具有过滤单元、消毒单元、测量单元和调节单元的压舱水处理装置的利记博彩app

专利名称：具有过滤单元、消毒单元、测量单元和调节单元的压舱水处理装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种水处理装置，尤其是压舱水处理装置，用于去除 沉淀物和/或去除和/或杀死活着的生物体，所述水处理装置具有至少 一个过滤单元和至少一个消毒单元。
背景技术：
用压舱水运栽入侵生物体是世界海洋的最大威胁之一。为了稳定 该状况，船舶必须接纳压舱水，如果其卸载或未被完全装载。船舶在 压舱水中运载沉淀物和生物体，例如藻类，并在到达港口/到达区域中 在排卸时将所述生物体释放。视船舶的航行路线而定，这些生物体不 会自然地在该区域中出现，这些生物体可能作为入侵生物体在适合的 生活条件和缺少天敌的情况下实现，并这样导致显著的生态方面、经 济方面和健康方面的危害。
现今的压舱水管理实践为在外海上的压舱水置换，其中借助海水 将港口水从压舱水箱中排出。为此目前或者使用泵压法或者先将水箱 放空并随后用海水再次填充。科学背景是假设由于不同的生活条件， 来自港口区域的生物体不能在外海生存下来且反之亦然。但这在宽的 生物体耐受范围的情况下不总成立且所述置换由于多角的压舱水箱构 造而无法完全地进行。此外，所述置换是非常费时的，例如在船上有
100 000吨压舱水的大型原油油轮的情况下可能持续数天。经常出于
船舶和船员的安全的原因，例如在恶劣天气条件下，完全放弃在外海 上的置换。
因此，需要通过在船上有效地处理压舱水来替代至今通常的压舱 水置换，以便抑制通过在压舱水中运栽而使入侵生物体进一步全球性传播。
除了高生物有效性外主要要求是所述处理方法可整合到在船舶和
压抢水系统的运行中。在此重要的是，压舱水处理以50-7000 m7h范 围内的高体积流量不间断地运行。其它的要求是高自动化程度、低维 护需要、适合的材料选择、无由消毒方法造成的腐蚀增强以及在船上 的安装情况的考虑。
与现在的船上压舱水系统(其为用于填充和排空压舱水箱的管道 系统)相比，在安装处理系统时必须注意将一部分经净化的水用于分 离器的排污，例如用于反向冲洗过滤器。为了不延长压舱水引入过程 的时间和由此船舶的停泊时间，必需选择分离器，其即使在压舱水中 高沉淀物含量的情况下也具有高压舱水净产量。
压舱水处理装置必需能胜任所有的在世界范围内出现的水质。生 物的和化学-物理的水质暴露于强烈的地理、气候和季节性波动。
压舱水可由河水、出海口的水和海水组成并由此允许极其丰富的 生物体多样性，该生物体在压舱水处理时必需被除去或杀死。相关的
生物体类群包括鱼类、软体动物和贝类动物、浮游动物、浮游植物、 孢嚢、细菌以及病毒。
在化学-物理的水参数中，尤其是粒度分布和悬浮沉淀物浓度(测 量参数可过滤出的物质)对于处理是至关重要的。除了所述的影响 因素外，这些还取决于压舱水引入的地点的局部条件，如风和潮沙的 影响，邻近的船舶运动，驱动装置和船首喷射舵的利用，其导致将沉 积的沉淀物巻起并由此导致升高的浓度。尤其是在受潮沙影响的港口 中出现极其高的沉淀物浓度。
公知的是具有一个或多个较大的机械分离器的装置，但其不适于 在船上的安装情况和例如超过了 2. 5m的通常的甲板高度。沉淀物在压 舱水箱中的沉积由于装载容量的损失和水箱净化而引起高费用。 一些 装置具有高的压力损失或需要高的压舱水泵的输送压力。目前的压抢 水泵的输送压力在1.5-4巴的范围内并只能有限地提升。UV-系统用 于压舱水消毒(W0 02/074 692 )由于低的水透过率是不适宜的。
7空化气蚀作用(例如通过改变流动分布型(WO 2005/108 301)或通 过超声波(WO 2005/076 771)在管道中产生)用于消毒需要非常高的能 耗且由于作用力总是与材料的损伤(例如在管道上)相关。
其它已知的消毒方法如臭氧(WO 2006/086 073)或二氧化氯(WO 02/44089)的应用受限于这些物质必须在船上才高成本地生产。在二 氧化氯的情况下，需要将两种危险的化学品在计量添加前的混合。在 臭氧的情况下同样存在对于船员的健康危险。臭氧从水中放出气体， 并因为压舱水箱不是封闭的容器，而是具有引出的空气管道，所述有 毒臭氧气体可到达环境大气中。此外还没有最终弄清楚，是否臭氧引 起增强的材料(其用于压舱水管道系统和水箱系统)的腐蚀。由于海 水中的pH值为7-8.5，由于较高的溴化物浓度，可能在臭氧化过程 中形成致癌的溴酸盐。
在计量添加作为商业可得的成品化学品形式的杀生物剂时(EP 1
006 084， EP 1 447 384)必须注意的是，这些化学品需要一定的从数
小时到数天范围内的起效时间并还仅在一定的时间内有效。如果在压 舱水箱中作用持续时间比航行时间更短，则必须任选地在船上补加杀
生物剂。但是如果作用持续时间未过去并由此所述杀生物剂还未耗尽， 则所述压枪水出于环境原因还不允许排出。在此可在压舱水运行中产 生强的限制。
