NO336564B1 - Anordning for å behandle ballastvann - Google Patents

Description

ANORDNING FOR BEHANDLING AV BALLASTVANN

Denne oppfinnelsen vedrører en anordning for behandling av ballastvann. Nærmere bestemt dreier det seg om en anordning for behandling av ballastvann hvor ballastvannet ledes inn i en ballasttank via et fallrør og hvor det dannes et undertrykk ved fallrørets øvre parti.

Av skipstekniske årsaker må det under et skips seiling være en del last i skipet. Ikke inntektsgivende last kalles som kjent ballast.

Sjøvann anvendes, grunnet relativ enkel lasting og lossing av sjøvannet, i stor ut-strekning som ballast. En mengde arter av organismer følger med ballastvannet fra det stedet hvor det lastes og til lossestedet.

En stor del av de levende organismene dør under transporten, og flere dør når de slip-pes ut på lossestedet. Under gunstige forhold kan imidlertid en formeringsdyktig be-stand overleve. Det er kjent at tilførsel av fremmede organismer til et nytt sted har hatt katastrofale følger for blant annet fiskeriene i hele havområder.

Nye retningslinjer for behandling av ballastvann med henblikk på å uskadeliggjøre organismer er under utarbeidelse i internasjonale organer. Retningslinjene vektlegger at behandlingen av ballastvannet må være trygg, den må være miljømessig aksepta-bel, den må være rimelig å anvende og den må fungere.

Det er kjent å utsette ballastvannet for et relativt kortvarig undertrykk for å avlive større levende organismer, for eksempel kreps. Et undertrykk har imidlertid liten eller ingen innvirkning på for eksempel bakterier eller virus.

Ifølge kjent teknikk behandles ballastvann derfor ofte med klor. Klor sammen med det bromid som naturlig finnes i sjøvann, kan imidlertid ha uheldig innvirkning på miljøet ved det stedet hvor ballastvannet losses.

Det er også kjent å anvende ozon for behandling av ballastvann. Ozon pumpes ifølge kjent teknikk inn i ballasttanken via ett eller flere fordelingsrør. Denne fremgangsmå-ten betinger imidlertid at en relativ stor mengde ozon må anvendes for å oppnå en tilfredsstillende virkning. Større organismer er mindre følsomme for ozon i de relativt lave konsentrasjonene det her er tale om.

WO2005009907 Albeskriver en fremgangsmåte og en anordning for reduksjon av oksygeninnholdet i sjøvann, typisk ballastvann, hvor ballastvannet ledes inn i et fallrør for å tilveiebringe et undertrykk. Dokumentet omtaler ingen strupning og nevner derfor heller ikke noe om trykkfall etter en strupning.

WO2007049139 A2 beskriver en fremgangsmåte og et apparat for behandling av sjø-vann, hvor elektriske elektroder anvendes for å frembringe elektrolyse, idet saltet i vannet virker som en elektrolytt for å generere gasser. Offerelektroder kan anvendes for å nøytralisere de korrosive gasser som har oppstått tidligere ved å omdanne dem til metallsalt. Prosessen ifølge dokumentet krever to sett elektroder, ett sett før strupningen og ett sett etter strupningen. Ifølge dokumentet strømmer ballastvannet inn i ballasttanken, og selv om det nevnes at det i strupningen kan forekomme trykk under atmosfæretrykk, nevnes det ikke noe om undertrykk etter strupningen eller de forde-ler en fremgangsmåte som inkluderer dette trekk, kan gi.

JPS63185492A beskriver et system for å hindre utvikling av vannorganismer i kjøle-vann ved å sterilisere bakterier ved å inkorporere et kopper- eller et sølvmateriale i i det minste en av kjøletårnkomponentene som kjølevannet kommer i kontakt med.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk.

Formålet oppnås i henhold til oppfinnelsen ved de trekkene som er angitt i nedenstå-ende beskrivelse og i de etterfølgende patentkravene.

Det er tilveiebrakt en anordning for behandling av ballastvann hvor ballastvannet ledes inn i en ballasttank via et fallrør og hvor et undertrykk dannes ved fallrørets øvre parti. Anordningen kjennetegnes ved at en strupning som ballastvannet ledes gjennom, er anbrakt oppstrøms fallrøret.

Fallrøret hvor undertrykket dannes er utformet med tilstrekkelig høyde over et fartøys dekk, typisk i størrelsesorden 10 meter, for å oppnå et tilstrekkelig undertrykk i sjø-vannet ved fallrørets øvre parti.

