淺析船舶壓載水處理技術(shù)及處理系統(tǒng)選型

朱宸 張正

摘 要：壓載水對(duì)保持船舶行使的浮性與穩(wěn)性至關(guān)重要，但壓載水的隨意性排放也給海洋領(lǐng)域的生態(tài)環(huán)保與物種平衡等造成了嚴(yán)重的破壞，芬蘭簽約《國(guó)際船舶壓載水和沉積物控制和管理公約》（BWM公約），標(biāo)志著裝載合適壓載水處理系統(tǒng)迫在眉睫。鑒于此，本文以BWM公約D-2標(biāo)準(zhǔn)與管理為導(dǎo)向，基于壓載水處理技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)當(dāng)前船舶壓載水處理系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行分析，旨在為船舶壓載水處理系統(tǒng)的實(shí)踐選型提供指導(dǎo)參考。

關(guān)鍵詞：船舶壓載水;處理技術(shù);處理系統(tǒng)選型;浮性;穩(wěn)性

中圖分類號(hào)：U662.1? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006—7973（2020）11-0106-03

1前言

根據(jù)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，船舶通常會(huì)將壓載水在港口或附近海水領(lǐng)域特定位置，進(jìn)行壓入與排放，長(zhǎng)年累月的壓載水作業(yè)會(huì)使檔期海水產(chǎn)生大量的沉積物等，給浮游生物、病原體等的衍生與擴(kuò)散創(chuàng)造有利條件，使海洋生態(tài)平衡與公眾安全受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。為了將船舶壓載水排放造成的危害降至最低，有效維護(hù)海洋環(huán)境，國(guó)際海洋組織（IMO）制定了等一系列的管理規(guī)定，對(duì)壓載水的控制與管理提出了可操作性技術(shù)要求，強(qiáng)制要求各國(guó)必須嚴(yán)格遵守。BWM公約中明確規(guī)定400總噸及以上符合要求的船舶必須要根據(jù)公約D-2標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行壓載水處理，BWM公約標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行并沒有生效前的緩沖期，這就要求規(guī)定范圍內(nèi)的船舶必須要擁有合法的壓載水管理證書，而為了滿足這些技術(shù)要求，船舶必須對(duì)壓載水處理系統(tǒng)進(jìn)行選型與安裝。

2船舶壓載水公約性能標(biāo)準(zhǔn)與管理要求

船舶壓載水管理標(biāo)準(zhǔn)主要包含D-1壓載水置換與D-2壓載水處理兩大標(biāo)準(zhǔn)，其中公約D-1標(biāo)準(zhǔn)處于臨時(shí)性保障舉措，船舶排放的壓載水只有符合公約D-2標(biāo)準(zhǔn)后，才能真正被允許排放，而執(zhí)行公約D-2標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵在于裝載滿足IMO規(guī)定的壓載水處理系統(tǒng)。最終不同建造時(shí)間的船舶，都必須要嚴(yán)格貫徹公約D-2時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。為了促使BWM公約盡可能快的得到貫徹執(zhí)行，IMO在第28屆會(huì)議上通過A.1088（28）決議，對(duì)公約D-2標(biāo)準(zhǔn)的具體執(zhí)行日期進(jìn)行了重新規(guī)劃，修訂方案在2019年10月開始生效，BWM公約規(guī)定的具體性能標(biāo)準(zhǔn)與要求見表1與表2。

BWM公約中明確規(guī)定，當(dāng)前新建船舶強(qiáng)制性要求安裝壓載水處理裝置，對(duì)已有船舶進(jìn)行追溯強(qiáng)制性執(zhí)行，而遠(yuǎn)洋船舶如果沒有安裝相關(guān)裝備，則不得進(jìn)駐BWM公約成員國(guó)港口。

3 壓載水處理技術(shù)與優(yōu)缺點(diǎn)分析

為了高效率完成公約D-2的壓載水處理指標(biāo)要求，需要對(duì)壓載水采取滅活處理，確保活體生物規(guī)模滿足規(guī)定控制標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前，壓載水處理技術(shù)大體分為物理、化學(xué)與機(jī)械三大處理方法，具體如下表3所示。

通過對(duì)不同處理技術(shù)類型的分析能夠發(fā)現(xiàn)，單純依靠某種技術(shù)并不能高標(biāo)準(zhǔn)完成壓載水的處理，所以在實(shí)踐應(yīng)用中船舶要選擇合適的技術(shù)搭配，利用旋分等機(jī)械與物理法除去大顆粒物質(zhì)等，再借助紫外線、臭氧等物理與化學(xué)法，滅殺較小病原體等，最終使排放水滿足公約要求。

4 壓載水處理系統(tǒng)設(shè)備分析

隨著船舶行業(yè)的規(guī)范性發(fā)展，各國(guó)在船舶壓載水處理裝置研發(fā)管理的投入逐年增加，我國(guó)船配企業(yè)對(duì)壓載水的研發(fā)與監(jiān)管力度也在隨之增加，不少企業(yè)的研發(fā)成果也取得船級(jí)社BWM公約的認(rèn)可證書，以及美國(guó)海岸警衛(wèi)隊(duì)（USCG）承認(rèn)的替代管理系統(tǒng)（AMS）許可，這些壓載水處理系統(tǒng)在價(jià)格、技術(shù)方法等方面也存在較大差異性，本文選擇最新的4個(gè)取得USCG型式認(rèn)可的系統(tǒng)進(jìn)行分析。如表4所示。

在進(jìn)行船舶的型式的選擇時(shí)需要考慮諸多因素，而系統(tǒng)選擇的最終因素包括兩大方面。一是船舶性能，電力裝置始終是確保船舶安全運(yùn)行的核心內(nèi)容，所以在船舶選型時(shí)首先就要保證所選擇的電力裝置能達(dá)到壓載水處理系統(tǒng)運(yùn)行的需求，如壓載水在處理時(shí)必須要借助113kW×2的紫外線支持、21kW×2的電催化支持等，滿足艙泵電流量與功率需求。同時(shí)，在這一過程中還應(yīng)注意選擇的處理技術(shù)盡可能避免會(huì)加速創(chuàng)艙壁腐蝕的技術(shù)，確保船舶始終處于最佳運(yùn)行處理狀態(tài)。二是可加裝空間，為了使船舶加裝效果最佳化，要盡可能選擇與船舶管道布局相符的方案，使管道變動(dòng)與裝置規(guī)模最小。當(dāng)前諸多船舶都采取模塊化處理方式，在貨倉(cāng)等獨(dú)立空間進(jìn)行裝備，使船舶的安裝壓力最小化，如在船舶甲板表層安裝電氯化、電解析裝置等，在實(shí)現(xiàn)船舶空間合理利用的同時(shí)，使處理技術(shù)對(duì)船舶、船員等的影響得到有效降低。

5結(jié)語

通過對(duì)船舶壓載水處理技術(shù)與系統(tǒng)選型的研究，綜合分析各種技術(shù)、系統(tǒng)的參數(shù)數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)要保證船舶的安全航行，就需要根據(jù)船舶的實(shí)際航行于BWM公約等需求，從全局角度出發(fā)選擇更適合的壓載水處理技術(shù)與系統(tǒng)，協(xié)調(diào)整改、精益求精，積極探尋船舶壓載水處理與船舶利益間的合理銜接點(diǎn)，為船舶的改裝、維護(hù)等提供有力保障。

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基金項(xiàng)目：蓄水濕地型備用水源典型水質(zhì)問題水處理技術(shù)試驗(yàn)研究（ZKYB19003）