使用微切削单元的压载水处理系统的制作方法

1.本发明涉及一种压载水处理系统，更具体地说，涉及一种使用微切削单元的压载水处理系统，其能够通过该微切削单元机械地粉碎在填充到船舶压载舱中的压载水中包含的微生物，从而满足船舶压载水排放的环境条件。


背景技术：

2.通常，多个压载舱布置在船舶中以填充从船舶中的通海阀箱供给的海水。
3.压载舱位于船体的底部或左右两侧，因此可以调节其中填充的压载水(海水)的量，使得它们用来降低船舶的重心并根据船舶内装载物的重量控制船舶的左右平衡，从而使船舶能够平稳航行。
4.然而，当船舶进入另一个国家的港口时，填充在压载舱中的压载水(海水)必须从船舶排放到外部，在这种情况下，压载水中含有的有害微生物、浮游生物、病菌、细菌等会与压载水一起排放，从而扰乱了海域周围的原生生态系统，造成海洋污染。
5.因此，为防止压载水排放造成的海洋污染，世界上许多国家都提出了压载水排放的环境法规，国际海事组织(imo)要求安装压载水处理装置以在压载水排放到港口和公海之前去除压载水中有害的海洋生物。
6.因此，船舶上安装了用于净化压载水的压载水处理系统(bwts)，以满足压载水排放的规定。
7.在下文中，将参照图1说明常规的压载水处理系统。
8.图1是用于表示一般的压载水处理系统的示意图。
9.如图所示，一般的压载水处理系统适用于净化从通海阀箱100供给到压载舱200的海水，并且包括压载水处理装置130。
10.因此，通过压载泵110从通海阀箱100引入的海水通过压载水处理装置130净化，然后填充到压载舱200中。
11.在这种情况下，压载水处理装置130包括用于去除压载水中含有的有害微生物或浮游生物的过滤部131和用于对有害微生物或浮游生物进行消毒的化学处理部135。
12.此外，如图所示，压载水处理系统包括：中和装置142，当压载舱200中的压载水被排放到船舶外部时，中和装置142适于中和该压载水；以及第一传感器140和第二传感器145，其适于当供给压载水和将压载水排放到船舶外部时测量压载水中的氧化剂浓度。
13.在这种情况下，过滤部131用于使用过滤构件去除压载水中包含的有害微生物或浮游生物，化学处理部135用于使用具有消毒效果的诸如次氯酸盐(naclo)的氧化剂来对该有害微生物或浮游生物进行消毒。
14.在这种情况下，常规的过滤部131使用具有多个细孔或间隙的网状或盘状结构的过滤元件来过滤和去除微生物，这些细孔或间隙的尺寸为约50至100μm。
15.然而，使用过滤部131和化学处理部135的常规压载水处理系统具有以下问题。
16.首先，常规过滤部的孔或间隙必须限制在几十微米的尺寸以过滤微生物，因此过
滤部会周期性地发生堵塞，从而导致系统停止运行，大大增加了其维护成本。
17.其次，船舶压载舱内填充的压载水量约为500-3000吨，相应的压载水处理系统要根据船舶大小保证每小时处理数百吨至数千吨海水，因此为了满足条件，过滤部必须变得非常大，且压载水处理系统必须相应地庞大，从而难以确保安装空间和可操作性，还需要在停止船舶航行的同时将船舶移动到干船坞进行过滤部的安装或更换等维修工作，并因停航造成巨大损失和大量的时间浪费。
18.第三，过滤部的孔或间隙的尺寸必须至少大于50μm，以确保压载水的流量，这样超微生物或浮游生物根本不会通过过滤部而被过滤掉，从而使整个系统的效率变差。
19.最后，常规的过滤部不过滤超微生物而使其通过，因此在化学处理部必须使用高浓度的次氯酸盐，从而必然需要用于确保大量次氯酸盐的次氯酸盐产生装置以及用于中和残留在压载水中的次氯酸的中和装置。


技术实现要素：

20.发明所要解决的技术问题
21.因此，本发明的一个目的是提供一种使用微切削单元的压载水处理系统，该系统能够允许微切削单元使用具有比常规过滤部相对大的间隙的刀片旋转体来机械地粉碎超微生物，从而防止在压载水供给中发生堵塞。
22.本发明的另一个目的是提供一种使用微切削单元的压载水处理系统，该系统能够在尺寸上紧凑以最小化安装空间并在船舶自身上进行诸如安装或更换的维修工作，而无需移动到干船坞。
23.本发明的又一个目的是提供一种使用微切削单元的压载水处理系统，该系统能够使用微切削单元完美地杀灭超微生物，以允许在消毒处理部中进行最少的化学或电消毒处理，从而提高系统的效率。
24.本发明的又一个目的是提供一种使用微切削单元的压载水处理系统，该系统能够最小化压载水中残留氧化剂的量，从而即使压载水在排放到船舶外部时不经过任何中和装置也能满足压载水排放的环境法规。
25.本发明的技术方案
26.为了实现上述目的，根据本发明，一种用于净化供给到船舶压载舱的压载水的压载水处理系统可以包括：压载泵，其位于用于供给压载水的压载水供给管上；流量计，其用于测量压载水的流量；压载水处理装置，其用于净化压载水；传感器，其用于测量压载水的残留氧化剂浓度；以及控制器，其用于控制压载水的供给和净化，其中，压载水处理装置包括微切削单元和消毒处理部，微切削单元适于通过多重堆叠刀片部的旋转而对压载水持续施加机械旋转冲击从而粉碎或杀灭压载水中所含的微生物，消毒处理部用于对压载水中残留的微生物进行化学消毒或电消毒，并且控制器可以根据流量计测得的流量和传感器测得的残留氧化剂浓度来控制多重堆叠刀片部的每分钟转数和消毒处理部的消毒强度。
