一种用于港区作业的远洋船舶压载水处理驳船的制作方法

技术特征：

1.一种用于港区作业的远洋船舶压载水处理驳船，其特征在于，该驳船包括集装式压载水高级氧化处理系统(1)和压载水汇集处理船体(2)；

所述的集装式压载水高级氧化处理系统(1)，安装在压载水汇集处理船体(2)的甲板上，包括集装式电源箱(3)、集装式储气箱(4)、集装式高级氧化溶液制备箱(5)和集装式水力空化高级氧化处理箱(6)四个单元，具有电源供给、富氧制备、高级氧化溶液制备及压载水水力空化高级氧化处理的功能，用于杀灭压载水中的海洋生物，降解有机物；

所述的集装式电源箱(3)，设有电力储能装置，在无外界岸电或船电供给时，利用电力储能装置独立为集装式储气箱(4)、集装式高级氧化溶液制备箱(5)、集装式水力空化高级氧化处理箱(6)、压载水排放泵(7)、压载水导流翻板(13)及附属仪器提供电力；

所述的集装式储气箱(4)设有无油空压机、富氧机、空气储气罐和富氧储气罐，四者之间采用管路连接；集装式储气箱(4)与集装式高级氧化溶液制备箱(5)之间通过供气管路连接；

所述的集装式高级氧化溶液制备箱(5)设有分区激励式大气压高浓度活性氧发生阵列、水力空化气液混溶反应器、压力缓冲调节器、延迟反应罐和过滤器，用于为集装式水力空化高级氧化处理箱(6)制备富含·OH的高级氧化溶液；集装式高级氧化溶液制备箱(5)的入水由集装式水力空化高级氧化处理箱(6)分流输入，制备的高级氧化溶液再回送至集装式水力空化高级氧化处理箱(6)；集装式水力空化高级氧化处理箱(6)与集装式高级氧化溶液制备箱(5)之间通过输水管路连接；

所述的集装式水力空化高级氧化处理箱(6)设有离心泵和水力空化液液混流高级氧化处理器，用于快速杀灭压载水海洋生物；水力空化液液混流高级氧化处理器的入水为清水舱(10)中过滤后的压载水，由离心泵压入，压入的压载水与注液口注入的集装式高级氧化溶液制备箱(5)输出的高级氧化溶液充分混流并形成水力空化过程，强化杀灭海洋生物的高级氧化反应，保证压载水海洋生物的杀灭效果，处理后的压载水排入压载水静置舱(11)；

所述的压载水汇集处理船体(2)，分为上下两层，包括压载水汇集舱(8)、压载水过滤舱(9)、清水舱(10)、压载水静置舱(11)、压载水排放泵舱(12)五个舱室，用于汇集和处理远洋船舶排放的压载水；其中，压载水汇集舱(8)和压载水排放泵舱(12)布置在上层，压载水过滤舱(9)、清水舱(10)、压载水静置舱(11)布置在下层；所述的压载水汇集处理船体(2)，甲板两侧设置有压载水导流翻板(13)，压载水导流翻板(13)下设置压载水汇集槽(14)，用于接入远洋船舶排放的压载水；压载水汇集槽(14)的底部与压载水汇集舱(8)间设置导管，用于将压载水导流翻板(13)汇集的远洋船舶排放的压载水注入压载水汇集舱(8)内；所述的压载水汇集处理船体(2)，外部两侧布置接合缓冲器(24)，防止压载水汇集处理船体(2)与远洋船舶(23)发生直接碰撞；

