船舶污水的處理現狀

李曉玲

（深圳市立拓環保科技有限公司，廣東 深圳 518000）

目前，隨著經濟全球化和世界經濟一體化的趨勢不斷增強，作為世界工廠，我國的貿易進出口量逐年增加，而低成本、大運量的水路運輸成為貨物的主要運輸方式。但隨著船舶數量的逐漸增多，在創造經濟價值的同時，船舶產生的污水對海洋環境造成了嚴重污染。為了保護生態環境和維持行業的可持續發展，踐行“綠水青山就是金山銀山”的發展理念，我國先后出臺了《水污染防治行動計劃》、《船舶水污染物排放控制標準》（GB3552-2018）、《國內航行海船法定檢驗技術規則（2020）》等政策標準。

1 船舶污水的來源和分類

船舶污水按性質主要分為含油污水和生活污水兩大類。

（1）船舶含油污水是指船舶在發動、航行過程中不可避免產生的含油水及廢水[1]。其產生來源主要是：①含油洗艙水：當船舶進廠修理或更換運油品種時必須清洗貨油艙。而采用高壓水清洗船艙產生的油污水就稱為船舶洗艙油污水。洗艙水的水量一般為該船載重量的20%左右。②機艙水：船舶機艙水是由于機艙內各種閥件、管路設備中滴漏的水，以及輪機在運轉過程中使用的潤滑油、燃料油等油類混合在一起產生的油污水。機艙水的年水量一般為該船總噸位的10%左右。③含油壓載水：運輸原油的油輪卸完油后，為確保平穩安全航行，以及維持推進器的效率，需要在貨油艙內或壓艙內裝載一定量的水，而裝入的壓艙水和附著在艙壁上粘油混合形成了壓載油污水。一般壓載油污水占船舶載重量的25%左右。

（2）船舶生活污水主要來源于船上人員的日常生活排水，根據不同來源主要分為“黑水”和“灰水”兩種類型。“灰水”主要包括污染較小的洗浴、廚房、洗衣等產生的廢水。“黑水”則來源于衛生間、診室所產生的廢水。目前，針對必須處理后排放的船舶生活污水多為“黑水”，其他生活污水只有當混有黑水時才要求必須處理達標后排放。但是，從近年來國內外對水域環境管理的要求愈來愈嚴，未混入黑水的灰水單獨排放也已納入了船舶污水的管理范圍，同樣要求必須處理達標后排放[2]。

2 船舶污水的處理方法

2.1 船舶生活污水的處理方法

首先，船舶生活污水的特性與普通污水差別不大，因此處理方法與陸地生活污水的處理原理類似，但由于船舶的空間和位置有限，所以，處理裝置不能太大。其次，船舶在航行過程中不可避免地會產生晃動，因此，對于污水處理工藝以及處理裝置的穩定性提出了更高要求。此外，對于溫度的要求也比普通污水要高，因為船舶的夏天艙室溫度通常比較高，避免采用生物法進行處理法，以免產生不利影響。其中，有些船舶會選擇在船上安裝儲槽設施，將生活污水運到岸上去處理。但常用的處理工藝是物理化學處理、電化學處理以及生物處理。

2.2 船舶含油污水的處理方法

含油污水的處理首先是將油水分離，因浮油具有回收利用價值，且屬于HW08類危險廢物，需要交由有資質的單位進行處置。油水分離的方法有物理分離法、化學分離法等。

2.2.1 物理分離法

物理分離法主要包括重力分離法、離心分離法、氣浮分離法、膜分離法、吸附分離法[3]、超聲波分離法等。其主要特點是不改變油的化學性質而將油水分離。

重力分離法是船舶含油污水處理最為簡單但廣泛應用的方法。該方法是利用油與水的密度不同進行分離，油水密度差越大，分離速度和效果越好。重力分離法的設備結構簡單，缺點是占地面積大、分離能力有限，尤其是對乳化油的處理效果較差。如果輔以加熱、超聲波、氣浮等工藝，能夠提高分離效率和效果，同時對于乳化油也有較好的效果，但能耗也會顯著提高。

