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        船舶壓載水處理系統(tǒng)淺析

        2015-02-06 04:44:06許李晟
        廣東造船 2015年4期
        關(guān)鍵詞:國(guó)際海事組織電解公約

        許 旸 ,許李晟

        (1.交通運(yùn)輸部廣州打撈局第一船隊(duì),廣州510260;2.中國(guó)船級(jí)社實(shí)業(yè)公司廣州分公司,廣州510250)

        1 前言

        隨著全球船舶運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展,壓載水的無控制排放會(huì)對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)和公眾健康造成危害。為了有效的控制船舶壓載水傳播有害水生物和病原體,國(guó)際海事組織(IMO)于2004年通過了《壓載水公約》。截止 2014 年10 月14 日,共有43 個(gè)國(guó)家加入了《壓載水公約》,占世界商船總噸位32.54%。2015 年將達(dá)到該公約生效條件,2016 年內(nèi)生效實(shí)施?!秹狠d水公約》規(guī)定所有新建船舶必須安裝壓載水處理系統(tǒng),并對(duì)現(xiàn)有船舶追溯實(shí)施,所有未安裝壓載水處理系統(tǒng)的遠(yuǎn)洋船舶,均不得進(jìn)入國(guó)際海事組織成員國(guó)港口。

        2 《壓載水公約》對(duì)壓載水排放的要求

        《壓載水公約》對(duì)船舶壓載水排放控制分兩步實(shí)施,要求船舶壓載水的排放應(yīng)分階段符合下述標(biāo)準(zhǔn):

        2.1 壓載水置換D-1標(biāo)準(zhǔn)

        壓載水置換是指要求在深海中將在港口內(nèi)裝載的壓載水置換成深海中的水。主要是利用排空、溢流及稀釋方法,通過深海的海水對(duì)壓載水進(jìn)行稀釋處理,它不能完全消除壓載水的有害物質(zhì),是過渡性排放標(biāo)準(zhǔn)。

        進(jìn)行壓載水置換的船舶,應(yīng)滿足壓載水容積的交換率至少為95%,或?qū)γ總€(gè)壓載艙應(yīng)注入并排出3倍容積的壓載水量,并且進(jìn)行壓載水交換應(yīng)至少距岸200 n mile和水深至少200 m以上的地點(diǎn)進(jìn)行。如果船舶不能根據(jù)以上要求置換時(shí),則應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離最近陸地,并在任何情況下要距離最近陸地至少50 n mile和水深至少200 m。

        2.2 壓載水處理D-2標(biāo)準(zhǔn)

        它是壓載水排放控制的最終標(biāo)準(zhǔn)。壓載水處理是指通過壓載水處理技術(shù)對(duì)加裝上船的壓載水在排放到另一水域前最大限度地對(duì)其中的水生物進(jìn)行殺滅處理,使得其在壓載水中的存活率達(dá)到一定的限定標(biāo)準(zhǔn)而不會(huì)對(duì)接收港水域造成不利影響。

        《壓載水公約》對(duì)壓載水的處理標(biāo)準(zhǔn),即處理水中可存活生物和微生物的種類及數(shù)量作了明確規(guī)定(D-2標(biāo)準(zhǔn))。

        《壓載水公約》還對(duì)不同年代建造的船舶壓載水處理系統(tǒng)(BWMS)的安裝時(shí)間作了明確規(guī)定。

        3 壓載水處理系統(tǒng)(BWMS)技術(shù)分析

        壓載水處理系統(tǒng)(BWMS)是實(shí)現(xiàn)對(duì)國(guó)際航行船舶壓載水進(jìn)行處理和管理的系統(tǒng),使壓載水排放達(dá)到D-2標(biāo)準(zhǔn),有效控制、管理船舶壓載水和沉積物,防止、減少并消除有害水生物和病原體的轉(zhuǎn)移對(duì)環(huán)境、人體健康、財(cái)產(chǎn)和資源引起的風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)避免此種控制造成的有害副作用。

        目前壓載水處理系統(tǒng)(BWMS)的技術(shù),根據(jù)理化特性可分為:機(jī)械處理法、化學(xué)處理法、物理處理法、機(jī)械物理組合法和機(jī)械化學(xué)組合法,目前常用的較有效的處理技術(shù)大多采用組合法。

        3.1 機(jī)械、物理處理法

        (1)機(jī)械處理法

        采用純機(jī)械方式,在壓載水進(jìn)入壓載艙前的裝載過程中,通過過濾或超聲波將一定大小的海水微生物從壓載水中分離。

        (2)物理處理法

        通過加熱、紫外線照射等物理方式,殺滅壓載水中的細(xì)菌和其他微生物。

        上述兩種處理方法對(duì)在一定大小范圍內(nèi)的微生物非常有效,且對(duì)環(huán)境無害,不會(huì)造成二次污染。但它們不能殺滅所有的有害病原體、微生物。

