內(nèi)河船舶污染物接轉(zhuǎn)處能力評估研究

溫焰清，楊瑾

（1.湖北省交通規(guī)劃設計院股份有限公司，湖北 武漢 430051；2.宜昌市港航建設維護中心，湖北 宜昌 443000）

黨的十九大以來，黨中央高度重視內(nèi)河流域生態(tài)環(huán)境保護，習近平總書記在2018 年長江考察時就專門針對船舶污染物防治工作提出了要求。進入新發(fā)展階段，船舶污染物防治工作有了更明確的目標：2022 年底初步形成布局合理、銜接順暢、運轉(zhuǎn)高效、監(jiān)管有力的船舶和港口污染治理格局，2023 年后轉(zhuǎn)入常態(tài)化運行[1]，支撐長江航運發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型。

1 評估研究的背景

為進一步貫徹習近平總書記生態(tài)文明思想，認真落實《中華人民共和國長江保護法》有關要求，2021 年，交通運輸部等多部委頒布《關于建立健全長江經(jīng)濟帶船舶和港口污染防治長效機制的意見》，提出要著力鞏固污染防治總體能力和管理水平，促進長江航運全面綠色轉(zhuǎn)型。明確指出每兩年組織對本地船舶污染物接收能力與到港船舶艘數(shù)、船舶水污染物產(chǎn)生量匹配情況開展評估。在《意見》指導下，各港口所在地市縣人民政府積極推進污染物防治和評估工作。

2 研究的意義

內(nèi)河船舶污染物接轉(zhuǎn)處能力的評估是一個系統(tǒng)過程的評估，涉及多環(huán)節(jié)多部點，目前暫未有明確的能力認證或符合性認可制度[2]，本文僅以宜昌市船舶污染物接轉(zhuǎn)處能力評估為例展開研究，在全面摸清船舶污染物底數(shù)的基礎上，通過對“接收”、“轉(zhuǎn)運”、“處置”三個環(huán)節(jié)的能力核算，對現(xiàn)狀船舶污染物接轉(zhuǎn)處設施的能力進行綜合評定，并將其與2025 年預測的船舶污染物產(chǎn)生量進行對照分析，量化船舶污染物產(chǎn)生量和能力，科學評估接收能力和產(chǎn)生量之間的匹配情況，發(fā)掘根源問題，為未來船舶污染物接轉(zhuǎn)處能力計算和每兩年組織的評估工作提供參考。

3 船舶污染物接收轉(zhuǎn)運處置能力的評估研究

3.1 宜昌市船舶污染物防治工作現(xiàn)狀概述

目前宜昌市已建成12 個污染物接收碼頭，接收轉(zhuǎn)運船46 艘。創(chuàng)新六個一（一艘躉船、一套管網(wǎng)、一套預處理設施、一套標志標牌、一套管理制度、一艘接收轉(zhuǎn)運船）建設標準，實現(xiàn)長江干支流接轉(zhuǎn)碼頭全覆蓋。

國內(nèi)首創(chuàng)船舶污染物協(xié)同治理信息應用系統(tǒng)“凈小宜”，實現(xiàn)船、港、岸各節(jié)點對接，申請、流轉(zhuǎn)、處置在線處理，企業(yè)、部門、城市間在線追蹤監(jiān)管。

自2020 年起，對待閘船舶實行船舶垃圾和生活污水接轉(zhuǎn)處全免費。2021 年接收船舶污染物總計16.94 萬噸。

3.2 船舶污染物產(chǎn)生量預測

宜昌市共建成船舶污染物接轉(zhuǎn)處設施12 處，按照服務范圍，將其劃分為：長陽地區(qū)、三峽近壩水域、兩壩間、枝江地區(qū)共4 個區(qū)域（化學品單計）。

船舶污染物主要包括船舶垃圾、生活污水和含油污水。船舶污染物產(chǎn)生量的計算方法選用基于船舶簽證數(shù)據(jù)的計算方法，結(jié)合《港口、碼頭、裝卸站和船舶修造拆解單位船舶污染物接收能力要求》[3]中(以下簡稱為《要求》)中的經(jīng)驗公式相關參數(shù)取值。

式中：Wi—第i 類船舶污染物產(chǎn)生量，單位噸/年；

t—單艘船舶污染物儲存時間，時間天；

i—第i類污染物，取1-3，分別代表船舶含油污水、船舶生活污水和船舶垃圾；

qi—船舶污染物產(chǎn)生系數(shù)量；

GT—單艘船舶總噸，單位噸；

r—單艘船舶人員數(shù)，單位人。

3.2.1 船舶污染物儲存時間t

船舶污染物儲存時間包括到港前航行時間和船舶?？繒r間。每艘船舶污染物儲存時間根據(jù)實際調(diào)研得到，船舶固體垃圾儲存約1～3 天；船舶生活污水儲存約8～14 天；船舶油污水儲存約10～20 天。

