专利名称：残余氧化物的消除方法
技术领域：
本发明涉及一种船舶环保技术，具体是一种残余氧化物的消除方法，主要用于消除船舶压载水中的残余氧化物。
背景技术：
随着全球经济一体化进程的不断加快，国际物流行业迅速增长，船舶运输是全球物流链中重要的一环，据统计，国际贸易中80%以上的货物是通过船舶转运的。船舶航行过程中，压载是一种必然状态，船舶在加装压载水的同时，当地的水生物也将随之被装入到压载舱中，直至航程结束后随压载水排放到目的地海域。压载水跟随船舶从一地到它地，从而引起了有害水生物和病原体的传播。为有效控制和防止船舶压载水传播有害水生物和病原体，国际海事组织(IMO)于2004年通过了《船舶压载水和沉积物控制和管理国际公约》。 “公约”规定所有船舶必须按照时间表安装压载水处理装置，并对现有船只追溯实施。国内外对船舶压载水处理技术进行了大量研究。目前采用的主要技术有电解法、 臭氧法、二氧化氯法、紫外线照射法、高级氧化法等。其中，电解法、臭氧法和二氧化氯法都属于采用氧化型杀菌剂的方法，其基本原理是通过向压载水中添加氧化型杀菌剂如次氯酸钠、臭氧、二氧化氯等物质，使水中的残余氧化物(Total Residual Oxidants,简称TR0)达到一定水平，保持一定时间，以杀灭水中的有害水生物，从而达到国际海事组织(IMO)规定的压载水性能标准(D-2标准)。然而，这类添加氧化型杀菌剂的技术在杀灭有害水生物的同时，排放时的残余氧化物(TRO)浓度可能超标，从而对水域造成二次污染，尤其是一些短航程的船舶。由于TRO 在水中的自然降解需要一定的时间，短航程的船舶在排放压载水时，水中仍然含有较高浓度的TR0，TR0具有一定的生态毒性，会对海洋生态环境造成不利影响。为了解决这个问题， 需要研制一种TRO的消除技术，即在处理后的压载水排放时，用一定量的还原剂将TRO中和掉，消除二次污染。在残余氧化物(TRO)的消除技术中，还原剂的选择和添加比例就是该技术的关键。国外部分研发商已采用了类似技术，采用的还原剂主要有硫代硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠。在添加还原剂时，若按照化学计量式的比例添加还原剂，则残余的TRO不会被完全中和，对海洋环境仍有一定的影响，因此，还原剂必须要过量。然而，现有的中和技术中，有的技术添加的还原剂的量过量太多，造成的问题是过量的还原剂消耗了水中的溶解氧，造成水域缺氧，同样造成海洋环境的破坏，影响藻类、无脊椎动物以及鱼类等海洋生物的生长。还有的技术添加的还原剂的量不足，排放的压载水中仍含有一定量的TR0，对海洋环境造成不利影响。
发明内容
本发明旨在提供一种残余氧化物的消除方法，以解决现有中和技术存在的添加的还原剂量不合适的问题。
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本发明的技术方案是一种残余氧化物的消除方法，其特征在于，处理后的压载水排放时，含有残余氧化物TRO的压载水从压载舱流出，首先用余氯分析仪检测水中含有的 TRO含量，并将测量信号传至控制仪，控制仪根据测得的TRO的含量、压载水的流量以及还原剂的比例关系，自动计算出需要添加的还原剂的量，将该信号传递至计量泵，由计量泵根据控制仪的指令，将适量的还原剂从储罐加入到压载泵的吸入口端；经过压载泵的搅拌作用，使压载水中的残余氧化物被消除。所述的还原剂选用饱和硫代硫酸钠溶液，中和时，硫代硫酸钠与残余TRO的最佳比例范围为硫代硫酸钠次氯酸钠=(5-10):8，为摩尔比，其中次氯酸钠浓度是由残余TRO 浓度按当量换算得到。本发明的优点是采用上述技术方案后，排放的压载水中残余的TRO为Omg/L，硫代硫酸钠浓度小于10 mg/L，完全消除了处理后的压载水中的残余氧化物，消除了残余氧化物对海洋环境的影响，并且大大降低了残余的硫代硫酸钠浓度，不仅使其对海洋环境的影响减至最小，而且减少了还原剂的用量，减小了中和单元的体积和运行成本，超过了现有技术的处理水平。
