臭氧喷射方法和系统技术方案

一种臭氧处理方法和一种水处理系统。方法包括：使水的一部分从管道中的水流中转向进入旁通管；将含臭氧的气体喷射入该部分的水中以便提供经臭氧处理的部分；使经臭氧处理的部分与管道中的水流重新汇合；和调节转向的部分，以便根据管道中的流量和喷射的气体中的臭氧比率来提供最小转向部分的流量。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2005年12月15日、进入中国国家阶段日为2006年9月27日、国家申请号为200580009923.2且专利技术名称为“臭氧喷射方法和系统”的PCT专利技术专利申请的分案申请。政府利益的声明本专利技术是在商务部，国家海洋和大气管理局授予的No.NA04OAR合同下，由政府资助做出的。政府具有本专利技术的一些权利。
本专利技术涉及压舱水臭氧注射方法和系统。更特别的是，本专利技术涉及一种注射臭氧的系统，其用于在向海上运输容器或船只的压载舱加装或排放压舱水时，对压舱水进行处理。
技术介绍
压舱水用于海上船只以补偿货物重量的不足，以便在船只的货舱是空载或部分空载时维持稳定性。例如在典型的运输操作中，海洋船只停靠在第一港口的码头以便装载货物，随后该船只航行至第二港口并在那里进行卸货。船只随后返回到第一港口并在那里装载其它货物。通常，船只以空载形式从第二港口返回至第一港口以便装运其它货物。船只配备有压载舱，其可充满水以便在船只进行空载航行时维持船只的吃水平稳，并且该压载舱在装载货物时可被排空。压舱水含有压载舱填充位置处固有的物种。这些物种与水一起装入压载舱内。随后，船只将压舱水运输至货物装载港口，在那里，将物种与压舱水一起排放到水环境中。对于排放水环境所而言，所排放的物种可能不是当地土生土长的物种并且可能会对该水环境有害。非当地的物种可能对环境造成损害并取代海底生物，并消灭为上层水中的所希望的本土物种提供食物和幼虫的浮游生物群。在1996年，美国国会通过了国家水生入侵物种法案(P.L.104-332)(“NAIS”)，以遏制非本土生物通过压舱水的排放而传播。该法案重新批准了五大湖区压舱水管理计划和阐述了具有压载舱的船只的适应范围。该法案要求运输部研究用以防止生物传播以及通过商船的压舱水进入美国水体的国家方针。NAIS，压舱水管理法案以及悬而未决或即将成为法律的法规管理规定了咸或淡压舱水在它们排放之前的处理，并且要求将所有的压舱水排放至被处理的美国领海以内(即，离海岸200海里以内或五大湖区中)，以便杀死或消除所有的水生公害生物(即，细菌，病毒，幼虫，浮游植物和浮游动物)。装入压载舱内以稳定海上运输船只的水是物理、化学和生物成分复杂的合成物。另外，水的成分会随港口的不同而显著变化，特别是生物成分。海水的复杂性和变化性会使消毒处理不可预知。由于生命体的抗药性的或预想不到的化学成分，用于处理水的各种已知方法和系统在处理压舱水时可能无法工作，或者，所建议的处理本身可使被排放的局部生态系统退化。已经发现，对于处理排放到指定水环境的压舱水，臭氧化是一种安全而有效的消毒方法和系统。美国专利No.6,125,778(Rodden)首先提出了对压舱水的臭氧化处理，其包括向压载水舱中喷洒臭氧。但是，直接向舱内喷洒可使臭氧消毒昂贵，并且由于不能到达压载舱内的所有空间，因此，效率较低。美国专利No.6,869,540(Robinson)提出了一种装卸压舱水的在线处理。Robinson方法可包括在将水填充入压载舱之前将臭氧注入用于装入海上运输船只内的水管中；将注入臭氧的水填充至压载舱的水内；并且，调节将臭氧注入水中的速率并且调节水装入船只内的水的速率，以便在水中提供目标物种生物灭杀量。Robinson的臭氧处理通过一种相继组合的两机理效应－臭氧处理和溴处理来实现消毒。臭氧通过氧化作用直接杀死物种。此外，臭氧和天然存在的海水溴化物之间的反应通过形成次溴离子和次溴酸来实现溴化消毒。已经发现，臭氧处理和溴化消毒过程的效应是叠加效应，即是一种超出了单独消毒过程的改进式联合效应。虽然与舱内处理相比，在泵入或排放海水期间对海水进行的在线臭氧处理更为有效和经济，但在某些情况下，在直接臭氧处理上会存在一些严重的成本限制。例如，载重吨位(DWT)为100,000至150,000的船只上的压舱水吸入/排放管的直径为18”。用于对这种尺寸的管线进行直接注入的设备的成本较为昂贵。因此，对于吸入/排放压舱水的直接臭氧处理，需要简单和节约成本的系统和方法。
技术实现思路
因此，本专利技术的第一方面涉及一种臭氧处理方法，其包括：为注入海上运输船只压载舱内的水确定物种的目标生物灭杀；在将水注入压载舱之前调节水的转向部分；调整水的转向部分的调节和将臭氧注入该部分内的注入速率，以便获得目标生物灭杀；将臭氧以确定的速率注入经调节的转向部分内，以便在使该部分水与用于注入压载舱内的水重新混合时实现目标生物灭杀。本专利技术的第二方面涉及一种臭氧处理方法，其包括：使注入海上运输船只的压载舱内的一部分水转向；确定臭氧产量Q，足以将臭氧注入该部分水中，以便在该部分水与用于注入压载舱内的水重新汇合时获得目标臭氧浓度；通过具有确定臭氧产量的发生器，将臭氧注入该部分水中；使该部分水与注入压载舱内的水重新汇合。本专利技术的第三方面涉及一种臭氧处理方法，其包括：为注入海上运输船只的压载舱内的水确定物种的目标生物灭杀；在将水填充至压载舱内之前，使一部分水转向；确定臭氧产量，足以将臭氧注入该部分水内，以便在使该部分水与注入压载舱内的水重新汇合时获得目标臭氧浓度；调节所述转向部分并且调节通过具有确定臭氧产量的发生器将臭氧注入该部分水内的速率，以便在使该部分水与注入压载舱的水重新汇合时，能够获得目标生物灭杀；使所述部分的水与注入压载舱内的水重新汇合。本专利技术的第四方面涉及一种压舱水处理系统，其包括：海上运输船只，其包括至少一个压载舱和至少一根向压载舱的入口/出口或从压载舱的入口/出口输送水的管道；用于使一部分水从管道转向的调节器；喷射器，其用于将臭氧以一定速率喷入所述部分的水内；控制器，其可操作地与调节器和喷射器相连，以调节水的转向部分和臭氧喷入该部分内的速率，以便在该部分与水重新汇合时实现所述目标生物灭杀。本专利技术的第五方面涉及一种臭氧处理方法，其包括：为从海上运输船只排放至海水的压舱水确定物种的目标生物灭杀；在排放之前调节压舱水的转向部分；调整水的转向部分的调节和将臭氧注入该部分内的速率，以便获得目标生物灭杀；以确定的速率将臭氧注入所调整的转向部分内，以便在使该部分与用于将注入臭氧的水排放至海水的水汇合时，实现目标生物灭杀。本专利技术的第六方面涉及一种压舱水处理系统，其包括：至少一个压载舱的海上运输船只；用于产生臭氧的臭氧发生器；压舱水管道，其用于从压载本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种臭氧处理方法，包括：使水的一部分从管道中的水流中转向进入旁通管；将含臭氧的气体喷射入该部分的水中，以便提供经臭氧处理的部分；使经臭氧处理的部分与所述管道中的水流重新汇合；和调节转向的部分，以便根据所述管道中的流量和喷射的气体中的臭氧比率来提供最小的转向的部分的流量。

