船舶壓載水處理技術(shù)及應(yīng)用研究

摘 要：文章主要針對(duì)壓載水處理技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行研究，并分析了幾種主要壓載水處理技術(shù)的應(yīng)用，以及壓載水處理技術(shù)對(duì)船舶相關(guān)設(shè)施的影響，探討該技術(shù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與設(shè)備選用等相關(guān)問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：船舶；壓載水處理技術(shù)；應(yīng)用研究

1 壓載水處理技術(shù)基本概述

在國(guó)際海事組織進(jìn)行壓載水控制開(kāi)始時(shí)期，壓載水處理技術(shù)普遍發(fā)展不成熟，達(dá)不到排放控制標(biāo)準(zhǔn)，因此，一些國(guó)家為了自身的海洋利益，選擇在遠(yuǎn)離本土海域置換壓載水，以減少對(duì)本國(guó)海域的生態(tài)影響。比如以色列、新西蘭以及澳大利亞都規(guī)定，如果船舶要?？吭谠搰?guó)，必須在較遠(yuǎn)的海域先釋放壓載水，以色列則更加嚴(yán)格，要求船舶的壓載水排放和更換要在紅海之外。從根本上來(lái)看，這種遠(yuǎn)洋置換壓載水的方法，并不能根本上解決污染問(wèn)題，本質(zhì)上知識(shí)污染的轉(zhuǎn)移。2004年國(guó)際海事組織出臺(tái)的《公約》對(duì)船舶壓載水制定了管理標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)以船舶的建造年份及壓載水量的實(shí)際情況為依據(jù)，對(duì)壓載水控制有不同的標(biāo)準(zhǔn)（如表1所示）。有些國(guó)家為了進(jìn)一步保護(hù)自身的生態(tài)環(huán)境，在各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)及指標(biāo)上甚至要比《公約》當(dāng)中的標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格。

2 壓載水處理技術(shù)應(yīng)用分析

關(guān)于在壓載水處理技術(shù)的研究，在國(guó)際上的研究方向較多且比較全面，主要包含了物理方面的處理技術(shù)和化學(xué)方面的處理技術(shù)，如下：

2.1 物理處理法

所謂壓載水處理的物理方法，主要通過(guò)稀釋、加熱、離心、過(guò)濾、光照等物理手段，來(lái)消除海水當(dāng)中的有害物質(zhì)，達(dá)到壓載水的凈化處理。比如物理處理法當(dāng)中的過(guò)濾處理，就是將海水通過(guò)一定的過(guò)濾裝置，排除污染物。過(guò)濾裝置能夠自動(dòng)排除外來(lái)生物，利用網(wǎng)目篩選生物種群。當(dāng)前用于船舶壓載水處理的過(guò)濾裝置有納濾膜件和超濾膜件。這些裝置在船舶上的安裝比較簡(jiǎn)便，操作起來(lái)也比較簡(jiǎn)單，而且采購(gòu)和安裝這些過(guò)濾裝置的成本不用很高，性價(jià)比相對(duì)較高。過(guò)濾法的不足之處就是難以對(duì)于一些體積十分微小的污染進(jìn)行過(guò)濾處理。因此，過(guò)濾法在實(shí)際應(yīng)用中，通常與其他處理措施配套使用，達(dá)到效果最大化。壓載水處理中的離心分離方法，主要是進(jìn)行海水重力的分離，繼而去除水中的生物體及微粒，這種物理方法能夠?qū)⒁恍┯泻Φ牟≡w有效隔離，操作起來(lái)較為簡(jiǎn)單，成本較低。但是這種處理方法對(duì)于與海水比重差不多的生物，效果上不明顯，而且對(duì)于較大處理工作量，不適于在有限的船舶空間上進(jìn)行安裝。置換與稀釋法，這兩種基本上可以歸為一類(lèi)，因?yàn)檫@兩種旨在操作上稍有不同，原理是一致的，就是將新鮮的海水灌入替換艙或者稀釋艙，來(lái)進(jìn)行海水的替換或者稀釋?zhuān)⑶疫@種方法可以長(zhǎng)時(shí)間循環(huán)作業(yè)。在實(shí)際應(yīng)用中，一般采取一邊注入海水一邊排除壓載水的更換方法。這類(lèi)方法操作最為簡(jiǎn)單，而且性價(jià)比很好，效果非常理想。但是總體上看，這兩種方法的耗時(shí)比較多，同時(shí)也需要消耗更多的能源，需要大量的海水進(jìn)入艙內(nèi)，應(yīng)用方面也受到一定的限制。

2.2 化學(xué)處理法

壓載水的化學(xué)處理手段，本質(zhì)上就是多一些化學(xué)元素或者化學(xué)物質(zhì)含量的改變。常見(jiàn)的化學(xué)處理方法通常是添加一些化學(xué)物料。比如，可以添加一定量的氯化物，將原生動(dòng)物和細(xì)菌去除。氯化氫的添加量由去除目標(biāo)的不同而不同，對(duì)于細(xì)菌的處理，只需要少量的氯化物添加，而對(duì)于藻類(lèi)植物或者一些浮游生物，需要較多含量的氯化物。處于對(duì)環(huán)境的考慮，常用添加物為過(guò)氧化氫，經(jīng)過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng)，最終形成水和二氧化碳，對(duì)環(huán)境不造成影響。該處理方法也存在不足之處，比如一旦水中的有機(jī)物較多，氧化相關(guān)會(huì)降低，應(yīng)用效果不佳。