图1是本发明消除残余氧化物的设备构成和工作流程示意图。图中标记1、压载舱；2、余氯分析仪；3、控制仪；4、计量泵；5、还原剂储罐；6、压载泵。
具体实施例方式参见图1，本发明选用饱和硫代硫酸钠溶液作为还原剂，中和时，硫代硫酸钠与残余TRO的最佳比例范围为
硫代硫酸钠次氯酸钠=(5-10):8 (摩尔比；残余TRO浓度按当量换算为次氯酸钠浓度)。压载水排放时，消除残余氧化物的系统构成和工作流程见图1。处理后的压载水排放时，含有残余氧化物TRO的压载水从压载舱1流出，首先用余氯分析仪2检测水中含有的TRO含量，并将测量信号传至控制仪3，控制仪3根据测得的 TRO的含量和压载水的流量以及上述比例关系，自动计算出需要添加的还原剂的量，将该信号传递至计量泵4，由计量泵4根据控制仪3的指令，将适量的还原剂从储罐5加入到压载泵6的吸入口端。经过压载泵6的搅拌作用，使压载水中的残余氧化物被消除。本发明采用常温下饱和硫代硫酸钠水溶液作为还原剂，优点是硫代硫酸钠的溶解度大、按照化学计量式的比例用量低，因而使得压载水处理系统的中和单元体积小。且硫代硫酸钠无毒无公害，便于船上储存和船员进行补充操作。多次实验验证，本发明可完全消除处理后的压载水中的残余氧化物，消除了残余氧化物对海洋环境的影响，并且大大降低了还原剂的用量，使其对海洋环境的影响减至最小，减小了中和单元的体积和运行成本。按照发明内容中列明的技术方法，分别按照下面3个实施例中的参数对压载水中的残余氧化物进行消除处理。对处理前后的压载水中的TRO和硫代硫酸钠浓度进行了测量，结果见表1 实施例1
采用饱和硫代硫酸钠溶液作为还原剂，硫代硫酸钠与残余TRO浓度的比例为硫代硫酸钠次氯酸钠=5 8 (摩尔比)。实施例2:
采用饱和硫代硫酸钠溶液作为还原剂，硫代硫酸钠与残余TRO浓度的比例为硫代硫酸钠次氯酸钠=7 8 (摩尔比)。实施例3:
采用饱和硫代硫酸钠溶液作为还原剂，硫代硫酸钠与残余TRO浓度的比例为硫代硫酸钠次氯酸钠=10 8 (摩尔比)。表1实施例中测得的压载水中和处理效果
权利要求
1.一种残余氧化物的消除方法，其特征在于，处理后的压载水排放时，含有残余氧化物 TRO的压载水从压载舱流出，首先用余氯分析仪检测水中含有的TRO含量，并将测量信号传至控制仪，控制仪根据测得的TRO的含量、压载水的流量以及还原剂的比例关系，自动计算出需要添加的还原剂的量，将该信号传递至计量泵，由计量泵根据控制仪的指令，将适量的还原剂从储罐加入到压载泵的吸入口端；经过压载泵的搅拌作用，使压载水中的残余氧化物被消除。
2.根据权利要求1所述的残余氧化物的消除方法，其特征在于，所述的还原剂选用饱和硫代硫酸钠溶液，中和时，硫代硫酸钠与残余TRO的最佳比例范围为硫代硫酸钠次氯酸钠=(5-10) :8，为摩尔比，其中次氯酸钠浓度是由残余TRO浓度按当量换算得到。
全文摘要
一种残余氧化物的消除方法，其特征在于，处理后的压载水排放时，含有残余氧化物TRO的压载水从压载舱流出，首先用余氯分析仪检测水中含有的TRO含量，并将测量信号传至控制仪，控制仪根据测得的TRO的含量、压载水的流量以及还原剂的比例关系，自动计算出需要添加的还原剂的量，将该信号传递至计量泵，由计量泵根据控制仪的指令，将适量的还原剂从储罐加入到压载泵的吸入口端；经过压载泵的搅拌作用，使压载水中的残余氧化物被消除。多次实验验证，本发明可完全消除处理后的压载水中的残余氧化物，消除了残余氧化物对海洋环境的影响，并且大大降低了还原剂的用量，使其对海洋环境的影响减至最小，减小了中和单元的体积和运行成本。
文档编号C02F1/70GK102424464SQ20111043249
公开日2012年4月25日 申请日期2011年12月21日 优先权日2011年12月21日
发明者付洪田, 刘光洲, 孙明先, 王洪仁 申请人:青岛双瑞海洋环境工程有限公司