船舶壓載水處理裝置裝船類型原理分析及PSC 檢查探討

趙維一

（中船澄西船舶修造有限公司，江蘇 江陰 214400）

1 船舶壓載水的主要處理方法

壓載水處理的最終目的為去除壓載水中的生物，消除這類生物對船舶本身和航運中對各區(qū)域水文環(huán)境的影響，當前采用的壓載水處理方法有以下幾種。

1.1 化學法

化學法的基本基本思想為，向壓載水中加入各類化學物質，以去除水體中的生物，當前加入的主要為氧化劑，包括臭氧和過氧化氫，應用臭氧處理的方法，優(yōu)點在于氧化性能較好，各類生物的去除效率較高，缺點在于對設備的要求很高，在船舶運行中，需要投入大量的設備維護陳本。過氧化氫方法的優(yōu)點在于，對設備和各類構件的要求較低，缺點在于壓載水中的有機物會降低過氧化氫的氧化效果。另外，化學法中還包括氯化法、羥基自由法和電解法。氯化法的原理為，向壓載水中通入氯氣等化學物質。優(yōu)點在于，這種方法有很強的殺菌效果。缺點在于，一些水藻生物對氯元素的耐受性過高，降低了處理質量。羥基自由法的原理為，依靠羥基的強氧化能力，去除水體中的有機物和無機物，這種方法當前無明顯缺陷。電解法的原理為，通過向壓載水中通電的方法，去除水體中的各類雜質，這種方法的問題在于，容易提高艙體和設備的腐蝕速度。

1.2 物理法

物理法在使用中，當前主要應用的技術有三種，為紫外線照射法、加熱法和超聲波法。紫外線照射法的原理為，向壓載水照射紫外線，這種方式不但能夠降低中小型生物的活性，也能夠起到消滅微生物的效果。加熱法為應用加熱裝置提升壓載水水溫，在一定環(huán)境溫度下，能夠起到消除微生物的效果，這種方法的優(yōu)勢在于，能夠與船舶中的發(fā)熱裝置融合，降低系統能耗，劣勢在于，壓載水的處理時間較長，對于一些耐熱性的微生物，這種方法很難發(fā)揮應有作用。超聲波法為在水中形成真空區(qū)域，讓一些光合作用和呼吸作用的微生物死亡，這種方法的優(yōu)勢為，處理速度較快，劣勢在于，這種方法應用中會產生振動，對船舶中的硬件設備強度造成一定負面影響。

2 船舶壓載水處理裝置裝船類型原理

在當前的船舶工業(yè)中，已經開發(fā)了多種船舶壓載水處理裝置，應用較為廣泛為BALCLOR 壓載水處理系統、BSKY 壓載水處理系統、PUREBALLAST 壓載水處理系統和OCEANSAVER壓載水處理系統。這些處理系統的運行原理如下。

2.1 BSKY 處理系統

該系統為一種模塊化嵌入裝置，運行區(qū)域為船舶中的相關管道，應用多種物理處理方式去除水體中的微生物。在系統的升壓階段，水體經過加壓泵后，應用系統中的離心器械完成水體和微生物的分離，為后續(xù)的處理過程奠定基礎。完成機械處理工作后，向水體照射紫外線，消滅水體中含有的其余微生物。這種方法的優(yōu)勢在于，整個系統的占地面積較小，并且在處理中，不需要向系統中加入各類化學物質，防止這類化學物質對船體結構本身和自然環(huán)境造成影響。缺點在于，系統運行中涉及多個加載、卸載過程，導致整個系統的操作難度較高，控制系統的復雜度提高時，控制系統容易出現故障，該系統的結構圖如圖1。

圖1 BSKY 處理系統

2.2 PureBallest3.1 處理系統

該系統的運行原理為，先讓壓載水經過過濾系統，在該過程中去除壓載水中的各類大直徑生物，在這一處理系統中，對過濾裝置進行了高科學性的分析，能夠有效濾除外部水資源中的物質，為后續(xù)的殺菌過程奠定基礎。在完成初步處理后，應用高強度紫外線燈具照射水體，起到高效殺菌的作用。燈具的型號為人造石英燈，在殺菌設備的內部紊流設施的作用下，提高了殺菌器的工作時間。這一處理系統的優(yōu)勢在于，結構簡單，有很高的運行穩(wěn)定性，并且整個系統能夠與各類船舶適配，在當前的研究中，該系統未發(fā)現明顯的缺陷。該系統的設備圖如圖2。

