NO20100275A1 - Fremgangsmate og anordning for a behandle ballastvann - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte for å behandle ballastvann hvor ballastvannet ledes inn i en ballasttank via et fallrør (1) og hvor et undertrykk som dannes ved fallrørets (1) øvre parti bevirker at gassbobler dannes i ballastvannet, og hvor ballastvannet, før det strømmer 5 inn i fallrøret (1), via en strupeanordning (14) ledes inn i en lukket beholder (4) ved fallrørets (1) øvre parti, idet den lukkede beholder (4) har ett større strømningstverrsnitt (A) enn fallrørets (1) strømningstverrsnitt (a).

Description

FREMGANGSMÅTE OG ANORDNING FOR Å BEHANDLE BALLASTVANN

Denne oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for å behandle ballastvann. Nærmere bestemt dreier det seg om en fremgangsmåte for å behandle ballastvann hvor ballastvannet ledes inn i en ballasttank via et fallrør, og hvor et undertrykk som dannes ved fallrørets øvre parti bevirker at gassbobler dannes i ballastvannet. Oppfinnelsen om-fatter også en anordning for utøvelse av oppfinnelsen

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. Imidlertid følger en mengde arter av organismer med ballastvannet fra det sted hvor det lastes og til lossestedet.

En stor del av de levende organismer dør under transporten og flere dør når de slippes ut på lossestedet. Under gunstige forhold kan imidlertid en formeringsdyktig bestand 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 undertrykk for å avlive større, levende organismer, for eksempel kreps. Det er kjent å behandle ballastvann med kjemikalier for også å avlive bakterier og virus.

Noen av kjemikaliene som anvendes mistenkes for å ha uheldig innvirkning på miljøet ved lossestedet.

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 trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkrav.

Det er tilveiebrakt en fremgangsmåte for å behandle ballastvann hvor ballastvannet ledes inn i en ballasttank via et fallrør og hvor et undertrykk som dannes ved fallrørets øvre part bevirker at gassbobler dannes i ballastvannet. Fremgangsmåten kjennetegnes ved at ballastvannet, før det strømmer inn i fallrøret, via en strupeanordning ledes inn i en lukket beholder ved fallrørets øvre parti, idet den lukkede beholder har et større strømningstverrsnitt enn fallrørets strømningstverrsnitt.

Ved hensiktsmessig valg av innløpstrykk, strupeareal, beholderstrømningstverrsnitt, fallrørstrømningstverrsnitt og fallrørets lengde, kan det oppnås et betydelig trykkfall over strupningen samtidig som ballastvannet i beholderen koker. Et slikt trykkfall og den påfølgende oppholdstid i beholderen er tilstrekkelig til å avlive en mengde arter tilhørende gruppen eukariote organismer.

Det er nødvendig å opprettholde en koketilstand i beholderen, eller i det minste i beholderens øvre parti. Dersom en slik koketilstand ikke er tilstede, vil gasser, inkludert luft, som skilles ut fra ballastvannet innta et økende volum i beholderen og i fallrøret, hvorved undertrykket i beholderen og i fallrørets øvre parti reduseres vesentlig.

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 et rørs diameter D, finnes et uttrykk som har vist seg hensiktsmessig ved utvelgelse av passende rørdiametere.

Under utviklingsarbeidet har det vist seg at Froudetallet for beholderen må være mindre enn 0,2, mens Froedetallet for fallrøret må være større enn 0,3. Fallrørets ver-tikale høyde bør overstige 10 meter for å oppnå en tilstrekkelig kokevirkning i beholderen med ballastvann med normal havtemperatur.

Utløpet fra fallrøret bør være fritt, idet strømningsrestriksjoner vil kunne øke trykket i beholderen.

