船舶压载水处理（通用10篇）
船舶压载水处理 篇1
船舶的安全航行离不开压载水, 船舶在航行过程中需要压载水来调节船舶姿态以保证其安全航行。随着全球贸易的发展船舶运输也越来越频繁, 每年由于船舶运输而携带的压载水超过100 亿t。由此也带来了一系列的环境问题。据统计每天压载水携带的生物有3000 到4000 种, 并且已经确定全球有500 种左右的生物污染由船舶压在水进行传播所致。随着人们对环境问题的重视, 国际社会对船舶压载水的污染问题也越来越重视。为了降低压载水的污染, 了解压载水的置换过程和置换方法很有必要。本文对船舶压载水的作用, 置换方法以及处理方式进行了论述, 并提出了自己的一些建议。
船舶压载水
压载水的作用
船舶压载水是船舶不可或缺的一部分, 在船舶的航行和营运过程中起着很重要的作用如:用于调节船舶的吃水和船体纵、横向的平衡及安全的稳性高度;调整总纵强度和局部强度, 以避免船体发生变形和较大应力, 最终保证船舶安全航行。
船舶在航行营运过程中需要经常调整船舶压载水, 调节方式主要是靠压载水的排放和加载。其作用主要有三个。第一, 满足国际公约的强制要求。国际压载水公约中明确规定, 压载水在船舶滞留时间不得超过3 个月。第二, 使船舶更加安全高效的航行。为了船舶航行时降低阻力以及增加或降低船舶稳性, 船舶需要吸入或排除船舶压载水从而调节船舶至相对应的姿态;第三, 实现船舶营运的最大利益。船舶在营运过程中为了更大限度的载货增加船舶的载货量, 需要将必要的压载水排除船体以增加额外浮力。
压载水的置换
压载水置换要求
国际海事组织于2000 年正式通过了船舶压载水管理公约, 也就是《船舶压载水及其沉积物控制和管理国际公约》。根据该公约的要求, 船舶在运营过程中, 需要更换压载水时应该尽可能远离陆地, 更换水域应为深海以及水域开阔地带。由于近岸水域海生物种类较为复杂, 所以公约规定排放压载水时距岸距离不能少于200 海里。该方法虽然应用较多, 但船舶在实施过程中如果出现失误很容易造成事故。
置换压载水的方法
对于置换方法当今国际上较为推荐的主要有三种, 分别是溢流法、顺序法和稀释法。
溢流法:顾名思义也就是将新的压载水灌入已经盛有压载水的压载舱中, 同时多余压载水从溢水口不断流出的方法。用这种方法进行置换时, 需要泵入压载舱的水量约为舱室容量的300%。另外这种方法对船舶的管路和水舱的要求较高, 并且在置换过程中无法做到完全置换的问题。在寒冷地区很容易出现船舶甲板结冰的现象。
顺序法:该方法主要分为两步, 第一步将需要置换的压载水舱室抽空。第二部将新的压载水源注入压载舱中。目前而言这种方法不仅压载水的置换率较高而且对于防止微生物污染方面的效果最佳。其缺点在于在置换过程中会出现自由液面, 自由液面必然会降低船舶稳性, 在大风浪条件下较为容易出现事故。
稀释法:该方法的具体操作是将新的压载水源由压载舱室的顶部注入, 同时旧的压载水从底部以相同的流量排除, 在这个过程中船舶的压载舱中压载水水位基本不发生变化。该方法的置换率也比较高, 而且相对安全。
置换压载水时的防污染处理
目前也经常采用机械法、化学物理法等处理压载水以减少其生态污染。下表列出了这几种方法的作用原理和主要特点。
置换压载水所致的环境危害
由于船舶压载水在置换过程中难免会携带海洋生物, 对于外来物种而言由于缺乏天敌, 所以其一旦进入一个适宜生存的新的水域很容易大面积繁殖, 从而危及当地生物, 甚至导致当地水域生态系统的彻底混乱。另外也很容易危及当地水域的海洋水产经济。
置换压载水对海洋生态的危害
即便随着船舶压载水由一个水域载到另一个水域的生物本身并没有毒性, 可是由于生物学上的适者生存的原理, 在适应新环境, 同时又没有天敌的情况下, 新物种会大量繁殖, 入侵前期数量成指数型爆发, 从而危害当地的生态环境, 破坏当地的物种关系。据不完全统计每两个月世界就会发生一次生物入侵的事件。
另一方面, 随着生态系统中相互影响的外来物种的不断增加, 会对当地雾中进行排挤, 到了入侵后期会取代原来的物种, 从而改变了原有的生物链, 使当地的生物多样性降低, 甚至将当地的生态系统严重破坏。
置换压载水对渔业经济的影响
自上个世纪80 年代, 由于压载水所携带的入侵生物对当地海洋渔业带来了严重的负面影响, 最终引起国际相关海事部门和渔业部门的重视。现列举一些历史上具有代表性海洋生物入侵的例子:上个世纪70 年代左右, 黑海的凤尾鱼和鲜鱼的养殖产业由于来自北美的水母的入侵遭到的巨大的打击, 致使当地渔业经济受到很大损失;20世纪90 年代末期, 澳大利亚当局声明有大约170 多种生物进入澳大利亚水域, 绝大部分由有船舶排放压载水所致, 不仅致使其渔业经济损失上亿美元, 还损害了当地人们的身体健康, 渔业产业接近崩溃;中华绒鳌蟹在20 世纪从中国传到欧洲等地, 尤其在荷兰和德国等地, 它们迅速繁殖发展大量猎捕当地鱼类, 对当地水域的生态环境造成了很恶劣的影响。由于船舶压载水而导致的生物污染事件数不胜数, 它们对当地的渔业经济, 生态环境造成了严重的影响, 甚至危及人类健康。
船舶压载水的控制
船舶压载水的污染问题已经上升成为一个全球问题, 其需要各个国家联合起来进行治理, 仅仅靠个别国家进行管制很难解决污染的问题。只有各个国家都严格遵守国际压载水公约, 上到政府机关下到每艘船舶每个船员都恪守公约要求, 才有可能降低压载水对海洋的污染。
另外部分船员环境保护意识差。船员以及公司对压载水的排放重视不够, 据不完全了解, 现今有许多船舶为了自身的方便快捷, 通常不按规定进行排放压载水, 偷排、乱排压载水的现象时有发生, 这使得压载水的控制更加艰难。
国际上对压载水的管理
美国对压载水的管理要求
根据美国的联邦法典的相关规定, 如果船舶在圣劳伦斯或者大湖区航行的话, 船舶的压载水排放应有政府强制管理。船舶在处理自身压载水时应按照以下措施之一实施。 (1) 对于需要在大湖区水域排放压载水的船舶, 应该及时在水深满足200m以上的美国经济区水域更换压载水, 从而确保船舶压载水的盐都不低于百分之三。 (2) 如果没有更换压载水计划, 港方要求船方关闭船舶所有排水阀门。 (3) 在进入以上水域以前船方需要及时向有关部门申请, 在获得批准后才可进入相关水域。
美国加州在20 世纪末颁布了压载水管理的新规定, 规定从2000 年正式执行, 该规定对来往船舶压载水的管理方面又提出了新的规定。该新规定对有美国专属经济区驶往加州水域的船舶进行了规定, 要求其必须采取以下措施之一, 主要包括 (1) 更换压在水时水生不可低于200 米。 (2) 只进行压载水加载不进行排放。 (3) 排放的压载水排放至官方指定的容器之内。 (4) 在某些特殊情况下可以在经过政府批准和认可的时间以及地点进行压载水的排放。
另外该规定也对船舶不按制度更换压载水所应接受的处罚做了相应规定。
我国对压载水的管理要求
为了改善海洋生态环境, 减少由于船舶压载水的问题而带来的海洋生态污染, 我国的《中华人民共和国海洋环境保护法》第六十二条明确规定:“在中华人民共和国管辖水域, 任何船舶及相关作业不得违反本法规定向海洋排放污染物、废弃物和压载水、船舶垃圾及其他有害物质。”对于需要更换压载水的船舶都应该提前向海事相关部门进行申请, 海事部门在接受申请后会对船舶压载水的各项指标, 和排放水域的选择, 排放速度的设定等等因素进行检查, 在通过所有检查以后船舶才可安全要就进行压载水的排放或者加载。 另外根据《中华人民共和国进出境动植物检疫法》相关条例也对船舶的卫生检验检疫做出了相关规定, 其中明确规定来自动物疫区的船舶应该严格根据本法进行检查, 尤其对于船舶所排出的生活污水进行严格的检查, 以防止病毒的跨区域传播, 危及我国的海洋生态环境。
以上两部法律虽然都对出船舶压载水的消毒有所要求, 但缺乏对压载水的检疫要求。因此国内立法在对排放压载水会导致的生物入侵方面并未提出明确的要求, 在这方面的管理和监督并未引起当事人的足够重视。
处理压载水时船方应注意的问题
虽然船舶在浅水区更换压载水相对较为方便和安全, 但是还是应该尽力避免, 在水域选择方面也应该尽可能选择水生物相对较少的水域进行压载水的更换, 根据某些微生物的活跃度的日变化选择不同时段进行置换, 如有条件进两选择岸上经消毒水作为压载水。
在实际操作中, 由于船员环保意识、业务能力不强, 很多时候为了操作方便, 随意置换、排放压载水, 从而导致船舶事故发生。所以在船舶管理方面应该做到建立沿海水域船舶压载水防污染的监测、监视机制, 完善监控手段;加强对船员的业务能力的培训和检查, 防止由于船员本身因素导致事故的发生; 在立法建设方面, 尤其海事方面应该予以加强, 应该给予海事智能部门更高的执法权力, 从而加强其执法力度和效果;提高相关人员的环保意识, 强化相关人员的责任心, 让其从心里更加重视。
小结
绝大多数的船舶都需要压载水, 压载水是船舶不可缺少的一部分。由于各方面的原因, 使船舶压载水不仅给船舶安全航行带来的隐患和灾难, 而且还导致的全球海洋生物的大量入侵, 给生态环境和人类的健康带来了严重的危害。因此, 正确对待压载水, 严格遵守压载水相关的公约和有关规定, 不仅有利于船舶本身的安全, 更有利于海洋环境的保护和人类自身的不断向前发展。
船舶压载水处理 篇2
《船舶压载水管理公约》介绍及国家对策
随着船舶压载水携带外来生物及病原体造成的环保、生态问题越来越引起各国的重视.2月在伦敦召开的`外交大会上,国际海事组织各成员国一致通过了<船舶压载水及沉积物管理与控制公约>.该公约旨在通过控制和管理船舶压载水,来降低生物入侵的风险.本文将在对<压载水公约>及现今压载水处理技术详细介绍的基础上,对我国各相关行业,特别是主管机关履约面临的困难,并提出对策.