27.在这种情况下，微切削单元可包括刀片旋转体，其上安装有多重堆叠刀片部，多重堆叠刀片部具有供压载水穿过的多个间隙，使得当刀片旋转体高速旋转时，引入刀片旋转体内部的压载水经过该多个间隙并因此沿径向排出。
28.此外，理想的是，控制器使微切削单元的刀片旋转体以850至1200rpm的转速旋转。
29.此外，消毒处理部可以包括下列至少任一单元：用于向压载水供给化学制品以对残留微生物进行消毒的化学制品供给单元、使用等离子体的等离子体单元、使用紫外线的紫外线(uv)单元以及用于产生氧化剂的电解单元。
30.在这种情况下，理想的是，化学制品供给单元可以将二氧化氯作为该化学制品供给至压载水。
31.此外，压载水供给管可以包括对压载水处理装置进行旁通的第一支管、对压载泵进行旁通的第二支管和设置在压载泵和流量计之间的旁通管，该旁通管将压载水排放到船舶外部，从而压载舱内的压载水不经过压载水处理装置而排放到船舶外部。
32.有益效果
33.如上所述，本发明的压载水处理系统具有以下优点。
34.首先，可以机械地粉碎和杀灭压载水中所含的超微生物，以基本防止压载水供给时发生堵塞，从而有效地运行压载水处理系统并显著降低其维护成本。
35.其次，压载水处理系统可以在尺寸上紧凑，使得与其相关的装置可以有效地定位以提高空间可用性，从而能够应用于各种船舶结构。
36.第三，压载水处理系统的诸如安装或更换等维修工作可以在船舶自身上完成，而无需移至干船坞，从而显著降低船舶停航造成的成本。
37.最后，可以在消毒处理部中进行最少的化学或电处理，从而提高整个系统的能源效率并满足压载水排放的环境法规，而无需具备任何中和装置。
附图说明
38.图1是用于表示一般的压载水处理系统的示意图。
39.图2是用于表示本发明的使用微切削单元的压载水处理系统的示意图。
40.图3是用于表示本发明的微切削单元的剖视图。
41.图4是用于表示图3的微切削单元的刀片旋转体的立体图。
42.图5是用于表示图4的刀片旋转体的仰视图。
43.图6是用于表示图4的刀片旋转体的多重堆叠刀片部的俯视图。
44.图7是用于表示图4的刀片旋转体的第二多重堆叠刀片部的立体图。
45.图8是用于表示本发明的使用微切削单元的压载水处理系统的压载模式的示意图。
46.图9是用于表示本发明的使用微切削单元的压载水处理系统的去压载模式的示意图。
47.图10是用于表示本发明的使用微切削单元的压载水处理系统的旁通模式的示意图。
具体实施方式
48.在下文中，将参照附图详细说明本发明的使用微切削单元的压载水处理系统。
49.如图1所示，首先，常规的压载水处理系统的压载水处理装置130包括过滤部131和化学处理部135，用于去除压载水(海水)中含有的有害微生物或浮游生物。
50.常规的过滤部131必须使用具有尺寸在大约50至100μm范围内的细孔和间隙的过
滤构件来持续地过滤大量海水，从而导致过滤构件上的周期性堵塞和随之而来的很多问题。
51.因此，本发明的压载水处理系统可以配置为用具有多重堆叠刀片部的微切削单元500代替常规的过滤部131，从而有效地粉碎和杀灭包含在压载水中的超微生物并且防止在压载水的供给中发生堵塞，并且被构成为允许在消毒处理部600中进行最少的化学或电处理，从而利用低浓度二氧化氯(clo2)作为氧化剂或提高能量效率。
52.现在，将参照图2至图10详细说明本发明的使用微切削单元的压载水处理系统。
53.首先，将参照图2说明本发明的使用微切削单元的压载水处理系统的整体构造。
54.在这种情况下，图2示出了本发明的使用微切削单元的压载水处理系统的整体构造。
55.如图所示，本发明的使用微切削单元的压载水处理系统用于净化从通海阀箱100供给到压载舱200的压载水(海水)，并且包括压载泵300、流量计400、压载水处理装置700、传感器800和控制器900。
56.通海阀箱100和压载舱200通过压载水供给管150彼此连接，压载水供给管150用作供给压载水的管，并且压载水供给管150上安装有多个阀155以在必要时打开和关闭其流动路径。
57.阀155的类型、阀155的数量和阀155的位置可以不受所示构造的具体限制，因此，它们可以根据构成压载水处理系统的部件的特性或布置适当地确定。
58.此外，压载泵300设置在压载水供给管150上，以将压载水从通海阀箱100输送到压载舱200，在这种情况下，流量计400用于测量供给的压载水的流量。
59.通常，根据船舶的尺寸或特性在压载舱200中填充约500至3,000吨压载水，并且考虑到在压载舱200中填充的压载水量，理想地，适当地确定压载泵300和流量计400的容量。
60.通常使用的装置可以用作压载泵300和流量计400，因此，将避免对压载泵300和流量计400的详细说明。