Best funksjon oppnås når Froudetallet i beholderen er mindre enn 0,1, mens Froedetallet i fallrøret er 0,8 - 1,7.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan utøves ved hjelp av et fallrør for ballastvann til en ballasttank hvor undertrykk i fallrøret bevirker at gassbobler dannes i ballastvannet, og som kjennetegnes ved at et innløpsrør via en strupeanordning kommuniserer med en lukket beholder, og hvor beholderen er koplet til fallrørets øvre parti, idet den lukkede beholder har et større strømningstverrsnitt enn fallrørets strømnings-tverrsnitt.

Som nevnt over bør beholderens Froudetall være mindre enn 0,2 og fallrørets Froudetall bør være større enn 0,3.

Strupeanordningen kan utgjøres av en strupeventil for å lette innstilling av strupe-tverrsnittet i forhold til strømningsraten.

Det har vist seg hensiktsmessig å anordne en virvelstrømstopper ved beholderens utløp for bedre å kunne opprettholde undertrykket i beholderen.

Beholderen kan være forsynt med en lampe som produserer ultrafiolett lys (UV-lamper) for å avlive mindre organismer. UV-lyskilden kan befinne seg på eller i beholderen, eventuelt tilordnet en et lukket kar ved beholderen.

Beholderen eller fallrøret kan være forsynt med tilførsel for et kjemikalie, for eksempel i form av klordioksid eller hypokloritt.

Det har vist seg at virkningen av UV-lys og kjemikalier økes vesentlig når behandlingen foregår i en beholder i henhold til oppfinnelsen.

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

Det kan oppnås et absolutt trykk ned mot 0,01 bar ved fallrørets øvre parti. De levende organismer utsettes derved for et titallsfoldig trykkfall fra atmosfærestrykk. Erfar-ing 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. Ved å velge et absolutt trykk oppstrøms strupningen på for eksempel to bar oppnås et minst 100 foldig trykkfall, mens dette dobles dersom absolutt innløpstrykk velges til fire bar. Slike forhøyede trykkfall vil bidra til å sikre at større, levende organismer, som for eksempel kreps og bløtdyr, avlives når de plutselig gjennomgår denne behandling.

Fremgangsmåten og anordningen ifølge oppfinnelsen tilveiebringer en relativt enkel og kostnadseffektiv løsning for behandling av ballastvann. Større organismer uskade-liggjøres av undertrykket i fallrøret, mens mindre organismer, så som bakterier og virus, avlives ved hjelp av UV-lys eller ved hjelp av for formålet i og for seg kjente kjemikalier.

Fremgangsmåten er velegnet for behandling av vann også for andre formål.

I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket fremgangsmåte og ut-førelsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser en beholder og et fallrør i overensstemmelse med oppfinnelsen;

Fig. 2 viser i større målestokk et snitt I-l i fig. 1; og

Fig. 3 viser et snitt II-II i fig. 2.

På tegningene betegner henvisningstallet 1 et fallrør med lengde " L" og strømnings-tverrsnitt "a" hvor fallrøret 1 ved sitt nedre endeparti 2 kommuniserer med et ikke vist fartøys ballasttank. Ved sitt øvre endeparti er fallrøret 1 koplet til en beholder 4 som har et strømningstverrsnitt " A" hvor " A" er større enn "a".

Det er anordnet en virvelstopper 6 ved den tette beholderens 4 utløp 8.

Et innløpsrør 10, som kommuniserer med en ikke vist ballastpumpe, har sin utløpsåp-ning 12 i beholderens 4 øvre parti. I dette foretrukne utførelseseksempel er utløpsåp-ningen 12 forsynt med en strupeanordning 14 i form av en skiveventil hvor strupean-ordningens 14 ventilskive 16 dekker utløpsåpningen 12 aksialforskyvbart. Det er derved tildannet en regulerbar ringspalte 18 ved utløpsåpningen 12.

Ventilskiven 16 kan, på sin mot innløpsrøret 10 vendende side, være tildelt en ikke-plan form, for eksempel konkav, konveks eller være utformet med ikke viste pumpe-hjulsskovler.

