船舶压载水领域标准现状及发展分析

2021-04-08刘丽红盛伟群王慧芳

船舶标准化工程师 2021年2期

刘丽红，盛伟群，王慧芳

（1. 上海船舶设备研究所，上海 200031；2. 中国船级社上海规范研究所，上海 200135）

0 引言

为了便于当事国加入并实施《压载水公约》，IMO先后通过了16个技术导则（表1）。在《压载水公约》及相关导则的指导和管理下，各国纷纷开展对船舶压载水处理和分析技术的研究。标准作为《压载水公约》实施和压载水技术发展的重要基础支撑，也受到国际标准化组织（International Organization for Standardization，简称：ISO）和各国的高度重视，压载水领域标准的研究被加快提上日程。

表1 IMO压载水相关导则

1 压载水公约基本要求

根据《压载水公约》，国际航行船舶的压载水管理方式可采用压载水置换和压载水处理2种方法。压载水置换须满足压载水置换标准（D-1标准），压载水处理须需满足压载水性能标准（D-2标准）。

1.1 D-1标准

压载水置换须在规定水域（表2）内进行，采取的置换方法须经过IMO的评估和接受，且须满足对应的置换标准。目前经IMO评估和接受的置换方法有顺序法、溢流法和稀释法3种（表3）。

表2 IMO压载水置换水域要求

表3 压载水置换方法及标准

1.2 D-2标准

船舶实施压载水处理排放的压载水需满足压载水性能指标要求（表4）。为满足压载水性能指标要求，船舶必须安装经主管机关型式认可的压载水管理系统，对压载水进行处理。压载水管理系统的型式认可应按照G8导则（MEPC.174 (58)/ MEPC.279(70)）或《压载水管理系统认可规则》（BWMS规则，MEPC.300 (72)）进行。

表4 IMO压载水性能指标

1.3 D-2标准实施时间

压载水置换是压载水管理的一种过渡性措施，《压载水公约》的最终目的是全面实施压载水处理以实现排放压载水的生物浓度全部满足 D-2标准。《压载水公约》对D-2标准的强制实施时间进行了明确规定（表5）。在D-2标准强制实施之前，船舶压载水排放应至少满足D-1标准。在D-2标准强制实施后，船舶仍可自行选择是否采用压载水置换，但压载水置换法无法替代D-2标准，除非经充分验证置换后的压载水满足D-2标准。

表5 D-2标准实施时间表

2 船舶压载水处理技术和产业现状

压载水处理技术经过多年的发展已趋于成熟。目前，全球各国用于压载水处理的技术多达近 20种。根据理化特性的不同，主要分为机械法、物理法和化学法3大类。机械法主要采用高流速、旋流分离、过滤、稀释、浮选沉淀等技术将海洋生物和压载水进行分离；物理法主要采用加热、紫外线、超声波和脱氧等技术对压载水中的微生物进行处理；化学法主要采用氯化、电解氯化、臭氧、二氧化氯、过氧化氢等化学试剂对水生物进行灭活。

随着《压载水公约》的生效，压载水处理系统（ballast water management system，简称：BWMS）产业发展迅猛。目前，全球已有80多型BWMS获得 IMO型式认可，30多型获得美国海岸警卫队（United States Coast Guard，简称：USCG）型式认可，这些BWMS的制造商主要集中在欧洲、中国、韩国、日本和美国。全球已具备供货业绩的45家制造商中，20家在欧洲，10家在中国，7家在韩国，4家在日本，4家在美国。供货业绩排名前十的制造商：4家在欧洲，分别为 Erma First、Optimarin、Alfa Laval和 Ocean Saver；2家在韩国，分别为TechCross和Panasia；2家在中国，分别为海德威和双瑞；1家在日本，为JFE Engineering。此10家制造商合计占有市场份额已达约90%。2019年，全球BWMS市场规模为406亿元，据预测，未来5年中，BWMS的收入将以8.8%的复合年增长率增长，到2026年，全球市场规模将增长到738亿元。

3 船舶压载水领域标准现状

相比于技术和产业，压载水领域标准的发展较为缓慢。但随着《压载水公约》的实施以及船舶压载水处理技术的发展，ISO以及我国均越发重视压载水领域标准的研究与制定，将压载水作为船舶行业标准化工作的重点领域予以推进。

