TÍNH TOÁN, THIẾT kế PHIN lọc nước làm SẠCH tự ĐỘNG lắp CHO hệ THỐNG xử lý nước dằn tầu THỦY

Để làm giảm thiểu và ngăn ngừa ô nhiễm môi trường biển do việc vận chuyển các mầm bệnh và thủy sinh vật có hại thông qua nước dằn, năm 2004, IMO đã thông qua Công ước quốc tế về kiểm soá

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI – BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM

KS ĐOÀN VĂN CẢNH

TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ PHIN LỌC NƯỚC LÀM SẠCH TỰ ĐỘNG LẮP CHO HỆ THỐNG XỬ LÝ

NƯỚC DẰN TẦU THỦY

LUẬN VĂN THẠC SỸ: KHAI THÁC BẢO TRÌ TÀU THỦY

HẢI PHÒNG – 2015

LỜI CAM ĐOAN

Tên tôi là: Đoàn Văn Cảnh Sinh ngày 09 tháng 10 năm 1988Học viên cao học lớp Khai thác, bảo trì tàu thủy, khóa học 2012 – 2015, Trường Đại học Hàng Hải Việt Nam Hiện đang công tác tại khoa Máy tàu biển - Trường Đại học Hàng Hải Việt Nam

Tôi xin cam đoan: Đề tài “Tính toán thiết kế phin lọc nước làm sạch tự động lắp cho hệ thống xử lý nước dằn tàu thủy” do thầy giáo TS Trần Hồng Hà

hướng dẫn là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi Tất cả các tài liệu tham khảo đều có nguồn gốc, xuất xứ và trích dẫn rõ ràng Tác giả xin cam đoan tất cả những nội dung trong luận văn đúng như nội dung trong đề cương và yêu cầu của thầy giáo hướng dẫn Nếu sai tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm trước Hội đồng khoa học và pháp luật

LỜI CÁM ƠN

Sau thời gian nghiên cứu, làm việc khẩn trương, được sự động viên, giúp đỡ

và hướng dẫn tận tình của thầy giáo TS Trần Hồng Hà, luận văn thạc sĩ kĩ thuật

với đề tài “Tính toán thiết kế phin lọc nước làm sạch tự động lắp cho hệ thống

xử lý nước dằn tàu thủy” đã hoàn thành Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc

đến thầy giáo hướng dẫn TS Trần Hồng Hà đã tận tình chỉ dẫn, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn này Đồng thời tác giả cũng xin gửi lời cám ơn đến toàn thể các thầy giáo, cô giáo Viện đào tạo Sau đại học – Trường Đại học Hàng Hải Việt Nam, cùng các bạn đồng nghiệp và gia đình đã giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập cũng như quá trình nghiên cứu thực hiện luận văn

Hải phòng, tháng 4 năm 2014

KS: ĐOÀN VĂN CẢNH

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 2

LỜI CÁM ƠN 3

MỤC LỤC 4

DANH MỤC CHỮ CÁI VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU 5

International Maritime Organization ( Tổ chức hàng hải thế giới ) 5

Marine environment protection committee ( Ủy ban phòng chống ôi nhiễm môi trường biển ) 5

United States Coast Guard ( Tuần duyên bờ biển Mỹ ) 5

MỞ ĐẦU 6

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÔNG ƯỚC IMO VỀ QUẢN LÝ NƯỚC DẰN TÀU 12

1.1Nước dằn và công ước IMO 12

1.1.1 Áp dụng của công ước quốc tế về nước dằn tàu 14

1.1.2 Quy định quản lý nước dằn tàu của các quốc gia trên thế giới 16

1.1.3 Hệ thống nước dằn tàu 23

1.2: Các loại phin lọc xử dụng trong hệ thống ballast trên tàu thủy hiện 28

1.2.1:Định nghĩa và phân loại phin lọc 28

1.2.2 Nguyên lý tự động rửa của phin lọc tự động làm sạch 36

CHƯƠNG 2.CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN THIẾT KẾ PHIN LỌC NƯỚC LÀM SẠCH TỰ ĐỘNG 40

2.1: Cơ sở lý thuyết 40

2.1.1: Cơ sở tính toán lựa chọn phin lọc 40

2.2: Cơ sở lý thuyết thiết kế, tính toán hệ thống điều khiển từ xa 54

2.2.1 Các biến quan trọng sử dụng trong sơ đồ thuật toán 54

2.2.2 Thuật toán trương trình chính 57

2.2.3 Thuật toán chương trình con 59

2.2.4:Mô tả bảng điều khiển phin lọc 69

CHƯƠNG3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHẾ TẠO PHIN LỌC TỰ ĐỘNG LÀM SẠCH 72

3.1 Lý do xây dựng phần mềm tính toán 72

3.2 Cơ sở xây dựng phần mềm 73

3.3 Xây dựng phần mềm 73

KẾT LUẬN 80

KIẾN NGHỊ 81

11 Y-Strainer - Pressure Drop Online Calculator PDA www.pressure-drop.mobi 82

12 Pressure drop data “y” strainers- products.coltonind.com 82

DANH MỤC CHỮ CÁI VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

STT Tên biến Ý nghĩa

1 MPCA Minnesota-Minnesta Pollution Control Agency ( Tổ chức kiểm tra

ôi nhiễm bang Minnesota )

giới )

3 BWM Ballast water management (Công ước quản lý nước dằn tàu )

4 MEPC Marine environment protection committee ( Ủy ban phòng chống

ôi nhiễm môi trường biển )

5 PSC Port state control ( Chính quyền cảng )

7 CFR Cost and Freight ( Tiền hàng và cước )

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

DANH MỤC CÁC HÌNH

MỞ ĐẦU

Mất mát đa dạng sinh học đã và đang là mối lo chung của nhân loại Trong nhiều nguyên nhân gây tổn thất đa dạng sinh học, các loài sinh vật ngoại lai xâm hại được coi là một trong những mối đe doạ nguy hiểm nhất Nhận ra được điều này, Công ước Đa dạng Sinh học đã dành hẳn một khoản trong điều 8 (khoản 8(h)) để kêu gọi các bên tham gia công ước: "Ngăn chặn sự du nhập, kiểm soát hoặc diệt trừ các loài ngoại lai gây hại cho các hệ sinh thái, nơi sống hoặc các loài sinh vật bản địa"

Sinh vật ngoại lai xâm hại trước hết là những loài không có nguồn gốc bản địa Khi được đưa đến một môi trường mới, một loài ngoại lai có thể không thích nghi được với điều kiện sống và do đó không tồn tại được Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp khác, do thiếu vắng các đối thủ cạnh tranh và thiên địch như ở quê nhà cùng với điều kiện sống thuận lợi, các loài này có điều kiện sinh sôi nảy

nở rất nhanh và đến một lúc nào đó phá vỡ cân bằng sinh thái bản địa và vượt khỏi tầm kiểm soát của con người Lúc này nó trở thành loài ngoại lai xâm hại

các loài di cư, nhưng quan trọng hơn cả là do hoạt động của con người Cùng với

sự phát triển của giao thông vận tải và hoạt động thông thương, con người đã mang theo, một cách vô tình hay hữu ý, các loài sinh vật từ nơi này đến nơi khác thậm chí đến những vùng rất xa quê hương của chúng Việc kiểm soát sự du nhập của chúng là rất khó, đặc biệt là đối với các trường hợp du nhập một cách

vô thức Các loài này có thể trà trộn trong hàng hoá, sống trong nước dằn tàu, bám vào các phương tiện vận tải như tàu thuyền và nhờ đó được mang đến đến môi trường sống mới Nhiều loài được du nhập một cách có chủ ý cho các mục đích kinh tế, giải trí, khoa học nhưng do không được kiểm tra và kiểm soát tốt đã bùng phát và gây ra nhiều tác hại nặng nề Chúng ta vẫn chưa quên được trường hợp ốc bươu vàng (Pomacea sp.) Được nhập khẩu vào nước ta khoảng 10 năm trước đây, loài ốc này đã nhanh chóng lan tràn từ Đồng bằng Sông Cửu Long ra các tỉnh miền Trung và miền Bắc, phá hại nghiêm trọng lúa và hoa màu của các địa phương này Hàng năm, nhà nước phải bỏ ra hàng trăm triệu đồng cho công tác tiêu diệt ốc bươu vàng nhưng vẫn chưa đem lại hiệu quả mong muốn

