专利名称：一种处理船舶压载水的新方法
技术领域：
本发明涉及液相放电等离子体与生物应用技术领域，尤其涉及船舶压载水输送过程中杀灭各种有害生物的处理方法和装置。
背景技术：
压载水是船舶携带的离岸港海水，到岸时将排入到岸国的海域中，压载水为造成海洋间有害生物传播的最主要途径。每天全球在压载水中携带的生物有3000～4000种。到目前为止，全球已确认有500种左右的生物物种是由船舶压载水传播的。这些外来海洋生物不仅威胁着近岸沿海区域的生态安全，而且给全球经济带来巨大的损失。
目前压载水的处理方法主要有机械处理法、物理处理法、化学处理法和其他一些处理方法。其中，机械方法可分为过滤、气旋分离、稀释、沉降和浮选、高流速等；物理方法可分为加热处理、放电处理、磁化处理、超声波处理、紫外线照射处理和γ射线处理等；化学方法主要是利用氯或氯化物、脱氧处理、过氧化氢、臭氧、羟基自由基等的特性做处理；其他处理方法包括生物工程技术处理、防腐镀层处理、岸上处理等。
尽管压载水有上述的多种处理方法，但是，就安全、实用、有效、成本、环境可接受等方面考虑，本领域的技术人员都认为当前尚无一种有效的压载水处理方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种处理船舶压载水的新方法，该方法能够有效地处理船舶压载水且无任何化学药剂残留，操作简单，成本低廉，既适合于船舶压载水输送过程中处理，也适合于岸基处理。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下一种处理船舶压载水的新方法，包括如下步骤将两个电极插入放电容器，此两个电极分别用绝缘套垂直固定于放电容器，将高压脉冲电源的两端分别连接于此两个电极，用过滤装置对船舶压载水进行初步过滤处理；用泵将初步处理后的船舶压载水泵入放电容器；在船舶压载水流动过程中，打开电源，在两个电极间施加峰值为0～60kV、频率为0～10000Hz的高压脉冲电压，使两电极在放电容器内产生液相放电，经0.2S～2S的液相放电作用时间后，流入放电容器的船舶压载水被处理完毕，流出放电容器。
一种处理船舶压载水的新方法的装置，包括高压脉冲电源1，用于产生高压脉冲电压；放电容器2，水平或垂直放置，设有进水口3和出水口4，该放电容器用作液相放电反应的容器；阳极电极5，一端与高压脉冲电源1的正极电连接，另一端放入放电容器2内；阴极电极6，一端与高压脉冲电源1的负极电连接，另一端放入放电容器2内；电极支架7、电极支架8，分别支撑阳极电极5和阴极电极6；法兰9、法兰10，分别设于放电容器2的两端并垂直于放电容器2的轴线，用于固定电极支架7、电极支架8。
所述的放电容器2为一段输水管道或水箱或水槽。
所述的阳极电极5为棒状电极，阴极电极6为棒状电极或圆盘电极。
本发明的有益效果如下在两个电极之间施加高压脉冲，使两电极在压载水中达到液相放电，经液相放电反应，能产生冲击波、紫外线和各种活性自由基，再利用冲击波的压强和空化氧化效应，紫外线的杀菌效应和促进化学反应，以及，羟基自由基、嗅氧活性物种和其他自由基的高氧化性三个过程的同时作用，直接杀灭船舶压载水中的单细胞、细菌、原生动物等有害生物。这样能够有效地处理船舶压载水且无任何化学药剂残留，操作简单，成本低廉。并且，此方法既适合于船舶压载水输送过程中处理，也适合于岸基处理。
图1是本发明的一种处理船舶压载水的新方法的装置示意图。
图中1、高压脉冲电源，2、放电容器，3、进水口，4、出水口，5、阳极电极，6、阴极电极，7、电极支架，8、电极支架，9、法兰，10、法兰。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明做进一步详细地描述如图1所示，本发明的一种处理船舶压载水的新方法的装置由高压脉冲电源1、放电容器2、阳极电极5、阴极电极6、电极支架7、电极支架8和法兰9、法兰10组成。放电容器2水平或垂直放置，其上设有进水口3和出水口4，用于船舶压载水的流动通道；阳极电极5和阴极电极6插入放电容器2中，两电极的轴线与放电容器2的轴线垂直并悬浮于船舶压载水中。阳极电极5和阴极电极6分别用电极支架7、电极支架8固定，两电极也可以使用绝缘套固定，两电极分别与高压脉冲电源1的两个输出端相连。
