优为185nm、254nm。
上述光催化剂为可被紫外线激发的金属氧化物、硫化物或硒化物半导体光催化剂，具体包括：二氧化钛及经氮掺杂、染料敏化工艺处理的改性二氧化钛、氧化锌、三氧化钨、五氧化二铌\硫化镉或硒化镉。
上述光催化剂为粉末态。
上述光催化剂为负载在玻璃、陶瓷、、硅胶、树脂、石墨、沸石、不锈钢、镍、钛上的球状、片状、网状、纤维、海绵状的负载态。
步骤⑤中反冲洗完的海水就地排放。
本发明技术的优势是：
1、本发明结合了紫外光辐照和光催化两者的作用，即反应过程中既有紫外光解作用，又有光催化强氧化作用，弥补了常规紫外技术存在的杀菌不彻底、形成耐紫外的生物变异等潜在生态问题;
2、本发明方法具有更高的反应速度，可有效杀死小于50μm的原生动物、藻类、细菌、孢子等，杀菌时间小于5秒;
3、基本不使用任何化学药品、对生态环境的负面影响小。
4、设备体积小、能耗低、处理效率高、适用范围广，可通过增减紫外光催化组合处理器的个数可灵活调整处理规模，处理能力可在250-5000m3/h。
5、可在杀死微生物的同时降解海水中的有机污染物，提高排放压载水的水质。