船舶污水的处理现状

李晓玲

（深圳市立拓环保科技有限公司，广东 深圳 518000）

目前，随着经济全球化和世界经济一体化的趋势不断增强，作为世界工厂，我国的贸易进出口量逐年增加，而低成本、大运量的水路运输成为货物的主要运输方式。但随着船舶数量的逐渐增多，在创造经济价值的同时，船舶产生的污水对海洋环境造成了严重污染。为了保护生态环境和维持行业的可持续发展，践行“绿水青山就是金山银山”的发展理念，我国先后出台了《水污染防治行动计划》、《船舶水污染物排放控制标准》（GB3552-2018）、《国内航行海船法定检验技术规则（2020）》等政策标准。

1 船舶污水的来源和分类

船舶污水按性质主要分为含油污水和生活污水两大类。

（1）船舶含油污水是指船舶在发动、航行过程中不可避免产生的含油水及废水[1]。其产生来源主要是：①含油洗舱水：当船舶进厂修理或更换运油品种时必须清洗货油舱。而采用高压水清洗船舱产生的油污水就称为船舶洗舱油污水。洗舱水的水量一般为该船载重量的20%左右。②机舱水：船舶机舱水是由于机舱内各种阀件、管路设备中滴漏的水，以及轮机在运转过程中使用的润滑油、燃料油等油类混合在一起产生的油污水。机舱水的年水量一般为该船总吨位的10%左右。③含油压载水：运输原油的油轮卸完油后，为确保平稳安全航行，以及维持推进器的效率，需要在货油舱内或压舱内装载一定量的水，而装入的压舱水和附着在舱壁上粘油混合形成了压载油污水。一般压载油污水占船舶载重量的25%左右。

（2）船舶生活污水主要来源于船上人员的日常生活排水，根据不同来源主要分为“黑水”和“灰水”两种类型。“灰水”主要包括污染较小的洗浴、厨房、洗衣等产生的废水。“黑水”则来源于卫生间、诊室所产生的废水。目前，针对必须处理后排放的船舶生活污水多为“黑水”，其他生活污水只有当混有黑水时才要求必须处理达标后排放。但是，从近年来国内外对水域环境管理的要求愈来愈严，未混入黑水的灰水单独排放也已纳入了船舶污水的管理范围，同样要求必须处理达标后排放[2]。

2 船舶污水的处理方法

2.1 船舶生活污水的处理方法

首先，船舶生活污水的特性与普通污水差别不大，因此处理方法与陆地生活污水的处理原理类似，但由于船舶的空间和位置有限，所以，处理装置不能太大。其次，船舶在航行过程中不可避免地会产生晃动，因此，对于污水处理工艺以及处理装置的稳定性提出了更高要求。此外，对于温度的要求也比普通污水要高，因为船舶的夏天舱室温度通常比较高，避免采用生物法进行处理法，以免产生不利影响。其中，有些船舶会选择在船上安装储槽设施，将生活污水运到岸上去处理。但常用的处理工艺是物理化学处理、电化学处理以及生物处理。

2.2 船舶含油污水的处理方法

含油污水的处理首先是将油水分离，因浮油具有回收利用价值，且属于HW08类危险废物，需要交由有资质的单位进行处置。油水分离的方法有物理分离法、化学分离法等。

2.2.1 物理分离法

物理分离法主要包括重力分离法、离心分离法、气浮分离法、膜分离法、吸附分离法[3]、超声波分离法等。其主要特点是不改变油的化学性质而将油水分离。

重力分离法是船舶含油污水处理最为简单但广泛应用的方法。该方法是利用油与水的密度不同进行分离，油水密度差越大，分离速度和效果越好。重力分离法的设备结构简单，缺点是占地面积大、分离能力有限，尤其是对乳化油的处理效果较差。如果辅以加热、超声波、气浮等工艺，能够提高分离效率和效果，同时对于乳化油也有较好的效果，但能耗也会显著提高。

