趙維一

（中船澄西船舶修造有限公司，江蘇 江陰 214400）

1 船舶壓載水的主要處理方法

壓載水處理的最終目的為去除壓載水中的生物，消除這類生物對(duì)船舶本身和航運(yùn)中對(duì)各區(qū)域水文環(huán)境的影響，當(dāng)前采用的壓載水處理方法有以下幾種。

1.1 化學(xué)法

化學(xué)法的基本基本思想為，向壓載水中加入各類化學(xué)物質(zhì)，以去除水體中的生物，當(dāng)前加入的主要為氧化劑，包括臭氧和過氧化氫，應(yīng)用臭氧處理的方法，優(yōu)點(diǎn)在于氧化性能較好，各類生物的去除效率較高，缺點(diǎn)在于對(duì)設(shè)備的要求很高，在船舶運(yùn)行中，需要投入大量的設(shè)備維護(hù)陳本。過氧化氫方法的優(yōu)點(diǎn)在于，對(duì)設(shè)備和各類構(gòu)件的要求較低，缺點(diǎn)在于壓載水中的有機(jī)物會(huì)降低過氧化氫的氧化效果。另外，化學(xué)法中還包括氯化法、羥基自由法和電解法。氯化法的原理為，向壓載水中通入氯氣等化學(xué)物質(zhì)。優(yōu)點(diǎn)在于，這種方法有很強(qiáng)的殺菌效果。缺點(diǎn)在于，一些水藻生物對(duì)氯元素的耐受性過高，降低了處理質(zhì)量。羥基自由法的原理為，依靠羥基的強(qiáng)氧化能力，去除水體中的有機(jī)物和無機(jī)物，這種方法當(dāng)前無明顯缺陷。電解法的原理為，通過向壓載水中通電的方法，去除水體中的各類雜質(zhì)，這種方法的問題在于，容易提高艙體和設(shè)備的腐蝕速度。

1.2 物理法

物理法在使用中，當(dāng)前主要應(yīng)用的技術(shù)有三種，為紫外線照射法、加熱法和超聲波法。紫外線照射法的原理為，向壓載水照射紫外線，這種方式不但能夠降低中小型生物的活性，也能夠起到消滅微生物的效果。加熱法為應(yīng)用加熱裝置提升壓載水水溫，在一定環(huán)境溫度下，能夠起到消除微生物的效果，這種方法的優(yōu)勢(shì)在于，能夠與船舶中的發(fā)熱裝置融合，降低系統(tǒng)能耗，劣勢(shì)在于，壓載水的處理時(shí)間較長，對(duì)于一些耐熱性的微生物，這種方法很難發(fā)揮應(yīng)有作用。超聲波法為在水中形成真空區(qū)域，讓一些光合作用和呼吸作用的微生物死亡，這種方法的優(yōu)勢(shì)為，處理速度較快，劣勢(shì)在于，這種方法應(yīng)用中會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，對(duì)船舶中的硬件設(shè)備強(qiáng)度造成一定負(fù)面影響。

2 船舶壓載水處理裝置裝船類型原理

在當(dāng)前的船舶工業(yè)中，已經(jīng)開發(fā)了多種船舶壓載水處理裝置，應(yīng)用較為廣泛為BALCLOR 壓載水處理系統(tǒng)、BSKY 壓載水處理系統(tǒng)、PUREBALLAST 壓載水處理系統(tǒng)和OCEANSAVER壓載水處理系統(tǒng)。這些處理系統(tǒng)的運(yùn)行原理如下。

2.1 BSKY 處理系統(tǒng)

該系統(tǒng)為一種模塊化嵌入裝置，運(yùn)行區(qū)域?yàn)榇爸械南嚓P(guān)管道，應(yīng)用多種物理處理方式去除水體中的微生物。在系統(tǒng)的升壓階段，水體經(jīng)過加壓泵后，應(yīng)用系統(tǒng)中的離心器械完成水體和微生物的分離，為后續(xù)的處理過程奠定基礎(chǔ)。完成機(jī)械處理工作后，向水體照射紫外線，消滅水體中含有的其余微生物。這種方法的優(yōu)勢(shì)在于，整個(gè)系統(tǒng)的占地面積較小，并且在處理中，不需要向系統(tǒng)中加入各類化學(xué)物質(zhì)，防止這類化學(xué)物質(zhì)對(duì)船體結(jié)構(gòu)本身和自然環(huán)境造成影響。缺點(diǎn)在于，系統(tǒng)運(yùn)行中涉及多個(gè)加載、卸載過程，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的操作難度較高，控制系統(tǒng)的復(fù)雜度提高時(shí)，控制系統(tǒng)容易出現(xiàn)故障，該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖1。