61.此外，压载水供给管150包括安装在其上的第一支管160、第二支管170和旁通管180。
62.第一支管160用于对压载水处理装置700进行旁通，使得如果需要，压载水绕过压载水处理装置700并因此移动。
63.因此，当需要对压载水处理装置700进行维护工作时或者如果不需要进行压载水处理时，可以调整压载水的移动路径。
64.此外，第二支管170用于对压载泵300进行旁通，旁通管180设置在压载泵300和流量计400之间。
65.因此，根据本发明，通海阀箱100的海水或压载舱200中的压载水通过压载泵300被排放到船舶外部，而不经过压载水处理装置700。
66.此外，压载水处理装置700用于净化供给到它的压载水，并且包括微切削单元500和消毒处理部600。
67.微切削单元500操作多重堆叠刀片部540(参见图4)以机械地粉碎和杀灭超微生物，消毒处理部件600用于使用诸如氧化剂的消毒剂或使用电消毒对在微切削单元500中未处理的微生物、浮游生物、病菌或细菌进行消毒。
68.此外，传感器800测量在压载水处理装置700中净化的压载水中的残留氧化剂的浓度，并因此将测量到的浓度传送到控制器900。
69.在这种情况下，控制器900用于控制压载水处理系统中各个部件的操作，从而控制电源和整个操作过程。
70.因此，控制器900控制压载泵300和安装在压载水供给管150上的多个阀155以确定压载水的供给和排放路径，从而允许如图8至10所示的各种操作模式。此外，控制器900根据流量计400测量的流量和由传感器800测量的残留氧化剂浓度来确定压载水处理装置700的微切削单元500的旋转速度和从消毒处理部600施加到压载水的消毒强度。
71.在下文中，将参照图3至7详细说明设置在压载水处理装置700中的微切削单元500。
72.首先，将参照图3说明微切削单元500的整体构造。
73.图3是用于表示本发明的微切削单元500的剖视图。
74.如图所示，微切削单元500包括管连接体510、刀片旋转体530和驱动器580。
75.管连接体510具有供压载水从中穿过的管的结构并连接到压载水供给管150(参见图2)，压载水供给管150用于将海水从通海阀箱100供给到压载舱200。
76.在这种情况下，管连接体510具有进水管511和出水管517，并且进水管511和出水管517连接到压载水供给管150。
77.进水管511具有入口512，压载水被引入其中，出水管517具有出口518，引入的压载水从该出口排出。
78.在这种情况下，入口512和出口518具有法兰，使得管连接体510可以连接到压载水供给管150，并且如图所示，它们在水平方向上彼此相同的线上形成在彼此相对的位置上。
79.然而，入口512和出口518的位置可不限于此，因此，它们可根据压载水供给管150的位置或形状而形成在各种位置和方向上。
80.此外，进水管511在水平方向上具有规定的长度，并且如图3所示，并且具有规定长度的粉碎器515位于进水管511的前侧(出口侧)的顶部。
81.在这种情况下，进水管511的在水平方向上面向入口512的前侧被阻挡，并且分隔壁513设置在与粉碎器515连接的进水管511的顶部。
82.分隔壁513具有形成在其上的连通孔514以使压载水从中通过，使得进水管511的内部区域和粉碎器515的内部区域通过连通孔514而相互连通。
83.因此，如图3所示，进水管511具有以直角弯曲的倒“l”形结构。
84.此外，粉碎器515是其中插入稍后将讨论的刀片旋转体530的部件，并且具有中空的圆柱形结构。粉碎器515的下侧与进水管511的分隔壁513联接，且粉碎器515的顶部通过法兰与驱动器580的轴套585的下侧联接。
85.此外，粉碎器515具有形成在其一侧壁(出口侧)上并因此与出水管517连通的出口孔516，使得粉碎器515的内部区域与出水管517的内部区域连通。
86.在这种情况下，粉碎器515的出口孔516形成在出水管517的出口518上方，因此，出水管517从出口孔516倾斜向下延伸，然后在水平方向上弯曲从而形成出口518。
87.相应地，进水管511、粉碎器515和出水管517的内部区域通过连通孔514和出口孔516而依次相互连通。
88.同时，通过压载泵300(参见图2)从通海阀箱100供给的压载水移动到微切削单元500，并且在这种情况下，压载水通过入口512进入进水管511，如图3所示。
89.进入进水管511的压载水与入口512相对侧的前侧壁表面碰撞，向上移动，然后通过连通孔514进入粉碎器515的内部。
90.进入粉碎器515内部的压载水通过刀片旋转体530、出口孔516和出水管517，并因此通过出口518排出。
91.在这种情况下，如参照图2所说明的那样，排出的压载水移动到消毒处理部600。
92.此外，进水管511、粉碎器515和出水管517的内部区域中设置有各种形状的引导构件，以便平缓地形成压载水的流动路径，使得压载水可以容易地移动。
