許浩然
摘 要:近年來,環境治理工作成為目前我國主要工作重點之一,其中對于內陸江河湖泊的保護成為重中之重。隨著經濟的快速發展,內河航運業展現出較強的活力,航行船舶的數量、種類和噸位均有較大幅度增長。但船舶在航行時容易產生多種類型的污染,如不治理,則對內河水資源將產生一定的破壞,影響生態環境和人類健康。本文分析了內河船舶生活污水污染現狀,剖析了船舶航行生活污水污染問題的原因,提出了相應的治理建議,期望提高對船舶生活污水污染防治工作的重視。
關鍵詞:綠色航運;船舶污水;排放治理;防污監管
1 引言
2016年1月,習近平總書記強調,要把修復長江生態環境擺在壓倒性位置,共抓大保護,不搞大開發。隨著長江經濟帶的不斷建設,“綠色長江”、“綠色航運”等要求的不斷落實,內河水運,特別是內河航行船舶對水域環境的影響成為需解決的關鍵問題。經走訪調查發現,目前我國內河航行船舶數量大、分布廣,船員的吃、住、用會產生大量的生活污水與垃圾,如沒有采取有效的方式進行處理,直接排入航行水域,將極易對水域造成污染。與陸上生活污水處理系統相比,船用生活污水處理裝置簡易,處理方式較為單一,細菌和懸浮物等處理種類少,同時考慮到船舶靠岸時間短,船員生活周期較長等因素,船舶產生的生活污水即使通過簡單處理排放,排放液體中依然可能存在懸浮物、大腸桿菌等細菌,影響水體質量,嚴重可能出現大面積流行性疾病[1]。所以,對內河航行船舶生活污水進行有效管理已經成為當前內河水域環境保護中不可忽視的一環。
2 船舶生活污水處理的法規要求與及其發展
2.1 國際公約對船舶生活污水處理的要求
1973年,國際海事組織(IMO)、海上環境保護委員會(MEPC)決議通過了MARPOL公約,該公約的設立主要為防止航行時船舶產生的生活污水對海洋生態環境造成污染,1978年通過的議定書對其進行了修正,這就是眾所周知的《MARPOL 73/78》公約[2]。其中,公約附則IV做出說明,規定從公約生效日起,新建造船舶需安裝符合公約要求的船用生活污水處理裝置。
該公約對于船用生活污水可排放的范圍做出了詳細的規定,附則IV中對于船舶排放生活污水時近陸地的距離做出了具體的說明,其中規定:當船舶航行于近陸地距離不超過3n mile時,通過使用經船級社和主管機關認可的生活污水處理裝置,使得將要排放的生活污水標準達到IMO所規定的標準后才允許排放;當船舶航行距離距最近陸地超過3n mile時,可排放經粉碎系統和消毒系統處理后的生活污水;當航行范圍距最近陸地超過12n mile時,沒有經過處理的生活污水允許直接排放[3]。
2.2我國關于防止生活污水污染法規的發展過程
我國是MARPOL主要的締約國之一,但附則IV直至2006年才開始在我國生效。1983年,我國制定了《GB 3552-1983船舶污染物排放標準》,1986年,頒布了《海船防污染結構與設備規范》,上述國標和規范均以《MARPOL 73/78公約》附則IV為參考,并結合我國實際國情所制定,該標準和規范對于我國船舶航行時產生的生活污水及其排放標準作出了詳細的規定[4]。針對生活污水處理裝置,我國參照MEPC.2(VI)決議,商討并制定出了國標《GB 10833-89船用生活污水處理系統技術條件》,并于1990年進行實施[5]。
我國環境保護部與國家質量監督檢疫總局于2018年頒布了《GB 3552-2018船舶水污染物排放控制標準》,替代了1983年版的標準,該標準不僅增加了污染物的管控范圍,并且重新擬定了排放控制要求,新的國標于2018年7月生效。該國標針對船舶航行時產生的生活污水排放問題作出了明確的要求,對于國際航行海船,排放要求及條件與MARPOL公約一致,但是對于內河航行船舶,新國標的要求明顯高于公約要求,而且特別制定了2021年1月1日后,船舶向內河流域排放生活污水的要求[6]。
3 船舶生活污水處理的原理與方式
3.1生活污水的定義和分類
船舶在航行中產生的污水主要分為三類,一類是油污水,一類是灰水,還有一類為滿足船員日常生活需要所產生的生活污水,也就是通常稱的“黑水”。MARPOL公約附則將“黑水”定義為:①任何形式的廁所(包括小便池)所產生的排出物和其他廢棄物;②船上醫務室、病房等處所的水池、洗面池等排出孔的排出物;③裝有活著的動物處所的排出物。除此之外,針對部分廢水、污水中存在上述幾種排出物的,均認定為“黑水”。灰水則被定義為除黑水以外的其他廢水,其主要來源包括廚房、洗衣間等處所。在船舶正常航行時所產生或者需要的類似含油壓載水、洗艙水等公約將其定義為船舶污油水[7]。