在本实施例中，放电容器2可以使用内径为150mm、高为140mm的圆柱形不锈钢筒；阳极电极5可以使用直径为5mm的金属电极，阴极电极6可以使用直径为23mm的不锈钢圆盘，两电极的间距可以使用调节装置根据所施加的放电电压的不同而调节，调节的范围在3～15mm之间；脉冲电压峰值在0～60kV范围内可调，脉冲上升前沿小于150ns，脉冲频率在0～10000Hz范围内可调，脉冲宽度在微秒量级。
本发明的处理船舶压载水新方法的步骤如下将阳极电极5和阴极电极6分别插入放电容器2中，此两个电极分别用电极支架7、电极支架8和法兰9、法兰10垂直固定于放电容器2的两端，两电极也可以直接用电极套固定，将高压脉冲电源1的两个输出端分别连接于阳极电极5和阴极电极6上，用过滤装置对船舶压载水进行初步过滤处理；然后，用泵将初步处理后的船舶压载水泵入放电容器2；在船舶压载水流入放电容器的过程中，打开电源，在两个电极间施加峰值为0～60kV、频率为0～10000Hz的高压脉冲电压，最佳为峰值30KV、频率250Hz的脉冲电压，使两电极在放电容器2内达到液相放电，放电过程产生强烈的压力冲击波、紫外线和各种活性物质OH、O3、HO2-、H2O2.，产生的压力波瞬间可达几百乃至上千个大气压，可瞬间杀灭压载水中的各种浮游植物和菌类，紫外线也能杀死动植物，加之各种活性物质的强氧化作用，使得压载水中的单胞藻、原生动物、细菌等被不断地杀灭；经0.2S～2S的液相放电作用时间后，最佳为0.5S后，流入放电容器2的船舶压载水中的单胞藻、原生动物、细菌等能被完全杀灭，继而流出放电容器2。
经本发明的方法处理过的压载水中的单胞藻、原生动物、细菌等的杀灭效果，如下表所示
通过上面的实例，我们可以看出，本发明的处理船舶压载水的方法能够有效地处理船舶压载水且无任何化学药剂残留，操作简单，成本低廉，既适合于船舶压载水输送过程中处理，也适合于岸基处理。
权利要求
1.一种处理船舶压载水的新方法，其特征在于，该方法包括如下步骤将两个电极插入放电容器，此两个电极分别用绝缘套垂直固定于放电容器，将高压脉冲电源的两端分别连接于此两个电极，用过滤装置对船舶压载水进行初步过滤处理；用泵将初步处理后的船舶压载水泵入放电容器；在船舶压载水流动过程中，打开电源，在两个电极间施加峰值为0～60kV、频率为0～10000Hz的高压脉冲电压，使两电极在放电容器内产生液相放电，经0.2S～2S的液相放电作用时间后，流入放电容器的船舶压载水被处理完毕，流出放电容器。
2.应用权利要求1所述的一种处理船舶压载水的新方法的装置，其特征在于，该装置包括高压脉冲电源(1)，用于产生高压脉冲电压；放电容器(2)，水平或垂直放置，设有进水口(3)和出水口(4)，该放电容器用作液相放电反应的容器；阳极电极(5)，一端与高压脉冲电源(1)的正极电连接，另一端放入放电容器(2)内；阴极电极(6)，一端与高压脉冲电源(1)的负极电连接，另一端放入放电容器(2)内；电极支架(7)、电极支架(8)，分别支撑阳极电极(5)和阴极电极(6)；法兰(9)、法兰(10)，分别设于放电容器(2)的两端并垂直于放电容器(2)的轴线，用于固定电极支架(7)、电极支架(8)。
3.如权利要求2所述的一种处理船舶压载水的新方法的装置，其特征在于，所述的放电容器(2)为一段输水管道或水箱或水槽。
4.如权利要求2所述的一种处理船舶压载水的新方法的装置，其特征在于，所述的阳极电极(5)为棒状电极，阴极电极(6)为棒状电极或圆盘电极。
全文摘要
本发明公开的一种处理船舶压载水的新方法，属于液相放电等离子体与生物应用技术领域。该方法是将两个放电电极浸在船舶压载水中，在两电极间施加高压脉冲电压，产生液相放电。液相放电能产生冲击波、紫外线和各种活性自由基。利用冲击波的压强和空化氧化效应，紫外线的杀菌效应和促进化学反应，以及羟基自由基、嗅氧活性物种和其他自由基的高氧化性三个过程的同时作用，直接杀灭船舶压载水中的单细胞、细菌、原生动物等有害生物。本方法的处理装置包括高压电源、放电电极和放电容器。本发明能有效地处理船舶压载水且无任何化学药剂残留，操作简单，成本低廉，既适合于船舶压载水输送过程中处理，也适合于岸基处理。
文档编号C02F9/08GK101074138SQ20071001169
公开日2007年11月21日 申请日期2007年6月11日 优先权日2007年6月11日
发明者孙冰, 朱小梅 申请人:大连海事大学