93.同时，为了便于描述，进水管511、粉碎器515和出水管517彼此分开设置，但是它们可以彼此一体地形成。否则，它们可以可拆卸地彼此联接。
94.在下文中，将给出驱动器580的说明。
95.如图3所示，驱动器580包括驱动电机581、驱动轴582和轴套585。
96.驱动电机581施加用于旋转刀片旋转体530的旋转力并且通过驱动轴582连接到刀片旋转体530从而旋转整个刀片旋转体530。
97.在这种情况下，驱动电机581联接到轴套585，轴套585连接到管连接体510的粉碎器515。
98.轴套585具有圆柱形结构，其内部是空的，以使得驱动轴582耦合地穿过其中，并且轴套585的下侧联接到粉碎器515的顶部。
99.在这种情况下，驱动轴582可旋转地穿过轴套585的下侧和粉碎器515的顶部，并因此联接到刀片旋转体530。
100.因此，驱动轴582所穿过的轴套585的下侧和粉碎器515的顶部具有密封结构，从而防止压载水泄漏。
101.此外，轴承586设置在轴套585的下侧以平缓地旋转驱动轴582，驱动轴582所穿过的轴套585的下侧和粉碎器515的顶部采用常用方法密封，以防止发生压载水泄漏。
102.在这种情况下，考虑到单元的规模或大小，如有必要，驱动轴582可以通过轴连接件而延伸并因此联接到刀片旋转体530。
103.现在，将参照图4至7详细说明刀片旋转体530。
104.在这种情况下，图4是用于表示图3的微切削单元500的刀片旋转体530的立体图，图5是用于表示图4的刀片旋转体530的仰视图，以及图6是用于表示图4的刀片旋转体530的多重堆叠刀片部540的俯视图。
105.此外，图7是用于表示图4的刀片旋转体530的第二多重堆叠刀片部560的立体图。
106.在这种情况下，图6示出了第一多重堆叠刀片部550的刀片551和六个第二多重堆叠刀片部560的刀片561形成刀片旋转体530的多重堆叠刀片部540的一层的构造，以便于描述。
107.如图3所示，刀片旋转体530与进水管511的连通孔514连接，从而位于压载水所沿着流动的流动路径上。随着刀片旋转体530的高速旋转，引入其中的压载水通过多个间隙g1、g2并因而向外部(在径向上)排出，从而通过施加机械旋转冲击来粉碎并杀灭压载水中所含的超微生物。
108.在这种情况下，如图4所示，刀片旋转体530具有重复形成有多个间隙g1、g2的多重堆叠刀片部540，并且该多重堆叠刀片部540是圆柱形的，使得压载水进入其中心。
109.因此，压载水沿着刀片旋转体530的旋转中心轴(驱动轴)s(见图5)的方向通过管连接体510的连通孔514被引入到刀片旋转体530的内部，并借助于刀片旋转体530通过驱动器580进行的旋转而穿过多重堆叠刀片部540的旋转区域a(参见图6)，穿过形成在多重堆叠刀片部540中的多个间隙g1和g2，并沿径向排出。
110.如图4所示，刀片旋转体530包括上板531、下板535和多重堆叠刀片部540。
111.在这种情况下，上板531和下板535具有圆形板的形状并各具有规定的面积和厚度而且在旋转中心轴s的方向上彼此面对地间隔开。
112.在这种情况下，驱动轴582的下端周边联接到上板531的中央部分。
113.此外，如图5所示，下板535具有穿过其中央部分的入口孔536以将压载水引入其中。
114.入口孔536对应于进水管511的连通孔514而形成。
115.刀片旋转体530联接到驱动轴582并因此高速旋转，因此，下板535设置为与形成在进水管511上的分隔壁513的顶部间隔开。在这种情况下，理想的是，沿连通孔514的内周表面设置圆柱形引导构件，以允许压载水有效地进入入口孔536的内部。
116.此外，如图4所示，多重堆叠刀片部540设置在上板531和下板535之间。
117.多重堆叠刀片部540用于进行旋转以将机械旋转冲击施加到压载水，从而粉碎和杀灭包含在压载水中的微生物，并且多重堆叠刀片部540设置在上板531和下板535之间以沿旋转中心轴s的方向重复地形成多个间隙g1和g2，使得引入刀片旋转体530的中央部分的压载水穿过多个间隙g1和g2排放到外部(径向地)。
118.在这种情况下，多重堆叠刀片部540包括第一多重堆叠刀片部550和第二多重堆叠刀片部560，并且如图5和6所示，它们被设置为沿刀片旋转体530的周边形成旋转区域a(具有围绕旋转中心轴s的规定宽度的圆形带)。
119.第一多重堆叠刀片部550具有多个圆形带状刀片551，这些圆形带状刀片551在沿着上板531和下板535的内表面(相面对的表面)的周边安装的同时顺序地彼此堆叠以在旋转中心轴s的方向上重复地形成多个间隙g1。
120.结果，如图4所示，间隙g1沿着刀片旋转体530的周边以旋转中心轴s为中心设置成环的形式，并因此在旋转中心轴s的方向上重复堆叠以形成圆柱形。
121.在这种情况下，理想的是，每个第一多重堆叠刀片部550的整个刀片551的外径略小于上板531和下板535的外径，从而确保防损坏和稳定性。