3 壓載水處理趨勢(shì)

壓載水處理方法從原理上看，能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)的手段和途徑很多，但是不管什么方法，都要與實(shí)際應(yīng)用情況為基準(zhǔn)，實(shí)際應(yīng)用效果較好的，才能投入使用。從當(dāng)前壓載水處理技術(shù)應(yīng)用的趨勢(shì)來(lái)看，過(guò)濾處理裝置會(huì)不斷進(jìn)步，達(dá)到十分精細(xì)的程度，但是有些國(guó)家的研究正在逐步取消過(guò)濾模塊，用電解形式替換處理，并取得IMO認(rèn)證。許多國(guó)際上的研究專(zhuān)家正在想辦法降低壓載水處理設(shè)備的能耗，并進(jìn)一步簡(jiǎn)化設(shè)備的操作。以設(shè)備的基本處理功效為前提，減小人工操作維護(hù)，不斷加強(qiáng)設(shè)備的自動(dòng)化。這也是近年來(lái)壓載水處理設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)。除此之外，設(shè)備的主要部件以及各個(gè)零部件正在實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，這些都是未來(lái)壓載水處理的發(fā)展趨勢(shì)。

4 壓載水處理設(shè)備應(yīng)用探討

近幾年來(lái)，在壓載水處理的技術(shù)和設(shè)備上雖然鮮有報(bào)道，但是其發(fā)展態(tài)勢(shì)十分迅速，處理技術(shù)與處理設(shè)備不斷更新。在實(shí)際的應(yīng)用中，選擇與船舶設(shè)計(jì)最佳的壓載水處理技術(shù)和設(shè)備也是一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。

4.1 船舶總體影響

壓載水處理設(shè)備必須與船舶的總體設(shè)計(jì)相結(jié)合，這不僅考慮到船舶的空間設(shè)計(jì)，也同時(shí)影響著壓載水處理設(shè)備的安裝成本和運(yùn)行效果等問(wèn)題，因此，要進(jìn)行權(quán)衡。例如在軍用船舶上，壓載艙成分散分布，處理量較小，空間緊張，所以，在設(shè)備的選用上，盡量選擇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、對(duì)空間要求不大的設(shè)備和技術(shù)。而在一些遠(yuǎn)洋性船舶，比如郵輪上，需要處理的壓載水量多，同時(shí)又要考慮經(jīng)濟(jì)性和簡(jiǎn)便性，因此要選擇自動(dòng)化程度較高的設(shè)備和技術(shù)。小型船只直接可以采用添加化學(xué)物料的處理方法。

4.2 壓載水系統(tǒng)設(shè)計(jì)影響

壓載水處理設(shè)備對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求較高，絕大多數(shù)的處理量較多，同時(shí)需要較強(qiáng)的處理系統(tǒng)。其系統(tǒng)一般采用總管式較為合適，設(shè)備要公用haunted，管路設(shè)計(jì)需要考慮壓載水的處理要求，保障壓載水的正常排放與注入。除此之外，還需要考慮到水利壓頭參數(shù)，以及在一些細(xì)節(jié)方面的與處理設(shè)備，因此，在管路設(shè)計(jì)時(shí)，要綜合考慮各種因素。

4.3 配套檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

壓載水處理的檢測(cè)技術(shù)必不可少。檢測(cè)技術(shù)主要是為了對(duì)壓載水處理效果進(jìn)行監(jiān)管，保障壓載水處理標(biāo)準(zhǔn)和基本要求，檢測(cè)技術(shù)還能夠杜絕二次污染。比如在電解法當(dāng)中，要對(duì)電解殺菌效果進(jìn)行監(jiān)督，保障處理效果，另一方面，要注意到電解過(guò)程中，可能會(huì)造成電解率太高，產(chǎn)生二次腐蝕影響。因此，在電解法當(dāng)中，要加強(qiáng)配套檢測(cè)技術(shù)的研究和應(yīng)用，杜絕二次污染。

5 結(jié)束語(yǔ)

船舶的壓載水處理技術(shù)對(duì)于維護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，國(guó)際上對(duì)處理技術(shù)作出了相關(guān)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)技術(shù)的要求也不斷增強(qiáng)。目前的壓載水處理技術(shù)主要分兩大類(lèi)，即物理處理法和化學(xué)處理法，大部分的處理方法效果明顯，同時(shí)也存在一些不足之處需要加以改進(jìn)。船舶壓載水處理系統(tǒng)的自動(dòng)化是當(dāng)前一大發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)處理效果、處理效率、和處理經(jīng)濟(jì)性具有促進(jìn)作用，以保障海洋生態(tài)環(huán)境的健康和穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)

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