Under relativt gunstige forhold hvor det oppnås et absolutt trykk på 0,1 bar ved fallrø-rets øvre parti, utsettes de levende organismer for et tifoldig trykkfall. Erfaring viser at noen større organismer overlever et slikt trykkfall, og et større trykkfall kan være hensiktsmessig.

Fallrøret kan mates med ballastvann under et høyere trykk, idet ballastvannet strøm-mer gjennom strupningen som kan befinne seg oppstrøms ved fallrørets øvre parti. Ved å velge et absolutt trykk oppstrøms strupningen på ca. 2 bar oppnås et tjuefoldig trykkfall, mens et førtifoldig trykkfall oppnås dersom absolutt innløpstrykk er fire bar. Slike forhøyede trykkfall vil bidra til å sikre at større, levende organismer, som for eksempel kreps og bløtdyr, avlives når de plutselig gjennomgåren slik behandling.

Strupningen kan utgjøres av et strupelegeme med relativt små åpninger. Grunnet fare for at relativt små åpninger kan tette seg til, kan strupningen være utformet med en eller flere mindre, relativt langstrakte, rørformede legemer. Det kan derved oppnås et ønsket trykkfall uten å måtte redusere gjennomstrømningsarealet så mye at fare for tiltetting foreligger.

Strupningen kan omfatte en eller flere labyrinter som ballastvannet må strømme gjennom.

Innblanding av ozon i ballastvannet kan være ønskelig for å bidra til å uskadeliggjøre mikroorganismer. Anlegg for produksjon av ozon er imidlertid relativt plasskrevende.

Det er overraskende funnet at tilsetting av metallioner til ballastvannet, særlig i sam-virkning med et betydelig trykkfall, har en gunstig virkning når det gjelder å avlive mindre organismer. For eksempel virker kopperioner effektivt på alger, mens sølvioner virker effektivt på bakterier.

Ionene tilføres ballastvannet ved å anbringe en metallelektrode som inneholder det aktuelle metallet, i et rør hvor ballastvannet strømmer gjennom. Det påføres en spenning mellom elektroden og et jordet legeme. Det jordede legemet kan utgjøres av rø-ret. Spenningen er avhengig av ballastvannets ledningsevne, og velges typisk mellom 1 og 20 volt. Forsøk har vist at en spenning i størrelsesorden 4-6 volt gir gode resulta-ter i saltvann. Høyere spenninger kan være aktuelle dersom ballastvannet har en relativt dårlig ledningsevne.

Fra åpne kanalers hydraulikklære er det såkalte Froudetallet kjent. Froudetallet F som er dimensjonsløst, er definert som et forholdstall mellom den treghetskraft og gravi-tetskraft som virker på et fluid:

hvor V = fluidhastigheten i meter pr sekund, g = jordgravitasjonen i meter pr sekund<2>og hm = den hydrauliske middeldybde.

Ved å erstatte den hydrauliske dybde hm i formelen med fallrørets diameter D, finnes et uttrykk som har vist seg hensiktsmessig ved utvelgelse av passende fallrørdiame-ter.

Utviklingsarbeidet som er gjennomført har vist at et tilfredsstillende trykkfall oppstår når verdien av uttrykket

er større enn 0,32.

Lastekolonnens diameter er således i hovedsak avhengig av det innstrømmende flui-dets hastighet.

Best trykkfall i ballastvannet oppnås med et Froudetall som er større enn 0,35.

Oppfinnelsen vedrører mer spesifikt en anordning for å behandle ballastvann hvor ballastvannet er tildelt et trykk som er høyere enn omgivelsestrykket før ballastvannet blir ledet gjennom en strupning, og trykket nedstrøms strupningen er lavere enn omgivelsestrykket, kjennetegnet ved at undertrykket nedstrøms strupningen er tilveiebrakt ved hjelp av et fallrør som munner ut i en utskiller som kommuniserer med en ballasttank.

Strupningen kan omfatte et strupelegeme med minst en gjennomgående åpning som er forsynt med et struperør.

Strupningen kan være utformet med en labyrint.

Fallrøret kan være koplet til en metallionegenerator som omfatter et hus hvor det er anordnet minst én metallelektrode.

Minst én metallelektrode kan inneholde sølv.

Metallelektroden kan være påført en elektrisk spenning.

Den nevnte behandling av ballastvann ved hjelp av anordningen ifølge oppfinnelsen foretas fortrinnsvis under lasting av ballastvannet, men kan like godt foretas under lossing av ballastvannet.

