山西省内河船舶水污染防治措施研究

张 星

（山西省交通科学研究院，山西 太原 030006）

0 引言

山西省地处华北地区黄土高原东部，太行山以西，黄河以东，属于非水网地区，境内分布有黄河和海河两大水系，目前全省通航总里程为1 388 km，其中黄河通航里程970 km，其余为汾河、沁河等区域性水域，具有通航条件的水库及封闭水域65处[1]。2016年，山西水路旅客运输大幅增长，完成客运量142.22万人，客运周转量1 041.08万人·km，分别增长30.1%和9.9%；水路货运保持平稳，完成货物运输量15.5万t，货运周转量823.41万t·km。目前全省水路客运业务主要是黄河沿线居民出行、水上旅游业，货运业务主要是三门峡、小浪底库区的煤、砂等散装货物运输。近年来，国家水污染防治行动计划发布实施后，水路交通水污染状况越来越受到关注，此外，随着山西省水路交通客货运业的发展，水污染物排放量逐年增多，本文根据目前内河船舶水污染防治措施研究现状，对山西省内河船舶水污染物的管理措施和污染物治理措施进行了探讨。

1 内河船舶水污染物防治措施研究现状

内河船舶运行造成的水污染物主要为船舶含油污水、船舶生活污水、船舶固体垃圾和船舶洗舱废水。船舶固体垃圾本身对内河水环境不会造成污染，但是固体废物若不能有效收集，倾倒进入水环境后，长时间浸泡会发生分解并产生有害物质对水环境造成影响，最终影响水生生物的生存[2]。

1.1 船舶含油污水

船舶含油污水主要为舱底的油污水，主要来自船舶机舱内冷却系统的冷却水泄漏，燃、滑油系统的燃油和润滑油的泄漏，蒸汽供热系统的凝水泄漏以及轴泵缝隙处的泄漏等。船舶油污水中的油类物质覆盖水面将造成水生生物的窒息，其化学毒性能够对水生生物造成毒害，并破坏水生生物的栖息环境。

目前船舶含油污水处理技术主要分为船用油污水处理技术和在岸油污水处理技术。船用油污水处理技术主要是在船舶上安装油水分离器或油污水收集储存装置；在岸油污水处理技术主要有絮凝法、吸附法、生化法和MBR法等处理技术。

船舶油水分离器采用物理分离法分离油类物质和废水，多为一级分离和二级分离的组合装置，结构简单、管理保养方便、工作可靠。一级分离通常采用重力分离方式，而二级分离一般采用聚结、过滤、吸附等分离方式，油污水经过两级处理后可基本除去油份，不会造成水体的污染，船上广泛应用的油水分离器有XYF型油水分离器和CYZ型油水分离装置[3]。絮凝法处理含油污水主要是在油污水中加入絮凝剂，通过絮凝作用将油类物质去除的过程，絮凝法可去除乳化油、溶解油等通过重力作用难以去除的油分[4]。吸附法处理含油污水是指利用活性炭、活化半焦、粉煤灰陶粒等多孔物质通过吸附作用去除油类物质的过程，吸附法适用于处理浓度较低的含油污水，吸附量与吸附剂的孔隙结构及改性情况有关。生化法处理含油污水是指通过驯化船舶舱底水中存在的可降解石油的微生物，构建高效去除石油的菌群，通过现有的生化污水处理系统接入高效处理石油类物质的菌种，有效去除含油污水中的油类物质[5-6]。MBR法处理技术是将膜分离技术和生物处理技术有机结合，利用高效膜分离代替传统的生物处理中的二沉池，MBR法具有出水水质好、稳定性好等特点[7]。

1.2 船舶生活污水

船舶生活污水主要是船舶上人的生理活动所产生的污水，包括厕所排放的废水和洗漱废水。船舶生活污水含有大量的有机物，并携带致病微生物和寄生虫，未经处理排放将造成水体中溶解氧含量降低，致病微生物危害人类健康和安全。

船舶生活污水处理技术亦分为船用处理技术和在岸处理技术，由于船舶生活污水与城市生活污水组成类似，在岸处理技术可采用现有的生活污水处理技术即可满足排放水质要求。船用生活污水处理技术主要分为生化法、MBR法、高级氧化法等方法。

