长江小型船舶生活污水系统改造设计研究

张斌 谭鹏

摘 要：对于长江小型船舶（小于400總吨）实施生活污水提质改造难度很大，空间狭小、布置困难，本文结合宜工绞3的成功改造方案，分析其设计思路、实施要点，提出针对长江小型船舶生活污水系统提质改造设计方法。

关键词：长江小型船舶;生活污水;改造方案;长江大保护

中图分类号：U662           文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2020）10-0131-03

1 引言

2016年1月5日，习总书记在重庆召开推动长江经济带发展座谈会时提出长江大保护战略，此后国家部委，长江沿线主要省市相继提出一系列保护长江生态环境的政策和实施方案。2018年1月16日环境保护部和国家质量监督检验检疫总局联合发布《船舶水污染物排放控制标准GB 3552-2018》;2019 年 1 月 18 日长江海事局颁布的《关于严控长江干线船舶污染物排放的通告》，至此长江航运船舶生活污水系统提质改造拉开大幕。

2 所辖船舶生活污水系统现状

笔者为长江宜昌航道工程局武安段整治工程Ⅰ标船机设备部部长，项目部目前所辖工程船主要有“长雁8”（40m铺排船）、“长狸10”（宜工排1）、“宜工绞”1（220kw绞锚艇）、“宜工绞2”（45吨绞锚艇）及“宜工绞3”（220kw绞锚艇），其中“宜工绞1”、“宜工绞2”及“宜工绞3”属于长江上典型的小型工程船舶，生活污水处理系统及生活污水处理设备的基本状况如下：

2.1“宜工绞1”（220kw绞锚艇）

本船生活污水处理装置（生活污水粉碎柜）为2001年安装的老旧设备，其处理工艺落后，无生物消解、过滤、消毒杀菌功能。未设置生活污水处理舱和生活污水粉碎排出泵。

2.2“宜工绞2”（45吨绞锚艇）

本船为2015年的新船，生活污水处理装置状况较好，所设置的生活污水处理装置满足排放要求，其排放水质已通过相关部门的检测。未设置生活污水处理舱和生活污水粉碎排出泵。

2.3“宜工绞3”（220kw绞锚艇）

本船生活污水处理装置（生活污水粉碎柜）为1998年安装的老旧设备，其处理工艺落后，无生物消解、过滤、消毒杀菌功能。未设置生活污水处理舱和生活污水粉碎排出泵。

3 生活污水排放要求

船舶生活污水分为灰水和黑水两类。

灰水是指来自厨房、洗衣房以及盥洗室等处排出的洗碟水、水槽水、淋浴水、洗衣水、洗澡水以及洗脸水。

黑水是指任何型式的厕所和小便池的排出物和其他废弃物;医务室（药房，病房等）的洗手池、洗澡盆和这些处所排水孔的排出物;装有活着的动物处所的排出物;混有上述定义的排出物的其它废水。

根据《船舶水污染物排放控制标准》（GB 3552-2018）和《关于严控长江干线船舶污染物排放的通告》要求，生活污水处理系统收集和排放的基本要求归纳如下：

（1）严禁超标排放、停泊期间排放或在饮用水源保护区范围排放;

（2）不处理，直接收集后排入接受设施（船舶）;

（3）航行中达标排放，达标标准如下：2012年1月1日以前安装（含更换）生活污水处理装置的船舶，其污染物排放控制按GB 3552-2018标准中的表1执行。表1要求的污染物排放限值低于MEPC159（55）的排放要求，即设置的生活污水处理装置满足MEPC159（55）即可，无需更换新装置。

2012年1月1日及以后安装（含更换）生活污水处理装置的船舶，其污染物排放控制按GB 3552-2018标准中的表2执行。表2要求的污染物排放限值等同于MEPC227（64）的排放要求，即设置的生活污水处理装置满足MEPC227（64）即可。

4“宜工绞3”生活污水系统提质改造方案

根据本文第3项的论述，“宜工绞1”（220kw绞锚艇）及“宜工绞3”（220kw绞锚艇）的生活污水处理装置不能满足要求。

事实上，长江上存在大量的船龄超过15年的小于400总吨船舶，均面临更换满足新标准的生活污水处理装置。这类船舶设备老旧，实船的空间狭小，施工空间有限，而环保要求越来越高，《关于严控长江干线船舶污染物排放的通告》的要求中也并未对小于400总吨的船舶进行免除，不进行提质改造就不能营运。

2019年7月，按海事部门的要求，长江宜昌航道工程局开始对所管理的五型船进行生活污水提质改造。笔者对这五型船的情况非常了解，其中“宜工绞1”（220kw绞锚艇）及“宜工绞3”（220kw绞锚艇）实船的空间狭小，施工空间有限，增设污水储存柜和更换新型的生活污水处理装置必须考虑现场施工的可行性，并且应尽可能地减少对原船舱壁，结构及管路等的改动。

