山西省內(nèi)河船舶水污染防治措施研究

張 星

（山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030006）

0 引言

山西省地處華北地區(qū)黃土高原東部，太行山以西，黃河以東，屬于非水網(wǎng)地區(qū)，境內(nèi)分布有黃河和海河兩大水系，目前全省通航總里程為1 388 km，其中黃河通航里程970 km，其余為汾河、沁河等區(qū)域性水域，具有通航條件的水庫(kù)及封閉水域65處[1]。2016年，山西水路旅客運(yùn)輸大幅增長(zhǎng)，完成客運(yùn)量142.22萬(wàn)人，客運(yùn)周轉(zhuǎn)量1 041.08萬(wàn)人·km，分別增長(zhǎng)30.1%和9.9%；水路貨運(yùn)保持平穩(wěn)，完成貨物運(yùn)輸量15.5萬(wàn)t，貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量823.41萬(wàn)t·km。目前全省水路客運(yùn)業(yè)務(wù)主要是黃河沿線居民出行、水上旅游業(yè)，貨運(yùn)業(yè)務(wù)主要是三門(mén)峽、小浪底庫(kù)區(qū)的煤、砂等散裝貨物運(yùn)輸。近年來(lái)，國(guó)家水污染防治行動(dòng)計(jì)劃發(fā)布實(shí)施后，水路交通水污染狀況越來(lái)越受到關(guān)注，此外，隨著山西省水路交通客貨運(yùn)業(yè)的發(fā)展，水污染物排放量逐年增多，本文根據(jù)目前內(nèi)河船舶水污染防治措施研究現(xiàn)狀，對(duì)山西省內(nèi)河船舶水污染物的管理措施和污染物治理措施進(jìn)行了探討。

1 內(nèi)河船舶水污染物防治措施研究現(xiàn)狀

內(nèi)河船舶運(yùn)行造成的水污染物主要為船舶含油污水、船舶生活污水、船舶固體垃圾和船舶洗艙廢水。船舶固體垃圾本身對(duì)內(nèi)河水環(huán)境不會(huì)造成污染，但是固體廢物若不能有效收集，傾倒進(jìn)入水環(huán)境后，長(zhǎng)時(shí)間浸泡會(huì)發(fā)生分解并產(chǎn)生有害物質(zhì)對(duì)水環(huán)境造成影響，最終影響水生生物的生存[2]。

1.1 船舶含油污水

船舶含油污水主要為艙底的油污水，主要來(lái)自船舶機(jī)艙內(nèi)冷卻系統(tǒng)的冷卻水泄漏，燃、滑油系統(tǒng)的燃油和潤(rùn)滑油的泄漏，蒸汽供熱系統(tǒng)的凝水泄漏以及軸泵縫隙處的泄漏等。船舶油污水中的油類物質(zhì)覆蓋水面將造成水生生物的窒息，其化學(xué)毒性能夠?qū)λ镌斐啥竞?，并破壞水生生物的棲息環(huán)境。

目前船舶含油污水處理技術(shù)主要分為船用油污水處理技術(shù)和在岸油污水處理技術(shù)。船用油污水處理技術(shù)主要是在船舶上安裝油水分離器或油污水收集儲(chǔ)存裝置；在岸油污水處理技術(shù)主要有絮凝法、吸附法、生化法和MBR法等處理技術(shù)。

船舶油水分離器采用物理分離法分離油類物質(zhì)和廢水，多為一級(jí)分離和二級(jí)分離的組合裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、管理保養(yǎng)方便、工作可靠。一級(jí)分離通常采用重力分離方式，而二級(jí)分離一般采用聚結(jié)、過(guò)濾、吸附等分離方式，油污水經(jīng)過(guò)兩級(jí)處理后可基本除去油份，不會(huì)造成水體的污染，船上廣泛應(yīng)用的油水分離器有XYF型油水分離器和CYZ型油水分離裝置[3]。絮凝法處理含油污水主要是在油污水中加入絮凝劑，通過(guò)絮凝作用將油類物質(zhì)去除的過(guò)程，絮凝法可去除乳化油、溶解油等通過(guò)重力作用難以去除的油分[4]。吸附法處理含油污水是指利用活性炭、活化半焦、粉煤灰陶粒等多孔物質(zhì)通過(guò)吸附作用去除油類物質(zhì)的過(guò)程，吸附法適用于處理濃度較低的含油污水，吸附量與吸附劑的孔隙結(jié)構(gòu)及改性情況有關(guān)。生化法處理含油污水是指通過(guò)馴化船舶艙底水中存在的可降解石油的微生物，構(gòu)建高效去除石油的菌群，通過(guò)現(xiàn)有的生化污水處理系統(tǒng)接入高效處理石油類物質(zhì)的菌種，有效去除含油污水中的油類物質(zhì)[5-6]。MBR法處理技術(shù)是將膜分離技術(shù)和生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合，利用高效膜分離代替?zhèn)鹘y(tǒng)的生物處理中的二沉池，MBR法具有出水水質(zhì)好、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)[7]。

