船舶壓載水處理技術及處理系統的選型研究

摘要：壓載水在保持船舶穩定性和平衡性方面具有重要的作用。文章對壓載水處理技術的發展現狀進行了分析，對各類壓載水處理技術進行了探討，并提出了壓載水處理系統的選型方法，具有一定的借鑒參考價值。

關鍵詞：船舶壓載水；處理技術；處理系統選型；船舶穩定性；船舶平衡性 文獻標識碼：A

中圖分類號：U664 文章編號：1009-2374（2016）27-0024-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.27.011

隨著船舶壓載水在港口領域頻繁的排出和壓入產生了大量細菌和浮游生物，為各種病原體提供了轉移和船舶通道，為外來物種的入侵提供了渠道，嚴重影響了海洋環境和公眾安全。為了降低、消除船舶壓載水排放對公眾安全和海洋環境造成的影響，國際海事組織對船舶壓載水的控制和排放提出了要求，為了達到公約中的要求，迫切需要進行壓載水處理系統的選型和安裝。

1 較為常見的壓載處理技術

1.1 利用物理化學方法進行處理

1.1.1 紫外線處理法：通過放在石英套管中的汞燈對大小不同的微生物的照射，從而達到處理微生物的目的。

1.1.2 脫氧處理法：通過向壓在水中加注惰性氣體，使水中的氧氣排出，而水中的微生物由于缺氧會窒息死亡，以此達到處理的效果。

1.1.3 超聲波處理法：由于超聲波作用于壓載水時會產生一定的熱量及壓力波偏向，從而使微生物的表面細胞壁被破壞，繼而起到殺滅生物體的作用。

1.1.4 加熱處理法：通過對柴油機的冷卻水的利用，使壓載水的溫度達到38℃～50℃，且需要保持一段時間，以此消滅壓載水中的微生物。

1.1.5 氧化處理法：通過臭氧或者過氧化氫在相關環境的釋放使生物的酶出現變性而死亡。

1.1.6 氯化處理法：通過電解壓載水等方法產生出氯離子，從而達到殺滅微生物的作用。

1.2 具體的機械處理法

通常對于壓載水中相對較大的生物及雜質會用機械處理法進行處理。具體方法包括過濾及旋分等技術，一般會將濾出的物質返回海洋，也可以將其存儲在專門的單倉中定點進行處理。

2 我國對壓載水處理系統的研究現狀

現階段，我國針對壓載水的處理設備的研發已經有較多的企業進行了參與，而且投入的資金量也非常可觀。按照有關公約規定，相關船舶壓載水處理系統應由相關國家主管機關進行簽發認可，而船舶若行至美國水域則還需要更高形式的認可方式。截至去年，我國已經有一部分船舶得到了相關國際公約的認可。站在相關處理技術的角度進行分析：較多廠家在技術水平上難分高低，但仔細進行了解發現，每個系統都存在程度不同的缺陷，因此為了提高相關系統在國際上的認可度及競爭力，就必須對相關產品進行升級換代，同時做好有關的售后服務工作，只有這樣才可能提升自己、壯大自己。

3 壓載水處理的系統選擇

3.1 選型應考慮的因素

3.1.1 船舶的類型及航線。

第一，在進行壓載水處理系統的設計時船舶的類型是選擇的決定性依據。在具體的設計中，油輪及散貨船這樣的高壓載貨船舶，在壓載水容量及泵流量方面非常大，加之其在無貨航行時必須進行壓載水的加注，且一般會采用全進全出的方式，所以此類船舶在壓載水處理系統設計時，應盡可能地采用最大排量的壓載泵進行設計。而像集裝箱之類的低壓載船舶由于壓載水較少，所以可對其壓載能力設計方面適當降低標準。

第二，由于不同國家具有不同的法規限制，因此對壓載水處理系統的設計需考慮到船舶的具體運營航線，如往返于美國航線的船舶對于壓載水處理系統選擇時，就必須考慮美國和其他地方的基本要求，同時其設備還應達到有關的認證許可。

3.1.2 影響處理技術的主要因素。

第一，處理方法的不同。若采用紫外線消毒系統時，需考慮到燈的類型及系統對相關含量的最小要求。若采用化學處理系統時，需考慮最小注入量及最小停留時間，甚至還要考慮中和劑從生產到排放的具體用時。

第二，由于所使用壓載水的性質的不同對相關處理技術產生的影響，如當壓載水濁度較大時，則紫外線消毒法不但會大幅度降低紫外線的透射效果，同時容易造成燈管的結垢現象，從而使消毒效果大大折扣；若壓載水的淤泥含量較高時，就會在壓載艙形成較多的淤泥，因此會提高洗艙頻次，所以建議用微濾膜分離技術效果會更好一點。

第三，在對壓載水處理過程中，因采用技術的不同會產生截然不同的耗能效果。實際上部分壓載水處理系統具有較高的能耗量，其中最為典型的就是紫外線殺毒技術，這種技術對型號較小的船舶來說，每處理一次壓載水就要消耗將近200度的電量。

第四，相關的系統壓漿設備安裝之后，無疑給壓載水系統造成了一定的阻力，因此使得系統流量及排出壓力出現了下降。

第五，對設備安裝以及維修空間的要求。相關處理系統選擇需要充分考慮到設備結構特點及對維修空間具體要求，而安裝方式的不同也會影響設備實際布置。鑒于此，要求在對壓載系統進行選擇時，將設備安裝及對維修空間的要求考慮進去，對舊船的加裝需特別注意。

3.1.3 對壓載艙及管道腐蝕的具體影響。腐蝕問題屬于現階段船舶保養中較難解決的重點問題，形成壓載艙涂層遭破壞的主要原因是，壓載水處理系統使壓載水及壓載艙空氣的化學成分出現了較大變化，從而提高了艙內及管道的腐蝕速度，所以這一因素不能忽視。

3.2 對貨船壓載水處理系統的具體方案進行對比

按照實際要求，現對53000t的散貨船的壓載水處理系統進行方案上的對比，具體可參考表1。

通過表1可以看出，所有處理技術特點分明，能耗方面紫外線法最大，其次是電催化法及膜分離法；電解法的能耗雖然也較低，然而若和電催化法以及膜分離法相比還是較高的。從設備的布置來看發現，膜分離法具有設備少、布置簡便的特點，而紫外線法以及電催化法則具有較為復雜設備布置困難。若從相關的使用維護角度來看，膜處理法因為微濾膜的使用壽命極短，因而更換頻率較高，這樣就形成了較多的維護費用，而紫外線法中燈管的更換具有較大的難度，電解法及電催化法比較容易維護。通過對以上情況的綜合分析決定采用膜分離法或者電催化法進行該船壓載水系統的選用。

4 結語

本文首先對船舶壓載水處理技術進行了詳細介紹，然后對我國當前船舶壓載水處理系統的研發現狀進行了深入分析，強調選型過程中需要注重的內容，并以實際船型為例，選擇合理的船舶壓載水處理技術以及船舶壓載處理系統，具有一定的借鑒參考價值。

參考文獻

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作者簡介：尹海山（1981-），男，河北唐山人，青島雙瑞海洋環境工程股份有限公司工程師，研究方向：船舶壓載水處理系統研究及改造。

（責任編輯：黃銀芳）