壓載水管理系統(tǒng)及其港口國監(jiān)督檢查
——以“過濾+紫外線滅活”類型為例

孫金朝

《2004年國際船舶壓載水和沉積物控制與管理公約》（以下簡稱“公約”）作為一部全球統(tǒng)一管理船舶壓載水，對(duì)其從加裝、排放、清洗到處理進(jìn)行控制的公約，旨在減少船舶壓載水對(duì)生物多樣性所造成的威脅以及對(duì)環(huán)境、人體健康、財(cái)產(chǎn)和資源造成的損害。該公約自2019年1月22日起對(duì)我國正式生效。

作為滿足公約規(guī)定的壓載水處理裝置，現(xiàn)有的壓載水管理系統(tǒng)主要有“過濾+紫外線滅活”“電解海水制氯”“水力旋流分離+超聲波+紫外線”“過濾+膜分離+充氮驅(qū)氧”“過濾+電催化”等類型。“過濾+紫外線滅活”壓載水管理系統(tǒng)不產(chǎn)生化學(xué)副產(chǎn)物及操作廢棄物，該類型在船舶壓載水管理系統(tǒng)中占有相當(dāng)大的比例。本文以此類型壓載水管理系統(tǒng)為例，介紹其工作原理和構(gòu)造，進(jìn)而闡述壓載水系統(tǒng)港口國監(jiān)督檢查要點(diǎn)。

一、“過濾+紫外線滅活”壓載水管理系統(tǒng)工作原理

此類型壓載水管理系統(tǒng)一般經(jīng)過濾器和紫外線滅活兩個(gè)單元先后對(duì)船舶加載的壓載水進(jìn)行處理，在排放壓載水過程中再次經(jīng)過紫外線滅活，以使其達(dá)到公約第D-2條規(guī)定的壓載水排放標(biāo)準(zhǔn)。其工作原理如圖1所示。

圖1 “過濾+紫外線滅活”壓載水管理系統(tǒng)工作原理

船舶在加裝壓載水時(shí)，壓載水從海底門由壓載泵吸入后，先經(jīng)粗濾器初步去除海水中較大的雜質(zhì)，然后流經(jīng)壓載水管理系統(tǒng)的過濾器進(jìn)行機(jī)械過濾，攔截除去50微米及以上的可生存生物體和沉積物，同時(shí)改善壓載水的透光度，提升紫外線的照射消殺效果。過濾器一般為自動(dòng)反沖洗濾器，當(dāng)濾器壓差達(dá)到設(shè)定值，或達(dá)到系統(tǒng)預(yù)設(shè)清洗時(shí)間間隔時(shí)，過濾器自動(dòng)進(jìn)行反沖洗，從而保持濾芯的清潔。并且反沖洗過程使得過濾器攔截的生物體和沉積物回到原取水點(diǎn)，避免了攔截的生物體和沉積物隨船遷移。

經(jīng)過機(jī)械過濾后的壓載水，再流經(jīng)紫外線設(shè)備，由紫外線對(duì)壓載水中較小的浮游生物、細(xì)菌和病毒等微生物進(jìn)行消殺滅活。不同于化學(xué)消毒，紫外線消殺工藝只使用紫外光來破壞生物體的脫氧核糖核酸或核糖核酸，殺滅生物體或阻止其繁殖，不產(chǎn)生任何副化學(xué)物質(zhì)。隨后加裝的壓載水進(jìn)入船舶壓載艙。

船舶在排放壓載水時(shí)，從壓載艙泵出的壓載水需再次流經(jīng)紫外線設(shè)備進(jìn)行消殺，然后排出舷外，進(jìn)一步確保船舶排放入海的壓載水滿足公約規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。

二、“過濾+紫外線滅活”壓載水管理系統(tǒng)一般構(gòu)造

該系統(tǒng)一般由過濾器和紫外線反應(yīng)器兩個(gè)處理單元，以及系統(tǒng)控制箱、反沖洗裝置、紫外線電源柜、機(jī)械清洗裝置、粗濾器等控制和輔助裝置組成。