Anordningen ifølge oppfinnelsen tilveiebringer en relativt enkel og kostnadseffektiv løsning for behandling av ballastvann. Større organismer uskadeliggjøres av trykkfallet i fallrøret, mens mindre organismer avlives ved hjelp av tilsatte metallioner. 1 det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 i snitt viser en prinsippskisse av et fartøy som er forsynt med en anordning i overensstemmelse med oppfinnelsen; Fig. 2 viser en alternativ utførelsesform av anordningen i fig. 1;

Fig. 3 i snitt og i større målestokk viser en strupning, og

Fig. 4 i snitt viser en anordning for tilsetting av metallioner til ballastvann.

På tegningene betegner henvisningstallet 1 et fallrør som befinner seg om bord i et fartøy 2. Ballastvann pumpes ved hjelp av en ballastpumpe 4 fra sjøen 6 ved fartøyet 2 og via et stigerør 8 opp til fallrørets 1 øvre parti 10.

Stigerøret 8 kan være forsynt med én eller flere strømningsregulerende anordninger, for eksempel en strupning 12. Fra stigerørets 1 øvre parti 10 strømmer ballastvannet ned til en ballasttank 14 i fartøyet 2.

En metallionegenerator 16 er koplet inn på stigerøret 8.

I en alternativ utførelsesform, se fig. 2, munner fallrøret 1 ut i en utskiller 18. Utskilt materiale pumpes ved hjelp av en slampumpe 20 via et slamrør 22 ut i sjøen 6, idet renset ballastvann strømmer fra utskilleren 18 og inn i ballasttanken 14 via etforbin-delsesrør 24.

Strupningen 12, se fig. 3, omfatter et strupelegeme 26 i form av en strupeplate med gjennomgående åpninger 28 hvor strupelegemet 26 er bygget tettende inn i en flens-forbindelse 30.

For å kunne opprettholde et tilfredsstillende gjennomstrømningsareal gjennom strupelegemet 26 samtidig som ønsket strupning oppnås, er det i dette foretrukne utførel-seseksemplet anordnet et struperør 32 i hver av åpningene 28.

Strupningen 12 er videre utformet med en labyrint 34 i form av en plate som befinner seg oppstrøms åpningene 28.

Metallionegeneratoren 16, se fig. 4, er ved hjelp av flensforbindelser 30 koplet inn på stigerøret 8. I dette utførelseseksemplet rager to metallelektroder 36 inn i et hus 38. Metallelektrodene 36 er elektrisk isolert fra huset 38 i et lokk 40.

Metallelektrodene 36 påføres en spenning via respektive ledere 42, idet huset 38 ut-gjør jord relativt metallelektrodene 36.

Metallelektrodene 36 kan utgjøre av rene metaller, for eksempel sølv eller kopper, eller de kan omfatte flere materialer og derved utgjøre legeringer.

Under behandling av ballastvann pumpes ballastvann opp via stigerøret 8 ved hjelp av ballastpumpen 4 med en mengde som fortrinnsvis opprettholder Froudetallet i fallrøret ved en verdi større enn 0,35, og ved et trykk som bevirker at ønsket trykkfall oppnås over strupningen 12.

En elektrisk spenning som kan være i størrelsesorden 5 volt, er påsatt metallelektrodene 36, hvorved metallioner tilføres ballastvannet fra metallelektrodene 36.

Trykkfallet over strupningen 12 avliver større organismer, mens metallionene som tilsettes ballastvannet, avliver mindre organismer.

Claims (6)

1. Anordning for å behandle ballastvann hvor ballastvannet er tildelt et trykk som er høyere enn omgivelsestrykket før ballastvannet blir ledet gjennom en strupning (12), og trykket nedstrøms strupningen (12) er lavere enn omgivelsestrykket,karakterisert vedat undertrykket ned-strøms strupningen (12) er tilveiebrakt ved hjelp av et fallrør (1) som munner ut i en utskiller (18) som kommuniserer med en ballasttank (14).

2. Anordning i henhold til krav 1,karakterisert vedat strupningen (12) omfatter et strupelegeme (26) med minst en gjennomgående åpning (28) som er forsynt med et struperør (32).

3. Anordning i henhold til krav 1,karakterisert vedat strupningen (12) er utformet med en labyrint (34).

4. Anordning i henhold til krav 1,karakterisert vedat fall-røret (1) er koplet til en metallionegenerator (16) som omfatter et hus (38) hvor det er anordnet minst én metallelektrode (36).

5. Anordning i henhold til krav 4,karakterisert vedat minst én metallelektrode (36) inneholder sølv.

6. Anordning i henhold til krav 4,karakterisert vedat metallelektroden (36) er påført en elektrisk spenning.