離心分離法也是利用油水的密度不同。相比于重力分離法，離心分離法除油效果更好，其耗時短，效率更高，占地也相對較少，很適合在船舶上應用[4]。例如，尹先清等[5]采用離心分離法對海上油田廢水進行離心除油實驗，實驗表明，轉速與分離效果成正比，當轉速為3 500 r/min時，污水含油量可降至6 mg/L以下。

膜分離法膜是利用薄膜對兩相的選擇透過性原理的一種分離方法。其工藝是，使部分組分透過膜，截留其他組分，從而實現不同組分的分離，以達到濃縮、分離或純化的目的。

李永發[6]等用超濾膜處理油田預處理過的含油廢水。結果表明，廢水處理后能達到油田回注水的標準。房平等[7]采用氧化多壁碳納米管、聚丙烯酸為添加劑對聚偏氟乙烯（PVDF）膜共混改性后，進行石油醚、棕櫚油、黃油乳化含油廢水的過濾實驗。結果表明，改性共混膜對三種乳化油的去除率均可達90%以上。同時，改性共混膜的抗污染能力增強。

2.2.2 化學分離法

化學分離法是通過向含油污水中投加絮凝劑或者聚結劑使油水分離。其中，投加絮凝劑可使油凝聚成凝膠體上浮或沉淀；而投加聚結劑，通常為酸、堿、可溶鹽等，是為了打破水包油的乳化狀態，使油聚成大的油滴上浮，從而達到油水分離的目的。此外，物理化學分離方法不用添加藥劑，而是將含油污水引進裝有電極的裝置中，利用電解產生的氣泡和犧牲陽極的絮體，在上浮過程中吸附著油滴從而實現油水分離。

物理分離法與化學分離法各有優缺點，其內容如表1所示。

表1 船舶含油廢水分離方法比較

2.3 船舶含油污水的后續處理

船舶含油污水經油水分離后，油相收集按照《國家危險廢物名錄（2021）版》要求，歸類到HW08廢礦物油與含礦物油廢物，交由專業機構處理，水相則按照廢水處理。

此類廢水不同于生活污水，尤其是壓艙水一般灌入的是海水，海水的平均鹽度在3.5%左右，而生活污水的鹽度一般不超過0.2%。船舶含油污水中的碳、氮、磷比明顯偏高，需要補充氮源和磷源。而且廢水的B/C一般小于0.3，可生化性較差。所以，此類廢水需要按照高鹽廢水生化處理。

目前，應用較多的工藝主要還是通過物理化學手段，包括芬頓氧化、絮凝沉淀等方法提高污水的B/C，再通過調節池補充氮源和磷源，進入好氧生化池處理[8]。因高鹽廢水處理難度較大，適合采用MBR工藝處理。MBR由于膜組件對生化池中的微生物產生截留作用，可使生化池中的污泥濃度達到8～15 g/ L，遠遠高于傳統活性污泥法的4 g/L，對污染物的去除效率較高，同時，對懸浮物有很好的截留效果，出水時SS幾乎接近于零。MBR膜的截留作用實現了HRT和SRT的分離，在提高污泥濃度的同時，強化了污泥的吸附作用，提升了系統的抗沖擊性，即使進水量突然增大或鹽度有些許小波動，來不及被生物降解的污染物也會被活性污泥吸附，提高了整體的抗沖擊能力。但是MBR膜對于油的敏感性較強，油污會堵塞膜管，導致膜通量下降，進而導致處理能力下降。因此對于前端油水分離的要求比較嚴格，盡量避免油污進入生化系統。同時船舶污水因鹽度的問題，在管道、設備材質選型方面也需要選擇耐腐蝕性強的材料。

3 結語

綜上所述，本文主要介紹了船舶污水的來源和分類，總結了船舶污水的處理方法，著重論述了含油污水的處理難點和方法。其中，油水分離和生化技術將會在未來較長時期內繼續應用，科研工作者應就這兩項技術繼續深入研究，不斷進行技術升級和革新，使其更加適應含油高鹽污水的處理，使工藝運行更加可靠穩定。同時，也要關注新興的污水處理技術，不斷開發新技術，減輕海洋環境的污染情況，以及加大力度監督船舶的偷排行為，為保護海洋環境作出貢獻。