1.2 船舶生活污水

船舶生活污水主要是船舶上人的生理活動(dòng)所產(chǎn)生的污水，包括廁所排放的廢水和洗漱廢水。船舶生活污水含有大量的有機(jī)物，并攜帶致病微生物和寄生蟲(chóng)，未經(jīng)處理排放將造成水體中溶解氧含量降低，致病微生物危害人類健康和安全。

船舶生活污水處理技術(shù)亦分為船用處理技術(shù)和在岸處理技術(shù)，由于船舶生活污水與城市生活污水組成類似，在岸處理技術(shù)可采用現(xiàn)有的生活污水處理技術(shù)即可滿足排放水質(zhì)要求。船用生活污水處理技術(shù)主要分為生化法、MBR法、高級(jí)氧化法等方法。

生化法處理船舶生活污水是最早采用的生活污水處理方法，參考在岸生活污水處理工藝，生活污水處理后與紫外消毒等組成協(xié)同處理工藝，能夠有效解決生活污水含有致病菌的問(wèn)題[8]。生化法的缺點(diǎn)是需連續(xù)使用，否則微生物死亡失去處理能力[9]。MBR法是一種高效處理生活污水的技術(shù)，具有設(shè)備占地面積小、活性污泥濃度高、剩余污泥產(chǎn)率低和自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)改進(jìn)MBR處理工藝可使其具有脫氮除磷的功能，處理后可達(dá)標(biāo)排放[10]。高級(jí)氧化法是通過(guò)產(chǎn)生足量的羥基自由基來(lái)實(shí)現(xiàn)污水的凈化過(guò)程，主要有芬頓法、臭氧氧化等，該技術(shù)氧化能力強(qiáng)，適應(yīng)范圍廣，處理效率高，能夠快速、高效處理船舶生活污水[11]。

1.3 船舶固體垃圾

船舶固體垃圾主要是船舶運(yùn)行過(guò)程中船員及旅客產(chǎn)生的生活垃圾和船舶維修保養(yǎng)及貨物運(yùn)輸廢棄物，包括食品廢物、餐廚垃圾、紙屑、塑料廢品、稻草席、硬紙板、塑料襯料等。船舶固體垃圾傾倒進(jìn)入水環(huán)境后，漂浮的垃圾造成景觀破壞，沉入水中的垃圾逐步分解，產(chǎn)生有害物質(zhì)影響水生生物的生存，破壞水生生態(tài)環(huán)境。

餐廚垃圾一般采用生化法處理，利用微生物分解消化有機(jī)物，能夠有效防止餐廚垃圾急速腐敗造成的污染，處理裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，處理效果好，成本低。塑料制品、硬紙板等固體垃圾可生化性較弱，在海洋船舶上一般采用焚燒爐進(jìn)行處理，但是根據(jù)《中華人民共和國(guó)防治船舶污染內(nèi)河水域環(huán)境管理規(guī)定》第十三條，“禁止船舶在內(nèi)河水域使用焚燒爐?！币虼?，此類垃圾一般在船舶上設(shè)置垃圾桶收集，靠岸后交由岸上環(huán)衛(wèi)部門(mén)處理[12]。

1.4 船舶洗艙廢水

船舶洗艙廢水主要是貨船、油船的貨艙當(dāng)裝載的貨物品種發(fā)生變化時(shí)，為了達(dá)到貨物運(yùn)輸規(guī)定的清潔程度或出于保養(yǎng)的需要，使用水和清潔劑對(duì)船艙內(nèi)壁進(jìn)行清洗。清洗方式分為封閉和循環(huán)兩種，封閉清洗污水產(chǎn)生量小而濃度高，循環(huán)清洗污水產(chǎn)生量大而濃度低，洗艙廢水含有油類、化學(xué)品、有毒物質(zhì)或表面活性劑等。由于洗艙廢水含有有毒化學(xué)品物質(zhì)，不經(jīng)處理排放將毒害水生生物，造成區(qū)域水環(huán)境的嚴(yán)重污染。

