賴力

摘? 要：本文闡述了船舶油污廢水來源、特性及危害，介紹了船舶油污廢水處理工藝，包括重力沉降法、浮選法、生物法、混凝法及其他組合工藝等。

關(guān)鍵詞：船舶油污廢水;污水治理;處理工藝

根據(jù)《中國統(tǒng)計年鑒2019》，2018年我國沿海港口貨物吞吐量達92.24億 t，比2015年增長了17.57%，對外貿(mào)易增長的同時面臨著沿海港口船舶污染日益嚴峻的問題[1]。船舶含油污水是指在船舶主輔機艙等艙室產(chǎn)生的含油污水，其泄漏和排放對海洋環(huán)境污染危害較大，其污染物可能通過食物鏈影響人類健康。

1 船舶油污廢水的來源

船舶含油污水根據(jù)來源可將船舶含油污水分為船舶正常海運過程中排放的含油壓載水、含油洗艙水和艙底含油污水等三大類[2]。（1）船舶含油壓載水指在船舶海運過程中，因保證航行安全和提高推進器效率的需要，將海水注入或排出貨艙內(nèi)或壓艙內(nèi)，通過調(diào)整船舶的吃水深度和船體縱、橫向的平穩(wěn)來達到降低船體震動的目的。（2）船舶含油洗艙水主要指運輸過程中抽取海水清洗船艙時所產(chǎn)生的含油污水，尤其普遍出現(xiàn)在船舶運送石油及其制品的過程中，這類廢水油分含量相對較高。（3）船舶內(nèi)置的船舶動力裝置系統(tǒng)，在船運過程中船舶艙室內(nèi)各種零件和管路會有少量海水滲出，動力裝置的運轉(zhuǎn)過程中也會少量潤滑油、燃料油等油品漏出，以及在保養(yǎng)維修過程船舶零件也會有潤滑油等油品滲出，以上滲出的油品與滲出的水混合在一起，形成含油的船舶艙底水。

2 船舶油污廢水的特性及危害

我國近年來投入大量大噸位船舶用于海上運輸，由此產(chǎn)生船舶艙底含油污水也越來越多，這成為我國船舶污水處理道路上一個亟待解決的問題[3]?，F(xiàn)階段船舶洗艙水多使用海水，部分船只會將洗艙水與壓載水直接混合增大了處理難度。船舶油污廢水其處理難度大，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）水質(zhì)水量波動大，主要是在生產(chǎn)過程中壓載水及洗艙水排放都是間斷進行導致;（2）有機物種類多，毒性較強，較難生物降解或不可生物降解的物質(zhì)占了較大的比例無法直接進行厭氧生化;（3）含油量高，船舶油污水中，油的分散狀態(tài)主要為浮上油和分散油，不含表面活性劑的乳化油，粒度小于10 μm的油約占油濃度的15%左右。

船舶油污廢水的違規(guī)排放對海洋環(huán)境造成污染，破壞海洋生物的正常代謝，影響微生物種群的組成[4] ，而且，超標排放的油污廢水也會對人類社會造成危害，影響沿岸漁業(yè)和農(nóng)業(yè)的發(fā)展，導致養(yǎng)殖的水生動植物大面積死亡，廢水中的含油類污染物通過水循環(huán)滲入農(nóng)田，引發(fā)農(nóng)作物減產(chǎn)甚至枯萎。這不僅引起當?shù)亟?jīng)濟損失，還終將危害人類的身體健康，石油及其衍生產(chǎn)品具有致癌、致畸、致突變作用[5]，通過水體中的食物鏈富集最終被人類攝入，從而引起人體各器官和組織的病變。因此，在生產(chǎn)經(jīng)營過程，要不斷加強對船舶油污廢水的排放監(jiān)管力度，維護人類賴以生存的環(huán)境。

