专利名称：一种治理船舶压载水生物入侵的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于纳米技术及生物学技术应用领域，特别是一种治理船舶压载水生物入侵的装置背景技术船舶压载水是海洋中有害生物传播的最主要途径，已成为最重要的海洋污染之一。压载水破坏海洋生物的多样性以及海洋的生态系统，并造成巨大的经济损失。我国近海和沿海已成为全球赤潮的多发区，作为航运大国的中国来说，压载水带来的海洋环境危害尤为严重，面临的治理压力也更大。
公开文献KoichiKamada，IEEE，2004707-712显示使用径流法时，若保证压载水舱容3倍的海水溢流通过，则压载水能够被稀释大约95％。虽然远洋船在深海区更换压载水可以依靠该方法，但是径流法存在着不足之处1)费时较长，费用较高。径流法需要更换3倍舱容的海水，需要时间较长。公开文献WorldShipping，2003，263)说明，据澳大利亚交通运输局估算，航程中在海上更换压载水，每吨货物需0.17～0.30澳元为了充裕起见，每吨货物再加0.06～0.30澳元)。这种费用取决于船舶类型及尺寸。同时人工成本和燃料消耗费用也需要被附加到处理成本中。
2)存在安全隐患。由于径流法需要船舶停泊在深海处，实施会威胁到船的稳性和结构强度，并受到天气和海况等因素的制约，对于某些类型和航线的船舶则无法实施。公开文献IMO第40届海洋环保会说明，径流法/溢流法使双层舱压载舱舱底承受较大压力，有可能导致压载舱进水。
3)公开文献IMO第40届海洋环保会说明，使用径流法时，压载舱沉积物中的水生生物和病原体较难排出，压载舱各个死角的压载水更换率较低。
公开文献SatuViitasalo，J.ofMarineEnv.Engg.，2005，835-55实验表明紫外光处理350W)低盐分的微咸水时，当处理流量小于等于800l/h，对于贝壳类、枝角类、挠足类等浮游生物的灭活效率可达到66％以上，而且当流量为200l/h时，枝角类等水生生物的灭活率最高可以达到100％。公开文献MichaelG.Parsons，Mar.Technol.2003，40149-60揭示了当前压载水处理领域的主导技术，即将机械分离同紫外辐射或某种化学处理手段相结合。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种治理船舶压载水生物入侵的装置，利用这种装置治理船舶压载水生物入侵。
本实用新型是通过下述技术方案实现的一种治理船舶压载水生物入侵的装置，包括压载水进口1、阀2、初滤装置3、泵4、压力表5、微孔陶瓷过滤器6、压力表7、紫外辐射装置8、阀9和压载水出口10，压载水进口1与阀2相连接，初滤装置3的两端分别与阀2和泵4相连接，泵4与压力表5相连接，陶瓷过滤器6的两端分别与压力表5和压力表7相连接，紫外辐射装置8两端分别与压力表7和阀9相连接，阀9与压载水出口10相连接；微孔陶瓷过滤器6由过滤器进水口11及设在其上的在壁流式微孔通道12和过滤器出水口13构成，微孔陶瓷过滤器6为微米或纳米结构并采用直流或壁流方式，开孔率为30％-50％，其中每个小孔通道的横截面积为1mm2-15mm2，采用壁流方式时，小孔通道侧壁上的微孔直径为5um-110um之间；紫外辐射装置8由电源引入线14、绝缘套15、紫外光源16、透明玻璃壳体17和塑料壳体18构成，紫外光源16外面由二层壳体保护，内层为透明玻璃壳体17，外层为耐温、耐压、耐腐蚀的塑料壳体18，透明玻璃壳体17与塑料壳体18之间的距离为5-20cm，紫外光源16的一端与电源引入线14相连接并设有绝缘套15，紫外辐射装置8所采用的紫外光源16功率控制在10W-100W之间。紫外光源16为1-10个。微孔陶瓷过滤器6为圆柱体或长方体。当所述的微孔陶瓷过滤器6的小孔通道横截面积为2mm2-10mm2，微孔陶瓷过滤器6的小孔通道侧壁上的微孔直径为10um-100um，紫外光源16为3个，紫外光源6功率为25W-80W时，治理船舶压载水生物入侵的效果更好。微孔陶瓷过滤器6的小孔通道横截面可为方形或圆柱形，透明玻璃壳体17用氧化物玻璃制成，其中含有氧化硅、氧化硼、氧化锗、氧化磷、氧化铝、氧化砷、氧化钨、氧化钒、氧化铋、氧化镓、氧化钛、氧化钼和氧化硒中的一种或几种，紫外光源16为1-10个。当藻类和微生物在过滤器中积累到一定量时，可通过反吹、拆洗或微波烘烤等方法进行再生。已经过滤处理的压载水在透明玻璃壳体17与塑料壳体18之间的空隙内流过。为了提高杀灭细菌的效果，可采用多个紫外光源，每个紫外光源的之间的距离最好为紫外光在水体中的穿透距离之内。将压载水通过初滤装置3进行初滤，再用泵4将初滤后的压载水驱动并通入微孔陶瓷过滤器6进行过滤，通过微孔陶瓷过滤器6两端的压力表5和压力表7的指示值的变化判断过滤器拦截和吸附微生物的状态，以便于适时进行过滤器更换及再生。打开紫外辐射装置8，杀灭压载水中体积较小、不能被过滤器拦截和吸附的细菌。至此，利用本装置可以治理压载水中的生物体。实施效果可用藻类的脱除率和细菌的灭活率来衡量，藻类和细菌的浓度可分别用分光光度计法、藻类计数法和细菌培养法中华人民共和国国标《海洋监测规范》GB17378-7-1998)测定。
