廣州日田環(huán)保科技有限公司
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壓載水處理設備 可代加工 中壓UV殺菌
更新時間:2020-09-03 訪問統(tǒng)計:828壓載水處理系統(tǒng)型式分類
根據系統(tǒng)在壓載水加裝、儲存和排放過程中工作時段的不同，可將壓載水處理系統(tǒng)分為前處理式(壓載水加裝時處理)、中間處理式(壓載艙中處理)、后處理式(排放時處理)以及這幾種處理方式的組合。幾乎所有處理系統(tǒng)都對壓載水首先采用了過濾措施，但通過過濾一般只能去除大的有機體和雜質，并不能殺滅水生物，因此過濾只能是壓載水處理系統(tǒng)普遍采取的輔助手段，上述系統(tǒng)分類沒有考慮過濾環(huán)節(jié)。
迄今為止，已通過IMO和/或主管機關認可且已實際應用的壓載水處理系統(tǒng)，主要為“前處理式”或者“前處理+后處理式”兩種型式。其他型式的壓載水處理系統(tǒng)，如“中間處理式”或者“后處理式”等，目前世界上有幾家正在開發(fā)，但目前尚未通過主管機關和/或IMO的認可或者尚未能商業(yè)化生產。
UV系統(tǒng)
工作原理
50%的市場占有率代表著UV系統(tǒng)是當下最熱門的選擇。該系統(tǒng)采用兩步式的處理方案，通過過濾和紫外線（UV）照射來殺滅有機物，阻止它們繁殖。
適用范圍
理論上UV系統(tǒng)適用于任何船只，但是主要用于那些不需要太多壓載水以及壓載水流量小于1000m3/小時的船只。
優(yōu)勢挑戰(zhàn)
UV系統(tǒng)易于安裝和改裝，并且從船級社的角度而言也很少有安全隱患。它能在不同鹽度和溫度下運作，不過其工作效果依賴于水的透射比（UV-T），在較為混濁的水中，系統(tǒng)的效果就沒有那么好。美國海岸警衛(wèi)隊提到，所有從船上排放進入美國海域的有機物都必須處于死亡狀態(tài)，而不僅僅是處于不再能繁殖的狀態(tài)。這就意味著一個經過型式認可的過濾+UV系統(tǒng)對于水的渾濁度有了更高的敏感度，它會需要更多的照射時間來保證有機物的死亡率。
電解系統(tǒng)
工作原理
電解處理系統(tǒng)擁有約35%的市場占有率，這使它成為排名了第二的處理系統(tǒng)。很多這類的系統(tǒng)都會使用過濾來進行預處理。通過給海水的一支流通電，該系統(tǒng)讓鹽與水分子發(fā)生化學反應生成消毒劑——次氯酸鹽，然后再將次氯酸鹽重新注入壓載水以殺死有機物。
適用范圍
電解系統(tǒng)更適用于擁有較大壓載水容量的大型船只，它能承受最高8000m3每小時的流量。
優(yōu)勢挑戰(zhàn)
除了能適應較大的壓載水容量外，以電解為基礎的處理系統(tǒng)也非常有效。它對于水的處理，只需要在打壓載時進行（在排壓載時可能需要進行適當中和）。這就意味著該系統(tǒng)能在船上也進行殺菌處理，甚至在一些無法進行壓載水處理的港口，有些電解系統(tǒng)還能在航行途中提供艙內循環(huán)處理。不過這個系統(tǒng)也有一些缺點，其中之一就是電解反應時會產生少量氫氣，這一因素需要被納入安全考慮范圍內。除此之外，電解系統(tǒng)對低鹽低溫的環(huán)境也非常敏感，因而在需要的時候我們應適當加入一些鹽或者加裝一套加溫系統(tǒng)。最后，電解系統(tǒng)相較于UV系統(tǒng)較難安裝、控制和維護。