传统的氯电解需要在水中的最低电导率以制备消毒剂(例如，W0 2005 061 394)。因为大多数船舶设计用于世界范围内的航行，在此在 河水(淡水)中的应用范围是不可能的。在河水中的低电导率的情况 下，必须首先由盐水(WO 03/023 089)或通过盐的添加 (US 2006/0113257)借助电解制备消毒剂。该操作方式具有的缺点是必须将 化学品在船上供应、储存且在计量添加前手动调制。
此外不利的是，在传统的电解时产生的残余氯不允许直接与压舱 水一起排到环境中。必须或者保持在排水前在船上的保留时间，直到 残余浓度降到接近零(W0 2006/003 723)，或残余氯浓度必须通过添加932 )而破坏。由此需要在船上供应、储存、处理和计量添加其它的化 学品。
通常，在水处理中消毒剂的计量添加按体积流量成比例地(EP 1 447 384)或基于在出口中的消毒剂的浓度的在线测量和相应的消毒过 程的后续调节(US 20060113257， WO2005061394)而进行。在此，处 理的直接效果如活着的生物体的杀死不包括在内。
不利的是，按体积流量成比例的计量添加仅允许一个恒定的计量 比例，但不考虑水质的波动和因此由此引起的消毒剂在水中不同的消 耗。
通常的用于调整消毒过程的在线测量方法基于在处理结束后测量 消毒剂的浓度。为此大多在通到主流的旁路中使用具有传感器的恒电 位的测量单元，其中在线测定氧化剂氯(游离的和/或总氯)、二氧化 氯、臭氧、溴还有0H-自由基的浓度并将其用作消毒过程的调节变量。 于传感器前整合的过滤器意于防止故障，但是容易堵塞。在测量含固 体和含藻类的表层水时，测量单元中发生颗粒的聚集和生物污着，其 可导致消毒剂的额外消耗并由此使测量失准。为了避免而需要高的维 护花费，其一般不能由少数的在船上的船员成员完成。如果多种氧化 剂同时在水中存在，则在消毒剂之间可能没有区别并探测到所有氧化
剂的剩余浓度。
当今的压舱水系统的运行的监测经体积流量测量和/或在压舱水 箱中的液位测量和相应的数据存储进行。在已知的压舱水处理方法中 利用液位的变化以证明压舱水箱被排空并经过泵被释放(W0 2005/10830)。但是，这没有证明压舱水也被处理。

发明内容
本发明的任务在于，提供一种用于去除沉淀物和/或去除和/或杀 死活着的生物体的水处理装置，特别是压舱水处理装置，其克服了所 述缺点并在保持规定的在每单位体积水中活着的生物体的数目方面的
极限值的情况下保证可靠的水处理，其尤其适合于船舶中的压艙水处
9理装置的要求。
该任务根据本发明通过根据权利要求1的水处理装置得到解决。 在此特别有利的是，所述装置具有探测单元，借助其可测定每单 位体积水中可预先给定的尺寸的活着的生物体数目，且所述装置具有
控制单元，借助其取决于所测定的活着的生物体的数目可控制消毒单 元。
通过测定每单位体积水中可预先给定的尺寸的活着的生物体的实 际数目，由此可能准确地调节消毒单元，即既不进行水的过弱的消毒 也不进行水的过强的消毒。所述装置不限于处理压舱水，其同样可一 般性地用于不仅在船舶上而且在陆地上的工业用水的处理。通过测定 每单位体积水中活着的生物体的数目(其随后形成调节消毒单元的依
据)，可以使所述装置适应严格化的环境标准并保持可预先给定的极
限值，尤其是用于保持IM0性能标准D2，用其规定对于将压舱水引入 到环境中的国际上有约束力的极限值。
其它有利的实施方式在从属权利要求中给出。
优选将探测单元连接于消毒单元的下游。由此可以直接测定由消 毒单元流出的水的水质。
特别有利的是，如果用于探测活着的浮游植物细胞和/或微生物的 探测单元具有荧光计，借助其可测定基于单位体积水计的最小荧光性 和最大荧光性，且其具有评价单元，借助其可进行变化的荧光性的计 算以及活着的一种参比类型的浮游植物细胞和/或微生物的数目的计算。
在此，最小荧光性Fo是指由活着的和死的细胞产生的荧光性，最 大荧光性Fm相应于这样的荧光性，其中至少几乎所有的原初电子受体 被还原，且变化的荧光性Fv相应于最大荧光性F迈和最小荧光性Fo 之间的差值，分别基于待检测的位于测量室中的水和/或生物体计。
为了测定在水中活着的细胞或者生物体，可借助荧光计探测荧光 性。在此，可区分为两种状态， 一方面是最小荧光性Fo (暗态)以及 在引入光，尤其规定波长的光时的最大荧光性Fm。令人惊奇地表明，最大荧光性Fm减去最小荧光性Fo的差值，即变化的荧光性Fv,是在
测量室中或者测试量的水和/或生物体中活着的浮游植物细胞和/或微 生物的数目的量度，因为变化的荧光性Fv与活着的细胞数目相关联。
通过测量最低荧光度Fo (没有照明)，测量最高荧光度Fm (在照 明时)以及通过形成Fm减去Fo的差值而计算变化的荧光性Fv，可以 计算在测量室中或者测试量的水和/或生物体中活着的一种参比类型 的浮游植物细胞和/或微生物的数目。
作为通过形成最大荧光性Fm减去最小荧光性Fo的差值计算变化 的荧光性Fv的另选方案或累积方案(kumulativ)，还可以在测量室 中探测焚光性感应曲线的动态走向，尤其是通过部分地或完全地探测 荧光性感应曲线的随时间的走向，并通过借助算术模型的内推法获得 缺失的信息。
