專(zhuān)利名稱(chēng)：壓艙水處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型的系統(tǒng)和方法總體涉及一種用于對(duì)壓艙水進(jìn)行處理以消滅壓艙水中 的海洋物種和病原菌的系統(tǒng)和方法。更具體地，本實(shí)用新型的系統(tǒng)和方法利用現(xiàn)場(chǎng)制造的 次氯酸鹽處理壓艙水。
背景技術(shù)：
壓艙水被用于平衡船舶中的重量分布。壓艙水被泵入箱內(nèi)，其被存儲(chǔ)在那里以使 航行船舶適當(dāng)平衡。通常壓艙水在一個(gè)港口裝入并被運(yùn)輸?shù)搅硪桓劭?，在那里這些壓艙水 被排入新的港口。這種常規(guī)做法存在固有的危險(xiǎn)。釋放從遙遠(yuǎn)位置裝上船的壓艙水會(huì)對(duì)環(huán) 境產(chǎn)生危害并對(duì)新港口內(nèi)的人和動(dòng)物產(chǎn)生危險(xiǎn)。外地海洋生物引入新的生態(tài)系統(tǒng)會(huì)對(duì)本地植物群和動(dòng)物群產(chǎn)生破壞性影響，這些 植物群和動(dòng)物群對(duì)新物種不具有天然防御。另外，有害的細(xì)菌性病原體(例如霍亂)會(huì)存 在于原始港口。這些病原體經(jīng)過(guò)一段時(shí)間會(huì)在壓載艙中繁殖并在它們被釋放的區(qū)域引發(fā)疾 病爆發(fā)?？梢酝ㄟ^(guò)殺死存在于壓艙水中的那些物種來(lái)控制海洋生物和病原體所具有的危 險(xiǎn)。在過(guò)去的百年里，氯化已經(jīng)成為對(duì)水源(例如飲用水、廢水和游泳池)進(jìn)行消毒以消除 水傳染疾病的流行的標(biāo)準(zhǔn)方式。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供用于處理海洋船舶中的壓艙水的系統(tǒng)和方法。壓艙水在一個(gè)港口 或海港通過(guò)管路輸送到船舶上并在到達(dá)另一港口時(shí)被排出?，F(xiàn)場(chǎng)生成次氯酸鹽使壓艙水可 以在遙遠(yuǎn)港口被釋放之前在船舶上得到處理。利用由壓艙水本身或備選的鹽水源產(chǎn)生的次 氯酸鹽處理壓艙水殺滅了從第一港口運(yùn)送上來(lái)并在壓載艙內(nèi)繁殖的許多海洋有機(jī)物和細(xì) 菌。這些有機(jī)物的殺滅又可以消除向水中引入非本地海洋物種，并防止水生疾病(例如霍 亂)的爆發(fā)。通過(guò)次氯酸鹽生成產(chǎn)生的含鹵素氧化劑形式的鹵素(例如HOCl和HOBr)被用于 殺滅船舶上壓艙水中的有機(jī)物。當(dāng)包含鹵素的壓艙水從船舶上被釋放時(shí)，含鹵素氧化劑有 可能危害船舶周?chē)暮Ｑ笾参锶汉蛣?dòng)物群。在本實(shí)用新型的系統(tǒng)的一種實(shí)施方式中，所述系統(tǒng)包括用于從壓艙水中去除鹵素 的脫鹵系統(tǒng)。使壓艙水脫鹵包括中和氧化劑以形成中性鹵素鹽。脫鹵系統(tǒng)包括用于測(cè)定壓 艙水鹵素含量的裝置、與壓艙水流體相連的還原劑源、以及用于控制向壓艙水中添加的還 原劑的量的裝置。用于控制還原劑的量的裝置與用于測(cè)定鹵素含量的裝置流體連通。在脫鹵系統(tǒng)的一方面，用于測(cè)定壓艙水鹵素含量的裝置包括用于確定壓艙水氧化 /還原電位的一個(gè)或多個(gè)氧化/還原電位分析器。在脫鹵系統(tǒng)的另一方面，還原劑源可以包括還原劑槽和與還原劑槽流體連通的 泵。該泵與用于控制還原劑的量的裝置連通。[0010]在另一方面，還原劑源可以包括適當(dāng)還原劑的任何組合。適當(dāng)還原劑的實(shí)例包括 亞硫酸鈉、偏亞硫酸氫鈉、亞硫酸氫鈉、二氧化硫和硫代硫酸鈉。在脫鹵系統(tǒng)的另一實(shí)施方式中，所述系統(tǒng)還包括用于檢驗(yàn)壓艙水脫鹵效果的裝置。在另一實(shí)施方式中，本實(shí)用新型用于處理壓艙水的系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)次氯酸鹽 電解池和脫鹵系統(tǒng)。次氯酸鹽電解池與鹽水源和一個(gè)或多個(gè)壓載艙流體連通。脫鹵系統(tǒng)與 壓載艙流體連通。在另一實(shí)施方式中，用于處理壓艙水的系統(tǒng)還包括將壓艙水從壓載艙中排出的裝 置。一方面，用于將壓艙水從壓載艙中排出的裝置可以包括與壓載艙流體連通的一個(gè)或多 個(gè)排放泵和與排放泵流體連通的排放管路。排放管路限定了通向船舶外部的排放開(kāi)口。脫 鹵系統(tǒng)可以與用于將壓艙水從壓載艙中排出的裝置流體連通。在用于處理壓艙水的系統(tǒng)的另一實(shí)施方式中，所述系統(tǒng)還可以包括用于控制次氯 酸鹽生成的裝置、用于測(cè)定壓艙水流速的流量計(jì)、用于測(cè)定壓艙水總有機(jī)碳含量的總有機(jī) 碳分析器、用于檢驗(yàn)壓艙水處理效果的裝置以及用于檢驗(yàn)壓艙水脫鹵效果的裝置的任意組
I=I O在本實(shí)用新型的方法的一種實(shí)施方式中，所述方法包括通過(guò)測(cè)定壓艙水的氧化/ 還原電位來(lái)對(duì)船舶上的壓艙水進(jìn)行脫鹵。根據(jù)測(cè)定的氧化/還原電位向壓艙水中添加一種 或多種還原劑。一方面，可以調(diào)節(jié)向壓艙水中添加的還原劑的量以保持氧化/還原電位測(cè) 量結(jié)果指示出在壓艙水中存在過(guò)量的還原劑。另一方面，氧化/還原電位可以保持處于少 于大約200mV。在另一方面，氧化/還原電位保持處于大約OmV?？梢栽谌魏芜m當(dāng)?shù)攸c(diǎn)測(cè)定壓艙水的氧化/還原電位。合適地點(diǎn)的實(shí)例包括在一個(gè) 或多個(gè)壓載艙內(nèi)、壓載艙下游、一個(gè)或多個(gè)排放泵的上游、壓艙水排放泵的下游、在添加還 原劑之前、以及添加還原劑之后。在脫鹵方法的另一實(shí)施方式中，所述方法還可以包括以一定時(shí)間間隔記錄壓艙水 的氧化/還原電位、向管理機(jī)構(gòu)提供記錄的氧化/還原電位以及利用便攜式數(shù)據(jù)記錄裝置 刪除記錄的氧化/還原電位的任意組合。在本實(shí)用新型的方法的另一實(shí)施方式中，所述方法包括利用產(chǎn)生的次氯酸鹽處理 壓艙水并使壓艙水脫鹵。所述方法包括在船舶上抽取壓艙水并將壓艙水供給到一個(gè)或多個(gè) 壓載艙。通過(guò)管路將來(lái)自鹽水源的鹽水運(yùn)送到一個(gè)或多個(gè)次氯酸鹽電解池。向一個(gè)或多個(gè) 次氯酸鹽電解池施加電流強(qiáng)度以在鹽水內(nèi)產(chǎn)生次氯酸鹽。將包含次氯酸鹽的鹽水引入壓艙 水內(nèi)。利用用于測(cè)定鹵素含量的裝置測(cè)定壓艙水的鹵素含量。根據(jù)測(cè)定的鹵素含量向壓艙 水中添加還原劑以在壓艙水從船舶中排出之前對(duì)其進(jìn)行脫鹵。一方面，鹽水源包括從壓艙水中移出的支流。另一方面，用于測(cè)定鹵素含量的裝置 包括一個(gè)或多個(gè)氧化/還原電位分析器。在另一實(shí)施方式中，用于處理壓艙水的方法還包括測(cè)定壓艙水的氧化/還原電位 和根據(jù)測(cè)定的氧化/還原電位向壓艙水中添加還原劑以對(duì)壓艙水進(jìn)行脫鹵。壓艙水隨后 從船舶中排出。一方面，調(diào)節(jié)向壓艙水中添加的還原劑的量以保持氧化/還原電位測(cè)量結(jié) 果指示出在壓艙水中存在過(guò)量的還原劑。另一方面，所述方法還包括測(cè)定和記錄混合的壓 艙水和支流的氧化/還原電位以確認(rèn)存在過(guò)量的鹵素?？蛇x擇地，殘留鹵素可以保持至少I(mǎi)ppm的濃度。在另一實(shí)施方式中，所述方法還包括測(cè)定和記錄過(guò)程數(shù)據(jù)。可以記錄的過(guò)程數(shù)據(jù) 的實(shí)例包括壓艙水流速、施加在次氯酸鹽電解池上的電流強(qiáng)度、次氯酸鹽電解池上的電壓、 混合的壓艙水和支流的氧化/還原電位以及壓艙水在從船舶中排出之前的氧化/還原電 位。在另一實(shí)施方式中，通過(guò)調(diào)節(jié)施加在次氯酸鹽電解池上的電流強(qiáng)度來(lái)控制產(chǎn)生的 次氯酸鹽的量。根據(jù)測(cè)定的壓艙水流速或壓艙水總有機(jī)碳含量控制所產(chǎn)生的次氯酸鹽。另 一方面，控制所產(chǎn)生的次氯酸鹽的量以確保在壓艙水中存在過(guò)量的鹵素。

