船舶壓載水處理系統(tǒng)的現(xiàn)狀研究

　　摘要：根據(jù)2004年國(guó)際海事組織制定的壓載水公約，本文綜述了國(guó)內(nèi)外船舶壓載水處理系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，通過(guò)分析三種符合國(guó)際海事組織壓載水排放標(biāo)準(zhǔn)的壓載水處理系統(tǒng)的各自特點(diǎn)，找出適合船廠及船運(yùn)公司在近期及遠(yuǎn)期滿足壓載水公約的最佳應(yīng)對(duì)系統(tǒng)。
　　關(guān)鍵詞：國(guó)際海事組織壓載水公約排放標(biāo)準(zhǔn)處理系統(tǒng)
　　隨著海洋運(yùn)輸業(yè)的空前發(fā)展，船舶總噸位不斷增加，80％以上的貿(mào)易是靠船舶運(yùn)輸。船舶壓載水排放引起的有害水生物和病原體的傳播，不僅破壞當(dāng)?shù)厮虻纳鷳B(tài)平衡，危害漁業(yè)資源，而且影響公眾健康。全球環(huán)?；鸾M織(GEF)已將船舶壓載水引起的外來(lái)物種入侵問(wèn)題列為海洋的四大危害之一。
　　1 船舶壓載水公約概述
　　1.1 公約生效條件
　　2004年2月，在英國(guó)倫敦IMO總部召開的關(guān)于船舶壓載水管理的外交大會(huì)上最終通過(guò)了《國(guó)際船舶壓載水和沉積物控制與管理公約》（簡(jiǎn)稱壓載水公約）。該公約生效的條件是，合計(jì)占世界商船總噸位不少于35％的至少30個(gè)國(guó)家批準(zhǔn)1年后生效。截至2011年4月，共有28個(gè)國(guó)家(占25.43％總噸位)批準(zhǔn)了該公約，但仍未達(dá)到公約生效的要求。壓載水處理系統(tǒng)的研發(fā)進(jìn)程一直是制約公約生效的一個(gè)重要因素。
　　1.2 壓載水性能標(biāo)準(zhǔn)
　　為了盡可能地降低壓載水排放帶來(lái)的危害，IMO組織把船舶壓載水的排放標(biāo)準(zhǔn)分兩步實(shí)施。D-1標(biāo)準(zhǔn)是利用加入深海的海水對(duì)壓載水進(jìn)行稀釋處理，但它不能完全消除壓載水排放的各種危害，是壓載水處理技術(shù)發(fā)展過(guò)程中的一種過(guò)渡性的排放標(biāo)準(zhǔn)；D-2標(biāo)準(zhǔn)是船舶壓載水排放控制的最終標(biāo)準(zhǔn)，使壓載水的排放安全、衛(wèi)生、無(wú)公害。
　　1.3 壓載水公約的生效日期
　　按照壓載水量的不同，從2009年開始，部分新船必須安裝壓載水處理系統(tǒng)，并對(duì)現(xiàn)有船舶追溯實(shí)施，到2016年所有遠(yuǎn)洋船舶必須安裝壓載水處理設(shè)備，并且規(guī)定安裝在船上的壓載水處理系統(tǒng)必須獲得國(guó)際海事組織的認(rèn)可或相關(guān)主管機(jī)關(guān)的型式認(rèn)可；2009年建造的部分新船應(yīng)滿足D-2標(biāo)準(zhǔn)的要求，到2016年所有的船舶都應(yīng)滿足D-2標(biāo)準(zhǔn)的要求。
　　
　　2 船用壓載水處理系統(tǒng)現(xiàn)狀
　　壓載水處理系統(tǒng)按其是否使用或產(chǎn)生活性物質(zhì)分為2類：一類是不使用或不產(chǎn)生活性物質(zhì)的壓載水處理系統(tǒng)，由各成員國(guó)主管機(jī)關(guān)根據(jù)公約導(dǎo)則（G8）進(jìn)行型式認(rèn)可；另一類是使用或產(chǎn)生活性物質(zhì)的壓載水處理系統(tǒng)，由于對(duì)環(huán)境存在潛在的有害影響，該類系統(tǒng)在主管機(jī)關(guān)進(jìn)行型式認(rèn)可之前要獲得IMO的最終批準(zhǔn)。
　　2.1 國(guó)內(nèi)外壓載水處理系統(tǒng)研發(fā)情況
