内河船舶生活污水处理装置

张堃

摘要：多年上船检验为工作背景，以皖宝盛工777轮为研究对象，针对现有船舶生活污水的实际产生量、相应排水管路布局与处理装置在机舱安排位置及生活污水的污染负荷量与水力特性三方面入手，浅析我国内河船舶生活污水处理装置的特征与不足。

关键词：水里特征；水质特征；影响因素

中图分类号：X55 文献标识码：A 文章编号：1006--7973（2016）05-0062-02

环境问题越来越受政府的重视，也逐渐走人人们视野。随着国内经济不断飞速发展，船舶作为承担航运业的主体，在其带动物流交换产生经济价值的同时伴随而来的环境污染问题如对自然保护区、渔业保护区与水源区产生污染也显露无疑。笔者作为一名验船师有多年上船实测经验，以此经验为基础针对皖宝盛工777轮生活污水排放作深人研究，浅析生活污水处理装置现状，提出几点不足与见解。

1.船舶生活污水特性研究

1.1污水排水量与水力特征

显而易见生活污水量的多少与用来冲洗厕所的用水量具有直接关系，无论用水量的多与少都将以粪便污水的形式直接收集到生活污水储存柜以便进一步后续处理。因此冲洗系统在污水量的考量中占有主导地位，同样，船舶在建造时所采用的卫生单元设施其种类与数量以及最终的冲洗方式将决定船舶生活污水的最终排量。

船舶生活污水需要经过收集、处理、排放三个步骤，按其处理装置的不同与多种船舶结构建造与最终形成的排水管系布置的区别，船舶产生的污水量及污水水质都是不相同的。即是说即使同一条船采用不同的设计与装置选择都将影响最终污水量的产生与水质的差别。

参照美国、日本及国内统计情况，生活污水的产量通常按照每人平均每天的产量计算，具体估算结果参照下表：

在实船检验的过程中，以皖宝盛工777轮为实测对象。试验期间在船人数为18人，船上有厕所三间，蹲式大便器，采用延时自闭式冲洗阀（可延时2～6 s，冲水量为0.5～10 L]，分开排泄系统，即只有厕所排水进入处理装置.据统计，每天共产生的粪便污水量约为250 L，因此每人每天产生的粪便污水量约为14L。

通过船舶实测数据显示，船上生活污水排放量特点与陆地污水排放特点有相似之处，即污水的产生与排放在全天时间段中有高峰期也有低谷期，排放速率是不稳定的。排放高峰时段出现在每日早七点到八点时间。不同点在于，其排放速率与陆地相比其波动性十分巨大。根据统计显示，这段时间平均污水排放量高达50L/d，占每日总排放量250L/d的五分之一，由此退出其每小时变化系数高达4.8。进一步与陆地生活污水排放相比较，因为货船工作人员人数很少，也有在夜间时间或某一段时间内无污水排放的现象发生。

1.2船舶生活污水水质特征

对生活污水污染源的具体研究表明，污水中所富含的大量有机物（比如BOD5与SS）是对其当前环境造成污染的主要凶手，而其含量的多少也被用来定义为污染负荷量的大小。参照材料《室外排水设计规范》的统计数据来看，我国城市生活污水BOD5与SS的含量估算值分别为20-35g/（人*d）和35-50g/（人*d）。大量实船检验中发现，现有内河船舶的生活污水处理装置的设计参数与指标均统一按照上述有机物含量即按我国城市生活污水估算含量进行设计与完善。

德国所采用的生活污水污染负荷量等参数见表2。通过一段时间在皖宝盛工7777轮的实测数据显示，其船上生活污水有机物含量即污染负荷量可达到BOD5=23g/（人*d），SS=28g/（人*d），同时可以推算出其相应污染浓度分别为1656mg/L和2016mg/L。该数据还需进一步完善，将其扩展到大范围货船统计与客船统计时会更有参考价值，但从初步结果来看其污水污染指数与陆地城市生活污水污染指数相差较大。因此，没有系统针对船舶生活污水本身特质，单纯套用国内城市生活污水相关指标而设计建造出的处理装置是时下存在一个非常普遍的问题。该问题有待相关人员重视与进一步考察与改善。

2.船舶生活污水处理装置概况

国外发达国家已于20世纪开始着手研究船舶生活污水技术，主要以欧美发达国家美国、德国、英国及日本为代表。从其发展技术来看通常是沿用现有陆地生活污水排放处理装置技术，以此为基础上针对船舶特有特点做出进一步改良并随着水处理技术的发展而不断革新。目前比较流行的处理装置所采用的工艺主要有生物法（活性污泥法、生物膜法和膜生物法），物化法（混凝沉淀及吸附过滤等），电化学法等。