化學注入系統(tǒng)
工作原理
這套系統(tǒng)經常與過濾裝置一同使用，我們將一些化學溶質加入到壓載水中來達到殺菌消毒的目的。消毒劑可以是液態(tài)的或是顆粒狀的，并且通常需要在將壓載水排出船外時進行中和。一些常見的有效物質包括次氯酸鈉、過氧乙酸和二氧化氯。
適用范圍
化學注入系統(tǒng)適用于絕大多數壓載水流量低于16000m3每小時的船只并且通常用于擁有壓載水容量大、流量大的船只上。這個技術本身也使其適用于那些不經常被使用的壓載艙，并且也成為一些在本土航行，不需要處理壓載水的船只的好選擇。
優(yōu)勢挑戰(zhàn)
通常來說，化學注入系統(tǒng)對于能量的需求較低，因為它對于能量的唯一需求就是要把化學制品注入壓載水。由于只需要一個計量泵作為系統(tǒng)的主要元件，因而該套系統(tǒng)不會占據過多船上的空間。這使得它們相較于其他系統(tǒng)更便于安裝。但是，系統(tǒng)所使用的化學制品，諸如Peraclean和Purate，都是注冊商標產品且只會在特定的港口進行提供。不僅如此，化學制品還需要被保存在船上封閉的容器中，這可能會帶來安全隱患。化學品的使用需要實施較為嚴格的安全條例和船員培訓。必要的定期化學品存儲，相較于主要消耗電力的UV系統(tǒng)和電解系統(tǒng)而言，也會產生附加的操作成本。
壓載水處理系統(tǒng)選用要求
壓載水處理系統(tǒng)的選用涉及面廣泛。一方面就具體船舶而言，其與船舶的營運特點、壓載水的處理要求、可布置處理設備艙室的空間、壓載艙的總容量、壓載泵的排量、動力供給、與船舶其他系統(tǒng)的協(xié)調和操作要求等等，均直接或間接相關。另一方面，就壓載水處理系統(tǒng)而言，作為一種新產品，壓載水處理技術正處于發(fā)展中，盡管已有部分壓載水處理系統(tǒng)投入使用，但迄今獲得經驗還很有限，每一種處理系統(tǒng)均有其特點，如使用電解海水法的處理裝置對淡水壓載水沒有處理能力、使用紫外線法的裝置對濁度大的壓載水處理能力有限、某些處理系統(tǒng)的體積過于龐大以及某些處理系統(tǒng)的功率消耗太大，而過濾法、分離法和紫外線法在裝載和卸載時進行，并在尺度上選擇壓載系統(tǒng)中最大的流率；相反地，化學殺滅劑和脫氧法通常應用于在壓載水艙中達到一定的濃度，這些系統(tǒng)，泵流率的影響并不太大，而主要是允許壓載水在艙中保存時間以達到預計的殺滅率，此法對短航程船舶可能并不適用。
基于上述各種原因，目前，幾乎沒有一個處理系統(tǒng)能對所有船舶都適用。為了更好地發(fā)揮各類壓載水處理技術的優(yōu)點，避免缺點，很多處理系統(tǒng)是基于二種或更多技術的組合。實際上，壓載水處理系統(tǒng)的選用是各種因素綜合評估的結果。
綜合考慮因素
在選擇壓載水處理系統(tǒng)時一般應綜合考慮如下幾方面的因素：
(1) 船舶特點；
(2) 處理系統(tǒng)特點；
(3) 布置和維護；
(4) 其他。
船舶特點
1、船型及其壓載需求
(1) 在大多數情況下，船舶類型將成為選擇合適的處理系統(tǒng)的決定因素。不同類型船舶的壓載能力和壓載泵流量差別很大，而船舶總壓載能力、在任一港口所要求的壓載水排放量和裝載量亦大不相同；有的船型對壓載水的依賴性高，如油輪和散貨船；有的船舶對壓載水依賴性低，如集裝箱船。壓載依賴性高的船舶，通常在空載時(沒有貨物)要求全壓載航行，其壓載泵的設計通常要求在一定的時間內打進或排出全部壓載水，以適應快速的港口周轉時間。壓載依賴性低的船舶，通常具有相對小的壓載能力且?guī)缀醪贿M行完全壓載航行(沒有貨物情況下)，其壓載水操作很有限，往往是調駁，如，從一艙到另一艙，調節(jié)縱傾和橫傾，而不必在一定的時間內打進或排出全部壓載水。
