關(guān)于船舶廢氣清洗系統(tǒng)殘渣處理的思考

徐嘉偉 蔣 智 羅鈺瀟

一、背景

MARPOL公約附則Ⅵ第14.1條規(guī)定，2020年1月1日起，船舶使用的任何燃料油的含硫量不得超過0.50% m/m。同時MARPOL公約附則Ⅵ第4條規(guī)定，船舶在采取了符合要求的同等替代措施情況下，可繼續(xù)使用硫含量超過0.50% m/m的燃料油。當前最常見的替代措施是安裝符合規(guī)定的廢氣清潔系統(tǒng)，此系統(tǒng)通常被稱為“洗滌塔”。

已安裝廢氣清洗系統(tǒng)的船舶，可直接使用高硫份燃料油，因其管理便利及運營成本低等特點，一直備受業(yè)界的關(guān)注[1]。然而如何處置洗滌塔殘渣現(xiàn)已成為國內(nèi)外航運業(yè)面臨的一個重要問題，由于各國對洗滌塔殘渣分類還不明確，許多港口的洗滌塔殘渣接收設施還不完善，目前仍然不能滿足接收需求，導致船舶產(chǎn)生的洗滌塔殘渣無法得到及時有效處置。

二、洗滌塔及其殘渣介紹

（一）洗滌塔的種類

1.閉式洗滌塔

在洗滌塔運行過程中，將混有堿性化學物質(zhì)的洗滌水對含有硫氧化物的船舶廢氣進行中和脫硫，脫硫后的洗滌塔殘渣通過分離過濾，從洗滌水中提取出來排入收集柜，等待岸上或者第三方接收。這種模式比較適用于淡水和港內(nèi)水域，優(yōu)點是不受海水堿度的影響，且不污染海洋；缺點是安裝和營運成本高。

2.開式洗滌塔

在洗滌塔運行過程中，利用弱堿性的海水對含有硫氧化物的船舶廢氣進行中和脫硫，含有污染物的洗滌廢水直接排放入海，比較適用于海水。優(yōu)點是成本低，結(jié)構(gòu)簡單。缺點是耗能大，可能造成海水污染，被不少國家和港口限制使用。

3.混合式洗滌塔

可根據(jù)情況設置為開式洗滌塔模式或閉式洗滌塔模式。優(yōu)點是可靈活切換，優(yōu)勢互補。缺點是成本高，系統(tǒng)復雜。

船方可根據(jù)三者的特點按需選擇，以滿足船舶在不同排放控制區(qū)域的航行要求。其中，閉式洗滌塔和混合式洗滌塔在使用過程中會產(chǎn)生殘渣。

（二）洗滌塔的脫硫方式

船舶洗滌塔根據(jù)脫硫方式主要分為干式脫硫法和濕式脫硫法。其中干式脫硫法主要是使用固體顆粒粉末（一般為氫氧化鈣）作為脫硫劑與船舶廢氣中的二氧化硫發(fā)生反應，脫去廢氣中的二氧化硫，在反應過程中，氫氧化鈣經(jīng)歷了不同的化學反應，最終產(chǎn)物為石膏。

濕式脫硫法使用含有堿性物質(zhì)的洗滌水作為脫硫劑，目前主要有鎂基法、鈉堿法和海水法，鈉堿法使用氫氧化鈉進行中和反應，開始時主要生成亞硫酸鈉，而亞硫酸鈉具有脫硫能力，能繼續(xù)從氣體中吸收二氧化硫轉(zhuǎn)變?yōu)閬喠蛩釟溻c。鎂基法同樣也是通過化學反應進行脫硫后生成亞硫酸鎂或硫酸鎂[2]。

（三）洗滌塔殘渣定義

MEPC.199（62）決議第1.3.2條將洗滌塔殘渣的形態(tài)描述如下：廢氣清洗系統(tǒng)殘渣是由船舶產(chǎn)生的，其形態(tài)范圍包括液體到固體。第2.4條對洗滌塔殘渣定義如下：洗滌塔殘渣是洗滌水處理過程中的產(chǎn)物，使用不同的處理技術(shù)，可以將產(chǎn)生的殘渣從洗滌水中分離出來，這些殘渣含有硫酸鹽、灰、金屬物和碳氫化合物等。

三、洗滌塔殘渣性質(zhì)分析

由于國際海事組織至今未發(fā)布統(tǒng)一的洗滌塔殘渣的性質(zhì)，導致各締約國關(guān)于殘渣處理的法規(guī)要求不盡相同，嚴重影響了殘渣的接收和處置效率。為了明確洗滌塔殘渣的性質(zhì)，筆者所在團隊曾對一艘正常營運的國際航行船舶在5種不同條件下的洗滌塔殘渣進行了樣品測試。所有樣品均按照PPR5/11文件附則Ⅰ的要求進行收集、儲存和運輸，并送到符合ISO/IEC17025：2017測試要求的實驗室進行檢測。本次檢測結(jié)果顯示殘渣中含水79%，含干物質(zhì)21%，主要成分為碳氫化合物、灰分和金屬，殘渣上清液含有碳氫化合物、金屬和硫酸鹽。其中重金屬檢測結(jié)果見表1[3]，通過表1可以看出殘渣含有銅、釩、鋅等多種重金屬，但含量基本都處在較低的數(shù)值。通過分析此次檢測結(jié)果，筆者認為船舶廢氣清洗系統(tǒng)產(chǎn)生的殘渣可以被安全地處理。