作 者：杜磊 钱呈祥 郭秀斌 作者单位：深圳海事局,盐田中心处,深圳,518000刊 名：中国水运(下半月)英文刊名：CHINA WATER TRANSPORT年，卷(期)：9(5)分类号：U692关键词：压载水公约 压载水管理 对策
船舶压载水处理 篇3
关键词：船舶压载水系统 自动调平 应用 管理
0概述
船舶在设计和建造上除了满足船舶规范下的该船舶的用途和功能外，还应该满足船舶处在水上平衡漂浮的理想状态。但是无论在设计上再完善，建造上再优质，当船舶实施货物装卸载、水上施工作业或航行中环境气候等影响时都会失去平衡，一些船舶发生的重大事故就是因为过度失去平衡所造成的。无论是海上担负各类货物运输的船舶（如：集装箱船、散货船、油轮、化学品船、液化气船等），还是参与港口建设、海洋工程的船舶（如：挖泥船、起重船、海上风电安装船、海洋工作船、海洋科考及海上生活补给船等），在实际的施工作业或航行中必须采取措施对船舶进行必要的平衡调整，使船舶既安全又高效地满足生产需要。船舶平衡调整是一项非常严谨的工作，在调整过程中，要进行计算和实际观测，有时需要持续调整，从平衡到不平衡，又从不平衡到平衡来满足船舶生产和安全要求。
如何达到平衡呢？最有效的方法就是船舶设立压载水系统，它是一个以水为介质的可移动压载系统，在船舶设计上被广泛采用而不可缺少的手段，船舶建造规范都有专门规定。船舶采用压载水系统的特点是简单、方便、快捷；一是压载水就地取材，取之不尽；二是注入和排出方便，适用于现场控制和遥控操作；三是迅速及时，可控性强；四是满足大容量快速调平，可以设置对应平衡水舱。
1 压载水系统的主要功能
船舶设置压载水系统可对船舶各压载水舱按需要实施注入或排出，有效调控船舶，在不同装卸条件、航行区域、施工环境、作业要求、气象影响、紧急救险等维持船舶稳态，确保船舶安全，具体的调控功能如下：
（1）保持船舶适当的排水量，吃水深度；
（2）调整船舶的纵倾度或横倾度；
（3）维持船舶恰当的稳性高度和船舶稳性；
（4）减少船体变形引起的弯曲力矩和剪切力；
（5）海损事故中的自身应急救助。
船舶压载水在设计上，通常按照船舶的稳性计算对压载水舱进行分隔，满足船舶各种装载状态下的调整，并且用管路联通。
2船舶压载水系统的基本要求
每艘船的压载水系统都是由该船舶的性质、用途、大小、航区等来决定的，在实船布局上必然存在差异，但必须都要满足船舶建造规范要求。
船舶的压载水系统包括如下几个部分组成：
（1）压载水舱：根据设计稳性计算与压载水调平要求设计，设立艏尖舱、艉尖舱和若干个左右压载水舱，有的船舶设置平衡压载水舱（起到了调平速度快，节约能源，防止水体污染）。压载水舱所处的部位、容量和舱的数量都经过严格计算确定，一般多设置于船舶双层底，设计最终送船级社审图中心核准通过。
（2）管路系统：每个压载水舱设置连接管系，压载水进出管系根据需要可以是共用也可以分设，但必须利用阀门实施有效控制，压载水管通径要匹配泵排量和压载水排出注入的时间要求。
（3）系统控制阀门：实现控制压载水舱水的注入和排出，阀门布置相对集中便于操作，阀门上做好标记。阀门分手动控制和自动遥控，自动控制阀门有气动、液动、电动，常用的为气动遥控，阀门设有遥控开启位置显示。
（4）压载水泵：压载水泵一般设立二台以上（有的船舶设一台，另设有总用泵或消防泵替代），泵的排放容量在设计中按舱容及注入、排出需求时间来确定，满足一定的调拨时间要求。泵的控制可以是就地控制也可以遥控。
（5）遥控系统：系统设置遥控控制面板，计算机输入接口，对船舶自动平衡数值进行整定，对控制方式可以转换操作、带压载舱液位显示和失效报警。
（6）传感器：设在压载水舱内，由过去的人工测量到浮子式、压差式显示发展到现在的远程传感显示，精确度高，反应灵敏，是实现自动化控制系统的重要元件。
3船舶自动调平系统应用（以上海迈领自控科技发展有限公司生产的设备为例）
早期压载水系统的管理是由人工完成的，甲板部负责压载水舱的测量、记录，发布调拨指令。当需要调拨压载水时，甲板部负责此项工作的专人通知轮机部调拨压载水，明确调拨水舱的进出量要求，轮机部专人执行开阀、开泵操作，甲板部专人不断对压载水舱测量，当船舶调平到位置时，通知轮机部停止驳运，轮机部执行停泵关阀。这种操作劳动强度高，调拨精度差，也会发生错误，还会出现二部门矛盾，存在着一定的安全隐患。
随着科学技术的发展，自动化程度的提高，高精度测量和控制元件的问世，有针对性的自动化控制系统研发和应用，逐渐取代了繁琐及高强度的人力操作，既解放了劳动力，又提高了安全性。船舶自动平衡系统也就这样被成功研发并广泛应用。
（1）自动调平的方式
船舶自动调平系统在功能设计上要求操作简单、稳定可靠、适应操作人员有效操作。其方式是通过横倾（纵倾）传感器采集的信号源，比较判断横倾（纵倾）程度是否超过设置值。在自动状态下，如果横倾（纵倾）值超过设定值范围，系统就会发出信号并自动启动运行，开启相关阀门，启动相关压载水泵组，调节相关2个或多个平衡水舱量达到平衡；在手动状态下，通过操作MINIC板旋钮，控制开关阀门和水泵；另外，可将液位数据（4个平衡压载水舱和4个吃水）也引入横倾（纵倾）装置，并通过吃水计算后得到的横倾（纵倾）值和横倾（纵倾）传感器采集的数值进行比较，判断系统是否平衡正常，进一步增加了系统的可靠性和精确性。
（2）自动调平系统的操作权限
为使系统有效可靠工作，在多模式控制下设定操作权限，一般系统设有4种操作权限，分别是：就地操作权限；MINIC操作权限；触摸屏手动控制权限；触摸屏自动控制权限。
在实际操作中以MINIC板操作为主，其他为辅。
a.就地操作：把控制柜上的“遥控/就地”开关打到“就地”位置，实施现场操作。
b.MINIC板操作：无通信故障，控制柜的“遥控/就地”开关转到“遥控”位置，把MINIC板“手动/自动”开关打到“手动”位置。如图1所示：
c.触摸屏手动控制：无通信故障，控制柜的“遥控/就地”开关打到“遥控” 位置，MINIC板“手动/自动”开关打到“自动”位置，并将触摸屏上“手动/自动”开关打到“手动”位置。如图2所示：
d.触摸屏自动控制：无通信故障，控制柜的“遥控/就地”开关打到“遥控” 位置，MINIC板“手动/自动”开关打到“自动”位置，触摸屏上“手动/自动”开关打到“自动”位置。如图3所示：
（3）自动调平系统的操作方式
自动调平系统在操作方式上简单、可靠，在设定的四种操作权限下选择，按实际需要相应转换：“就地”操作为一般的控制方式现场操作；“MINIC板”操作为主要的自动控制方式操作；“触摸屏手动控制板”作为“MINIC板”旋钮或泵启停旋钮损坏的情况下使用，也称为辅助操作；“触摸屏自动控板”是当操作权限切换到触摸屏自动控制前，在触摸屏上面将需要设定的相关参数预先输入。相关参数的设置程序如下：首先进入参数设置主页面；
如图4所示：“参数设置主页面”进入参数设置主页面：
点击“参数设置3”，弹出页面“用户权限登录”的等级密码，输入123456和ENTER，如图5所示：
进入“参数设置3页面”，如图二所示，当选择“NO.1泵优先”，则系统首先选择NO.1泵，在NO.1泵发生故障，系统会自动切换到NO.2泵；当选择“NO.2泵优先”则系统首先选择NO.2泵，在NO.2泵发生故障时，系统会自动切换到NO.1泵；当选择“横倾优先—倾斜仪”时，系统则以倾斜仪的数据作为调平依据；当选择“横倾优先—PLC”时，系统以PLC计算的数据作为调平的依据。
系统的操作方式和设置均可以方便地选择，达到了优化的程度。
（4）自动平衡系统调平过程的应用 （以典型起重船例）
只有当操作权限在触摸屏自动控制状态下，系统检测到数据没有违反前述参数设置程序；系统所属部件无故障，系统才能进行自动调平。所属部件包括：倾斜仪、检测设备、控制系统设备、系统的通信信号和电源、各平衡舱传感器、船舶左右（前后）吃水传感器、平衡舱水进出遥控阀BWV60＼BWV61＼ BWV62＼BWV63、 水泵吸口遥控阀BWV50＼BWV53＼ BWV56＼BWV58、水泵出口遥控阀BWV52＼BWV55＼ BWV57＼BWV59、控制遥控阀启闭设备装置（空气、液压、电动系统设备），单向截止阀BWV51＼BWV54（常开）、压载水管路系统、NO.1（NO.2）压载调倾水泵等完好。
见“自动平衡调平系统示意图示”（图6）：
a.系统处在正常准备状态下，关闭所有阀门，关闭所有水泵。当系统检测到船舶左倾超限（整定值）时，自动开启阀门工作，打开BWV50（BWV53）、BWV52（BWV55）、BWV60、BWV61遥控阀后，启动水泵NO.1（NO.2），水可以顺利从左平衡舱调入右平衡舱。同理，当系统检测到船舶后倾超限（整定值）时，自动开启阀工作，打开BWV50（BWV53）、BWV52（BWV55）、BWV62、BWV63遥控阀后，启动水泵NO.1（NO.2），水可以顺利从后平衡舱调入前平衡舱。
b.系统处于正常准备状态下，关闭所有阀门，关闭所有水泵。当系统检测到船舶右倾超限（整定值）时，自动开启阀门工作，打开BWV56（BWV58）、BWV57（BW59）、BWV60、BWV61遥控阀后，启动水泵NO.1（NO.2），水可以顺利地从右平衡舱调拨入左平衡舱。同理，当系统检测到船舶前倾超限（整定值）时，自动开启阀门工作，打开BWV56（BWV58）、BWV57（BW59）、BWV62、BWV63遥控阀后，启动水泵NO.1（NO.2），水可以顺利地从前平衡舱调拨入后平衡舱。
c.若前后左右平衡压载舱为空舱或满舱时，此时船舶需要增减吃水线和调平船舶平衡时，各压载水舱需从船外打入压载水或打出压载水舱压载水进行调整；如：打开BWV64（BWV65）遥控阀，通过压载水自动调平系统设备的操作或其他相应操作，可将船舶舷外的水打入到所需的压载舱内；反之打开BWV66（BWV67）遥控阀，通过压载水自动调平系统设备的操作或其他相应操作，可将所需的压载舱内的压载水打出到船舶舷外。以此调整船舶的平衡和吃水线，提高船舶安全稳性。
d.当一组线路故障（BWV50、BWV52、BWV56、BWV57遥控阀、NO.1水泵，以及控制系统出现故障）或另一组线路故障（BWV53、BWV55、BWV58、BWV59遥控阀、NO.2水泵机控制系统出现故障），或者BWV60＼BWV61＼BWV62＼BWV63平衡舱遥控阀出现故障，则系统无法实现自动模式。在这种情况下通过操作权限转换手动控制。
5船舶自动平衡调平系统的管理
船舶应建立和完善船舶压载水自动平衡调平系统的操作规程，制订相关设备的应急措施，制订系统设备的年、月、日的检查、使用、保养、修理的计划和实施记录管理台账。做好相关管理台账的记录和相关的制度。