圖1 BSKY 處理系統(tǒng)

2.2 PureBallest3.1 處理系統(tǒng)

該系統(tǒng)的運(yùn)行原理為，先讓壓載水經(jīng)過過濾系統(tǒng)，在該過程中去除壓載水中的各類大直徑生物，在這一處理系統(tǒng)中，對(duì)過濾裝置進(jìn)行了高科學(xué)性的分析，能夠有效濾除外部水資源中的物質(zhì)，為后續(xù)的殺菌過程奠定基礎(chǔ)。在完成初步處理后，應(yīng)用高強(qiáng)度紫外線燈具照射水體，起到高效殺菌的作用。燈具的型號(hào)為人造石英燈，在殺菌設(shè)備的內(nèi)部紊流設(shè)施的作用下，提高了殺菌器的工作時(shí)間。這一處理系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于，結(jié)構(gòu)簡單，有很高的運(yùn)行穩(wěn)定性，并且整個(gè)系統(tǒng)能夠與各類船舶適配，在當(dāng)前的研究中，該系統(tǒng)未發(fā)現(xiàn)明顯的缺陷。該系統(tǒng)的設(shè)備圖如圖2。

2.3 PUREBALLAST 處理系統(tǒng)

圖2 PureBallest 處理系統(tǒng)

該系統(tǒng)的運(yùn)行原理為，使用光源照射被處理的壓載水，照射到二氧化鈦時(shí)，會(huì)在水中生成羥基自由基，這類物質(zhì)能夠發(fā)揮很強(qiáng)的殺滅微生物的作用。在具體運(yùn)行中，待處理的壓載水首先經(jīng)過過濾裝置，去除直徑過大的物質(zhì)，在經(jīng)過初步處理后，應(yīng)用生成的自由基完成水體處理工作。這種方法的優(yōu)勢(shì)在于，整個(gè)系統(tǒng)的占地空間較小，并且應(yīng)用的原理較為簡單，也能夠保障壓載水的處理效果。缺點(diǎn)在于，整個(gè)系統(tǒng)能的羥基自由基生產(chǎn)中，需要以二氧化鈦為催化劑，這種物質(zhì)的造價(jià)較高。例如，在阿法拉伐公司的船舶壓載水系統(tǒng)優(yōu)化工作中，針對(duì)“保爾”型號(hào)船只統(tǒng)一替換這一處理系統(tǒng)，這一處理系統(tǒng)在船上占據(jù)的空間更小，在性能方面，處理能力達(dá)到32～1000m3/s，安裝成本下降10%，占地面積降低了10%，并且從運(yùn)行家都來看，有極高的運(yùn)行穩(wěn)定性。

2.4 OCEANSAVER 處理系統(tǒng)

這一處理系統(tǒng)在運(yùn)行中有四個(gè)步驟，即過濾、空化、消毒和氯飽和處理，壓載水經(jīng)過處理系統(tǒng)時(shí)，首先完成對(duì)壓載水的過濾工作，降低壓載水中的微生物含量。在壓載水加載時(shí)，將其空化，通過氣泡的沖擊性，滅活水體中的剩余微生物，同時(shí)將低于總量5%的壓載水水解，生成氯氣，將生成的氯氣噴入到壓載水的處理管道中，實(shí)現(xiàn)氯飽和處理。在壓載水卸壓中，向水體中充入高壓氧，防止排除無氧水。這種方法的優(yōu)勢(shì)在于，不需向系統(tǒng)中投入化學(xué)藥品，對(duì)船上物品的管理工作要求較低。缺點(diǎn)在于，過濾器中的濾網(wǎng)直徑很小，不能高于50μm，在運(yùn)行過程中容易發(fā)生堵塞問題。同時(shí)在電解過程中，也會(huì)生成次氯酸、臭氧等物質(zhì)，對(duì)系統(tǒng)的管道造成的腐蝕性更高。

