船舶壓載水處理系統(tǒng)淺析

許 旸 ，許李晟

（1.交通運(yùn)輸部廣州打撈局第一船隊(duì)，廣州510260；2.中國(guó)船級(jí)社實(shí)業(yè)公司廣州分公司，廣州510250）

1 前言

隨著全球船舶運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，壓載水的無(wú)控制排放會(huì)對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)和公眾健康造成危害。為了有效的控制船舶壓載水傳播有害水生物和病原體，國(guó)際海事組織（IMO）于2004年通過(guò)了《壓載水公約》。截止 2014 年10 月14 日，共有43 個(gè)國(guó)家加入了《壓載水公約》，占世界商船總噸位32.54%。2015 年將達(dá)到該公約生效條件，2016 年內(nèi)生效實(shí)施。《壓載水公約》規(guī)定所有新建船舶必須安裝壓載水處理系統(tǒng)，并對(duì)現(xiàn)有船舶追溯實(shí)施，所有未安裝壓載水處理系統(tǒng)的遠(yuǎn)洋船舶，均不得進(jìn)入國(guó)際海事組織成員國(guó)港口。

2 《壓載水公約》對(duì)壓載水排放的要求

《壓載水公約》對(duì)船舶壓載水排放控制分兩步實(shí)施，要求船舶壓載水的排放應(yīng)分階段符合下述標(biāo)準(zhǔn)：

2.1 壓載水置換D-1標(biāo)準(zhǔn)

壓載水置換是指要求在深海中將在港口內(nèi)裝載的壓載水置換成深海中的水。主要是利用排空、溢流及稀釋方法，通過(guò)深海的海水對(duì)壓載水進(jìn)行稀釋處理，它不能完全消除壓載水的有害物質(zhì)，是過(guò)渡性排放標(biāo)準(zhǔn)。

進(jìn)行壓載水置換的船舶，應(yīng)滿足壓載水容積的交換率至少為95%，或?qū)γ總€(gè)壓載艙應(yīng)注入并排出3倍容積的壓載水量，并且進(jìn)行壓載水交換應(yīng)至少距岸200 n mile和水深至少200 m以上的地點(diǎn)進(jìn)行。如果船舶不能根據(jù)以上要求置換時(shí)，則應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離最近陸地，并在任何情況下要距離最近陸地至少50 n mile和水深至少200 m。

2.2 壓載水處理D-2標(biāo)準(zhǔn)

它是壓載水排放控制的最終標(biāo)準(zhǔn)。壓載水處理是指通過(guò)壓載水處理技術(shù)對(duì)加裝上船的壓載水在排放到另一水域前最大限度地對(duì)其中的水生物進(jìn)行殺滅處理，使得其在壓載水中的存活率達(dá)到一定的限定標(biāo)準(zhǔn)而不會(huì)對(duì)接收港水域造成不利影響。

《壓載水公約》對(duì)壓載水的處理標(biāo)準(zhǔn)，即處理水中可存活生物和微生物的種類(lèi)及數(shù)量作了明確規(guī)定（D-2標(biāo)準(zhǔn)）。

《壓載水公約》還對(duì)不同年代建造的船舶壓載水處理系統(tǒng)（BWMS）的安裝時(shí)間作了明確規(guī)定。

3 壓載水處理系統(tǒng)（BWMS）技術(shù)分析

壓載水處理系統(tǒng)（BWMS）是實(shí)現(xiàn)對(duì)國(guó)際航行船舶壓載水進(jìn)行處理和管理的系統(tǒng)，使壓載水排放達(dá)到D-2標(biāo)準(zhǔn)，有效控制、管理船舶壓載水和沉積物，防止、減少并消除有害水生物和病原體的轉(zhuǎn)移對(duì)環(huán)境、人體健康、財(cái)產(chǎn)和資源引起的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)避免此種控制造成的有害副作用。

目前壓載水處理系統(tǒng)（BWMS）的技術(shù)，根據(jù)理化特性可分為：機(jī)械處理法、化學(xué)處理法、物理處理法、機(jī)械物理組合法和機(jī)械化學(xué)組合法，目前常用的較有效的處理技術(shù)大多采用組合法。

3.1 機(jī)械、物理處理法

（1）機(jī)械處理法

采用純機(jī)械方式，在壓載水進(jìn)入壓載艙前的裝載過(guò)程中，通過(guò)過(guò)濾或超聲波將一定大小的海水微生物從壓載水中分離。

（2）物理處理法

通過(guò)加熱、紫外線照射等物理方式，殺滅壓載水中的細(xì)菌和其他微生物。

上述兩種處理方法對(duì)在一定大小范圍內(nèi)的微生物非常有效，且對(duì)環(huán)境無(wú)害，不會(huì)造成二次污染。但它們不能殺滅所有的有害病原體、微生物。

