李升杰?孫靜?李壽平?王澤華

摘要：在治理海洋污染逐漸得到重視的情況下，船舶壓載水處理技術(shù)研究逐漸增多。壓載系統(tǒng)利用全船壓載倉(cāng)調(diào)駁和排出壓載水，從而達(dá)到調(diào)節(jié)船舶平穩(wěn)程度和吃水量的目的，為船舶作業(yè)提供穩(wěn)定基礎(chǔ)。本文在研究的開(kāi)始階段對(duì)船舶壓載水處理技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹，之后對(duì)技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了深入研究，在綜合實(shí)際需求的情況下提出了完善方案。

關(guān)鍵詞：船舶;壓載水;處理技術(shù);技術(shù)應(yīng)用

在船舶壓載水中含有大量的病毒、細(xì)菌和海洋生長(zhǎng)植物，在船舶航行過(guò)程中會(huì)排放部分有害物質(zhì)，這些物質(zhì)具有強(qiáng)大的生存能力，對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成了直接影響。在這種情況下為了預(yù)防有害物質(zhì)繁衍和傳播，達(dá)到凈化海洋的目的，在2005年船舶國(guó)際管理組織發(fā)表了壓載水沉積物控制公約，要求所有船舶需要在1年之內(nèi)配置符合標(biāo)準(zhǔn)的壓載水處理系統(tǒng)。為了達(dá)到國(guó)際船舶管理要求，船舶生產(chǎn)商對(duì)壓載水處理技術(shù)和有關(guān)設(shè)備進(jìn)行了研究，本文將研究的重點(diǎn)放在了處理技術(shù)方面，主要分析了壓載水處理技術(shù)未來(lái)發(fā)展和應(yīng)用效果，希望可以通過(guò)這種方式為船舶事業(yè)和海洋環(huán)保事業(yè)做出貢獻(xiàn)。

一、船舶壓載水處理技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

全球最權(quán)威的專利數(shù)據(jù)庫(kù)為得溫特?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，此數(shù)據(jù)中記錄了世界范圍內(nèi)4000萬(wàn)個(gè)專利，在1963年記錄了第一條專利數(shù)據(jù)，之后在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中每周平均增加25000千條數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)查閱全球權(quán)威專利數(shù)據(jù)庫(kù)得出，在2019年已經(jīng)擁有壓載水處理方面的專利1200個(gè)，每個(gè)專利都由多個(gè)基本專利組成。世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中顯示，專利文獻(xiàn)涵蓋了90%以上的技術(shù)研發(fā)成果。本文對(duì)壓載水進(jìn)行了技術(shù)分析，使用這種方法可以得出未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，并且還能了解技術(shù)結(jié)構(gòu)，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供良好的發(fā)展環(huán)境。壓載水處理技術(shù)主要可以分成生產(chǎn)和物質(zhì)劃分兩種類型，使用這種技術(shù)的主要目的是，在滿足相關(guān)制度和條約的情況下提升船舶壓載水處理效果，降低對(duì)環(huán)境造成的影響。根據(jù)目前實(shí)際情況來(lái)看，目前已經(jīng)有很多船舶生產(chǎn)企業(yè)開(kāi)始重視壓載水處理技術(shù)研究，全球范圍內(nèi)已經(jīng)研發(fā)出多種新型的壓載水處理技術(shù)。通過(guò)實(shí)際研究得出，這些新興的船舶壓載水處理技術(shù)可以滿足船舶控制和排水要求，但是我國(guó)此方面的研究依然比較落后，和西方發(fā)達(dá)國(guó)家存在著很大的距離，在日后發(fā)展過(guò)程中一定要重視技術(shù)研究，預(yù)防出現(xiàn)二次污染情況。

二、船舶壓載水處理技術(shù)優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)

（一）機(jī)械法

在機(jī)械法中包含了離心分離、過(guò)濾法以及稀釋法，通過(guò)這些方法直接去除水中物種，這種方法具有的主要優(yōu)勢(shì)為使用簡(jiǎn)單、安裝便利，存在的缺點(diǎn)為使用中容易發(fā)生堵塞問(wèn)題，使用完沖洗也需要耗費(fèi)大量時(shí)間。氣旋分離主要通過(guò)旋轉(zhuǎn)方式產(chǎn)生離心力，將其他微生物和海中顆粒進(jìn)行分析，雖然成本較低、操作簡(jiǎn)單，但是使用的設(shè)備尺寸相對(duì)較大，不能使用于任何環(huán)境中。稀釋法需要在船舶壓倉(cāng)頂部進(jìn)行排出，但是需要改動(dòng)過(guò)多的管線，所以只能在新船改造中使用。

（二）加熱法

對(duì)海水進(jìn)行加熱處理，把溫度控制在38到45℃范圍內(nèi)，溫度保持的時(shí)間也需要符合標(biāo)準(zhǔn)，這樣可以殺死部分海洋生物，節(jié)省了大部分柴油能源，而且也不會(huì)造成二次污染等情況發(fā)生。在使用這種方案過(guò)程中很容易受到外界環(huán)境的影響，海水溫度過(guò)高也會(huì)有大量鹽析出，最后結(jié)垢在船艙上。在海水溫度過(guò)低的情況下，降低了溫度提升的速度，嚴(yán)重影響了壓載水處理效果[1]。