        3.2 化學(xué)處理法

        通過添加化學(xué)物質(zhì)或利用化學(xué)反應(yīng)的方式殺滅壓載水中的微生物,對(duì)于能處理的微生物非常有效,如:臭氧法、氯化法、電解質(zhì)滅活法、強(qiáng)電離放電法等。但化學(xué)藥劑對(duì)船員的健康和安全,對(duì)泵、管系、壓載艙可能會(huì)產(chǎn)生不利影響,有對(duì)環(huán)境造成二次不利影響的潛在風(fēng)險(xiǎn),且每種化學(xué)物質(zhì)的處理劑量針對(duì)相應(yīng)的目標(biāo)微生物,為此必須對(duì)處理后的壓載水中的殘余化學(xué)劑進(jìn)行還原消除(對(duì)處理過的水添加化學(xué)中和劑)。

        3.3 組合處理法

        組合處理法有機(jī)械物理和機(jī)械化學(xué)組合兩種。

        (1)機(jī)械物理組合處理法

        通過壓力反沖過濾或超聲波旋分,對(duì)壓載水進(jìn)行預(yù)處理,再利用紫外線照射或脫氧對(duì)壓載水中殘留的細(xì)小病原體進(jìn)行二次消除。

        (2)機(jī)械化學(xué)組合處理法

        通過過濾或旋分,與電解或電離或臭氧氧化或高級(jí)氧化或氯離子殺毒等處理技術(shù),對(duì)壓載水的有害物質(zhì)進(jìn)行處理,從而達(dá)到壓載水排放要求。

        每種壓載水處理系統(tǒng)各有特點(diǎn),在選用壓載水處理系統(tǒng)時(shí)要充分考慮船舶的營(yíng)運(yùn)特點(diǎn)、可布置處理設(shè)備艙室的空間、壓載艙總?cè)萘?、壓載泵排量、壓載水處理的要求、動(dòng)力供給,以及與船舶其他系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)和操作要求等,盡可能避免由于港口國(guó)的取樣檢查規(guī)定與壓載水管理系統(tǒng)的型式認(rèn)可技術(shù)方法存在不一致,可能會(huì)導(dǎo)致船舶雖然安裝了經(jīng)過型式認(rèn)可的BWMS,但在港口國(guó)檢查取樣驗(yàn)證時(shí)仍然不符合D-2標(biāo)準(zhǔn)而滯留的風(fēng)險(xiǎn)。

        4 國(guó)產(chǎn)壓載水處理系統(tǒng)(BWMS)簡(jiǎn)介

        為避免《壓載水公約》生效后受國(guó)外技術(shù)和產(chǎn)品的壟斷和制約,國(guó)內(nèi)眾多企業(yè)研制擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和技術(shù)的壓載水處理系統(tǒng)產(chǎn)品,并已取得了IMO的批準(zhǔn)和各主管機(jī)構(gòu)的型式認(rèn)可,應(yīng)用到實(shí)船上。

        4.1 無錫藍(lán)天BSKYTM壓載水處理系統(tǒng)

        BSKY TM系統(tǒng)采用“水力旋分過濾 + 超聲波預(yù)過濾 + 紫外照射”復(fù)合型物理殺菌技術(shù)。在壓載水處理過程中不產(chǎn)生副產(chǎn)物,不需對(duì)處理過的水添加任何化學(xué)中和劑,對(duì)船體、海洋生物和船員健康無任何影響、對(duì)船體和管道無損傷。

        BSKY TM 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單(無過濾結(jié)構(gòu))、體積小、安裝方便、節(jié)約空間;無濾芯、永久免清洗及維護(hù)、使用壽命與船舶相同;操作簡(jiǎn)單、一鍵式智能系統(tǒng);低能耗;不產(chǎn)生二次污染。

        4.2 上海環(huán)保Cyeco TM壓載水處理系統(tǒng)

        Cyeco TM系統(tǒng)是純物理處理方式,采用“高壓反沖自清洗過濾+中壓紫外線(UV)”殺菌消毒技術(shù)相結(jié)合的雙重保障二級(jí)處理系統(tǒng),自有專利技術(shù)。首先是采用自清洗過濾器攔截水中較大(>50 μm)的生物體和沉積物,然后再由中壓紫外消毒裝置殺滅較小的浮游生物、細(xì)菌和病原體。該系統(tǒng)既能有效地避免有害生物體的引入或排放,又不產(chǎn)生對(duì)環(huán)境和人類健康有害的物質(zhì),也不會(huì)對(duì)壓載水系統(tǒng)造成腐蝕影響。

        Cyeco TM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊,占用空間小,如,1 000 m3/h處理量的設(shè)備,占地面積僅約5 m2;安裝簡(jiǎn)單,維修方便;自動(dòng)化程度高,人性化的觸摸式操作界面,人/機(jī)信息交流直觀,操作方便;全316LSS過濾器及316LSS燒結(jié)濾網(wǎng)的優(yōu)質(zhì)選材,設(shè)備使用壽命和船舶壽命相同;運(yùn)營(yíng)成本低; 排污量少;壓載艙的沉積物少;不產(chǎn)生二次污染。

