船舶压载水处理装置装船类型原理分析及PSC 检查探讨

2019-10-09赵维一

中国设备工程 2019年16期

关键词：原理水体船舶

赵维一

（中船澄西船舶修造有限公司，江苏江阴 214400）

1 船舶压载水的主要处理方法

压载水处理的最终目的为去除压载水中的生物，消除这类生物对船舶本身和航运中对各区域水文环境的影响，当前采用的压载水处理方法有以下几种。

1.1 化学法

化学法的基本基本思想为，向压载水中加入各类化学物质，以去除水体中的生物，当前加入的主要为氧化剂，包括臭氧和过氧化氢，应用臭氧处理的方法，优点在于氧化性能较好，各类生物的去除效率较高，缺点在于对设备的要求很高，在船舶运行中，需要投入大量的设备维护陈本。过氧化氢方法的优点在于，对设备和各类构件的要求较低，缺点在于压载水中的有机物会降低过氧化氢的氧化效果。另外，化学法中还包括氯化法、羟基自由法和电解法。氯化法的原理为，向压载水中通入氯气等化学物质。优点在于，这种方法有很强的杀菌效果。缺点在于，一些水藻生物对氯元素的耐受性过高，降低了处理质量。羟基自由法的原理为，依靠羟基的强氧化能力，去除水体中的有机物和无机物，这种方法当前无明显缺陷。电解法的原理为，通过向压载水中通电的方法，去除水体中的各类杂质，这种方法的问题在于，容易提高舱体和设备的腐蚀速度。

1.2 物理法

物理法在使用中，当前主要应用的技术有三种，为紫外线照射法、加热法和超声波法。紫外线照射法的原理为，向压载水照射紫外线，这种方式不但能够降低中小型生物的活性，也能够起到消灭微生物的效果。加热法为应用加热装置提升压载水水温，在一定环境温度下，能够起到消除微生物的效果，这种方法的优势在于，能够与船舶中的发热装置融合，降低系统能耗，劣势在于，压载水的处理时间较长，对于一些耐热性的微生物，这种方法很难发挥应有作用。超声波法为在水中形成真空区域，让一些光合作用和呼吸作用的微生物死亡，这种方法的优势为，处理速度较快，劣势在于，这种方法应用中会产生振动，对船舶中的硬件设备强度造成一定负面影响。

2 船舶压载水处理装置装船类型原理

在当前的船舶工业中，已经开发了多种船舶压载水处理装置，应用较为广泛为BALCLOR 压载水处理系统、BSKY 压载水处理系统、PUREBALLAST 压载水处理系统和OCEANSAVER压载水处理系统。这些处理系统的运行原理如下。

2.1 BSKY 处理系统

该系统为一种模块化嵌入装置，运行区域为船舶中的相关管道，应用多种物理处理方式去除水体中的微生物。在系统的升压阶段，水体经过加压泵后，应用系统中的离心器械完成水体和微生物的分离，为后续的处理过程奠定基础。完成机械处理工作后，向水体照射紫外线，消灭水体中含有的其余微生物。这种方法的优势在于，整个系统的占地面积较小，并且在处理中，不需要向系统中加入各类化学物质，防止这类化学物质对船体结构本身和自然环境造成影响。缺点在于，系统运行中涉及多个加载、卸载过程，导致整个系统的操作难度较高，控制系统的复杂度提高时，控制系统容易出现故障，该系统的结构图如图1。

图1 BSKY 处理系统

2.2 PureBallest3.1 处理系统

该系统的运行原理为，先让压载水经过过滤系统，在该过程中去除压载水中的各类大直径生物，在这一处理系统中，对过滤装置进行了高科学性的分析，能够有效滤除外部水资源中的物质，为后续的杀菌过程奠定基础。在完成初步处理后，应用高强度紫外线灯具照射水体，起到高效杀菌的作用。灯具的型号为人造石英灯，在杀菌设备的内部紊流设施的作用下，提高了杀菌器的工作时间。这一处理系统的优势在于，结构简单，有很高的运行稳定性，并且整个系统能够与各类船舶适配，在当前的研究中，该系统未发现明显的缺陷。该系统的设备图如图2。