生化法处理船舶生活污水是最早采用的生活污水处理方法，参考在岸生活污水处理工艺，生活污水处理后与紫外消毒等组成协同处理工艺，能够有效解决生活污水含有致病菌的问题[8]。生化法的缺点是需连续使用，否则微生物死亡失去处理能力[9]。MBR法是一种高效处理生活污水的技术，具有设备占地面积小、活性污泥浓度高、剩余污泥产率低和自动控制等优点，通过改进MBR处理工艺可使其具有脱氮除磷的功能，处理后可达标排放[10]。高级氧化法是通过产生足量的羟基自由基来实现污水的净化过程，主要有芬顿法、臭氧氧化等，该技术氧化能力强，适应范围广，处理效率高，能够快速、高效处理船舶生活污水[11]。

1.3 船舶固体垃圾

船舶固体垃圾主要是船舶运行过程中船员及旅客产生的生活垃圾和船舶维修保养及货物运输废弃物，包括食品废物、餐厨垃圾、纸屑、塑料废品、稻草席、硬纸板、塑料衬料等。船舶固体垃圾倾倒进入水环境后，漂浮的垃圾造成景观破坏，沉入水中的垃圾逐步分解，产生有害物质影响水生生物的生存，破坏水生生态环境。

餐厨垃圾一般采用生化法处理，利用微生物分解消化有机物，能够有效防止餐厨垃圾急速腐败造成的污染，处理装置结构简单，处理效果好，成本低。塑料制品、硬纸板等固体垃圾可生化性较弱，在海洋船舶上一般采用焚烧炉进行处理，但是根据《中华人民共和国防治船舶污染内河水域环境管理规定》第十三条，“禁止船舶在内河水域使用焚烧炉。”因此，此类垃圾一般在船舶上设置垃圾桶收集，靠岸后交由岸上环卫部门处理[12]。

1.4 船舶洗舱废水

船舶洗舱废水主要是货船、油船的货舱当装载的货物品种发生变化时，为了达到货物运输规定的清洁程度或出于保养的需要，使用水和清洁剂对船舱内壁进行清洗。清洗方式分为封闭和循环两种，封闭清洗污水产生量小而浓度高，循环清洗污水产生量大而浓度低，洗舱废水含有油类、化学品、有毒物质或表面活性剂等。由于洗舱废水含有有毒化学品物质，不经处理排放将毒害水生生物，造成区域水环境的严重污染。

船舶洗舱废水处理技术主要有生化法、高级氧化法和吸附法等，由于洗舱作业均在港口、码头进行，因此全部为在岸污水处理技术。

生化法处理船舶洗舱废水虽然用到了微生物的降解作用，但是由于洗舱废水的成分复杂，一般需要使用臭氧等氧化剂对污水进行化学氧化的预处理[13-14]。生化处理阶段一般使用SBR[15]、曝气生物滤池[13]等效率较高的生化处理方式，才能有效降解洗舱废水内的有机化学品物质。

2 山西省内河船舶水污染物排放特征

山西省水路交通客运主要为旅游业及部分渡运业务，货运主要集中在三门峡、小浪底库区，货运主要品种为矿石、煤炭、砂等。因此，主要水污染物为船舶油污水、船舶生活污水、船舶固体垃圾，无船舶洗舱废水。

近年来，虽然山西省水路交通运输业取得了一定的发展，但是由于地处内陆，水系分布稀少，等级航道里程短，从事水运业务的船舶以中小型船舶为主，部分设施较为陈旧，由于受到船舶空间的限制，安装油水分离器和生活污水处理装置的船舶数量稀少，船员基本未受到过专业的环保知识培训，环保意识缺乏，地方海事部门由于缺少人员和经费，对水路交通安全关注更多，随着山西省水污染防治行动计划的实施，水路交通环保近年来越来越受到关注。

3 山西省内河船舶水污染物防治措施

根据调研资料，目前山西省大多数船舶设置了垃圾回收桶，运输企业制定了《船舶垃圾管理计划》，建立了油类记录簿和垃圾记录簿，对船舶水污染物形成了初步的管理体系，省级港口污染物接收、转运及处置设计建设方案已经制定，将按期实施。针对山西省内河船舶运输特点，从管理措施和污染物治理措施两方面提出水污染物防治措施。