　　目前，國(guó)際上已有不少研發(fā)單位投入了大量的資源來(lái)研發(fā)壓載水處理系統(tǒng)，全球范圍內(nèi)已成功開發(fā)或正在研制的系統(tǒng)達(dá)六十多種。根據(jù)IMO資料，截止2010年10月，有27個(gè)壓載水處理系統(tǒng)獲得初步批準(zhǔn)，其中18個(gè)獲得最終批準(zhǔn)，包括瑞典Alfa Laval公司的Pure Ballast系統(tǒng)，韓國(guó)Techcross公司的E1ectro-Clean系統(tǒng)，日本Hitachi公司的Clear Ballast系統(tǒng)等。
　　國(guó)內(nèi)研發(fā)壓載水處理系統(tǒng)起步相對(duì)較晚，主要研發(fā)單位有青島雙瑞公司、中遠(yuǎn)集團(tuán)與清華大學(xué)、大連海事大學(xué)和青島海德威公司等，其處理技術(shù)見表1。其中青島雙瑞公司研發(fā)的Balclor系統(tǒng)和中遠(yuǎn)與清華大學(xué)合作研發(fā)的壓載水處理系統(tǒng)，都已通過(guò)了IMO最終審批和我國(guó)主管機(jī)關(guān)的型式認(rèn)可。此外，我國(guó)還有幾個(gè)廠家正在研發(fā)試驗(yàn)壓載水處理系統(tǒng)，在全球競(jìng)爭(zhēng)中邁出了堅(jiān)實(shí)的步伐。
　　2.2 已通過(guò)型式認(rèn)可的壓載水處理系統(tǒng)
　　根據(jù)公約的要求，船上安裝的壓載水處理系統(tǒng)必須得到船旗國(guó)主管機(jī)關(guān)簽發(fā)的型式認(rèn)可證書，以確認(rèn)其符合公約規(guī)則D-2排放標(biāo)準(zhǔn)。截止2011年6月，至少有17個(gè)壓載水處理系統(tǒng)獲得相關(guān)主管機(jī)關(guān)的型式認(rèn)可。以下介紹的是三個(gè)獲得型式認(rèn)可證書的壓載水處理系統(tǒng)。
　　2.2.1 V0S 系統(tǒng)
　　VOS (Venturi Oxygen Stripping，文氏管脫氧)壓載水處理系統(tǒng)是由美國(guó)NEI公司研發(fā)，2007年10月該系統(tǒng)由美國(guó)船級(jí)社(ABS)的技術(shù)審查后，獲得了利比里亞船級(jí)社簽發(fā)的型式認(rèn)可證書，是世界上第一個(gè)獲得型式認(rèn)可的船舶壓載水處理系統(tǒng)。VOS壓載水系統(tǒng)是通過(guò)破壞細(xì)胞壁以殺滅壓載水中的生物和病原體。該系統(tǒng)分兩級(jí)處理：①物理處理，在壓載水入艙前使用物理處理法對(duì)水生物進(jìn)行初步分離。②文氏管脫氧處理，當(dāng)吸入的壓載水流經(jīng)安裝在壓載管路上的文氏管噴射器時(shí)，將會(huì)發(fā)生空化現(xiàn)象，同時(shí)在其中噴入由制氮裝置產(chǎn)生的氮?dú)猓箟狠d艙空間形成低氧環(huán)境，從而大大降低水生物的生存率。該項(xiàng)技術(shù)已在實(shí)船試驗(yàn)中得到證明，完全符合IMO的壓載水排放標(biāo)準(zhǔn)。
　　2.2.2 Pureballast系統(tǒng)
　　PureBallast壓載水處理系統(tǒng)是由瑞典制造商Alfa Laval研制，早在2007年就獲得IMO的最終批準(zhǔn)，是第一個(gè)得到IMO最終批準(zhǔn)的壓載水處理系統(tǒng)。2008年6月，挪威船級(jí)社(DNV)代表挪威主管機(jī)關(guān)簽發(fā)了該系統(tǒng)的型式認(rèn)可證書。PureBallast系統(tǒng)采用了固-液分離及紫外線滅活兩種技術(shù)，而不使用任何化學(xué)藥劑。處理過(guò)程分為兩個(gè)階段：①進(jìn)艙處理，在壓載水加艙時(shí)先通過(guò)一個(gè)具有自動(dòng)反沖洗功能的濾器，濾除海水中較大生物體與沉積物，然后進(jìn)入AOT設(shè)備（