Tác động mà các loài sinh vật xâm hại gây ra đối với môi trường sống rất đa dạng nhưng có thể gộp chung thành 4 nhóm:

− Cạnh tranh với các loài bản địa về thức ăn, nơi sống.v.v.;

nghiên cứu nhưng nguyên nhân của hiện tượng này vẫn chưa được sáng tỏ Tuy nhiên, người ta cũng thấy rằng các hệ sinh thái đã bị biến đổi thường dễ bị tác động hơn các hệ sinh thái còn nguyên vẹn Đây là một khó khăn lớn cho công tác kiểm soát và phòng ngừa tác hại của loại sinh vật này.

Các tác động mà loại sinh vật này gây ra rất phức tạp Ví dụ như trường hợp của cá vược sông Nile (Lates niloticus) Sau khi được du nhập vào hồ Victoria (Châu Phi) năm 1954 nhằm phục hồi sản lượng cá đang suy giảm trong hồ do đánh bắt quá mức, loài cá này đã gây ra sự tuyệt chủng cho hơn 200 loài cá bản địa khác trong hồ do cạnh tranh và ăn thịt các loài cá đó Chưa hết, vì thịt của cá vược sông Nile có nhiều mỡ hơn các loại cá bản địa, cư dân ở hồ đã phải chặt nhiều củi hơn để sấy cá dẫn đến hiện tượng phá rừng nghiêm trọng Đến lượt mình, việc này gây ra sự xói mòn và rửa trôi đất trong vùng lưu vực làm tăng hàm lượng chất dinh dưỡng trong hồ tạo điều kiện cho sự phát triển của tảo và bèo nhật bản (Eichhornia crassipes) Sự bùng nổ của các loài thực vật này làm giảm lượng oxy trong hồ và làm chết nhiều cá hơn Ngoài ra việc khai thác mang tính thương mại loài cá này đã làm làm cư dân ở đây mất đi nghề đánh bắt và chế biến cá truyền thống của mình Lợi nhuận thu được từ cá vược sông Nile chỉ rơi vào túi một số người trong khi đó cư dân và môi trường ở đây hầu như không những không có lợi mà còn nghèo đói hơn

Một tác động khác, tuy không kém phần nghiêm trọng nhưng cho đến nay vẫn chưa được quan tâm đúng mức, là các loài ngoại lai xâm hại góp phần làm xuất hiện các bệnh dịch mới hoặc tái xuất hiện các bệnh dịch cũ ảnh hưởng đến sức khoẻ của con người Sốt rét là một bệnh dịch nguy hiểm được truyền qua véc

gambiae được du nhập một cách vô tình vào vùng tây bắc Barasil theo các đoàn tàu biển đến từ Châu Phi Chưa đến một năm sau, trong một diện tích khoảng 6 mile vuông với số dân khoảng 12000 người đã xuất hiện 10000 ca nhiễm bệnh sốt rét Vào cuối những thập niên 30, người ta đã phải tốn hàng triệu đô la và hàng nghìn nhân công để tiêu diệt muỗi Anopheles gambiae tại vùng này.

Rõ ràng là, các tác động của sinh vật ngoại lai xâm hại, không những chỉ làm suy giảm đa dạng sinh học, mà còn ảnh hưởng đến nhiều khía cạnh khác về sức khoẻ, kinh tế, xã hội của con người Để giải quyết vấn đề này, biện pháp phòng ngừa được ưu tiên hàng đầu vì một khi sinh vật ngoại lai xâm hại đã thích nghi và phát triển thì chi phí để tiêu diệt chúng là rất lớn và hầu như rất khó tiêu diệt hoàn toàn

Vấn đề ảnh hưởng của các sinh vật độc hại có trong nước dằn của tàu đã được IMO đề cập đến từ năm 1988 Để làm giảm thiểu và ngăn ngừa ô nhiễm môi trường biển do việc vận chuyển các mầm bệnh và thủy sinh vật có hại thông qua nước dằn, năm 2004, IMO đã thông qua Công ước quốc tế về kiểm soát, quản lý nước dằn và cặn nước dằn (BWM 2004), Công ước dự kiến sẽ có hiệu lực trong năm 2012.Theo quy định của Công ước BWM 2004, tàu phải trang bị

kế hoạch trao đổi nước dằn hoặc hệ thống xử lý nước dằn để tránh việc nước dằn trở thành phương tiện di chuyển các loài thuỷ sinh giữa các khu vực trên thế giới Tàu chỉ được phép xả nước dằn chưa qua xử lý tại các khu vực quy định Tàu phải được kiểm tra và chứng nhận trong quá trình đóng mới và khai thác để bảo đảm việc tuân thủ các quy định về quản lý nước dằn Tại nơi sửa chữa tàu phải

có phương tiện tiếp nhận và xử lý cặn nước dằn Cơ quan có thẩm quyền của

cảng phải tiến hành công tác thanh tra các tàu đến cảng để xác nhận việc tuân thủ Công ước của các tàu này.

Mọi quốc gia có trách nhiệm bảo vệ và bảo tồn môi trường biển (điều 192) Trong đó bao gồm việc tránh ô nhiễm biển, bảo vệ và bảo tồn hệ sinh thái quý hiếm hoặc nhạy cảm cũng như nơi cư trú của các loài và các dạng thủy sinh khác đang bị suy yếu, bị đe dọa, bị nguy hiểm từ mọi nguồn ô nhiễm (điều 194) Theo điều 192 thì bao gồm cả việc bảo vệ môi trường của quốc gia khác Thay vì nỗ lực của IMO xây dựng và thực thi biện pháp đối phó quốc tế thông qua công ước quốc tế về quản lý nước dằn, nhiều quốc gia và vùng lãnh thổ thậm chí nhiều cảng riêng biệt đã và đang xây dựng hệ thống pháp luật quốc gia riêng hoặc địa phương liên quan tới việc quản lý nước dằn Một số luật địa phương và luật quốc gia nói chung là phù hợp với công ước của IMO, nhưng một số khác có quy định khác và khắt khe hơn đối với tàu

Các biện pháp đơn phương của từng quốc gia là mối quan tâm chính vì công nghiệp vận tải biển mang tính quốc tế cao nhất Một trong những dấu hiệu thành công nhất của IMO là đạt đến tiêu chuẩn hóa cho hệ thống pháp luật ngành vận tải biển, đưa ra các biện pháp kiểm soát mang tính thương mại và hoạt động

có hiệu quả trên cơ sở quốc tế

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu thiết kế thiết bị màng lọc trong phin lọc xả tự động lắp cho hệ thống xử lý nước dằn trên tàu thủy, từ đó thiết kế phin lọc nước biển lắp đặt trên tàu

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của luận văn: Tính toán thiết kế phin lọc tự động làm sạch