（一）過濾器

過濾器主要通過濾芯對(duì)壓載水中50微米及以上的生物體進(jìn)行充分的過濾去除。不同的系統(tǒng)采用的濾芯和內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，但一般均會(huì)裝設(shè)壓力傳感器，對(duì)過濾的壓載水壓差進(jìn)行監(jiān)測，然后在達(dá)到設(shè)定壓差值或設(shè)定時(shí)間間隔后，通過反沖洗裝置對(duì)濾器濾芯進(jìn)行清潔，并在其壓載水進(jìn)水口、排水口等管路上裝設(shè)控制閥門等。圖2為某壓載水管理系統(tǒng)過濾器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2 過濾器結(jié)構(gòu)示意圖

（二）紫外線反應(yīng)器

反應(yīng)器的工作原理一般為：向密封在燈管的汞蒸氣施加電壓，從而產(chǎn)生紫外線。燈管布置在與水流流動(dòng)垂直的方向上。此外，反應(yīng)器一般還裝有電子鎮(zhèn)流器（用于穩(wěn)定電源波動(dòng)和保持燈管功率恒定）、光強(qiáng)傳感器（用于監(jiān)測筒體內(nèi)紫外線強(qiáng)度）、溫度傳感器（用于監(jiān)測筒體內(nèi)的溫度），以及機(jī)械清洗裝置等。圖3為某壓載水管理系統(tǒng)紫外線反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。

（三）反沖洗裝置

反沖洗裝置主要為過濾器服務(wù)，對(duì)濾器濾芯進(jìn)行清潔。常見的類型有空氣和水沖洗裝置，同時(shí)有過濾器內(nèi)置和外置區(qū)別。空氣瓶反沖洗裝置屬于外置類型，通過空氣管路與過濾器連接，在過濾器出水口附近向?yàn)V器內(nèi)部吹送高壓空氣，將附著在濾芯的生物體和沉積物通過管路重新排回原取水點(diǎn)。水沖洗裝置同樣是沖洗附著在濾芯上的生物體等，保持濾芯清潔。圖4為某外置反沖洗裝置（空氣瓶）結(jié)構(gòu)示意圖。

（四）機(jī)械清洗裝置

圖3 紫外線反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖

圖4 反沖洗裝置（空氣瓶）結(jié)構(gòu)示意圖

機(jī)械清洗裝置裝設(shè)于紫外線反應(yīng)器筒體內(nèi)部，一般由絲杠螺母機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)刮板在燈管套管表面實(shí)現(xiàn)機(jī)械清洗，去除套管表面的污垢，恢復(fù)筒體內(nèi)燈管的光照強(qiáng)度。圖5為某紫外線反應(yīng)器的機(jī)械清洗裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

（五）系統(tǒng)控制箱及其他

系統(tǒng)控制箱通過控制過濾器和紫外線反應(yīng)器及相關(guān)管路上的閥門，實(shí)現(xiàn)船舶加裝、排放壓載水的處理控制，以及應(yīng)急情況的處理。同時(shí)內(nèi)置加密數(shù)據(jù)儲(chǔ)存卡或儲(chǔ)存盤，存儲(chǔ)整個(gè)壓載水管理系統(tǒng)的運(yùn)行記錄和故障記錄等。上述數(shù)據(jù)亦可通過系統(tǒng)控制箱的顯示面板查看。圖6為某壓載水管理系統(tǒng)控制箱示意圖。

圖5 機(jī)械清洗裝置結(jié)構(gòu)示意圖

圖6 系統(tǒng)控制箱示意圖

三、公約及相關(guān)決議對(duì)壓載水管理系統(tǒng)的一般性規(guī)定

公約僅對(duì)壓載水管理系統(tǒng)處理后排放的壓載水中50微米及以上和10微米至50微米的可生存生物體以及相關(guān)微生物的濃度作出詳細(xì)規(guī)定，即僅規(guī)定了壓載水排放的標(biāo)準(zhǔn)。

壓載水管理系統(tǒng)的一般性功能要求主要由國際海事組織海上環(huán)境保護(hù)委員會(huì)制訂并被公約引用的相關(guān)決議對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)規(guī)定。主要有MEPC.174（58）決議通過的《壓載水管理系統(tǒng)認(rèn)可導(dǎo)則》（以下簡稱“2008年導(dǎo)則”）、MEPC.279（70）決議通過的《壓載水管理系統(tǒng)認(rèn)可導(dǎo)則》（以下簡稱“2016年導(dǎo)則”），以及MEPC.300（72）決議通過的《壓載水管理系統(tǒng)認(rèn)可規(guī)則》（以下簡稱“規(guī)則”）。