122.如图6所示，每个第一多重堆叠刀片部550上以规定间隔形成有通孔553，固定螺栓750穿透地联接到通孔553。
123.固定螺栓570穿透地联接到沿下板535的周边径向形成的联接孔537，从而允许下板535和第一多重堆叠刀片部550固定到上板531。
124.此外，如图7所示，每个第二多重堆叠刀片部560包括一对固定器562和设置在该对固定器562之间的多个刀片561。
125.第二多重堆叠刀片部560如图7所示，其中将刀片561的一部分除去，刀片561设置为形成堆叠部分，在该堆叠部分中重复形成相同的间隙g2。
126.在这种情况下，刀片561具有依次堆叠在彼此之上的带形以形成间隙g2。
127.每个第二多重堆叠刀片部560被构成为使刀片561的前端联接地插入每个第一多重堆叠刀片部550的间隙g1中并且使刀片561的后端延伸到规定的长度因而与刀片旋转体530的旋转中心轴s相邻。
128.在这种情况下，如图6和7所示，每个第二多重堆叠刀片部560具有规定长度的拱形形状，并且六个第二多重堆叠刀片部560沿着每个第一多重堆叠刀片部550的刀片551而围绕旋转中心轴s径向设置。
129.在这种情况下，如图6所示，每个刀片561具有在其旋转方向上倾斜的拱形形状。
130.此外，如图5和6所示，向旋转中心轴s方向延伸的六个刀片561的后端位于具有规定直径的假想圆c上。
131.在这种情况下，假想圆c的直径略小于引入压载水的入口孔536的直径，因此，当从刀片旋转体530的下侧上看时，第二多重堆叠刀片部560的后端暴露在外部。
132.结果，从下板535的入口孔536引入的压载水进入多重堆叠刀片部540的旋转区域a，与多重堆叠刀片部540一起旋转，并径向排出。
133.在这种情况下，如图6所示，刀片561的前端理想地联接到对应的第一多重堆叠刀片部550的刀片551以从刀片551向外突出，但是如图4所示，它们并不会从上板531和下板535的周边向外突出，从而保证刀片561的防损坏和稳定性。
134.此外，固定器562和刀片561在其两端沿竖直方向在同一条直线上形成通孔567和568，并且在其前端形成倾斜表面563。
135.在这种情况下，固定螺栓570穿透地联接到通孔567和568，因此，第二多重堆叠刀片部560借助于固定螺栓570和螺母而固定到上板531。
136.具体地，用于将下板535和第一多重堆叠刀片部550联接到上板531的固定螺栓570联接到形成在刀片561的前端上的通孔568，并且用于将第二多重堆叠刀片部560联接到上板531的固定螺栓570联接到形成在刀片561的后端上的通孔567。
137.因此，当驱动器580旋转时，第一多重堆叠刀片部550和第二多重堆叠刀片部560同时与上板531和下板535一起旋转。
138.此外，固定器562的前端和第二多重堆叠刀片部560的刀片561联接地插入到第一多重堆叠刀片部550的间隙g1中，使得第二多重堆叠刀片部560提供对应于第一多重堆叠刀片部550的刀片551的厚度的间隙g2。
139.因此，对应于间隙g1的间隔件565装配到形成在第二多重堆叠刀片部560的后端上的通孔567。
140.间隔件565是普通的垫圈，可以装配到固定螺栓570，但只要规定的构件可以保持间隙g2，它们就可以自由地用作间隔件565。
141.结果，第二多重堆叠刀片部560的刀片561彼此堆叠，同时保持间隙g2对应于间隔件565的厚度。
142.此外，第二多重堆叠刀片部560的刀片561的前端与第一多重堆叠刀片部550的刀片551交替堆叠。因此，第二多重堆叠刀片部560的刀片561保持装配到第一多重堆叠刀片部550的间隙g1，并且因此，由第一多重堆叠刀片部550形成的间隙g1和由第二多重堆叠刀片部560形成的间隙g2彼此不具有任何相同的高度并且因此定位成彼此交叉。
143.具体地，当在刀片旋转体530的水平方向上观察时，第一多重堆叠刀片部550的刀片551位于与第二多重堆叠刀片部560的间隙g2相同的高度处，并且第二多重堆叠刀片部560的刀片561位于与第一多重堆叠刀片部550的间隙g1相同的高度处。
144.此外，如果第一多重堆叠刀片部550的刀片551具有与第二多重堆叠刀片部560的刀片561相同的厚度，则间隙g1和g2具有彼此相同的厚度。
145.结果，穿过第二多重堆叠刀片部560的间隙g2的压载水在具有施加到其上的离心力的同时碰撞第一多重堆叠刀片部550的刀片551，使得可以更有效地粉碎和杀灭微生物。
146.在这种情况下，考虑到第一多重堆叠刀片部550的刀片551的厚度，第二多重堆叠刀片部560具有适当厚度的间隔件565，从而适当地调整间隙gl和g2。
147.具体地，在第一多重堆叠刀片部550和第二多重堆叠刀片部560彼此重叠的部分上不需要间隔件565，但是如果需要调整间隙g1和g2，间隔件565可以位于第一多重堆叠刀片部550和第二多重堆叠刀片部560彼此重叠的部分上。