3.2 生活污水處理裝置工作原理
船用生活污水處理裝置作為船舶航行中處理生活污水的主要設備,能將船舶在航行過程中產生的生活污水進行基本的處理,以達到海事局、環保局等主管機關所要求的排放指標[8]。其基本原理為:從洗手間、醫務室等生活處所排出的黑水通過污水總管和清潔水管一同進入生活污水處理裝置,首先經過粉碎泵進行初步粉碎后進入處理裝置接觸柜,在接觸柜內,生活污水經過接觸柜內介質時對其進行凈化,處理完成后的液體經排放泵進入生活污水儲存柜,完成對生活污水的初步凈化處理。待船舶停靠到港或生活污水接收船對生活污水進行回收時,生活污水儲存柜中的處理水會通過粉碎泵再次進入生活污水處理裝置進行二次處理,在排出管道設置的取樣口處對二次處理的污水進行取樣,各項指標達標后經通岸接頭排出。
3.3生活污水處理裝置的主要類型比較
船用生活污水處理裝置內部結構復雜,形式多樣,根據接觸柜內不同的處理形式可以分為:物化法、生化法、電化學法。
生化法主要工作原理為:在生活污水處理裝置內為活性污泥提供一個含氧量較高的環境對其進行培養,待生活污水進入裝置后,污水中的有機物質會與培養好的活性污泥進行充分接觸并被吸附,在微生物細菌的作用下轉化為無機物[9]。待處理好的混合液體經泵進入沉積罐,在沉積罐中進行沉積分離,對于沉淀的污泥由泵重新打入處理裝置中進行循環處理,對于澄清溶液,可加入適量次氯酸鹽對其進行消毒后排出舷外。選用生化法污水處理裝置的投資較少,運行成本較低,但其相對其他兩種形式的處理裝置來說體積較為龐大,由于活性污泥處理細菌的單一性,對于船上含有清潔劑、洗滌劑的灰水無法處理;細菌的存活是保證該處理裝置正常運行的基本條件,對于細菌的培養有著較高的要求,需要船員有一定的專業知識,同時,當船舶拋錨或者靠岸時,船用發電機需保持工作狀態,以保障細菌的存活,若細菌死亡,重新進行培養至少需要一周以上的時間,在此期間,生活污水處理裝置內會堆積大量污水,不僅會釋放產生沼氣、硫化氫等易燃有毒氣體,同時會產生強烈刺激性氣味,在船上的存儲較為危險。
物化法處理生活污水的原理是通過凝聚、沉淀、過濾等過程消除生活污水中的固體物質,使之與可溶性有機物相脫離,從而達到降低大腸桿菌(BOD5)的效果,剩余的生活污水經由活性泥或者投入其他藥劑進行消毒處理、脫氧,最后由舷外排出口排出[10]。固體物質通過焚燒爐或者收集到岸上統一處理。此類生活污水處理裝置相對于生化處理法能節省細菌培養的周期,因而可以達到實用實運行的狀態。除此之外,由于處理中的生活污水在該設備內停留時間較短,在裝置內也只是發生單一的化學反應,故有體積小、使用方便的特點,對于各類生活污水的處理效率也較強。但是,該裝置投入成本較高,需大量投入化學消毒劑,為了確保化學消毒劑能與生活污水充分接觸,在裝置內部各級處理管道處均要投放藥劑,對于生活污水處理裝置復雜的結構來說后期維護難度較大。
使用電解法的生活污水處理裝置整體體積、質量和安裝方式相對于以上兩種方式來說均較為輕便、簡單,此類裝置采用模塊化設計,可適用于船舶建造完成后安裝[11]。該裝置原理為:待生活污水進入生活污水處理裝置后,首先經粉碎泵進行初步粉碎,進入裝有海水的電解槽內,通過電解海水產生的NaClO對污水進行氧化消毒反應,污水內含有的其他有機化合物在電解的作用下分解成CO2和H2O。多余的污泥部分會由泵進入焚燒爐或者收集到岸上進行統一處理。
4 船舶生活污水處理的現存問題與改進建議
4.1目前存在的問題
依據《內河船舶法定檢驗技術規則》、長江海事局《關于嚴控長江干線船舶污染物排放的規定》的相關要求,內河航行船舶中產生的生活污水不能直接排入航行水域,需由生活污水處理裝置進行處理達標后再進行排放[12]。針對上述規則、條款的要求,目前我國內河航行船舶生活污水排放主要存在以下問題:
4.1.1船員環保意識不高
驗船師在對內河航行船舶進行定期檢驗時發現,一些船員由于缺乏防污染意識和相關法規、條款的學習,往航行水域直排的現象依舊存在。比如,不少船員由于缺乏培訓,不會正確地使用和維護生活污水處理裝置;某些船上即使已經安裝生活污水處理裝置,但考慮到航行成本,船員會有意無意地關閉裝置,導致生活污水直排;一些船員選擇在夜晚海事部門監管較弱時期進行排放;還有船員待船檢、海事部門完成定期檢查后私自將直排控制閥的封條撕毀,重新啟用直排管路。
4.1.2執法部門監管難度較大