荧光强度与在测试室中或者在水中/从水中取得的测试量中一种 参比类型的细胞的数目成正比，即，所述关联性遵循直线关系，其中 比例性直线的斜率又为单个细胞尺寸的量度。
优选用于探测活着的浮游植物细胞和/或微生物的探测单元具有 荧光计，其中所述荧光计具有至少一个光源和至少一个探测器。
优选，所述探测单元具有由比色杯，尤其由玻璃或塑料制成的比 色杯形成的检测室。
"检测室"可以为测试空间，其用待检测的水填充，即水试样， 但是其还可以为薄膜过滤器，借助其过滤特定量的待检测的水且其中 最小荧光性Fo和最大荧光性Fm的测量直接用在薄膜过滤器表面上的 细胞层在无水的情况下进行。
有利的是，如果探测单元具有至少一个脉沖光源和/或至少一个连 续的光源，尤其是LED。
优选探测单元具有多个光源，尤其是至少一个脉冲光的光源，尤 其是具有约420mn波长的蓝光的光源，和/或至少一个连续光的光源， 尤其是具有660認波长的红光的光源，和/或具有大于700nm波长的光 源。
ii优选设置有存储单元，借助其可暂时或持久地储存经测定的每单 位体积的水中活着的生物体的数目，特别是用于文档编制目的。经此 使可复核的文档编制成为可能。
所述探测单元可与所述装置的控制单元和存储单元连接。由此这 使成功处理的证明成为可能。这可除了信息如持续时间和压舱水运行 的类型(压舱水引入或排出)外也作为证明而在所谓的压舱水记录本 中使用。
优选所述装置具有连到定位系统和/或导航系统的接口 。 在优选的实施方式中，水处理装置，尤其是水处理装置的控制单
元，与船舶的控制系统和/或与船舶的GPS (全球定位系统)，例如导 航系统相连。
另选地还可借助卫星无线电通信而呼叫、转播、外部存储和加工 数据。在所有情况下可以证明，在何位置，用何处理效率和以何量引 入水或者压舱水或者将经处理的水或者压枪水排放到环境中。这简化 了可能的法律规定的检查例如在港口国家检查中。
优选所述过滤单元具有多个串联和/或并联设置的过滤器，尤其是 可反向冲洗的过滤器。由此可能提高过滤的品质和/或过滤大的体积流 量。
优选所迷过滤单元具有至少两个并联的具有小于或等于50 Mm的 公称过滤细度的精滤器。
尤其是在设置多个并联的过滤器时，所述过滤单元以这样的方式 运行，即至少一个过滤器用于过滤待处理的水，而同时在反向沖洗运 行中清洗并联的过滤器。在采用更多个过滤器时，所述过滤单元可这 样运行，即将每个单独的过滤器在过滤器运行一段运行时间后反向冲 洗，而同时在至少一个并联的过滤器中另外过滤水。以该方式可有规 律地反向冲洗每个单独的过滤器，由此可保证均一的过滤品质并通过 如下方式预防堵塞或损坏分别依次单独反向冲洗并联的过滤器。
优选所述过滤单元具有至少一个水力漩流器，尤其是多个并联的 水力漩流器，尤其是一个或多个具有30 jLim至60 pm的分离粒度的水力漩流器。
优选所述过滤单元具有至少一个粗滤器，尤其是具有大于50拜 的公称过滤细度的粗滤器。
通过机械预分离，可以很大程度上分离出颗粒和生物体以减轻随 后的消毒负担并减少消毒剂消耗。此外，必须将一些生物体，如抗性 休眠状态，事先机械地分离出来，因为这些生物体单独地通过消毒剂 不足以被损害。
优选设置有至少一个压力感应器，借助其可测定经过所述过滤单 元的压降。
优选在超过可预先给定的经过所述过滤单元的压降的极限值时和 /或在可预先给定的时间间隔期满之后进行所述一个或多个过滤器的 反向沖洗。
所述一个或多个过滤器的反向冲洗优选借助反向冲洗泵，尤其是 用高的反向冲洗水压，尤其是用4巴至7巴的反向冲洗水压进行。
在优选的实施方式中，所述过滤单元具有多个并联的过滤器，其 中每个单独的过滤器借助可控制的阀门可接通或可断开。
优选所述过滤单元经过至少一个可控制的阀门连接到原水管道 上，其中所述原水管道在阀门关闭时形成旁路。
优逸设置有输送泵，尤其有利的是，如果输送泵连接于过滤单元 的上游。
优选设置有反向冲洗泵。这样的反向沖洗泵用作在货栈的反向沖 洗运行中供给水。反向沖洗水压越高，所述反向沖洗过程和由此清洗 作用，尤其是所述过滤器的这些，就越有效。
优选所述装置具有至少一个水箱，尤其是压舱水箱。
优选装置的或所述装置的单个组件的反向冲洗过程用饮用水和/ 或用工业水和/或用借助所述装置处理过的水进行。
优选设置有用于容纳经反向冲洗的滤渣的保存槽。但是，另选地 还可将经反向冲洗的滤渣引入到环境中，因为在压舱的情况下，滤渣 只含有那些来自周围环境中的生物体。优选所述装置具有可关闭的旁路。这样的旁路允许所述装置的旁 路应急运行，以便在一个或多个组件出故障时，例如由于堵塞，其要 求手动清洗，可以保证船舶的安全并使船舶的压舱在任何时候都成为 可能。
优选设置有至少一个用于测量体积流量的传感器，尤其是可设置 有用于测量在原水管道中的体积流量的传感器。
优选在排水管道和/或在反向沖洗水管道中设置有用于测量体积 流量的传感器。
优选所述消毒过程在没有外部计量添加化学品的情况下进行。通 过放弃添加用于水的消毒的化学品，不需要与危险相关的运输以及处 理和应用气态、液态或固态的危险化学品。