保持船舶自动平衡调平系统正常运行，注重系统的养护和管理十分重要，按计划对系统及辅助设备作必要的检查、核对、保养、管路，确保其工作的精度。
主要包括以下几个方面：
（1）压载水系统主要设备和遥控检测设备的检查和管理
a.定期检查压载水舱、管系、阀件是否完好，防止水舱道门、管路、法兰连接处漏水。
b.定期清洗压载水滤器及部分管路去除海蛎子等杂物。
c.检查水泵运行平稳情况，特别注意轴承声响、振动和温度，及时消除轴封漏水；检测水泵运行中吸排压力指示和流量仪器是否正常；定期校对现场水泵的温度、吸排压力、流量指示与监控操作室系统监控显示屏内参数相符。
d.检查管路控制阀件启闭是否正常，定期加油活络保养；检查阀门关闭密封性是否良好；核对阀门启闭指示器位置是否正确，是否与遥控系统显示屏指示位置相对应。
e.定期检查压载水舱水位传感器信号与人工检测压载水舱的水位及液位指示是否相符和正常，了解测试值与整定值的对比计算。
f.定期检查压载水泵、阀门、遥控设备、监控设备是否正常。
g.定期检查遥控系统和辅助的摄像监视器设备是否正常，以便及时发现问题和及时解决问题。
（2）对遥控阀控制动力源设备的（常用压缩空气、液压油、电力为动力源）检查和管理
如船舶在零度以下寒冷环境时，需做好船舶设备的防冻保暖工作；
a.在零度以下寒冷环境时，对控制压缩空气管路、气阀需用保暖材料包扎，并在保暖层材料间加装电热丝保温，防止控制空气管路内的水汽结水或结冰，特别是在空气管路底部的管路、底部弯头、接头处容易堵塞控制空气管路，发现问题及时疏通处理。
b.定期检查和养护控制空气干燥净化装置，确保设备正常；防止控制压缩空气杂质、水分、油腻堵塞控制空气管路；特别是在空气管路底部管路、底部弯头、接头处容易堵塞控制空气管路；发现问题及时疏通处理。
c.定期对控制压缩空气瓶放泄瓶内残油、水等异物，净化空气。
d.定期检查控制空气管路，防止管路碰坏处、接头出漏气；发现问题及时解决。
e.在零度以下寒冷环境时，对液压油控制管路也需要用保暖材料包扎，并在保暖层材料间加装电热丝保温；防止液压油黏度增大，流动性差，造成遥控不灵敏。
f.定期检查液压油控制管路，防止管路碰坏处、接头出漏油；发现问题及时解决。
g.平时要确保液压油无杂质和水分，必要时要进行除水、除杂质过滤工作。
h.对电力为动力源的控制电气设备，要定期检查电气设备的绝缘，特别在高温高湿环境，做好电气设备的防水、防潮湿工作，注意控制电机是否有异常声响、振动和温度偏高等现象。
（3）压载水的管理
a.对压载水外排时，严格遵守海事局制定的特定区域压载水排放规范要求排放，以及压载水处理后按标准排放。
b.定期清除压载水舱内的污泥等杂物。
c.按压载水管理条例和操作规程等制度管理使用、操作压载水，既要满足船舶工作需要，又要满足压载水的管理条例并确保船舶的安全。
6 结语
总之，只要我们船舶管理人员认真负责和善加总结，一定会把更多更好的方式方法应用到实际船舶管理中去，以提高船舶压载水管理水平。
参考文献
船舶压载水处理方法综述 篇4
船舶压载水具有较强的流动性,是物种空间转移的主要途径。正是这种便利的随船运动方式使得外来生物在到达水域很快地繁衍生长,进而侵占本地物种的生长水域或直接破坏其生存环境,从而导致本地物种的消失和减弱,使港口的渔业遭受致命的打击,给当地造成巨大的经济损失[3]。
船舶压载水带来的生物入侵问题给人类造成巨大的经济损失,它已被世界环保基金会(GEF)认定为海洋面临的四大威胁之一[4]。
1999年,国际海事组织(IMO)、联合国发展计划署(UNDP)和全球环保基金会(GEF)合作实施《压载水管理项目》。目前,许多国际组织和科研机构正在研究治理压载水入侵生物传播的有效方法。
2004年2月13日,国际海事组织在伦敦通过了《国际船舶压载水和沉积物管理与控制公约》,以更好地管理和控制压载水的取排,具有国际法律约束力。《公约》旨在防止船舶压载水排放引起的外来物种入侵,病原体传播导致的环境、人类健康、财产及资源方面损害。
我国控制海洋生物入侵性传播研究已引起交通部、海事局等部门的极大关注,并于2002年成立了中国项目研究实施小组[5]。
1 压载水的定义
船舶空载时为了保持稳定性,在起航时要将一定量的海水抽进压载舱以增强抗风浪能力,到港装货时再将水排出,这部分海水称为船舶压载水。
油轮卸油后在回程途中,为保证规定的适航性,避免砰击现象或空船振荡,必须加装压载水。沿海油轮所需压载水量为总载油量的20%～25%,远洋油轮为35%～40%,恶劣天气为40%～50%,特殊情况下高达50%～60%。
2 压载水携带的有害水生物
压载水沉积物系指从船舶压载水中沉淀的物质,主要指压载含有的生物碎片、颗粒状有机物、生物胞囊、不溶性硅酸沿如粘土等悬浮物。压载水中的生物主要有:浮游生物、浮游动物、细菌和病原体等低等生物和一些鱼类。
2.1 藻类
我国沿海赤潮越来越严重,其重要原因之是外来生存能力较强的赤潮生物的危害。通过船舶压载水带来的外来赤潮生物主要有:洞刺角赤藻、新月园柱藻、方格直链藻等16种藻类。这些外来赤潮生物对生态适应性强、分布广,只要环境适宜,就可爆发赤潮,导致海洋生态系统的机构与功能几乎彻底崩溃。
2.2 斑马纹贻贝
原产于欧洲东部(黑海)的斑马纹贻贝随船舶压载水被引入欧洲西部和北部直至半个北美东部。它是一种表面有硬壳的生物,单体的斑马纹贻贝会聚集在一起成为大团,并沉积在所有可以依附的硬质表面。它取代了本地水生生物并改变了栖息地的生态系统和食物链,引起严重的底层构造和船舶沉积问题,阻塞了吸水管的入口、水闸和灌溉堤防。美国在1989～2000年间,为了从工业设备上清除斑马纹贻贝,造成了7.5～10亿美元的损失。
2.3 水母
1990年,美国的栉水母侵入黑海,吞噬了那里大量的浮游生物,使黑海的鱼苗几乎枯竭,不久这种水母又侵入了地中海。
3 在航船舶压载水的处理方法[6,7,8,9,10]
3.1 压载水深海置换
根据《国际船舶压载水和沉积物控制与管理公约》,进行压载水置换的船舶应在距离最近陆地至少200 n mile(nautical mile海里)和水深至少200 m以上的地点进行。如果船舶不能根据以上要求置换时则应尽可能远离最近陆地,并在任何情况下距离最近陆地至少50 n mile和水深至少200 m,港口国可指定区域让船舶进行压载水置换。
研究表明,沿海附近的有机物释放到深海,或者深海的有机物释放到沿海水域一般不会继续生存。
压载水深海置换又可分为排空法、溢流法、稀释法。
3.1.1 排空法
排空法又称为逐一更换法。指将船舶压载水用泵排放干净,清洗船舶舱底的沉积物,然后注入洁净深海海水。
这种方法的优点是:能够比较彻底地对压载水进行有效置换,三种置换方法中置换最为彻底的一种,并且完成压载水置换的时间也比较短。
该法的缺点是:由于排放压载水能够改变船舶的吃水差以及船舶的稳性,对船舶的固有剪力和弯矩也会产生影响,因此每个压载舱不能太大,这就会增加压载水舱的数量。排空的过程中,要进行仔细的计划和监控,维持船舶的稳定性和吃水差。在恶劣的天气条件下,为了保证船舶的安全航行,不适宜采用排空法。
3.1.2 溢流法
溢流法又称为注入顶出法。从压载舱底部泵入清洁深海海水,使原来压载水通过溢流孔从顶部排出的方法。
该法的优点是:不改变船舶的稳定性和吃水差,对船舶局部强度影响不大,不会产生货物移动位置的不良后果;使用该方法时,不需要进行周密的计算,船员的操作较简单;在恶劣天气条件下也可进行操作;对船舶的压载水管系不用作大的修改。
该法的缺点是:置换过程中泵和管系的压力增大,容易造成对管系的破坏;置换过程中压载舱压力增大同样也存在着危险;采用这种方法的船舶顶部要设计溢流的端口。目前,溢流法是在船舶上应用的最普及的一种压载水置换方法。
3.1.3 稀释法
稀释法是通过管路的设计,将清洁的海水从压载舱顶部注入同时从底部排出的方法。稀释法因涉及船舶设备、管路的改进或添置,因此仅仅在新船上使用。
3.2 机械法
3.2.1 过滤法
过滤法可直接滤去外来生物。通过选择合适网目的滤网,可以去除不同的生物种群。一般来说,50 um滤网可滤掉浮游生物,20 um的滤网能滤去大部分浮游藻类。但是压载水中含有大量的絮状物,容易堵塞滤网,因此对滤网要进行反复冲洗,比较耗能和浪费时间。因此过滤法通常用于压载水的预处理。
3.2.2 超声波法
理论上,超声波可以在局部产生数百度的高温和数百大气压的高压,从而将海生物杀死并粉碎。超声波功率在水体中的空化效应所产生的高压、冲击波、声流和剪切力能够有效地破坏藻类的细胞结构,抑制叶绿素的合成。有实验表明,当超声波的功率在500 W、作用时间为5 min时,能杀死水中100%的扁藻和金藻。
3.3 物理法
3.3.1 加热法
将海水加热到38～45℃,并保持一段时间,可杀灭大部分的水生物。利用船舶柴油机冷却水的余热加热压载水,达到杀灭有害水生物的目的,还可以合理利用能量,不会造成二次污染。不过该方法受到航线长短、压载水数量、环境温度等的影响。并且当海水温度达到50～55℃时,会引起大量盐分析出,形成积垢,腐蚀金属舱壁。
3.3.2 紫外线照射法
紫外线会导致微生物组成的部分如核酸(DNA和RNA)发生光化学反应。这种方法对于小的生物体比较有效,但是对于大的生物体比如浮游动物没什么效果。因此,这种方法的使用一般都是在过滤去除较大的微生物之后。
用紫外线照射压载水,可以杀灭水中细菌和其他微生物,处理过程不会产生二次污染,装置操作管理简便,运行成本低。该方法不能杀死所有有害生物,当海水浑浊度较大时,其效果会受影响。该方法与过滤法联合使用效果较好。
3.3.3 N2填充法
实验研究表明,由N2形成的惰性气体保护层能够对压载水中的生物的生长起到明显的抑制和部分致死的效果。N2能够抑制部分藻类的生长,降低藻类的繁衍速度并且可导致藻类形态的畸形变化。这种抑制效应对于小球藻和盐藻的表现要优于扁藻。N2填充的保持时间长有利于抑制作用的表现。
3.4 化学法
3.4.1 臭氧法
臭氧O3是一种强氧化剂,在环境中产生氧原子(O),能迅速杀死压载水中的微生物和病原体,而且不存在二次污染问题。臭氧处于一种高度不稳定状态,只能通过臭氧发生设备现场制备,费用较高,需要较高的管理维护水平,不适合用于船上压载水的处理。
3.4.2 氯化法
该法利用漂白粉、氯气及其衍生物杀灭水中的微生物。实验表明,氯浓度达到5 mg/l时能杀灭海水中99.85%的异养细菌、100%的弧菌和85.2%的粪大肠菌群;氯浓度达到20 mg/l时能杀灭海水中几乎所有的细菌。该方法在陆地被广泛使用,缺点是会加快舱壁的腐蚀,并放出氯臭味。
3.4.3 强电离放电法