(2) 有的船舶可能包括2個或多個壓載系統(tǒng)，如，某些油船常有兩套壓載系統(tǒng)，一套在貨物區(qū)域(危險區(qū)域)，一套在機艙區(qū)域(安全區(qū)域)；有的船舶還利用噴射器(eductors)排放殘余壓載水。用于危險區(qū)域的壓載水處理系統(tǒng)選擇用時應考慮其所在處所的危險級別，通常要求考慮防火防爆；而對于設有使用噴射器排放殘余壓載水的船舶，要求后處理的壓載水處理系統(tǒng)對其可能并不適用。
2、船舶航線
(1) 船舶的貿易航線也是選擇處理裝置的因素之一。目前，部分國家或地區(qū)對壓載水管理采取了高于IMO標準的單邊行動，對可能靠泊有單邊排放要求的港口的船舶，應考慮符合其相關要求；對于不靠泊那些國家或地區(qū)的船舶，就不必選用更高處理能力的壓載水處理系統(tǒng)；而對于很少至有特殊排放要求區(qū)域的船舶，從經濟性角度考慮，則可考慮通過壓載水管理手段避免排放或者利用岸上設施。
(2) 水的濁度、鹽度和泥沙含量對一些處理技術的功效或者維護的影響。如果經常靠泊港口的水中泥沙含量高，選擇處理裝置時，應考慮濁度和泥沙對處理系統(tǒng)的影響。如果經常靠泊內河港口或者鹽度低的港口，選擇處理裝置時，則應考慮鹽度對處理系統(tǒng)的影響。
(3) 壓載艙內沉積物(淤泥)的影響也需要考慮。由于淤泥本身含有入侵物種，會污染打進的壓載水，這可能導致在壓載水打進或排放時都要對壓載水進行處理。要求后處理的壓載水處理系統(tǒng)，通常不適用于利用重力排放壓載水的船舶。
處理系統(tǒng)特點
1、證書要求壓載水處理系統(tǒng)應持有必要的證書。
根據公約規(guī)則第D-3條規(guī)定，為符合本公約而使用的所有壓載水處理系統(tǒng)必須由主管機關認可，使用活性物質的壓載水處理系統(tǒng)還應由國際海事組織(IMO)根據其制定的程序認可。如，對于采用機械法和/或物理方法的系統(tǒng)(沒有使用活性物質)，應持有經主管機關簽發(fā)的型式認可證書；對于使用活性物質技術(化學處理法)的壓載水處理系統(tǒng)，除需持有主管機關簽發(fā)的型式認可證書外，還應通過IMO的基本認可和最終認可。
2、處理技術
各個壓載水處理系統(tǒng)都有其基本特性，這些特性可能會對特定類型、航線或壓載水流量的船舶有一定影響，也即對處理系統(tǒng)的適用性有一定影響。基本處理方法和技術可分為：
• 機械法 (過濾或分離)
• 物理消毒法 (紫外線照射、氣穴現(xiàn)象、脫氧等)
• 化學處理法(抗微生物劑和藥劑)
每種技術都有其自身特點，從而會影響對某條特定船舶適用性。大多數處理系統(tǒng)都是采取上述的技術的組合，以克服某一技術的缺點。
(1) 機械法
該系統(tǒng)要求將全部壓載水流經濾器、旋分器或者其他分離器。對于大流量壓載水的情況，設備的尺寸可能會帶來問題。如果設備是在壓載水排放時使用，大量濾出物必須保留在船，會增加儲存負擔。
(2) 物理消毒法
紫外線處理通常是在壓載水打進和排放時進行，其有效性受到水的濁度的影響，水的濁度會影響光線的穿透能力。脫氧處理可能需要幾天的時間才能保證對水生物的殺傷率，另外，壓載艙一定要有密閉的通風系統(tǒng)且應被完全惰化。
