船舶及平臺壓載水系統選型探討

高進京 王成強

摘 要：國際海事組織（IMO）于2004年2月通過了《2004年國際船舶壓載水及沉積物控制和管理公約》目前已經有52國家批準了此公約，約占商船總噸位的35.14%已經達到了公約的生效條件。為了讓更多的人了解壓載水原理及設備并為設計者提供一定的設計借鑒。本篇簡單介紹壓載水系統的相關原理及應用。

關鍵詞：壓載水處理系統

1 目前主流壓載水系統簡介

1.1 壓載水處理系統的目的

船舶壓載水和沉淀物的無節制排放導致有害水生物和病原體的轉移，對環境、人體健康、財產和資源造成損傷或損害，公約的通過旨在通過船舶壓載水和沉積物的控制和管理來防止減少并最終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。

1.2 壓載水系統的分類

按壓載水系統處理方式一般可分為：①機械法（過濾和分離）；②物理處理法（紫外線照射、氣穴現象、脫氧等）；③化學處理法（抗微生物劑和藥劑，船上產生或額外注入）；等。

2 主要廠家壓載水處理方法介紹

2.1 機械法

該系統要求將全部壓載水流經濾器、旋分器或者其他分離器，對于大流量壓載水的情況，設備的尺寸可能帶來問題，如果設備室是在壓載水排放時使用，大量慮出物必須保留在船，增加存儲負擔。

此種方法主要由過濾及存儲系統組成，目前應用較少本文不再贅述。

2.2 物理處理法

紫外線處理通常是在壓載水打進和排放時進行，其有效性受到水的濁度的影響，水的濁度會影響光線的穿透能力，脫氧處理可能需要幾天的時間才能保證對水生物的殺傷率，另外壓載艙一定要有密閉的通風系統且應被完全惰化。

系統主要組成部分：過濾器、超聲波預過濾器、紫外殺菌模塊。

工作流程：

壓載：在加裝壓載水時，壓載水依次進行水力旋流分離過濾器、超聲波預過濾器、紫外線殺菌模塊，最后注入壓載艙，通過這三個模塊的共同作用，能使經處理的壓載水達到IMO排放標準。

卸載：從壓載水艙出來的壓載水，無需經過過濾器，再次流經超聲波預過濾器和紫外殺菌模塊，再排出舷外。

2.3 化學處理法

加藥量應該合適，通常能在幾個小時內達到對水中生物的殺滅率，但壓載水排放時可能還殘留過量的藥物，因此通常需要對水中藥物進行中和處理，以確保對排放環境無害。另外如果壓載艙中藥物濃度過高，還有可能腐蝕壓載艙壁。

系統主要組成部分：主要部件為過濾單元、電解單元、中和單元。

工作流程：

壓載：加裝壓載水時，利用自動反沖洗過濾器先進行一道過濾，過濾掉尺寸大于50um的浮游生物和懸浮顆粒，從進水總管中分流一部分海水流經電解槽，電解槽通以低直流電，直接電解海水產生次氯酸鈉，利用次氯酸鈉的強氧化性滅殺浮游生物、病原體和細菌。電解產生的高濃度的次氯酸鈉溶液經過除氣后注入進水總管，迅速與壓載水混合稀釋至特定濃度。該濃度的次氯酸鈉能夠有效殺滅經過濾后的殘余的浮游生物、病原體及其幼蟲或孢子等，達到規定的殺菌效果（D-2標準），壓載水管路中火星物質的濃度由TRO分析儀和控制系統自動控制。

卸載：壓載水排放時，旁通過濾和電解單元，由壓載泵從壓載艙內泵水，通過排放管路直接排舷外，當壓載水中余氯濃度小于設定值時，中和系統不啟動，壓載水直接排放到目的海域，當余氯濃度大于設定值時，中和系統自動啟動，向排水管中注入中和劑，中和參與的氧化劑，中和劑的流量由控制系統根據TRO檢測儀反饋的濃度信息自動控制，可確保排放水中TRO濃度不超過0.01ppm。

3 新船選型及改造分析

新建項目需按公約及規格書要求，在設計時就要考慮壓載水處理系統的安裝空間，對公約要求時間前開工建造的項目應在檢驗時完成改造，對壓載水系統的加裝主要從以下幾方面考慮。

3.1 空間布局

根據處理方法的不同需要的設備數量不一致，以無錫藍天為例，其壓載水處理設備可成撬供應，所占空間較小，化學處理方式一般情況下所需設備較多，大多散供。需從船體空間設置方面考慮設備安放的合理性。

3.2 經濟性

不同廠家的設備價格相差很大，應在技術評估滿足要求的基礎上對其價格進行商務評估，最終選定性價比理想的處理設備。

3.3 改造船型

改造船型由于結構已經定型，主要改造流程應分為如下幾方面：

船舶勘驗：主要是分析原船圖紙、實船勘驗最終形成勘驗報告；

改裝設計：主要分送審設計及詳細生產設計；

設備采購：分設計采購、生產組裝、出廠調試及FAT檢驗；

改造施工：分設備現場安裝、調試、船員培訓、驗收、文件交付。

4 結論

通過對船舶壓載水處理系統的簡單介紹，增加了設計人員對不同處理方式下的壓載系統的了解，給船東及設計人員對壓載水系統在選型及現有船舶平臺的改造中提供一定的設計借鑒。