基于以上原则，笔者与本次改造的船舶设计单位一起对现场进行考察和测量，经过多次的沟通和协调，最终形成了一种确实可行的提质改造方案。目前“宜工绞1”、“宜工绞3”已顺利改造完成，并取得船舶防止生活污水污染的证书。

本文将以“宜工绞3”（“宜工绞1”类似）为例，对改造方案进行介绍，并分析方案的实施要点。

“宜工绞3”改造方案的设备布置如图1所示。

“宜工绞3”改造方案的系统流程如图2所示。

“宜工绞3”改造方案有如下特点：

（1）充分利用原船的现有条件，对原船设备和管路的改动少。

（2）原船机舱空间狭小，原布置生活污水粉碎柜（图1 序号*1）的位置不能安置新生活污水处理装置（图1 序号1），将原船生活污水粉碎柜利用起来，是本次改造的核心措施。众所周知，船舶上普通蹲便器的生活污水均依靠重力自流至污水处理或接受装置。原船生活污水粉碎柜（配套的粉碎泵已损坏，拆除）在本系统中起到一个中转容器的作用，解决了新设备布置空间的问题，也减少了对原船管路的改动。

（3）如图1所示，新增设的生活污水处理装置（图1 序号1）布置在机舱棚内，并对其外行按照现场的空间要求作了定制产品。同时，为了方便设备的进舱和吊装，该产品采用两个模块组合的型式。

（4）为了方便船员的使用，原船生活污水粉碎柜（图1 序号*1）增设了液位计和高、低位报警装置（图1 序号5），并与新增设的生活污水粉碎排岸泵（图1 序号2）联动，生活污水粉碎柜（图1 序号*1）的液位达到高位时，自动启动粉碎泵（图1 序号2）将污水驳运至生活污水处理装置（图1 序号1），低位时自动停泵。同时，在驳运过程中，如生活污水处理装置（图1 序号1）高位报警，将优先停止粉碎泵，确保生活污水处理装置（图1 序号1）安全运行。

（5）根据现场的测量数据，本次改造将生活污水储存舱1布置在了主甲板尾部，与船体形成一个整体，既解决了空间问题，同时储存舱顶面还形成了一个工作台。

（6）在改造方案的确定时，对空船重量和重心进行了统计，分析改后稳性是否能满足要求。改造前后空船重量重心对比表见表3。

按《内河船舶法定检验技术规则》第五篇8.1.3.5要求，本船改造前后空船排水量偏差在允许值范围内，改造完成后满载状态时，全船重心高约高度0.01m，船舶稳性计算结果基本保持不变。

（7）船舶生活污水处理系统在使用时需注意如下事项：①船上卫生间便池应选用节水型污水冲洗阀，尽量降低污水量;②严禁非纸制物品，如金属、木材、棉纱、塑料制品、化钎制品等进入装置内;③应使用软性卫生纸;④装置长期不使用应排空，并切断主电源;⑤绝对禁止消毒剂进入本设备。

5结论

“宜工绞3”新设置的生活污水系统已运行近半年，据船员反馈，使用方便，操作简单。笔者认为，“宜工绞3”的污水提质改造方案对长江小型船舶生活污水系统提质改造有着非常重要的指导意义，值得进行推广。

在对小型船舶进行生活污水系统提质改造时，需要特别注意对重量的控制，并尽可能地降低重心位置。对于有些船舶，如改造后重心提升较多（一般不会），可通过少量压载来降低重心高度。

另外，基于现行的技术法规以及处理技术，小型船舶特别是工程船舶可以考虑增加船舶生活污水处理后的再循环利用系统，可以有效地解決船舶在禁排区以及停泊作业不能排放的问题。该系统可将原有禁排期内的污水回收周期由原有的7-15天延长至3个月到半年甚至更久，极大解决了船舶生活污水排放对环境的污染以及节省船舶营运的污染治理费用，为船舶污水处理以及海事环保监管提出一种新思路新方法，对船舶的节能减排效果意义重大。

长江宜昌航道工程局正在积极落实国家部委对长江大保护战略的实施计划，将以更大的决心、更新的理念、更有力的举措，积极做好所属船舶防污染治理工作 ，促进湖北省构建完善绿色水运体系，加快绿色水运低碳发展！

参考文献：

[1] 长江海事局.关于严控长江干线船舶污染物排放的通告[Z].2019.

[2]船舶与海上设施法定检验规则—内河船舶法定检验技术规则[Z].

[3]钢质内河船舶建造规范[Z].

[4] 中国船舶工业总公司.船舶设计实用手册（轮机分册） [M].北京：国防工业出版社，1999.

[5]GB 3552-2018，船舶水污染物排放控制标准[S].

[6] 国际海事组织. MEPC227（64）决议[S]. 2012.