長江小型船舶生活污水系統改造設計研究

張斌 譚鵬

摘 要：對于長江小型船舶（小于400總噸）實施生活污水提質改造難度很大，空間狹小、布置困難，本文結合宜工絞3的成功改造方案，分析其設計思路、實施要點，提出針對長江小型船舶生活污水系統提質改造設計方法。

關鍵詞：長江小型船舶;生活污水;改造方案;長江大保護

中圖分類號：U662? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2020）10-0131-03

1 引言

2016年1月5日，習總書記在重慶召開推動長江經濟帶發展座談會時提出長江大保護戰略，此后國家部委，長江沿線主要省市相繼提出一系列保護長江生態環境的政策和實施方案。2018年1月16日環境保護部和國家質量監督檢驗檢疫總局聯合發布《船舶水污染物排放控制標準GB 3552-2018》;2019 年 1 月 18 日長江海事局頒布的《關于嚴控長江干線船舶污染物排放的通告》，至此長江航運船舶生活污水系統提質改造拉開大幕。

2 所轄船舶生活污水系統現狀

筆者為長江宜昌航道工程局武安段整治工程Ⅰ標船機設備部部長，項目部目前所轄工程船主要有“長雁8”（40m鋪排船）、“長貍10”（宜工排1）、“宜工絞”1（220kw絞錨艇）、“宜工絞2”（45噸絞錨艇）及“宜工絞3”（220kw絞錨艇），其中“宜工絞1”、“宜工絞2”及“宜工絞3”屬于長江上典型的小型工程船舶，生活污水處理系統及生活污水處理設備的基本狀況如下：

2.1“宜工絞1”（220kw絞錨艇）

本船生活污水處理裝置（生活污水粉碎柜）為2001年安裝的老舊設備，其處理工藝落后，無生物消解、過濾、消毒殺菌功能。未設置生活污水處理艙和生活污水粉碎排出泵。

2.2“宜工絞2”（45噸絞錨艇）

本船為2015年的新船，生活污水處理裝置狀況較好，所設置的生活污水處理裝置滿足排放要求，其排放水質已通過相關部門的檢測。未設置生活污水處理艙和生活污水粉碎排出泵。

2.3“宜工絞3”（220kw絞錨艇）

本船生活污水處理裝置（生活污水粉碎柜）為1998年安裝的老舊設備，其處理工藝落后，無生物消解、過濾、消毒殺菌功能。未設置生活污水處理艙和生活污水粉碎排出泵。

3 生活污水排放要求

船舶生活污水分為灰水和黑水兩類。

灰水是指來自廚房、洗衣房以及盥洗室等處排出的洗碟水、水槽水、淋浴水、洗衣水、洗澡水以及洗臉水。

黑水是指任何型式的廁所和小便池的排出物和其他廢棄物;醫務室（藥房，病房等）的洗手池、洗澡盆和這些處所排水孔的排出物;裝有活著的動物處所的排出物;混有上述定義的排出物的其它廢水。

根據《船舶水污染物排放控制標準》（GB 3552-2018）和《關于嚴控長江干線船舶污染物排放的通告》要求，生活污水處理系統收集和排放的基本要求歸納如下：

（1）嚴禁超標排放、停泊期間排放或在飲用水源保護區范圍排放;

（2）不處理，直接收集后排入接受設施（船舶）;

（3）航行中達標排放，達標標準如下：2012年1月1日以前安裝（含更換）生活污水處理裝置的船舶，其污染物排放控制按GB 3552-2018標準中的表1執行。表1要求的污染物排放限值低于MEPC159（55）的排放要求，即設置的生活污水處理裝置滿足MEPC159（55）即可，無需更換新裝置。

2012年1月1日及以后安裝（含更換）生活污水處理裝置的船舶，其污染物排放控制按GB 3552-2018標準中的表2執行。表2要求的污染物排放限值等同于MEPC227（64）的排放要求，即設置的生活污水處理裝置滿足MEPC227（64）即可。

4“宜工絞3”生活污水系統提質改造方案

根據本文第3項的論述，“宜工絞1”（220kw絞錨艇）及“宜工絞3”（220kw絞錨艇）的生活污水處理裝置不能滿足要求。

事實上，長江上存在大量的船齡超過15年的小于400總噸船舶，均面臨更換滿足新標準的生活污水處理裝置。這類船舶設備老舊，實船的空間狹小，施工空間有限，而環保要求越來越高，《關于嚴控長江干線船舶污染物排放的通告》的要求中也并未對小于400總噸的船舶進行免除，不進行提質改造就不能營運。

2019年7月，按海事部門的要求，長江宜昌航道工程局開始對所管理的五型船進行生活污水提質改造。筆者對這五型船的情況非常了解，其中“宜工絞1”（220kw絞錨艇）及“宜工絞3”（220kw絞錨艇）實船的空間狹小，施工空間有限，增設污水儲存柜和更換新型的生活污水處理裝置必須考慮現場施工的可行性，并且應盡可能地減少對原船艙壁，結構及管路等的改動。