圖1是本實(shí)用新型用于處理壓艙水的系統(tǒng)的示意圖。圖2是本實(shí)用新型用于中和氯的系統(tǒng)的示意圖。圖3是表示利用本實(shí)用新型的系統(tǒng)和方法處理壓艙水的實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)的曲線圖。圖4是表示利用本實(shí)用新型的系統(tǒng)和方法處理壓艙水的實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)的另一曲線圖。圖5是用于處理壓艙水的系統(tǒng)的一種實(shí)施方式的示意圖。圖6是用于對(duì)壓艙水進(jìn)行脫鹵的系統(tǒng)的一種實(shí)施方式的示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供一種用于處理壓艙水的系統(tǒng)和方法。在以下公式中示出了用于形 成次氯酸鈉(NaOCl)的一種優(yōu)選的現(xiàn)場(chǎng)反應(yīng)NaCl+H20+2e — NaOCl+H2 個(gè)參照?qǐng)D1，在現(xiàn)場(chǎng)處理壓艙水的本實(shí)用新型一種優(yōu)選實(shí)施方式中，水被泵到船上 (例如海洋船只、艦艇或油井設(shè)備)。水可以是具有天然鹽成分的海水或淡水。在一種實(shí)施 方式中，壓艙水的支流與進(jìn)入壓載艙170的主水流分離。在備選實(shí)施方式中，在主壓艙水流 已經(jīng)進(jìn)入壓載艙170內(nèi)之后從壓載艙170中吸出支流。支流穿過(guò)支流管路100流到一個(gè)或 多個(gè)次氯酸鹽電解池130中，在那里由壓艙水(如果是海水)中天然存在的鹽或由添加的 氯化物鹽(如果是淡水)產(chǎn)生次氯酸鹽。為了描述采用海水，但本實(shí)用新型不局限于海水。 可以采用任何生成氯的鹽水。一個(gè)或多個(gè)電解池裝有在陽(yáng)極和陰極直流電下通電的電極。在這種狀態(tài)下，包含 在未經(jīng)處理海水中的氯化鈉(NaCl)發(fā)生部分電解。完全分解成鈉離子(Na+)和氯離子 (CD的氯化鈉(NaCl)水溶液在陽(yáng)極發(fā)生反應(yīng)以產(chǎn)生游離氯。水的氫氧離子(0H_)從陰極 區(qū)域移動(dòng)出來(lái)與陽(yáng)極附近的Na+和Cl2發(fā)生反應(yīng)以產(chǎn)生次氯酸鈉(NaOCl)和氫氣(H2)。水中的次氯酸鈉水解以形成次氯酸(HOCl)。一些HOCl與水中的溴發(fā)生反應(yīng)以形 成次溴酸。HOCl和HOBr作為脫氧劑被用于處理壓艙水。一方面，水可以隨后流入氫氣分離器140，在那里次氯酸鹽生成的氫氣副產(chǎn)品(H2) 與所述支流分離。該支流隨后被重新引入壓艙水流內(nèi)以殺滅壓載艙內(nèi)的海洋生物和細(xì)菌。在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，氫氣分離器140可以包括旋液分離器。氫氣分 離器140還可以包括用于將氫氣排向大氣145的裝置。另外，氫氣分離器140可以包括具 有壓力釋放閥以允許氫氣與液體分離的管。使氫氣與水流分離很重要，因?yàn)闅錃馐歉叨纫兹嫉?。氫氣在濃度低?. 以及高至74%的空氣是易燃的。不采用氫氣分離器140，氫氣 可以被引入壓載艙內(nèi)，在那里有可能達(dá)到易燃范圍內(nèi)的氫氣-空氣濃度。本實(shí)用新型的一個(gè)旋液分離器140包括圓柱形頂部和圓錐形底部。來(lái)自一個(gè)或多 個(gè)水解池并包含氫氣的水進(jìn)入頂部側(cè)面。氫氣從分離器頂部排出，同時(shí)水從底部排出。水 沿切向進(jìn)入圓柱形部分的側(cè)面，使得水在留出分離器底部之前在圓形路徑上繞圓柱形和圓 錐形部分行進(jìn)，從而便于水和氫氣的分離。在本實(shí)用新型的另一實(shí)施方式中，與壓艙水流流體連通的氯分析器150測(cè)定壓艙 水中的氯含量。氯分析器150可以位于一個(gè)或多個(gè)電解池130的下游。一方面，氯分析器 150位于含氯支流(處理流)再次進(jìn)入壓艙水流的位置的下游。氯分析器150還可以包括 通過(guò)這樣的方式調(diào)整壓艙水中的次氯酸鹽含量的取樣單元，即測(cè)定水中的氯水平并向電解 池130發(fā)出信號(hào)以調(diào)節(jié)支流中產(chǎn)生的次氯酸鹽相對(duì)于壓載艙和管路中預(yù)定濃度的量。氯分 析器150通過(guò)采集樣本并使其與酸性碘化物或碘化鉀試劑混合來(lái)發(fā)揮作用。樣本中存在的 氯將碘化物氧化成碘。通過(guò)覆蓋有薄膜的電流型傳感器測(cè)定析出的碘。碘水平與樣本中總 的氯濃度成比例。現(xiàn)在參照?qǐng)D5，系統(tǒng)的備選實(shí)施方式包括總有機(jī)碳分析器。在該實(shí)施方式中，用于 處理壓艙水的系統(tǒng)包括與鹽水源400流體連通的一個(gè)或多個(gè)次氯酸鹽電解池130。鹽水源 可以是在船舶、已經(jīng)處于壓載艙220中的水、海水箱、單獨(dú)鹽水箱或任何其他源頭中抽取的 壓艙水的支流416。次氯酸鹽電解池130也與壓艙水402流體連通。通過(guò)次氯酸鹽電解池 130在鹽水內(nèi)產(chǎn)生的次氯酸鹽被添加到壓艙水內(nèi)?？梢韵蛟诖吧铣槿〉膲号撍髦?、直接 向壓載艙中或在任何其他適當(dāng)位置執(zhí)行所述添加操作?？傆袡C(jī)碳分析器403也與壓艙水402流體連通。總有機(jī)碳(TOC)分析器403是測(cè) 定來(lái)自有機(jī)源(例如微生物、植物物質(zhì)、藻類(lèi)、腐殖質(zhì)、有機(jī)酸和有機(jī)源的無(wú)機(jī)化合物)的水 中的碳濃度的裝置。總有機(jī)碳分析器可以從制造商0. I. Analytical和HATCH儀器獲得。一 般來(lái)說(shuō)，本領(lǐng)域已知的是，需要大約Ippm的氯中和大約Ippm的T0C。所述系統(tǒng)還包括與總有機(jī)碳分析器403連通用于控制次氯酸鹽生成的裝置404。 盡管用于控制次氯酸鹽生成的裝置404可以包括任何適當(dāng)設(shè)備，但在一種實(shí)施方式中，其 包括與總有機(jī)碳分析器403和電源406連通的控制系統(tǒng)405，電源406與次氯酸鹽電解池 130電連接。控制系統(tǒng)405可以響應(yīng)TOC測(cè)定結(jié)果調(diào)節(jié)施加在次氯酸鹽電解池130上的電 流強(qiáng)度。