生物工程技术在船舶防污染中的应用分析

2021-11-27姚军

中国科技纵横 2021年14期

姚军

（重庆市船舶检验中心有限公司，重庆 400025）

船舶航行中存在水污染、大气污染等各类污染，造成了海洋环境和水体环境的巨大破坏，不利于后续的海洋环境保护。随着国家对航运业发展的重视，除了要进行船舶制造工艺和航运技术的更新外，更要在船舶航运的过程中，注重对各类污染的防控，以适应行业现代化发展要求。传统的船舶防污染处理中，多采用物理和化学方式，而在技术逐步发展的今天，生物工程技术成为船舶防污染中的关键技术，未来有着巨大的发展潜力。

1.船舶航运对海洋造成的污染

1.1 油性污染物

船舶航行对海洋造成的污染中，油性污染物是其中危害性比较大的污染物种类，从此类污染物的产生过程来看，多是因为船舶在航运的过程中向海洋中排放了一定的油性混合物，或者在船舶出现了故障或者海难事故以后，产生了严重的溢油问题，对海洋原有生态环境造成了巨大破坏。根据调查，在船舶航运的过程中，向海洋中排放的油性污染物主要以油船的压载水、洗舱水、船舶机炉舱的含油底水、分油机油渣为主[1]。事故性溢油现象往往是因为触礁、碰撞、搁浅、失火等意外事故所导致的油船货油舱、货船燃油舱破损等引起，这部分污染更多出现在近岸或者港湾中，当出现溢油问题时，在极短的时间内就会使得大量的油料进入到海洋中，引起的污染巨大，危害了海洋生物和生态环境。

1.2 非油性污染物

船舶污染还表现为非油性污染物的产生方面，散装运载的有害物质液体、固体货物等产生的货舱洗舱水、舱底水、生活污水和各类垃圾等都属于非油性污染物范畴。当下的船舶航运事业发展中，油气运输船、化学制品运输船数量显著增多，且这些船只的运输吨位也逐步增长，而这些船舶航运时会伴随着大量的有害洗舱水、压载水和舱底水的产生，这些有害水体排放时，产生了很多有害残液，严重危害了海洋生物的生长环境。而船舶生活污水来源于粪便、厕所冲洗水和盥洗水、厨房和医务室排水等，这些污水携带有一定的细菌和病毒，无法保障海洋生态的平衡。

2.船舶防污染的传统方式

2.1 化学分离法

在传统的船舶防污染中，因为技术发展水平有限，在开展防污治污的过程中，一般会采用化学分离法，主要是沉淀法和电浮分离法，但二者的使用条件有着明显的区别。首先，在利用沉淀法进行船舶污染控制时，主要借助油污沉淀或者上浮的技术原理，需向含油污染内添加一定的絮凝剂或者聚集剂，实现油水分离。如果使用的是絮凝剂，在投入了一定量以后，油可在该絮凝剂的作用下凝聚为凝胶体而发生沉淀，但如果采用的是聚集剂，在其作用下，油可凝聚成胶体而出现上浮现象。其次，如果在船舶防污中采用的是电浮分离法，需将含油污水引进装有电极的舱柜内，在发生了电解作用以后，会同步产生一定的气泡，这些气泡在上浮过程中一旦存在有油滴的附着，也就保障了分离效果。

2.2 物理分离法

2.2.1 重力分离法

利用重力分离法开展船舶防污的过程中，利用的是油水之间的密度差异，在该密度差异下，水中油滴可突破水流阻力而出现上浮现象，进而达到油和水的分离，分离效果受到油粒直径、油水密度、温度等的影响，当油粒直径在50µm以内的情况下，重力分离法不适用。

2.2.2 过滤分离法

经由多孔性介质滤料层的配置，油污水在通过该滤料层的过程中，其中的油粒或者其他悬浮物就可加以截留，而水则可直接经由该滤层直接排出，该方法的特点表现为：滤料层的阻截作用是关键，可直接将油粒或者其他悬浮物截留下来；因为滤料的表面积很大，导致其对油粒和其他悬浮物存在着一定的物理吸附作用、微粒接触媒介作用，给油粒碰撞提供了机会，小油粒在聚合以后形成了大油粒，截留作用明显。

3.生物工程技术在船舶防污染中的应用

3.1 应用于防治船舶污水污染

船舶是重要的水上交通工具，各类船舶的出现带动了水上交通的发展，但与此同时船舶航运时也产生了巨大的污染，如果缺乏对这些污染的有效预防与控制，在短时间内污染将进一步扩大，在未来很长一段时间内这种污染危害难以消除。现阶段，虽然我国已经出台了关于船舶防污染的相关法律法规，但在具体的实施中，对应的监督管理体制还相对松散，船舶污染并未得到完全根除。在生物工程技术出现以后，船舶防污染中越来越重视这一技术的应用，生物工程技术可以将污水中的有毒有害物质加以分解，进而来抑制污水的扩散，控制二次污染[2]。针对船舶污水污染方面的治理，在利用生物工程技术时，遵循的是以下要点：借助船舶内部本身所配备的专有机械设备，将全部的污水都收集起来，随后对收集起来的污水加以静置、沉淀、过滤等基本处理，经由这些处理工序来分离出污水中的大块固体污染物，处理后的污水导入到储存柜内，经由生物技术来进行曝气、污染源分离与消毒等进一步处理，最后使用MBR技术开展污水处理。现阶段的技术发展条件下，船舶污水生物工程设备有Io-Compact系列产品、超三叉机系列装置等，在处理时可以根据自身的需求来进行对应的选择。

3.2 应用于防治船舶白色污染

船舶白色污染对于海洋环境的危害性也非常大，同生活中的白色污染一样，主要为各种塑料污染，因为塑料本身就是一种十分难分解的物质，回收成本相对较高，在治理过程中存在很大的技术难题。船舶航运过程中，为实现对白色污染的有效治理，可在船舶内部进行专门的白色垃圾存放点设置，并组建专门的团队来负责白色垃圾的收集和处理。生物工程技术在当下的发展条件下，针对船舶白色污染的防治，可通过该细菌或者真菌来进行白色垃圾的降解，因为在真菌、细菌与白色垃圾直接接触的情况下，垃圾内部结构也同步发生了一定变化，使有害的白色垃圾可转变为无害化物质。

3.3 应用于防治船舶固体污染

船舶航运对海洋环境的污染还表现在工业废弃物、生活垃圾等固体污染物质的污染方面，这类型污染物对于海洋环境的危害也是非常大的，在传统的防治技术下，针对船舶固体废弃物的防治，更多的采用的是填埋的方式，这种防治方式与航行环境的治理要求并不完全相符。固体废弃物在直接抛掷到海洋以后，虽然海洋本身存在一定的降解功能，但是要实现对各种污染物的降解，需要消耗的时间非常长，对海洋环境所造成的污染在短时间内无法消除[3]。生物工程技术在海洋固体污染的防治上也十分有效，船舶内部一些有回收价值的固体废弃物完全可以在生物工程技术的辅助下实现生物降解，船舶内部的很多固体垃圾均可实现二次的回收与利用，即使针对少量的不可回收固体垃圾，也可以借助一些特殊的菌落来进行相应的元素提取。生物工程技术下，为实现对固体废弃物的科学防治，专业人员要对船舶内部的全部固体垃圾都加以收集并分类，在船舶停靠岸边以后，由专业人员对其中的一些固体废弃物利用菌落来处理，减轻固体废弃物直接排放对海洋环境所造成的污染。