148.根据本发明，第一多重堆叠刀片部550和第二多重堆叠刀片部560的间隙理想地保持在大约2至5mm，但不限于此，而是可以考虑到压载水的流量或可用条件而适当地确定。
149.如果间隙g1和g2太小，例如可以有效去除超微生物，但不能保证适当的压载水量。反之，如果间隙g1和g2过大，虽然可以保证较大的压载水量，但超微生物的去除效果会变差。
150.因此，考虑到压载水的流量、要去除的微生物的大小或性质等，适当地确定间隙g1和g2的大小。
151.此外，甚至第二多重堆叠刀片部560的成对的固定器562也要插入到第一多重堆叠刀片部550的间隙g1中，因此，它们具有考虑到第一多重堆叠刀片部550的间隙g1而确定的合适的厚度。
152.接下来，将给出压载水处理装置700的消毒处理部600的说明。
153.消毒处理部600用于通过化学或电处理对穿过压载水供给管150供给的压载水中包含的微生物、病菌和细菌进行二次消毒。
154.消毒处理部600包括用于将作为规定消毒剂的化学制品供给至压载水从而对残留微生物进行消毒的化学制品供给单元、使用等离子体的等离子体单元、使用紫外线(uv)的uv单元以及用于产生氧化剂的电解单元中的至少任何一种。
155.首先，将说明作为消毒处理部600的化学制品供给单元。
156.化学制品供给单元使用二氧化氯(clo2)作为氧化剂，并且包括用于储存二氧化氯的化学制品罐和用于将储存在化学制品罐中的二氧化氯供给至压载水的供给泵。
157.因此，化学制品供给单元用于根据控制器900的控制而使用供给泵将适当量的二氧化氯供给至压载水。
158.在常规的化学处理部135(参见图1)的情况下，过滤部131中可过滤的超微生物是有限的，使得许多未通过过滤部131过滤掉的微生物进入化学处理部135，并且为了通过化学处理部135杀灭所有微生物，要将至少6ppm的高浓度次氯酸盐(naclo)供给至压载水。
159.海水电解时会产生次氯酸盐，而在常规做法中，相应地在船舶上附加地安装次氯酸盐产生装置以确保大量产生次氯酸盐，从而造成额外的设备安装和高耗电量，而为了排放压载水，此外还必须安装用于中和压载水中残留的次氯酸的中和装置142。
160.然而，根据本发明，机械旋转冲击持续通过微切削单元500施加到压载水，从而杀灭几乎所有的超微生物，并且因此，用于二次处理微生物的化学制品供给单元只向压载水供给最少量的二氧化氯。
161.具体地，作为消毒处理部600的化学制品供给单元理想地向压载水供给约1ppm的低浓度二氧化氯。
162.根据本发明，压载水处理系统使用相对少量的二氧化氯，因此，二氧化氯储存在化学制品罐中，并因此使用时无需任何附加的二氧化氯产生装置。
163.在这种情况下，二氧化氯被供给至压载水，同时保持在约1ppm的低浓度，并且由于低浓度二氧化氯在自然状态下解离，本发明的压载水处理系统不需要任何附加的中和装置142来中和压载水中残留的次氯酸，由此也不需要任何附加的传感器。
164.此外，供给泵连接到化学制品罐，因此根据控制器900的控制而将化学制品供给到压载水供给管150。通常使用的计量泵或空气压缩机可用作供给泵从而将二氧化氯供给至压载水。
165.除了化学制品供给单元之外，等离子体单元、uv单元或电解单元可用作消毒处理部600。
166.等离子体单元和uv单元被配置为将用于产生等离子体的等离子体腔室和用于产生uv线的uv腔室连接到压载水供给管150，使得当压载水移动穿过等离子体腔室或uv室时向压载水中加入等离子体或uv线，以对压载水中残留的微生物进行消毒。
167.通常用作等离子体或uv发生器的设备可以用作等离子体单元或uv单元，并且将避免对该设备的详细说明。
168.此外，电解单元可以用作消毒处理部600。
169.如果希望对海水进行电解，则生成作为氧化剂之一的次氯酸，从而对压载水中残留的微生物进行消毒。
170.因此，一般的电解装置被用作电解单元，并且电解装置连接到压载水供给管150以电解压载水(海水)。在这种情况下，通过使用次氯酸作为压载水中产生的氧化剂来对残留的微生物进行消毒。
171.根据本发明，机械旋转冲击通过微切削单元500持续施加到压载水，从而主要地杀灭几乎所有的超微生物，因此，用于辅助处理微生物的等离子体单元或uv单元可以将等离子体或uv强度降至最低，从而提高能源效率。
172.即使在电解装置的情况下，也能进一步降低电解强度以最小化作为氧化剂的次氯酸的产生，从而提高能量效率并满足压载水排放法规，而无需任何附加的中和装置用于中和产生的次氯酸。
173.同时，传感器800用于测量通过压载水处理装置700的压载水中包含的残留氧化剂的浓度，因此，控制器900响应于由传感器800测得的残留氧化剂浓度来确定压载水是否满足环境法规。
174.在这种情况下，典型的总残留氧化剂(tro)传感器可以用作传感器800以测量诸如no2、no3、po4等氧化剂的浓度。
175.传感器800理想地包括用于以数值显示残留氧化剂浓度的显示单元，以允许从外部看到浓度值，从而可以在外部实时监测残留氧化剂浓度。