在另一實(shí)施方式中，所述系統(tǒng)還包括與壓艙水402流體連通的流量計(jì)407。流量 計(jì)407與用于控制次氯酸鹽生成的裝置404連通。流量計(jì)407可以布置在從船舶上抽取的 壓艙水流中以測(cè)定壓艙水流速。用于控制次氯酸鹽生成的裝置404可以利用壓艙水流速和 TOC測(cè)定結(jié)果確定殺滅壓艙水中的有機(jī)物所需產(chǎn)生的次氯酸鹽的數(shù)量并由此確定必須施加 在次氯酸鹽電解池130中以產(chǎn)生次氯酸鹽的電流強(qiáng)度。在另一實(shí)施方式中，所述系統(tǒng)除了 TOC分析器還包括氧化/還原電位分析器408。 一般來(lái)說(shuō)，氧化/還原電位(ORP)分析器測(cè)定沿由參考電極和測(cè)量電極形成的電路的電壓， 在電極之間具有主體溶液。壓艙水的氧化/還原電位相對(duì)于壓艙水中的HOCl和HOBr氧化 劑的濃度。HOCl和HOBr是鹵素氯和溴形式的氧化劑。氧化劑從壓艙水中不不需要的植物 和動(dòng)物奪取電子，從而改變它們的化學(xué)組成并殺滅它們。氧化/還原電位分析器與壓艙水流體連通。ORP分析器408使氧化/還原電位與用于控制次氯酸鹽生成的裝置404連通。 當(dāng)OPR分析器408布置在向壓艙水中添加次氯酸鹽的位置409的下游時(shí)，用于控制次氯酸 鹽生成的裝置404可以利用該測(cè)定確認(rèn)壓艙水中氧化劑形式的過(guò)量鹵素的存在以確保存 在足夠的次氯酸鹽以殺滅壓艙水中的所有微生物。在本實(shí)用新型的另一實(shí)施方式中，用于處理壓艙水的系統(tǒng)包括與水源流體連通的 一個(gè)或多個(gè)電解池，該電解池適于從水源供給的水中產(chǎn)生一種或多種氧化劑，用于測(cè)定與 壓艙水相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)裝置，以及測(cè)定壓艙水的第一氧化/還原電位 的第一氧化/還原電位(OPR)探針。該系統(tǒng)還包括用于電解池產(chǎn)生的氧化劑的量進(jìn)行控制 的裝置。用于對(duì)產(chǎn)生的氧化劑的量進(jìn)行控制的裝置包括使所述一個(gè)或多個(gè)參數(shù)與壓艙水 的所需鹵素含量相關(guān)聯(lián)并使測(cè)定的第一氧化/還原電位與壓艙水的第一實(shí)際鹵素含量相 關(guān)聯(lián)的關(guān)聯(lián)裝置。用于控制的裝置還包括用于根據(jù)壓艙水的所需鹵素含量與壓艙水的第 一實(shí)際鹵素含量的比較結(jié)果調(diào)節(jié)施加在電解池上的電流強(qiáng)度和電壓中的至少一個(gè)的裝置。用于確定與壓艙水相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)裝置可以包括流量計(jì) 和總有機(jī)碳(TOC)分析器中的至少一個(gè)。由流量計(jì)確定的參數(shù)可以是壓艙水的流速。壓艙 水的流速可以在壓艙水與包含從電解池供給的氧化劑的水匯合之前得到確定。由TOC分析 器確定的參數(shù)可以是壓艙水的TOC含量(也就是來(lái)自壓艙水中存在的有機(jī)源的碳含量)。 壓艙水的TOC含量也可以在壓艙水與包含從電解池供給的氧化劑的水匯合之前得到確定。 流量計(jì)和/或總碳分析器可以是之前描述的流量計(jì)407和總碳分析器403。在本實(shí)用新型 的某些實(shí)施方式中，流量計(jì)和TOC分析器可以被用于確定壓艙水的流速和TOC含量。在用于對(duì)電解池產(chǎn)生的氧化劑的量進(jìn)行控制的裝置中包含的關(guān)聯(lián)裝置可以使一 個(gè)或多個(gè)確定的參數(shù)與壓艙水的所需鹵素含量相關(guān)聯(lián)。例如，關(guān)聯(lián)裝置可以采用壓艙水的 測(cè)定流速和/或壓艙水的測(cè)定TOC含量作為輸入并使這些測(cè)量值與有效清除壓艙水中存在 的細(xì)菌群和動(dòng)物群所必需的鹵素量(也就是所需的鹵素含量)相關(guān)聯(lián)。測(cè)定壓艙水的第一氧化/還原電位的第一氧化/還原電位(ORP)探針可以是氧化 /還原電位(ORP)分析器(例如之前描述的ORP分析器407)。關(guān)聯(lián)裝置可以使測(cè)定的第一 氧化/還原電位與壓艙水的第一實(shí)際鹵素含量相關(guān)聯(lián)。用于對(duì)由電解池產(chǎn)生的氧化劑的量進(jìn)行控制的裝置還可以包括用于調(diào)節(jié)施加在 電解池上的電流強(qiáng)度和電壓中的至少一個(gè)的裝置。向電解池提供的電壓和/或電流強(qiáng)度可 以根據(jù)壓艙水的所需鹵素含量與壓艙水的第一實(shí)際鹵素含量的比較值得到調(diào)節(jié)。通過(guò)這種 方式，壓艙水的第一實(shí)際鹵素含量可以與壓艙水的所需鹵素含量更嚴(yán)格地相一致。在本實(shí)用新型的一個(gè)或多個(gè)其他的實(shí)施方式中，用于處理壓艙水的系統(tǒng)還可以包 括用于對(duì)壓艙水進(jìn)行脫鹵處理的脫鹵系統(tǒng)。該脫鹵系統(tǒng)可以包括測(cè)定壓艙水的第二氧化 /還原電位的第二氧化/還原電位(ORP)探針、與壓艙水流體連通的還原劑源、和用于對(duì)供 給到壓艙水中的還原劑的量進(jìn)行控制的裝置。用于對(duì)供給到壓艙水中的還原劑的量進(jìn)行控 制的裝置可以包括使測(cè)定的壓艙水的第二氧化/還原電位與壓艙水的第二實(shí)際鹵素含量 相關(guān)聯(lián)的關(guān)聯(lián)裝置，其中供給到壓艙水中的還原劑的量根據(jù)壓艙水的第二實(shí)際鹵素含量得 到確定。待處理的壓艙水可以存儲(chǔ)在船上的一個(gè)或多個(gè)壓載艙中并且用于處理壓艙水的 系統(tǒng)還可以包括用于從船上排出壓艙水的排放裝置。該排放裝置可以包括與壓載艙流體連通的一個(gè)或多個(gè)排放泵、和與排放物流體連通的排放管路。在本實(shí)用新型的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，第一 ORP探針可以在壓艙水與從電解池 排出并包含氧化劑的水混合之后測(cè)定壓艙水的第一氧化/還原電位，并且第二 ORP探針可 以在壓艙水從壓載艙中排出之后并在排放裝置從船中排出壓艙水之前測(cè)定壓艙水的第二 氧化/還原電位。在另一實(shí)施方式中，所述系統(tǒng)包括用于記錄系統(tǒng)數(shù)據(jù)的裝置410。用于記錄系統(tǒng)數(shù) 據(jù)的裝置410可以包括本領(lǐng)域已知的任何數(shù)據(jù)記錄設(shè)備。這樣的數(shù)據(jù)記錄設(shè)備的實(shí)例包括 計(jì)算機(jī)控制設(shè)備，例如硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、快速存儲(chǔ)器、⑶-ROM和磁盤(pán)，以及非計(jì)算機(jī)化記錄設(shè)備， 例如紙面測(cè)繪板。要記錄的系統(tǒng)數(shù)據(jù)可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員所需的任何數(shù)據(jù)，包括但不 局限于壓艙水流速、施加在次氯酸鹽電解池130上的電流強(qiáng)度和池電壓、混合的壓艙水402 和支流416的氧化/還原電位、和壓艙水從船舶中排出之前的氧化/還原電位。