优选所述消毒单元具有至少一个电解槽，其取决于所测定的活着 的生物体，尤其是活着的浮游植物细胞和/或微生物的数目而是可控制 的。
在优选的实施方式中，所述消毒单元具有多个可开关的并联的各 自具有至少一个电解槽的支路。通过多个支路的并联可实现非常高的 体积流量，其允许有效的和快速的压舱和压舱水排放。
优选借助所述消毒单元可产生短寿命的氧化产物，其允许直接引 入经处理的水到环境中。
优选所述装置具有脱气设备和/或排气设备，尤其是可将脱气设备 和/或排气设备连接于所述消毒单元的下游。
优选所述装置可在反向冲洗模式和/或水箱排空模式中运行，其中 消毒过程，其取决于借助探测单元所测定的每单位体积水中可预先给 定的尺寸的活着的生物体的数目而是可控制的，借助所述消毒单元进 行和/或借助所述过滤单元进行过滤。
通过水质的监测和水的消毒，可保持引入极限值，因为消毒单元 (其用于在反向冲洗模式和/或水箱排空模式中水的消毒)的控制，取 决于借助所述探测单元所测定的每单位体积水中可预先给定的尺寸的 活着的生物体数目而进行，因为在填充水箱时在水中存在的残余的生物体可在保存时间期间在水箱中繁殖。
优选所述装置可以应急运行模式运行，其中经旁路管道在绕行所
一个^舱水箱。"^由此可保证即;吏在i"个组件故障时也不会威胁船舶的 安全，因为始终可以压舱和排放压舱水。
优选所述装置具有模块式构造，其中尤其是过滤单元和消毒单元 分别形成一个模块。另选地所述过滤单元可划分为多个模块，如粗分 离器和精滤器。
通过模块式构造，使更好地将压舱水处理装置整合到船舶中和其 压舱水系统中成为可能。待处理的体积流量既可通过多个处理装置的 并联设置和/或由单个的处理总成或者处理模块(粗分离器、精滤器、 电解槽)的并联设置实现。
通过模块式设计所述装置可具体适应于各自的船舶，以便最佳地 利用所提供的空间和管道布局。所述装置的压力损失是非常低的并尤
其为低于1.5巴，从而可使用具有当今可获得的输送高度的压舱水泵 并还可另外填充处于高处的压舱水箱。对于所有的組件，总成高度包 括维护高度在内优选低于2. 5m的通用甲板高度。
在使用本发明的水处理装置的情况下的水处理过程包括如下处理 步骤
1. 在压舱水引入期间最大程度地机械分离出颗粒和沉淀物和大 量的生物体；
2. 随后在压舱水引入时在压舱水箱前消毒以进一步减少活着的 生物体数目；
3. 最后在压舱水排出期间消毒以保持所规定的极限值或者所规 定的排放标准，尤其是保持IMO性能标准D2。
首先借助粗分离器，尤其是借助至少两个并联的水力漩流器和/ 或用至少一个粗滤器，和/或至少两个精滤器进行最大程度的机械分 离。通过在压舱水引入时具有S 50 nm的公称过滤细度的最大程度的 机械分离，将大部分生物体还有沉淀物和悬浮物除去。为此优选使用
15盘式过滤器系统。
通过机械的预分离减轻了消毒阶段的负担，该阶段可相应地设计 得更小。消毒在不添加化学品的情况下进行，以便在其到达压舱水箱 之前进一步减少活着的生物体的数目。因为残余的生物体在摆渡期间 可在那里繁殖并生长，所以在泵出压舱水时重新应用消毒，因为必须
保持所要求的排放极限值，因为国际IMO压舱水协议直接对船舶的排 放要求该标准。
如果达到所规定的流入侧和流出侧之间在压力损失(其通过压力 差值测量而测得)，则引入所述过滤器的反向冲洗操作。在该情况下 经过控制设备引入第一过滤器罩的反向冲洗过程并随后依此反向冲洗 其它的过滤器軍。另选地，如果在所规定的时间间隔内所规定的压力 差值出现，在所述时间间隔结束后，进行所述反向冲洗过程。
直接在压舱水管道中安装电解消毒装置并且在直径上只比法兰占 有稍大的空间，用所述法兰所述消毒装置连接到管道上。在此不需要 化学品在船上的供应、处理和计量添加并由此适于在船上运行中的紧 缺的时间和少量的船员数。通过在管道中的原位制备，船员不接触氧 化剂且不存在安全危险。
与传统的电解不同，在此所使用的电解可较低地取决于水的导电 率而运行，尤其是在淡水，尤其是在具有50mS/m电导率的淡水的情况 下。
直接在电解槽中产生由不同的消毒剂和氧化剂，尤其是OH-和氧 自由基和游离氯组成的混合物。这是有利的，因为由于海洋生物的高 多样性和不同的敏感性，没有消毒剂单独地能够杀死所有生物体类型。 不必遵循在消毒期间特定的起效时间。氩和消毒副产物的形成比在传 统的电解系统的情况下少。产生的氬经过连续充气和排气器或经过主 动的脱气/吹气过程而除去。所形成的消毒副产物的浓度低于WHO饮用 水品质标准线的数值。
电解槽这样操作，使得所产生的氧化剂在5 — 30分钟之后不再可 检测出且残余浓度符合在水中天然的空白值。由此减少了对于环一境的危险且压舱水可在排出时第二次被消毒并直接引入环境中。此外，其 可在各种方法中灵活地运行以排出压舱水，例如当附加地将喷射器用 于排空水箱时。
通过取决于在水中活着的生物体(例如藻类)的探测的控制而直 接即时的消毒效率调节防止了在排出流中存在比需要更高的氧化剂浓 度，由此降低了电流消耗且避免了其它的损伤，如在随后的压舱水管 道 - 和-水箱系统中的腐蚀，以及在排放到环境中时不必要高的氧化