Phạm vi nghiên cứu của luận văn: Tính toán thiết kế phin lọc tự động làm sạch lắp đặt trên tàu thủy

4 Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu lý thuyết tính toán các thông số ảnh hưởng tới độ sụt áp của công chất lỏng khi qua màng lọc, lập chương trình tính toán độ sụt áp, thiết kế chọn phin lọc thông qua số liệu tính toán

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

• Ý nghĩa khoa học của luận văn

Áp dụng lý thuyết tính toán độ sụt áp Từ cơ sở lý thuyết, luận văn thiết kế phin lọc làm sạch tự động lắp cho hệ thống ballast tàu thủy Luận văn sử dụng phần mềm Matlab để lập trình các thông số ảnh hưởng và kiểm nghiệm lại kết quả thiết kế trước khi tiến hành chế tạo lắp đặt trên tàu

• Ý nghĩa thực tiễn của luận văn

Kết quả của luận văn góp phần thúc đẩy việc chế tạo hệ thống phin lọc làm sạch tự lắp đặt trên tàu thủy và nâng cao tỉ lệ sản phẩm nội địa hóa trong ngành công nghiệp đóng tàu Việt Nam

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÔNG ƯỚC IMO VỀ QUẢN LÝ NƯỚC DẰN TÀU

1.1Nước dằn và công ước IMO

Vấn đề ảnh hưởng của các sinh vật độc hại có trong nước dằn của tàu đã được IMO đề cập đến từ năm 1988 Để làm giảm thiểu và ngăn ngừa ô nhiễm môi trường biển do việc vận chuyển các mầm bệnh và thủy sinh vật có hại thông qua nước dằn, năm 2004, IMO đã thông qua Công ước quốc tế về kiểm soát, quản lý nước dằn và cặn nước dằn (BWM 2004), Công ước dự kiến sẽ có hiệu

Theo quy định của Công ước BWM 2004, tàu phải trang bị kế hoạch trao đổi nước dằn hoặc hệ thống xử lý nước dằn để tránh việc nước dằn trở thành phương tiện di chuyển các loài thuỷ sinh giữa các khu vực trên thế giới Tàu chỉ được phép xả nước dằn chưa qua xử lý tại các khu vực quy định Tàu phải được kiểm tra và chứng nhận trong quá trình đóng mới và khai thác để bảo đảm việc tuân thủ các quy định về quản lý nước dằn Tại nơi sửa chữa tàu phải có phương tiện tiếp nhận và xử lý cặn nước dằn Cơ quan có thẩm quyền của cảng phải tiến hành công tác thanh tra các tàu đến cảng để xác nhận việc tuân thủ Công ước của

Mọi quốc gia có trách nhiệm bảo vệ và bảo tồn môi trường biển (điều 192) Trong đó bao gồm việc tránh ô nhiễm biển, bảo vệ và bảo tồn hệ sinh thái quý hiếm hoặc nhạy cảm cũng như nơi cư trú của các loài và các dạng thủy sinh khác đang bị suy yếu, bị đe dọa, bị nguy hiểm từ mọi nguồn ô nhiễm (điều 194) Theo điều 192 thì bao gồm cả việc bảo vệ môi trường của quốc gia khác

chí nhiều cảng riêng biệt đã và đang xây dựng hệ thống pháp luật quốc gia riêng hoặc địa phương liên quan tới việc quản lý nước dằn Một số luật địa phương và luật quốc gia nói chung là phù hợp với công ước của IMO, nhưng một số khác có quy định khác và khắt khe hơn đối với tàu Các biện pháp đơn phương của từng quốc gia là mối quan tâm chính vì công nghiệp vận tải biển mang tính quốc tế cao nhất Một trong những dấu hiệu thành công nhất của IMO là đạt đến tiêu chuẩn hóa cho hệ thống pháp luật ngành vận tải biển, đưa ra các biện pháp kiểm soát mang tính thương mại và hoạt động

Hiện nay trên thế giới người ta đang nỗ lực tìm các biện pháp ngăn chặn các cuộc xâm lấn sinh học hay còn gọi là ô nhiễm sinh học 156 nước của Tổ chức quốc tế về biển đã phát triển luật điều chỉnh để kiểm soát việc thải nước dằn tàu, một nguồn của nhiều loài xâm nhập trong vùng cửa sông ven biển Trong nội địa, một số nước đã có những hoạt động để bảo vệ nguồn nước của mình, chống xâm lấn Trong Hồ Lớn giữa Mỹ và Canada đã có lệnh kiểm soát nước thải dằn tàu từ các tàu buôn từ 1990 để chống lại sự xâm lấn của loài trai vằn Gần đây

Mỹ đã mở rộng việc kiểm soát nước dằn tàu đến các cảng khác của mình, buộc các tàu phải lọc hoặc thay nước dằn tàu trước khi vào cảng Chilê và cảng Haija, Israel, cũng đã đặt ra yêu cầu đối với nước dằn tàu và úc có một chương trình

Để phòng ngừa các biện pháp đơn phương, IMO đã tham gia vào chương trình nước dằn toàn cầu ( Globallast Program) nhằm cải thiện các biện pháp đối phó

về mặt pháp luật được tiêu chuẩn hóa đối với công ước về quản lý nước dằn tàu Các ví dụ về các quốc gia thực thi hệ thống pháp luật liên quan đến việc quản lý

nước dằn tàu bao gồm Úc, NiuDiLan Isaren và Mỹ Một số bang của Úc và Mỹ

và cảng riêng biệt trên thế giới có các quy định riêng

1.1.1 Áp dụng của công ước quốc tế về nước dằn tàu

Công ước quốc tế về quản lý nước dằn và cặn lắng nước dằn (BWM) chuẩn

bị hội tụ đủ các điều kiện có hiệu lực Tính đến 31/10/2012, Công ước về quản lý nước dằn và cặn lắng nước dằn đã được 36 quốc gia phê chuẩn với đội tàu tổng cộng chiếm 29.07% tổng dung tích đội tàu thương mại thế giới.Theo quy định, Công ước BWM sẽ có hiệu lực trong thời gian 12 tháng sau khi nhận được sự phê chuẩn của 30 quốc gia với đội tàu tổng cộng chiếm 35% tổng dung tích đội tàu thương mại quốc tế.Như vậy Công ước quốc tế về quản lý nước dằn và cặn lắng nước dằn sắp hội tụ đủ các điều kiện để bắt đầu có hiệu lực

Mặc dù hiện nay quy định về quản lý nước dằn và cặn lắng nước dằn chưa được áp dụng với tàu biển đóng mới hoạt động tuyến quốc tế, nhưng trong thời gian tới, khi Công ước BWM hội tụ đủ các điều kiện và có hiệu lực thì các tàu biển đóng mới năm 2012 cần phải có kế hoạch lắp đặt hệ thống xử lý nước dằn ngay từ khi đóng mới nhằm thoả mãn các quy định bắt buộc khi Việt Nam tham gia Công ước này

Kết quả dự báo cho thấy nhiều khả năng các điều kiện để có hiệu lực của Công ước BWM sẽ được đáp ứng thoả mãn vào cuối năm 2012, hoặc đầu năm

2013 Như vậy, Công ước có thể có hiệu lực vào cuối năm 2013 hoặc đầu năm 2014.Mục 3, Quy định B-3 (Quản lý nước dằn tàu) của Công ước BWM quy định tàu được đóng vào hoặc sau năm 2009, với tổng thể tích két chứa nước dằn

D-2 (Tiêu chuẩn chức năng nước dằn), hay nói cách khác là tàu phải trang bị hệ thống xử lý nước dằn được phê chuẩn.