(3) 化學處理
加藥量應該合適，通常能在幾個小時內達到對水中生物的殺滅率，但壓載水排放時可能還殘留過量的藥物，因此通常需要對水中藥物進行中和處理，以確保對排放環(huán)境無害。另外如果壓載艙中藥物濃度過高，還有可能腐蝕壓載艙壁。
3、處理系統(tǒng)尺寸
通常，處理系統(tǒng)的處理能力應等于或略大于壓載泵最大流量，而處理系統(tǒng)的處理能力直接決定了處理系統(tǒng)的尺寸大小。不同處理系統(tǒng)的形狀和尺寸差別很大，某些處理系統(tǒng)需要從船舶壓載管路安裝支線管路，這種管路的安裝影響甚至會超過處理系統(tǒng)本身的安裝。對于新造船，可在設計階段綜合考慮處理系統(tǒng)的布置空間，對于現(xiàn)有船，由于空間有限，系統(tǒng)的安裝將是一個挑戰(zhàn)。本文附錄1中給出了不同處理系統(tǒng)的空間尺寸，可供參考。此外，還應考慮給安裝的處理系統(tǒng)留有合適的維護通道，包括梯子、平臺、照明、吊車軌道、吊眼以及清潔內部部件及儲存和處置消耗品的處所，處所(該處所也可以在機艙外)需要的消防系統(tǒng)和通風系統(tǒng)等。
4、處理系統(tǒng)能力
通常選用壓載水處理系統(tǒng)時，要保證能處理最大壓載水流量的情況，但從減少壓載水處理系統(tǒng)購買、操作和維護成本的角度出發(fā)，對于某些壓載依賴度不高的船舶，可相對選用較小處理能力的系統(tǒng)。
5、處理系統(tǒng)壓降
安裝某些壓載水處理系統(tǒng)，會導致壓載水流量和壓力下降。如某些自動沖洗濾器或旋分器，在去除濾出物時可能會損失10%左右的壓頭；使用紫外線殺菌技術的處理系統(tǒng)，壓載水流將全部通過處理系統(tǒng)，背壓會增加，從而影響到泵的流量，因此，會導致壓載操作時間延長，同時消耗掉更多功率。因此在選用處理系統(tǒng)時，應對系統(tǒng)使用時可能產生的壓降進行必要的考慮。
6、處理系統(tǒng)功率
選用壓載水處理系統(tǒng)時，應考慮系統(tǒng)的功率消耗，特別是對現(xiàn)有船，額外功率要求是系統(tǒng)選用的一大制約因素。某些處理系統(tǒng)功率很大，如紫外線系統(tǒng)。某些現(xiàn)有船將不能承受過大的額外功率消耗，大功率設備也會增加不少操作花費。因此，選用系統(tǒng)時，應預先對船舶電站功率余量進行估算，確認現(xiàn)有發(fā)電設備能滿足附加的功率要求。
7、防護等級及防爆
處理裝置及其所用材料的防護等級(IP等級)以及防火等級應滿足船級社對其安裝在船位置的要求。應特別關注，處理系統(tǒng)安裝在危險處所時對設備的防爆要求，如，安裝在貨泵間的設備必須是合格防爆電氣設備,但對于安裝在機艙的設備，沒有防爆等級要求。根據中國船級社(CCS)《鋼質海船入級規(guī)范》第4篇第1章第1.3.2.2的要求，壓載水處理系統(tǒng)配套的電氣設備應具有適當的外殼防護型式，應與安裝的場所相適應。對于油船、液貨船和其他載運危險品的船舶，安裝壓載水處理裝置時，應注意相關防爆要求。若安裝在危險區(qū)域，系統(tǒng)內電氣設備應采用合適的防爆類型。
布置和維護
