船舶压载水处理技术应用综述_谢承利

第6期船海工程第39卷3压载水处理设备应用的几点探讨作为近几年顺应规范要求发展起来的新型船舶环保设备,压载水处理设备的应用经验与相关技术装备的效果分析还鲜有报道。目前行业中可供选用的相关处理技术与设备也较多,且呈蓬勃发展的态势。除了压载水处理技术与设备的不断推陈出新,船舶设计过程中如何选取合适的压载水处理设备,使其与船舶总体系统设计很好地结合也应是压载水处理中的一个重要课题。3.1船舶总体对压载水处理的影响目前压载水处理技术与设备多型多样,而不同船型的压载水处理量需求、压载舱的分布特点以及设备使用频率都存在一定的差异,因此压载水处理方法与设备的选用必须注重与船舶的总体功能与特点相结合。在初装成本、运行经济性、系统维护性、设备对总体资源占用等多方面进行权衡。如军用舰船与民用船舶相比,压载水处理量相对较少,压载舱分布较为分散,总体空间资源紧张,在设备与技术选用时应注重考虑设备的结构简化、安装空间需求较少、处理量调节灵活的技术与设备;对于设备占用空间需求大、最小处理量有限制的技术应谨慎使用。对于远洋货船、邮轮等压载水处理量大、压载水注排使用频繁的船型,则应该更多考虑设备的运行经济性、运行维护简单、自动化程度较高的技术与设备。而对于有跨海域航行要求,但频率较低的中小型船舶,则可以考虑初装成本低、日常维护要求低的技术设备,如果压载水注排量较小,甚至可以考虑采用直接添加化学物料的方法进行处理。3.2压载水处理对压载水系统设计的影响压载水处理设备的应用对于压载水系统的管系设计也提出了新的要求[7]。首先,目前大多数压载水处理设备的设计处理量较高(一般为每小时几百至几千m3),为了减少压载水处理设备的配置,压载水系统的管路形式应尽量采用总管式,实现设备的公用,尤其对于压载舱较多而总压载水处理量要求不大的情况;同时管路设计必须考虑在无压载水处理要求情况下的压载水正常注排功能,设置处理设备的旁通管路。对于采用化学原理处理压载水的压载水系统设计中,管系材料的选取与压载舱内壁表面的处理,必须考虑处理后压载水中可能存在强氧化腐蚀性物质的影响,采取相应的防护措施。此外,压载水通过压载水处理设备时所损耗的水利压头参数也是需要注重的问题。尤其对于一些采用多重精细过滤预处理的处理技术与设备,处理过程中的压力损失可能高达0.1～1.0MPa,必须在管路设计与泵选取时加以考虑。3.3配套检测技术的应用压载水处理系统的设计,除了处理设备本身之外,相关检测分析技术的应用也是必不可少的。相关检测设备的配套应用,一方面是为了监管压载水处理的效果,保障压载水无害化处理的基本要求;另外也是防止压载水处理过程中形成二次污染或其他不良影响的重要依据。以直接电解法处理为例,压载水在电解过程中应用四种消毒原理进行综合杀菌消毒:阳极与阴极间产生巨大电位差破坏微生物细胞膜;电极表面产生的大量激进原子通过离子交换和不稳定原子之间反应瞬间杀菌;电解产生强氧化性次氯酸钠继续杀菌;残余氯气在压载舱中保持持续抑制功能。在电解过程中需要了解电解程度以控制处理效果。如果电解程度不足则难以保证有效的杀菌处理;而若电解率过高,产生的大量残余强氧化性物质又可能产生二次污染与腐蚀影响。因此,在系统设计时,在电解模块的出口设置汽水分离管段,通过抽取检测电解产生氢气的浓度判断电解处理的效果,及时调整投入工作的电解模块数量与电解功率。同时,依据国际防污染公约,对于排放入海的各类废水中的残余氯气质量浓度也有约束要求(质量浓度不超过0.5mg/L),因此在压载水卸排管道上还需设置余氯检测点,并依据余氯浓度控制是否启动余氯中和措施。4结束语作为一种新发展与应用的环境保护技术装备,压载水处理技术与设备在国际相关环保公约逐步实施的大背景下取得了快速的发展,各种原理、功能与型式的压载水处理设备不断推向市场应用。这些处理技术与设备各具特点与技术优势,同时也适用于不同的应用环境。在船舶系统的总体设计过程,必须紧密结合船总体自身的特点与功能需求,合理选用技术设备,充分考虑压载水处理设备的应用对总体系统设计的影响,并采取相应对策,在实现舰船环保目标的同时,减少对船舶系统正常运行的影响。(下转第98页)90第6期船海工程第39卷注:本文译自欧盟资助的TRESHIP主题网站的研究成果:astate-of-the-artreportconcerningtheenvironmentalimpactofship。作者及单位:BrianHaymanDetNorskeVeritasMarioDoglianiRegistroItalianoNavaleIvarKvaleHydroMarineAluminiuma.sAnnikMagerholmFetMoreResearchandNorwegianUniversityofScienceandTechno