船舶壓載水處理系統的現狀研究

　　摘要：根據2004年國際海事組織制定的壓載水公約，本文綜述了國內外船舶壓載水處理系統的研究現狀，通過分析三種符合國際海事組織壓載水排放標準的壓載水處理系統的各自特點，找出適合船廠及船運公司在近期及遠期滿足壓載水公約的最佳應對系統。
　　關鍵詞：國際海事組織壓載水公約排放標準處理系統
　　隨著海洋運輸業的空前發展，船舶總噸位不斷增加，80％以上的貿易是靠船舶運輸。船舶壓載水排放引起的有害水生物和病原體的傳播，不僅破壞當地水域的生態平衡，危害漁業資源，而且影響公眾健康。全球環保基金組織(GEF)已將船舶壓載水引起的外來物種入侵問題列為海洋的四大危害之一。
　　1 船舶壓載水公約概述
　　1.1 公約生效條件
　　2004年2月，在英國倫敦IMO總部召開的關于船舶壓載水管理的外交大會上最終通過了《國際船舶壓載水和沉積物控制與管理公約》（簡稱壓載水公約）。該公約生效的條件是，合計占世界商船總噸位不少于35％的至少30個國家批準1年后生效。截至2011年4月，共有28個國家(占25.43％總噸位)批準了該公約，但仍未達到公約生效的要求。壓載水處理系統的研發進程一直是制約公約生效的一個重要因素。
　　1.2 壓載水性能標準
　　為了盡可能地降低壓載水排放帶來的危害，IMO組織把船舶壓載水的排放標準分兩步實施。D-1標準是利用加入深海的海水對壓載水進行稀釋處理，但它不能完全消除壓載水排放的各種危害，是壓載水處理技術發展過程中的一種過渡性的排放標準；D-2標準是船舶壓載水排放控制的最終標準，使壓載水的排放安全、衛生、無公害。
　　1.3 壓載水公約的生效日期
　　按照壓載水量的不同，從2009年開始，部分新船必須安裝壓載水處理系統，并對現有船舶追溯實施，到2016年所有遠洋船舶必須安裝壓載水處理設備，并且規定安裝在船上的壓載水處理系統必須獲得國際海事組織的認可或相關主管機關的型式認可；2009年建造的部分新船應滿足D-2標準的要求，到2016年所有的船舶都應滿足D-2標準的要求。
　　
　　2 船用壓載水處理系統現狀
　　壓載水處理系統按其是否使用或產生活性物質分為2類：一類是不使用或不產生活性物質的壓載水處理系統，由各成員國主管機關根據公約導則（G8）進行型式認可；另一類是使用或產生活性物質的壓載水處理系統，由于對環境存在潛在的有害影響，該類系統在主管機關進行型式認可之前要獲得IMO的最終批準。
　　2.1 國內外壓載水處理系統研發情況
　　目前，國際上已有不少研發單位投入了大量的資源來研發壓載水處理系統，全球范圍內已成功開發或正在研制的系統達六十多種。根據IMO資料，截止2010年10月，有27個壓載水處理系統獲得初步批準，其中18個獲得最終批準，包括瑞典Alfa Laval公司的Pure Ballast系統，韓國Techcross公司的E1ectro-Clean系統，日本Hitachi公司的Clear Ballast系統等。
　　國內研發壓載水處理系統起步相對較晚，主要研發單位有青島雙瑞公司、中遠集團與清華大學、大連海事大學和青島海德威公司等，其處理技術見表1。其中青島雙瑞公司研發的Balclor系統和中遠與清華大學合作研發的壓載水處理系統，都已通過了IMO最終審批和我國主管機關的型式認可。此外，我國還有幾個廠家正在研發試驗壓載水處理系統，在全球競爭中邁出了堅實的步伐。
　　2.2 已通過型式認可的壓載水處理系統
　　根據公約的要求，船上安裝的壓載水處理系統必須得到船旗國主管機關簽發的型式認可證書，以確認其符合公約規則D-2排放標準。截止2011年6月，至少有17個壓載水處理系統獲得相關主管機關的型式認可。以下介紹的是三個獲得型式認可證書的壓載水處理系統。
　　2.2.1 V0S 系統
　　VOS (Venturi Oxygen Stripping，文氏管脫氧)壓載水處理系統是由美國NEI公司研發，2007年10月該系統由美國船級社(ABS)的技術審查后，獲得了利比里亞船級社簽發的型式認可證書，是世界上第一個獲得型式認可的船舶壓載水處理系統。VOS壓載水系統是通過破壞細胞壁以殺滅壓載水中的生物和病原體。該系統分兩級處理：①物理處理，在壓載水入艙前使用物理處理法對水生物進行初步分離。②文氏管脫氧處理，當吸入的壓載水流經安裝在壓載管路上的文氏管噴射器時，將會發生空化現象，同時在其中噴入由制氮裝置產生的氮氣，使壓載艙空間形成低氧環境，從而大大降低水生物的生存率。該項技術已在實船試驗中得到證明，完全符合IMO的壓載水排放標準。
　　2.2.2 Pureballast系統
　　PureBallast壓載水處理系統是由瑞典制造商Alfa Laval研制，早在2007年就獲得IMO的最終批準，是第一個得到IMO最終批準的壓載水處理系統。2008年6月，挪威船級社(DNV)代表挪威主管機關簽發了該系統的型式認可證書。PureBallast系統采用了固-液分離及紫外線滅活兩種技術，而不使用任何化學藥劑。處理過程分為兩個階段：①進艙處理，在壓載水加艙時先通過一個具有自動反沖洗功能的濾器，濾除海水中較大生物體與沉積物，然后進入AOT設備（