（一）2008年導(dǎo)則的相關(guān)規(guī)定

2008年導(dǎo)則通過對(duì)壓載水管理系統(tǒng)型式認(rèn)可方面的規(guī)定，對(duì)其一般性功能要求做出了較為全面的規(guī)定，內(nèi)容方面基本成熟完善。

1.控制和監(jiān)測設(shè)備與系統(tǒng)布置

壓載水管理系統(tǒng)應(yīng)有一個(gè)控制和監(jiān)測設(shè)備及自動(dòng)控制裝置來確保設(shè)備的正常工作，包括自動(dòng)監(jiān)測和調(diào)整必需的處理劑量或強(qiáng)度，或其他方面的設(shè)備（系統(tǒng)控制箱、相應(yīng)的自動(dòng)控制閥門及相關(guān)的監(jiān)測元器件等）。同時(shí)控制和監(jiān)測設(shè)備應(yīng)具有對(duì)壓載水管理系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測的功能。

系統(tǒng)應(yīng)在壓載水進(jìn)口處、排放口前以及其他必需的位置設(shè)有取樣設(shè)備，取樣設(shè)備的布置應(yīng)能確保采集到有代表性的船舶壓載水樣品，具體由主管機(jī)關(guān)決定。

系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置適當(dāng)?shù)呐酝ɑ蛟娇匮b置，以便發(fā)生緊急情況時(shí)保護(hù)船舶和船員的安全。

2.記錄要求

壓載水管理系統(tǒng)控制和監(jiān)測設(shè)備應(yīng)記錄本系統(tǒng)的正常工作或失效情況。對(duì)壓載水管理系統(tǒng)的旁通事件，控制和監(jiān)測設(shè)備亦應(yīng)予以記錄。控制和監(jiān)測設(shè)備應(yīng)能存儲(chǔ)至少24個(gè)月的數(shù)據(jù)，并應(yīng)能按正式檢查的要求顯示或打印記錄。更換控制和監(jiān)測設(shè)備時(shí)，應(yīng)采取措施確保更換前記錄的數(shù)據(jù)仍能在船上保存24個(gè)月。

同時(shí)，船舶應(yīng)對(duì)壓載水管理系統(tǒng)的所有維護(hù)保養(yǎng)和修理情況進(jìn)行記錄。

3.系統(tǒng)報(bào)警

壓載水管理系統(tǒng)需設(shè)置運(yùn)行故障報(bào)警。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生影響正常運(yùn)行操作的故障時(shí)，所有的系統(tǒng)控制箱處應(yīng)發(fā)出聲光報(bào)警。同時(shí)還應(yīng)就本系統(tǒng)的緊急旁通情況激發(fā)報(bào)警。

4.文書資料

船舶需備有一份壓載水管理系統(tǒng)型式認(rèn)可證書的副本。在換證檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)檢查測量壓載水管理系統(tǒng)部件的性能，同時(shí)船上應(yīng)備有注明該系統(tǒng)最近一次校準(zhǔn)日期的校準(zhǔn)證書。

設(shè)備生產(chǎn)商應(yīng)向船方提供壓載水管理系統(tǒng)的操作和維護(hù)保養(yǎng)手冊(cè)，清楚地說明日常保養(yǎng)和維修程序。

（二）2016年導(dǎo)則

2016年導(dǎo)則對(duì)壓載水管理系統(tǒng)一般性功能要求方面的規(guī)定進(jìn)行了細(xì)化和深化，特別是強(qiáng)調(diào)了壓載水管理系統(tǒng)的安全性影響，并對(duì)系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)測作出詳細(xì)規(guī)定。2016年導(dǎo)則對(duì)2008年導(dǎo)則進(jìn)行了全面替代。其主要增加的相關(guān)規(guī)定如下。

1.安全性影響

壓載水管理系統(tǒng)不應(yīng)危害船員的健康和安全，不應(yīng)對(duì)船舶和貨物產(chǎn)生不利的影響，包括通過壓載系統(tǒng)和其他處所的腐蝕作用造成長期的影響。