相对与初中，小学数学课堂。教师讲得慢、细，练得多。直观性强；而初中教师讲得精，练得少，抽象性也比较强。小学生是以机械记忆、直观形象思维为主。因此，进入初中后，我们必须结合学生的特点，从学生的认知规律出发，快速地改进教法，搞好教学方法上的过渡。

3.1 国际标准现状

压载水领域国际标准主要分布于国际标准化组织/船舶与海洋技术委员会（ISO/TC 8）及其管系和机械分技术委员会（ISO/TC 8/SC 2）下。截至2020年12月31日，压载水领域已发布国际标准2项，在研6项（表6）。

表6 压载水领域已发布和在研国际标准清单

已发布的 2项国际标准分别为 ISO 11711-1:2019《船舶与海洋技术-水生有害生物-第 1部分：压载水排放取样口》和ISO 23055:2020《国际压载水转移连接法兰的设计要求》。ISO 11711-1:2019规定了压载水排放取样口的设计和安装要求，包括取样口的位置、端口的形式、样品收集端口下游管线返回端口的规格等；ISO 23055:2020规定了在船舶与岸上接收设施之间或船舶之间转移压载水的国际法兰的材料要求和尺寸。

在研的6项国际标准主要涉及压载水处理系统、压载水取样以及水生有害生物等领域。

3.2 国内标准现状

按照《船舶工业标准体系（2012年版）》的专业领域划分，压载水领域标准主要分布于DB船用机械设备/DBE船舶环保设备下，由全国船用机械标准化技术委员会海上环境保护分技术委员会（SAC/TC 137/SC 9）归口管理。

截至2020年10月31日，我国现行有效的压载水领域标准仅2项，分别为CB/T 4290—2013《船舶压载水紫外线消毒装置》和CB/T 4399—2014《船舶压载水电解法处理系统设计与安装》。CB/T 4290—2013规定了紫外线法船舶压载水处理装置的外观质量、材料应用、设计与结构、性能指标、环境适应性、试验及检验等要求；CB/T 4399—2014规定了电解法船舶压载水处理系统的设计指标、环境条件、防爆设备选型、处理系统组成以及安装等要求。

这2项标准基于MEPC.174 (58)决议通过的G8导则制定，而 G8导则已经 MEPC.279 (70)/MEPC.300 (72)决议进行了修订且形成了强制性的BWMS规则。新规则对采用活性物质BWMS的残余物质（Total Residual Oxidants，简称：TRO）的要求从原来的0.2 mg/L变为0.1 mg/L，关于电子电气环境试验要求也发生了变更。因此，该2项标准已不能满足新规则的要求。依托工信部高技术船舶科研项目“船舶防污染重点标准研究”成果，我国正组织开展含该2项标准修订在内的4项BWMS国家标准的研究与制定（表7）。

表7 我国在研船舶压载水领域国家标准清单

4 我国船舶压载水领域标准发展建议

当前，我国压载水领域标准还极为缺乏，无法满足行业实施《压载水公约》的要求，压载水领域标准研究工作还有很长的路要走。针对我国标准现状，结合当前船舶压载水技术和产业发展的实际情况，对我国压载水领域标准化发展提出以下建议：

1）及时开展船舶压载水相关国际公约跟踪研究

时刻追踪 IMO对于船舶压载水管理要求的变更，及时根据公约要求进行我国标准的制定与修订，确保我国标准保持与国际要求接轨；组织进行国际标准、国外主要造船国家法规和先进标准的研究，有选择地将国际和国外先进标准向我国标准进行转化，提升我国标准国际化水平，提高我国船舶行业国际公约履约能力。

2）尽快开展船舶压载水处理系统相关标准研究

BWMS水生物处理技术除了紫外线法和电解法之外，充氮惰化法、高级氧化法、超声波杀灭法等也是全球范围内通用的物理和化学式技术方法。因此，建议尽快开展充氮惰化法等不同技术BWMS标准的研究，以指导和规范不同技术BWMS的设计建造，为我国BWMS产业发展提供标准支撑。