        4.3 中遠(yuǎn)海盾BOS壓載水處理系統(tǒng)

        BOS系統(tǒng)采用“過濾+紫外線”物理處理技術(shù),過濾系統(tǒng)位于紫外線系統(tǒng)之前,其作用是去除顆粒物等雜質(zhì),同時(shí)去除50 μm以上的浮游生物。過濾系統(tǒng)運(yùn)行和壓縮空氣輔助反沖洗,反沖洗液排放到采水海域中,紫外線系統(tǒng)產(chǎn)生適合劑量的紫外線,能夠有效滅活被處理水體中的藻類和細(xì)菌等微生物。

        BOS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小,100□3 200 m3/h處理量的設(shè)備,占地面積2.9□14 m2;適用于各種臟污水域;四種電制,具有自動(dòng)變頻功能,低功率消耗,3 200 m3/h處理量的設(shè)備功率僅需24 kW;對(duì)環(huán)境和船舶無二次污染和不良影響。

        4.4 青島雙瑞B(yǎng)ALCLO?壓載水處理系統(tǒng)

        BALCLO?系統(tǒng)采用直接電解海水產(chǎn)生次氯酸鈉對(duì)壓載水進(jìn)行滅活,對(duì)壓載水中生物的處理過程只有過濾和電解技術(shù),系統(tǒng)簡(jiǎn)單有效,不受水質(zhì)限制,可以處理渾濁海水。

        BALCLO?系統(tǒng)對(duì)壓載水處理過程分為“過濾”+“電解”+“中和”三步:首先,用自動(dòng)反沖洗過濾器對(duì)壓載水中尺寸大于>50 μm的海生物和固體顆粒進(jìn)行過濾;然后,電解海水產(chǎn)生次氯酸鈉殺滅過濾后的殘余浮游生物;最后,向排水管注入中和劑,中和壓載水中殘留的氯化劑。

        BALCLO?系統(tǒng)處理水量大,所采用的支路電解技術(shù),方便管路設(shè)計(jì)和設(shè)備安裝,不需改動(dòng)壓載水主管路;設(shè)備核心部件的電解槽壽命長(zhǎng),船舶全壽期內(nèi)不需更換;電源整流效率高,能耗小,不需改造電站;系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì),既方便新船設(shè)計(jì)安裝,又可根據(jù)現(xiàn)有船舶實(shí)際靈活、分散安裝,維護(hù)、運(yùn)行成本低;采用的多種電解方案,既適用于海水航線,又可用于淡水航線;系統(tǒng)包含的中和技術(shù),可以除去壓載水中可能存在的余氯,使壓載水可以隨時(shí)達(dá)到國(guó)際海事組織規(guī)定的余氯排放標(biāo)準(zhǔn),因而適用于各種航線的船舶。

        4.5 青島海德威海洋衛(wèi)士?壓載水處理系統(tǒng)

        海洋衛(wèi)士?系統(tǒng)采用電催化產(chǎn)生高級(jí)氧化技術(shù)(AEOP技術(shù)),利用高活性氧化物質(zhì)去除細(xì)菌、病毒、藻類及休眠中的卯,從而達(dá)到凈化壓載水的效果。滿足IMO-D2標(biāo)準(zhǔn),僅需壓載或缷載一次處理。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊,模塊化設(shè)計(jì),體積小;安裝簡(jiǎn)便,易維護(hù);綠色節(jié)能,如,處理量為10 000 m3/h的設(shè)備,功率僅為17 kW;處理流量不限,可適合各種不同遠(yuǎn)洋船舶。

        除上述品牌的壓載水處理系統(tǒng)外,國(guó)內(nèi)還有江蘇南極、南通海景等船舶壓載水處理裝置。

        5 結(jié)束語

        選擇壓載水處理系統(tǒng)(BWMS)的時(shí)候必須綜合分析船舶的類型、航線、壓載水處理系統(tǒng)的特點(diǎn)及布置和維護(hù)等因素,避免由于壓載水處理系統(tǒng)(BWMS)的型式認(rèn)可測(cè)試和港口國(guó)壓載水取樣檢查使用的方法不相同,而導(dǎo)致港口國(guó)檢查不合格而采取其他措施或造成船期延誤。

        [1]國(guó)際海事組織(IMO)2004年國(guó)際船舶壓載水及沉積物控制和管理公約,2004.

        [2]國(guó)際海事組織海上環(huán)境保護(hù)委員會(huì)第67屆會(huì)議(MEMC67),2013.

        [3]中國(guó)船級(jí)社(CCS)壓載水公約實(shí)施指南,2014年7月.

        [4]CCS技術(shù)通告第22號(hào)總第144號(hào),2014.

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