3 船舶壓載水處理裝置PSC 檢查

PSC 檢查的目的為，檢查船舶的技術(shù)情況和能力，保障船舶上的船員生命財(cái)產(chǎn)安全，同時(shí)檢測船舶的壓載水質(zhì)量，防止船舶對(duì)當(dāng)?shù)厮沫h(huán)境造成過大影響。PSC 檢查內(nèi)容如下。

3.1 公約履行情況

在公約檢查中，檢查的方法為，分析船舶上的技術(shù)和設(shè)備運(yùn)行情況，在航運(yùn)過程中，各個(gè)國家和地區(qū)，按照實(shí)際調(diào)查情況結(jié)果，向船舶發(fā)放檢查證書，該過程中需要分析整個(gè)系統(tǒng)的功能性、運(yùn)行穩(wěn)定性和運(yùn)行質(zhì)量等因素，提高整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。記錄的內(nèi)容為，壓載水系統(tǒng)的運(yùn)行情況、船員職責(zé)履行質(zhì)量和設(shè)備的管理與操作流程工作語言。壓載水系統(tǒng)的運(yùn)行情況研究中，研究壓載水設(shè)備中各類設(shè)備、構(gòu)件的運(yùn)行質(zhì)量，當(dāng)發(fā)現(xiàn)存在運(yùn)行問題時(shí)，勒令船員維修存在故障的子系統(tǒng)，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，并要求其將維修的內(nèi)容精確記錄。職責(zé)履行情況，主要分析船舶運(yùn)行中的各類記錄內(nèi)容，尤其是對(duì)于船舶中各類設(shè)備的維修記錄，同時(shí)了解船員在船舶中的工作職能，當(dāng)發(fā)現(xiàn)船員未履行相關(guān)職責(zé)，或者船舶的運(yùn)行和管理流程混亂時(shí)，則可以初步確定船舶的壓載水處理工作存在缺失。工作語言分析中，需要觀察壓載水系統(tǒng)的工作說明書，當(dāng)船舶的工作語言非英語、西班牙語或法語時(shí)，設(shè)備的說明中需要包含其中一類工作語言。另外，在船舶的運(yùn)行中，壓載水的處理工作也需要被全面嚴(yán)格記錄，所以一個(gè)重要檢查內(nèi)容為壓載水的處理記錄。

3.2 采樣檢查內(nèi)容

《壓載水公約》中提到，各國家和地區(qū)PSC 檢查中，有權(quán)對(duì)壓載水取樣，并落實(shí)壓載水質(zhì)量檢測和分析工作，剖析壓載水的處理質(zhì)量。在當(dāng)前的《公約》中，未能制定針對(duì)壓載水的專項(xiàng)取樣分析檢查工作體系，只按照其余水體的檢測方法分析壓載水的處理質(zhì)量，這種方法存在的問題為，雖然水體的質(zhì)量滿足D-2 標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求，但是這種檢查方法過于形式化，無法確定船舶整個(gè)運(yùn)行過程中，壓載水的處理質(zhì)量都能夠滿足這一標(biāo)準(zhǔn)。一些國家和地區(qū)提出的建議為，未制定出統(tǒng)一透明的檢測制度和檢測標(biāo)準(zhǔn)前，不可完成對(duì)壓載水的檢測工作，防止高質(zhì)量處理壓載水的船舶，在當(dāng)前科學(xué)性存在一定缺失的檢測標(biāo)準(zhǔn)體系下，受到不公正待遇，所以在今后的《壓載水公約》優(yōu)化和完善中，需要落實(shí)采樣和檢測標(biāo)準(zhǔn)體系的制定，讓PSC 檢測真正做到有法可依有規(guī)可循。

4 結(jié)語

綜上所述，在壓載水處理中，當(dāng)前已經(jīng)主要應(yīng)用的設(shè)備有四種，這些設(shè)備的運(yùn)行原理有兩種，為物理處理方法和化學(xué)處理方法，消除壓載水中的各類生物。在PSC 檢查中，檢查內(nèi)容包括兩個(gè)方面，一方面為船舶的運(yùn)行記錄和技術(shù)使用情況，確定是否按照相關(guān)工作要求和流程處理壓載水，另一方面需要對(duì)壓載水取樣檢測。