摘 要:文章主要針對壓載水處理技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用和發(fā)展趨勢進(jìn)行研究,并分析了幾種主要壓載水處理技術(shù)的應(yīng)用,以及壓載水處理技術(shù)對船舶相關(guān)設(shè)施的影響,探討該技術(shù)系統(tǒng)的設(shè)計與設(shè)備選用等相關(guān)問題。
關(guān)鍵詞:船舶;壓載水處理技術(shù);應(yīng)用研究
1 壓載水處理技術(shù)基本概述
在國際海事組織進(jìn)行壓載水控制開始時期,壓載水處理技術(shù)普遍發(fā)展不成熟,達(dá)不到排放控制標(biāo)準(zhǔn),因此,一些國家為了自身的海洋利益,選擇在遠(yuǎn)離本土海域置換壓載水,以減少對本國海域的生態(tài)影響。比如以色列、新西蘭以及澳大利亞都規(guī)定,如果船舶要??吭谠搰?,必須在較遠(yuǎn)的海域先釋放壓載水,以色列則更加嚴(yán)格,要求船舶的壓載水排放和更換要在紅海之外。從根本上來看,這種遠(yuǎn)洋置換壓載水的方法,并不能根本上解決污染問題,本質(zhì)上知識污染的轉(zhuǎn)移。2004年國際海事組織出臺的《公約》對船舶壓載水制定了管理標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)以船舶的建造年份及壓載水量的實際情況為依據(jù),對壓載水控制有不同的標(biāo)準(zhǔn)(如表1所示)。有些國家為了進(jìn)一步保護(hù)自身的生態(tài)環(huán)境,在各項標(biāo)準(zhǔn)及指標(biāo)上甚至要比《公約》當(dāng)中的標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格。
2 壓載水處理技術(shù)應(yīng)用分析
關(guān)于在壓載水處理技術(shù)的研究,在國際上的研究方向較多且比較全面,主要包含了物理方面的處理技術(shù)和化學(xué)方面的處理技術(shù),如下:
2.1 物理處理法
所謂壓載水處理的物理方法,主要通過稀釋、加熱、離心、過濾、光照等物理手段,來消除海水當(dāng)中的有害物質(zhì),達(dá)到壓載水的凈化處理。比如物理處理法當(dāng)中的過濾處理,就是將海水通過一定的過濾裝置,排除污染物。過濾裝置能夠自動排除外來生物,利用網(wǎng)目篩選生物種群。當(dāng)前用于船舶壓載水處理的過濾裝置有納濾膜件和超濾膜件。這些裝置在船舶上的安裝比較簡便,操作起來也比較簡單,而且采購和安裝這些過濾裝置的成本不用很高,性價比相對較高。過濾法的不足之處就是難以對于一些體積十分微小的污染進(jìn)行過濾處理。因此,過濾法在實際應(yīng)用中,通常與其他處理措施配套使用,達(dá)到效果最大化。壓載水處理中的離心分離方法,主要是進(jìn)行海水重力的分離,繼而去除水中的生物體及微粒,這種物理方法能夠?qū)⒁恍┯泻Φ牟≡w有效隔離,操作起來較為簡單,成本較低。但是這種處理方法對于與海水比重差不多的生物,效果上不明顯,而且對于較大處理工作量,不適于在有限的船舶空間上進(jìn)行安裝。置換與稀釋法,這兩種基本上可以歸為一類,因為這兩種旨在操作上稍有不同,原理是一致的,就是將新鮮的海水灌入替換艙或者稀釋艙,來進(jìn)行海水的替換或者稀釋,并且這種方法可以長時間循環(huán)作業(yè)。在實際應(yīng)用中,一般采取一邊注入海水一邊排除壓載水的更換方法。這類方法操作最為簡單,而且性價比很好,效果非常理想。但是總體上看,這兩種方法的耗時比較多,同時也需要消耗更多的能源,需要大量的海水進(jìn)入艙內(nèi),應(yīng)用方面也受到一定的限制。
2.2 化學(xué)處理法
壓載水的化學(xué)處理手段,本質(zhì)上就是多一些化學(xué)元素或者化學(xué)物質(zhì)含量的改變。常見的化學(xué)處理方法通常是添加一些化學(xué)物料。比如,可以添加一定量的氯化物,將原生動物和細(xì)菌去除。氯化氫的添加量由去除目標(biāo)的不同而不同,對于細(xì)菌的處理,只需要少量的氯化物添加,而對于藻類植物或者一些浮游生物,需要較多含量的氯化物。處于對環(huán)境的考慮,常用添加物為過氧化氫,經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng),最終形成水和二氧化碳,對環(huán)境不造成影響。該處理方法也存在不足之處,比如一旦水中的有機(jī)物較多,氧化相關(guān)會降低,應(yīng)用效果不佳。