在另一實(shí)施方式中，所述系統(tǒng)可以包括用于檢驗(yàn)壓艙水處理效果的裝置411。用于 檢驗(yàn)壓艙水處理效果的裝置可以包含在用于記錄系統(tǒng)數(shù)據(jù)的裝置410或用于控制次氯酸 鹽生成的裝置404內(nèi)。用于檢驗(yàn)壓艙水處理效果的裝置可以包括本領(lǐng)域已知的任何裝置， 用于向管理部門(mén)(例如海岸警衛(wèi)隊(duì)或港務(wù)局)證明已經(jīng)正確執(zhí)行壓艙水處理了，這些證明 包括但不局限于系統(tǒng)數(shù)據(jù)圖、可移除的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器或閃存驅(qū)動(dòng)器、在膝上計(jì)算機(jī)或手持裝 置上下載系統(tǒng)數(shù)據(jù)、在因特網(wǎng)上傳輸系統(tǒng)數(shù)據(jù)或向離岸船舶無(wú)線傳輸系統(tǒng)數(shù)據(jù)。管理部門(mén) 可以利用這一信息確認(rèn)壓艙水已經(jīng)得到正確處理。在另一實(shí)施方式中，所述系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)壓載艙220和用于排出壓載艙220 中的壓艙水的裝置412。用于排出壓艙水的裝置412包括泵、虹吸管和管路的任何適當(dāng)組合 以從壓載艙和船舶中移出壓艙水。一方面，用于排出壓載艙220中的壓艙水的裝置412包 括與壓載艙220流體連通的一個(gè)或多個(gè)排放泵413、與排放泵413流體連通的排放管路414 和與船舶外部相通的排放開(kāi)口 415。在另一實(shí)施方式中，所述系統(tǒng)可以包括用于使壓艙水脫鹵的裝置417。用于使壓艙 水脫鹵的裝置417可以包括亞硫酸鹽輔助系統(tǒng)200或脫鹵系統(tǒng)500。為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型 的目的，“脫鹵”意味著鹵素形式的氧化劑的中和。再次參照?qǐng)D1，在本實(shí)用新型的另一備選實(shí)施方式，存在過(guò)濾器180并且其與壓艙 水流流體連通。過(guò)濾器可以定位在通向一個(gè)或多個(gè)電解池的支流的上游以去除支流中的碎 屑。過(guò)濾器優(yōu)選是50微米的自清潔過(guò)濾器。自清潔過(guò)濾器測(cè)量經(jīng)過(guò)過(guò)濾器的壓差。當(dāng)過(guò) 濾器網(wǎng)受到由過(guò)濾器去除的碎屑的堵塞時(shí)，壓差增大。一旦壓差達(dá)到某一設(shè)定值或已經(jīng)經(jīng) 過(guò)一定時(shí)間時(shí)，通過(guò)具有噴嘴的吸污器清潔過(guò)濾器網(wǎng)，所述噴嘴繞網(wǎng)的內(nèi)表面成螺旋形。過(guò) 濾碎屑從網(wǎng)中被真空抽取并被排出排氣閥。在本實(shí)用新型的另一實(shí)施方式中，次氯酸鹽電解池包括管狀池(tubularcell)。管 狀池包括外單極管和內(nèi)雙極管。次氯酸鹽電解池還可以包括其他類(lèi)型的電解池。在現(xiàn)場(chǎng)電 氯化行業(yè)內(nèi)已知的許多類(lèi)型的次氯酸鹽電解池。其他類(lèi)型的電解池包括平板型次氯酸鹽發(fā) 生器。電解池的選定基于其與電極的連接節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造和液體通過(guò)池的水力流動(dòng)。在本實(shí)用新型的另一實(shí)施方式，增壓泵110與支流管路100相連以增大通過(guò)壓艙 水處理系統(tǒng)的水的壓力。增大壓力是需要的，因?yàn)殡S著支流經(jīng)過(guò)次氯酸鹽電解池120而會(huì) 發(fā)生明顯的壓降，這一壓降必須得到彌補(bǔ)以使支流可以被重新引入壓艙水流內(nèi)。增壓泵110可以定位在次氯酸鹽電解池120的上游或下游。壓艙水通常在一個(gè)港口或海港被裝上并之后在下一海港被釋放。殘留鹵素，如在 壓載艙中未在壓艙水處理中消耗的氧化劑HOCl和HOBr形式中的氯和溴有可能危害排出壓 艙水的新海港中的海洋生態(tài)系統(tǒng)。殘留氯會(huì)殺滅生態(tài)系統(tǒng)中的本地植物群和動(dòng)物群。在排 出壓艙水之前及時(shí)消耗或中和這種殘留氯可以免受殘留氯引起的破壞。在本實(shí)用新型的一 種實(shí)施方式中，可以增加脫氯系統(tǒng)200以在壓艙水從船舶被釋放到港口、海洋、湖或河中之 前中和壓載艙170中的殘留氯。脫氯系統(tǒng)可以定位在壓載艙的下游。在圖1所示的一種實(shí) 施方式中，脫氯系統(tǒng)可以包括亞硫酸鹽輔助系統(tǒng)。亞硫酸鹽輔助系統(tǒng)200可以包括亞硫酸 鹽艙210、泵220和亞硫酸鹽分析器230。一方面，亞硫酸鹽輔助系統(tǒng)200的泵是膜片式計(jì) 量泵。膜片式計(jì)量泵控制被用于中和殘留氯的亞硫酸鹽的流動(dòng)。亞硫酸鹽輔助系統(tǒng)200通過(guò)使氯與二氧化硫氣體、亞硫酸氫鈉或亞硫酸鈉溶液發(fā) 生反應(yīng)來(lái)去除殘留氯。殘留氯在以下反應(yīng)中被消耗Na2S03+Cl2+H20 — Na2S04+2HCl只要在流出物中存在過(guò)量的亞硫酸離子，就有效確保不存在任何氯。亞硫酸鹽分 析器通過(guò)將樣本與酸混合而將處理水樣本中的亞硫酸離子轉(zhuǎn)換成二氧化硫。二氧化硫隨后 被從樣本中去除并通過(guò)氣體傳感器得到測(cè)定。分析器230提供控制輸出以控制來(lái)自亞硫酸 鹽艙的反饋，從而使壓艙水流脫氯。備選地，如圖6所示，脫鹵系統(tǒng)500可以被用于使壓艙水脫鹵。鹵素，包括氧化劑 HOCl和HOBr形式的氯和溴如果從船舶中被釋放，則有可能對(duì)海洋生物產(chǎn)生危害。使壓艙水 脫鹵包括中和鹵素的氧化劑形式以形成鹵素的中性鹽衍生物，這些衍生物不再是氧化劑。 脫鹵系統(tǒng)包括用于測(cè)定壓艙水的鹵素含量的裝置502、與壓艙水流體連通的還原劑源501 和用于控制向壓艙水供給的還原劑503的量的裝置503。用于控制還原劑的量的裝置503 與用于測(cè)定鹵素含量的裝置502連通。用于測(cè)定鹵素含量的裝置502可以包括一個(gè)或多個(gè)氧化/還原電位分析器、一個(gè) 或多個(gè)氯分析器、或具有鉀碘指示劑和硫代硫酸鈉滴定的濕化學(xué)分析。用于控制還原劑的 量的裝置503可以包括本領(lǐng)域已知設(shè)備的任意組合，包括但不局限于控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、可 編程邏輯控制器和泵。一方面，還原劑源501可以包括還原劑槽505和與還原劑槽505流體連通的泵 504。泵504與用于控制還原劑的量的裝置503連通。適當(dāng)?shù)谋冒勺儎┝勘?。在另一方面，還原劑源501可以包括一種或多種適當(dāng)?shù)倪€原劑。適當(dāng)還原劑的實(shí) 例包括亞硫酸鈉、偏亞硫酸氫鈉、亞硫酸氫鈉、二氧化硫和硫代硫酸鈉。在另一方面，脫鹵系統(tǒng)500包括用于檢驗(yàn)壓艙水脫鹵效果的裝置506。