176.在下文中，将参照图8至10详细说明本发明的使用微切削单元的压载水处理系统的操作过程。
177.图8是用于表示本发明的使用微切削单元的压载水处理系统的压载模式的示意图，图9是用于表示本发明的使用微切削单元的压载水处理系统的去压载模式的示意图，图10是用于表示本发明的使用微切削单元的压载水处理系统的旁通模式的示意图。
178.在本发明的使用微切削单元的压载水处理系统中，压载水供给管150包括安装在其上的第一支管160、第二支管170和旁通管180。
179.因此，由于压载水的移动路径通过第一支管160、第二支管170和旁通管180而受到控制，如图8至10所示，根据压载模式、去压载模式和旁通模式来选择性地使用流动路径。
180.首先，对如图8所示的压载模式进行说明。
181.在压载模式下，通海阀箱100中的压载水(海水)由压载水处理装置700净化，然后填充到压载舱200中。
182.首先，压载泵300在控制器900的控制下运行，以通过压载水供给管150将通海阀箱100中的海水强制供给到压载舱200。
183.在这种情况下，靠近压载泵300设置的流量计400测量通过其中的压载水的流量，并将测量值传输到控制器900。
184.进而，通过流量计400的压载水进入压载水处理装置700的微切削单元500，如图中箭头所示。
185.因此，如图3所示，压载水通过管连接体510进入刀片旋转体530的内部。
186.在这种情况下，刀片旋转体530在控制器900的控制下根据流量计400测量的流量值以大约850到1200rpm的速度旋转，但是可以根据诸如间隙g1和g2的大小等各种条件来适当地确定转速。
187.在这种情况下，压载水通过管连接体510的入口512进入进水管511，向上移动，通过分隔壁513的连通孔514和在刀片旋转体530的下板535上形成的入口孔536，并进入刀片旋转体530的旋转区域a(见图6)。
188.此外，由于刀片旋转体530和多重堆叠刀片部540通过驱动器580的旋转而高速旋转，因此进入多重堆叠刀片部540的旋转区域a的压载水与多重堆叠刀片部540一起旋转。
189.在这种情况下，压载水接收压载泵300的流动压力和由多重堆叠刀片部540的旋转产生的离心力，通过第二多重堆叠刀片部560的间隙g2和第一多重堆叠刀片部550的间隙g1，并排放到刀片旋转体530的外部(沿径向方向)。
190.此外，第一多重堆叠刀片部550和第二多重堆叠刀片部560的刀片551和561在使压载水从中通过的同时施加旋转力，并且在压载水通过间隙g1和g2并向外部推动的过程中，刀片551和561持续对压载水施加机械旋转冲击。
191.在这种情况下，压载水在与刀片551和561碰撞或被刀片551和561切割的过程中产生复杂的涡流，并因此而沿刀片旋转体530的径向排出。
192.结果，包含在压载水中的微生物反复碰撞第一多重堆叠刀片部550的刀片551和第二多重堆叠刀片部560的刀片561或被其切割，使得它们被粉碎并被杀灭。
193.此外，如图3所示，通过刀片旋转体530的压载水斜向下运动，依次通过出水管517和压载水供给管150，并进入消毒处理部600。
194.压载水中的微生物通过微切削单元500被初步粉碎和杀灭后移动到消毒处理部600，并且在这种情况下，消毒处理部600借助于化学或电处理对未通过微切削单元500杀灭的微生物、病菌和细菌进行二次消毒。
195.因此，获得了有害微生物通过压载水处理装置700被完全去除的压载水。
196.此外，通过压载水处理装置700处理的压载水沿着压载水供给管150移动，如图中箭头所示，在这种情况下，传感器800使用tro传感器测量压载水的残留氧化剂浓度并将测量值传输到控制器900，同时实时显示残留氧化剂浓度，以允许在外部的工作人员识别浓度值。
197.控制器900根据供给的压载水的流量值和传感器800中的测量值适当地控制消毒处理部600中的氧化剂供给量、等离子体或uv强度以及电解强度。
198.在下文中，将参照图9说明去压载模式。
199.在去压载模式中，填充在压载舱200中的压载水被排放到船舶外部，如图所示，压载水在与压载模式下的流动路径相反的方向上沿着压载水供给管150从压载舱200移动到通海阀箱100。
200.在这种情况下，控制器900打开安装在穿过第一支管160、第二支管170和旁通管180的路径上的阀155，并关闭其余的阀155。
201.因此，如果压载泵300运行，则填充在压载箱200中的压载水通过第一支管160并因此移动而不通过压载水处理装置700。
202.在这种情况下，传感器800和流量计400测量压载水的残留氧化剂浓度和压载水的流量值。
203.此外，如图所示，穿过第一支管160的压载水穿过第二支管170，通过压载泵300进入压载水供给管150，从而穿过旁通管180从船舶排放到外部，如图中箭头所示。
204.因此，通过对移动路径的控制，使用压载泵300将压载水排放到船舶外部，而无需任何附加的排放泵用于将压载水排放到船舶外部。