四、部分國家洗滌塔殘渣處理現(xiàn)狀

歐洲等國家和地區(qū)較早地劃定了船舶排放控制區(qū)，因此這些地區(qū)的港口配套設施也較為完善。目前洗滌塔殘渣的分類取決于各港口廢物處理公司的規(guī)定，一些港口已經(jīng)準備好接收來自船舶洗滌塔的殘渣，要求在抵達港口前有廢氣清洗系統(tǒng)殘渣需求的船只應提前24 h至5個工作日發(fā)出通知。波羅的海港口仍在準備殘渣接收設施，接收費用還在考慮之中。丹麥大多數(shù)港口都有接收廢氣清洗系統(tǒng)洗滌水和殘渣的相關(guān)設施，有些港口使用壓濾機將洗滌塔殘渣壓實，然后運輸?shù)教盥駡鎏幚?。芬蘭的一些港口直接將洗滌塔殘渣交付危險廢物處理廠進行處理。德國漢堡港的港口接收設施可以處理閉式廢氣清洗系統(tǒng)殘渣，有接收需求的船舶在到達漢堡港前，可使用船舶廢棄物通知表進行申報，在接收洗滌塔殘渣之前，需要確定殘渣樣品的性質(zhì)，從而選擇相應的處理類型，比如焚燒或回收[2]。

表1 重金屬檢測結(jié)果 單位：μg/L

由于目前缺乏關(guān)于統(tǒng)一分類和殘留物運輸要求的條例/標準，且缺乏在岸處置殘留物的統(tǒng)一標準和做法，這導致不同區(qū)域的港口國采取不同的岸基處置辦法。且許多港口國正處于殘渣接收設施建設的初期階段，這些設施仍不足以滿足需求，所以需盡快對殘渣的性質(zhì)進行明確，以促進各港口國接收設施的建設。

五、建議和措施

（一）洗滌塔殘渣減量化處理

洗滌塔殘渣的數(shù)量不可忽略，根據(jù)計算結(jié)果一艘總功率為75 624 kW的郵輪，一周內(nèi)產(chǎn)生的洗滌塔殘渣約為12 t，其中含水量可達到50%至95%，但是船舶如果使用減量化處理，則可以將殘留物減少到原始殘留物的1/20。而且目前洗滌塔殘渣減量化技術(shù)已經(jīng)成熟，筆者調(diào)研了一家洗滌塔公司，獲得了以下相關(guān)數(shù)據(jù)：洗滌塔濕殘渣的產(chǎn)量是9 L/MWh，經(jīng)過減量化處理后的殘渣量則是1.8 L/MWh。

因此，船舶應在技術(shù)可行的條件下對洗滌塔殘渣進行減量化處理，不僅可以降低船舶收集和處理殘渣的成本，而且一旦將洗滌塔殘渣的體積經(jīng)過減量化壓縮使其成為固體，就可以更方便地將減量化處理后的洗滌塔殘渣進行分類，從而選擇更為妥善的處理方式。

（二）納入MARPOL公約附則Ⅴ中

關(guān)于如何處理洗滌塔殘渣可以類比參考對船舶焚燒爐爐渣的處理方式。船舶焚燒爐可以焚燒由主機、副機、油水分離器以及各油泵產(chǎn)生的廢油和大多數(shù)固體垃圾，可以看出焚燒爐爐渣成分更為復雜，而焚燒爐爐渣處理已經(jīng)納入MARPOL公約附則Ⅴ（防止船舶垃圾污染規(guī)則）中，所以我們有合理的理由認為洗滌塔殘渣也可以納入其中，以盡快規(guī)范船舶對洗滌塔殘渣進行處置和方便港口岸上設施接收[4]。所以，筆者建議把經(jīng)過減量化處理的洗滌塔殘渣納入MARPOL公約附則Ⅴ中，同時建議將洗滌塔殘渣列入“F 操作性廢棄物”，并記錄在垃圾記錄簿中，記錄內(nèi)容應包括處置和接收的日期、時間、位置等。

六、結(jié)語

通過以上對洗滌塔殘渣處理的探討，筆者期望和國內(nèi)外航運界人士一起推動國際海事組織盡快以公約形式確定船舶廢氣清洗系統(tǒng)殘渣的性質(zhì)，以為國內(nèi)外船舶管理者和港口方面提供明確的指導，使他們能夠妥善地處理船舶產(chǎn)生的廢棄清洗系統(tǒng)殘渣，并以此促進各締約國加快對洗滌塔殘渣接收設施的規(guī)劃和建設，更加及時有效地進行處置。