剂浓度。外加还原剂以在排放前破坏残余浓度的氧化剂因此是不必要 的。通过该调节和所形成的氧化剂的快速分解，可在釆用直接导入到 环境中的开放系统中应用所述水处理装置。因此所述装置还可用于处 理其它的海水，例如在近海工业、冷却水或水产养殖中应用。
通过活着的生物体的数目的即时监测和消毒的相应调节，尤其在 靠近海岸的区域排放压舱水时是有利的，在那里进行各种利用，如游 泳活动、水产养殖等。如果消毒结果未达到，则存在致病生物体(例
如Vibrio chlorea (霍乱弧菌)或毒性的沟鞭藻类)到达所利用水域 中的危险。但是如果在处理时过多使用消毒剂，则存在可能形成毒性 消毒副产物及其直接引入的危险。
体积流量通过感应流量计和/或压力计检测。在使用并联的水力凝 流器的作为在精滤器上游的粗分离器的情况下，流量计在通常未调节 转数的压舱水泵之后用于在最佳的入流区域操作水力凝流器。单个的 水力漩流器的接通和断开可经过活门相应于体积流量的波动而进行， 因为水力漩流器的去除效率强烈地取决于通过的体积流量。
如果电解槽的电流不进一步调高，则用流量计在所述探测单元后 测定的体积流量被节流并由此进一步提高消毒效率。
本发明的水处理装置的实施例以图解方式描述于

图1中并在下文 中得到解释。
根据图1的水处理装置连接于船舶的压舱水系统中并具有原水流 入管道l，其与通海阀箱连通。为了输送海水而设置有输送泵A。为了 确定体积流量而在所述泵A的下游设置有传感器10。将待处理的水经过进料管道15导入到过滤单元B，其在所述的实施例中具有三个并联的过滤器11、 12、 13。借助压力传感器14测定经过过滤单元B的压降。如果经过过滤器ll、 12、 13的压降超过一个确定的极限值，则依此单个地反向冲洗过滤器11、 12、 13,而每种情况下两个另外的过滤器进一步在过滤器运行中工作。
将经预过滤的水经过集流管道16进一步输送到消毒单元C，其具有电解槽。探测单元D连接于电解槽C的下游，借助所述探测单元测定每升水的活着的生物体数目并且所述探测单元具有评价单元和控制单元，其中消毒单元，即电解槽C的控制，经过数据线路17取决于每升水的活着的生物体数目而进行。
在电解槽C和消毒单元D之间设置有排气机18，以便使所输送的水脱气，尤其是从水中去除在电解槽C中所形成的氢。
在排流管道的分流中操作探测单元D，因为所述测量仅需要少量的水体积。因为测量信号特定地只取决于活着的细胞的数目，高沉淀物浓度不会妨碍该测量。
将经处理的，即经过滤和经消毒的水经连接装置2输送到压舱水箱中。
在反向沖洗管道19中，其经过连接装置4连接到一个未示出的水箱上，设置有反向冲洗泵E。反向冲洗泵E用于在反向冲洗过滤器11、12、 13时输送水，只要反向冲洗过程由于确定的经过过滤单元B的压降过大而被触发，以及用于在压舱结束时清洗过滤器11、 12、 13。
如果在水处理过程期间无法提供新鲜水用于反向沖洗过程，则在触发反向冲洗过程时经过管道21将一部分经处理的水用于反向沖洗过程并通过反向冲洗泵E输送。在没有或具有暂时的反向冲洗过程或由于非常高的沉淀物负荷而似乎持续地将经过管道21的水分流的情况下运行所述装置时，为了监测体积流量且为了检测经处理的水的总量，借助传感器22在将水导入压舱水箱之前检测体积流量。
优选用由消毒装置D流出的水反向冲洗过滤器11、 12、 13。为此任选将排流管道节流并直接经过管道21由反向冲洗泵E抽吸入水。这
18具有优点，即流出水还具有消毒的功效，由此过滤器ll、 12、 13在每污着。
对于流出水量不足以用于反向冲洗的情况，例如不足以正好在运行停止之前用于最后的过滤单元的反向冲洗的情况，则经过连接装置4在没有消毒的情况下或经过连接装置5从压舱水箱在通过借助泵A输送水经过旁路20到消毒单元C而消毒的情况下使用外部水。
输送泵A同样用于在排放压舱水时输送水，其中在将水排放到环境中前重新借助消毒单元C进行消毒，以便从水中去除那些通过在压
到要保持的极限值。为此设置有管道21，其这样连接，使得可进行具有排出流消毒的反向冲洗。为此所述装置具有连到压舱水箱上的连接装置5，通过该连接装置可从水箱中取出水并可引导水经过所述处理装置，即尤其是在绕过过滤单元B的情况下经过旁路20通过消毒单元C，其中重新消毒并随后借助探测单元D检测。
经过连接装置3将经反向冲洗的滤渣(其在压舱水接收时产生)排到船外或输入未示出的保存槽中。
因此，借助所述装置经过过滤和消毒进行压舱水的处理。在压抢水接收时首先过滤由通海阀箱经过连接装置1所接收的海水，并紧接着消毒并随后经过连接装置2泵送到压舱水箱中。如果船舶必需再次排出所接收的压舱水，则在排放压舱水时进行水的附加的消毒，以便满足规定的排放标准。
具体实施例方式
所述根据图1的水处理装置允许各种运行模式，其在下文中得到详细解释。所述处理装置的功能描述如下划分
1. 压舱水的接收
2. 在压舱水接收期间反向沖洗过滤器(过滤器的内部清洗)
3. 压舱水接收后的过滤器清洗4. 排放压舱水
5. 旁路应急运行
情况l:压舱水的接收
所述装置的处理步骤由在过滤单元B中釆用盘式过滤器形式的过 滤器ll、 12、 13的过滤过程和基于电解原理的消毒过程C组成。