大连海事大学白希尧教授利用强电离放电法进行压载水的处理研究。其基本原理是:采用强电场电离氧、水分子,使H2O、O2发生电离、分解电离和电荷交换反应,在分子层次上加工成羟基溶液,再把它加入压载水主输送管道内,在较低的浓度下就能有效杀灭压载水中的原生动物、藻类、胞囊、细菌等微生物。剩余的羟基药物和微生物尸体会分解为无害物质水、二氧化碳、氧以及微量无机盐,大幅度地净化了压载水水质,而且加工羟基药剂设备小,操作方便,运行成本低于航行更换压载水的费用。
4 已获得IMO认可的压载水处理设备[11,12,13]
近几年对压载水的处理技术的研究已经取得了巨大的进展,一些压载水处理的技术设备已经取得了IMO组织的最终批准,具有实船应用的价值。
截止到2010年,全世界共有8个压载水处理系统通过了IMO的最终审批,它们分别是:日本日立公司的“Clear Ballast”系统;韩国Techcross公司的“Electro-Clean”系统;挪威OceanSaver公司的“OceanSaver”系统;德国Hamann Evonik Degussa公司的“SEDNA”系统;瑞典Alfa Laval公司的“Pure Ballast”系统;芬兰Green Ship公司的“Sedinox”系统;韩国NK-O3公司的“Blue Ballast”系统;德国RWO海水处理技术公司的“Clean Ballast”系统。
这些压载水设备处理的基本原则都是进行分步处理:先把大的水生生物分离出来,再通过物理或化学的方法把微小的水生物去除。
4.1 Pure Ballast系统
瑞典Alfa Laval公司生产的压载水处理(Pure Ballast)系统研发起步较早,且已通过最终认可,在市场上使用相对较多。Pure Ballast系统采用了固液分离及紫外线消毒两种技术,不使用任何化学药剂。
它的主要工作原理是:进舱时,首先,压载水流经50 μm的滤器,滤器能去除海水中较大的杂质及生物,有效减少压载水舱沉积物的数量。然后,压载水流过AOT单元(Advanced Oxidation Technology深度氧化技术)。AOT利用紫外线结合二氧化钛(TiO2)光催化过程,在紫外线直接杀死生物的同时,产生大量羟自由基(-OH),破坏生物的细胞膜,达到消毒的目的。同时,这些自由基的寿命只有几毫秒,不会产生任何化学污染。AOT单元能有效杀灭那些未被滤器过滤的微生物。出舱时,按照进舱时同样的步骤再处理一次,保证进舱处理时存活下来的生物也被杀死。
经过测试,实验数据表明该系统处理的压载水完全能够满足IMO的压载水排放要求。
4.2 clean ballast系统
德国RWO海水处理技术公司生产的Clean Ballast系统,于2009年7月17日获得IMO的最后型批。它是一款无化学物质的压载水处理系统。该系统通常供船舶与港内停泊期间的使用。
它采用二级清洁的方法:开始用分离盘把一些大的生物清除;接着对细小的生物进行在线消毒。它不需要添加任何化学物质,因此不会对环境造成二次污染。
5 结论
船舶压载水的排放是目前海洋有害水生物入侵的主要途径。压载水携带的有害生物主要有藻类、水母、斑马贝等。
在航压载水处理方法主要有深海置换法、机械法、物理法、化学法。深海置换方法主要有排空法、溢流法和稀释法;其中排空法置换压载水最彻底,操作比较复杂;溢流法和稀释法的置换效果有限;目前使用的最为广泛是溢流法。机械法有过滤法、超声波法;物理法有加热法、紫外线照射法、N2填充法;化学法有臭氧法、氯化法、强电离放电法。
摘要：船舶压载水是船舶造成水污染的主要途径。船舶压载水含有的有害水生物主要有水藻、水母、斑马纹贻贝等。目前在航压载水常用的处理方法有的深海置换法、机械法、物理法、化学法。其中深海置换法包括排空法、溢流法和稀释法三种。
船舶压载水处理 篇5
应用臭氧氧化技术深度处理油船含油压载水的实验研究
油船含油压载水大量排放入海会对海洋生态环境产生较大的危害.在研究中,通过强电离放电技术制取高浓度臭氧,应用臭氧氧化方法来深度处理含油压载水,模拟实验表明在臭氧投加浓度达到120 mg/L,在较短的接触时间(2min)内,臭氧对不同浓度的含油压载水中的.油去除率可达到50%以上,同时使芳香族类物质显著减少,降低含油污水的生物毒性,处理方法具有可观的应用前景.
作 者：熊德琪 汪梅华 白希尧 作者单位：大连海事大学环境工程学院,大连,116026刊 名：环境污染治理技术与设备 ISTIC PKU英文刊名：TECHNIQUES AND EQUIPMENT FOR ENVIRONMENTAL POLLUTION CONTROL年，卷(期)：20056(2)分类号：关键词：臭氧氧化 除油 压载水 油船
EPT技术在压载水处理中的运用 篇6
关键词：压载水公约 水力旋流分离过滤 超声波预过滤 紫外线灭活 系统操作说明 模块维护
远洋船舶在实际营运过程中需利用货物配载或压进、排出压载水来维持船舶的稳性和航行安全。因压载水存在污染和活体生物随船移动到其他地区，极易造成当地水污染和生物入侵。由此船舶随意排放压载水的行为已被列为海洋污染的四大危害之一。
因此，2014年《压载水管理公约》生效后，压载水排放不符合公约要求的船舶将不能驶入IMO成员国港口，并将面临制裁和处罚。
船舶压载水管理指船舶注入压载水和排放压载水到异地水域前对其中的水生物进行灭杀处理，控制其在排放压载水中的存活率不超过限定标准值，达到排放压载水而不产生不利于接收港水域的影响出现。《压载水管理公约》规定的压载排放性能标准（D-2标准）如表格：
存活
水生物数量指标微生物允许浓度
≥50μm<10/M3有毒霍乱弧菌<1cfu/100ml或
1cfu/g浮游动物样品
大肠
杆菌<100cfu/100ml
实现这一目标的主要手段——通过在船舶安装使用获得认可的压载水处理系统（BWMS）来实现。目前已开发运用多种技术原理进行压载水有害生物和病原体的灭活处理。
压载管理系统的基本原理和技术可分为：
1. 机械法（过滤或分离）；
2. 物理消毒法（紫外线照射，脱氧）；
3. 化学处理法（抗微生物剂和药剂）。
一般压载处理系统采用上述技术的组合。目前国产BSKYTM压载水管理系统获得了CCS，IMO，KR，USCG（AMS）许可并开始在船舶安装运用。
BSKYTM压载处理系统采用EPT技术，该技术是以增强型物理处理为特征，其工作原理是水力旋分的过滤技术和超声 设备组成介绍：
水力旋分过滤（CY）：由于各海域的水质状态差别很大，浑浊海水中泥浆成分将大大影响紫外线照射杀菌的效果。特殊结构的水力旋分过滤有超强过滤泥浆能力，可以过滤98%以上≥50μm浮游生物和颗粒物质和85%以上10～50μm浮游生物和颗粒物质。
BSKYTM设备生产商海域试验结果表明：即使在海水浊度高达36～1 200NTU的条件下，采用水力旋流分离过滤器同样达到很好过滤效果，非常有效地滤除随压载水而来的沉淀物（泥沙及部分海洋生物）从而满足紫外杀菌对水纯度的要求。
BSKYTM压载水管理系统采用压载前端处理，拦截所有随压载时吸入的沉淀物（泥沙）并归属于原地，经EPT技术处理后的压载水进入压载舱。由于长航线期间压载舱内又会生成新的生物和病菌，为此在目的港排放时再选择EPT处理一次，以保证排放的压载水可以完全达标的。请注意：水样取样装置设在压载水排舷外阀的前端。
CY10规格的水力旋分过滤器在水压大于2Bar的条件下即能正常工作，旋分过滤技术采用旋力涡流原理无需滤芯和滤网，具有全免维护过滤能力，杜绝滤器堵塞和更换滤网的隐患。
28KHz超声波预过滤器（US）： 能够有效清洗管道内部，有效击破压载水中坚硬外壳的微生物，设备免维护。压载水经过超声波预过滤器时，水体中每个气泡的破裂会产生能量极大的冲击波，相当于瞬间产生几百度的高温和高达上千个大气压，这种现象被称之为“空化作用”，超声波清洗正是用水体中气泡破裂所产生的冲击波来达到杀菌灭活的作用。
单独超声波作用对微生物、细菌繁殖体有很强的杀灭作用，但对细菌芽孢的杀灭作用较差。为此再配合紫外线杀菌技术以达到杀菌灭活的指标要求。
紫外线模块（UV）：运用200～250mj/cm2紫外线剂量。紫外线可以杀灭各种微生物，包括细菌繁殖体、芽孢、病毒、真菌、和支原体等，细菌的主要成分是蛋白质，紫外线照射会使水体中细菌的蛋白质变性，从而实现杀菌效果。
紫外线杀菌是成熟技术，无毒、无腐蚀，无海水限制要求（如盐度等），可靠性高，操作维护简单。BSKYTM压载水管理系统紫外线模块中的灯管更换方便，并配有自动清洁装置、防破碎装置、衰减和寿命监测装置。
BSKYTM系统操作说明：控制单元设机舱现场控制和远程控制，便于管理与操作。
控制单元主界面包括“控制设置”：运行优先权、控制方位、手自动切换；“运行模式设置”：压载、排载、扫舱等切换；“控制选择”：统一、个别控制选择、运行、待机选择；“状态栏”：界面、报警控制、数据记录、系统设置；“信息栏”：信息收发、数据记录、报警、复位；在控制单元主界面上实施系统一键“启动”或“停机”并配置紧急状态下系统一键“应急停机”。
当需要压载操作时，以BWMS启动带动压载泵运行模式。
按键操作程序如下：
1. 【系统启动】首先设置“BWMS控制设置”、“运行模式设置”；然后在自动模式下点击“BWMS启动”（或按下启动按钮）一键启动系统；接着主界面将弹出显示窗显示启动过程状态；启动程序完成后自动打开进舱阀，最后系统保持正常压载。
2. 【系统停机】在正常压载过程中点击“BWMS停止”或按下停止按钮）一键停止系统；点击主界面左上角将弹出显示窗，显示停止过程，最后系统正常停止。
3. 【系统停机】系统运行中随时都可以点击“BWMS急停”（或按下急停按钮）一键急停系统。
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也可以以压载泵启动带动BWMS运行模式。按键操作程序如下：
4.【系统启动】首先将“BWMS控制设置”中的优先权切换到“压载泵优先”模式，然后在“自动模式”启动压载泵（在压载泵启动屏或遥控屏）一键启动系统，主界面左上角将弹出显示窗，显示启动过程，启动程序完成后自动打开进舱阀，最后系统保持正常压载。
5.【系统停机】在压载泵启动屏或遥控屏停止压载泵一键停止系统，电解停止后主界面左上角将弹出停止过程，最后系统正常停止。
6.【系统急停】在压载过程中随时点击“BWMS急停”（或按下急停按钮）一键急停系统。运行中系统部分重要参数无法达到正常水平时将提示报警并自动执行回流动作，起到安全保护作用。
压载泵出口压力连续15秒以上低于1.2bar时会影响旋分过滤效果，紫外线模块连续15秒以上温度高于70°以上时，紫外线透过率低于70%连续60秒以上时，紫外线剂量低于180MJ/cm260秒时，当系统流量大于定额定处理容量以上维持30秒以上时将自动回流保护。