2.3 PUREBALLAST 处理系统

图2 PureBallest 处理系统

该系统的运行原理为，使用光源照射被处理的压载水，照射到二氧化钛时，会在水中生成羟基自由基，这类物质能够发挥很强的杀灭微生物的作用。在具体运行中，待处理的压载水首先经过过滤装置，去除直径过大的物质，在经过初步处理后，应用生成的自由基完成水体处理工作。这种方法的优势在于，整个系统的占地空间较小，并且应用的原理较为简单，也能够保障压载水的处理效果。缺点在于，整个系统能的羟基自由基生产中，需要以二氧化钛为催化剂，这种物质的造价较高。例如，在阿法拉伐公司的船舶压载水系统优化工作中，针对“保尔”型号船只统一替换这一处理系统，这一处理系统在船上占据的空间更小，在性能方面，处理能力达到32～1000m3/s，安装成本下降10%，占地面积降低了10%，并且从运行家都来看，有极高的运行稳定性。

2.4 OCEANSAVER 处理系统

这一处理系统在运行中有四个步骤，即过滤、空化、消毒和氯饱和处理，压载水经过处理系统时，首先完成对压载水的过滤工作，降低压载水中的微生物含量。在压载水加载时，将其空化，通过气泡的冲击性，灭活水体中的剩余微生物，同时将低于总量5%的压载水水解，生成氯气，将生成的氯气喷入到压载水的处理管道中，实现氯饱和处理。在压载水卸压中，向水体中充入高压氧，防止排除无氧水。这种方法的优势在于，不需向系统中投入化学药品，对船上物品的管理工作要求较低。缺点在于，过滤器中的滤网直径很小，不能高于50μm，在运行过程中容易发生堵塞问题。同时在电解过程中，也会生成次氯酸、臭氧等物质，对系统的管道造成的腐蚀性更高。

3 船舶压载水处理装置PSC 检查

PSC 检查的目的为，检查船舶的技术情况和能力，保障船舶上的船员生命财产安全，同时检测船舶的压载水质量，防止船舶对当地水文环境造成过大影响。PSC 检查内容如下。

3.1 公约履行情况

在公约检查中，检查的方法为，分析船舶上的技术和设备运行情况，在航运过程中，各个国家和地区，按照实际调查情况结果，向船舶发放检查证书，该过程中需要分析整个系统的功能性、运行稳定性和运行质量等因素，提高整个系统的运行质量。记录的内容为，压载水系统的运行情况、船员职责履行质量和设备的管理与操作流程工作语言。压载水系统的运行情况研究中，研究压载水设备中各类设备、构件的运行质量，当发现存在运行问题时，勒令船员维修存在故障的子系统，保证系统的稳定运行，并要求其将维修的内容精确记录。职责履行情况，主要分析船舶运行中的各类记录内容，尤其是对于船舶中各类设备的维修记录，同时了解船员在船舶中的工作职能，当发现船员未履行相关职责，或者船舶的运行和管理流程混乱时，则可以初步确定船舶的压载水处理工作存在缺失。工作语言分析中，需要观察压载水系统的工作说明书，当船舶的工作语言非英语、西班牙语或法语时，设备的说明中需要包含其中一类工作语言。另外，在船舶的运行中，压载水的处理工作也需要被全面严格记录，所以一个重要检查内容为压载水的处理记录。

3.2 采样检查内容

《压载水公约》中提到，各国家和地区PSC 检查中，有权对压载水取样，并落实压载水质量检测和分析工作，剖析压载水的处理质量。在当前的《公约》中，未能制定针对压载水的专项取样分析检查工作体系，只按照其余水体的检测方法分析压载水的处理质量，这种方法存在的问题为，虽然水体的质量满足D-2 标准的相关要求，但是这种检查方法过于形式化，无法确定船舶整个运行过程中，压载水的处理质量都能够满足这一标准。一些国家和地区提出的建议为，未制定出统一透明的检测制度和检测标准前，不可完成对压载水的检测工作，防止高质量处理压载水的船舶，在当前科学性存在一定缺失的检测标准体系下，受到不公正待遇，所以在今后的《压载水公约》优化和完善中，需要落实采样和检测标准体系的制定，让PSC 检测真正做到有法可依有规可循。