客船食物垃圾和干垃圾處理方式及系統(tǒng)設(shè)施的研究

高 聰，王 俊，楊清華，吳 林，孫捍東，羅良寶

(1.招商局郵輪研究院(上海)有限公司，上海 200137；2.浙江友聯(lián)修造船有限公司，浙江 舟山 316000)

0 引言

1990年以來，全世界客船游客數(shù)量平均每年增長7.2%，并且每十年翻一番，2012年—2018年中國更以33%的增長率領(lǐng)先全球?？焖僭鲩L的背后，客船垃圾對海洋環(huán)境的污染已成為一個日益敏感的問題。公眾對海洋環(huán)境污染的問題越來越重視，促使世界各國政府制定更嚴格的法律來保護海洋環(huán)境。

早期的船上垃圾主要是天然材料，可以生物降解或經(jīng)海洋動物消化，對海洋環(huán)境的危害很小，所以垃圾基本都是直接排放到海里。隨著大量無法降解的生活用品使用，以及逐年增長的游客帶來的垃圾總量的劇增，船上垃圾已無法通過海洋的自我凈化功能處理，因此不少國家及國際組織對客船垃圾的分類及處置提出了一些要求或建議。近年來，我國企業(yè)逐漸加入到國際豪華客船建造的市場，但對國際航線客船的垃圾處理方式和配備設(shè)施的研究還較少。為此，本文通過整理研究相關(guān)規(guī)范，對客船食物垃圾和干垃圾處理的方式和配備的設(shè)施進行整理分析，以期為我國國際航線客船的設(shè)計制造和設(shè)備配套的國產(chǎn)化提供借鑒。

1 客船垃圾的種類及處理方式

1.1 客船垃圾的分類

根據(jù)海洋環(huán)境保護委員會MEPC.277(70)號決議，垃圾記錄簿分為第I和第II兩部分，共計11類，見圖1。其中：濕垃圾主要是食品廢棄物；干垃圾主要是塑料、生活垃圾、電子垃圾。

圖1 MARPOL附則V垃圾分類

某專業(yè)廠家統(tǒng)計了一艘可載5 800名乘客和船員的客船每天產(chǎn)生垃圾情況，見表1。從表中可以看出，客船產(chǎn)生的垃圾中，廢水量最大，濕垃圾次之，干垃圾雖少但占用體積較多。

表1 某5 800客客船干濕垃圾日產(chǎn)量

根據(jù)客船產(chǎn)生垃圾的數(shù)量，結(jié)合不同垃圾處理方式及不同港口接收垃圾種類的規(guī)定，一般可將客船上的垃圾處理系統(tǒng)分為污水處理系統(tǒng)、食物垃圾處理系統(tǒng)、干垃圾處理系統(tǒng)3個大類。本文主要針對客船的食物垃圾處理系統(tǒng)和干垃圾處理系統(tǒng)進行簡要分析。

1.2 客船食物垃圾和干垃圾的處理方式

客船食物垃圾和干垃圾的處理方式主要有以下3種：

(1)港口回收：根據(jù)各港口要求對垃圾進行分類，然后由港口設(shè)施對垃圾回收并上岸處理。

(2)船上處理：主要是通過焚燒、能源轉(zhuǎn)化再利用(碳化、轉(zhuǎn)化可燃氣體等)、生物分解等方式直接在船上處理。

(3)排放入海：將滿足條件的垃圾在允許的海域排放入海。

船上垃圾被港口回收并上岸處理是對海洋直接污染最小的處理方式，客船都會配備適合岸上回收的垃圾處理系統(tǒng)。對短途客渡船來說，其路線相對固定，出于減少建造費用和布置空間有限的考慮，一般此類客船上只配備適合港口接收設(shè)施的垃圾處理系統(tǒng)。由于許多港口的垃圾接收設(shè)施并不充足，所以目前港口回收并不是大型客船主要的垃圾處理方式。近年來，IMO和歐盟也認識到了這一點，建議或要求港口提供足夠的船舶垃圾接收措施。

垃圾焚燒成本較低且大大降低垃圾在船上的儲存空間，所以干垃圾在船上焚燒是大型客船主流的處理方式。但是，焚燒后的廢氣會對大氣造成污染，所以在一些海域和部分港口中的使用受到限制，如：波羅的海區(qū)域禁止焚燒船上垃圾，我國上海港內(nèi)禁止使用焚燒爐。因此，為滿足客船在限制水域處理垃圾的法律需求，客船上還需要預(yù)留一定的垃圾儲存處所。

