船舶壓載水處理系統淺析

許 旸 ，許李晟

（1.交通運輸部廣州打撈局第一船隊，廣州510260；2.中國船級社實業公司廣州分公司，廣州510250）

1 前言

隨著全球船舶運輸的發展，壓載水的無控制排放會對海洋生態系統、社會經濟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，國際海事組織（IMO）于2004年通過了《壓載水公約》。截止 2014 年10 月14 日，共有43 個國家加入了《壓載水公約》，占世界商船總噸位32.54%。2015 年將達到該公約生效條件，2016 年內生效實施。《壓載水公約》規定所有新建船舶必須安裝壓載水處理系統，并對現有船舶追溯實施，所有未安裝壓載水處理系統的遠洋船舶，均不得進入國際海事組織成員國港口。

2 《壓載水公約》對壓載水排放的要求

《壓載水公約》對船舶壓載水排放控制分兩步實施，要求船舶壓載水的排放應分階段符合下述標準：

2.1 壓載水置換D-1標準

壓載水置換是指要求在深海中將在港口內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，通過深海的海水對壓載水進行稀釋處理，它不能完全消除壓載水的有害物質，是過渡性排放標準。

進行壓載水置換的船舶，應滿足壓載水容積的交換率至少為95%，或對每個壓載艙應注入并排出3倍容積的壓載水量，并且進行壓載水交換應至少距岸200 n mile和水深至少200 m以上的地點進行。如果船舶不能根據以上要求置換時，則應盡可能遠離最近陸地，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標準

它是壓載水排放控制的最終標準。壓載水處理是指通過壓載水處理技術對加裝上船的壓載水在排放到另一水域前最大限度地對其中的水生物進行殺滅處理，使得其在壓載水中的存活率達到一定的限定標準而不會對接收港水域造成不利影響。

《壓載水公約》對壓載水的處理標準，即處理水中可存活生物和微生物的種類及數量作了明確規定（D-2標準）。

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

3 壓載水處理系統（BWMS）技術分析

壓載水處理系統（BWMS）是實現對國際航行船舶壓載水進行處理和管理的系統，使壓載水排放達到D-2標準，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移對環境、人體健康、財產和資源引起的風險，同時避免此種控制造成的有害副作用。

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

3.1 機械、物理處理法

（1）機械處理法

采用純機械方式，在壓載水進入壓載艙前的裝載過程中，通過過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

通過加熱、紫外線照射等物理方式，殺滅壓載水中的細菌和其他微生物。

上述兩種處理方法對在一定大小范圍內的微生物非常有效，且對環境無害，不會造成二次污染。但它們不能殺滅所有的有害病原體、微生物。

3.2 化學處理法

通過添加化學物質或利用化學反應的方式殺滅壓載水中的微生物，對于能處理的微生物非常有效，如：臭氧法、氯化法、電解質滅活法、強電離放電法等。但化學藥劑對船員的健康和安全，對泵、管系、壓載艙可能會產生不利影響，有對環境造成二次不利影響的潛在風險，且每種化學物質的處理劑量針對相應的目標微生物，為此必須對處理后的壓載水中的殘余化學劑進行還原消除（對處理過的水添加化學中和劑）。

3.3 組合處理法

組合處理法有機械物理和機械化學組合兩種。

（1）機械物理組合處理法

通過壓力反沖過濾或超聲波旋分，對壓載水進行預處理，再利用紫外線照射或脫氧對壓載水中殘留的細小病原體進行二次消除。

（2）機械化學組合處理法

通過過濾或旋分，與電解或電離或臭氧氧化或高級氧化或氯離子殺毒等處理技術，對壓載水的有害物質進行處理，從而達到壓載水排放要求。

每種壓載水處理系統各有特點，在選用壓載水處理系統時要充分考慮船舶的營運特點、可布置處理設備艙室的空間、壓載艙總容量、壓載泵排量、壓載水處理的要求、動力供給，以及與船舶其他系統間的協調和操作要求等，盡可能避免由于港口國的取樣檢查規定與壓載水管理系統的型式認可技術方法存在不一致，可能會導致船舶雖然安裝了經過型式認可的BWMS，但在港口國檢查取樣驗證時仍然不符合D-2標準而滯留的風險。

4 國產壓載水處理系統（BWMS）簡介

為避免《壓載水公約》生效后受國外技術和產品的壟斷和制約，國內眾多企業研制擁有自主知識產權和技術的壓載水處理系統產品，并已取得了IMO的批準和各主管機構的型式認可，應用到實船上。