所述的压载水汇集舱(8)，用于缓存远洋船舶排放的压载水，远洋船舶排放的压载水在压载水汇集舱(8)内进行絮凝沉淀；

所述的压载水过滤舱(9)，采用砂滤模式，用于去除未在压载水汇集舱(8)沉淀的悬浮颗粒物；压载水过滤舱(9)的入水口设置在上部，出水口设置在下部，利用水重力将压载水汇集舱(8)内的压载水引入压载水过滤舱(9)；压载水过滤舱(9)和清水舱(10)的上部平面为斜板；未在压载水汇集舱(8)沉淀的悬浮颗粒物，从压载水过滤舱(9)的入水口进入压载水过滤舱(9)，进行过滤，过滤后的远洋船舶压载水从压载水过滤舱(9)的出水口流入清水舱(10)；压载水过滤舱(9)设置反冲洗功能，反冲洗水流由清水舱(10)反向压入压载水过滤舱(9)，反冲洗水沿压载水过滤舱(9)和清水舱(10)上部平面的斜板流入压载水汇集舱(8)，反冲洗过滤物沉积在压载水汇集舱(8)底部，由吸污机吸出；

所述的清水舱(10)设置在压载水过滤舱(9)和压载水静置舱(11)之间，底部与压载水过滤舱(9)相通，上部通过高级氧化处理入水管路(15)与集装式压载水高级氧化处理系统(1)相通；清水舱(10)与压载水静置舱(11)通过带电动阀门的回流管路(16)相通；

所述的压载水静置舱(11)用于暂存处理后的压载水，自然降解其中的残余氧化物后，通过压载水外排放管路(17)排入海中；如果拟排放的压载水达不到排放标准，开启回流管路(16)电动阀门，压载水静置舱(11)内的压载水进入清水舱(10)，重新进行高级氧化处理；压载水静置舱(11)上部的一端通过高级氧化处理出水管路(18)与集装式压载水高级氧化处理系统(1)相通，另一端通过压载水排放泵入水管路(19)与压载水排放泵舱(12)的压载水排放泵(7)相连；

所述的压载水排放泵舱(12)，设有压载水排放泵(7)、压载水取样孔(20)和残余气体加热排放器(21)；

工作时，首先将远洋船舶压载水处理驳船(22)拖曳至远洋船舶(23)边侧，远洋船舶压载水处理驳船(22)就位后，在远洋船舶压载水排放口处展开压载水收集翻板(13)，引导远洋船舶排放的压载水(25)经压载水汇集槽(14)汇集到压载水汇集舱(8)内，启动压载水汇集过程(26)；在汇集过程中，同时在压载水汇集槽(14)内加入絮凝剂，启动絮凝过程(27)；在水重力的作用下，压载水汇集舱(8)内的压载水进入压载水过滤舱(9)，启动过滤过程(28)；过滤后的压载水进入清水舱(10)，并通过高级氧化处理入水管路(15)将过滤后的压载水引入集装式压载水高级氧化处理系统(1)，启动高级氧化过程(29)；经高级氧化处理后的压载水通过高级氧化处理出水管路(18)进入压载水静置舱(11)中静置，启动静置过程(30)；经检测(31)合格后排放，如果检测(31)不合格，则通过回流管路(16)将静置舱(11)内的压载水回注到清水舱(10)中，再次进行高级氧化处理。

2.根据权利要求1所述的一种用于港区作业的远洋船舶压载水处理驳船，其特征在于：

所述的集装式电源箱(3)的电力输入采用三相AC380V岸电或船电；

所述的集装式储气箱(4)，富氧机输出气体中，氧气体积比大于90％；空气储气罐容积大于1.2m³，设计工作压力不低于1.0MPa；富氧储气罐容积大于3.6m³，设计工作压力不低于0.8MPa；无油空压机、富氧机、空气储气罐和富氧储气罐之间的管路均采用不锈钢管连接；所述的集装式储气箱(4)与集装式高级氧化溶液制备箱(5)之间的供气管路采用抗腐蚀、抗氧化的高压软管连接，高压软管耐压大于1.0MPa；