在綜合上述船舶和處理系統(tǒng)的相關因素基礎上，處理系統(tǒng)在實船上的布置及后續(xù)維護要求亦是我們選用壓載水處理系統(tǒng)必須考慮的重要因素。特別是對現(xiàn)有船來說，處理系統(tǒng)的布置空間可能是一個很大的挑戰(zhàn)。因此在選用壓載水處理系統(tǒng)時，應保證將來能順利地在船舶上安裝，同時亦應考慮其后續(xù)的維護保養(yǎng)。就處理系統(tǒng)的布置和維護而言，一般應考慮如下因素：
1、船舶信息
為評估處理裝置在船舶上的安裝位置，特別是現(xiàn)有船，應了解船舶上可安裝設備及系統(tǒng)的空間位置(如機艙布置圖、泵艙布置圖、全船布置圖等)以及船舶壓載水系統(tǒng)配置情況(如壓載水管系圖)；上述圖紙中顯示的相關信息可能直接影響到設備的安裝位置以及系統(tǒng)的配置要求，有利于處理系統(tǒng)的順利安裝。
2、與現(xiàn)有壓載系統(tǒng)共用
在對現(xiàn)有船的系統(tǒng)選用和布置中，還應考慮壓載水處理系統(tǒng)能盡最大可能共用船上現(xiàn)有壓載系統(tǒng)，使系統(tǒng)能與現(xiàn)有壓載水系統(tǒng)很好地組合工作，以簡化系統(tǒng)的改裝并方便后續(xù)維護保養(yǎng)。
3、取樣
系統(tǒng)布置中應預先考慮安裝取樣裝置，以用于港口國或主管機關授權管理人員檢查等目的，確認符合壓載水公約D2排放標準。取樣位置和取樣裝置的布置應符合IMO壓載水取樣導則(G2)的相關要求。
4、控制和監(jiān)測
所有處理系統(tǒng)一般應在壓載系統(tǒng)控制板附近設置一個遙控操作板，也可將此控制板組合在壓載系統(tǒng)控制板內。遙控操作板通常包括處理系統(tǒng)的開/關控制、閥和系統(tǒng)操作狀況指示燈。大多數處理系統(tǒng)都在設備附近提供了主控制板，以便于機旁操作和監(jiān)測系統(tǒng)工作狀況。船東可要求將控制系統(tǒng)、警報系統(tǒng)以及監(jiān)測系統(tǒng)組合在一起以方便管理。
5、維護保養(yǎng)
選用壓載水處理系統(tǒng)時，應考慮到后續(xù)維護要求。壓載水處量系統(tǒng)作為新開發(fā)的技術，由于缺少使用經驗，其可靠性通常通過系統(tǒng)的復雜性來指示，如，濾器、紫外線燈區(qū)域、化學品投放系統(tǒng)、船員對處理系統(tǒng)的常規(guī)維護以及氯及其他化學品的生成系統(tǒng)等。通常組成復雜的處理系統(tǒng)，其可靠性相對會受到影響。可靠性好和維護要求低的系統(tǒng)，既可減輕船員維護的負擔，也可減少系統(tǒng)維護成本。
其他
1、對壓載艙及管系的腐蝕
對于某些壓載水處理技術可能會改變壓載水中化學成分或者壓載艙中大氣成分，如果設計和操作不當，會破壞壓載艙涂層，加速壓載艙和管系的腐蝕。因此在選用處理系統(tǒng)時應對此進行考慮。
2、危險化學品的儲存
壓載水處理系統(tǒng)使用的活性物質包括臭氧、過氧化氫、二氧化氯和過氧乙酸等化學品，這些化學抗生物劑和活性物質的使用提高了對船上操作人員健康和安全的風險，包括對環(huán)境的風險。各港口當局可能對壓載水中活性物質的排放濃度要求不一樣，經常航行在敏感區(qū)域的船舶在選擇處理系統(tǒng)時，更應關注到這一點。制造商應書面確認經處理的壓載水符合船舶所到操作區(qū)域的有關規(guī)定。由于給船員增加了有害物質管理負擔，選擇處理系統(tǒng)時，還應考慮船員的技能和培訓以及他們處理安全風險的能力。