BWMS一般先通过过滤法将水生生物、大尺寸微生物分离，再使用不同处理技术实现小尺寸微生物的灭活和去除。滤器是进行水生物过滤的重要部件，其性能指标对于BWMS的整体性能具有重要影响。根据BWMS型式认可要求，每台BWMS均需配备自我监控系统，以实时监测系统的运行情况，特别是重要部件及运行参数的状态。中和系统可避免经处理后的压载水含有过量的总残余氯，对排放水域造成二次污染，是使用活性物质BWMS必不可少的组成部分。压载水管理系统是一个集处理、监控、中和等各种功能于一身的整体系统，因此，除开展主流处理技术BWMS的标准研究外，建议尽快开展不同技术BWMS滤器、自我监控系统、中和系统等通用部件的标准研究，以指导和规范不同技术 BWMS通用部件的设计建造，从而保障BWMS的整体性能。

当前，虽然全球已有80多型船舶BWMS通过了IMO型式认可，30多型获得了USCG认可，但已安装上船的设备处理效果却不理想，船舶营运中压载水处理D-2标准符合率不高。业界普遍怀疑问题出现在BWMS的安装环节，认为安装调试过程中必须进行取样、分析，只有经验证处理后的压载水符合D-2标准，BWMS才算得以正确和完整地安装。因此，建议尽快开展不同技术BWMS的安装和调试标准研究，以指导和规范不同技术 BWMS的安装和调试，确保BWMS装船后压载水处理的有效性。

3）加快开展船舶压载水水样检测相关标准研究

根据公约要求，在BWMS型式认可试验中，需进行压载水取样与分析，主要涉及生物指标和物理化学指标分析，对于使用活性物质的BWMS，还需进行毒性试验分析。G8导则/BWMS规则以及G9导则虽对BWMS型式认可中的取样分析方法和毒性试验方法做出了相应规定，但未提出确定性的方法；在港口国检查（PSC检查）中，也需进行压载水取样与分析，主要涉及指标性取样分析和详细取样分析。《用于 BWMS型式认可中存活微生物计数的方法指南》（BWM.2/Circ.63）对≥10 μm且＜50 μm 生物提出了可用的计数方法，但对于 D-2标准中其他指标没有明确统一的方法。G2导则和《压载水取样和分析试用指南》（BWM.2/Circ.42/Rev.2）给出了多种压载水取样和分析可使用的推荐方法，而实际上取样目的不同，取样方法、取样程序和分析方法也不同，这些导则和指南对当前多样化的压载水取样和分析需求缺乏针对性指导。因此，建议加快开展指标性分析取样、详细分析取样和生物有效性取样等取样标准以及≥10 μm且＜50 μm生物、≥50 µm生物和细菌等D-2标准指标生物的指标性分析、详细分析方法和操作标准的研究，以指导和规范我国压载水取样与分析，推动行业尽快全面实现《压载水公约》的履约。

4）适时开展船舶压载水港口接收设施相关标准研究

当压载水置换或处理操作遇到不利环境条件从而导致压载水置换或处理无法满足D-1或D-2标准时，根据IMO应急措施指南，可将压载水及沉积物排至接收设施。对于工程船、客滚船等非国际航行的特殊船舶，安装BWMS或者进行压载水置换均面临诸多困难，且需进行压载水处理的频次极低，将压载水排放至接收装置是其压载水管理的主要方式，包括我国在内的一些国家均大力提倡发展港口接收设施。因此，建议适时开展港口接收设施、船舶与港口接收设施间连接方式和接口标准的研究，以支撑和推动我国港口接收和处理压载水的能力建设。

5）同步开展船舶压载水领域标准国际化研究

《压载水公约》的生效给压载水产业带来巨大发展空间。为了赢得国际市场竞争，各国争相开展船舶压载水领域相关研究，且取得一定的研究成果。由于《压载水公约》生效时间尚不长且国际标准研制具有一定周期性，当前已发布的压载水领域国际标准还较少。但从在研国际标准项目来看，压载水领域国际标准呈迅速发展之势。建议我国牢牢把握压载水领域国际标准迅速发展的时机，在开展压载水领域技术和标准研究的同时，同步推进压载水领域标准国际化研究，及时将我国压载水领域优势技术、产品和服务转化为国际标准，提升我国在压载水国际标准化领域话语权，为我国压载水领域优势技术、产品和服务赢得国际市场竞争提供强有力的标准支撑。