31 tháng 12 năm 2011 Tuy nhiên, việc hoãn này không được chấp nhận cho tàu đóng sau năm 2009 Tàu được đóng trong năm 2010 với tổng thể tích két chứa nước dằn nhỏ hơn 5.000 m3, mang cờ quốc tịch của quốc gia thành viên Công

ước BWM, phải tuân thủ Quy định B-3.3 khi Công ước có hiệu lực, tức là bắt buộc phải trang bị hệ thống xử lý nước dằn theo Quy định D-2.

1.1.2 Quy định quản lý nước dằn tàu của các quốc gia trên thế giới

a: Trên thế giới

Theo thống kê chung , trước khi nhập cảnh vào một nước thì các tàu phải khai báo mẫu chung của IMO Điền đầy đủ thông tin trong mẫu khai báo và gửi qua mail đến cơ quan kiểm soát nước dằn tàu tại bến cảng đến, tại đây sẽ có hệ thống tự động nhập tất cả các thông tin và hệ thống quản lý của họ

Theo quy chuẩn của Mỹ số 33 CFR 151.1510 của chương trình quản lý nước dằn tàu ban hành tháng 12 năm 2005 thì thuyền trưởng phải sử dụng một trong các hành động quản lý nước dằn sau

- Tiến hành trao đổi nước cách bờ 200 hải lý và nước sâu 2000m

- Luôn giữ nước dằn tàu trong hành trình hay sử dụng phương pháp song

âm đã được công nhận để xử lý

- Đối với tàu không có phương pháp xử lý phù hợp với quy định thì phải quay ngược ra biển khơi để trao đổi nước ở đó

b: Quy định của Mỹ

Tháng 8/2005 Ủy ban cấp cao về khoa học và vận tải thương mại đã thông qua đạo luật quản lý nước dằn tàu 2005, Nếu được triển khai, phần lớn các yêu cầu gần tương tự như Công ước quản lý nước dằn tàu của IMO Ban đầu, tàu sẽ phải quản lý nước dằn bằng cách tuân theo các tiêu chuẩn trao đổi nước dằn và sau đó tuân theo các tiêu chuẩn xử lý Các giai đoạn áp dụng của đạo luật tương

đổi được lên kế hoạch vào năm 2009.Tuy nhiên có hai điểm khác căn bản giữa đạo luật và Công ước quốc tế Thứ nhất, đạo luật khi được áp dụng sẽ yêu cầu các tiêu chuẩn xử lý cao hơn so với tiêu chuẫn thực hiện Công ước 100 lần Cần chú ý rằng, trước khi các tiêu chuẩn

có hiệu lực, có các qui định dưới đạo luật đòi hỏi Cơ quan phòng vệ bờ biển của Hoa Kỳ (USCG) xem xét lại tính khả thi và đánh giá xem tiêu chuẩn xử lystheo

dự kiến có phù hợp hay không USCG sẽ có thể đẩy nhanh hoặc làm chậm quá trình thực thi tùy theo kết quả xem xét tính khả thi và nếu công nghệ hiện thời có thể thực hiện tốt hơn các tiêu chuẩn đề ra thì có thể điều chỉnh các tiêu chuẩn

Đạo luật qui định cụ thể các hình phạt hành chính và hình sự có thể bị áp đặt cho các vi phạm Bất kỳ người nào vi phạm qui định của đạo luật sẽ bị xử phạt hành chính lên tới 32.500USD một ngày và tàu có thể chịu trách nhiệm đối vật (in rem) đối với bất kỳ việc xử phạt hành chính này Bất kỳ người nào cố tình vi phạm đạo luật này sẽ bị coi là phạm tội nghiêm trọng sẽ bị bỏ tù và/hoặc phạt tiền Tàu cũng phải tuân theo luật của bang hoặc luật địa phương và các biện pháp của bang hoặc của địa phương như hình phạt hoặc tiền phạt được phép lớn hơn

Yêu cầu các tàu có trọng tải 300GT và lớn hơn ,trừ tàu quân sự phải gửi mẫu báo cáo nước dằn tàu của Mỹ 24 giờ trước khi vào cảng Washington của mỹ

và nếu dùng mẫu báo cáo nước dằn tàu IMO cũng được chấp nhận nhưng mẫu báo cáo nước dằn tàu của mỹ được ưu tiên hơn Trong mẫu báo cáo nước dằn tàu

sẽ điền thông tin trao đổi nước ở biển đối với các tàu khi vào cảng Washington Mẫu báo cáo nước dằn tàu sẽ điền thông tin bốc dỡ hàng hóa khi vào cảng Columbia

Các tàu không xả nước dằn cũng làm mẫu báo cáo nước dằn tàu viết cào phần “ không xả nước dằn” và phải kèm theo giấy chứng nhận không xả nước.

Yêu cầu trao đổi nước là các tàu khi vào cảng Washington phải tiến hành tra đổi nước ngoài biển khơi khi tàu ngang qua đó trong hành trình của tàu Trường hợp tàu có hành trình nội địa không đi qua biển khơi trong cuộc hành trình thì tiến hành trao đổi nước cách bờ ít nhất 50 hải lý

Các trường hợp không phải trao đổi nước (theo quy định của cơ quan quản lý ô nhiễm bang Minnesota-Minnesta Pollution Control Agency-MPCA)

- Khi các tàu không đảm bảo an toàn khi trao đổi nước ngoài khơi thì thuyền trưởng phải điền vào mẫu báo cáo nước dằn tàu không báo rõ việc trao đổi nước do điều kiện an toàn của tàu không cho phép

- Khi hệ thống xử lý nước dằn tàu của tàu đạt tiêu chuẩn xử lý nước thì tàu không cần phải trao đổi nước ngoài khơi

Từ ngày 01 tháng 07 năm 2007 việc xả nước dằn tàu đã trao đổi và đã xử lý tại Washington không còn được chấp nhận nữa điều này có nghĩa là quy định các trường hợp chấp nhận tàu không trao đổi nước không còn hiệu lực nữa chính vì vậy các tàu đòi hỏi phải có phương pháp xử lý nước dằn tàu khác không phải là trao đổi nước nữa

Hình 1.2 Nước dắn tàu được hút vào và bơm ra khi làm hàng

c: Qui định của các nước tại khu vực xung quanh biển Địa Trung Hải

Theo tin từ Tổ chức Hàng hải thế giới (IMO) cho biết, kể từ ngày 1 tháng 1 năm 2012 trên khu vực biển Địa Trung Hải sẽ thực thi áp dụng hệ thống quản lý nước dằn tàu tự nguyện (Ballat Water) Hệ thống này được sự đồng ý của tất cả các quốc gia xung quanh khu vực biển Địa Trung Hải

Hệ thống quy định trước khi ra/vào Địa Trung Hải từ Đại Tây Dương hoặc từ Ấn

Độ Dương các tàu , nếu có thể nên đổi nước dằn tàu như theo tiêu chuẩn quy định trong tiêu chuẩn D-1 của Công ước Quốc tế về quản lý nước dằn tàu tại vị trí cách đất liền tối thiểu 200 hải lý và có độ sâu ít nhất là 200 mét Trong trường hợp bất khả kháng, vì lý do bị lệch hành trình hoặc trễ hoặc vì lý do an toàn của tàu, việc đổi nước dằn tàu nên được thực hiện ở khu vực xa đất liền nhất nếu có thể, và trong mọi trường hợp thì khoảng cách tối thiểu phải là 50 hải lý và có độ