3.2.2 單位船舶的油污水日產(chǎn)生量q1

根據(jù)《內(nèi)河船舶法定檢驗技術規(guī)則》：

式中：P—船舶主、輔柴油機總功率，單位千瓦（kW）；

GT —船舶總噸，單位總噸。

由以上公式可知，船舶油污水單日產(chǎn)生量只與總功率和船舶總噸有關。結(jié)合船舶運行實際，綜合考慮船齡、作業(yè)時間和維修管理狀況等影響因素，本文選取了一項優(yōu)化系數(shù)：式中：αi--優(yōu)化系數(shù)，第i 類影響因素，取1-3，分別代表船齡、作業(yè)時間、維修管理因素，取值如表所示。

表1 優(yōu)化系數(shù)設置取值

考慮到宜昌各區(qū)域船舶實際情況，采用加權平均法，將船舶各數(shù)值乘以相應的權數(shù)，然后加總求和得到總體值，再除以總的船舶艘數(shù)。對船齡、船舶作業(yè)時間、維修管理分別取權數(shù)為βi，得到綜合系數(shù)A。

表2 宜昌市各區(qū)域船舶油污水產(chǎn)生系數(shù)量

根據(jù)《水運工程環(huán)境保護設計規(guī)范》5，結(jié)合各地區(qū)實際情況擬合優(yōu)化系數(shù)，宜昌市貨船3000 總噸以上的約占66%，1000～3000 總噸約占30%，其余4%為1000 總噸以下；因此，按照取地區(qū)數(shù)據(jù)平均值，貨船q1為0.3t/天·艘。

3.2.3 單位船舶人員的船舶生活污水日產(chǎn)生量q2

根據(jù)《要求》[3]及《內(nèi)河船舶法定檢測技術規(guī)則（2019）》[4]規(guī)定，結(jié)合宜昌船型實際情況，q2取值為0.05t/人·天。

3.2.4 單位船舶人員的船舶垃圾日產(chǎn)生量q3

根據(jù)《要求》[3]及《水運工程環(huán)境保護設計規(guī)范》[5]，結(jié)合宜昌市旅游客船占比情況，本文選取q3為0.001t/人·天。

3.2.5 單艘船舶人員數(shù)r

根據(jù)《中華人民共和國船舶最低安全配員規(guī)則》[6]要求，結(jié)合宜昌實際調(diào)研情況，估算各船型船員人數(shù)（客船計船員+游客）。500 ≤t ＜3000 噸級貨船按照6 人取值，3000 ≤t 噸級按照8 人取值。

預測模型，2025 年宜昌市船舶垃圾預測峰值約為3115 噸，生活污水預測峰值約為186930 噸，含油污水預測峰值約為8957 噸。

3.3 船舶污染物接轉(zhuǎn)處全過程能力

按接轉(zhuǎn)處全過程方法對船舶污染物能力進行計算。

3.3.1 接收能力

船舶污染物接轉(zhuǎn)處的首要環(huán)節(jié)即為接收，分兩種形式，一種是移動式，即由接收船接到需求申請后，“上門”提供服務；另一種是固定式，即需交付船舶污染物的船舶主動前往靠港碼頭交付污染物，碼頭提供接收服務。

分析接收的完整過程，提取影響船舶污染物接收能力的主要因素，包括服務范圍、接收船航速、卸船接收時間、接收船的數(shù)量等。

在對實際情況調(diào)查的基礎上，按照對各參數(shù)的研究及對現(xiàn)狀情況的統(tǒng)計，擬定公式計算滿負荷運行狀態(tài)下，污染物接收船及各個接收點的最大接收能力：

生活污水最大接收量：

含油污水最大接收量：

船舶垃圾最大接收量：

表3 接收能力評估參數(shù)表

3.3.2 轉(zhuǎn)運能力

船舶污染物接轉(zhuǎn)處的中間環(huán)節(jié)即為轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)，影響污染物轉(zhuǎn)運能力的分析如下：

（1）船舶垃圾轉(zhuǎn)運主要受與環(huán)衛(wèi)部門銜接的影響，環(huán)衛(wèi)車數(shù)量、轉(zhuǎn)運頻次及垃圾車的載重量等都是主要影響因素。

（2）生活污水及油水分離的廢水排入城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)時，主要受污水提升泵的流量及工作時間的影響。

