山西省內河船舶水污染防治措施研究

張 星

（山西省交通科學研究院，山西 太原 030006）

0 引言

山西省地處華北地區黃土高原東部，太行山以西，黃河以東，屬于非水網地區，境內分布有黃河和海河兩大水系，目前全省通航總里程為1 388 km，其中黃河通航里程970 km，其余為汾河、沁河等區域性水域，具有通航條件的水庫及封閉水域65處[1]。2016年，山西水路旅客運輸大幅增長，完成客運量142.22萬人，客運周轉量1 041.08萬人·km，分別增長30.1%和9.9%；水路貨運保持平穩，完成貨物運輸量15.5萬t，貨運周轉量823.41萬t·km。目前全省水路客運業務主要是黃河沿線居民出行、水上旅游業，貨運業務主要是三門峽、小浪底庫區的煤、砂等散裝貨物運輸。近年來，國家水污染防治行動計劃發布實施后，水路交通水污染狀況越來越受到關注，此外，隨著山西省水路交通客貨運業的發展，水污染物排放量逐年增多，本文根據目前內河船舶水污染防治措施研究現狀，對山西省內河船舶水污染物的管理措施和污染物治理措施進行了探討。

1 內河船舶水污染物防治措施研究現狀

內河船舶運行造成的水污染物主要為船舶含油污水、船舶生活污水、船舶固體垃圾和船舶洗艙廢水。船舶固體垃圾本身對內河水環境不會造成污染，但是固體廢物若不能有效收集，傾倒進入水環境后，長時間浸泡會發生分解并產生有害物質對水環境造成影響，最終影響水生生物的生存[2]。

1.1 船舶含油污水

船舶含油污水主要為艙底的油污水，主要來自船舶機艙內冷卻系統的冷卻水泄漏，燃、滑油系統的燃油和潤滑油的泄漏，蒸汽供熱系統的凝水泄漏以及軸泵縫隙處的泄漏等。船舶油污水中的油類物質覆蓋水面將造成水生生物的窒息，其化學毒性能夠對水生生物造成毒害，并破壞水生生物的棲息環境。

目前船舶含油污水處理技術主要分為船用油污水處理技術和在岸油污水處理技術。船用油污水處理技術主要是在船舶上安裝油水分離器或油污水收集儲存裝置；在岸油污水處理技術主要有絮凝法、吸附法、生化法和MBR法等處理技術。

船舶油水分離器采用物理分離法分離油類物質和廢水，多為一級分離和二級分離的組合裝置，結構簡單、管理保養方便、工作可靠。一級分離通常采用重力分離方式，而二級分離一般采用聚結、過濾、吸附等分離方式，油污水經過兩級處理后可基本除去油份，不會造成水體的污染，船上廣泛應用的油水分離器有XYF型油水分離器和CYZ型油水分離裝置[3]。絮凝法處理含油污水主要是在油污水中加入絮凝劑，通過絮凝作用將油類物質去除的過程，絮凝法可去除乳化油、溶解油等通過重力作用難以去除的油分[4]。吸附法處理含油污水是指利用活性炭、活化半焦、粉煤灰陶粒等多孔物質通過吸附作用去除油類物質的過程，吸附法適用于處理濃度較低的含油污水，吸附量與吸附劑的孔隙結構及改性情況有關。生化法處理含油污水是指通過馴化船舶艙底水中存在的可降解石油的微生物，構建高效去除石油的菌群，通過現有的生化污水處理系統接入高效處理石油類物質的菌種，有效去除含油污水中的油類物質[5-6]。MBR法處理技術是將膜分離技術和生物處理技術有機結合，利用高效膜分離代替傳統的生物處理中的二沉池，MBR法具有出水水質好、穩定性好等特點[7]。

1.2 船舶生活污水

船舶生活污水主要是船舶上人的生理活動所產生的污水，包括廁所排放的廢水和洗漱廢水。船舶生活污水含有大量的有機物，并攜帶致病微生物和寄生蟲，未經處理排放將造成水體中溶解氧含量降低，致病微生物危害人類健康和安全。

船舶生活污水處理技術亦分為船用處理技術和在岸處理技術，由于船舶生活污水與城市生活污水組成類似，在岸處理技術可采用現有的生活污水處理技術即可滿足排放水質要求。船用生活污水處理技術主要分為生化法、MBR法、高級氧化法等方法。