3 壓載水處理趨勢
壓載水處理方法從原理上看,能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)的手段和途徑很多,但是不管什么方法,都要與實際應(yīng)用情況為基準(zhǔn),實際應(yīng)用效果較好的,才能投入使用。從當(dāng)前壓載水處理技術(shù)應(yīng)用的趨勢來看,過濾處理裝置會不斷進(jìn)步,達(dá)到十分精細(xì)的程度,但是有些國家的研究正在逐步取消過濾模塊,用電解形式替換處理,并取得IMO認(rèn)證。許多國際上的研究專家正在想辦法降低壓載水處理設(shè)備的能耗,并進(jìn)一步簡化設(shè)備的操作。以設(shè)備的基本處理功效為前提,減小人工操作維護(hù),不斷加強(qiáng)設(shè)備的自動化。這也是近年來壓載水處理設(shè)備的發(fā)展趨勢。除此之外,設(shè)備的主要部件以及各個零部件正在實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化,這些都是未來壓載水處理的發(fā)展趨勢。
4 壓載水處理設(shè)備應(yīng)用探討
近幾年來,在壓載水處理的技術(shù)和設(shè)備上雖然鮮有報道,但是其發(fā)展態(tài)勢十分迅速,處理技術(shù)與處理設(shè)備不斷更新。在實際的應(yīng)用中,選擇與船舶設(shè)計最佳的壓載水處理技術(shù)和設(shè)備也是一個關(guān)鍵點。
4.1 船舶總體影響
壓載水處理設(shè)備必須與船舶的總體設(shè)計相結(jié)合,這不僅考慮到船舶的空間設(shè)計,也同時影響著壓載水處理設(shè)備的安裝成本和運行效果等問題,因此,要進(jìn)行權(quán)衡。例如在軍用船舶上,壓載艙成分散分布,處理量較小,空間緊張,所以,在設(shè)備的選用上,盡量選擇結(jié)構(gòu)簡單、對空間要求不大的設(shè)備和技術(shù)。而在一些遠(yuǎn)洋性船舶,比如郵輪上,需要處理的壓載水量多,同時又要考慮經(jīng)濟(jì)性和簡便性,因此要選擇自動化程度較高的設(shè)備和技術(shù)。小型船只直接可以采用添加化學(xué)物料的處理方法。
4.2 壓載水系統(tǒng)設(shè)計影響
壓載水處理設(shè)備對系統(tǒng)設(shè)計的要求較高,絕大多數(shù)的處理量較多,同時需要較強(qiáng)的處理系統(tǒng)。其系統(tǒng)一般采用總管式較為合適,設(shè)備要公用haunted,管路設(shè)計需要考慮壓載水的處理要求,保障壓載水的正常排放與注入。除此之外,還需要考慮到水利壓頭參數(shù),以及在一些細(xì)節(jié)方面的與處理設(shè)備,因此,在管路設(shè)計時,要綜合考慮各種因素。
4.3 配套檢測技術(shù)的應(yīng)用
壓載水處理的檢測技術(shù)必不可少。檢測技術(shù)主要是為了對壓載水處理效果進(jìn)行監(jiān)管,保障壓載水處理標(biāo)準(zhǔn)和基本要求,檢測技術(shù)還能夠杜絕二次污染。比如在電解法當(dāng)中,要對電解殺菌效果進(jìn)行監(jiān)督,保障處理效果,另一方面,要注意到電解過程中,可能會造成電解率太高,產(chǎn)生二次腐蝕影響。因此,在電解法當(dāng)中,要加強(qiáng)配套檢測技術(shù)的研究和應(yīng)用,杜絕二次污染。
5 結(jié)束語
船舶的壓載水處理技術(shù)對于維護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境具有重要的現(xiàn)實意義,國際上對處理技術(shù)作出了相關(guān)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),對技術(shù)的要求也不斷增強(qiáng)。目前的壓載水處理技術(shù)主要分兩大類,即物理處理法和化學(xué)處理法,大部分的處理方法效果明顯,同時也存在一些不足之處需要加以改進(jìn)。船舶壓載水處理系統(tǒng)的自動化是當(dāng)前一大發(fā)展趨勢,對處理效果、處理效率、和處理經(jīng)濟(jì)性具有促進(jìn)作用,以保障海洋生態(tài)環(huán)境的健康和穩(wěn)定。
參考文獻(xiàn)
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