国内的研制相对较晚，起始于21世纪七零年代，以上海船舶设备研究所为代表，该所自1977年开始研制WCC型再循环式生活污水处理装置以来，已先后开发了物理-化学法处理生活污水的WCF型系列装置，具有粉碎、消毒、贮存功能的WCB型系列贮存柜，以及生化法处理生活污水的WCH-（T）型生活KWCV型污水处理装置。

3.环境因素对船舶生活污水处理装置影响分析

深人了解船舶状况后发现，相比较于陆地城市污水处理系统来说，船舶处理装置不单要考虑到污水量与水质特点还要充分考虑到船舶独有的工作环境因素。该环境因素也会对设备的处理效率造成一系列影响。以下将对环境因素做简要分析。

3.1船舶空间与位置布局

船舶上产生的生活污水或者说设备需要处理的污染物主要是来自于生活区厕所所产生的粪便污水，显而易见该生活污水处理装置的安装位置通常需安装在机舱更便于有利于接受生活污水的地方。但同时还要考虑到船舶整体仓容量的大小与其它核心设备的安放等要素。简单来看，该处理装置的布局主要受到船舶各厕所位置的分布、整体排水系统的管路布置等因素的影响，其位置的选定就船舶而言相对固定。

不单单考虑到位置的安排，局限狭小的工作空间也会造成重大影响，通常来看在货船生活区下的工作空间，机舱区域来说，国内现有船舶下层空间主要是高度的分配受到极大的制约。这样，生活污水处理装置的高度或者整体的设备外形设计受到一定影响，其整体高度基本维持在1.5m左右，那么其内部部件的选择与整体设计风格将会在内部高度与空间上做出一定妥协、最终会影响到整体效果。例如处理空间不充分将会影响到整体通风效果，即生物需氧量得不到充分保障，影响微生物分解效率，同样长时间的循环使用也会造成循环效果不良，大量残渣聚集、堵塞。达不到理想分离效果的同时也增加了人为维护保养成本。

考虑到船舶的稳性等因素，该特点在小型游艇上尤为突出。生活污水处理装置的安放最好是设计在船舶机舱的最下部或者是靠近中间位置。如果位置设计不当将会影响到船舶整体的横倾与纵倾，同样整个污水处理装置也会受到污水自由液面随船不定性晃动的相关影响，因此设备本身的设计与位置的安放显得尤为重要。

3.2船舶类型与航线对其影响

货船与客船的营运本质目的是不同的，货船以运输货物为主，在船人数一般为20人作用，而客船穿上人数大大增多，不单单是维持船舶安全营运的相关人员还有一系列服务人员与旅客。因此其产生的生活污水量与污染量均不可相提并论。因此不同船型的生活污水处理装置应针对船型加以区别，或者适当添加额外如除渣器等设施，不能按照同一设备统一标准选用处理装置。

航线的不同也会对船舶污水最终排放标准产生一定影响，例如生态保护区、水源地与渔业保护区的要求要尤为严格，MARPOL公约中也划定了限制区域的严格排放标准。因此设备的选用也要充分考虑到不同航线不同的处理指标。随着科技的发展，零污染排放是一直追求的最终目标。

3.3运动效应的影响

船舶在航行中会产生不规则三维运动，海况恶劣时影响尤为严重，该动力效应会对设备的处理造成影响，使沉淀过程无法在静止状态下顺利完成，影响效果。同样污水会随船晃动，自由液面对设备本身产生一定的撞击与冲击。液面本身的摇晃或者是大角度倾斜也会对曝气系统及负责控制的自动化系统产生一定影响例如警报勿响自动产生误操作等。

3.4舱室空气温度影响

机舱的特殊温度会对微生物活性造成一定影响，机舱温度在夏季时温度会高达50度左右，如果设备如鼓风机出现故障，或者鼓风效率降低，会使得曝气室及设备整体温度上升，大大影响微生物活性，从而降低处理效率。

4.结语

综上所述，通过笔者的实船调研，认为船舶生活污水与陆地生活污水具有以下额外特点：

（1）船舶本身所产生的生活污水与陆地城市所产生的污水相比较，其污水量的产生与排放有其自身特点，更受船舶本身环境条件的影响，不同船舶类型与整体排水管系布置与设备的安放，所产生的水质污染与污水量是不同的。

（2）因为船舶工作人员数量少，其产生的污水量波动性巨大，因此需要进一步大范围统计，根据平均结果需要对设备进一步作出节流调整。

（3）船舶本身因工作条件环境复杂，其设备的安放更多考虑舱容、船型、动态因素的影响。