用于檢驗(yàn)壓 艙水脫鹵效果的裝置506可以包括本領(lǐng)域已知的任何裝置，它們被用于證明壓艙水處理已 經(jīng)得到適當(dāng)脫鹵，這些證明包括但不局限于系統(tǒng)數(shù)據(jù)圖、可移除硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器或閃存驅(qū)動(dòng)器、 在膝上計(jì)算機(jī)或手持設(shè)備上下載系統(tǒng)數(shù)據(jù)、在因特網(wǎng)上傳輸系統(tǒng)數(shù)據(jù)或向離岸船舶無(wú)線傳 輸系統(tǒng)數(shù)據(jù)?？蛇x擇地，用于檢驗(yàn)脫鹵效果的裝置506可以包含在用于控制還原劑的量的 裝置503中。管理部門(mén)可以利用這一數(shù)據(jù)確認(rèn)壓艙水已經(jīng)得到適當(dāng)脫鹵。在用于處理壓艙水的系統(tǒng)的另一實(shí)施方式中，系統(tǒng)包括與鹽水源400和一個(gè)或多 個(gè)壓載艙220流體連通的一個(gè)或多個(gè)次氯酸鹽電解池130，以及與壓載艙220流體連通的脫鹵系統(tǒng)500。在一種實(shí)施方式中，鹽水源400可以是在船舶上抽取的壓艙水的支流416。一方面，所述系統(tǒng)可以包括用于從壓載艙中排出壓艙水的裝置412。在一種實(shí)施 方式中，用于從壓載艙220中排出壓艙水的裝置412包括與壓載艙220流體連通的一個(gè)或 多個(gè)排放泵413、和與排放泵413流體連通的排放管路414。排放管路414可以限定排放開(kāi) 口 415以使壓艙水可以從船舶中被去除。另一方面，脫鹵系統(tǒng)500與用于從壓載艙中排出 壓艙水的裝置412流體連通。另一方面，所述系統(tǒng)還可以包括用于控制次氯酸鹽生成的裝置404。另外，所述系 統(tǒng)還可以包括用于測(cè)定壓艙水流速的流量計(jì)407。流量計(jì)407與用于控制次氯酸鹽生成的 裝置404連通。在另一方面，所述系統(tǒng)還可以包括用于檢驗(yàn)壓艙水處理效果的裝置410。所述系統(tǒng) 還可以包括用于檢驗(yàn)壓艙水脫鹵效果的裝置506?？蛇x擇地，用于檢驗(yàn)壓艙水處理效果的裝 置410和用于檢驗(yàn)壓艙水脫鹵效果的裝置506都可以包含在用于控制次氯酸鹽生成的裝置 404 內(nèi)。在本實(shí)用新型的方法的一種實(shí)施方式中，通過(guò)首先在船舶上抽取壓艙水流來(lái)處理 壓艙水。壓艙水流隨后可以得到過(guò)濾。一部分得到過(guò)濾的壓艙水流通過(guò)支流管路100被抽 出以形成處理流。該處理流通過(guò)管路被運(yùn)送到次氯酸鹽電解池，在那里向電解池施加電流 以在處理流內(nèi)產(chǎn)生次氯酸鹽。易燃的氫氣在處理流被重新引入主壓艙水流內(nèi)之前與處理流 分離。在處理流被重新引入壓艙水流內(nèi)之后對(duì)包含次氯酸鹽的壓艙水流進(jìn)行取樣以確定壓 艙水流的氯濃度。在本實(shí)用新型的方法的一方面，在壓艙水流進(jìn)入壓載艙內(nèi)之前從壓艙水流中去除 處理流。備選地，處理流從壓載艙內(nèi)被抽出。處理流隨后利用次氯酸鹽得到處理并在壓艙 水流進(jìn)入壓載艙內(nèi)之前被重新引入壓艙水流內(nèi)。當(dāng)壓載艙采用海水時(shí)，次氯酸鹽電解池使 用天然鹽水在處理流中產(chǎn)生次氯酸鹽。備選地，如果采用淡水作為壓艙水，則可以向淡水中 添加氯化鈉鹽以提供氯離子。在所述方法的備選實(shí)施方式中，隨著處理流進(jìn)入支流管路100而下降的處理流壓 力利用泵得到增大。在所述方法的另一優(yōu)選實(shí)施方式中，壓艙水流在進(jìn)入處理流之前得到 過(guò)濾。在所述方法的另一實(shí)施方式中，氫氣通過(guò)旋液分離器分離。在所述方法的另一實(shí)施方式中，在處理流被重新引入壓艙水內(nèi)之前對(duì)壓艙水流進(jìn) 行取樣以確定壓艙水流的氯濃度。通過(guò)氯分析器測(cè)定壓艙水流的氯濃度。響應(yīng)所測(cè)定的氯 濃度調(diào)節(jié)次氯酸鹽電解池中的電流以增加或減少在處理流中產(chǎn)生的次氯酸鹽，從而獲得壓 載艙中合適的次氯酸鹽濃度。在本實(shí)用新型的方法的一種實(shí)施方式中，用于處理壓艙水的方法包括確定壓艙水 的總有機(jī)碳含量?？梢酝ㄟ^(guò)任何合適的方式確定總有機(jī)碳含量，包括利用總有機(jī)碳分析器 進(jìn)行測(cè)定、獲得來(lái)自參考源的值，并對(duì)壓艙水進(jìn)行取樣以及利用分析設(shè)備測(cè)定TOC含量。當(dāng) 測(cè)定壓艙水的總有機(jī)碳含量時(shí)，可以在任何合適的位置提取測(cè)量結(jié)果或樣本，包括在引入 的壓艙水中、船舶外部的水中以及壓載艙內(nèi)的水中。為了生成次氯酸鹽，來(lái)自鹽水源400的鹽水通過(guò)管路被運(yùn)送到一個(gè)或多個(gè)次氯酸 鹽電解池100。在所述方法的一方面，鹽水源可以是在船舶上抽取的壓艙水的支流416。向 一個(gè)或多個(gè)次氯酸鹽電解池施加電流強(qiáng)度以在鹽水內(nèi)產(chǎn)生次氯酸鹽。包含次氯酸鹽的鹽水被引入壓艙水內(nèi)以對(duì)壓艙水進(jìn)行處理。在一種實(shí)施方式中，次氯酸鹽在壓載艙上游被引入 壓艙水內(nèi)以便于次氯酸鹽和壓艙水的混合。通過(guò)次氯酸鹽電解池進(jìn)行的次氯酸鹽生成根據(jù) 壓艙水的總有機(jī)碳含量得到調(diào)整。壓艙水的TOC含量越高，必須產(chǎn)生的次氯酸鹽的量越大。在所述方法的另一實(shí)施方式中，根據(jù)總有機(jī)碳含量通過(guò)次氯酸鹽電解池調(diào)整次氯 酸鹽生成的步驟包括調(diào)節(jié)施加在次氯酸鹽電解池上的電流強(qiáng)度。增大電流強(qiáng)度導(dǎo)致次氯酸 鹽生成增加。一方面，次氯酸鹽生成得到調(diào)整以保持壓艙水中的殘留鹵素。殘留鹵素是超 過(guò)殺滅壓艙水中存在的所有微生物所需量的包含鹵素的氧化劑。壓艙水中殘留鹵素的存在 確保了在壓艙水中不會(huì)存留任何會(huì)在壓載艙中繁殖的微生物。另一方面，通過(guò)次氯酸鹽電 解池進(jìn)行的次氯酸鹽生成得到調(diào)整，使得壓艙水中的次氯酸鹽與壓艙水中的總有機(jī)碳的重 量比在大約1.0-大約3.0的范圍內(nèi)。大于10的重量比會(huì)在壓艙水中保留殘留鹵素。在所述方法的另一實(shí)施方式中，在船舶上抽出壓艙水并測(cè)定壓艙水的流速。流速 與壓艙水的TOC含量組合以確定處理壓艙水所需的次氯酸鹽生成。在本實(shí)用新型的一方面，可以測(cè)定和記錄過(guò)程數(shù)據(jù)。過(guò)程數(shù)據(jù)的實(shí)例包括壓艙水 的總有機(jī)碳含量、壓艙水流速、施加在次氯酸鹽電解池上的電流強(qiáng)度、混合的壓艙水與包含 次氯酸鹽的鹽水的氧化/還原電位、以及壓艙水從船舶中排出之前的氧化/還原電位。在所述方法的另一方面，通過(guò)電解池響應(yīng)TOC含量而在壓艙水中產(chǎn)生的殘留鹵素 可以通過(guò)對(duì)壓艙水在從船舶中排出之前進(jìn)行脫鹵而得到去除。在本實(shí)用新型的備選方法中，通過(guò)在海洋船舶上抽取壓艙水流、對(duì)壓艙水流進(jìn)行 過(guò)濾以及去除一部分得到過(guò)濾的壓艙水流以形成處理流來(lái)對(duì)壓艙水進(jìn)行處理。增大處理流 的壓力。處理流隨后通過(guò)管路被運(yùn)送到次氯酸鹽電解池，在那里向電解池施加電流以在處 理流內(nèi)產(chǎn)生次氯酸鹽。氫氣通過(guò)用于排氣的裝置與處理流分離。處理流被重新引入壓艙水 流內(nèi)。