2.自動(dòng)檢測和記錄要求

控制和監(jiān)測設(shè)備應(yīng)具有能保存系統(tǒng)運(yùn)行和故障的相應(yīng)參數(shù)，并能通過顯示、打印或輸出等方式生成自動(dòng)監(jiān)測參數(shù)報(bào)告的功能。顯示、打印或輸出的資料必須為國際標(biāo)準(zhǔn)可讀格式（如txt、pdf）或可擴(kuò)展標(biāo)記語言等可接受的格式。同時(shí)保存的信息不能被永久性刪除。

相應(yīng)參數(shù)主要包括船名、壓載水管理系統(tǒng)制造商和型號(hào)等系統(tǒng)的一般資料，壓載艙、流速、操作模式等運(yùn)行參數(shù)，系統(tǒng)的報(bào)警和相關(guān)指示等。

3.氣體探測設(shè)備

對(duì)于能釋放危險(xiǎn)氣體的壓載水管理系統(tǒng)，應(yīng)設(shè)置氣體探測設(shè)備。在發(fā)生氣體泄漏時(shí)，應(yīng)在該區(qū)域和有人值班的壓載水管理系統(tǒng)控制站激活聽覺和視覺報(bào)警。“過濾+紫外線滅活”壓載水管理系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)氣體，因此不需要安裝此設(shè)備。

（三）規(guī)則

公約2018年修正案中，將“壓載水管理系統(tǒng)認(rèn)可規(guī)則”作為專用名詞放在公約第A-1條定義中解釋，并作為專用名詞放在第D3條內(nèi)容中。規(guī)則成為公約條文的正式內(nèi)容，取代2008年和2016年導(dǎo)則僅以被公約引用的存在形式，進(jìn)一步彰顯了《壓載水管理系統(tǒng)認(rèn)可規(guī)則》作為強(qiáng)制性規(guī)定的意圖。但規(guī)則具體內(nèi)容基本與2016年導(dǎo)則保持一致，對(duì)壓載水管理系統(tǒng)一般性功能要求未有新增規(guī)定。

規(guī)則已于2019年10月13日生效，并適用于2020年10月28日及以后安裝上船的壓載水管理系統(tǒng)。規(guī)則規(guī)定，2016年導(dǎo)則與其等效，規(guī)則生效時(shí)將廢除2016年導(dǎo)則。因此，2020年10月28日前安裝上船的壓載水管理系統(tǒng)可適用2008年導(dǎo)則。

四、“過濾+紫外線滅活”壓載水管理系統(tǒng)的港口國監(jiān)督檢查

（一）船舶證書文書檢查

（1）壓載水管理系統(tǒng)型式認(rèn)可證書：檢查船舶是否持有該證書的副本，證書所記載資料是否與本船壓載水管理系統(tǒng)型式、型號(hào)、處理能力等保持一致。

（2）壓載水管理系統(tǒng)校準(zhǔn)證書：超過一個(gè)換證檢驗(yàn)周期的船舶，檢查其是否持有最近一次檢查測量壓載水管理系統(tǒng)部件性能的校準(zhǔn)證書。

（3）操作和維護(hù)保養(yǎng)手冊(cè)：檢查船舶是否隨船攜帶壓載水管理系統(tǒng)的操作和維護(hù)保養(yǎng)手冊(cè)，手冊(cè)內(nèi)容是否與本船系統(tǒng)保持一致。

（4）維護(hù)保養(yǎng)和修理記錄：檢查船舶是否按照壓載水管理系統(tǒng)操作和維護(hù)保養(yǎng)手冊(cè)內(nèi)容對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù)，是否按規(guī)定對(duì)相關(guān)情況進(jìn)行記錄。

（二）系統(tǒng)布置的符合性檢查

檢查壓載水管理系統(tǒng)的所有設(shè)備的布置是否與生產(chǎn)商提供的說明書（一般為操作和維護(hù)保養(yǎng)手冊(cè)）及相關(guān)導(dǎo)則、規(guī)則的要求保持一致。例如：