（三）脫氧法

除去海水中大量的溶解氧，在其中注入部分惰性氣體，殺死海水中部分好氧生物，這種方法具有的優(yōu)勢(shì)為，不會(huì)對(duì)設(shè)備艙壁造成影響，缺點(diǎn)為對(duì)于部分微生物沒(méi)有效果。

（四）電解法

這種方法需要使用電解設(shè)備，讓濃液中含有大量的氯化鈉，回注定量的壓載水，可以殺掉部分游離生物和病原體，這種方案在技術(shù)方面比較成熟，但是使用中需要得到較大的電量支持，同時(shí)也會(huì)加快艙壁腐蝕速度[2]。

三、船舶壓載處理技術(shù)的應(yīng)用

（一）壓載水處理技術(shù)

船舶壓載水處理技術(shù)主要來(lái)源于工業(yè)污水處理和市政工程污水處理，在使用壓載水處理技術(shù)時(shí)會(huì)受到多種因素的影響，例如場(chǎng)地、費(fèi)用以及處理效率等。目前船舶使用的都是深海壓載水置換法，這種方法無(wú)法排出水中沉淀物和壓載水，在惡劣天氣影響下操作中也會(huì)出現(xiàn)多種不安全因素。在國(guó)際范圍內(nèi)生物活性處理方法應(yīng)用范圍較為廣泛，這種處理方法屬于非活性處理類型，使用了分離法去除了壓載水中含有的顆粒物質(zhì)。另外一種方法是活性物質(zhì)處理方法，這種方法中使用了微生物技術(shù)以及壓載水生物技術(shù)。

非活性物理處理法主要涵蓋了固態(tài)分離，在原理方面來(lái)講需要將微生物從壓載水中剝離。使用沉降法時(shí)需要依靠物體自重，做好表面過(guò)濾工作，讓過(guò)濾器孔徑小于微生物尺寸，但是沉降要求時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，所以無(wú)法適應(yīng)在任何環(huán)境中應(yīng)用。微生物技術(shù)需要通過(guò)化學(xué)方式消除微生物，達(dá)到壓載水清理的目的。但是化學(xué)消毒和物理消毒操作過(guò)程中具有一定難度，去除水中部分消毒殘留物。物理清理方法中涵蓋了超聲波、紫外線、磁力法等?；瘜W(xué)清理需要依靠雙氧水、氯化法以及臭氧法。以上描述的壓載水處理方法都無(wú)法滿足船舶壓載處理的所有要求，只是針對(duì)特定環(huán)境中有機(jī)物清理有著良好效果。在現(xiàn)實(shí)角度來(lái)講，國(guó)外開(kāi)發(fā)商都以壓載水處理作為開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)，將技術(shù)研究放在重點(diǎn)部分[4]。

（二）壓載水處理技術(shù)的應(yīng)用

西方國(guó)家研發(fā)壓載水處理系統(tǒng)的公司主要有瑞典LAVA公司、挪威OCEANSAVER等，這些公司分別在系統(tǒng)中使用了空穴和過(guò)濾混合方法，韓國(guó) TECHCROSS壓載水處理系統(tǒng)采用海水直接電解產(chǎn) NaCLO的方法處理壓載水;NE公司采用文士管脫氧壓載水處理系統(tǒng);日本的 ClearBallast采用絮凝和磁選相結(jié)合的壓載凈化技術(shù)。此外還有德國(guó) SEDNA系統(tǒng)、RWO系統(tǒng)等。在國(guó)內(nèi)有青島雙瑞壓載水處理系統(tǒng)（BaClorTM），該系統(tǒng)通過(guò) MO最基本的岸壁試驗(yàn)，通過(guò)過(guò)濾、海水電解和.中和優(yōu)化等設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)高效、經(jīng)濟(jì)、大容量的水處理，對(duì)海洋環(huán)境無(wú)任何副作用，此外青島海德威德海洋衛(wèi)士還采用超聲波強(qiáng)化電子協(xié)同產(chǎn)生先進(jìn)氧化物質(zhì)技術(shù)等。本文將PUREBALLAST作為實(shí)際案例，此壓載水處理系統(tǒng)中使用了化學(xué)技術(shù)，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響，同時(shí)可以自動(dòng)完成調(diào)節(jié)，操作起來(lái)也相對(duì)簡(jiǎn)單，使用范圍相對(duì)廣泛。壓載水首先需要一個(gè)重要的過(guò)濾器，去掉高于50UM的有機(jī)體，這樣才能不斷減少壓力倉(cāng)中沉淀物的數(shù)量。

三、結(jié)論

綜上所述，本文在研究的開(kāi)始階段對(duì)船舶壓載水處理技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹，之后對(duì)技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了深入研究，在綜合實(shí)際需求的情況下提出了完善方案。在船廠和生產(chǎn)公司角度來(lái)講，一定要做好安全和有效性方面的問(wèn)題，對(duì)于使用的壓載水處理技術(shù)進(jìn)行多次分析，降低對(duì)船體造成的破壞性，預(yù)防出現(xiàn)二次危害等情況發(fā)生。另外，為特定船舶選擇最適合的壓載水處理系統(tǒng)方案，也已成為一個(gè)迫在眉睫的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

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