基于以上原則，筆者與本次改造的船舶設計單位一起對現場進行考察和測量，經過多次的溝通和協調，最終形成了一種確實可行的提質改造方案。目前“宜工絞1”、“宜工絞3”已順利改造完成，并取得船舶防止生活污水污染的證書。

本文將以“宜工絞3”（“宜工絞1”類似）為例，對改造方案進行介紹，并分析方案的實施要點。

“宜工絞3”改造方案的設備布置如圖1所示。

“宜工絞3”改造方案的系統流程如圖2所示。

“宜工絞3”改造方案有如下特點：

（1）充分利用原船的現有條件，對原船設備和管路的改動少。

（2）原船機艙空間狹小，原布置生活污水粉碎柜（圖1 序號*1）的位置不能安置新生活污水處理裝置（圖1 序號1），將原船生活污水粉碎柜利用起來，是本次改造的核心措施。眾所周知，船舶上普通蹲便器的生活污水均依靠重力自流至污水處理或接受裝置。原船生活污水粉碎柜（配套的粉碎泵已損壞，拆除）在本系統中起到一個中轉容器的作用，解決了新設備布置空間的問題，也減少了對原船管路的改動。

（3）如圖1所示，新增設的生活污水處理裝置（圖1 序號1）布置在機艙棚內，并對其外行按照現場的空間要求作了定制產品。同時，為了方便設備的進艙和吊裝，該產品采用兩個模塊組合的型式。

（4）為了方便船員的使用，原船生活污水粉碎柜（圖1 序號*1）增設了液位計和高、低位報警裝置（圖1 序號5），并與新增設的生活污水粉碎排岸泵（圖1 序號2）聯動，生活污水粉碎柜（圖1 序號*1）的液位達到高位時，自動啟動粉碎泵（圖1 序號2）將污水駁運至生活污水處理裝置（圖1 序號1），低位時自動停泵。同時，在駁運過程中，如生活污水處理裝置（圖1 序號1）高位報警，將優先停止粉碎泵，確保生活污水處理裝置（圖1 序號1）安全運行。

（5）根據現場的測量數據，本次改造將生活污水儲存艙1布置在了主甲板尾部，與船體形成一個整體，既解決了空間問題，同時儲存艙頂面還形成了一個工作臺。

（6）在改造方案的確定時，對空船重量和重心進行了統計，分析改后穩性是否能滿足要求。改造前后空船重量重心對比表見表3。

按《內河船舶法定檢驗技術規則》第五篇8.1.3.5要求，本船改造前后空船排水量偏差在允許值范圍內，改造完成后滿載狀態時，全船重心高約高度0.01m，船舶穩性計算結果基本保持不變。

（7）船舶生活污水處理系統在使用時需注意如下事項：①船上衛生間便池應選用節水型污水沖洗閥，盡量降低污水量;②嚴禁非紙制物品，如金屬、木材、棉紗、塑料制品、化釬制品等進入裝置內;③應使用軟性衛生紙;④裝置長期不使用應排空，并切斷主電源;⑤絕對禁止消毒劑進入本設備。

5結論

“宜工絞3”新設置的生活污水系統已運行近半年，據船員反饋，使用方便，操作簡單。筆者認為，“宜工絞3”的污水提質改造方案對長江小型船舶生活污水系統提質改造有著非常重要的指導意義，值得進行推廣。

在對小型船舶進行生活污水系統提質改造時，需要特別注意對重量的控制，并盡可能地降低重心位置。對于有些船舶，如改造后重心提升較多（一般不會），可通過少量壓載來降低重心高度。

另外，基于現行的技術法規以及處理技術，小型船舶特別是工程船舶可以考慮增加船舶生活污水處理后的再循環利用系統，可以有效地解決船舶在禁排區以及停泊作業不能排放的問題。該系統可將原有禁排期內的污水回收周期由原有的7-15天延長至3個月到半年甚至更久，極大解決了船舶生活污水排放對環境的污染以及節省船舶營運的污染治理費用，為船舶污水處理以及海事環保監管提出一種新思路新方法，對船舶的節能減排效果意義重大。

長江宜昌航道工程局正在積極落實國家部委對長江大保護戰略的實施計劃，將以更大的決心、更新的理念、更有力的舉措，積極做好所屬船舶防污染治理工作 ，促進湖北省構建完善綠色水運體系，加快綠色水運低碳發展！

參考文獻：

[1] 長江海事局.關于嚴控長江干線船舶污染物排放的通告[Z].2019.

[2]船舶與海上設施法定檢驗規則—內河船舶法定檢驗技術規則[Z].

[3]鋼質內河船舶建造規范[Z].

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[5]GB 3552-2018，船舶水污染物排放控制標準[S].

[6] 國際海事組織. MEPC227（64）決議[S]. 2012.