壓載水管理系統及其港口國監督檢查
——以“過濾+紫外線滅活”類型為例

孫金朝

《2004年國際船舶壓載水和沉積物控制與管理公約》（以下簡稱“公約”）作為一部全球統一管理船舶壓載水，對其從加裝、排放、清洗到處理進行控制的公約，旨在減少船舶壓載水對生物多樣性所造成的威脅以及對環境、人體健康、財產和資源造成的損害。該公約自2019年1月22日起對我國正式生效。

作為滿足公約規定的壓載水處理裝置，現有的壓載水管理系統主要有“過濾+紫外線滅活”“電解海水制氯”“水力旋流分離+超聲波+紫外線”“過濾+膜分離+充氮驅氧”“過濾+電催化”等類型。“過濾+紫外線滅活”壓載水管理系統不產生化學副產物及操作廢棄物，該類型在船舶壓載水管理系統中占有相當大的比例。本文以此類型壓載水管理系統為例，介紹其工作原理和構造，進而闡述壓載水系統港口國監督檢查要點。

一、“過濾+紫外線滅活”壓載水管理系統工作原理

此類型壓載水管理系統一般經過濾器和紫外線滅活兩個單元先后對船舶加載的壓載水進行處理，在排放壓載水過程中再次經過紫外線滅活，以使其達到公約第D-2條規定的壓載水排放標準。其工作原理如圖1所示。

圖1 “過濾+紫外線滅活”壓載水管理系統工作原理

船舶在加裝壓載水時，壓載水從海底門由壓載泵吸入后，先經粗濾器初步去除海水中較大的雜質，然后流經壓載水管理系統的過濾器進行機械過濾，攔截除去50微米及以上的可生存生物體和沉積物，同時改善壓載水的透光度，提升紫外線的照射消殺效果。過濾器一般為自動反沖洗濾器，當濾器壓差達到設定值，或達到系統預設清洗時間間隔時，過濾器自動進行反沖洗，從而保持濾芯的清潔。并且反沖洗過程使得過濾器攔截的生物體和沉積物回到原取水點，避免了攔截的生物體和沉積物隨船遷移。

經過機械過濾后的壓載水，再流經紫外線設備，由紫外線對壓載水中較小的浮游生物、細菌和病毒等微生物進行消殺滅活。不同于化學消毒，紫外線消殺工藝只使用紫外光來破壞生物體的脫氧核糖核酸或核糖核酸，殺滅生物體或阻止其繁殖，不產生任何副化學物質。隨后加裝的壓載水進入船舶壓載艙。

船舶在排放壓載水時，從壓載艙泵出的壓載水需再次流經紫外線設備進行消殺，然后排出舷外，進一步確保船舶排放入海的壓載水滿足公約規定的排放標準。

二、“過濾+紫外線滅活”壓載水管理系統一般構造

該系統一般由過濾器和紫外線反應器兩個處理單元，以及系統控制箱、反沖洗裝置、紫外線電源柜、機械清洗裝置、粗濾器等控制和輔助裝置組成。

（一）過濾器

過濾器主要通過濾芯對壓載水中50微米及以上的生物體進行充分的過濾去除。不同的系統采用的濾芯和內部結構不同，但一般均會裝設壓力傳感器，對過濾的壓載水壓差進行監測，然后在達到設定壓差值或設定時間間隔后，通過反沖洗裝置對濾器濾芯進行清潔，并在其壓載水進水口、排水口等管路上裝設控制閥門等。圖2為某壓載水管理系統過濾器結構示意圖。

圖2 過濾器結構示意圖

（二）紫外線反應器

反應器的工作原理一般為：向密封在燈管的汞蒸氣施加電壓，從而產生紫外線。燈管布置在與水流流動垂直的方向上。此外，反應器一般還裝有電子鎮流器（用于穩定電源波動和保持燈管功率恒定）、光強傳感器（用于監測筒體內紫外線強度）、溫度傳感器（用于監測筒體內的溫度），以及機械清洗裝置等。圖3為某壓載水管理系統紫外線反應器結構示意圖。

（三）反沖洗裝置

反沖洗裝置主要為過濾器服務，對濾器濾芯進行清潔。常見的類型有空氣和水沖洗裝置，同時有過濾器內置和外置區別。空氣瓶反沖洗裝置屬于外置類型，通過空氣管路與過濾器連接，在過濾器出水口附近向濾器內部吹送高壓空氣，將附著在濾芯的生物體和沉積物通過管路重新排回原取水點。水沖洗裝置同樣是沖洗附著在濾芯上的生物體等，保持濾芯清潔。圖4為某外置反沖洗裝置（空氣瓶）結構示意圖。