生化法處理船舶生活污水是最早采用的生活污水處理方法，參考在岸生活污水處理工藝，生活污水處理后與紫外消毒等組成協同處理工藝，能夠有效解決生活污水含有致病菌的問題[8]。生化法的缺點是需連續使用，否則微生物死亡失去處理能力[9]。MBR法是一種高效處理生活污水的技術，具有設備占地面積小、活性污泥濃度高、剩余污泥產率低和自動控制等優點，通過改進MBR處理工藝可使其具有脫氮除磷的功能，處理后可達標排放[10]。高級氧化法是通過產生足量的羥基自由基來實現污水的凈化過程，主要有芬頓法、臭氧氧化等，該技術氧化能力強，適應范圍廣，處理效率高，能夠快速、高效處理船舶生活污水[11]。

1.3 船舶固體垃圾

船舶固體垃圾主要是船舶運行過程中船員及旅客產生的生活垃圾和船舶維修保養及貨物運輸廢棄物，包括食品廢物、餐廚垃圾、紙屑、塑料廢品、稻草席、硬紙板、塑料襯料等。船舶固體垃圾傾倒進入水環境后，漂浮的垃圾造成景觀破壞，沉入水中的垃圾逐步分解，產生有害物質影響水生生物的生存，破壞水生生態環境。

餐廚垃圾一般采用生化法處理，利用微生物分解消化有機物，能夠有效防止餐廚垃圾急速腐敗造成的污染，處理裝置結構簡單，處理效果好，成本低。塑料制品、硬紙板等固體垃圾可生化性較弱，在海洋船舶上一般采用焚燒爐進行處理，但是根據《中華人民共和國防治船舶污染內河水域環境管理規定》第十三條，“禁止船舶在內河水域使用焚燒爐。”因此，此類垃圾一般在船舶上設置垃圾桶收集，靠岸后交由岸上環衛部門處理[12]。

1.4 船舶洗艙廢水

船舶洗艙廢水主要是貨船、油船的貨艙當裝載的貨物品種發生變化時，為了達到貨物運輸規定的清潔程度或出于保養的需要，使用水和清潔劑對船艙內壁進行清洗。清洗方式分為封閉和循環兩種，封閉清洗污水產生量小而濃度高，循環清洗污水產生量大而濃度低，洗艙廢水含有油類、化學品、有毒物質或表面活性劑等。由于洗艙廢水含有有毒化學品物質，不經處理排放將毒害水生生物，造成區域水環境的嚴重污染。

船舶洗艙廢水處理技術主要有生化法、高級氧化法和吸附法等，由于洗艙作業均在港口、碼頭進行，因此全部為在岸污水處理技術。

生化法處理船舶洗艙廢水雖然用到了微生物的降解作用，但是由于洗艙廢水的成分復雜，一般需要使用臭氧等氧化劑對污水進行化學氧化的預處理[13-14]。生化處理階段一般使用SBR[15]、曝氣生物濾池[13]等效率較高的生化處理方式，才能有效降解洗艙廢水內的有機化學品物質。

2 山西省內河船舶水污染物排放特征

山西省水路交通客運主要為旅游業及部分渡運業務，貨運主要集中在三門峽、小浪底庫區，貨運主要品種為礦石、煤炭、砂等。因此，主要水污染物為船舶油污水、船舶生活污水、船舶固體垃圾，無船舶洗艙廢水。

近年來，雖然山西省水路交通運輸業取得了一定的發展，但是由于地處內陸，水系分布稀少，等級航道里程短，從事水運業務的船舶以中小型船舶為主，部分設施較為陳舊，由于受到船舶空間的限制，安裝油水分離器和生活污水處理裝置的船舶數量稀少，船員基本未受到過專業的環保知識培訓，環保意識缺乏，地方海事部門由于缺少人員和經費，對水路交通安全關注更多，隨著山西省水污染防治行動計劃的實施，水路交通環保近年來越來越受到關注。