3、系統(tǒng)購置和維護成本
除考慮購置成本外，還應考慮操作成本。操作成本包括，能量消耗、儲存的化學品(活性物質)消耗、備件消耗以及培訓成本等。
主要壓載水處理系統(tǒng)對不同類型船舶的適用性
2、經過船舶配套產品產業(yè)界多年的研發(fā)，壓載水處理技術正日趨成熟。到目前為止，至少已有17種壓載水處理系統(tǒng)通過各國主管機關和/或國際海事組織(IMO)的認可，并且已經商業(yè)化生產，這意味著這17種壓載水處理系統(tǒng)的環(huán)境可接受性以及處理有效性已經全面得到了國際社會的承認，并且能向市場提供。
3、左附錄是已能供實際使用的部分壓載水處理系統(tǒng)對不同類型船舶一般適用情況列表舉例。
壓載水管理系統(tǒng)認可和批準要求
公約D-3條規(guī)定，壓載水處理系統(tǒng)須由主管機關根據IMO壓載水管理系統(tǒng)導則(G8)進行型式認可，使用活性物質或含有一種或多種活性物質的制劑的壓載水管理系統(tǒng)，還須由IMO根據該組織制定的使用活性物質的壓載水管理系統(tǒng)認可程序(G9)進行認可。壓載水管理系統(tǒng)型式認可分為“岸基試驗” 和“船上試驗”兩個階段。IMO認可包括基本認可和最終認可兩個階段。
按照中國船級社《船舶壓載水管理系統(tǒng)型式認可指南》要求：
1、圖1、圖2 分別為使用活性物質和不使用活性物質的船舶壓載水管理系統(tǒng)認可和批準流程示意圖，包括型式認可和向IMO 或主管機關申請獲取批準兩部分。提交IMO 批準需經過基本批準和最終批準，有關具體的申請和批準程序應按IMO使用活性物質的壓載水管理系統(tǒng)批準程序”（G9）以及有關主管機關的規(guī)定執(zhí)行。
對于經評估確認不使用和/或不產生活性物質，且通過主管機關或其授權機構組織的環(huán)境可接受性評估的壓載水管理系統(tǒng)，可不提交IMO 批準。
2、制造商應充分理解擬申請型式認可的船舶壓載水管理系統(tǒng)是否屬于使用和/或產生1.5（1）定義的活性物質的系統(tǒng)。如不能確定時，應在申請型式認可前向有關主管機關或本社進行咨詢，以便合理安排各種試驗和測試，及合理安排進行型式認可和向IMO 提交批準（基本批準和最終批準）的先后順序和時間表。
3、制造商可根據準備情況決定申請型式認可和向IMO 提交基本批準/最終批準的時間順序，但需注意IMO 關于“壓載水管理系統(tǒng)認可導則”（G8）和“使用活性物質的壓載水管理系統(tǒng)批準程序”（G9）的相互關系和關聯(lián)，特別應注意：
（1）一般情況下，型式認可的船上試驗部分應在獲得IMO 基本批準后進行。
如在IMO 授予基本批準之前申請型式認可，一旦提交的壓載水管理系統(tǒng)不能通過IMO 的基本批準，所進行的陸基試驗結果將無效。制造商應清楚在獲取IMO 基本批準前開始型式認可可能存在的風險，并承擔可能由此而產生的后果；
（2）申請IMO 最終批準時，需提交型式認可中經過陸基試驗裝置處理后的排放水的毒性試驗數據。
4、對于不使用活性物質或制劑的壓載水管理系統(tǒng)，如果有可能導致經處理水的化學成分的改變從而其排放可能會對受納水體造成不良影響，那么還應當根據本指南5.5.3 的要求提交關于經處理水的毒性試驗結果的文件。
End
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