3.1 管理措施

山西省的水路交通管理机构为山西省地方海事局，成立初期的主要职责为管理水路交通运输安全，治理船舶超载[16]，预防水路交通事故的发生。近年来，水路交通环保管理工作逐步开展。

由于船舶流动性较大，船舶排污具有隐蔽性，因此，船舶环保监管较为困难。从管理方面提出以下措施。

3.1.1 加强水路交通环保监管

加大巡航力度，改善通航秩序，运用海事航运视频监控等信息化手段，对山西省辖区内的船舶实施动态、全方位的监管，实施《山西省船舶污染物接收、转运、处置监管联单制度》，实现船舶污染物的流转有迹可循，全过程管理。

3.1.2 完善基础设施建设

实施《山西省港口船舶污染物接收、转运及处置设施建设方案》，分阶段对山西省各码头、渡口设置船舶油污水、生活污水、固体垃圾的接收及处置设施，按照靠港船舶数量及污染物种类，合理选择接收及处置方式，实现船舶污染物的全面接收。

3.1.3 强化船员环保意识

对船员定期进行船舶环保专题培训，增强船员的环保意识，自觉对船舶污染物进行收集和处理，杜绝船舶污染物排放进入水域。

3.2 污染物治理设施

3.2.1 船舶油污水

由于山西省内河船舶以中小型船舶为主，船舱空间较小，不具备安装油水分离器的条件，因此，主要采用岸上接收的方式进行船舶油污水的收集。由于目前山西省内河码头的规模较小，靠港船舶较少，产生的船舶油污水量较小，采用生化处理方式处理效果不稳定，因此岸上船舶油污水接收处理设施建议采用絮凝法、吸附法等物理和物化处理方法。建议采用的油污水处理工艺见图1所示。

图1 船舶油污水处理工艺

根据图1所示船舶油污水处理工艺，污水首先经隔油处理，大部分浮油被分离，后续吸附、过滤步骤可将污水中的乳化油、溶解油去除，经该工艺处理后污水与船舶生活污水混合处理，产生的污泥根据固废属性妥善处理。

3.2.2 船舶生活污水

船舶生活污水与城市生活污水的性质类似，因此，可采用现有的生活污水处理工艺进行处理。对于靠近城市的码头、渡口，在满足城市生活污水处理厂接管标准的情况下，应优先接入城市生活污水处理厂处理。若周围无可依托的城市生活污水处理设施，则应采用小型生化污水处理设施处理。建议采用的船舶生活污水处理工艺见图2。

图2 船舶生活污水处理工艺

根据图2所示的船舶生活污水处理工艺，污水经生化处理单元处理后排入人工湿地，通过人工湿地的过滤分解作用进一步处理污水，使得船舶生活污水达标排放。

3.2.3 船舶固体垃圾

由于内河水域禁止船舶使用焚烧炉，因此，船舶固体垃圾应在船舶上设置垃圾桶收集，船舶靠港后，将固体垃圾交由码头、渡口，集中收集后运送至环卫部门指定地点处置。

4 结论

a）山西省水路交通主要水污染物为船舶油污水、生活污水和固体垃圾，无船舶洗舱废水产生。由于内河船舶运输以中小型船舶为主，船舱空间有限，因此船舶水污染物主要在岸上设置处理收集装置。

b）管理措施方面，加强船舶污染物排放监管，加大巡航力度，在码头、渡口建设相应的污染物治理设施，确保污染物接收途径畅通，定期开展船员环保知识专题讲座，增强环保意识。

c）污染物治理措施方面，船舶油污水产生量小，生化处理设施难以达到稳定的处理效果，因此采用物理或物化处理技术进行处理；船舶生活污水与城市生活污水组成成分类似，因此可采用通常的生活污水处理工艺进行处理；随着山西省水路交通运输业的发展，未来货运的货物品种增加危险化学品时，码头、渡口应及时增加化学品洗舱废水的污水处理设施。