BWMS系统以附加形式设置在传统的压载管系中，当需在符合要求海域进行海水置换时或系统出现运行可靠性问题未能得到及时处理时。仍然可按压载管系进行处理，但BWMS系统的相关数据还将连续保持记录。考虑到压载水的前期旋分过滤处理效果，排载时压载水将直接进入超声波预过滤器和紫外线模块。
超声波预过滤器（US）清洗&紫外线模块（UV）维护：
在主界面点击US超声预过滤器，将弹出“US清洗控制”对话窗口，在US清洗控制对话栏中选择自动/手动清洗模式以及清洗时间的设定。点击UV紫外线模块图标，弹出“UV紫外线模块擦洗”对话窗口，在该对话窗口中显示三种状态：闭锁，自动擦洗，手动擦洗，根据具体情况选择不同模式和设定擦洗需求信息。在“UV模块菜单”中显示UV灯管状态数据、擦洗状态以及控制功能。
船员在管理使用BSKYTM船舶压载水管理系统时，需了解该系统装置的组成与原理，熟悉控制端操作界面，了解正常启动7个阶段的组成，掌握相关维护操作，按设备操作文件操作以避免误操作，注意操作自动记录无法更改的特性，
《压载水管理公约》生效后，缔约国将对压载水处置都要进行法定检查，以确保压载水压进排出的安全，由此保存完整的操作自动记录将避免压载水排放的缺陷，维持船舶压载水处理系统的正常运行是当今轮机员面临的新课题。
船舶压载水防治措施探讨 篇7
关键词：船舶压载水,有害生物,生物入侵,处理方法
国际海事组织统计，全球船舶每年携带的压载水约有120亿吨，每天随着船舶压载水周游世界的生物多达7000种。当压载水排放时，所携带的生物也进入水体，因脱离原生态系统的束缚，可能大量繁衍，导致生态污染，危害当地生态、经济、人类的健康，被世界环保基金组织(GEF)列为危害海洋的四大威胁之一。2004年，我国由生物入侵造成的直接经济损失高达574亿元[1]，海洋生物入侵是主要原因，压载水的排放是海洋生物入侵的一个重要途径。我国拥有占世界总吨位3.4%的庞大船队，如何有效的处理压载水的问题值得探讨。
1 船舶压载水的管理
1.1 制度建设
压载水的管理法制先行，早在20世纪，美国、澳大利亚、加拿大等发达国家采用单边行动通过本国立法对压载水实施控制和管理。2004年2月，国际海事组织(IMO)召开的压载水管理国际会议通过《国际船舶压载水和沉积物控制与管理公约》，为全球海运界管理和控制船舶压载水提供了第一个全球性的统一的法定管理依据。巴西从2006年12月30开始，对所有抵达巴西港口的船舶要求必须配备经船级社或船旗国当局批准的《压载水管理计划》，否则将被罚以巨款和(或)面临延误。
我国对压载水的管理没有比较系统的法律规定，《中华人民共和国海洋环境保护法》、《中华人民共和国国境卫生检疫法》、《中华共和国进出境动植物检疫法》主要针对含油物质和来自疫区的压载水实施管理和控制，管理范畴有明显的局限性。作为远洋航运大国、国际海事组织的A类理事国，我国更应该以法律形式规定船舶压载水的行政管理、技术管理、技术标准控制等，确保压载水管理有法、有序地实施。
1.2 检验监督
(1)采样方法的优化：由于生物种类、生存环境、生长发育阶段以及对环境的适应性等因素的影响，活性生物个体的生命力各不相同，这就要求在采样的过程中，对不同的压载舱以及同一压载舱的不同位置进行系统的优化，从而促进对压载水中目标生物的客观识别。
(2)生物检测新技术的应用：生物监测必须能够准确、快速、随时、随地对生物做出定性和定量的判断，而传统的测试方法(如恢复培养法、计数法等)却很难达到这一目的。有资料显示[2]，荧光素2荧光素酶测定法、ATP+荧光素+O2荧光素酶氧化荧光素+AMP+PPi+光方法和SeaWiFS法是目前检测微生物较快的方法;Flow cytometry、FISH(fluorescence in situ hybridization)、(rRNA)FISH等仪器能较快和较准确的测定压载水中的细菌。
(3)目标生物的确定：整合海事部门、海洋研究所、环保部门、高校等的技术力量，对国内各港口水域生物基线(生物多样性)进行调查，了解海洋生物种类、特征、分布等详细资料，形成数据库，并通过理论分析和实验检验的方法，对压载水中物种进行生物学特征和生态影响的研究，最终确定港口海域应防范的目标生物。并在港口敏感水域设置监测站，对水质及生物进行例行监测，及时掌握水质变化和生物群落变化，对可能产生的海洋生态危害采取及时的措施，将损失减少到最低程度。
(4)海洋生物地理信息系统(OBIS)的开发应用：海洋生物地理信息系统是一个用于考查生物多样性、分布及数量，跨越时间和空间变化的海洋生物和环境数据库，是加强海洋综合管理，保护好海洋生态环境，预防海洋生态灾害(如压载水危害、赤潮等)，维护国家海洋权益有效方法。海洋生物地理信息系统在压载水管理上的作用表现在以下方面：一是根据船舶压载水的来源，预测其携带的生物类型，筛选目标组分，进行有针对性的处理;二是通过例行监测适时掌握港口水域生态变化，评估其潜在生态危害，并采取有效措施。2000年，为期10年的“国际海洋生物普查计划”正式实施，该计划在全球尺度上评估和解释了海洋生物分布、丰度和多样性，并将普查结果建成了海洋生物地理信息系统供海洋学界免费查阅。于子江等[3]开发研究的“河北海洋环境保护地理信息系统”是海洋生物地理信息系统在国内的一次有益尝试。如何将海洋生物地理信息系统与压载水的管理进一步有效结合起来是一个值得探讨的课题。
1.3 人员培训
(1)加强海事主管机关、航运公司和船员(特别是大副、三管轮等船舶压载水管理和操作人员)的制度培训，全面了解压载水管理公约和规则。
(2)加强船员压载水置换、处理、检测的技术培训，并将其作为海员上岗培训、考核的操作技能。
(3)加强执法人员相关法规、技术的培训，提高自身的执法能力。同时，还应逐步建立和完善压载水监管的技术手段，提高压载水监管的有效性。
2 船舶压载水的处理
为了更有效地控制船舶压载水传播外来生物，国际海事组织(IMO)和一些海洋国家科研机构开展了船舶压载水处理方法的研究。就目前而言，压载水的处理主要有以下两种方式：一是船上进行压载水的深海置换或无害化处理;二是在目的地港口进行岸上压载水集中回收处理。但后者存在当地政府投资及港口设施维护管理等问题，故从长远角度看，前者更具有优势。
2.1 深海更换压载水
深海更换压载水要求船舶在航行途中，在水深超过500 m、离岸超过200 n mile(或航行超过48 h)的深海处更换压载水，且压载水容积置换率必须达到95%。目前比较成熟的压载水置换方法有排空法、溢流法、稀释法。压载水置换能减少有害水生物和病原体传播，但作业受船舶结构，如船舶稳性、船体应力、谐振、纵倾、螺旋桨浸水深度等的限制[4]，且存在能耗过高、操纵性操纵运行时间长等问题。有学者认为，公海交换压载水只是一个暂时的措施，从长远角度看，最好的方法是在船上无害化处理压载水[5]。
2.2 船上无害化处理压载水
国际上在船舶处理压载水的方法主要有两种：一种是非活动性物质处理方法，主要利用固─液分离去除压载水中的水生物和其它颗粒物质，典型的有过滤法;另一种是采用活性物质处理方法，即灭活压载水水生物和微生物，典型的有加热法、紫外照射法、化学氧化法(如臭氧氧化法、氯氧化法、电解海水法、羟基自由基法)。常见方法见表1。
由表1可知，这些方法一定程度上缓解了压载水污染问题，但从单一方法出发，其合理性和可行性都存在一定的问题，很难同时满足IMO提出的安全性、有效性、环保性、可操作性和经济性五方面要求。目前，针对压载水的研究体现在以下两个方面：
(1)对有关技术进行论证、改进或参数优化，提高其处理效率，降低其负面影响。以电解法为例，国际上对电解法处理船舶压载水存在较大的争议：一是可能造成二次污染;二是船体金属的腐蚀问题。针对电解法引起二次污染问题，曾晓燕[6]进行了验证试验，发现采用高性能的电极电解压载水具有可行性，产物中有一定的氯仿产生，但对环境的影响不大。针对电解法对压载舱金属腐蚀问题，宋永欣等[7]研究发现该法对压载舱金属腐蚀有一定的影响，但影响不大，且受余氯浓度和腐蚀时间的影响;党坤等[8]采用原生海水模拟压载水进行电解处理，以初始余氯为4.0 mg/L时，能杀死99.99%的细菌和72%的藻类及部分原生动物，并通过“保持低余氯”和“充氮脱氧后排放时电解”两种方案有效解决了金属的腐蚀问题，在初始余氯小于5.0 mg/L的情况下，其运行费用小于3.5美元/(1000m3)。
(2)通过两种或两种以上的方法联合处理，相互补充，以中远集团承担的国家科技支撑项目——《远洋船舶压载水物理净化处理技术课题》为例，其研究成果采用过滤(预进气式气体辅助液体反冲过滤器自清洗技术)和紫外灭活相结合技术，达到国际领先水平。
3 新型环保船的研究
近年来，有人把目光集中在无压载水船舶的设计制造上。比较典型设计方案有美国密歇根大学米希尔·帕森斯博士提出的V型船身无压载水水舱船舶、贯通流系统船身无压载水水舱船舶、单一结构船身无压载水水舱船舶，日本造船研究中心(SRCJ)提出的无压载船(NOBS:no-bal-lastwatership)。纵观这四种设计，其原理不外乎以下几种：(1)增加船舶水下深度;(2)改变船体底部结构，即将原封闭式压载舱改为开放贯流式;(3)加宽船体，增加船体水平面积来提高稳性。目前部分设计已用于实践，如荷兰代尔夫特大学(Delft University)利用单一结构船身原理试造了一艘载重量4,000t，船速14节的无压载舱船舶。从其试航检测的各种设计参数来看，其效果基本上达到所谓真正无压载水舱船舶的标准。
无压载水船舶的设计一定程度上可以减少了压载水的排放，特别是风平浪静的海况下航行时，可以实现压载水的零排放，但在恶劣海况下航行时还是须在备用水舱中打进一定量的压载水，增强其船体的安全稳性。故通过无压载水船舶的设计，彻底解决压载水污染问题，还必须经过广大科研工作者的努力。
4 结语
综上所述船舶压载水的防治应以防为主，防治结合，重在管理。
(1)立法是压载水管理的基础，并采取行之有效技术手段，从根源杜绝压载水污染事故的发生。
(2)无害化处理是压载水管理的必要手段，通过现有技术的优化或技术组合或新技术的开发，使其接近甚至真正实现安全性、有效性、环保性、可操作性和经济性。
(3)无压载舱船舶的设计是压载水管理的有力补充，将环保性能作为船舶设计的重要理念，从源头减少压载水的使用，实现压载水的少排放甚至零排放。
参考文献
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[2]孙雪景,张硕慧.压载水处理技术有效性分析.中国海事[J].2006,(10):34-38.