在處理流被重新引入以確定壓艙水流的氯濃度之后對(duì)壓艙水流進(jìn)行取樣。根據(jù)測(cè)定 的濃度調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)次氯酸鹽電解池中的電流以增大或減少在處理流中產(chǎn)生的次氯酸 鹽。得到處理的壓艙水流隨后可以通過(guò)管路被運(yùn)送到壓載艙。最后，在排出之前，殘留氯在 一個(gè)或多個(gè)次氯酸鹽電解池下游的壓艙水流中利用亞硫酸鹽得到中和。在所述方法的一種實(shí)施方式，氫氣通過(guò)旋液分離器與處理流分離。備選地，用于排 出氫氣的裝置可以包括將壓載艙排入大氣。在所述方法的另一實(shí)施方式，中和殘留氯的步驟包括通過(guò)管路將壓艙水流運(yùn)送到 亞硫酸鹽輔助系統(tǒng)。亞硫酸鹽輔助系統(tǒng)定位在壓載艙的下游。壓艙水中的殘留鹵素(例如氯和溴)有可能危害海洋生物。在上述脫氯的備選方 案中，壓艙水可以在其從船舶上被釋放之前得到脫鹵以消除殘留鹵素引發(fā)的危險(xiǎn)。用于對(duì) 壓艙水進(jìn)行脫鹵的方法包括利用用于測(cè)定鹵素含量的裝置503測(cè)定壓艙水的鹵素含量。根 據(jù)測(cè)定的鹵素含量向壓艙水中添加還原劑以在壓艙水從船舶中排出之前對(duì)其進(jìn)行脫鹵。一 方面，可以在壓載艙下游添加還原劑。適當(dāng)?shù)倪€原劑的實(shí)例包括亞硫酸鈉、偏亞硫酸氫鈉、 亞硫酸氫鈉、二氧化硫、硫代硫酸鈉和它們的組合物。在一種實(shí)施方式中，用于在船舶上對(duì)壓艙水進(jìn)行脫鹵的方法包括測(cè)定壓艙水的氧 化/還原電位。根據(jù)測(cè)定的氧化/還原電位向壓艙水中添加一種或多種還原劑以對(duì)壓艙水 進(jìn)行脫鹵。一方面，可以調(diào)整向壓艙水中添加的還原劑的數(shù)量以保持氧化/還原電位測(cè)量 結(jié)果指示出在壓艙水中存在過(guò)量的還原劑。當(dāng)存在過(guò)量的還原劑時(shí)，不會(huì)存在有可能產(chǎn)生危害的鹵素，如氯和溴。另一方面，氧化/還原電位保持處于小于大約200mV下。小于200mV 的OPR表明存在過(guò)量的還原劑。在另一方面，氧化/還原電位保持處于大約OmV。用于測(cè)定氧化/還原電位的適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)的實(shí)例包括在一個(gè)或多個(gè)壓載艙220內(nèi)、在 壓載艙220的下游、在一個(gè)或多個(gè)壓艙水排放泵413的上游、在壓艙水排放泵413的下游、 在添加還原劑之前、在添加還原劑之后、以及它們的組合。在所述方法的另一實(shí)施方式中， 可以以一定時(shí)間間隔記錄壓艙水的氧化/還原電位。得到記錄的氧化/還原電位可以受到 監(jiān)控以確認(rèn)脫鹵已經(jīng)正確執(zhí)行。可選擇地，可以向管理機(jī)構(gòu)提供得到記錄的氧化/還原電 位。在另一方面，可以利用便攜式數(shù)據(jù)記錄裝置從船舶上刪除得到記錄的氧化/還原電位。用于處理壓艙水的方法可以包括對(duì)壓艙水進(jìn)行脫鹵。在一種實(shí)施方式中，用于處 理壓艙水的方法包括在船舶上抽取壓艙水402。壓艙水被供給到船舶上的一個(gè)或多個(gè)壓載 艙220。鹽水通過(guò)管路從鹽水源400被運(yùn)送到一個(gè)或多個(gè)次氯酸鹽電解池130以產(chǎn)生次氯 酸鹽。鹽水源可以是從壓艙水移出的支流416或任何其他適當(dāng)?shù)脑搭^。向一個(gè)或多個(gè)次氯 酸鹽電解池130施加電流強(qiáng)度以在鹽水內(nèi)產(chǎn)生次氯酸鹽。包含次氯酸鹽的鹽水被引入到壓 艙水內(nèi)以處理壓艙水中的微生物。在一種實(shí)施方式中，在壓載艙的上游添加包含次氯酸鹽 的鹽水以便于次氯酸鹽與壓艙水在管路內(nèi)混合。利用用于測(cè)定鹵素含量的裝置502測(cè)定壓艙水的鹵素含量。根據(jù)測(cè)定的鹵素含量 向壓艙水中添加一種或多種還原劑以在壓艙水從船舶中排出之前對(duì)其進(jìn)行脫鹵。在用于對(duì)壓艙水進(jìn)行處理和脫鹵的方法的一方面，用于測(cè)定壓艙水的鹵素含量的 裝置502包括氧化/還原電位分析器?？蛇x擇地，向壓艙水中添加的還原劑的數(shù)量得到調(diào) 整以保持這樣的氧化/還原電位測(cè)定結(jié)果指示出在壓艙水中存在過(guò)量的還原劑。在用于對(duì)壓艙水進(jìn)行處理和脫鹵的方法的另一實(shí)施方式中，所述方法還包括測(cè)定 和記錄得到混合的壓艙水和次氯酸鹽的氧化/還原電位以確認(rèn)存在過(guò)量的鹵素。在壓艙水 中的過(guò)量鹵素將確保沒(méi)有任何微生物在壓載艙中繁殖。在壓艙水從壓載艙中排出之前通過(guò) 脫鹵去除壓艙水中的鹵素。一方面，所述方法還可以包括控制所產(chǎn)生的次氯酸鹽的量以確 保在壓艙水中存在過(guò)量的鹵素。 在另一實(shí)施方式中，所述方法包括測(cè)定和記錄過(guò)程數(shù)據(jù)。過(guò)程數(shù)據(jù)可以在以后進(jìn) 行回顧以確定壓艙水處理或脫鹵的效果?？梢杂涗浀倪^(guò)程數(shù)據(jù)的實(shí)例包括壓艙水流速、施 加在次氯酸鹽電解池上的電流強(qiáng)度、電解池電壓、壓艙水和支流混合的氧化/還原電位、以 及壓艙水在從船舶中排出之前的氧化/還原電位。在所述方法的另一實(shí)施方式中，可以通過(guò)測(cè)定壓艙水的流速并調(diào)整施加在次氯 酸鹽電解池上的電流強(qiáng)度來(lái)控制產(chǎn)生的次氯酸鹽的量。這種控制方法還被稱(chēng)為流動(dòng)同 步(flow pacing)。為了與在船舶上抽取的壓艙水的量及其固有的微生物含量保持同步 (pace)，施加在電解池上的電流強(qiáng)度被作為壓艙水的流速的函數(shù)。備選地，可以根據(jù)壓艙水的總有機(jī)碳含量控制所產(chǎn)生的次氯酸鹽的量。產(chǎn)生的次 氯酸鹽可以被產(chǎn)生以要保持次氯酸鹽與總有機(jī)碳含量的重量比。測(cè)試實(shí)施例實(shí)施例1-次氯酸鈉中型實(shí)驗(yàn)生態(tài)系(mesocosm)，2004年9月在2004年9月3日開(kāi)始次氯酸鈉生成/過(guò)濾處理系統(tǒng)的第一次測(cè)試。實(shí)驗(yàn)包括 氯/無(wú)過(guò)濾處理和具有過(guò)濾處理的氯。目標(biāo)氯化水平是細(xì)g/L。初始用于過(guò)濾處理的氯化水平是3. 5mg/L和不具有過(guò)濾的2. 95mg/L。每次處理存在4個(gè)中型實(shí)驗(yàn)生態(tài)系(艙)和4 個(gè)控制中型實(shí)驗(yàn)生態(tài)系。在處理之后的5、24、48、120和240小時(shí)時(shí)分析中型實(shí)驗(yàn)生態(tài)系的 總殘留氧化劑(Cl2mg/L)、可培養(yǎng)的異養(yǎng)細(xì)菌、葉綠素a和浮游動(dòng)物。程序總殘留氧化劑采用Hach分光光度計(jì)和Hach比色計(jì)測(cè)定作為總殘留氧化劑(TRO)的Cl2。采用 DPD粉枕進(jìn)行分析。TRO測(cè)定結(jié)果來(lái)自初始填充之后以及上述列出的所有時(shí)間點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn) 開(kāi)始之前測(cè)試1500加侖未經(jīng)處理海水艙的細(xì)菌水平。