排放入海是最經(jīng)濟的垃圾處理方式，但根據(jù)防止船舶造成公約(MARPOL)附則V，干垃圾排放入海受到一些限制，見表2。

表2 食物垃圾和干垃圾排放入海的限制條件及處理方式

以上3種食物垃圾和干垃圾的處理方式都有一定的局限性，船上垃圾處理系統(tǒng)需根據(jù)航線和客船載客數(shù)量選擇不同的垃圾處理方法，并配備相關(guān)設(shè)備。如：航行于海峽島嶼間的客渡船，一般只需配備適合港口回收的垃圾處理設(shè)備；大型長途客船，因為其航線較長且載客數(shù)量龐大，所以會配備種類更加齊全的垃圾處理設(shè)備。

2 食物垃圾和干垃圾處理系統(tǒng)配備設(shè)施

2.1 食物垃圾處理系統(tǒng)配備設(shè)施

對于國際長途航行的客船來講，食物垃圾主要以排放入海為主。盡管未處理的食物垃圾可以在遠離海岸的海域排放，但基本仍使用粉碎機預(yù)處理，因為粉碎后的垃圾會更快地被海洋環(huán)境吸收凈化。多數(shù)食物垃圾系統(tǒng)采用真空輸送系統(tǒng)的設(shè)計，粉碎的食物垃圾會對真空系統(tǒng)的運行及管路尺寸的最小化布置帶來好處。

根據(jù)歐盟法規(guī)和MEPC.295(71)決議要求，在限制排放海域和港口，食物垃圾要存放至特定構(gòu)造的儲存密閉容器中，然后由岸上設(shè)施接收或待船舶航行至可排放的海域再排放入海?？紤]到特定情況下存儲容器空間不足的情況，可以在船上加裝脫水機和烘干機對食物垃圾脫水并干燥來減小其體積，以降低船上存儲空間的壓力。船舶如果在食物垃圾限制排放海域和港口停留時間較長，食物垃圾腐爛變質(zhì)滋生細菌、吸引嚙齒動物和蚊蟲，進而在乘客和船員中傳播疾病。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的，必須使用密封的冷藏空間來存放濕垃圾。該空間需要滿足食品冷藏設(shè)施的相同標準，且必須與食品準備和食品儲存區(qū)域隔離。因此，對于大型長途客船來講，需要布置一個冷藏處所用來儲存食物垃圾，除臭措施也需要考慮。

近年來，一些設(shè)備供應(yīng)商開發(fā)出了針對食物垃圾的生物處理設(shè)備或者能源轉(zhuǎn)換設(shè)備。如：生物分解技術(shù)，此技術(shù)通過微生物的好氧消化分解食物中的有機物，釋放出半透明的、對環(huán)境無害的液體；可以將食物垃圾轉(zhuǎn)換成氣體燃料和生物炭的技術(shù)。這些都是船上濕垃圾處理的新研究方向。

2.2 干垃圾處理系統(tǒng)配備的設(shè)施

根據(jù)MARPOL和MEPC.295(71)規(guī)定，干垃圾和塑料不能排放入海，因此這些垃圾處理方式只能選擇港口回收和船上焚燒處理。

港口回收需要先將生活垃圾分類收集和儲存，待船靠港后由港口設(shè)施進行回收。因船上空間有限，所以一般采用壓實機、碎紙機、粉碎機等設(shè)備進一步加工處理這些垃圾，以達到減少儲存空間的目的。根據(jù)MARPOL和MEPC.295(71)的指南，不同垃圾的壓縮特性見表3。

表3 船上不同垃圾的壓縮特性

對于塑料、紙板、木頭等垃圾來講，在船上焚燒能進一步降低船上儲存空間。船上焚化爐的設(shè)計、建造、操作和維護應(yīng)符合2014年MEPC.244(66)船用焚化爐標準規(guī)范。 需特別注意的是，對于塑料垃圾的焚燒，MARPOL附則VI第16條(6)款有特別規(guī)定：應(yīng)禁止在船上焚燒聚氯乙烯(PVCs)，但在已頒發(fā)IMO型式認可證書的船上焚燒爐內(nèi)焚燒除外。另外還要注意，塑料制品的焚燒爐灰渣依然屬于塑料垃圾。

3 結(jié)論

(1)客船垃圾處理主要有船上處理、排放入海、港口回收3種方式。船舶需根據(jù)不同船型和不同航線選擇不同的垃圾處理方式，如：短途客渡船一般只配備適合港口接收設(shè)施的垃圾處理系統(tǒng)，國際長途航行的客船則會同時配備滿足3種處理方式的設(shè)施。

(2)針對食物垃圾，客船要配備粉碎機及輸送、排放系統(tǒng)。途徑限制排放區(qū)域的客船還要配備食物垃圾存儲的設(shè)施。生物處理設(shè)備和能源轉(zhuǎn)換設(shè)備等新型的食物垃圾處理方法設(shè)施也開始運用。

(3)針對干垃圾，通過配備壓實機、粉碎機進行處理以減少存儲空間的壓力。在允許的海域可通過焚燒爐焚燒除聚氯乙烯之外的干垃圾。