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[7]宋永欣,等.电解法处理船舶压载水对压载舱金属腐蚀的影响.大连海事大学学报[J].2005,31(3):45-46.
船舶压载水引发赤潮的风险评价 篇8
船舶压载水引起的赤潮涉及的方面很广, 船舶、港口、航运及全球相关的影响等。目前, 我国对船舶压载水的风险评估还处于起步阶段, 而针对船舶压载水引发赤潮的风险评估的研究更是少。因此, 风险评估中不可避免地会遇到一些困难。对此, 本文拟通过对风险过程的分析, 借鉴赤潮风险评价和生物入侵风险评价领域的先进思想, 通过设计问卷调查表, 利用专家打分法提出船舶压载水引发赤潮的风险评价模型, 以充分利用专家经验、调和各种信息数据和相关文献资料, 并将定性分析结果半定量化, 对船舶压载水引发赤潮的全过程进行综合考虑, 提出一简单实用的模型。
1 风险识别与分析
首先通过对船舶压载水引发赤潮进行风险识别 (见图1) , 可找出相关的致灾因子, 这是风险评价的基础。
2 压载水引发赤潮的风险评估模型的建立
通过研究和分析影响由压载水引发赤潮的风险性的各种因素以及这些相关因素的地位、作用和相互之间的关系, 对引发的赤潮灾害建立多层次、多方面管理的综合性预测体系, 对其可能的入侵地区, 频率, 强度等进行预测。由于目前相关的环境资料数据和压载水引入的赤潮生物的数据信息不全, 所以采用专家打分法进行评估, 针对压载水引发赤潮风险过程的识别结果, 结合各相关信息和文献资料, 设计的问卷调查评分表见表1～5。问卷调查为不记名打分, 由若干位 (不小于1 0位) 专家对问卷按5分制打分后, 按表要求进行平均得到评价指标的分值。评分标准利用中国外来生物物种基础信息数据库[2]的信息评判相关数据指标。
本论文采用德尔斐法来确定各指标的权重值。最初拟定1 0位专家, 不断累积调查结果, 用算术平均法计算其权重值 (权重值按百分制进行打分) , 见表6。
将表1～6的结果按下式统计出结果。
赤潮爆发风险评价结果：
评价结果可信度：
为了便于定量化和进行计算, 同时考虑风险的差异, 把评价因子的分值定为1～5。分值为1代表无风险;分值为2代表有风险较低, 可以不用考虑它带来的风险;分值为3代表中度风险;分值为4代表风险较高;分值为5代表高风险。分值越低, 越接近1, 则风险越低;反之, 分值越大, 越接近5, 代表风险越高。
由于目前的研究现状, 很多问题没有明确的研究结果, 所以由专家自己为每一题的可靠性进行评价, 最后综合得到评价结果。
3 结语
本文通过对已有文献资料分析、相关生物调查和专家咨询, 结合压载水生物入侵的特点、影响因素和压载水的排放方法, 设计专家问卷评分表, 采用专家打分法进行评估, 初步建立了由船舶压载水引发赤潮的风险评估理论体系。该法综合考虑各影响因素, 充分利用专家的经验, 将各信息和研究成果调和在问卷中, 形成可操作性、可靠性较强的简单实用的评估方法, 为压载水管理提供帮助。
参考文献
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压载水处理系统市场现状及趋势 篇9
在新规则的强制作用下, 全球众多船舶均需安装压载水处理系统, 市场前景十分看好;与此相应, 压载水处理系统的研发成为船舶配套市场的新热点, 国内外众多的船舶配套企业都推出了各具特色的船舶压载水处理系统, 该系统设计研发与市场推广进展得如火如荼。
一、压载水管理公约简介
1. 公约背景
为了控制和防止船舶压载水传播有害水生物和病原体, 国际海事组织 (IMO) 于2004年2月9日至13日, 在英国伦敦IMO总部召开了船舶压载水管理国际大会。大会通过了《船舶压载水及沉积物控制和管理国际公约》, 简称压载水管理公约 (BWM) 。
公约规定的生效条件是, 在获得占世界商船总吨位35%以上的至少30个国家批准之后的12个月内生效。截至2012年5月, 占世界商船总吨位26.46%的33个国家已经加入2004压载水管理公约, 离生效期已不远。
2. 公约要求
压载水公约生效后, 船舶应备有一份经批准的压载水管理计划和压载水记录薄。压载水管理计划的制定应参照IMO通过的压载水管理和制定压载水管理计划导则 (G4导则) 。船舶压载水的
注:*上述提及的“压载水容量”系指船上用于承载、装填或排放压载水的任何液舱、处所或舱室, 包括被设计成允许承载压载水的任何多用途液舱、处所或舱室的总体积容量。**对于2009年前建造的船舶, 和2009年及以后但在2012年前建造的压载水容量≥5000m3的船舶, 上表“D-2标准强制实施日期”栏中注明的“2014年”和“2016年”为:该船舶应在不迟于其2014年或2016年的交船周年日之后的首次期间或换证检验 (取早者) 时满足D-2标准的要求。***考虑到压载水处理技术及经型式认可的系统的可获得性, IMO在A25大会上通过了A.1005 (25) 决议, 对2009及以后年建造的压载水容量小于5000m3的船舶, 推迟安装压载水管理系统:根据主管机关决定, 对2009年间建造的船舶, 在其第二个年度检验但不迟于2011年12月31日前, 将不要求一定安装压载水管理系统。
排放应分阶段符合下述标准:压载水置换标准 (D-1标准) 或压载水性能标准 (D-2标准) 。
D-1标准要求:进行压载水交换的船舶, 应满足公约第D-1条的压载水交换标准。压载水容积的交换率应至少为95%;或对每个压载舱应注入并排出三倍容积的压载水量。
D-2标准要求: (1) 每立方米中最小尺寸大于或等于50微米的可生存生物少于10个; (2) 每毫升中最小尺寸小于50微米但大于或等于10微米的可生存生物少于10个; (3) 排放的指示微生物不应超过如下规定的浓度: (1) 每100毫升小于1cfu的有毒霍乱弧菌 (O1和O139) (cfu=菌落形成单位) 或小于1cfu 1g的浮游动物样品 (湿重) ; (2) 每100毫升250cfu的大肠杆菌; (3) 每100毫升100cfu的肠道球菌。
3. 公约影响
压载水管理公约是IMO通过的第一个涉及生物入侵方面的海洋环境保护公约, 将会对各国船公司产生重要影响。根据公约要求, 2009年建造的部分新船应满足D-2标准;到2016年, 所有的船舶都应满足D-2标准。
我国作为船舶修造大国, 同时有庞大的船队, 压载水管理公约的实施对配套设备的研发、造船业及航运业的发展均具有较大影响。
(1) 压载水处理设备的研发充满挑战。压载水处理系统被IMO强制要求安装, 它集水处理技术、自动控制、分离技术等多学科、高技术含量元件于一体, 技术水平很高, 而我国船配技术一直落后于国际先进水平, 研发出能被广泛接受产品的难度非常大。虽然我国的青岛双瑞、青岛海德威、中远工业的压载水系统已取得了很好进展, 但与国外企业已获取批量订单相比, 仍存在巨大差距。
(2) 给船舶建造带来较大影响。由于发动机安装区域空间有限, 压载水处理系统的体积大小至关重要, 对船舶尤其是小型船舶的影响较大。而且, 加装压载水处理系统还可能带来安全隐患, 造成或引发在原本船舶设计制造过程中没有充分考虑到的船体钢板、油罐顶部、船艏和通气管路等处的额外应力效应等问题。虽然船界对无压载水舱船舶开发有了一定的研究, 这也是解决压载水海洋污染问题的可行措施之一, 但其推广应用还存在不少技术、经济方面的困难, 投入实际运营还需要很长的时间。
(3) 船东将面临严峻挑战。压载水处理系统将使船舶的营运费用增加, 系统运行需要消耗更多电力, 且系统本身价格也较昂贵。一艘10万吨级的散货船要安装完全达到D-2标准的压载水处理系统需要50万美元。同时, 由于实际运用经验少, 为特定船舶选择最适合的压载水处理系统也较为困难。
二、压载水处理系统市场现状
1. 技术现状
压载水处理技术分为使用活性物质的方法和不使用活性物质的方法两大类。具体处理系统采用的技术有光催化技术、电催化技术、臭氧灭菌技术、电解海水技术、脱氧技术等。
目前, 全球用于压载水处理的技术多达十几种, 根据理化特性的不同, 可分为三大类, 即机械处理法、化学处理法和物理处理法。
对于50微米以上的生物大都使用过滤、旋分方法或两者的结合。过滤是通过自动反冲洗功能的迭片式或固定的筛网过滤超过一定尺寸的固体;旋分是通过高速水流产生离心力使悬浮液中的固体沉降分离的技术。对于10~50微米之间的生物使用物理或化学方法。物理方法:紫外、脱氧、空洞、超声波或絮凝。化学方法:氯化、电解氯化、臭氧、二氧化氯、过氧乙酸、过氧化氢、维生素K等。
从上述技术构成比例可以看出, 电解和紫外线两种方式是目前压载水系统最主要采用的方式吗, 各供应商推出的产品也基本局限在这两种方式上。大部分压载水处理系统有两个基本处理过程:液相-固相分离去除压载水中包括较大生物在内的颗粒物质;消毒 (灭活) 压载水中的生物和微生物。
2. 市场现状
自国际海事组织 (IMO) 于2004年通过《国际船舶压载水及沉积物控制和管理公约》以来, 经过船舶工业界多年的探索, 压载水处理技术日趋成熟, 相关产品市场更是方兴未艾。
压载水处理系统批复通常需经历3个阶段, 首先为I-MO的基本批复 (Basic Approval) ;接着为IMO的最后批复 (Final Approval) , 包括测试压载水系统对船员、船只和环境是否安全;最后是挂旗国的型式批复, 由挂旗国监测系统是否符合标准。型式批复需要在6个月内三次装船海试。
注:数据截至2011年底。
据不完全统计, 截至2011年底, 全球已有60多种压载水处理系统面世或处于研制进程中, 有22种压载水处理系统通过IMO的最终认可和各国主管机关的型式认可, 开始批量化生产。
三、压载水处理系统主要供应商状况
从获得IMO和各国主管机关认可的压载水处理系统看, 主要的生产商主要分布欧洲、韩国和日本, 中国配套企业虽然发展相对滞后, 但目前也有4家企业已经获得认可。下面主要就集中重要的产品进行介绍。
1. 国外主要供应商
(1) 瑞典Alfa Laval
热交换、分离和流体处理是Alfa Laval (阿法拉伐) 核心业务的3项关键技术, 这些技术对各行各业均具有重大意义。阿法拉伐相关业务领域一直占据着全球领先的市场地位, 船舶行业也不例外。