（3）生活污水和油水分離的廢水通過槽車轉(zhuǎn)運時，主要受轉(zhuǎn)運槽車的規(guī)模、數(shù)量、頻次影響。

（4）各站點污染物轉(zhuǎn)運能力計算公式：

式中：Q—污水量（m3/年）；

Qw—污水泵設計流量（m3/h）；

t—每天工作時間（h）。

3.3.3 處置能力

船舶污染物接轉(zhuǎn)處的最終環(huán)節(jié)即為處置環(huán)節(jié)，也是最終結(jié)果單元，分析整個過程，對影響各站點污染物處置能力的主要因素分析如下：

（1）船舶垃圾的處置依托市政環(huán)衛(wèi)部門，轉(zhuǎn)運及處置能力。

（2）生活污水及油水分離的廢水排入城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)時，最終處置依托城鎮(zhèn)污水處理廠，污染物處置能力即為預處理能力，包括生活污水粉碎、沉淀和油水分離等環(huán)節(jié)。

（3）根據(jù)處置能力主要受污水艙/池容積、油水分離器處理能力和工作時間因素影響，可列出估算各站點污染物處置能力的計算公式：

式中：Q—污水量（m3/年）；

V—污水艙/池容積（m3）；

Qc—油水分離器處理能力（m3/h）；

t—每天工作時間（h）。

3.3.4 接轉(zhuǎn)處綜合能力

通過對三個環(huán)節(jié)的分析可知，提供服務的污染物接收船是接轉(zhuǎn)處能力的至關重要設施，它的接收能力直接限制污染物接收轉(zhuǎn)運點的接轉(zhuǎn)處能力。具體限制因素主要有接收船的數(shù)量、工作時間、服務半徑等。

對三個環(huán)節(jié)各自滿負荷運行能力進行統(tǒng)計，綜合考慮，選取受限較小值，得出各站點的接轉(zhuǎn)處綜合能力：宜昌市船舶垃圾接轉(zhuǎn)處總能力3934 噸/年，生活污水接轉(zhuǎn)處總能力為291390 噸/年，含油污水接轉(zhuǎn)處總能力為38609 噸/年。

3.4 綜合能力與預測產(chǎn)生量的匹配性

宜昌市船舶垃圾接轉(zhuǎn)處總設計能力、綜合評估能力和預測產(chǎn)生量峰值見表4。

表4 接轉(zhuǎn)處總能力對比表

綜上，宜昌市各站點布局基本合理，宜昌市專用污染物轉(zhuǎn)運碼頭的污染物接轉(zhuǎn)處總能力均可滿足宜昌全境船舶2025 年污染物預測產(chǎn)生量的接收需求，但采用全過程方法進行綜合評估的接轉(zhuǎn)處總能力與預測產(chǎn)生量之間的匹配性更好。

查閱各碼頭設計文件，污染物接收站點的原設計能力僅考慮了碼頭固定設施本身的接收能力，未考慮移動接收船的數(shù)量、服務范圍等可變化因素，未將“接收—轉(zhuǎn)運—處置”全過程進行系統(tǒng)考慮，因此，其接收能力數(shù)據(jù)存在失真，導致三種船舶污染物接地轉(zhuǎn)處設計能力均遠大于預測接收量數(shù)據(jù)。

4 結(jié)論及建議

（1）開展內(nèi)河船舶污染物接轉(zhuǎn)處能力評估研究是適應生態(tài)綠色發(fā)展的要求，有利于未來每兩年評估工作的順利開展。

（2）本文采用基于全過程的污染物接轉(zhuǎn)處能力計算方法，較原先單一個體的計算而言更加符合污染物接轉(zhuǎn)處的運行流程。因此，能夠為類似工作開展提供借鑒。

（3）船舶含油污水產(chǎn)生量及能力的計算方法中，對于船舶油污水日產(chǎn)生量系數(shù)進行了優(yōu)化，更符合運行現(xiàn)狀，數(shù)據(jù)更貼合實際，為下一階段評估工作提供研究方向。

（4）研究發(fā)現(xiàn)，移動接收船的能力及使用是限制接轉(zhuǎn)處總能力的重要因素，建議動態(tài)完善設施設備，重點對限制接收轉(zhuǎn)運能力的重要設備進行定期更換和補充調(diào)整，亦可通過調(diào)整各區(qū)域間接收船的服務區(qū)域和數(shù)量以達到靈活平衡能力的目的。

（5）船舶污染物的的防治工作要從全過程、各環(huán)節(jié)抓起，建議進一步推動接收設施與城市公共轉(zhuǎn)運處置設施有效銜接，完善船舶污染物“收集—接收—轉(zhuǎn)運—處置”全過程銜接和協(xié)作[7]，降低轉(zhuǎn)運處置成本，防止“二次污染”。