船舶洗艙廢水處理技術(shù)主要有生化法、高級(jí)氧化法和吸附法等，由于洗艙作業(yè)均在港口、碼頭進(jìn)行，因此全部為在岸污水處理技術(shù)。

生化法處理船舶洗艙廢水雖然用到了微生物的降解作用，但是由于洗艙廢水的成分復(fù)雜，一般需要使用臭氧等氧化劑對(duì)污水進(jìn)行化學(xué)氧化的預(yù)處理[13-14]。生化處理階段一般使用SBR[15]、曝氣生物濾池[13]等效率較高的生化處理方式，才能有效降解洗艙廢水內(nèi)的有機(jī)化學(xué)品物質(zhì)。

2 山西省內(nèi)河船舶水污染物排放特征

山西省水路交通客運(yùn)主要為旅游業(yè)及部分渡運(yùn)業(yè)務(wù)，貨運(yùn)主要集中在三門(mén)峽、小浪底庫(kù)區(qū)，貨運(yùn)主要品種為礦石、煤炭、砂等。因此，主要水污染物為船舶油污水、船舶生活污水、船舶固體垃圾，無(wú)船舶洗艙廢水。

近年來(lái)，雖然山西省水路交通運(yùn)輸業(yè)取得了一定的發(fā)展，但是由于地處內(nèi)陸，水系分布稀少，等級(jí)航道里程短，從事水運(yùn)業(yè)務(wù)的船舶以中小型船舶為主，部分設(shè)施較為陳舊，由于受到船舶空間的限制，安裝油水分離器和生活污水處理裝置的船舶數(shù)量稀少，船員基本未受到過(guò)專業(yè)的環(huán)保知識(shí)培訓(xùn)，環(huán)保意識(shí)缺乏，地方海事部門(mén)由于缺少人員和經(jīng)費(fèi)，對(duì)水路交通安全關(guān)注更多，隨著山西省水污染防治行動(dòng)計(jì)劃的實(shí)施，水路交通環(huán)保近年來(lái)越來(lái)越受到關(guān)注。

3 山西省內(nèi)河船舶水污染物防治措施

根據(jù)調(diào)研資料，目前山西省大多數(shù)船舶設(shè)置了垃圾回收桶，運(yùn)輸企業(yè)制定了《船舶垃圾管理計(jì)劃》，建立了油類記錄簿和垃圾記錄簿，對(duì)船舶水污染物形成了初步的管理體系，省級(jí)港口污染物接收、轉(zhuǎn)運(yùn)及處置設(shè)計(jì)建設(shè)方案已經(jīng)制定，將按期實(shí)施。針對(duì)山西省內(nèi)河船舶運(yùn)輸特點(diǎn)，從管理措施和污染物治理措施兩方面提出水污染物防治措施。

3.1 管理措施

山西省的水路交通管理機(jī)構(gòu)為山西省地方海事局，成立初期的主要職責(zé)為管理水路交通運(yùn)輸安全，治理船舶超載[16]，預(yù)防水路交通事故的發(fā)生。近年來(lái)，水路交通環(huán)保管理工作逐步開(kāi)展。

由于船舶流動(dòng)性較大，船舶排污具有隱蔽性，因此，船舶環(huán)保監(jiān)管較為困難。從管理方面提出以下措施。

3.1.1 加強(qiáng)水路交通環(huán)保監(jiān)管

加大巡航力度，改善通航秩序，運(yùn)用海事航運(yùn)視頻監(jiān)控等信息化手段，對(duì)山西省轄區(qū)內(nèi)的船舶實(shí)施動(dòng)態(tài)、全方位的監(jiān)管，實(shí)施《山西省船舶污染物接收、轉(zhuǎn)運(yùn)、處置監(jiān)管聯(lián)單制度》，實(shí)現(xiàn)船舶污染物的流轉(zhuǎn)有跡可循，全過(guò)程管理。