3 船舶油污廢水的處理工藝研究

近年來，由于對船舶油污廢水排放監(jiān)管力度不足，對沿海水體環(huán)境造成的污染越來越嚴重，引起了學者的廣泛重視[6]，大量的科研工作者致力于開發(fā)新技術(shù)優(yōu)化含船舶含油污水處理，經(jīng)過大量的試驗，逐漸形成成熟含油污水處理工藝方法。根據(jù)目前世界范圍內(nèi)對各種處理方法的歸納整合，主流工藝有重力沉降法、浮選法、生物法、絮凝法及組合方法等。

3.1 重力沉降法

重力沉降法主要利用油水密度差及油水的互不相溶性，在低流速或靜止狀態(tài)下實現(xiàn)油相與水相的分離[7]。廢水中油滴主要受力作用來自自身重力、浮力、油滴在水中運動時的阻力，分散在水中的油滴在浮力作用下緩慢上浮、分層，最終通過刮油器等刮渣設備將油水進行分離。常用的設備是橫向流除油器、波紋板聚結(jié)油水分離器、聚集型油水分離器。重力沉降法操作簡便，設備維護費用低，無二次污染，但分離效果一般，大部分用來進行前期預處理。

曹建樹等[8]采用斜通道波紋板填料作為內(nèi)部分離組件的新型油水分離器作為預處理工藝，新型波紋板油水分離器結(jié)合了淺池和聚結(jié)技術(shù)，結(jié)構(gòu)緊湊，通過強化分析和現(xiàn)場試用結(jié)果表明：相比于重力沉降罐，節(jié)約了70%占地面積;當油含量在200～600 mg/L時，除油率可達90%上，處理效率高;相比于吸氣浮選機相比維護費用較低、設備密閉性更好、沒有二次污染等優(yōu)點，具有開發(fā)推廣價值。

3.2 浮選法

氣浮法是通過向水中進氣，由于浮油的密度比水小，油滴和雜質(zhì)粘附在氣泡上隨氣泡浮出水面，實現(xiàn)油水分層，從而完成對含油污水的凈化處理[9]。由于氣浮的設備處理污水能力強，產(chǎn)泥少，處理效率高等優(yōu)勢，在含油污水處理中展現(xiàn)了極大的潛力[10]。影響浮選分離效果和效率的因素主要包括污水的流動狀態(tài)、進氣量、溫度和pH值等。目前，廣泛應用的氣浮法主要為曝氣氣浮法、加壓溶氣氣浮法等，其中葉輪浮選法存在處理污水量大，但是制造、維修費用高、能耗較高等特點;加壓溶氣氣浮法適合處理含油量較低的含油污水，且停留時間較短。浮選法的缺點也很明顯，由于空氣泡吸附能力有限只適用于小顆粒油滴（分散乳化油或小體積固體懸浮物）的去除，導致其應用范圍相對較小。學者也經(jīng)常采用氣浮法作為預處理工藝以獲得后端生化反應較優(yōu)的處理效果，傅雷鳴[11]等采用氣浮法對含油污水進行預處理，在生化反應池后增加MBR使得出水達標排放。

3.3 生物法

生物法主要是利用特定微生物體內(nèi)酶催化并轉(zhuǎn)化含油污水中的烴類物質(zhì)，同時部分油類物質(zhì)通過微生物正常代謝進行降解[12]。目前，較為常用的水處理方法為活性污泥法和生物膜法。生物法是一種清潔的水處理技術(shù)，尤其是該法處理效果好且反應過程無有毒有害副產(chǎn)物生成。缺點是適應微生物生存的水質(zhì)條件要求較高，且生化系統(tǒng)的日常維護費用也較高。