3 山西省內河船舶水污染物防治措施

根據調研資料，目前山西省大多數船舶設置了垃圾回收桶，運輸企業制定了《船舶垃圾管理計劃》，建立了油類記錄簿和垃圾記錄簿，對船舶水污染物形成了初步的管理體系，省級港口污染物接收、轉運及處置設計建設方案已經制定，將按期實施。針對山西省內河船舶運輸特點，從管理措施和污染物治理措施兩方面提出水污染物防治措施。

3.1 管理措施

山西省的水路交通管理機構為山西省地方海事局，成立初期的主要職責為管理水路交通運輸安全，治理船舶超載[16]，預防水路交通事故的發生。近年來，水路交通環保管理工作逐步開展。

由于船舶流動性較大，船舶排污具有隱蔽性，因此，船舶環保監管較為困難。從管理方面提出以下措施。

3.1.1 加強水路交通環保監管

加大巡航力度，改善通航秩序，運用海事航運視頻監控等信息化手段，對山西省轄區內的船舶實施動態、全方位的監管，實施《山西省船舶污染物接收、轉運、處置監管聯單制度》，實現船舶污染物的流轉有跡可循，全過程管理。

3.1.2 完善基礎設施建設

實施《山西省港口船舶污染物接收、轉運及處置設施建設方案》，分階段對山西省各碼頭、渡口設置船舶油污水、生活污水、固體垃圾的接收及處置設施，按照靠港船舶數量及污染物種類，合理選擇接收及處置方式，實現船舶污染物的全面接收。

3.1.3 強化船員環保意識

對船員定期進行船舶環保專題培訓，增強船員的環保意識，自覺對船舶污染物進行收集和處理，杜絕船舶污染物排放進入水域。

3.2 污染物治理設施

3.2.1 船舶油污水

由于山西省內河船舶以中小型船舶為主，船艙空間較小，不具備安裝油水分離器的條件，因此，主要采用岸上接收的方式進行船舶油污水的收集。由于目前山西省內河碼頭的規模較小，靠港船舶較少，產生的船舶油污水量較小，采用生化處理方式處理效果不穩定，因此岸上船舶油污水接收處理設施建議采用絮凝法、吸附法等物理和物化處理方法。建議采用的油污水處理工藝見圖1所示。

圖1 船舶油污水處理工藝

根據圖1所示船舶油污水處理工藝，污水首先經隔油處理，大部分浮油被分離，后續吸附、過濾步驟可將污水中的乳化油、溶解油去除，經該工藝處理后污水與船舶生活污水混合處理，產生的污泥根據固廢屬性妥善處理。

3.2.2 船舶生活污水

船舶生活污水與城市生活污水的性質類似，因此，可采用現有的生活污水處理工藝進行處理。對于靠近城市的碼頭、渡口，在滿足城市生活污水處理廠接管標準的情況下，應優先接入城市生活污水處理廠處理。若周圍無可依托的城市生活污水處理設施，則應采用小型生化污水處理設施處理。建議采用的船舶生活污水處理工藝見圖2。

圖2 船舶生活污水處理工藝

根據圖2所示的船舶生活污水處理工藝，污水經生化處理單元處理后排入人工濕地，通過人工濕地的過濾分解作用進一步處理污水，使得船舶生活污水達標排放。

3.2.3 船舶固體垃圾

由于內河水域禁止船舶使用焚燒爐，因此，船舶固體垃圾應在船舶上設置垃圾桶收集，船舶靠港后，將固體垃圾交由碼頭、渡口，集中收集后運送至環衛部門指定地點處置。

4 結論

a）山西省水路交通主要水污染物為船舶油污水、生活污水和固體垃圾，無船舶洗艙廢水產生。由于內河船舶運輸以中小型船舶為主，船艙空間有限，因此船舶水污染物主要在岸上設置處理收集裝置。

b）管理措施方面，加強船舶污染物排放監管，加大巡航力度，在碼頭、渡口建設相應的污染物治理設施，確保污染物接收途徑暢通，定期開展船員環保知識專題講座，增強環保意識。

c）污染物治理措施方面，船舶油污水產生量小，生化處理設施難以達到穩定的處理效果，因此采用物理或物化處理技術進行處理；船舶生活污水與城市生活污水組成成分類似，因此可采用通常的生活污水處理工藝進行處理；隨著山西省水路交通運輸業的發展，未來貨運的貨物品種增加危險化學品時，碼頭、渡口應及時增加化學品洗艙廢水的污水處理設施。