根據內河法規的排放要求,船用生活污水需處理達標后才能排放,為此,船檢和海事部門要求船東方在處理裝置排放管路處安裝簡易取樣口,以達到檢驗時方便采樣的目的,但在實際檢驗過程中發現,樣品能完全達標的船舶較少,普遍存在大腸桿菌(BOD5)超標的現象;其次,部分船員存在應付檢查的僥幸心理,在預知檢驗部門將進行取樣檢查的前提下,提前幾小時使用大量的清水沖洗廁所管路,并向處理裝置的發生罐內倒入清水,以達到采樣合格的目的。
4.1.3接收船等配套設施不成熟
針對部海事局和長江航務管理局的相關要求,規定內河航行的400總噸以上船舶需加裝生活污水儲存裝置,由接收船定期接收并集中處理。截止2019年10月,內河航行船舶均已完成該項目的改造工作,但目前仍然存在接收船數量較少、接收后的生活污水在岸上不能統一處理、政府對于接收生活污水的補貼較少等問題。
4.2 針對上述問題,提出以下建議
(1)加大船員對于環保意識的培訓力度。船務公司及船東應定期組織船員針對船舶防污染的培訓,增強船員的環保意識。特別是在防止生活污水污染方面,可以使用理論結合實際的方法,規范船員對于生活污水處理裝置的操作流程,也可以聯合生產廠家,針對設備的維護和保養進行實操學習[13]。
(2)執法監管部門應完善治理體系。隨著我國對于防污染治理工作的不斷開展,水資源的保護尤其是重中之重,船級社、海事局等檢驗執法機關應相互之間積極配合,以實際情況對法規、規范進行完善和修訂,思考如何能在保護環境的前提下又能保障船務公司的利益。
(3)監管部門應加強對防治生活污水污染的日常監管工作。目前大部分船員可以自覺做到不直排、不偷排,但是仍然有極少數船員存在僥幸心理,利用偏僻處、夜晚等監管部門最薄弱的時期進行排放,針對這一現象,水上公安及海事部門應加大監管力度,填補監管空檔期,加強日常巡邏頻率,增加上船檢查次數等方法對偷排現象進行有效控制。
(4)可增設生活污水儲存柜來緩解排放壓力。因生活污水處理裝置的處理能力有限,在用水高峰期或者拋錨時裝置會出現處理不完全或者量太大不能處理的現象。針對這一情況,建議可利用艙內多余空間來安裝生活污水儲存柜。按相關文件要求,在船拋錨時不能向江內排放生活污水,此時,初步處理好的生活污水會經泵流向生活污水儲存柜中,待船開始航行時,再打入生活污水處理裝置進行二次處理后排放。
5 結論
水污染的防治一直是我國污染治理的一項重要工作之一,為了科學、高效地整治污染源,主要方式總結如下:
(1)完善規范、法規對于防治污染的相關要求。
(2)高校、研究院、設計院等部門需緊密合作,針對目前的污染治理要求研發新的綠色、高效的處理技術,并加強船舶航行信息化平臺。
(3)船級社、海事部門、水上公安應嚴格按照相關文件要求,對航行船舶加強管理監督,必要時可進行規范化指導。
(4)船務公司及船東應積極響應國家對于水污染防治的相關要求,及時與船員進行文件內容的通告和解讀,增強船員環保意識。
參考文獻:
[1] 李忠臣.船舶生活污水處理技術及裝置的選型研究[D]. 大連海事大學,2008.
[2] 邵曉華,陳清.船用生活污水處理要求和技術發展現狀[J].船舶工程,2018,40(12):16-20.
[3] 鄭金明.船舶生活污水處理與港口國監督檢查[J].大連海事大學學報,2010,36(S1):96-98.
[4] 白洋,劉變葉.加強我國船源污染防治法律制度的對策研究[J].河南工程學院學報:社會科學版,2010(04):54-57.
[5] 張付爽.膜法船舶含鹽生活污水處理裝置的試驗研究[D].
[6] 魏棟,曾青山.一起生活污水處理裝置PSC檢查案例探討[J].中國海事,2013,000(011):37-39.
[7] 李國祥,許樂平,尹衍升.船舶含油污水處理新技術探討[J].中國水運月刊,2012(04):129-130+132.
[8] 楊杰,趙胤鵬.STU型船舶生活污水處理裝置的研究[J].中國水運(上半月),2017,000(004):44-45.
[9] 荊緯.船舶生活污水處理系統優選方法的研究與應用[D].大連海事大學,2010.
[10] 梅雄,鐘成雄,俞海.試論船舶生活污水處理方法[C]//2008年船舶安全管理與防治污染管理學術研討會.2008.
[11] 岳進堂.船用生活污水處理裝置實用分析[J].船海工程,2004,000(003):42-44.
[12] 張志剛.加強船舶技術規范 促進海事事業發展[J]. 中國船檢,2000(01):24-25.
[13] 程文祥.船舶生活污水污染與其治理方案分析[J].價值工程,2017(23).