（四）機械清洗裝置

圖3 紫外線反應器結構示意圖

圖4 反沖洗裝置（空氣瓶）結構示意圖

機械清洗裝置裝設于紫外線反應器筒體內部，一般由絲杠螺母機構驅動，帶動刮板在燈管套管表面實現機械清洗，去除套管表面的污垢，恢復筒體內燈管的光照強度。圖5為某紫外線反應器的機械清洗裝置結構示意圖。

（五）系統控制箱及其他

系統控制箱通過控制過濾器和紫外線反應器及相關管路上的閥門，實現船舶加裝、排放壓載水的處理控制，以及應急情況的處理。同時內置加密數據儲存卡或儲存盤，存儲整個壓載水管理系統的運行記錄和故障記錄等。上述數據亦可通過系統控制箱的顯示面板查看。圖6為某壓載水管理系統控制箱示意圖。

圖5 機械清洗裝置結構示意圖

圖6 系統控制箱示意圖

三、公約及相關決議對壓載水管理系統的一般性規定

公約僅對壓載水管理系統處理后排放的壓載水中50微米及以上和10微米至50微米的可生存生物體以及相關微生物的濃度作出詳細規定，即僅規定了壓載水排放的標準。

壓載水管理系統的一般性功能要求主要由國際海事組織海上環境保護委員會制訂并被公約引用的相關決議對其進行詳細規定。主要有MEPC.174（58）決議通過的《壓載水管理系統認可導則》（以下簡稱“2008年導則”）、MEPC.279（70）決議通過的《壓載水管理系統認可導則》（以下簡稱“2016年導則”），以及MEPC.300（72）決議通過的《壓載水管理系統認可規則》（以下簡稱“規則”）。

（一）2008年導則的相關規定

2008年導則通過對壓載水管理系統型式認可方面的規定，對其一般性功能要求做出了較為全面的規定，內容方面基本成熟完善。

1.控制和監測設備與系統布置

壓載水管理系統應有一個控制和監測設備及自動控制裝置來確保設備的正常工作，包括自動監測和調整必需的處理劑量或強度，或其他方面的設備（系統控制箱、相應的自動控制閥門及相關的監測元器件等）。同時控制和監測設備應具有對壓載水管理系統運行進行連續監測的功能。

系統應在壓載水進口處、排放口前以及其他必需的位置設有取樣設備，取樣設備的布置應能確保采集到有代表性的船舶壓載水樣品，具體由主管機關決定。

系統應設置適當的旁通或越控裝置，以便發生緊急情況時保護船舶和船員的安全。

2.記錄要求

壓載水管理系統控制和監測設備應記錄本系統的正常工作或失效情況。對壓載水管理系統的旁通事件，控制和監測設備亦應予以記錄。控制和監測設備應能存儲至少24個月的數據，并應能按正式檢查的要求顯示或打印記錄。更換控制和監測設備時，應采取措施確保更換前記錄的數據仍能在船上保存24個月。

同時，船舶應對壓載水管理系統的所有維護保養和修理情況進行記錄。

3.系統報警

壓載水管理系統需設置運行故障報警。當系統發生影響正常運行操作的故障時，所有的系統控制箱處應發出聲光報警。同時還應就本系統的緊急旁通情況激發報警。

4.文書資料

船舶需備有一份壓載水管理系統型式認可證書的副本。在換證檢驗時應檢查測量壓載水管理系統部件的性能，同時船上應備有注明該系統最近一次校準日期的校準證書。

設備生產商應向船方提供壓載水管理系統的操作和維護保養手冊，清楚地說明日常保養和維修程序。

（二）2016年導則

2016年導則對壓載水管理系統一般性功能要求方面的規定進行了細化和深化，特別是強調了壓載水管理系統的安全性影響，并對系統自動監測作出詳細規定。2016年導則對2008年導則進行了全面替代。其主要增加的相關規定如下。

1.安全性影響

壓載水管理系統不應危害船員的健康和安全，不應對船舶和貨物產生不利的影響，包括通過壓載系統和其他處所的腐蝕作用造成長期的影響。

2.自動檢測和記錄要求

控制和監測設備應具有能保存系統運行和故障的相應參數，并能通過顯示、打印或輸出等方式生成自動監測參數報告的功能。顯示、打印或輸出的資料必須為國際標準可讀格式（如txt、pdf）或可擴展標記語言等可接受的格式。同時保存的信息不能被永久性刪除。

相應參數主要包括船名、壓載水管理系統制造商和型號等系統的一般資料，壓載艙、流速、操作模式等運行參數，系統的報警和相關指示等。

3.氣體探測設備

對于能釋放危險氣體的壓載水管理系統，應設置氣體探測設備。在發生氣體泄漏時，應在該區域和有人值班的壓載水管理系統控制站激活聽覺和視覺報警。“過濾+紫外線滅活”壓載水管理系統不會產生危險氣體，因此不需要安裝此設備。