Trong trường hợp tàu chỉ chạy giữa các cảng trong vùng biển Địa Trung Hải; hoặc giữa vùng biển Đen và biển Đỏ; hoặc giữa vùng biển Đen và biển Địa Trung Hải; hoặc giữa vùng biển Đỏ và biển Địa Trung Hải Thì việc đổi nước dằn tàu nên được thực hiện ở khu vực xa đất liền nhất nếu có thể, và trong mọi trường hợp thì khoảng cách tối thiểu phải là 50 hải lý và có độ sâu tối thiểu 200m Trong trường hợp bất khả kháng, vì lý do bị lệch hành trình hoặc trễ hoặc

vì lý do an toàn của tàu, thì việc đổi nước dằn tàu sẽ được thực hiện tại khu vực

Chi tiết của hệ thống này đã được Trung tâm ứng cứu khẩn cấp sự cố ô nhiễm môi trường biển khu vực biển Địa Trung hải (REMPEC) cung cấp bằng thông tư cho Tổ chức Hàng hải Thế giới (IMO) Trong thông tư trình tới IMO, REMPEC đã giải thích rằng Hệ thống đồng bộ về việc quản lý nước dằn tàu tự nguyện sẽ được áp dụng từ ngày 1 tháng 1 năm 2012 cho đến khi Công ước Quốc tế về quản lý nước dằn tàu (Ballast Water Manangement Convention) của IMO có hiệu lực.

và không chứa nước dằn tàu

Các tàu trước khi vào vùng ranh giới biển thuộc lãnh hải Canada đều phải trình mẫu báo cáo nước dằn tàu Những thông tin và hành trình tàu ,khẳ năng chứa nước dằn tàu ,các hoạt động quản lý nước dằn tàu nguồn lấy nước dằn tàu, chương trình quản lý nước dằn tàu và đề xuất vị trí xả nước dằn tàu Vào năm

2007, 100% mẫu báo cáo nước dằn tàu được kiểm tra để thẩm định nguồn gốc nước dằn tàu, tính phù hợp và mục đích chương trình quản lý nước dằn tàu có đạt được hay không

e: Quy định của Việt Nam

Dựa vào Nghị định về quản lý cảng biển và luồng hàng hải – số 71/2006/NĐ-CP, Hà Nội ngày 25 tháng 07 năm 2006 ,ta có thể tóm lược những quy định khai thác bắt buộc các loại tàu phải tuân thủ khi nhập cảnh tại Việt Nam như sau

Tất cả các tàu thuyền nước ngoài ,không phân biệt lớn nhỏ, quốc tịch và mục đích sử dụng chỉ được phép vào cảng biển khi có đủ điều kiện an toàn, an ninh , phòng ngừa ôi nhiễm môi trường và các điều kiện theo quy định của pháp luậtTrước khi tàu vào cảng, chủ tàu, người quản lý, người khai thác tàu hoặc người được ủy quyền phải gửi cho Cảng vụ hàng hải nơi tàu đến mẫu “bản khai chung”(phụ lục 1) trước khi tàu nhập cảnh Thời gian thông báo chậm nhất 8 giờ trước khi tàu dự kiến đến cảng Chỉ có giám đốc Cảng vụ hàng hải mới có quyền chỉ định vị trí neo đậu cho tàu thuyền trong vùng nước cảng, chậm nhất 2 giờ kể từ khi nhận được thông báo tàu đã đến vị trí thả hoa tiêu

Đối với tàu không xả nước dằn thì sẽ làm thủ tục nhập cảnh tại phao số 0 hoặc có thể ngay tại cảng nhập cảnh theo thời gian quy định trước khi nhập cảnh

Đối với tàu có xả nước dằn tàu bắt buộc phải làm thủ tục khai báo tại phao số 0

và điền vào giấy kiểm dịch y tế đối với tàu thủy

Tại điều 15 quy định tạm thời về kiểm soát ôi nhiễm trong giao thông đường thủy thành phố Hồ Chí Minh quy định :

- Hàm lượng dầu trong nước dằn tàu thải ra vùng nước và vùng cảng thành phố Hồ Chí Minh không được vượt quá 0.3ppm như tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5942-1995 quy định Tuyệt đối không được pha loãng để làm hàm lượng dầu xuống thấp hơn 0.3ppm trước khi thải nước dằn tàu

- Hàm lượng các chất ôi nhiễm không phải dầu mỏ của nước dằn tàu phải được thải ra vùng nước và vùng cảng thành phố Hồ Chí Minh không được vượt quá các tiêu chuẩn được quy định bởi tiêu chuẩn TCVN 5942-1995

- Nước dằn tàu thải ra vùng nước và vùng cảng không được mang mầm bệnh như điều lệ kiểm dịch Việt Nam quy định và các loài tảo độc

Quy trình khai báo nước dằn tàu khi nhập cảnh vào Việt Nam có liên quan đến nước dằn tàu còn một số điểm không thể kiểm soát được:

- Vấn đề khai báo nước dằn tàu còn dựa vào tính tự giác của người vận hành tàu Những tàu nào có khai báo là xả nước dằn tại cảng biển Việt Nam mới điền vào mẫu khai báo nước dằn ( phụ lục 2 ), chính vì vậy ta không thể kiểm soát được tính trung thực khi khai báo nước dằn tàu của các tàu

- Việc quản lý quy trình khai báo nước dằn tàu chưa được chặt chẽ, chỉ điền vào mẫu nước dằn tàu, thông báo cho trung tâm kiểm dịch y tế quốc tế biết giờ, địa điểm sẽ xả nước dằn tàu để xử lý lượng nước dằn trước khi xả.Nhìn chung những quy định khai báo về quản lý nước dằn tàu của việt nam khác hẳn các nước trên thế giới và cũng theo quy định chung như

- Yêu cầu trao đổi nước ngoài khơi

- Không sử dụng mẫu khai báo nước dằn IMO

- Không yêu cầu thực hiện kế hoạch quản lý nước dằn tàu

- Tất cả những quy trình khai báo và cập nhật thông tin của các nước trên thế giới đều được tiến hành tự động qua chương trình quản lý xây dựng sẵn

1.1.3 Hệ thống nước dằn tàu

Một hệ thống nước dằn cho phép một con tàu bơm nước vào và ra khỏi các két một lượng rất lớn để bù cho một sự thay đổi trọng tải hàng hóa, điều kiện không tải, hoặc do thay đổi thời tiết

Thể tích của các két nước dằn có thể chứa hàng triệu gallon trên một con tàu lớn Điều này cho phép các tàu để chuyên chở tải nhẹ hay nặng, trong khi duy trì độ nổi lý tưởng và cân bằng trong mọi điều kiện biển

Trong một con tàu có thể bơm khô tất cả các két nước dằn để vượt qua một khu vực nước cạn hay bơm vào các két về phía lái chỉ để nâng mũi ở các vùng biển rộng

Các thiết bị của hệ thống bao gồm; hộp van thông biển, phin lọc lớn và nhỏ, máy bơm, đường ống phân phối, các két nước dằn, hệ thống xử lý, hệ thống xả,

và tất cả các van, cảm biến và điều khiển để chạy các thiết bị

a.Các sinh vật trong nước dằn tàu

Các sinh vật trong nước biển là một mối đe dọa lớn đối với hệ sinh thái và các nền kinh tế của các khu vực bị ảnh hưởng Các nhà nghiên cứu cho rằng khoảng một phần ba của tất cả vi sinh vật có thể được vận chuyển trong các két nước dằn tàu

Con trai đen đã được giới thiệu vào hồ Saint Clair vào năm 1988 khi một chiếc tàu bơm nước dằn vào hồ một lượng lớn Các hồ lớn chiếm gần hai mươi phần trăm lượng nước bề mặt của trái đất trong một hệ thống lưu vực sông Các loại hàu lạ đã loại giống bản địa khi theo nước dằn tàu vào vùng biển và đã gây

ra thiệt hại ước tính 7 tỷ USD (Mỹ) Ngoài ra loài hàu còn gây thiệt hại do đóng

cặn hay bịt các thiết bị dưới nước mà các thiết bị này rất cần thiết cho các hoạt động công nghiệp và giải trí.

