船舶压载水处理技术及处理系统的选型研究

摘要：压载水在保持船舶稳定性和平衡性方面具有重要的作用。文章对压载水处理技术的发展现状进行了分析，对各类压载水处理技术进行了探讨，并提出了压载水处理系统的选型方法，具有一定的借鉴参考价值。

关键词：船舶压载水；处理技术；处理系统选型；船舶稳定性；船舶平衡性 文献标识码：A

中图分类号：U664 文章编号：1009-2374（2016）27-0024-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.27.011

随着船舶压载水在港口领域频繁的排出和压入产生了大量细菌和浮游生物，为各种病原体提供了转移和船舶通道，为外来物种的入侵提供了渠道，严重影响了海洋环境和公众安全。为了降低、消除船舶压载水排放对公众安全和海洋环境造成的影响，国际海事组织对船舶压载水的控制和排放提出了要求，为了达到公约中的要求，迫切需要进行压载水处理系统的选型和安装。

1 较为常见的压载处理技术

1.1 利用物理化学方法进行处理

1.1.1 紫外线处理法：通过放在石英套管中的汞灯对大小不同的微生物的照射，从而达到处理微生物的目的。

1.1.2 脱氧处理法：通过向压在水中加注惰性气体，使水中的氧气排出，而水中的微生物由于缺氧会窒息死亡，以此达到处理的效果。

1.1.3 超声波处理法：由于超声波作用于压载水时会产生一定的热量及压力波偏向，从而使微生物的表面细胞壁被破坏，继而起到杀灭生物体的作用。

1.1.4 加热处理法：通过对柴油机的冷却水的利用，使压载水的温度达到38℃～50℃，且需要保持一段时间，以此消灭压载水中的微生物。

1.1.5 氧化处理法：通过臭氧或者过氧化氢在相关环境的释放使生物的酶出现变性而死亡。

1.1.6 氯化处理法：通过电解压载水等方法产生出氯离子，从而达到杀灭微生物的作用。

1.2 具体的机械处理法

通常对于压载水中相对较大的生物及杂质会用机械处理法进行处理。具体方法包括过滤及旋分等技术，一般会将滤出的物质返回海洋，也可以将其存储在专门的单仓中定点进行处理。

2 我国对压载水处理系统的研究现状

现阶段，我国针对压载水的处理设备的研发已经有较多的企业进行了参与，而且投入的资金量也非常可观。按照有关公约规定，相关船舶压载水处理系统应由相关国家主管机关进行签发认可，而船舶若行至美国水域则还需要更高形式的认可方式。截至去年，我国已经有一部分船舶得到了相关国际公约的认可。站在相关处理技术的角度进行分析：较多厂家在技术水平上难分高低，但仔细进行了解发现，每个系统都存在程度不同的缺陷，因此为了提高相关系统在国际上的认可度及竞争力，就必须对相关产品进行升级换代，同时做好有关的售后服务工作，只有这样才可能提升自己、壮大自己。

3 压载水处理的系统选择

3.1 选型应考虑的因素

3.1.1 船舶的类型及航线。

第一，在进行压载水处理系统的设计时船舶的类型是选择的决定性依据。在具体的设计中，油轮及散货船这样的高压载货船舶，在压载水容量及泵流量方面非常大，加之其在无货航行时必须进行压载水的加注，且一般会采用全进全出的方式，所以此类船舶在压载水处理系统设计时，应尽可能地采用最大排量的压载泵进行设计。而像集装箱之类的低压载船舶由于压载水较少，所以可对其压载能力设计方面适当降低标准。

第二，由于不同国家具有不同的法规限制，因此对压载水处理系统的设计需考虑到船舶的具体运营航线，如往返于美国航线的船舶对于压载水处理系统选择时，就必须考虑美国和其他地方的基本要求，同时其设备还应达到有关的认证许可。

3.1.2 影响处理技术的主要因素。

第一，处理方法的不同。若采用紫外线消毒系统时，需考虑到灯的类型及系统对相关含量的最小要求。若采用化学处理系统时，需考虑最小注入量及最小停留时间，甚至还要考虑中和剂从生产到排放的具体用时。

第二，由于所使用压载水的性质的不同对相关处理技术产生的影响，如当压载水浊度较大时，则紫外线消毒法不但会大幅度降低紫外线的透射效果，同时容易造成灯管的结垢现象，从而使消毒效果大大折扣；若压载水的淤泥含量较高时，就会在压载舱形成较多的淤泥，因此会提高洗舱频次，所以建议用微滤膜分离技术效果会更好一点。

第三，在对压载水处理过程中，因采用技术的不同会产生截然不同的耗能效果。实际上部分压载水处理系统具有较高的能耗量，其中最为典型的就是紫外线杀毒技术，这种技术对型号较小的船舶来说，每处理一次压载水就要消耗将近200度的电量。

第四，相关的系统压浆设备安装之后，无疑给压载水系统造成了一定的阻力，因此使得系统流量及排出压力出现了下降。

第五，对设备安装以及维修空间的要求。相关处理系统选择需要充分考虑到设备结构特点及对维修空间具体要求，而安装方式的不同也会影响设备实际布置。鉴于此，要求在对压载系统进行选择时，将设备安装及对维修空间的要求考虑进去，对旧船的加装需特别注意。

3.1.3 对压载舱及管道腐蚀的具体影响。腐蚀问题属于现阶段船舶保养中较难解决的重点问题，形成压载舱涂层遭破坏的主要原因是，压载水处理系统使压载水及压载舱空气的化学成分出现了较大变化，从而提高了舱内及管道的腐蚀速度，所以这一因素不能忽视。

3.2 对货船压载水处理系统的具体方案进行对比

按照实际要求，现对53000t的散货船的压载水处理系统进行方案上的对比，具体可参考表1。

通过表1可以看出，所有处理技术特点分明，能耗方面紫外线法最大，其次是电催化法及膜分离法；电解法的能耗虽然也较低，然而若和电催化法以及膜分离法相比还是较高的。从设备的布置来看发现，膜分离法具有设备少、布置简便的特点，而紫外线法以及电催化法则具有较为复杂设备布置困难。若从相关的使用维护角度来看，膜处理法因为微滤膜的使用寿命极短，因而更换频率较高，这样就形成了较多的维护费用，而紫外线法中灯管的更换具有较大的难度，电解法及电催化法比较容易维护。通过对以上情况的综合分析决定采用膜分离法或者电催化法进行该船压载水系统的选用。

4 结语

本文首先对船舶压载水处理技术进行了详细介绍，然后对我国当前船舶压载水处理系统的研发现状进行了深入分析，强调选型过程中需要注重的内容，并以实际船型为例，选择合理的船舶压载水处理技术以及船舶压载处理系统，具有一定的借鉴参考价值。

参考文献

[1] 程昆仑.船舶压载水管理公约生效后CCS的对策研究 [D].上海海事大学，2006.

[2] 党坤.电解法处理船舶压载水的应用研究[D].大连海 事大学，2005.

[3] 冯云霄，杨琴，方振东，等.船舶压载水处理技术及 其优缺点[J].地质灾害与环境保护，2010，（4）.

作者简介：尹海山（1981-），男，河北唐山人，青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司工程师，研究方向：船舶压载水处理系统研究及改造。

（责任编辑：黄银芳）