过滤单元B由三个并联的盘式过滤器形式的过滤器11、 12、 13 构成。盘式过滤器借助彼此重叠挤压的塑料盘形成过滤面积。这些塑 料盘在上侧和下侧具有凹槽。当所述盘彼此重叠放置时，所述凹槽彼 此交叉，并由此在盘组外侧形成开孔的表面并在内部形成断点。在此， 凹槽的深度和排列决定了公称过滤细度和过滤面积。在该过滤器中表 面过滤效果和深度过滤效果均起作用，由此实际的过滤细度还有过滤 面积可能不同于公称的过滤细度和过滤面积。
消毒单元C整合于管道中并具有比管道本身稍大的周长。其借助 电解原理由表层水产生氧化性物质。为此横跨流动方向设置有四组电 极对，其以格栅的形式形成。在这些格栅上在流过的水上发生电解。 所述格栅本身配备有涂层，所述涂层防止腐蚀，但同时保证导电性。 所述电解在低电压范围内发生。因此，可避免形成过量的氩和氧的气 体。
为了监测消毒的结果而使用探测单元D。探测单元D以光度法测 定在消毒过程的排出流中仍然活着的特定尺寸的一种参比类型的生物 体的数目。在消毒单元C中的消毒强度经探测单元D调整，该探测单 元D由在消毒过程的排出流中仍然活着的生物体的数目给出信号。这 在控制消毒过程中导致升高或降低电流并因此直接通过在电解槽中所 形成的氧化性物质对活着的生物体的作用调节消毒功率。
借助传感器10、 22测定流入和流出的体积流量以及经过过滤元件 11、 12、 13借助压力传感器14测定压力。此外，借助探测单元D测 定所测得的每单位体积水中活着的细胞的数目。将所有测得的数据编 制成文档，即存储。
20通过上级的监测单元和控制单元控制单个设备、装置部件和模块 的释放。如果例如位置反馈信号或测量仪预先具有错误的值，则发出 相应的警报，其拒绝释放。
如果存在所有所需的释放，则开始引入压舱水。为此将压舱水-
泵A接通。压舱水通过过滤器ll、 12、 13泵送，随后流过消毒过程C 并从那里经过连接装置2流到压舱水-水箱中，和/或可通过切换用于 反向冲洗的活门经过管道21直接用于反向冲洗，如果产生高沉淀物负 荷，该反向冲洗在压舱水引入期间是需要的。在达到规定的压力差值 时或达到规定的时间间隔时引入反向冲洗过程。对反向冲洗过程进一 步描述于情况2中。
情况2:压舱水引入期间的反向冲洗
过滤器ll、 12、 13是并联的。这具有优点，即一个过滤器可在清洗 其它的过滤器期间继续接收入流。为了清洗而使用消毒过程的排出流并 因此4吏用仍接收入流的过滤器11、 12、 13的滤出液。为了清洗必须激活 反向沖洗泵E。通过切换活门提供所需的水并且或者所需的水经过连接 装置4从新鲜水箱中取出或者经过管道21从经处理的水中分流。反向冲 洗泵E反向输送经过滤出液侧以6巴的提高的压力通过过滤器軍并如此 清洗该滤出液侧。将滤渣在原水侧经过连接装置3通过滤渣管道向船外 导出或在收集槽中临时储存。
清洗的持续时间是可预先给定的，例如每单个过滤器ll、 12、 13为 10秒。如果清洗过滤器罩，将所述活门再次回置到过滤位置，则可以清 洗下一个过滤器軍。这按固定的顺序进行，因为触发反向沖洗的压力差 值只由整个串联确定。
在反向沖洗过程中，将通过弹簧拉力施加到盘上的力通过反向沖洗 泵的压力解决。所述盘安装在过滤器组件上。该过滤器组件具有环绕相 切设置的喷嘴，通过这些喷嘴将反向冲洗水压出。由此引起所述盘旋转， 其主动支持所述清洗。如果反向沖洗的活门再次关闭，则过滤器组件下 降且弹力将正在经清洗的盘再次依此压挤。情况3:在压抢水引入后的过滤器清洗
在所要求量的压舱水引入后，且在所述装置断开前，为了保护免于 细菌污染并作为进一步的压抢工序的准备而清洗过滤器軍。为此进一步 过滤原水。所述工序与反向冲洗过程的区别在于，过滤器罩在清洗后不 再用于过滤且为该目的设置消毒功率到最大值。
然后原水被过滤，经过消毒过程C并经过管道21直接被输送到反向 冲洗泵E。不再设计向压舱水箱中的输入流。如在标准的反向冲洗过程 中那样，将水抛弃到船外。可不再仅用原水清洗最后两个的过滤器罩， 因为没有滤出液容器可用。尽管如此，为了达到清洗而切换在压舱水-泵A前面的活门。然后借助压舱水-泵A从靠a置的压舱水箱中将已 经过滤后的和消毒后的压抢水取出，或将在船上可获得的工业用水或饮 用水在没有消毒的情况下引导经过连接装置4，或从压抢水箱重新经过 消毒引导经过连接装置5并用于反向冲洗。
情况4:排放压舱水
为了能够排放压舱水，将水从压舱水箱经过连接装置5泵送。经安 装的旁路20绕开过滤器11、 12、 13，或通过闭合可控制的阀门而关闭 的过滤器ll、 12、 13自身的原水管道用作旁路。然后直接引导压舱水通 过消毒过程C并引向船外。
根据要求用探测单元D的信号调节所迷消毒过程，以便保持排放标 准。对于这样的情况，即探测单元D应显示规定的标准未被保持且不能 进一步提高电流的情况，则借助待释放的体积流量的节流通过提高停留 持续时间而额外地提高消毒的剂量。