Pure Ballast是压载水处理系统由阿法拉伐与Wallenius Water AB公司联合研制并于2006年12月正式推出;2007年7月, 该系统获得IMO最终认可;并在当年获得德国船东的1.2亿瑞典克朗的订单。
Pure Ballast压载水处理系统应用了阿法拉伐与Wallenius Water AB公司共同开发的Wallenius AOT技术, 具有以下特点:不适用化学药剂、对环境影响小、可自动处理、操作简单、内置自净系统、使用及维护费用低、使用范围广 (设计处理能力为250~5000立方米/小时) 。
在最早推出压载水处理系统并获得认可后, 阿法拉伐迅速占领了市场先机, 过去几年来的市场份额一直位居全球第一。2011年11月, 阿法拉伐推出了压载水处理系统的第二代产品Pure Ballast 2.0。该产品进一步大大降低了能耗, 操作更为简便;同时, 阿法拉伐还推出可用于有防爆要求船舶的Pure Ballast EX版系统。
(2) 韩国Panasia
与阿法拉伐相比, 韩国Panasia公司推出压载水系统的时间相对较晚, 但其发展较为迅猛。截至目前, Panasia公司推出的Glo En-Patrol压载水处理系统的市场份额升至全球第二位, 仅次于Alfa Laval。
Glo En-Patrol压载水处理系统为Panasia于2009年9月获得型式认可, 系统包括过滤部分和紫外线杀菌2个装置, 对压载水进行两次净化处理, 最大优点是完全采用物理净化处理方式, 而不使用化学物质, 故不会产生二次污染。每台价格为数亿韩元。
在Panasia大力的市场拓展推动下, Glo En-Patrol压载水处理系统迅速获得市场认可。2009年, Panasia在美国设立合资公司C&C Panasia。2011年, Panasia一方面新建工厂扩充产能, 另一方面, 先在上海设立办公室, 随后分别成立了日本Osaka办事处和荷兰鹿特丹办事处, 逐步在全球主要造船国家和地区构筑销售网络。2012年3月中旬, Panasia中国的公司———广州分公司开业, 是继在上海设立办公室之后, 在中国市场的又一次战略扩张步伐。截至2012年9月, Panasia已获得250艘船舶的压载水处理系统合同订单, 且其中的部分订单已经交付。
除Glo En-Patrol系统外, Panasia还于2012年6月推出了一种新型压载水管理系统Glo En-Saver, 该系统是基于SMART电解技术, 已提交给IMO批复。若该系统获得获批复, Panasia将成为继现代重工之后, 韩国第二家拥有两种压载水处理系统 (紫外线和电解) 的企业。
(3) 挪威Ocean Saver
Ocean Saver压载水处理系统是挪威Ocean Saver公司于2009年4月推出并获得型式认可的。该系统采用了了Oceansaver的Mark I技术, 包括过滤、空化、消毒、氮饱和等, 过滤器和空化装置安装在泵房, 而消毒装置和氮系统则安装在主机房和套管区域。
同时, Ocean Saver于2011年3月推出压载水管理技术升级版本———“MarkⅡ”。此前的“MarkⅠ”版本适用对象为苏伊士船型及以上的大型船舶, 运行步骤包括过滤、消毒、去氧等4个步骤;而推出的“MarkⅡ”二代简化版本将可适用于中型船舶, 运行只需2个步骤。由于简化了大量铺管安装工作, 能源消耗也大幅减少, 安装成本可减少50%, 运行成本也显著降低。2012年3月, Ocean Saver的“MarkⅡ”压载水处理系统也成功获得挪威船级社 (DNV) 的型式批复, 而且被订购用于中国渤海船厂建造的2艘苏伊士油船和韩国SPP船厂的4艘散货船上。
(4) 韩国Techcross
Techcross (泰科勒斯) 是韩国另一重要的压载水处理系统供应商, 其2008年底已推出Electro-Cleen System (ECS) 压载水处理系统, 并获得型式认可。ECS系列产品是泰科勒斯针对安装空间狭小的船舶推出的压载水处理系统, 该系统设备不涉及压载泵及压载管路, 也无需安装过滤器, 能在很大程度上节省船舶机舱空间, 故对于安装空间狭小的船舶来说, 该系统能提供很好的解决方案。同时, 泰科勒斯还研发了每小时能处理1000立方米船舶压载水的系统设备ECS1000A, 该系统能为安装空间狭小的大型船舶提供更好的压载水处理方案。
虽然在市场推广上, Techcross稍稍落后于Panasia, 但其近年来的发展同样出色。2011年1月, Techcross为现代重工建造的1艘31.7万载重吨VLCC提供ECS压载水处理系统, 成为首家为VLCC提供压载水处理系统的制造商。2012年以来, Techcross更是连续有所斩获, ECS压载水处理系统手持订单不断增加。不仅实现了与瑞士地中海航运 (世界第二大集装箱船航运公司) 的首次合作, 将在2012~2013年为该公司订造的4艘8800TEU集装箱船安装ECS;还与地中海航运签订合同, 为其订造的9.2万吨和10.5万吨散货船配套ECS。此外, Techcross还承接了中国一家航运公司的两笔订单, 为其订造的4万吨和18万吨散货船配套ECS。2012年三季度, 泰科勒斯的2套ECS-B4000型压载水处理系统将相继安装在2艘18万载重吨散货船的机舱内, 该系统是目前世界上处理容量最大的船舶压载水处理系统。此外, Techcross还将为日本一家大型航运企业进行现有船舶改装并安装ECS。
在ECS压载水处理技术不断提升以及实船运行表现良好的带动下, Techcross产品已引起越来越多航运和造船企业的关注。截至2011年年底, 该公司共手持220艘船舶的压载水处理系统订单, 其中50艘已经成功安装了ECS压载水处理系统并交付。
(5) 韩国NK公司
NK公司为韩国另一个重要的压载水处理系统供应商, 其推出的“NK-O3 Blue Ballast”压载水处理系统在2009年底获得IMO最终任何和韩国主管机关的型式认可, 该压载水系统采用臭氧技术处理方法。
NK的压载水处理系统的订单主要来自日本和韩国, 同时也积极在开拓中国市场。
日本方面, NK研发的压载水处理系统已成为日本三菱重工的首选基本设计模板, 在日本受到广泛认可。2011年3月, NK公司与日本船厂签署价值3600万美元的协议备忘录, 为25艘船舶提供压载水处理系统, 包括集装箱船、散货船和油船。韩国方面, 2011年9月, NK公司获得现代重工建造的VLCC压载水处理系统订单。
NK还在积极拓展中国市场。一方面, NK利用与日本航运公司的战略合作关系, 获得中国船厂建造的VLOC的订单。如2011年底, NK获得大连中远造船工业建造的3艘VLOC压载水处理系统, 船东为日本航运公司, 该航运公司的散货船、LNG船、VLOC均采用了NK公司的压载水处理系统。该型船使用的“NK-O3 400”型压载水系统是NK公司最大的压载水系统产品, 单套价格约20亿韩元 (170万美元) 。另一方面, NK公司还积极与中国船厂谈判, 推广其压载水处理系统。
目前, 在韩国范围内, NK公司获得的订单数仅次于Panasia公司和Techcross公司, 手持订单超过60艘船舶的压载水处理系统订单。
(6) 韩国现代重工
现代重工是韩国重要的重工性企业, 其业务范围涵盖船舶、发电机械、工业成套设备、电子电气系统、建筑设备、绿色能源等七大板块。依托强大的船舶工业技术实力, 现代重工在压载水处理系统方面也有出色表现, 而且还是全球为数不多的拥有两种技术 (紫外线和电解) 的压载水产品供应商。
2011年3月, 现代重工推出的紫外线技术的“Eco Ballast”压载水处理系统获得韩国主管机关的型式认可。该系统由过滤器和紫外线发生器两部分组成, 不采用化学处理方式, 不产生化学物质, 对压载水舱、船员和环境无不利影响。
2011年10月底, 现代重工又推出了电解技术的“Hi Ballast”压载水处理系统, 并获得了韩国国土、运输和海洋事务部的最终型式批复。该系统通过电解法对压载水进行处理, 能去除有机物、沉淀物和悬浮颗粒, 电极采用了特殊涂层, 能减少电力消耗, 处理能力为8000立方米/小时。
面临未来庞大的市场需求, 现代重工正加大推广力度, 不断加强其在压载水处理系统市场的竞争力。
2. 国内主要供应商
(1) 青岛海德威
“海洋卫士” (Ocean Guard) 压载水处理系统由青岛海德威公司于2002年开始研发, 2010年10月获得国际海事组织 (IMO) 签发的最终认可证书, 2011年3月获得中国船级社 (CCS) 签发的型式认可证书, 使系统在实船上的应用更近一步。该系统具有结构紧凑、体积小、功耗低等特点。
2011年7月, 海德威与意大利船东Costa Crociere达成合作, 实现中国压载水处理系统出口订单零的突破。而且, 在2011年11月, “海洋卫士”压载水处理系统获挪威船级社 (DNV) 型式认可证书, 成为第一个获得DNV型式认可的非欧洲品牌。
近两年来, 海德威压载水系统订单承接表现不错。国内方面, 获得了上海打捞局多用途海洋拖船、台湾阳明海运系列集装箱船压载水处理系统订单;国外方面, 接获了希腊Tomasos Brothers和Sea Pioneer两个航运公司5船套防爆型压载水处理系统;接获新加坡海工运营商POET的2艘PSV、2艘MPSV的压载水系统订单。
不断获得海外订单, 说明海洋卫士压载水处理系统已获得认可。目前, “海洋卫士”压载水处理系统的安装实例及订单, 已经涵盖了散货船, 集装箱船, 油船, 豪华游轮, 科考船, 多用途船, 半潜船, 拖轮, 平台供给船, 海巡船等各种船型, 并可为客户提供各种参考设计安装经验。在出口方面, 海德威始终保持着中国出口数量最多的压载水处理系统供应商地位。
同事, 海外订单获得与续签, 使得海德威更重视产品售后服务网络的重要性。目前, 海德威已在全球56个国家建立了120个服务网;此外, 海德威还为全球各合作伙伴提供专业的培训, 以提升服务质量, 保证客户满意度。在未来的发展中, 海德威仍会继续将全球服务网络的完善作为重点工作, 不断加强对合作伙伴的专业培训, 并逐渐行成区域管理模式, 加强网络的统筹和管理。
(2) 青岛双瑞