3.2 化學(xué)處理法

通過(guò)添加化學(xué)物質(zhì)或利用化學(xué)反應(yīng)的方式殺滅壓載水中的微生物，對(duì)于能處理的微生物非常有效，如：臭氧法、氯化法、電解質(zhì)滅活法、強(qiáng)電離放電法等。但化學(xué)藥劑對(duì)船員的健康和安全，對(duì)泵、管系、壓載艙可能會(huì)產(chǎn)生不利影響，有對(duì)環(huán)境造成二次不利影響的潛在風(fēng)險(xiǎn)，且每種化學(xué)物質(zhì)的處理劑量針對(duì)相應(yīng)的目標(biāo)微生物，為此必須對(duì)處理后的壓載水中的殘余化學(xué)劑進(jìn)行還原消除（對(duì)處理過(guò)的水添加化學(xué)中和劑）。

3.3 組合處理法

組合處理法有機(jī)械物理和機(jī)械化學(xué)組合兩種。

（1）機(jī)械物理組合處理法

通過(guò)壓力反沖過(guò)濾或超聲波旋分，對(duì)壓載水進(jìn)行預(yù)處理，再利用紫外線照射或脫氧對(duì)壓載水中殘留的細(xì)小病原體進(jìn)行二次消除。

（2）機(jī)械化學(xué)組合處理法

通過(guò)過(guò)濾或旋分，與電解或電離或臭氧氧化或高級(jí)氧化或氯離子殺毒等處理技術(shù)，對(duì)壓載水的有害物質(zhì)進(jìn)行處理，從而達(dá)到壓載水排放要求。

每種壓載水處理系統(tǒng)各有特點(diǎn)，在選用壓載水處理系統(tǒng)時(shí)要充分考慮船舶的營(yíng)運(yùn)特點(diǎn)、可布置處理設(shè)備艙室的空間、壓載艙總?cè)萘俊狠d泵排量、壓載水處理的要求、動(dòng)力供給，以及與船舶其他系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)和操作要求等，盡可能避免由于港口國(guó)的取樣檢查規(guī)定與壓載水管理系統(tǒng)的型式認(rèn)可技術(shù)方法存在不一致，可能會(huì)導(dǎo)致船舶雖然安裝了經(jīng)過(guò)型式認(rèn)可的BWMS，但在港口國(guó)檢查取樣驗(yàn)證時(shí)仍然不符合D-2標(biāo)準(zhǔn)而滯留的風(fēng)險(xiǎn)。

4 國(guó)產(chǎn)壓載水處理系統(tǒng)（BWMS）簡(jiǎn)介

為避免《壓載水公約》生效后受?chē)?guó)外技術(shù)和產(chǎn)品的壟斷和制約，國(guó)內(nèi)眾多企業(yè)研制擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和技術(shù)的壓載水處理系統(tǒng)產(chǎn)品，并已取得了IMO的批準(zhǔn)和各主管機(jī)構(gòu)的型式認(rèn)可，應(yīng)用到實(shí)船上。

4.1 無(wú)錫藍(lán)天BSKYTM壓載水處理系統(tǒng)

BSKY TM系統(tǒng)采用“水力旋分過(guò)濾 + 超聲波預(yù)過(guò)濾 + 紫外照射”復(fù)合型物理殺菌技術(shù)。在壓載水處理過(guò)程中不產(chǎn)生副產(chǎn)物，不需對(duì)處理過(guò)的水添加任何化學(xué)中和劑，對(duì)船體、海洋生物和船員健康無(wú)任何影響、對(duì)船體和管道無(wú)損傷。

BSKY TM 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單（無(wú)過(guò)濾結(jié)構(gòu)）、體積小、安裝方便、節(jié)約空間；無(wú)濾芯、永久免清洗及維護(hù)、使用壽命與船舶相同；操作簡(jiǎn)單、一鍵式智能系統(tǒng)；低能耗；不產(chǎn)生二次污染。

4.2 上海環(huán)保Cyeco TM壓載水處理系統(tǒng)

Cyeco TM系統(tǒng)是純物理處理方式，采用“高壓反沖自清洗過(guò)濾+中壓紫外線（UV）”殺菌消毒技術(shù)相結(jié)合的雙重保障二級(jí)處理系統(tǒng)，自有專(zhuān)利技術(shù)。首先是采用自清洗過(guò)濾器攔截水中較大（>50 μm）的生物體和沉積物，然后再由中壓紫外消毒裝置殺滅較小的浮游生物、細(xì)菌和病原體。該系統(tǒng)既能有效地避免有害生物體的引入或排放，又不產(chǎn)生對(duì)環(huán)境和人類(lèi)健康有害的物質(zhì)，也不會(huì)對(duì)壓載水系統(tǒng)造成腐蝕影響。

Cyeco TM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊，占用空間小，如，1 000 m3/h處理量的設(shè)備，占地面積僅約5 m2；安裝簡(jiǎn)單，維修方便；自動(dòng)化程度高，人性化的觸摸式操作界面，人/機(jī)信息交流直觀，操作方便；全316LSS過(guò)濾器及316LSS燒結(jié)濾網(wǎng)的優(yōu)質(zhì)選材，設(shè)備使用壽命和船舶壽命相同；運(yùn)營(yíng)成本低； 排污量少；壓載艙的沉積物少；不產(chǎn)生二次污染。