Ventilskiven 16 er koplet til et stag 20 som forløper gjennom en pakkboks 22, idet staget 20 ved sitt øvre endeparti er forsynt med gjenger 24. En mutter 26 som passer på gjengene 24 ligger an mot pakkboksen 22 og anvendes til å kunne regulere ringspalten 18.

Beholderen 4 er forsynt med tre tette transparente rør 28 som er åpne mot beholderens 4 utside. Det er anbrakt UV-lamper 30 i rørene 28.

Når ballastvann tilføres under trykk i innløpsrøret 10, fylles beholderen 4 og fallrøret 1 med ballastvann. Fallrørets 1 lengde L bevirker at det etableres et undertrykk i beholderen 4 når fallrøret 1 er fylt med vann.

Undertrykket er tilpasset den rådende ballastvanntemperatur og ballastvannet i beholderen 4 bringes til å koke uten tilførsel av ytterligere energi.

Dersom Froudetallene for strømningstverrsnittene "a" og " A" velges utenfor de overfor nevnte verdier, vil det relativt fort skilles ut gasser fra vannet hvor gassene opptar en vesentlig del av volumet i beholderen 4 og fallrørets 1 øvre parti.

Dersom de nevnte Froudetall befinner seg innenfor angitte verdier, rives imidlertid de utskilte gasser kontinuerlig med ballastvannet og undertrykk og koketilstand opprettholdes. Virvelstopperen 6 bidrar gunstig til denne virkning.

I og med at undertrykket opprettholdes i beholderen 4, kan strupeanordningen 14 stilles inn på ønsket trykkfall. Trykkfallet over strupeanordningen 14 bidrar ytterligere til turbulent flerfasestrømning i beholderen 4 samtidig som levende organismer avlives grunnet trykkfallet over strupeanordningen 14 og det påfølgende undertrykk.

UV-lys fra UV-lampene 30 eller kjemikalietilsetning via en tilførsel 32 bidrar til å avlive mindre organismer.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for å behandle ballastvann hvor ballastvannet ledes inn i en ballasttank via et fallrør (1) og hvor et undertrykk som dannes ved fallrørets (1) øvre parti bevirker at gassbobler dannes i ballastvannet,karakterisertved at ballastvannet, før det strømmer inn i fallrøret (1), via en strupeanordning (14) ledes inn i en lukket beholder (4) ved fallrørets (1) øvre parti, idet den lukkede beholder (4) har ett større strømningstverrsnitt (A) enn fallrørets (1) strømningstverrsnitt (a).

2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1,karakterisert vedat beholderen (4) utformes med et Froudetall som er mindre enn 0,2.

3. Fremgangsmåte i henhold til krav 1,karakterisert vedat fallrøret (1) utformes med et Froudetall som er større enn 0,6.

4. Anordning ved fallrør (1) for ballastvann til en ballasttank hvor undertrykk i fallrø-ret (1) bevirker at gassbobler dannes i ballastvannet,karakterisertved at et innløpsrør (10) via en strupeanordning (14) kommuniserer med en lukket beholder (4) som er koplet til fallrørets (1) øvre parti, idet den lukkede beholder (4) har ett større strømningstverrsnitt (a) enn fallrørets (1) strømnings-tverrsnitt (a).

5. Anordning i henhold til krav 4,karakterisert vedat beholderens (4) Froudetall er mindre enn 0,1.

6. Anordning i henhold til krav 4,karakterisert vedat fallrørets (1) froudetall er større enn 0,3.

7. Anordning i henhold til krav 4,karakterisert vedat strupeanordningen (14) utgjøres av en strupeventil.

8. Anordning i henhold til krav 4,karakterisert vedat beholderens (4) utløp (8) er forsynt med en virvelstrømstopper (6).

9. Anordning i henhold til krav 4,karakterisert vedat beholderen (4) er forsynt med lamper (30) for ultrafiolett lys.

10. Anordning i henhold til krav 4,karakterisert vedat beholderen (4) er forsynt med en tilførsel (32) for et kjemikalie.