205.在旁通模式下，如图10所示，如果需要，通海阀箱100中的海水直接排放到船舶外部，而不是供给到压载舱200，为此，在位于通海阀箱100和压载泵300之间的阀155和安装在旁通管180上的阀155均打开的状态下，压载泵300运行以将海水直接排放到船舶外部。
206.根据本发明，通过使用压载水供给管150、第一支管160、第二支管170和旁通管180来控制压载水的流动路径，从而有效地调节来自通海阀箱100的海水的排放、压载水的处理和供给以及压载水排放到船舶外部。
207.根据本发明，进一步地，通过使用微切削单元500以机械方式去除微生物，从而防止了通过使用过滤部而在海水供给中发生堵塞，并且压载水处理系统的尺寸紧凑。此外，在对压载水处理系统进行安装或更换等维修工作时，无需移动至干船坞即可在船舶自身上完成维修工作，从而显著降低因停航造成的成本，甚至超微生物被完美杀灭，从而有效满足压载水排放环境法规。
208.如上所述，已经说明了本发明的使用微切削单元的压载水处理系统的优选实施例，但本发明不限于此，可以采用各种其他实施例。
209.在微切削单元500的情况下，每个第一多重堆叠刀片部550的刀片551彼此联接以具有单环形式的整体结构，但是例如，六个刀片551可以单独地彼此联接以用与第二多重堆
叠刀片部560相同的方式形成一个圆刀片551。
210.在这种情况下，如果第一多重堆叠刀片部550的一些刀片551损坏，则仅损坏的刀片551被更换为新的，从而容易对其进行维护。
211.此外，压载水供给管150、第一支管160、第二支管170、旁通管180和多个阀155的位置、数量或连接结构可根据设计中的变化而适当调整。
212.产业利用性
213.如上所述，本发明的使用微切削单元的压载水处理系统可以有效地杀灭海水中含有的有害微生物或浮游生物，从而适用于各种压载水处理系统以满足压载水排放的环境法规并适用于各种需要杀灭微生物的海水供给管线。

技术特征：
1.一种压载水处理系统，其用于净化供给到船舶压载舱的压载水，具备：压载泵，其位于用于供给压载水的压载水供给管上；流量计，其用于测量压载水的流量；压载水处理装置，其用于净化压载水；传感器，其用于测量压载水的残留氧化剂浓度；以及控制器，其用于控制压载水的供给和净化，所述压载水处理系统的特征在于，所述压载水处理装置具备微切削单元和消毒处理部，所述微切削单元适于通过多重堆叠刀片部的旋转而对压载水持续施加机械旋转冲击从而粉碎或杀灭压载水中所含的微生物，所述消毒处理部用于对压载水中残留的微生物进行化学消毒或电消毒，所述微切削单元具备连接到压载水供给管的管连接体、设置在管连接体中并安装有所述多重堆叠刀片部的刀片旋转体以及用于旋转所述刀片旋转体的驱动器，所述刀片旋转体具备上板和下板，所述上板装配到驱动器的驱动轴上，所述下板在旋转中心轴的方向上与所述上板面对地间隔开并且具有形成在其中央部分上以引入压载水的入口孔，并且所述多重堆叠刀片部安装在所述上板与所述下板之间并且其内形成有多个间隙，以使得压载水在所述旋转中心轴的方向上穿过所述入口孔被引入并因此在径向上穿过所述多个间隙排放，并且所述控制器根据流量计测得的流量和传感器测得的残留氧化剂浓度来控制所述刀片旋转体的每分钟转数和所述消毒处理部的消毒强度。2.根据权利要求1所述的压载水处理系统，其特征在于，所述控制器使所述微切削单元的所述刀片旋转体以850至1200rpm的转速旋转。3.根据权利要求1所述的压载水处理系统，其特征在于，所述消毒处理部具备下列至少任一单元：用于向压载水供给化学制品以对残留微生物进行消毒的化学制品供给单元、使用等离子体的等离子体单元、使用紫外线的紫外线(uv)单元以及用于产生氧化剂的电解单元。4.根据权利要求3所述的压载水处理系统，其特征在于，所述化学制品供给单元将二氧化氯作为所述化学制品供给至压载水。5.根据权利要求1至4任一项所述的压载水处理系统，其特征在于，所述压载水供给管具备对所述压载水处理装置进行旁通的第一支管、对所述压载泵进行旁通的第二支管和设置在所述压载泵与所述流量计之间的旁通管，所述旁通管将压载水排放到船舶外部，从而压载舱内的压载水不经过所述压载水处理装置而排放到船舶外部。

技术总结
本发明涉及一种使用微切削单元的压载水处理系统，包括压载泵、流量计、用于净化压载水的压载水处理装置、用于测量压载水残留氧化剂浓度的传感器以及控制器，其中，压载水处理装置具备：微切削单元，该微切削单元适于通过多重堆叠刀片部的旋转而持续对压载水施加机械旋转冲击，从而粉碎或杀灭压载水中所含的微生物；以及消毒处理部，其用于对压载水中残留的微生物进行化学消毒或电消毒。控制器根据流量计测得的流量和传感器测得的残留氧化剂浓度来控制刀片旋转体的每分钟转数和消毒处理部的消毒强度。的消毒强度。的消毒强度。


技术研发人员：徐岷竖
受保护的技术使用者：徐岷竖
技术研发日：2021.11.11
技术公布日：2023/8/6