4.3 中遠(yuǎn)海盾BOS壓載水處理系統(tǒng)

BOS系統(tǒng)采用“過(guò)濾+紫外線”物理處理技術(shù)，過(guò)濾系統(tǒng)位于紫外線系統(tǒng)之前，其作用是去除顆粒物等雜質(zhì)，同時(shí)去除50 μm以上的浮游生物。過(guò)濾系統(tǒng)運(yùn)行和壓縮空氣輔助反沖洗，反沖洗液排放到采水海域中，紫外線系統(tǒng)產(chǎn)生適合劑量的紫外線，能夠有效滅活被處理水體中的藻類(lèi)和細(xì)菌等微生物。

BOS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，100□3 200 m3/h處理量的設(shè)備，占地面積2.9□14 m2；適用于各種臟污水域；四種電制，具有自動(dòng)變頻功能，低功率消耗，3 200 m3/h處理量的設(shè)備功率僅需24 kW；對(duì)環(huán)境和船舶無(wú)二次污染和不良影響。

4.4 青島雙瑞B(yǎng)ALCLO?壓載水處理系統(tǒng)

BALCLO?系統(tǒng)采用直接電解海水產(chǎn)生次氯酸鈉對(duì)壓載水進(jìn)行滅活，對(duì)壓載水中生物的處理過(guò)程只有過(guò)濾和電解技術(shù)，系統(tǒng)簡(jiǎn)單有效，不受水質(zhì)限制，可以處理渾濁海水。

BALCLO?系統(tǒng)對(duì)壓載水處理過(guò)程分為“過(guò)濾”+“電解”+“中和”三步：首先，用自動(dòng)反沖洗過(guò)濾器對(duì)壓載水中尺寸大于>50 μm的海生物和固體顆粒進(jìn)行過(guò)濾；然后，電解海水產(chǎn)生次氯酸鈉殺滅過(guò)濾后的殘余浮游生物；最后，向排水管注入中和劑，中和壓載水中殘留的氯化劑。

BALCLO?系統(tǒng)處理水量大，所采用的支路電解技術(shù)，方便管路設(shè)計(jì)和設(shè)備安裝，不需改動(dòng)壓載水主管路；設(shè)備核心部件的電解槽壽命長(zhǎng)，船舶全壽期內(nèi)不需更換；電源整流效率高，能耗小，不需改造電站；系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，既方便新船設(shè)計(jì)安裝，又可根據(jù)現(xiàn)有船舶實(shí)際靈活、分散安裝，維護(hù)、運(yùn)行成本低；采用的多種電解方案，既適用于海水航線，又可用于淡水航線；系統(tǒng)包含的中和技術(shù)，可以除去壓載水中可能存在的余氯，使壓載水可以隨時(shí)達(dá)到國(guó)際海事組織規(guī)定的余氯排放標(biāo)準(zhǔn)，因而適用于各種航線的船舶。

4.5 青島海德威海洋衛(wèi)士?壓載水處理系統(tǒng)

海洋衛(wèi)士?系統(tǒng)采用電催化產(chǎn)生高級(jí)氧化技術(shù)（AEOP技術(shù)），利用高活性氧化物質(zhì)去除細(xì)菌、病毒、藻類(lèi)及休眠中的卯，從而達(dá)到凈化壓載水的效果。滿足IMO-D2標(biāo)準(zhǔn)，僅需壓載或缷載一次處理。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，模塊化設(shè)計(jì)，體積小；安裝簡(jiǎn)便，易維護(hù)；綠色節(jié)能，如，處理量為10 000 m3/h的設(shè)備，功率僅為17 kW；處理流量不限，可適合各種不同遠(yuǎn)洋船舶。

除上述品牌的壓載水處理系統(tǒng)外，國(guó)內(nèi)還有江蘇南極、南通海景等船舶壓載水處理裝置。

5 結(jié)束語(yǔ)

選擇壓載水處理系統(tǒng)（BWMS）的時(shí)候必須綜合分析船舶的類(lèi)型、航線、壓載水處理系統(tǒng)的特點(diǎn)及布置和維護(hù)等因素，避免由于壓載水處理系統(tǒng)（BWMS）的型式認(rèn)可測(cè)試和港口國(guó)壓載水取樣檢查使用的方法不相同，而導(dǎo)致港口國(guó)檢查不合格而采取其他措施或造成船期延誤。

[1]國(guó)際海事組織（IMO）2004年國(guó)際船舶壓載水及沉積物控制和管理公約，2004.

[2]國(guó)際海事組織海上環(huán)境保護(hù)委員會(huì)第67屆會(huì)議（MEMC67），2013.

[3]中國(guó)船級(jí)社（CCS）壓載水公約實(shí)施指南，2014年7月.

[4]CCS技術(shù)通告第22號(hào)總第144號(hào)，2014.