Bal Clor压载水处理系统是青岛双瑞公司与中国船级社联合于2007年开始研制, 历时4年后, 2010年8月获国际海事组织 (IMO) 的最终批准, 是我国首家获得IMO最终批准的压载水管理系统。随后, 2011年1月, 该系统获得中国船级社型式认可证书, 系统获准安装远洋船舶, 是全球首套获中国船级社型式认可的系统。
在获得中国船级社型式认可后, 青岛双瑞随后即向DNV提出型式认可申请。挪威船级社是被船东广泛接受的国际权威认证机构, 在世界各国船东、船厂和设计院中享有盛誉。获得DNV型式认可, 对青岛双瑞开拓国际市场意义重大。
2011年3月, 青岛双瑞到挪威船级社总部详细介绍了其产品的工作原理、技术设计、陆基实验和实船实验过程与结果, 以及国际海事组织批准情况等。2011年8月, 挪威船级社总部到中国对青岛双瑞及其陆基实验基地、实验设施, 水样采集、运输、保存、测试细节及原始记录和第三方检测机构等均进行了严格审核, 结果完全满足国际海事组织和挪威船级社要求。再经过多个回合的技术细节沟通、资料补充提交和评估, 青岛双瑞产品终于在2012年8月获得DNV型式认可证书。
青岛双瑞的年生产能力大致为100台, 产业化基地已于2011年正式动工, 致力于形成年产1000台的能力。而且, 公司还在着手建立较完善的全球售后服务网络。
2012年4月中旬, 青岛双瑞产品首次交付使用, 对公司产品的市场化进展意义重大。截至目前, 青岛双瑞已承接了山海关造船重工、中国海运集团等7家国内外船厂、船东的订单, 船型包括32万吨VLCC、集装箱船、散货船等。目前, 其手持订单达到29船套, 共计38台设备。
(3) 中远集团
海盾压载水处理系统 (Blue Ocean Shield) 是由中远集团 (COSCO) 旗下中远造船工业公司和清华大学联合研制的模块化压载水处理系统。该系统采用过滤加紫外线技术, 过滤系统位于紫外线系统之前, 其作用是去除颗粒物等杂质, 同时去除50微米以上的浮游生物, 过滤系统运行和反冲洗不影响紫外的处理过程, 反冲洗液排放到采水海域中, 紫外线系统产生合适剂量的紫外线, 能够有效灭活被处理水体中的藻类和细菌等微生物。
该系统于2011年被列为“十一五”国家重大科技成果, 拥有完全自主知识产权。系统结构紧凑、体积小、安装简便易维护, 适用于散货船、集装箱船、工程船、油船等多种船型。
2011年, 海盾压载水处理系统分别获得IMO最终认可和中国船级社的型式认可。2012年5月底, 该系统首次成功安装使用。系统安装在南通中远川崎建造的5.8万吨散货船上, 处理能力为700立方米/小时。通过压水、排水、反冲洗等一系列测试表明, 各功能均满足CCS装船要求。
此外, 依靠中远旗下修造船厂的支持, 中远造船还提供产品选型设计、安装布置及最终的安装服务;而且, 依托中远集团及在世界各地的航运和服务网络, 中船工业公司能为客户提供快速、果断、准确、周到、彻底的服务。
3. 供应商竞争情况分析
按照目前获得型式认可的压载水系统来看, 市场上获得普遍认可并能够承接到较多订单的供应商主要来自欧洲和韩国。欧洲方面, 主要是瑞典阿法拉伐 (Alfa Laval) 和挪威Ocean Saver;韩国方面, 主要是Panasia和Techcross, 现代重工与NK公司也表现不错。
而由于目前压载水管理公约尚未生效, 故船东运营的船队尚未有必须安装压载水处理系统的强制要求, 即目前的需求并未释放。因此, 目前即便发展较好的压载水供应商的手持订单也只在200艘左右的水平。依据目前业内相关的统计数据, 瑞典阿法拉伐手持订单大致200艘船舶的压载水订单, 处于全球领先的地位;韩国企业中, Panasia与Techcross大致相当 (Panasia稍微领先) , 均手持接近150艘船舶压载水系统订单, 韩国NK公司与现代重工低于第二集团水平, 两者合计手持约100艘船舶的压载水订单。
而日本与中国方面, 主要的船用压载水供应商手持订单量大致相当, 均大致为20~30艘船舶的水平。
可以看出, 目前压载水处理系统的市场并未被少量的供应商所统治。一方面, 压载水处理公约尚未生效, 大量需求还没有释放, 即尚有大量市场份额可供市场广泛竞争。另一方面, 目前获得I-MO最终认可和各国主管机关型式认可的压载水处理系统数量较多, 且各发展较好企业的技术实力相差并不大, 市场竞争处于相同水平。
四、压载水处理系统前景
根据压载水管理公约要求, 2009年建造的部分新船应满足D-2标准, 到2016年所有的船舶都应满足D-2标准。因此, 船舶需安装经检验发证的压载水处理系统, 并持有国际压载水管理证书和配备压载水管理手册。按压载水管理公约时间表, 未来几年间, 将有大量的船舶加装压载水处理系统。
因此, 船舶压载水处理系统市场潜力十分巨大。据相关机构测算, 2015~2016年, 全球范围内, 每年需强制安装压载水处理系统的船舶约6000艘;2017年将达到顶峰, 约为1.8万艘;2019年, 将逐渐减少到约1万艘。而从2009~2020年, 全球将有5.7万艘船舶需要安装船舶压载水处理系统, 订单总额将得到341亿美元, 现有压载水处理系统生成企业的产能甚至不能满足市场的需求。
而值得注意的是, 压载水处理系统通过IMO的批准仅表明产品具备进入市场的资格, 并不意味着能获得巨大的市场份额。从目前情况看, 在客户竞争方面, 我国企业与国外相比还有较大差距, 一方面, 承接的订单数量远低于欧洲与韩国, 只有其数量的10%~15%;另一方面, 中国承接的订单主要局限在国内船东和小型船舶上, 市场局限性仍然较大。
因此, 我国压载水处理系统供应商要加大市场开拓力度, 一方面, 积极走访国内外船东或广泛召开产品推介会, 大力推广产品, 提升影响力和知名度;另一方面, 还需及时建立完善的全球服务网络, 解决客户的后顾之忧。
船舶压载水处理 篇10
关键词：成品油轮,压载水处理系统,过滤法,氯化法
0引言
随着全球船舶行业的发展及人类保护海洋环境意识的提高,船舶压载水的污染问题日趋突出,国际海事组织于2004年2月颁布了《国际船舶压载水和沉淀物控制与管理公约》,规定载有压载水的每艘船舶应备有控制与减少有害水生物和病原体传播的压载水管理计划,因此,压载水处理系统的重要性不言而喻,在船舶行业的应用势在必行。
1压载水处理装置分类及特点
压载水处理装置可杀灭水中的各种生物和病原体,有多种处理方法,各方法的目的是一致的,各有优缺点,实际中需要选择配合使用:
(1)过滤处理法:吸入的海水经过高密度滤器进行过滤,把海水中的大部分大颗粒生物过滤掉。如果过滤器的滤网比较密的话,微生物也可过滤,同时滤网也容易堵塞,需要经常清洗滤器。现在过滤处理法主要配合其他处理方法使用,过滤法用于去除海洋生物的前期工作。
(2)空泡和流体压力:在压载管上安装板状过滤装置,板与板之间有微小间隙,海水流过间隙时海洋生物会被切断或者受到压力而粉碎。该方法与过滤法相似,同时又有不会引起堵塞的优点。
(3)机械处理法:将凝结剂或磁粉投入压载水中,使微生物凝结成直径约1 mm大小的颗粒,再用磁铁或过滤器过滤处理。
(4)紫外线处理法:用紫外线直接照射压载水,破坏海生物或细菌的DNA导致其死亡,达到处理要求。
(5)氯化法:氯化物与紫外线处理相似,利用氯化物对压载水进行杀菌处理,缺点是残留物会对压载水有二次污染的问题,在排放时需投入中和剂,将水中的氯含量降低到安全的范围内。
(6)臭氧处理法:利用臭氧的强氧化特性杀灭压载水中的微生物和病原体,但是臭氧对人体有危害,同时对包括压载水舱在内的整个压载水系统都有腐蚀危害的可能性,所以必须有相应的防护措施。
(7)加热法:原则上所有生物在足够的高温下都会死亡,所以加热法是十分有效的杀灭水中的各种生物和病原体的方法。缺点是压载水的量比较大,要在短时间内把压载水加热到高温并保温直到杀死各种海生物,能耗会很大,而且基本是不可行的。
2过滤法和氯化法综合应用实例
本文主要以11万t成品油轮“铜林湾”为例,浅析过滤法和氯化法综合应用的基本布置及技术要求。
2.1过滤及氯化法压载水处理系统原理和基本组成
机舱区压载基本原理如图1所示,货舱区压载基本原理如图2所示。
1—电解槽2—除氢单元3—整流控制柜4—计量泵5—中和罐
2.2物理处理压载水的基本步骤
第1步:压载水的过滤。在船舶进行压载时,海水先经过高效的滤器进行过滤。此种滤器的滤网精度可达50μm,可以滤掉直径大于50μm的海生物、泥沙等其他体积较大的物体,完成压载水处理的前期工作。由于滤网存在经常堵塞的问题,为避免人工清洗,推荐使用具有自动反冲洗功能的反冲洗滤器。
第2步:杀菌灭活。从过滤后的压载水中取少量海水流入电解槽,以电解产生高浓度杀菌溶液(主要成分为次氯酸钠溶液),随后,该水流重新注入压载水主管路中,同主管路内压载水均匀混合,达到灭活目的。次氯酸钠溶液作为一种非常有效的杀菌剂可以在压载水中保持一定时间,并迅速有效地杀灭压载水中的浮游生物、孢子、幼虫及病原体。
第3步:中和。经处理后的压载水在压载舱内保存一段时间排放时,仍会含有少量的TRO残留,通过中和装置向压载水排放管路加入中和剂,使排出压载水中TRO浓度在0.1 mg/L以下,以符合排放标准。
2.3压载水排放指标
压载水排放时生物指标达到D2标准:排放压载水中TRO浓度小于0.1 mg/L。
2.4技术要求
2.4.1设备使用条件
压载水管理系统在以下条件下能够正常运行:湿度范围为0～90%(机舱内);空气为含盐空气;环境温度为0～55℃;海水温度为0～35℃;倾斜、摇摆静态所有方向≤15°,动态所有方向≤22.5°。
2.4.2压载过程
在压载过程中,压载水处理系统一直处于待机状态,直到安在压载水主管路上的流量计检测到压载水的流量从而启动系统。压载水首先通过安装在主管路上的过滤器,经过滤的压载水中少量水流进入电解槽电解,电解后的氧化剂再注入到压载水主管路中进行混合。副产物氢气直接通过通风管道被鼓风机稀释排放到船外空气中,不会进入到压载水管道或者压载舱中。为了保证安全,安装了2个冗余的鼓风机,确保空气中氢气的含量少于1%。
2.4.3排载过程
当排载启动时,中和单元的计量泵将中和药剂注入压载泵前的管路中,随着中和剂的注入以及压载泵的搅拌作用,中和剂很容易与氧化剂充分反应。设置在压载水排出口附近的TRO分析仪对排出的压载水中TRO浓度进行检测,一旦排出水中的TRO浓度高于规定值,控制面板将显示排出口TRO高的报警信号,压载泵停止。压载水主管路靠近排舷出口的位置设置取样口,以便压载水检查化验。
3结语