還測(cè)試在5個(gè)時(shí)間點(diǎn)取樣的水樣本 的細(xì)菌水平。可培養(yǎng)的細(xì)菌從已知體積的水中培養(yǎng)細(xì)菌群以計(jì)算每升水的群體形成單元(CFU)。在包含適用 于海洋異養(yǎng)細(xì)菌的培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿上培養(yǎng)群體。在室溫下培育幾天后分析孕育培養(yǎng)基的群 體形成。葉綠素a還抽取水樣本進(jìn)行葉綠素a分析。葉綠素a表示活的浮游植物存在。已知體積的 水樣本通過(guò)玻璃纖維過(guò)濾器得到過(guò)濾，該過(guò)濾器具有足以保留活的浮游植物細(xì)胞的孔隙。 過(guò)濾器被冷凍以備之后在我們的kattle實(shí)驗(yàn)室的分析使用。采用丙酮從過(guò)濾器中提取葉 綠素a并隨后進(jìn)行熒光分析以確定濃度(μ g/L)。中型浮游動(dòng)物(Mesozooplankton)測(cè)試的早晨在Mystery Bay采用110 μ m網(wǎng)目、1米直徑的網(wǎng)采集中型浮游動(dòng)物。 采集到足以獲得每升大致150中型浮游動(dòng)物。三次采用Stempel吸液管采集隨機(jī)的5ml中 型浮游動(dòng)物“湯”的樣本。采用解剖觀測(cè)儀器計(jì)算的密度被用于計(jì)算1500加侖的艙需要多 少“湯”才能獲得每升150中型浮游動(dòng)物。計(jì)算好數(shù)量的湯被注入艙內(nèi)并且可以沉淀至少一 小時(shí)以使浮游動(dòng)物適應(yīng)新環(huán)境?；旌虾髲?500加侖的艙中采集三個(gè)預(yù)備樣本。它們被用 于檢查計(jì)算結(jié)果并觀察泵的效果。中型浮游動(dòng)物的采樣時(shí)間是5、24、48、120和240小時(shí)。 在完全混合中型實(shí)驗(yàn)生態(tài)系的成分之后，采用1升Nalgene瓶從72加侖中型實(shí)驗(yàn)生態(tài)系中 采集樣本。升樣本通過(guò)73 μ m篩進(jìn)行過(guò)濾并被放置在計(jì)數(shù)托盤(pán)中。計(jì)數(shù)后的中型浮游動(dòng)物 被放在8個(gè)種范疇中的一個(gè)內(nèi)并隨后給出狀態(tài)活的、死的(對(duì)攪拌完全沒(méi)有任何反應(yīng))或 瀕死的(內(nèi)部移動(dòng)并且針刺不逃跑)。實(shí)施例1的結(jié)果在實(shí)驗(yàn)周期內(nèi)總的殘留氧化劑(TRO)水平不斷下降(圖3)。在第一個(gè)5小時(shí)內(nèi)無(wú) 過(guò)濾測(cè)試艙中的TRO的下降大于有過(guò)濾測(cè)試艙的情況，隨后在其余時(shí)間點(diǎn)TRO同等消散。在兩種處理中細(xì)菌顯著減少并在實(shí)驗(yàn)10天里表現(xiàn)出極小的反彈。在無(wú)過(guò)濾的處 理中存在微小的細(xì)菌反彈。葉綠素a代表浮游植物。在處理后的海水中，葉綠素a的水平 開(kāi)始在5小時(shí)時(shí)間點(diǎn)處于或低于檢測(cè)極限并且對(duì)兩種處理來(lái)說(shuō)都持續(xù)下降。在控制艙中， 葉綠素a在實(shí)驗(yàn)周期內(nèi)下降，可能是因?yàn)樗兄行蛯?shí)驗(yàn)生態(tài)系都得到覆蓋而導(dǎo)致的缺光。在第一次處理試驗(yàn)之后，結(jié)論是在兩種處理之間在所有時(shí)間點(diǎn)和狀態(tài)下沒(méi)有統(tǒng)計(jì) 差異?？刂坪吞幚碇g的差異相當(dāng)大。一些中型浮游動(dòng)物仍然能夠通過(guò)50 μ m過(guò)濾器，除 了 2個(gè)有機(jī)物之外全部死亡。[0110]實(shí)施例2-次氯酸鈉中型實(shí)驗(yàn)生態(tài)系，2004年10月在2004年10月12日開(kāi)始次氯酸鈉生成/過(guò)濾處理系統(tǒng)的第二次測(cè)試。實(shí)施兩 個(gè)實(shí)驗(yàn)。第一個(gè)實(shí)驗(yàn)比較兩種處理，過(guò)濾/氯化( 1. Omg Cl2/L)與僅過(guò)濾。第二個(gè)實(shí)驗(yàn) 比較l.Omg Cl2/L劑量的氯化與1.6mg Cl2/L劑量的氯化。每個(gè)實(shí)驗(yàn)包括每種處理4個(gè)中 型實(shí)驗(yàn)生態(tài)系和4個(gè)控制艙。在處理之后的5、24、48和240小時(shí)時(shí)分析中型實(shí)驗(yàn)生態(tài)系的 總殘留氧化劑(TRO) (Cl2mg/L)、可培養(yǎng)的異養(yǎng)細(xì)菌、葉綠素a和浮游動(dòng)物。在第一次實(shí)驗(yàn)中 列舉了可培養(yǎng)的浮游植物。也在5小時(shí)時(shí)采集樣本進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)素和總有機(jī)碳(TOC)分析。中 型實(shí)驗(yàn)生態(tài)系中的溫度在12. 0°C到14. 0°C之間波動(dòng)。程序?qū)嵤├?的程序與在實(shí)施例1中采用的程序類(lèi)似，除了浮游植物技術(shù)。浮游植物最大可能值技術(shù)在第一次10月實(shí)驗(yàn)中，我們測(cè)試最大可能值(MPN)技術(shù)、稀釋基培育方法的應(yīng)用， 以在處理之后列舉能生存的浮游植物細(xì)胞。在四個(gè)時(shí)間點(diǎn)(5、24、48和240小時(shí))從每次處 理(控制、過(guò)濾以及過(guò)濾和氯化)中采集浮游植物樣本。每個(gè)樣本在玻璃纖維過(guò)濾器上得 到過(guò)濾，該過(guò)濾器(包含浮游植物細(xì)胞)被用于通過(guò)稀釋系列孕育浮游植物培養(yǎng)基(f/2)。 隨后向培養(yǎng)箱組傳遞孕育結(jié)果以?xún)?yōu)化培養(yǎng)(12 12光黑暗周期，13°C)。通過(guò)稀釋系列 的培養(yǎng)形式允許計(jì)算MPN，估計(jì)每升中可生存浮游植物細(xì)胞的數(shù)量。利用這一技術(shù)，我們可 以通過(guò)比較控制和處理的充分估計(jì)來(lái)確定減少可生存浮游植物時(shí)特定處理的效果。結(jié)果總的殘留氧化劑-利用氯化處理的過(guò)濾目標(biāo)被配制成初始TRO水平在0. 5-1. Omg/ Cl2/L之間。所獲得的實(shí)際劑量在中型實(shí)驗(yàn)生態(tài)系的初始填充時(shí)平均TRO為1. llmg/Cl2/ L(圖4)。這一 TRO在第一個(gè)5小時(shí)下降討％達(dá)到TR00. 51mg/Cl2/L。TRO下降隨著時(shí)間而 變慢并到240小時(shí)時(shí)完全消散。第二次實(shí)驗(yàn)僅氯化處理的TRO具有類(lèi)似的下降曲線。僅氯 化處理的目標(biāo)是配制成初始TRO為1. 0和1. 5mg/Cl2/L。實(shí)際劑量平均值是TRO 0. 94mg/ Cl2A和1. 61mg/Cl2/L。最低TRO劑量產(chǎn)生最高百分比的TRO減少。5小時(shí)時(shí)在所有3個(gè)氯化處理中可培養(yǎng)細(xì)菌最初都減少。盡管受到抑制，但氯化處 理中的細(xì)菌反彈到比240小時(shí)控制更高的水平。