Cá mút đá biển và gai nước là những sinh vật ăn hết thức ăn của loài cá chủ hoặc cạnh tranh với cá con về thực phẩm Nhiều loài cá có giá trị thương mại bị ảnh hưởng bởi các loài xâm lấn Những loài động vật và sinh vật khác có thể sống trong nước ngọt hay nước mặn, chúng có thể lây lan vào đường thuỷ nội địa

từ cảng nước mặn và bến cảng

Cây cũng có thể di chuyển xa trong nước dằn Loại cỏ thi Eurasian là một loại cây bề mặt mà có thể làm tắc nghẽn và cản trở thiết bị phục vụ cho du lịch, giải trí do nó tạo thành các tấm thảm dày Eurasian loại cỏ đã được di cư đến Hoa Kỳ vào năm 1940 Bởi vì cây này có thể sản sinh ra một lượng lớn từ chỉ một mẩu nhỏ của cây đã được vận chuyển trong nước dằn tàu của một con tàu

b Giải quyết vấn đề của nước dằn tàu

Trong nhiều năm các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm nhiều phương pháp khác nhau để tiêu diệt các loài xâm lấn trong nước dằn tàu của một con tàu Hầu hết khó khăn trong thực tế phải xử lý một lượng lớn nước trong một thời gian ngắn Nhiều hệ thống dựa trạm trên bờ để xử lý nước dằn, do đó mất nhiều giờ hoặc vài ngày để qua hệ thống xử lý của họ

Khi làm hàng một con tàu phải có khả năng xả nước dằn nhanh như hàng hóa được nạp Trong trường hợp khẩn cấp các két phải được bơm cạn càng nhanh càng tốt Một đường ống đi qua các hệ thống xử lý nước dằn tàu là không

đủ để tiêu diệt tất cả các sinh vật trong nước dằn

c Giải pháp xử lý nước dằn và các vấn đề bất cập

Khi làm hàng không được xả nước dằn hoặc phải theo các qui định thay nước dằn của quốc tế, quốc gia, địa phương Trong một số khu vực đòi hỏi phải niêm phong các két nước dằn trong khi những nơi khác cho phép thay nước Trao đổi nước dằn cho phép các két được bơm đầy nước trong vùng biển địa phương Các két nước dằn kín có thể cần phải được làm trống trong tình huống khẩn cấp và việc thay nước dằn bị cấm do ở gần khu vực nhạy cảm, và việc thay nước dằn chỉ được thực hiện ở vùng cho phép để cho các tàu hoạt động một cách

an toàn Sau đây chúng tôi sẽ liệt kê các phương pháp xử lý nước dằn hiện đang được áp dụng

 Phươn pháp xử lý bằng trao đổi nước

- Luật bắt buộc các tàu trao đổi nước khi cập cảng được kiểm soát

dễ dàng vì độ mặn của nước ngoài biển khơi cao hơn nước trong vùng duyên hải, dựa vào đây ta có thể kiểm soát được tàu có trao đổi nước hay không, hơn nữa hiện nay cũng có một nghiên cứu về phương pháp mới để kiểm tra nhanh và dễ dàng việc trao đổi nước dằn tàu có được thực hiện hay không

Nhược điểm:

- Khó để lấy hết toàn bộ bùn lắng và phần nước ở đáy của khoang chứa nước dằn tàu

- Các sinh vật ở bám phía thành trong khoang sẽ không dễ dàng để loại bỏ chúng

- Trong quá trình trao đổi nước ,tàu sẽ không an toàn khi gặp các cơn bão hay biển động ngoài khơi

Tuy nhiên tính hiệu quả của quy trình trao đổi nước có thể được cải thiện bằng cách thiết kế lại khoang chứa nước dằn tàu và hệ thống bơm Hiện nay hầu hết các khoang chứa nước dằn tàu chỉ có một bơm dùng cho cả việc bơm nước ra

và vào nhưng không cùng một lúc Bằng cách thêm một bơm nữa thì việc trao đổi có thể thực hiện hiệu quả bằng cách bơm liên tục một bơm sẽ bơm nước vào một bơm sẽ bơm nước ra, cách này sẽ an toàn hơn cho tàu khi trao đổi nước đảm bảo các khoang chứa lúc nào cũng có nước

 Phương pháp xử lý bằng hóa chất ( biocide)

Ưu điểm:

- Máy móc xử lý bằng hóa chất không cần phải bảo dưỡng nhiều

- Ozone có tác dụng trên nhiều vi sinh vật

- Gluteraldehyde là chuyển hóa nhanh khi thải vào môi trường tạo khí co2 là chất an toàn

Nhược điểm:

- Kích thước của máy móc thiết bị bị hạn chế khi lắp đặt trên tàu

- Khi sử đụng biocide rất nguy hiểm cho người vận hành trong lúc thao tác với hóa chất này vì vậy cần huấn luyện thủy thủ về tính an toàn của biocide

- Ozone không thể loại bỏ các sinh vật có kích thước lớn

- Phản ứng giữa ozone và các thành phần khác trong nước biển sẽ tạo ra chất độc có hại cho môi trường

- Không xử dụng hóa chất độc hại Nhược điểm:

- Đòi hỏi phải lắp đặt hệ thống ống sao cho nước dằn tàu tiếp xúc với nguồn nhiệt

- Các xác chết của sinh vật đôi khi phải được lọc trước khi bơm nước dằn ra ngoài

- Tốn kém năng lượng và thời gian xử lý lâu

- Kinh phí cao để trang bị các máy móc cần thiết

d Phương pháp xử lý nước dằn tàu trong tương lai

Hiện nay sử đụng tia UV khử trùng được áp dụng trong bệnh viện, nhà tù

để giết chết vi sinh vật và tránh lan truyền bệnh Đèn UV được nghiên cứu để sử dụng xử lý nước dùng cho đô thị thay thế phương pháp xử lý dùng chlorine phương pháp này hiệu quả đối với vi sinh vật, vì vậy cần nghiên cứu kết hợp phương pháp khác nhằm tăng tính hiệu quả của nó trong việc xử lý nước dằn tàu Bất lợi của tia UV là không có hiệu quả khi nước chứa quá nhiều chất lơ lửng, vì vậy nước dằn tàu cần phảo lọc trước khi xử lý bằng UV

1.2: Các loại phin lọc xử dụng trong hệ thống ballast trên tàu thủy hiện 1.2.1:Định nghĩa và phân loại phin lọc

Một bầu lọc được lắp trên đường ống là một thiết bị dùng để loại bỏ các chất rắn từ một chất lỏng chảy Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng một tấm kim loại đục lỗ,đan lưới Kích thước các chất bẩn được lọc phổ biến được giữ lại từ 1” đến 40 micron (0.0016”)

a.Mục đích sử dụng phin lọc

Phin lọc được sử dụng trong đường ống để bảo vệ thiết bị cơ khí sau lọc như bình ngưng, bộ trao đổi nhiệt, máy bơm, máy nén, đồng hồ, vòi phun, tua bin, không bị ảnh hưởng do chất bẩn bám vào, gỉ sét, cáu cặn, hoặc bị hư hại do các vật rắn va đập vào

b.Các loại phin lọc

Phin lọc thường là loại chữ Y và giỏ lọc Trong khi đó chủ yếu là một loại

Y lọc (Hình 1.3A.), có một số loại giỏ lọc khác nhau (hình 1.3B tới hình 1.3D)