3.1.2 完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

實(shí)施《山西省港口船舶污染物接收、轉(zhuǎn)運(yùn)及處置設(shè)施建設(shè)方案》，分階段對(duì)山西省各碼頭、渡口設(shè)置船舶油污水、生活污水、固體垃圾的接收及處置設(shè)施，按照靠港船舶數(shù)量及污染物種類，合理選擇接收及處置方式，實(shí)現(xiàn)船舶污染物的全面接收。

3.1.3 強(qiáng)化船員環(huán)保意識(shí)

對(duì)船員定期進(jìn)行船舶環(huán)保專題培訓(xùn)，增強(qiáng)船員的環(huán)保意識(shí)，自覺(jué)對(duì)船舶污染物進(jìn)行收集和處理，杜絕船舶污染物排放進(jìn)入水域。

3.2 污染物治理設(shè)施

3.2.1 船舶油污水

由于山西省內(nèi)河船舶以中小型船舶為主，船艙空間較小，不具備安裝油水分離器的條件，因此，主要采用岸上接收的方式進(jìn)行船舶油污水的收集。由于目前山西省內(nèi)河碼頭的規(guī)模較小，靠港船舶較少，產(chǎn)生的船舶油污水量較小，采用生化處理方式處理效果不穩(wěn)定，因此岸上船舶油污水接收處理設(shè)施建議采用絮凝法、吸附法等物理和物化處理方法。建議采用的油污水處理工藝見(jiàn)圖1所示。

圖1 船舶油污水處理工藝

根據(jù)圖1所示船舶油污水處理工藝，污水首先經(jīng)隔油處理，大部分浮油被分離，后續(xù)吸附、過(guò)濾步驟可將污水中的乳化油、溶解油去除，經(jīng)該工藝處理后污水與船舶生活污水混合處理，產(chǎn)生的污泥根據(jù)固廢屬性妥善處理。

3.2.2 船舶生活污水

船舶生活污水與城市生活污水的性質(zhì)類似，因此，可采用現(xiàn)有的生活污水處理工藝進(jìn)行處理。對(duì)于靠近城市的碼頭、渡口，在滿足城市生活污水處理廠接管標(biāo)準(zhǔn)的情況下，應(yīng)優(yōu)先接入城市生活污水處理廠處理。若周?chē)鸁o(wú)可依托的城市生活污水處理設(shè)施，則應(yīng)采用小型生化污水處理設(shè)施處理。建議采用的船舶生活污水處理工藝見(jiàn)圖2。

圖2 船舶生活污水處理工藝

根據(jù)圖2所示的船舶生活污水處理工藝，污水經(jīng)生化處理單元處理后排入人工濕地，通過(guò)人工濕地的過(guò)濾分解作用進(jìn)一步處理污水，使得船舶生活污水達(dá)標(biāo)排放。

3.2.3 船舶固體垃圾

由于內(nèi)河水域禁止船舶使用焚燒爐，因此，船舶固體垃圾應(yīng)在船舶上設(shè)置垃圾桶收集，船舶靠港后，將固體垃圾交由碼頭、渡口，集中收集后運(yùn)送至環(huán)衛(wèi)部門(mén)指定地點(diǎn)處置。

4 結(jié)論

a）山西省水路交通主要水污染物為船舶油污水、生活污水和固體垃圾，無(wú)船舶洗艙廢水產(chǎn)生。由于內(nèi)河船舶運(yùn)輸以中小型船舶為主，船艙空間有限，因此船舶水污染物主要在岸上設(shè)置處理收集裝置。

b）管理措施方面，加強(qiáng)船舶污染物排放監(jiān)管，加大巡航力度，在碼頭、渡口建設(shè)相應(yīng)的污染物治理設(shè)施，確保污染物接收途徑暢通，定期開(kāi)展船員環(huán)保知識(shí)專題講座，增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)。

c）污染物治理措施方面，船舶油污水產(chǎn)生量小，生化處理設(shè)施難以達(dá)到穩(wěn)定的處理效果，因此采用物理或物化處理技術(shù)進(jìn)行處理；船舶生活污水與城市生活污水組成成分類似，因此可采用通常的生活污水處理工藝進(jìn)行處理；隨著山西省水路交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，未來(lái)貨運(yùn)的貨物品種增加危險(xiǎn)化學(xué)品時(shí)，碼頭、渡口應(yīng)及時(shí)增加化學(xué)品洗艙廢水的污水處理設(shè)施。