所述的集装式高级氧化溶液制备箱(5)，其中，①分区激励式大气压高浓度活性氧发生阵列，其产生的高浓度活性氧浓度为0～150g/m³，组成阵列的大气压非平衡等离子体发生模块采用平板电极结构，电极表面覆盖有纯度为99％的α-Al2O3电介质层，电介质层厚度为0.5mm～1.0mm，放电间隙为0.5mm～1.5mm，放电模式为微流注与微辉光交替促成放电模式；分区激励式大气压高浓度活性氧发生阵列所需工作气体富氧来自集装式储气箱(4)，制备的活性氧气体输送至水力空化气液混溶反应器的注气口；②水力空化气液混溶反应器，用于将分区激励式大气压高浓度活性氧发生阵列产生的活性氧与海水充分混溶，引发高级氧化反应；水力空化气液混溶反应器采用并联结构，由5个水力空化气液混溶反应单元组成，该单元采用渐进式管路收缩结构，管路入口和出口直径为34mm，收缩区直径为13mm，入口导流锥形管长度为25mm，出口导流锥形管长度100mm，收缩区管路设置有注气口和环形狭缝，注气口和环形狭缝相连接，注气口直径为5mm，环形狭缝宽度为2.5mm，环形狭缝深度为2mm；水力空化气液混溶反应单元入出口压力差值为100kPa～400kPa，每个单元的水通量为7m³/h～13m³/h，通过采用可控的并联结构，水力空化气液混溶反应器制备高级氧化溶液能力在7m³/h～65m³/h范围内调控，依据需要其海水中TRO浓度在3～10g/m³范围内调节；③压力缓冲调节器，设置在分区激励式大气压高浓度活性氧发生阵列活性氧输出口与水力空化气液混溶反应器注气口之间，用以保证分区激励式大气压高浓度活性氧发生阵列活性氧输出口压力为101.3kPa，水力空化气液混溶反应器注气口压力为50～95kPa，使分区激励式大气压高浓度活性氧发生阵列工作效能不受水流波动的影响，同时保证水力空化的效果；④延迟反应罐，接在水力空化气液混溶反应器出水口，延迟反应罐入水口由罐体上部旁侧通过管路插入罐底中心，罐体内安装有折板，折板表面附有吸附材料，入水水流沿折板由下至上输送至出水口，出水口设置在罐体顶端；延迟反应罐的作用是降低水力空化气液混溶反应器出口压力，延长活性氧与水反应时间，吸附水体中微小颗粒污染物和有机物，最终提高高级氧化溶液的TRO浓度；⑤过滤器，50μm袋式结构，用于除去入水水体中的颗粒物，防止污染和阻塞水力空化气液混溶反应器；集装式高级氧化溶液制备箱(5)的输水管路采用不锈钢材质；

所述的集装式水力空化高级氧化处理箱(6)，其中，离心泵泵体材质为316L不锈钢，最大输水流量550m³/h，扬程不低于48m；水力空化液液混流高级氧化处理器由10个水力空化液液混流高级氧化处理单元组成，每个单元均采用渐进式管路收缩结构，管路入口和出口直径为74mm，收缩区直径为30mm，入口导流锥形管长度为65mm，出口导流锥形管长度275mm，收缩区管路设置有2个注液口，注液口直径40mm，注液口和环形狭缝相连接，环形狭缝宽度为5mm，深度为2.5mm，水力空化液液混流高级氧化处理单元入出口压力差值为100kPa～350kPa，每个单元的水通量为30m³/h～55m³/h，通过采用可控并联结构，水力空化液液混流高级氧化处理器处理压载水能力在300m³/h～550m³/h范围内调控。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于港区作业的远洋船舶压载水处理驳船，其特征在于，所述的压载水过滤舱(9)和清水舱(10)上部平面的斜板，倾斜角度为5°，清水舱(10)上部平面的最低处高于压载水静置舱(11)上部平面200mm。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于港区作业的远洋船舶压载水处理驳船，其特征在于，所述的静置过程(30)，其静置时间不低于1小时，以保证残余氧化物有效分解；若静置时间不足1小时情况下紧急排放，需检测压载水中是否存在残余氧化剂，如存在则需添加中和剂中和(32)后排放。

5.根据权利要求3所述的一种用于港区作业的远洋船舶压载水处理驳船，其特征在于，所述的静置过程(30)，其静置时间不低于1小时，以保证残余氧化物有效分解；若静置时间不足1小时情况下紧急排放，需检测压载水中是否存在残余氧化剂，如存在则需添加中和剂中和(32)后排放。