Hình 1.3 Các loại phin lọc

c.Phin lọc chữ Y và giỏ lọc

Trong các đường ống lắp thẳng đứng, thường lắp một phin lọc trên đường hút của bơm, phin lọc này phải là phin lọc chữ Y hoặc một giỏ lọc chữ T Hầu hết các giỏ lọc được lắp cho đường ống nằm ngang hoặc đường ống hơi nghiêng Đặc biệt chú ý khi lắp phin lọc phải lắp đúng hướng của khoang lọc và nối với đường xả đáy của bộ lọc Bộ lọc phải được lắp đặt nằm ở vị trí thấp nhất có thể (Hình 1.4) Đối với đường ống thẳng đứng dẫn lỏng phải một phin lọc chữ Y có lưới lọc hướng xuống dưới để nó ở vị trí xuống để bẫy các cặn bẩn trong khoang lọc Đối với đường ống dẫn hơi hơi, phin lọc chữ Y được lắp nằm ngang để ngăn ngừa ngưng tụ hơi nước

Hình 1.4 Phin lọc chữ Y lắp trên đường ống dẫn chất lỏng

Bầu lọc chữ T, ống khuếch tán ở đường hút và một vài giỏ lọc khác nhau cũng có thể được sử dụng cho đường ống dẫn chất lỏng quay phải (hình 1.5)

Hình 1.5 Phin lọc chữ T

Phin lọc chữ Y và hầu hết các loại phin lọc có thể tự làm sạch bằng cách lắp thêm một van xả đáy và lắp thêm một số thiết bị cho giỏ lọc, Lưới lọc có thể được rửa bằng cách mở và đóng van xả đáy Điều này có thể thực hiện mà không cần chặn dòng chảy hoặc tháo phin lọc ra khỏi đường ống Với kích thước giỏ lọc lớn hơn 4 ", một giỏ lọc sẽ có độ sụt áp nhỏ hơn so với một phin lọc chữ Y Giỏ lọc thường được lắp đặt trong một đường ống nằm ngang và có nắp phin lọc bên trên Việc làm sạch các bộ lọc thường là đơn giản và không cần phải xả nước trong bầu lọc Nắp bầu lọc rất dễ tháo lắp cho công tác vệ sinh cho phin lọc bên trong Một số nhà sản xuất đã thay thế bu lông bằng các ốc cấy để việc tháo lắp phin lọc được dễ dàng hơn và dễ đồng tâm lắp bầu lọc với bầu lọc khi lắp Nắp phin lọc sử dụng gông và thiết bị khóa bầu lọc cũng được sử dụng để việc tháo lắp phin lọc được thuận tiện Như đã đề cập ở trên, bầu lọc và phin lọc chữ Y có thể được trang bị van xả đáy, cho phép các cặn bẩn tích tụ được xả ra bởi mở van

xả đáy (Hình 1.6)

Hình 1.6 Phin lọc có van xả đáy

Trong khi có một số nơi sử dụng phin lọc chịu áp suất cao, (Hình 1.7), yêu cầu vỏ phin lọc dầy hơn và chi phí của phin lọc cao hơn, Phin lọc thường không được chế tạo để làm việc với áp suất trên 104 bar Bầu lọc chữ Y có thể làm việc với áp lực 414 bar và cao hơn Ngoài phin lọc cữa Y và giỏ lọc khác có các loại như phin lọc kép /ghép đôi, tạm thời / hình học, rửa xả /rửa ngược, tự động làm sạch

Hình 1.7 Phin lọc có van xả đáy

d.Bầu lọc kép/ ghép song song

Đối với các ứng dụng yêu cầu dòng chảy hoạt động liên tục và không thể dừng dòng chảy để vệ sinh, phin lọc kép được sử dụng cho mục đích này Khi một phin lọc bị tắc, dòng chảy được chuyển sang phin lọc khác để sự hoạt động của dòng chảy được liên tục Phin lọc bẩn được tháo ra, làm sạch và thay thế Các phin lọc kép có van chuyển dạng van xoay hoặc van cầu được sử dụng nhiều như trong ( hình 1.8 ) vì chúng có giá thành thấp khi chế tạo, đơn giản khi khai thác hơn các loại khác Trong van chuyển có kết nối trong với hai bầu lọc do đó dòng chảy có thể được chuyển hướng bằng cách xoay tay cầm

Hình 1.8 Phin lọc kép

Bầu lọc ghép song song gồm có hai phin lọc đơn được nối song song với nhau và có van điều khiển độc lập như trong ( hình 1.9 ) Bầu lọc này có kích thước lớn hơn bầu lọc kép Tuy nhiên sức cản của qua bầu lọc ghép song song nhỏ hơn nhiều so với bầu lọc kép

Hình 1.9 Phin lọc ghép song song

e.Bầu lọc rửa xả, rửa ngược, vận hành bằng tay có ống rửa cố định hoặc quay

Các phin lọc này được lắp bên trong đường hút hoặc các thiết bị khác có chất lỏng độ nhớt cao Vận tốc của nước và chảy xoáy tạo ra dòng xối ngược cho bầu lọc khi mở van xả đáy để xả các chất bẩn bám trên lưới lọc ra ngoài (hình 1.10)

Hình 1.10 Phin lọc rửa xả

f.Bầu lọc làm sạch tự động

Bầu lọc làm sạch tự động là một thiết bị tự động làm sạch trong một chu kỳ,

sử dụng một lượng chất lỏng xối ngược để rửa sạch các chất bẩn bám trên lưới lọc mà không cần giám sát của người vận hành Có nhiều lọai phin lọc tự làm sạch và mỗi loại có ưu điểm riêng Trong ( hình 1.11 ) là một ví dụ về phin lọc làm sạch tự động Phin lọc tự động làm sạch thường đắt hơn so với phin lọc làm sạch bằng tay nhưng giá thành khi thêm chi phí các thiết bị tự động có thể được chấp nhận do:

1 Số lần làm sạch của thiết bị làm sạch bằng tay và chi phí nhân công để làm việc này

2 Sẽ có nguy hiểm mà các bộ lọc hoặc các thiết bị mà nó được bảo vệ có thể

bị hư hỏng do phin lọc không được làm sạch khi cần thiết

3 Các bộ lọc được thiết kế lắp đặt ở vị trí khó làm sạch bằng tay

4 Độ bẩn của phin lọc không thể đoán trước do sự thay đổi lưu lượng hoặc

áp suất do đó làm sạch bằng tay không thể chính xác được

5 Không đủ nhân lực để thực hiện việc làm sạch bằng tay

5 Kết hợp các điều khiển trên

Tất cả các hệ thống điều khiển trên thường được sử dụng cho phin lọc làm sạch không liên tục Một số phin lọc tự động làm sạch liên tục do đó việc kiểm soát thời điểm để bắt đầu làm sạch chu kỳ là không cần thiết Trong phin lọc tự

động làm sạch không liên tục, bộ điều khiển có rơ le cảm biến độ chênh áp suất trước và sau phin lọc thường được sử dụng, bởi vì nó sẽ bắt đầu một chu kỳ làm sạch khi dòng chảy bị giảm do bẩn phin lọc Nếu một lượng chất bẩn bám vào phin lọc ổn định, rơ le thời gian có thể được sử dụng Ngoài ra, nếu phin lọc có thể trải qua một thời gian dài có có độ bám bẩn chậm, có thể lắp rơ le thời gian