本实用新型的有益效果是，设备投入和运行费用低，维护方便，处理效果好。不破坏水质的物理和化学特性，对生态环境的负面影响极小，由于其纳米结构所产生的吸附效应，使水体中的藻类和微生物被强力地吸附在过滤器中。紫外辐射装置方便更换，对水流的阻力较小，能有效地杀灭压载水中不能被过滤器有效过滤的、体积较小的细菌。体积小，耗能少。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的装置系统结构示意图。
图2是本实用新型的微孔陶瓷过滤器示意图。
图3是本实用新型的紫外辐射装置示意图。
图中1、压载水进口，2、阀，3、初滤装置，4、泵，5、压力表，6、微孔陶瓷过滤器，7、压力表，8、紫外辐射装置，9、阀，10、压载水出口，11、过滤器进水口，12、壁流方式的微孔通道，13、过滤器出水口，14、电源引入线，15、绝缘套，16、紫外光源，17、透明玻璃壳体，18、塑料壳体。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例1如图所示，压载水藻类的浓度为14208/ml，细菌的浓度为6733/ml。打开泵5和紫外辐射装置8，将初滤后的压载水依次通过微孔陶瓷过滤器6和紫外辐射装置8，在本发明装置出口处进行检测。其中微孔陶瓷过滤器6为圆柱形，采用壁流方式，规格为1200mm2X150mm，其横截面上约有1000个左右的方形孔道。所用紫外光源16单个功率为36W，3个紫外光源16之间的距离为30mm。在流速为1.5m3/h，附图中阀2的压力为0.018Mp条件下，得到的藻类的脱除率为93％，细菌的灭活率为96％。
实施例2
重复实施例1，但是藻类的浓度为8587/ml，真菌的浓度为4712/ml，得到的藻类的脱除率为96％，真菌的灭活率为93％。
实施例3重复实施例1，但是藻类的浓度为1621/ml，真菌的浓度为923/ml，得到的藻类的脱除率为99％，真菌的灭活率为95％。
权利要求1一种治理船舶压载水生物入侵的装置，其特征在于，包括压载水进口(1)、阀(2)、初滤装置(3)、泵(4)、压力表(5)、微孔陶瓷过滤器(6)、压力表(7)、紫外辐射装置(8)、阀(9)和压载水出口(10)，压载水进口(1)与阀(2)相连接，初滤装置(3)的两端分别与阀(2)和泵(4)相连接，泵(4)与压力表(5)相连接，陶瓷过滤器(6)的两端分别与压力表(5)和压力表(7)相连接，紫外辐射装置(8)两端分别与压力表(7)和阀(9)相连接，阀(9)与压载水出口(10)相连接；微孔陶瓷过滤器(6)由过滤器进水口(11)及设在其上的在壁流式微孔通道(12)和过滤器出水口(13)构成，微孔陶瓷过滤器(6)为微米或纳米结构并采用直流或壁流方式，开孔率为30％-50％，其中每个小孔通道的横截面积为1mm2-15mmu，采用壁流方式时，小孔通道侧壁上的微孔直径为5um-110um之间；紫外辐射装置(8)由电源引入线(14)、绝缘套(15)、紫外光源(16)、玻璃壳体(17)和塑料壳体(18)构成，紫外光源(16)外面由二层壳体保护，内层为透明玻璃壳体(17)，外层为塑料壳体(18)，透明玻璃壳体(17)与塑料壳体(18)的距离为5-20cm，紫外光源(16)的一端与电源引入线(14)相连接并设有绝缘套(15)，紫外光源(16)为1-10个。
2.根据权利要求1所述的一种治理船舶压载水生物入侵的装置，其特征在于，所述的微孔陶瓷过滤器(6)为圆柱体或长方体。
3.根据权利要求1所述的一种治理船舶压载水生物入侵的装置，其特征在于，所述的微孔陶瓷过滤器(6)的小孔通道横截面积为2mm2-10mm2。
4.根据权利要求1所述的一种治理船舶压载水生物入侵的装置，其特征在于，所述的微孔陶瓷过滤器(6)的小孔通道侧壁上的微孔直径为10um-100um之间。
5.根据权利要求1、3或4所述的一种治理船舶压载水生物入侵的装置，其特征在于，所述的微孔陶瓷过滤器(6)的小孔通道横截面可为方形或圆柱形。
6.根据权利要求1所述的一种治理船舶压载水生物入侵的装置，其特征在于，所述的紫外光源(16)为3个。
专利摘要本实用新型属于纳米技术及生物学技术应用领域，提供了一种治理船舶压载水生物入侵的装置，包括压载水进口、阀、初滤装置、泵、压力表、微孔陶瓷过滤器、压力表、紫外辐射装置、阀和压载水出口，微孔陶瓷过滤器由过滤器进水口及设在其上的在壁流式微孔通道和过滤器出水口构成，微孔陶瓷过滤器为微米或纳米结构并采用直流或壁流方式，本实用新型的有益效果是所用装置体积小，耗能少，设备投入和运行费用低，维护方便。采用纯物理的方法，不破坏水质的物理和化学特性，对生态环境的负面影响极小。
文档编号C02F1/32GK2934213SQ20062009147
公开日2007年8月15日 申请日期2006年6月6日 优先权日2006年6月6日
发明者朱益民, 孔祥鹏, 张曼霞, 郭明星 申请人:大连海事大学