【技术特征摘要】
2005.01.24 US 11/039,819;2005.09.15 US 11/226,359;1.一种臭氧处理方法，包括：
使水的一部分从管道中的水流中转向进入旁通管；
将含臭氧的气体喷射入该部分的水中，以便提供经臭氧处理的部
分；
使经臭氧处理的部分与所述管道中的水流重新汇合；和
调节转向的部分，以便根据所述管道中的流量和喷射的气体中的
臭氧比率来提供最小的转向的部分的流量。
2.根据权利要求1的方法，还包括：限制从将臭氧喷射入该部分
内至使该经臭氧处理的部分与所述管道中的水流重新汇合的喷射入臭
氧的水的保留时段。
3.一种水处理系统，包括：
用于将水从第一吸入位置输送至排放位置的水管；
从所述水管的第一点至返回点的旁通管，其中，所述旁通管使水
的一部分从所述水管处转向，以便在所述旁通管中循环并在返回点处
返回所述水管；
喷射器，其位于旁通管内以将臭氧注入水的转向部分内；
臭氧发生器，其产生用于通过所述喷射器喷射的臭氧；和
调节器，其用于调节所述转向部分以根据所述水管中的流量和注
入气体中的臭氧比率来提供最小的转向部分流量。
4.根据权利要求3的系统，还包括：位于所述喷射器下游的旁通
管内的静态混合器。
5.根据权利要求3的系统，包括：位于所述喷射器下游的旁通管
内的混合器；和
再喷射器，其用于将含有臭氧的转向部分水在所述返回点处重新

\t喷射入所述水管中。
6.根据权利要求3的系统，包括：多个喷射器，它们用于在将每
一部分水注入多个压载舱的对应压载舱之前，将臭氧注入水流的相应
的多个水的转向部分内。
7.一种臭氧处理方法，包括：
将海水通过管道上载至海上运输船只的压载舱；
在将水注入压载舱之前，调节上载水以使水的一部分转向，从而
水的转向部分转向通过旁通管；
调整水的转向部分的流量和将臭氧注入该部分内的速率，以根据
所述管道中的流量和臭氧在注入气体中的比率提供最小的转向部分流
量。
8.根据权利要求7的方法，还包括：限制从将臭氧注入所述部分
内至使臭氧处理部分与所述管道中的水流重新汇合的注入臭氧的水的
保留时段。
9.一种压舱水处理系统，包括：
船只，其包括至少一个压载舱和至少一根向所述压载舱的入口/出
口或从所述压载舱的入口/出口输送水的管道；
用于使水从所述管道的第一点输送到所述管道的返回点的旁通
管；
用于使水的一部分从所述管道转向进入所述旁通管的调节器；
将臭氧以一定速率喷入水的所述部分内的喷射器；和
控制器，其操作地与调节器和所述喷射器相连，以调节转向部分
的水，以便根据所述管道中的流量和臭氧在喷入气体中的比率来提...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰内斯·范·莱文，迈克尔·D·詹宁森，理查德·A·米勒，杰克·H·罗宾逊，
申请(专利权)人：纽泰科O三公司，
类型：发明
国别省市：美国;US