để bộ lọc định kỳ làm sạch và tránh cho phin lọc không bị tắc bẩn Do đặc điểm

tự làm sạch tự động của nó, một bộ lọc tự động thông thường là sạch hơn trong thời gian dài hơn so với một phin lọc làm sạch bằng tay

1.2.2 Nguyên lý tự động rửa của phin lọc tự động làm sạch

Phương pháp làm sạch bằng cách xả nước trực tiếp liên quan đến việc mở phía bên bẩn của lưới lọc để không bị không khí thâm nhập trong quá trình lọc Việc xả trực tiếp các chất bẩn bám trên lưới lọc mà không cần đảo chiều của dòng chảy Hiệu quả rửa của phương pháp này làm sạch là rất hạn chế và chỉ thực hiện được trong điều kiện cụ thể

Phương pháp rửa ngược ( back washing ) yêu cầu bộ lọc phải dừng cấp nước Nước được đã được lọc sạch sẽ chảy theo chiều ngược lại dòng chảy bình thường để loại bỏ các chất rắn ra khỏi lưới lọc.Vì hầu hết các lưới lọc dạng đan

có diện tích thông bằng 5-10 lần diện tích mặt cắt ngang của đường ống vào, độ chênh áp trên lưới lọc sẽ giảm nhanh về 0 sau một thời gian rửa ngắn và chỉ một phần nhỏ của lưới lọc là được rửa sạch Kết quả này trong khoảng thời gian rất ngắn giữa chu kỳ làm sạch vì chỉ có một phần của lưới lọcđược làm sạch đễ sẵn sàng cho hoạt động lọc

tiếp theo

Hình 1.12.vệ sinh bảng phương pháp rửa ngược

Phương pháp rửa ngược cho phin lọc hoặc "quét hút" là quá trình phát triển một lực hút bằng cách đảo ngược dòng chảy một phần nhỏ, khoảng 1 inch vuông, các yếu tố lưới lọc như thể hiện trong ( hình 1.13 ) Độ chênh áp giữa áp suất làm việc của chất lỏng trong hệ thống, và áp suất khí quyển từ 35 tới 150 psi tạo ra một dòng nước vận tốc cao đi ngược qua phần này nhỏ của lưới lọc khu vực, qua đó; kéo các chất bẩn ra ngoài tạo ra một khoảng diện tịch lưới được làm sạch Diện tích nhỏ này sau đó từ từ di chuyển trên bề mặt lưới lọc để dần dần làm sạch toàn bộ lưới lọc

Nguyên lý của lưới lọc làm sạch tự động về cách tự làm sạch bằng cách hút hoàn toàn tự động nhờ quá trình quét của đầu hút Nước bẩn vào các bộ lọc thông qua các lối vào của mặt bích dưới cùng của phin lọc như thể hiện trong (hình 1.13 ) Nước sau đó tiến hành lọc thông qua lưới lọc từ trong ra ngoài gây

ra các chất bẩn rắn có kích thước lớn hơn lỗ trên lưới lọc tích tụ trên bề mặt bên trong của nó tạo thành một lớp chất bẩn Nước sạch khỏi bầu lọc qua lỗ bích ở phía bên của bầu lọc Độ chênh lệch áp suất liên tục được đo trên lưới lọc bộ lọc Tín hiệu chênh áp gửi lên bộ điều khiển khả lập trình (PLC) để bắt đầu chu kỳ làm sạch lưới lọc, khi lớp chất bẩn gây ra chênh lệch áp suất tới 7 psi Trong chu

kỳ làm sạch, không có sự gián đoạn của dòng chảy ra của bộ lọc Tổn thất áp suất qua bộ lọc sạch là nhỏ hơn 2 psi với tốc độ thiết kế dòng chảy tối đa và thường nhỏ hơn 1 psi Điều này dẫn đến trong một sụt áp trên tổng số các bộ lọc còn lại nhỏ hơn 2 psi phần lớn thời gian nhưng thiết kế lên đến tối đa là 9 psi trước khi một chu kỳ làm sạch được bắt đầu.

Hình 1.13 Bộ rửa ngược tự động đơn giản

Cơ chế làm sạch lưới lọc bộ lọc đầu hút được làm bằng thép không gỉ 316 vừa quay và chuyển động tình tiến trong bầu lọc Máy quét hút bao gồm một ống trung tâm với sáu ống vòi phun đều nhau dọc theo chiều dài của ống trung tâm đặt vuông góc với trục dọc của ống trung tâm Van xả kết nối các khoang bên trong của máy quét hút và thông ra khí quyển bên ngoài bầu lọc Bằng cách mở van xả, áp lực chênh nhau giữa nước bên trong bầu lọc (35-150 psig) và không khí (0 psig) bên ngoài tạo ra lực hút cao tại các lỗ của mỗi vòi quét hút Điều này lực hút làm cho nước chảy ngược qua các lưới lọc trong một khu vực nhỏ ở rất

quét và hút qua van xả để xả ra ngoài Trên phin lọc có lắp cơ cấu tay quay để quay các đầu quét vừa lai chuyển động tịnh tiến với tốc độ không đổi Sự kết hợp của chuyển động quay và chuyển động tịnh tiến là các vòi quét tạo thành một đường xoắn ốc dọc theo bề mặt bên trong của lưới lọc bộ lọc Chu trình làm sạch được hoàn thành trong vòng 40 giây, trong thời gian đó các vòi phun loại bỏ các lớp chất lỏng trên mỗi inch vuông của lưới lọc bộ lọc.

Hình 1.14 Tự động tự làm sạch bộ lọc

Động cơ điện được sử dụng để truyền chuyển động cho các đầu quét hút

Sự kết nối giữa lắp ráp động cơ và máy quét hút bao gồm một trục vít và cơ cấu truyền động bánh răng Cơ cấu truyền động này cho phép vòi chuyển động xoắn

ốc chậm của chúng dọc theo bên của lưới lọc bộ lọc Máy quét hút có tốc độ

quay khoảng 24-rpm Có hai tiếp điểm hạn chế hành trình để ngừng động cơ điện

và cung cấp thông tin phản hồi tới bộ điều khiển PLC để điều khiển hướng quay Các bộ lọc không phải dừng cấp nước và phin lọc hoạt động bình thường ngay cả khi trong chu kỳ làm sạch ngắn

1.3 Kết luận chương I

Nhìn chung quy định khai báo của các nước trên thế giới có những đặc điểm bắt buộc chung như các tàu trước khi nhập cảnh phải điền vào mẫu khai báo nước dằn tàu của IMO hay mẫu của riêng từng quốc gia dựa vào mẫu IMO, phải có chương trình quản lý nước dằn tàu ,sổ nhật ký nước dằn tàu, tiến hành trao đổi nước dằn tàu ngoài khơi các cảng nhập cảnh 200 hải lý và mức nước sâu

2000 mét

Mặc dù có rất nhiều phương pháp được đề nghị không có phương pháp nào thật sự hiệu quả trong xử lý nước dằn tàu Xử lý bằng tia UV cần phải kết hợp với phương pháp lọc Xử lý bằng phương pháp lọc thì cần phải lọc những vật liệu lớn hơn chứa trong nước dằn tàu Việc sử dụng các loại phin lọc có kích thước màng lọc nhỏ chưa được áp dụng rộng rãi trên tàu thủy kèm theo đó là giá thành sản phẩm cao

CHƯƠNG 2.CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN THIẾT KẾ PHIN LỌC NƯỚC LÀM SẠCH TỰ ĐỘNG

2.1: Cơ sở lý thuyết

2.1.1: Cơ sở tính toán lựa chọn phin lọc