1.紫外線反應(yīng)器

檢查紫外線反應(yīng)器是否按要求布置在管道的較低處，以確保其處于滿水狀態(tài)。

2.取樣設(shè)備

檢查取樣設(shè)備是否按規(guī)定布置在該系統(tǒng)的進(jìn)口處和排放口前，以及說明書要求的位置。

3.周圍空間

檢查紫外線反應(yīng)器筒體、過濾器筒體上方、紫外線電源柜開門方向等，是否留有足夠的檢查、拆卸、維護(hù)保養(yǎng)空間。

（三）系統(tǒng)設(shè)備的功能性檢查

檢查組成壓載水管理系統(tǒng)的設(shè)備及元器件是否存在功能性故障。例如：

1.過濾器

過濾器壓力運(yùn)行前初始值是否過高、過低，或運(yùn)行過程中壓差值持續(xù)過高，需檢查確定濾芯是否堵塞或失效，同時(shí)檢查反沖洗裝置是否自動(dòng)動(dòng)作。

2.反沖洗裝置

反沖洗裝置的空氣瓶的氣體壓力或水沖洗的壓力能否達(dá)到要求的值。

3.紫外線反應(yīng)器

紫外線燈是否故障、照射劑量是否充足，電子鎮(zhèn)流器有無故障，溫度傳感器監(jiān)測值是否正常。光強(qiáng)度傳感器顯示低于系統(tǒng)設(shè)定值時(shí)，機(jī)械清洗裝置是否動(dòng)作，以及光強(qiáng)度傳感器檢測值是否過高或過低，本身有無故障。

4.系統(tǒng)控制箱

顯示或控制面板是否有故障，有無模糊或花屏，能否讀取歷史24個(gè)月的系統(tǒng)運(yùn)行和故障記錄，數(shù)據(jù)儲(chǔ)存卡或儲(chǔ)存盤有無故障，系統(tǒng)的報(bào)警功能是否正常，運(yùn)行故障時(shí)是否觸發(fā)聲光報(bào)警，進(jìn)行旁通操作是否激發(fā)報(bào)警。

5.參數(shù)記錄和讀取

通過系統(tǒng)控制箱能否顯示或讀取自動(dòng)檢測的參數(shù)，相應(yīng)參數(shù)是否符合導(dǎo)則、規(guī)則要求，需要輸出的參數(shù)資料是否為可接受的格式，能否確保保存的參數(shù)信息不能被永久性刪除，參數(shù)中的一般資料是否與實(shí)船一致。

6.自動(dòng)控制閥門

相關(guān)自動(dòng)控制閥門有無開啟、關(guān)閉故障，動(dòng)作是否靈敏，能否轉(zhuǎn)動(dòng)到位，檢查電磁閥有無故障，相關(guān)氣動(dòng)執(zhí)行器壓力是否充足。

7.其他

取樣設(shè)備是否活絡(luò)可用，系統(tǒng)設(shè)備、管路、閥門有無跑冒滴漏，相關(guān)壓力表、傳感器及線路有無故障破損等。

（四）操作性檢查

與負(fù)責(zé)操作管理壓載水管理系統(tǒng)的船員進(jìn)行簡單對(duì)話，確認(rèn)其對(duì)公約的排放控制要求和壓載水管理系統(tǒng)的處理流程及設(shè)備操作是否熟悉。

檢查船舶是否按要求對(duì)壓載水管理系統(tǒng)開展維護(hù)保養(yǎng)和修理。例如，反沖洗裝置的空氣瓶有無定期放殘以防止空氣瓶內(nèi)的油污水沖洗過濾器時(shí)污染濾芯，氣源分配器有無定期排放凝水等。

五、結(jié)語

隨著壓載水公約第D-2條規(guī)定的壓載水排放標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間表的推進(jìn)，針對(duì)壓載水管理系統(tǒng)的詳細(xì)檢查必將全面展開。本文以“過濾+紫外線滅活”類型壓載水管理系統(tǒng)為例，詳細(xì)介紹了此類型的工作原理和系統(tǒng)的一般構(gòu)造，同時(shí)結(jié)合公約及相關(guān)決議的規(guī)定，闡述了此類型的壓載水管理系統(tǒng)的港口國監(jiān)督檢查要點(diǎn)。