研究表明，將各種生化反應器進行組合對降解含油廢水中的有機物具有較大的潛力。Liu[13]等學者將含有大量難溶解的有機物質(zhì)和低N、P組分的重油污水通過上流式厭氧污泥床與固定化生物曝氣過濾器組合工藝，能獲得較好的處理效果。處理結(jié)果表明，COD、NH4-N和SS去除率分別達到74%、94%、98%;其中，烷烴在通過上流式厭氧污泥層處理后大量減少，而固定化生物曝氣過濾器的主要作用體現(xiàn)在降解有機化合物和移除氨氮、懸浮固體含量上。李明波[14]等將運輸石油的船舶產(chǎn)生的石化廢水通過膜生物反應器進行處理，研究表明膜生物反應器尤其適用于處理低濃度船舶含油污水。經(jīng)試驗研究發(fā)現(xiàn)當進水油含量低于33.8 mg/L時膜生物反應器去除效果最好，但反應過程中存在一定的膜阻塞和膜污染問題。

3.4 絮凝法

絮凝法是一種應用十分廣泛的傳統(tǒng)處理含油污水的技術(shù)。絮凝法主要是通過加入絮凝劑，使含油污水中的懸浮物或者油滴凝聚成絮體，通過沉淀或者過濾去除，是一種經(jīng)濟有效、方便、腐蝕小的汚水處理方法。絮凝劑在含油污水處理中主要起到吸附架橋，電中和及網(wǎng)捕卷掃的作用[15]。絮凝法一般用于乳化油的去除，因出水水質(zhì)好，絮凝劑價格低廉等優(yōu)點備受關(guān)注，但也存在占地面積大、產(chǎn)生的污泥處理困難等缺點。經(jīng)過專家學者們不斷開發(fā)新型絮凝劑，以及同新興的高級氧化技術(shù)聯(lián)用從而達到更優(yōu)的處理效果也是研究熱點。劉溪語[16]通過超聲強化技術(shù)聯(lián)合芬頓氧化處理船舶含油污水，污水中的油分得到了有效降解，同時探討船舶含油污水回用的可能性，具有一定的現(xiàn)實意義。

3.5 組合工藝

隨著船舶油污廢水水質(zhì)水量的波動性變化，水污染防治力度的加大，以及單一工藝處理效果越來越難以實現(xiàn)達標排放的巨大壓力[17]下，不少學者在探究船舶油污廢水治理工藝上逐漸傾向于利用各工藝優(yōu)勢進行組合處理，以期獲得最優(yōu)的處理效果。王慧娟[18]等采用高效氣浮+臭氧氧化+內(nèi)循環(huán)曝氣生物濾池（BAF）的組合工藝對油污油廢水進行提標處理，經(jīng)1年的實際運行效果表明，處理后的 BOD5、COD、NH4+-N、SS、TN 的質(zhì)量濃度分別為 9.1、45.3、4.5、20.3、27.1 mg/L。高效氣浮單元通過高壓回流溶氣水減壓產(chǎn)生大量的微氣泡，可以形成密度小于水的氣浮體，進行固—液或液—液分離，較一般溶氣氣浮更加高效、節(jié)能。臭氧催化氧化單元可將大分子、長鏈難降解有機物進行氧化分解利于生化反應的有機小分子[19]，從而提高廢水B/C。最后，曝氣生物濾池用于后生化處理單元，該工藝結(jié)合了氣浮的吸附、分離過濾作用和生化代謝凈化作用，不僅建設成本低、效率高、水質(zhì)達標、操作管理方便等優(yōu)點。

4 結(jié) 語

盡管船舶油污廢水具有水質(zhì)水量波動大，有機物種類多，毒性強，含油量高等特點，處理難度大，但專家學者們在船舶油污廢水治理工藝上的研究效果顯著。隨著國務院最嚴格生態(tài)環(huán)境保護制度的出臺，海洋資源環(huán)境保護力度的加強，改善生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的堅定決心，需要我們因地制宜，協(xié)調(diào)區(qū)域發(fā)展的需求，探索更多高效、經(jīng)濟的工藝方法加強對船舶油污廢水的無害化處理。

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