船用生活污水處理技術研究

黃 嶸，林 巍，周 健

● （1.中國極地中心，上海 200136；2.中船重工第704研究所，上海 200031）

船用生活污水處理技術研究

黃 嶸1，林 巍2，周 健2

● （1.中國極地中心，上海 200136；2.中船重工第704研究所，上海 200031）

本文結合IMO公約對船舶生活污水的要求，闡述目前船用生活污水處理技術的優缺點，分析船用生活污水處理技術的發展方向。

IMO公約；生活污水處理；船舶

0 引言

隨著人們對環境保護的日益重視，海洋環境保護也成為世界各國的關注點之一。海洋環境保護主要針對的污染物包括：船舶艙底油污水、船舶固體垃圾、船舶尾氣排放、船舶及平臺生活污水以及石油平臺勘探及采油的生產水。針對以上這幾個方面，IMO的下屬機構MEPC分別制訂了不同的公約，用以規范上述造成海洋污染的污染物排放，從而保護海洋環境。船舶及平臺的生活污水是其中的主要污染物。

1 船舶生活污水處理的規范要求

IMO 73/78[1]附則Ⅳ于2006年正式生效，附則要求船舶在離陸地12海里以內的地方航行時，生活污水必須處理達標后排放，或者通過收集艙或收集柜收集不進行排放。2010年1月1日，針對IMO 73/78附則Ⅳ[2]進行修訂的 MEPC159（55）[3]正式生效，該條約對排放指標進行了大幅度的提高，同時增加了 COD、余氯等指標，具體生活污水排放指標如表1所示。

表1 生活污水排放指標

2013年IMO又對MEPC159（55）決議進行了修訂，形成了MEPC227（64）決議。該決議與MEPC159（55）相比，主要修訂了以下2個方面的內容：1）在波羅的海等特殊海域航行的客船排放的生活污水，檢測指標中增加氮、磷等污染物指標；2）針對一些在生活污水處理過程中引進稀釋水的工藝，在離大陸架12海里內其排放水的指標必須進行還原計算。即：比如某型采用物化法的污水處理裝置，在處理過程中加入了5倍的海水，其排放水經檢測的數據必須乘以5進行還原。

2 目前生活污水處理的主要工藝

2.1 傳統生化工藝

傳統生化工藝是利用自然界本身存在的微生物，給這些微生物提供合適的生存繁殖條件通過他們的代謝作用處理生活污水中的污染物。主要工藝如圖1所示。

圖1 傳統生化工藝流程圖

污水進入生化柜后，通過鼓風機給生化柜內充氧，利用微生物的新陳代謝作用處理污水中的污染物，然后進入沉淀柜進行固液分離。分離后的清水進入清水柜消毒后排放，污泥進入污泥柜濃縮后在12海里外排放。

傳統生化法具有投資低、設備維修方便等優點，但同時存在以下問題：1）沉淀柜的沉淀效果不易控制，出水水質不穩定；2）由于有機負荷低因此裝置體積較大，對機艙要求較高。

2.2 膜生化工藝

目前船舶和平臺生活污水處理的主要工藝分為生化工藝和物化工藝。生化工藝又分為傳統生化工藝和膜生化工藝；物化工藝分為粉碎稀釋消毒工藝和電解工藝。

膜生化工藝是利用膜分離工藝代替原來沉淀法的生化工藝。其主要工藝如圖2所示。

圖2 膜生化工藝流程圖

污水進入生化柜后，通過鼓風機給生化柜內充氧，利用微生物的新陳代謝作用處理污水中的污染物，然后進入膜分離柜中由膜組件對污水進行固液分離。分離后的清水通過紫外消毒后進入清水柜排放，污泥進入污泥柜濃縮后在12海里外排放。

膜生化工藝具有出水水質好，有機負荷高、裝置體積小等優點，但同時存在以下問題：1）外圍設備多，裝置成本高；2）膜組件為損耗品，維修保養費高。

2.3 粉碎稀釋消毒工藝

粉碎稀釋消毒工藝是最為傳統的物化工藝，其主要工藝如圖3所示。

圖3 粉碎稀釋消毒工藝流程圖

污水混合海水進入粉碎柜粉碎，降低SS及BOD濃度后進入消毒柜，在消毒柜內對污水進行加藥消毒，然后進入排放柜排放。

粉碎稀釋消毒工藝相比生化法的污水處理裝置具有體積小，出水水質穩定等優點，但是他存在以下問題：1）這不是真正意義上的污水處理裝置，他主要通過稀釋法來達標的，一旦執行 MEPC227（64）[4]公約后，在離大陸架12海里內該工藝就不能使用了。2）由于采用加藥消毒，加藥量不易控制，容易對水體造成二次污染。

2.4 電解工藝

電解工藝是在預處理的基礎上，采用電解海水的方法來使污水達標的一種物化工藝，其主要工藝如圖4所示。

圖4 電解工藝流程圖

電解法的預處理工藝一般分為過濾法和氣浮法，主要目的是去除污水中的固體污染物，以防止固體污染物對電極板的沖擊，保護電極板。電解法的優勢主要是設備簡單、裝置體積小，出水水質穩定。其缺點主要是：1）在處理過程中產生氫氣，存在安全問題。2）電解海水產生次氯酸鈉，如不加以控制會對水體造成二次污染。

3 結語

綜合法規的發展趨勢和船舶生活污水處理的現有工藝，相比物化法而言，生化法尤其是膜生化法在船舶上的應用前景更大。首先膜生化法是真正意義上的環保裝置，其次相比而言膜生化法也是最符合MEPC227（64）公約的污水處理裝置，可以預見。一旦MEPC227（64）公約正式執行，膜生化工藝在船舶上的使用將具有極大的優勢。

[1]ASTM F2363-2004. IMO. MARPOL 73/78防污染公約[S].

[2]ASTM F2363-2006. IMO. MARPOL 73/78防污染公約附則IV: 防止船舶生活污水污染規則[S].

[3]MEPC.159(55)決議-2006.經修訂的實施生活污水處理裝置排出物標準和性能試驗導則[S].

[4]MEPC.227(64)-2012. GUIDELINES ON IMPLEMENTATION OF EFFLUENT STANDARDS AND PERFORMANCE TESTS FOR SEWAGE TREATMENT PLANTS[S].

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Study on Marine Sewage Treatment Techniques

HUANG Rong1, LIN Wei2, ZHOU Jian2
(1. Polar Research Institute of China, Shanghai 200136, China; 2. No. 704 Research Institute, CSIC, Shanghai 200031, China)

According to the IMO Convention of marine sewage, this paper describes the advantages and disadvantages of various techniques for marine sewage treatment and analyzes the developing directions of these techniques.

IMO Convention; sewage treatment; marine

U664.92

A

黃嶸（1976-），輪機長，中級職稱。從事中國南北極考察。