僅過(guò)濾處理在5小時(shí)時(shí)的細(xì)菌減少可以忽 略，其水平等于后續(xù)的控制處理。中型浮游動(dòng)物-氯加過(guò)濾對(duì)浮游動(dòng)物具有直接的影響，在5小時(shí)時(shí)達(dá)到95%的死 亡率并在M小時(shí)時(shí)完全死亡。到48小時(shí)時(shí)，高氯化處理結(jié)果與利用氯化處理進(jìn)行過(guò)濾類(lèi) 似。5小時(shí)時(shí)，具有氯化處理的過(guò)濾每升中沒(méi)有任何活的有機(jī)物，此時(shí)每升中僅存在1-2個(gè) 瀕死的有機(jī)物。兩種控制的死亡率類(lèi)似，除了 48小時(shí)的樣本。葉綠素a代表浮游植物生物量。具有氯化處理的過(guò)濾與僅氯化處理相比葉綠素a 具有最大的初始降低。在5小時(shí)時(shí)，具有氯化處理的過(guò)濾與控制處理相比具有氯化處理的 過(guò)濾的葉綠素a的水平降低98%。僅過(guò)濾處理與控制處理相比具有微小的下降。在控制艙 中，葉綠素a在實(shí)驗(yàn)周期內(nèi)下降，有可能是因?yàn)樗械闹行蛯?shí)驗(yàn)生態(tài)系受到覆蓋而導(dǎo)致的 缺光。浮游植物培養(yǎng)(MPN)技術(shù)表明，與控制相比，通過(guò)過(guò)濾可生存的浮游植物細(xì)胞的 數(shù)量明顯減少。一些孕育結(jié)果表明，在整個(gè)系列中存在主動(dòng)培養(yǎng)，由此使我們可以?xún)H估計(jì)MPN大于或等于結(jié)果。顯然過(guò)濾從中型實(shí)驗(yàn)生態(tài)系中移出了可生存浮游植物的50%。可生 成浮游植物的減少在利用混合的過(guò)濾和氯化系統(tǒng)處理水時(shí)變得更加顯著。這種處理與控制 相比可生存浮游植物的數(shù)量減小99%。 盡管已經(jīng)詳細(xì)描述了本實(shí)用新型及其優(yōu)點(diǎn)，但應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，在不脫離由附加權(quán)利 要求限定的本實(shí)用新型的精神和范圍的前提下可以在此做出多種變化、替換和改造。
權(quán)利要求1.一種用于處理壓艙水的系統(tǒng)，其包括一個(gè)或多個(gè)與水源流體連通的電解池，該電解池適于從水源供給的水中產(chǎn)生一種或多 種氧化劑；用于測(cè)定與壓艙水相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)裝置； 測(cè)定壓艙水的第一氧化/還原電位的第一氧化/還原電位(ORP)探針； 用于對(duì)電解池產(chǎn)生的氧化劑的量進(jìn)行控制的裝置，該用于控制的裝置包括 使所述一個(gè)或多個(gè)參數(shù)與壓艙水的所需鹵素含量相關(guān)聯(lián)并且使測(cè)定的第一氧化/還 原電位與壓艙水的第一實(shí)際鹵素含量相關(guān)聯(lián)的關(guān)聯(lián)裝置；以及用于根據(jù)壓艙水的所需鹵素含量與壓艙水的實(shí)際鹵素含量的比較值調(diào)節(jié)施加在電解 池上的電流強(qiáng)度和電壓中的至少一個(gè)的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括 用于對(duì)壓艙水進(jìn)行脫鹵的脫鹵系統(tǒng)，其包括測(cè)定壓艙水的第二氧化/還原電位的第二氧化/還原電位(ORP)探針； 與壓艙水流體連通的還原劑源；以及用于對(duì)供給到壓艙水中的還原劑的量進(jìn)行控制的裝置，所述用于對(duì)還原劑的量進(jìn)行控 制的裝置包括使測(cè)定的壓艙水的第二氧化/還原電位與壓艙水的第二實(shí)際鹵素含量相關(guān)聯(lián)的關(guān)聯(lián) 裝置，其中根據(jù)壓艙水的第二實(shí)際鹵素含量確定供給到壓艙水的還原劑的量。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還原劑源包括 還原劑槽；與還原劑槽流體連通的泵；并且 該泵與用于控制還原劑的量的裝置連通。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還原劑源包括從由亞硫酸鈉、偏亞硫酸氫 鈉、亞硫酸氫鈉、二氧化硫和硫代硫酸鈉組成的組中選擇的一種或多種還原劑。
5.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，壓艙水存儲(chǔ)在船上的一個(gè)或多個(gè)壓載艙中， 并且所述系統(tǒng)還包括用于將壓艙水從船中排出的排放裝置，該排放裝置包括與壓載艙流體連通的一個(gè)或多個(gè)排放泵；以及 與排放裝置流體連通的排放管路。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，水源是壓艙水，并且供給到電解池的水是從壓艙水中提取的支流， 第一 ORP探針在壓艙水與從電解池中排出并包含氧化劑的水混合之后測(cè)定壓艙水的 第一氧化/還原電位，以及第二 ORP探針在壓艙水從壓載艙中排出之后且在排放裝置從船中排出壓艙水之前測(cè) 定壓艙水的第二氧化/還原電位。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，脫鹵系統(tǒng)與排放裝置流體連通。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，用于測(cè)定與壓艙水相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù) 的一個(gè)或多個(gè)裝置包括以下部件中的至少一個(gè)流量計(jì)，以及 總有機(jī)碳分析器，由流量計(jì)測(cè)定的參數(shù)是壓艙水的流速并且由總有機(jī)碳分析器測(cè)定的參數(shù)是壓艙水中 存在的有機(jī)源的碳濃度。
專(zhuān)利摘要一種用于處理壓艙水的系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)與水源流體連通的電解池，該電解池適于從水源供給的水中產(chǎn)生一種或多種氧化劑、用于測(cè)定與壓艙水相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)裝置、測(cè)定壓艙水的第一氧化/還原電位的第一氧化/還原電位(ORP)探針、和用于對(duì)電解池產(chǎn)生的氧化劑的量進(jìn)行控制的裝置。用于對(duì)產(chǎn)生的氧化劑的量進(jìn)行控制的裝置包括使所述一個(gè)或多個(gè)參數(shù)與壓艙水的所需鹵素含量相關(guān)聯(lián)并且使測(cè)定的第一氧化/還原電位與壓艙水的第一實(shí)際鹵素含量相關(guān)聯(lián)的關(guān)聯(lián)裝置、和用于根據(jù)壓艙水的所需鹵素含量與壓艙水的實(shí)際鹵素含量的比較值調(diào)節(jié)施加在電解池上的電流強(qiáng)度和電壓中的至少一個(gè)的裝置。
文檔編號(hào)C02F1/76GK201923865SQ201020649690
公開(kāi)日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
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