离心分离法也是利用油水的密度不同。相比于重力分离法，离心分离法除油效果更好，其耗时短，效率更高，占地也相对较少，很适合在船舶上应用[4]。例如，尹先清等[5]采用离心分离法对海上油田废水进行离心除油实验，实验表明，转速与分离效果成正比，当转速为3 500 r/min时，污水含油量可降至6 mg/L以下。

膜分离法膜是利用薄膜对两相的选择透过性原理的一种分离方法。其工艺是，使部分组分透过膜，截留其他组分，从而实现不同组分的分离，以达到浓缩、分离或纯化的目的。

李永发[6]等用超滤膜处理油田预处理过的含油废水。结果表明，废水处理后能达到油田回注水的标准。房平等[7]采用氧化多壁碳纳米管、聚丙烯酸为添加剂对聚偏氟乙烯（PVDF）膜共混改性后，进行石油醚、棕榈油、黄油乳化含油废水的过滤实验。结果表明，改性共混膜对三种乳化油的去除率均可达90%以上。同时，改性共混膜的抗污染能力增强。

2.2.2 化学分离法

化学分离法是通过向含油污水中投加絮凝剂或者聚结剂使油水分离。其中，投加絮凝剂可使油凝聚成凝胶体上浮或沉淀；而投加聚结剂，通常为酸、碱、可溶盐等，是为了打破水包油的乳化状态，使油聚成大的油滴上浮，从而达到油水分离的目的。此外，物理化学分离方法不用添加药剂，而是将含油污水引进装有电极的装置中，利用电解产生的气泡和牺牲阳极的絮体，在上浮过程中吸附着油滴从而实现油水分离。

物理分离法与化学分离法各有优缺点，其内容如表1所示。

表1 船舶含油废水分离方法比较

2.3 船舶含油污水的后续处理

船舶含油污水经油水分离后，油相收集按照《国家危险废物名录（2021）版》要求，归类到HW08废矿物油与含矿物油废物，交由专业机构处理，水相则按照废水处理。

此类废水不同于生活污水，尤其是压舱水一般灌入的是海水，海水的平均盐度在3.5%左右，而生活污水的盐度一般不超过0.2%。船舶含油污水中的碳、氮、磷比明显偏高，需要补充氮源和磷源。而且废水的B/C一般小于0.3，可生化性较差。所以，此类废水需要按照高盐废水生化处理。

目前，应用较多的工艺主要还是通过物理化学手段，包括芬顿氧化、絮凝沉淀等方法提高污水的B/C，再通过调节池补充氮源和磷源，进入好氧生化池处理[8]。因高盐废水处理难度较大，适合采用MBR工艺处理。MBR由于膜组件对生化池中的微生物产生截留作用，可使生化池中的污泥浓度达到8～15 g/ L，远远高于传统活性污泥法的4 g/L，对污染物的去除效率较高，同时，对悬浮物有很好的截留效果，出水时SS几乎接近于零。MBR膜的截留作用实现了HRT和SRT的分离，在提高污泥浓度的同时，强化了污泥的吸附作用，提升了系统的抗冲击性，即使进水量突然增大或盐度有些许小波动，来不及被生物降解的污染物也会被活性污泥吸附，提高了整体的抗冲击能力。但是MBR膜对于油的敏感性较强，油污会堵塞膜管，导致膜通量下降，进而导致处理能力下降。因此对于前端油水分离的要求比较严格，尽量避免油污进入生化系统。同时船舶污水因盐度的问题，在管道、设备材质选型方面也需要选择耐腐蚀性强的材料。

3 结语

综上所述，本文主要介绍了船舶污水的来源和分类，总结了船舶污水的处理方法，着重论述了含油污水的处理难点和方法。其中，油水分离和生化技术将会在未来较长时期内继续应用，科研工作者应就这两项技术继续深入研究，不断进行技术升级和革新，使其更加适应含油高盐污水的处理，使工艺运行更加可靠稳定。同时，也要关注新兴的污水处理技术，不断开发新技术，减轻海洋环境的污染情况，以及加大力度监督船舶的偷排行为，为保护海洋环境作出贡献。