2.3 PUREBALLAST 處理系統

圖2 PureBallest 處理系統

該系統的運行原理為，使用光源照射被處理的壓載水，照射到二氧化鈦時，會在水中生成羥基自由基，這類物質能夠發(fā)揮很強的殺滅微生物的作用。在具體運行中，待處理的壓載水首先經過過濾裝置，去除直徑過大的物質，在經過初步處理后，應用生成的自由基完成水體處理工作。這種方法的優(yōu)勢在于，整個系統的占地空間較小，并且應用的原理較為簡單，也能夠保障壓載水的處理效果。缺點在于，整個系統能的羥基自由基生產中，需要以二氧化鈦為催化劑，這種物質的造價較高。例如，在阿法拉伐公司的船舶壓載水系統優(yōu)化工作中，針對“保爾”型號船只統一替換這一處理系統，這一處理系統在船上占據的空間更小，在性能方面，處理能力達到32～1000m3/s，安裝成本下降10%，占地面積降低了10%，并且從運行家都來看，有極高的運行穩(wěn)定性。

2.4 OCEANSAVER 處理系統

這一處理系統在運行中有四個步驟，即過濾、空化、消毒和氯飽和處理，壓載水經過處理系統時，首先完成對壓載水的過濾工作，降低壓載水中的微生物含量。在壓載水加載時，將其空化，通過氣泡的沖擊性，滅活水體中的剩余微生物，同時將低于總量5%的壓載水水解，生成氯氣，將生成的氯氣噴入到壓載水的處理管道中，實現氯飽和處理。在壓載水卸壓中，向水體中充入高壓氧，防止排除無氧水。這種方法的優(yōu)勢在于，不需向系統中投入化學藥品，對船上物品的管理工作要求較低。缺點在于，過濾器中的濾網直徑很小，不能高于50μm，在運行過程中容易發(fā)生堵塞問題。同時在電解過程中，也會生成次氯酸、臭氧等物質，對系統的管道造成的腐蝕性更高。

3 船舶壓載水處理裝置PSC 檢查

PSC 檢查的目的為，檢查船舶的技術情況和能力，保障船舶上的船員生命財產安全，同時檢測船舶的壓載水質量，防止船舶對當地水文環(huán)境造成過大影響。PSC 檢查內容如下。

3.1 公約履行情況

在公約檢查中，檢查的方法為，分析船舶上的技術和設備運行情況，在航運過程中，各個國家和地區(qū)，按照實際調查情況結果，向船舶發(fā)放檢查證書，該過程中需要分析整個系統的功能性、運行穩(wěn)定性和運行質量等因素，提高整個系統的運行質量。記錄的內容為，壓載水系統的運行情況、船員職責履行質量和設備的管理與操作流程工作語言。壓載水系統的運行情況研究中，研究壓載水設備中各類設備、構件的運行質量，當發(fā)現存在運行問題時，勒令船員維修存在故障的子系統，保證系統的穩(wěn)定運行，并要求其將維修的內容精確記錄。職責履行情況，主要分析船舶運行中的各類記錄內容，尤其是對于船舶中各類設備的維修記錄，同時了解船員在船舶中的工作職能，當發(fā)現船員未履行相關職責，或者船舶的運行和管理流程混亂時，則可以初步確定船舶的壓載水處理工作存在缺失。工作語言分析中，需要觀察壓載水系統的工作說明書，當船舶的工作語言非英語、西班牙語或法語時，設備的說明中需要包含其中一類工作語言。另外，在船舶的運行中，壓載水的處理工作也需要被全面嚴格記錄，所以一個重要檢查內容為壓載水的處理記錄。

3.2 采樣檢查內容

《壓載水公約》中提到，各國家和地區(qū)PSC 檢查中，有權對壓載水取樣，并落實壓載水質量檢測和分析工作，剖析壓載水的處理質量。在當前的《公約》中，未能制定針對壓載水的專項取樣分析檢查工作體系，只按照其余水體的檢測方法分析壓載水的處理質量，這種方法存在的問題為，雖然水體的質量滿足D-2 標準的相關要求，但是這種檢查方法過于形式化，無法確定船舶整個運行過程中，壓載水的處理質量都能夠滿足這一標準。一些國家和地區(qū)提出的建議為，未制定出統一透明的檢測制度和檢測標準前，不可完成對壓載水的檢測工作，防止高質量處理壓載水的船舶，在當前科學性存在一定缺失的檢測標準體系下，受到不公正待遇，所以在今后的《壓載水公約》優(yōu)化和完善中，需要落實采樣和檢測標準體系的制定，讓PSC 檢測真正做到有法可依有規(guī)可循。

4 結語

綜上所述，在壓載水處理中，當前已經主要應用的設備有四種，這些設備的運行原理有兩種，為物理處理方法和化學處理方法，消除壓載水中的各類生物。在PSC 檢查中，檢查內容包括兩個方面，一方面為船舶的運行記錄和技術使用情況，確定是否按照相關工作要求和流程處理壓載水，另一方面需要對壓載水取樣檢測。