在必须输送高的体积流量的那些压舱水泵中，使用所谓的喷射器 以将压舱水箱的剩余物排空。在排空压抢水箱中的剩余物时所述喷射 器保护压舱水泵免受空化气蚀作用。用压舱水泵将经过滤的和经消毒 的海水引导通过所述喷射器。该通过拉瓦尔喷嘴导过的驱动流产生负 压，用该负压可排空压舱水箱的剩余物。不仅驱动流而且由排空剩余物得到的压舱水再一次被输送到消毒过程，之后将这两个料流引导到船外。
情况5:旁路-应急运行
如果一个或多个过滤器11、 12、 13，消毒C或反向冲洗设备出现故障，则在出于安全原因必需引入压舱水的情况下可绕开这些设备。为此旁路20绕过整个设备或者模块。
权利要求
1. 水处理装置，特别是压舱水处理装置，该装置用于去除沉淀物和/或去除和/或杀死活着的生物体，其具有至少一个过滤单元(B)和至少一个消毒单元(C)，其特征在于，所述装置具有探测单元(D)，借助该单元可测得每单位体积水中可预先给定的尺寸的活着的生物体数目，并且所述装置具有控制单元，借助该单元取决于测得的活着的生物体数目可控制消毒单元(C)。
2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，探测单元(D)连接 于消毒单元(C)的下游。
3. 根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，探测单元(D) 具有荧光计用于探测活着的浮游植物细胞和/或微生的，借助该荧光计 可测得基于单位体积的水计的最小荧光性和最大荧光性，并且探测单 元(D)具有评价单元，借助该评价单元可进行变化的焚光性的计算以 及一种参比类型的活着的浮游植物细胞和/或微生物的数目的计算。
4. 根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，探测单元 (D)具有荧光计用于探测活着的浮游植物细胞和/或微生物，其中所述荧光计具有至少一个光源和至少一个探测器。
5. 根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，探测单元 (D)具有测试室，其由比色杯，尤其是由玻璃或塑料制成的比色杯形成。
6. 根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，探测单元 (D)具有至少一个脉沖光源和/或至少一个连续的光源，尤其是LED。
7. 根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，探测单元 (D)具有多个光源，尤其是至少一个脉沖光的光源，尤其是具有约420nm波长的蓝光的光源，和/或至少一个连续光的光源，尤其是具有 660nm波长的红光的光源，和/或具有大于700nm波长的光源。
8. 根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，设置存储 单元，借助该单元测得的每单位体积水中活着的生物体的数目可暂时或持久地存储。
9. 根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，所述装置 具有连到定位系统和/或导航系统的接口。
10. 根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，过滤单 元(B)具有多个串联和/或并联设置的过滤器(11、 12、 13)，尤其 是可反向冲洗的过滤器(11、 12、 13)。
11. 根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，过滤单 元(B)具有至少两个并联的具有小于或等于50nm的公称过滤细度的 精滤器。
12. 根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，过滤单 元(B)具有至少一个水力漩流器，尤其是多个并联的水力漩流器，尤 其是具有30|im至60nm的分离粒度的水力漩流器。
13. 根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，过滤单 元(B)具有至少一个粗滤器，尤其是具有大于50nm的公称过滤细度 的粗滤器。
14. 根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，设置至 少一个压力传感器(14 )，借助该压力传感器可测定经过过滤单元(B ) 的压降。
15. 根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，所述一 个或多个过滤器(11、 12、 13)的反向沖洗在超过经过过滤单元(B)到期后进行。
16. 根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，所述一 个或多个过滤器(ll、 12、 13)的反向沖洗借助反向冲洗泵(E)进行， 尤其是用高反向沖洗水压，尤其是用4巴至7巴的反向冲洗水压进行。