4.1 無錫藍天BSKYTM壓載水處理系統

BSKY TM系統采用“水力旋分過濾 + 超聲波預過濾 + 紫外照射”復合型物理殺菌技術。在壓載水處理過程中不產生副產物，不需對處理過的水添加任何化學中和劑，對船體、海洋生物和船員健康無任何影響、對船體和管道無損傷。

BSKY TM 系統結構簡單（無過濾結構）、體積小、安裝方便、節約空間；無濾芯、永久免清洗及維護、使用壽命與船舶相同；操作簡單、一鍵式智能系統；低能耗；不產生二次污染。

4.2 上海環保Cyeco TM壓載水處理系統

Cyeco TM系統是純物理處理方式，采用“高壓反沖自清洗過濾+中壓紫外線（UV）”殺菌消毒技術相結合的雙重保障二級處理系統，自有專利技術。首先是采用自清洗過濾器攔截水中較大（>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、細菌和病原體。該系統既能有效地避免有害生物體的引入或排放，又不產生對環境和人類健康有害的物質，也不會對壓載水系統造成腐蝕影響。

Cyeco TM系統結構設計緊湊，占用空間小，如，1 000 m3/h處理量的設備，占地面積僅約5 m2；安裝簡單，維修方便；自動化程度高，人性化的觸摸式操作界面，人/機信息交流直觀，操作方便；全316LSS過濾器及316LSS燒結濾網的優質選材，設備使用壽命和船舶壽命相同；運營成本低； 排污量少；壓載艙的沉積物少；不產生二次污染。

4.3 中遠海盾BOS壓載水處理系統

BOS系統采用“過濾+紫外線”物理處理技術，過濾系統位于紫外線系統之前，其作用是去除顆粒物等雜質，同時去除50 μm以上的浮游生物。過濾系統運行和壓縮空氣輔助反沖洗，反沖洗液排放到采水海域中，紫外線系統產生適合劑量的紫外線，能夠有效滅活被處理水體中的藻類和細菌等微生物。

BOS系統結構緊湊，占地面積小，100□3 200 m3/h處理量的設備，占地面積2.9□14 m2；適用于各種臟污水域；四種電制，具有自動變頻功能，低功率消耗，3 200 m3/h處理量的設備功率僅需24 kW；對環境和船舶無二次污染和不良影響。

4.4 青島雙瑞BALCLO?壓載水處理系統

BALCLO?系統采用直接電解海水產生次氯酸鈉對壓載水進行滅活，對壓載水中生物的處理過程只有過濾和電解技術，系統簡單有效，不受水質限制，可以處理渾濁海水。

BALCLO?系統對壓載水處理過程分為“過濾”+“電解”+“中和”三步：首先，用自動反沖洗過濾器對壓載水中尺寸大于>50 μm的海生物和固體顆粒進行過濾；然后，電解海水產生次氯酸鈉殺滅過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?系統處理水量大，所采用的支路電解技術，方便管路設計和設備安裝，不需改動壓載水主管路；設備核心部件的電解槽壽命長，船舶全壽期內不需更換；電源整流效率高，能耗小，不需改造電站；系統采用模塊化設計，既方便新船設計安裝，又可根據現有船舶實際靈活、分散安裝，維護、運行成本低；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；系統包含的中和技術，可以除去壓載水中可能存在的余氯，使壓載水可以隨時達到國際海事組織規定的余氯排放標準，因而適用于各種航線的船舶。

4.5 青島海德威海洋衛士?壓載水處理系統

海洋衛士?系統采用電催化產生高級氧化技術（AEOP技術），利用高活性氧化物質去除細菌、病毒、藻類及休眠中的卯，從而達到凈化壓載水的效果。滿足IMO-D2標準，僅需壓載或缷載一次處理。該系統結構緊湊，模塊化設計，體積小；安裝簡便，易維護；綠色節能，如，處理量為10 000 m3/h的設備，功率僅為17 kW；處理流量不限，可適合各種不同遠洋船舶。

除上述品牌的壓載水處理系統外，國內還有江蘇南極、南通海景等船舶壓載水處理裝置。

5 結束語

選擇壓載水處理系統（BWMS）的時候必須綜合分析船舶的類型、航線、壓載水處理系統的特點及布置和維護等因素，避免由于壓載水處理系統（BWMS）的型式認可測試和港口國壓載水取樣檢查使用的方法不相同，而導致港口國檢查不合格而采取其他措施或造成船期延誤。

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

[2]國際海事組織海上環境保護委員會第67屆會議（MEMC67），2013.

[3]中國船級社（CCS）壓載水公約實施指南，2014年7月.

[4]CCS技術通告第22號總第144號，2014.