船舶壓載水處理技術及應用研究

摘 要：文章主要針對壓載水處理技術的相關應用和發展趨勢進行研究，并分析了幾種主要壓載水處理技術的應用，以及壓載水處理技術對船舶相關設施的影響，探討該技術系統的設計與設備選用等相關問題。

關鍵詞：船舶；壓載水處理技術；應用研究

1 壓載水處理技術基本概述

在國際海事組織進行壓載水控制開始時期，壓載水處理技術普遍發展不成熟，達不到排放控制標準，因此，一些國家為了自身的海洋利益，選擇在遠離本土海域置換壓載水，以減少對本國海域的生態影響。比如以色列、新西蘭以及澳大利亞都規定，如果船舶要停靠在該國，必須在較遠的海域先釋放壓載水，以色列則更加嚴格，要求船舶的壓載水排放和更換要在紅海之外。從根本上來看，這種遠洋置換壓載水的方法，并不能根本上解決污染問題，本質上知識污染的轉移。2004年國際海事組織出臺的《公約》對船舶壓載水制定了管理標準，該標準以船舶的建造年份及壓載水量的實際情況為依據，對壓載水控制有不同的標準（如表1所示）。有些國家為了進一步保護自身的生態環境，在各項標準及指標上甚至要比《公約》當中的標準更加嚴格。

2 壓載水處理技術應用分析

關于在壓載水處理技術的研究，在國際上的研究方向較多且比較全面，主要包含了物理方面的處理技術和化學方面的處理技術，如下：

2.1 物理處理法

所謂壓載水處理的物理方法，主要通過稀釋、加熱、離心、過濾、光照等物理手段，來消除海水當中的有害物質，達到壓載水的凈化處理。比如物理處理法當中的過濾處理，就是將海水通過一定的過濾裝置，排除污染物。過濾裝置能夠自動排除外來生物，利用網目篩選生物種群。當前用于船舶壓載水處理的過濾裝置有納濾膜件和超濾膜件。這些裝置在船舶上的安裝比較簡便，操作起來也比較簡單，而且采購和安裝這些過濾裝置的成本不用很高，性價比相對較高。過濾法的不足之處就是難以對于一些體積十分微小的污染進行過濾處理。因此，過濾法在實際應用中，通常與其他處理措施配套使用，達到效果最大化。壓載水處理中的離心分離方法，主要是進行海水重力的分離，繼而去除水中的生物體及微粒，這種物理方法能夠將一些有害的病原體有效隔離，操作起來較為簡單，成本較低。但是這種處理方法對于與海水比重差不多的生物，效果上不明顯，而且對于較大處理工作量，不適于在有限的船舶空間上進行安裝。置換與稀釋法，這兩種基本上可以歸為一類，因為這兩種旨在操作上稍有不同，原理是一致的，就是將新鮮的海水灌入替換艙或者稀釋艙，來進行海水的替換或者稀釋，并且這種方法可以長時間循環作業。在實際應用中，一般采取一邊注入海水一邊排除壓載水的更換方法。這類方法操作最為簡單，而且性價比很好，效果非常理想。但是總體上看，這兩種方法的耗時比較多，同時也需要消耗更多的能源，需要大量的海水進入艙內，應用方面也受到一定的限制。

2.2 化學處理法

壓載水的化學處理手段，本質上就是多一些化學元素或者化學物質含量的改變。常見的化學處理方法通常是添加一些化學物料。比如，可以添加一定量的氯化物，將原生動物和細菌去除。氯化氫的添加量由去除目標的不同而不同，對于細菌的處理，只需要少量的氯化物添加，而對于藻類植物或者一些浮游生物，需要較多含量的氯化物。處于對環境的考慮，常用添加物為過氧化氫，經過一系列化學反應，最終形成水和二氧化碳，對環境不造成影響。該處理方法也存在不足之處，比如一旦水中的有機物較多，氧化相關會降低，應用效果不佳。

3 壓載水處理趨勢

壓載水處理方法從原理上看，能夠實現目標的手段和途徑很多，但是不管什么方法，都要與實際應用情況為基準，實際應用效果較好的，才能投入使用。從當前壓載水處理技術應用的趨勢來看，過濾處理裝置會不斷進步，達到十分精細的程度，但是有些國家的研究正在逐步取消過濾模塊，用電解形式替換處理，并取得IMO認證。許多國際上的研究專家正在想辦法降低壓載水處理設備的能耗，并進一步簡化設備的操作。以設備的基本處理功效為前提，減小人工操作維護，不斷加強設備的自動化。這也是近年來壓載水處理設備的發展趨勢。除此之外，設備的主要部件以及各個零部件正在實現標準化，這些都是未來壓載水處理的發展趨勢。

4 壓載水處理設備應用探討

近幾年來，在壓載水處理的技術和設備上雖然鮮有報道，但是其發展態勢十分迅速，處理技術與處理設備不斷更新。在實際的應用中，選擇與船舶設計最佳的壓載水處理技術和設備也是一個關鍵點。

4.1 船舶總體影響

壓載水處理設備必須與船舶的總體設計相結合，這不僅考慮到船舶的空間設計，也同時影響著壓載水處理設備的安裝成本和運行效果等問題，因此，要進行權衡。例如在軍用船舶上，壓載艙成分散分布，處理量較小，空間緊張，所以，在設備的選用上，盡量選擇結構簡單、對空間要求不大的設備和技術。而在一些遠洋性船舶，比如郵輪上，需要處理的壓載水量多，同時又要考慮經濟性和簡便性，因此要選擇自動化程度較高的設備和技術。小型船只直接可以采用添加化學物料的處理方法。

4.2 壓載水系統設計影響

壓載水處理設備對系統設計的要求較高，絕大多數的處理量較多，同時需要較強的處理系統。其系統一般采用總管式較為合適，設備要公用haunted，管路設計需要考慮壓載水的處理要求，保障壓載水的正常排放與注入。除此之外，還需要考慮到水利壓頭參數，以及在一些細節方面的與處理設備，因此，在管路設計時，要綜合考慮各種因素。

4.3 配套檢測技術的應用

壓載水處理的檢測技術必不可少。檢測技術主要是為了對壓載水處理效果進行監管，保障壓載水處理標準和基本要求，檢測技術還能夠杜絕二次污染。比如在電解法當中，要對電解殺菌效果進行監督，保障處理效果，另一方面，要注意到電解過程中，可能會造成電解率太高，產生二次腐蝕影響。因此，在電解法當中，要加強配套檢測技術的研究和應用，杜絕二次污染。

5 結束語

船舶的壓載水處理技術對于維護海洋生態環境具有重要的現實意義，國際上對處理技術作出了相關的規范和標準，對技術的要求也不斷增強。目前的壓載水處理技術主要分兩大類，即物理處理法和化學處理法，大部分的處理方法效果明顯，同時也存在一些不足之處需要加以改進。船舶壓載水處理系統的自動化是當前一大發展趨勢，對處理效果、處理效率、和處理經濟性具有促進作用，以保障海洋生態環境的健康和穩定。

參考文獻

[1]潘錦成.船舶壓載水處理技術及處理系統方案研究[J].上海造船，2011，02：64-67.

[2]黃宏，余華峰，劉光明，等.船舶壓載水處理設備及應用技術研究進展[J].水處理技術，2012，03：12-15.