17. 根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，过滤单 元(B)具有多个并联的过滤器(11、 12、 13)，其中每个单个的过滤 器(ll、 12、 13)借助可控制的阀门可接通或切断。
18. 根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，过滤单元(B )经过至少一个可控制的阀门连接到原水管道上，其中所述原水 管道在阀门关闭的情况下形成旁路。
19. 根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，设置有 输送泵(A)，尤其是输送泵(A)连接于过滤单元(B)的上游。
20. 根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，设置有 反向冲洗泵(E)。
21，根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，所述装 置具有至少一个水箱，尤其是压舱水箱。
22. 根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，所述装 置的或所述装置的单个组件的反向冲洗用饮用水和/或用工业用水和/ 或用借助所述装置处理过的水进行。
23. 根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，所述装 置具有用于容纳经反向冲洗的滤渣的保存槽。
24. 根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，所述装 置具有可关闭的旁路(20)。
25. 根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，设置有 至少一个用于测量体积流量的传感器(10、 22)，尤其是设置有用于 测量在原水管道中的体积流量的传感器(10)。
26. 根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，设置有 用于测量在排水管道和/或反向冲洗水管道中的体积流量的传感器(22)。
27. 根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，所述消 毒过程在没有外部计量添加化学品的情况下进行。
28.根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，消毒单 元(C)具有至少一个电解槽，其取决于所测定的活着的生物体的数目， 尤其是活着的浮游植物细胞和/或微生物的数目而是可控制的。
29. 根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，消毒单 元(C)具有多个分别具有至少一个电解槽的可开关的并联的支路。
30. 根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，借助消毒单元(c)可产生短寿命的氧化产物，其允许将经处理的水直接引入到环境中。
31. 根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，所述装 置具有脱气设备和/或排气设备(18)，尤其是脱气设备和/或排气设 备(18)连接于消毒单元(C)的下游。
32. 根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，所述装 置可以反向沖洗模式和/或水箱排空模式运行，其中消毒过程，其取决 于借助探测单元(D )所测定的每单位体积水中可预先给定的尺寸的活 着的生物体的数目而是可控制的，借助消毒单元(C)和/或借助过滤 单元(B)的过滤过程而进行。
33. 根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，所述装 置可以应急运行模式运行，其中经过旁路管道(20)在绕过过滤单元(B)和/或消毒单元(C)和/或探测单元(D)的情况下填充至少一个 压抢水箱。
34. 根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，所述装 置具有模块化的构造，其中尤其是过滤单元(B)和/或消毒单元(C) 和/或探测单元(D)分别形成模块。
全文摘要
水处理装置，尤其是压舱水处理装置，用于去除沉淀物和/或去除和/或杀死活着的生物体，其具有至少一个过滤单元(B)和至少一个消毒单元(C)，其中所述装置具有探测单元(D)，借助其可测定每单位体积水中可预先给定的尺寸的活着的生物体的数目，且所述装置具有控制单元，借助该控制单元取决于所测定的活着的生物体的数目消毒单元(C)是可控制的。
文档编号C02F1/38GK101484389SQ200780024850
公开日2009年7月15日 申请日期2007年8月14日 优先权日2006年9月25日
发明者A·考恩穆勒, H·沃勒 申请人:Rwo有限公司