（三）規則

公約2018年修正案中，將“壓載水管理系統認可規則”作為專用名詞放在公約第A-1條定義中解釋，并作為專用名詞放在第D3條內容中。規則成為公約條文的正式內容，取代2008年和2016年導則僅以被公約引用的存在形式，進一步彰顯了《壓載水管理系統認可規則》作為強制性規定的意圖。但規則具體內容基本與2016年導則保持一致，對壓載水管理系統一般性功能要求未有新增規定。

規則已于2019年10月13日生效，并適用于2020年10月28日及以后安裝上船的壓載水管理系統。規則規定，2016年導則與其等效，規則生效時將廢除2016年導則。因此，2020年10月28日前安裝上船的壓載水管理系統可適用2008年導則。

四、“過濾+紫外線滅活”壓載水管理系統的港口國監督檢查

（一）船舶證書文書檢查

（1）壓載水管理系統型式認可證書：檢查船舶是否持有該證書的副本，證書所記載資料是否與本船壓載水管理系統型式、型號、處理能力等保持一致。

（2）壓載水管理系統校準證書：超過一個換證檢驗周期的船舶，檢查其是否持有最近一次檢查測量壓載水管理系統部件性能的校準證書。

（3）操作和維護保養手冊：檢查船舶是否隨船攜帶壓載水管理系統的操作和維護保養手冊，手冊內容是否與本船系統保持一致。

（4）維護保養和修理記錄：檢查船舶是否按照壓載水管理系統操作和維護保養手冊內容對系統進行保養維護，是否按規定對相關情況進行記錄。

（二）系統布置的符合性檢查

檢查壓載水管理系統的所有設備的布置是否與生產商提供的說明書（一般為操作和維護保養手冊）及相關導則、規則的要求保持一致。例如：

1.紫外線反應器

檢查紫外線反應器是否按要求布置在管道的較低處，以確保其處于滿水狀態。

2.取樣設備

檢查取樣設備是否按規定布置在該系統的進口處和排放口前，以及說明書要求的位置。

3.周圍空間

檢查紫外線反應器筒體、過濾器筒體上方、紫外線電源柜開門方向等，是否留有足夠的檢查、拆卸、維護保養空間。

（三）系統設備的功能性檢查

檢查組成壓載水管理系統的設備及元器件是否存在功能性故障。例如：

1.過濾器

過濾器壓力運行前初始值是否過高、過低，或運行過程中壓差值持續過高，需檢查確定濾芯是否堵塞或失效，同時檢查反沖洗裝置是否自動動作。

2.反沖洗裝置

反沖洗裝置的空氣瓶的氣體壓力或水沖洗的壓力能否達到要求的值。

3.紫外線反應器

紫外線燈是否故障、照射劑量是否充足，電子鎮流器有無故障，溫度傳感器監測值是否正常。光強度傳感器顯示低于系統設定值時，機械清洗裝置是否動作，以及光強度傳感器檢測值是否過高或過低，本身有無故障。

4.系統控制箱

顯示或控制面板是否有故障，有無模糊或花屏，能否讀取歷史24個月的系統運行和故障記錄，數據儲存卡或儲存盤有無故障，系統的報警功能是否正常，運行故障時是否觸發聲光報警，進行旁通操作是否激發報警。

5.參數記錄和讀取

通過系統控制箱能否顯示或讀取自動檢測的參數，相應參數是否符合導則、規則要求，需要輸出的參數資料是否為可接受的格式，能否確保保存的參數信息不能被永久性刪除，參數中的一般資料是否與實船一致。

6.自動控制閥門

相關自動控制閥門有無開啟、關閉故障，動作是否靈敏，能否轉動到位，檢查電磁閥有無故障，相關氣動執行器壓力是否充足。

7.其他

取樣設備是否活絡可用，系統設備、管路、閥門有無跑冒滴漏，相關壓力表、傳感器及線路有無故障破損等。

（四）操作性檢查

與負責操作管理壓載水管理系統的船員進行簡單對話，確認其對公約的排放控制要求和壓載水管理系統的處理流程及設備操作是否熟悉。

檢查船舶是否按要求對壓載水管理系統開展維護保養和修理。例如，反沖洗裝置的空氣瓶有無定期放殘以防止空氣瓶內的油污水沖洗過濾器時污染濾芯，氣源分配器有無定期排放凝水等。

五、結語

隨著壓載水公約第D-2條規定的壓載水排放標準的時間表的推進，針對壓載水管理系統的詳細檢查必將全面展開。本文以“過濾+紫外線滅活”類型壓載水管理系統為例，詳細介紹了此類型的工作原理和系統的一般構造，同時結合公約及相關決議的規定，闡述了此類型的壓載水管理系統的港口國監督檢查要點。