李升杰 孙静 李寿平 王泽华

摘要：在治理海洋污染逐渐得到重视的情况下，船舶压载水处理技术研究逐渐增多。压载系统利用全船压载仓调驳和排出压载水，从而达到调节船舶平稳程度和吃水量的目的，为船舶作业提供稳定基础。本文在研究的开始阶段对船舶压载水处理技术发展现状进行了介绍，之后对技术应用进行了深入研究，在综合实际需求的情况下提出了完善方案。

关键词：船舶;压载水;处理技术;技术应用

在船舶压载水中含有大量的病毒、细菌和海洋生长植物，在船舶航行过程中会排放部分有害物质，这些物质具有强大的生存能力，对当地生态环境造成了直接影响。在这种情况下为了预防有害物质繁衍和传播，达到净化海洋的目的，在2005年船舶国际管理组织发表了压载水沉积物控制公约，要求所有船舶需要在1年之内配置符合标准的压载水处理系统。为了达到国际船舶管理要求，船舶生产商对压载水处理技术和有关设备进行了研究，本文将研究的重点放在了处理技术方面，主要分析了压载水处理技术未来发展和应用效果，希望可以通过这种方式为船舶事业和海洋环保事业做出贡献。

一、船舶压载水处理技术发展现状

全球最权威的专利数据库为得温特数据库，此数据中记录了世界范围内4000万个专利，在1963年记录了第一条专利数据，之后在系统运行过程中每周平均增加25000千条数据库。通过查阅全球权威专利数据库得出，在2019年已经拥有压载水处理方面的专利1200个，每个专利都由多个基本专利组成。世界知识产权统计数据中显示，专利文献涵盖了90%以上的技术研发成果。本文对压载水进行了技术分析，使用这种方法可以得出未来的发展趋势，并且还能了解技术结构，为产业发展提供良好的发展环境。压载水处理技术主要可以分成生产和物质划分两种类型，使用这种技术的主要目的是，在满足相关制度和条约的情况下提升船舶压载水处理效果，降低对环境造成的影响。根据目前实际情况来看，目前已经有很多船舶生产企业开始重视压载水处理技术研究，全球范围内已经研发出多种新型的压载水处理技术。通过实际研究得出，这些新兴的船舶压载水处理技术可以满足船舶控制和排水要求，但是我国此方面的研究依然比较落后，和西方发达国家存在着很大的距离，在日后发展过程中一定要重视技术研究，预防出现二次污染情况。

二、船舶压载水处理技术优势和缺点

（一）机械法

在机械法中包含了离心分离、过滤法以及稀释法，通过这些方法直接去除水中物种，这种方法具有的主要优势为使用简单、安装便利，存在的缺点为使用中容易发生堵塞问题，使用完冲洗也需要耗费大量时间。气旋分离主要通过旋转方式产生离心力，将其他微生物和海中颗粒进行分析，虽然成本较低、操作简单，但是使用的设备尺寸相对较大，不能使用于任何环境中。稀释法需要在船舶压仓顶部进行排出，但是需要改动过多的管线，所以只能在新船改造中使用。

（二）加热法

对海水进行加热处理，把温度控制在38到45℃范围内，温度保持的时间也需要符合标准，这样可以杀死部分海洋生物，节省了大部分柴油能源，而且也不会造成二次污染等情况发生。在使用这种方案过程中很容易受到外界环境的影响，海水温度过高也会有大量盐析出，最后结垢在船舱上。在海水温度过低的情况下，降低了温度提升的速度，严重影响了压载水处理效果[1]。

（三）脱氧法

除去海水中大量的溶解氧，在其中注入部分惰性气体，杀死海水中部分好氧生物，这种方法具有的优势为，不会对设备舱壁造成影响，缺点为对于部分微生物没有效果。

（四）电解法

这种方法需要使用电解设备，让浓液中含有大量的氯化钠，回注定量的压载水，可以杀掉部分游离生物和病原体，这种方案在技术方面比较成熟，但是使用中需要得到较大的电量支持，同时也会加快舱壁腐蚀速度[2]。

三、船舶压载处理技术的应用

（一）压载水处理技术

船舶压载水处理技术主要来源于工业污水处理和市政工程污水处理，在使用压载水处理技术时会受到多种因素的影响，例如场地、费用以及处理效率等。目前船舶使用的都是深海压载水置换法，这种方法无法排出水中沉淀物和压载水，在恶劣天气影响下操作中也会出现多种不安全因素。在国际范围内生物活性处理方法应用范围较为广泛，这种处理方法属于非活性处理类型，使用了分离法去除了压载水中含有的颗粒物质。另外一种方法是活性物质处理方法，这种方法中使用了微生物技术以及压载水生物技术。

非活性物理处理法主要涵盖了固态分离，在原理方面来讲需要将微生物从压载水中剥离。使用沉降法时需要依靠物体自重，做好表面过滤工作，让过滤器孔径小于微生物尺寸，但是沉降要求时间相对较长，所以无法适应在任何環境中应用。微生物技术需要通过化学方式消除微生物，达到压载水清理的目的。但是化学消毒和物理消毒操作过程中具有一定难度，去除水中部分消毒残留物。物理清理方法中涵盖了超声波、紫外线、磁力法等。化学清理需要依靠双氧水、氯化法以及臭氧法。以上描述的压载水处理方法都无法满足船舶压载处理的所有要求，只是针对特定环境中有机物清理有着良好效果。在现实角度来讲，国外开发商都以压载水处理作为开发基础，将技术研究放在重点部分[4]。

（二）压载水处理技术的应用

西方国家研发压载水处理系统的公司主要有瑞典LAVA公司、挪威OCEANSAVER等，这些公司分别在系统中使用了空穴和过滤混合方法，韩国 TECHCROSS压载水处理系统采用海水直接电解产 NaCLO的方法处理压载水;NE公司采用文士管脱氧压载水处理系统;日本的 ClearBallast采用絮凝和磁选相结合的压载净化技术。此外还有德国 SEDNA系统、RWO系统等。在国内有青岛双瑞压载水处理系统（BaClorTM），该系统通过 MO最基本的岸壁试验，通过过滤、海水电解和.中和优化等设计，实现高效、经济、大容量的水处理，对海洋环境无任何副作用，此外青岛海德威德海洋卫士还采用超声波强化电子协同产生先进氧化物质技术等。本文将PUREBALLAST作为实际案例，此压载水处理系统中使用了化学技术，不会对环境造成影响，同时可以自动完成调节，操作起来也相对简单，使用范围相对广泛。压载水首先需要一个重要的过滤器，去掉高于50UM的有机体，这样才能不断减少压力仓中沉淀物的数量。

三、结论

综上所述，本文在研究的开始阶段对船舶压载水处理技术发展现状进行了介绍，之后对技术应用进行了深入研究，在综合实际需求的情况下提出了完善方案。在船厂和生产公司角度来讲，一定要做好安全和有效性方面的问题，对于使用的压载水处理技术进行多次分析，降低对船体造成的破坏性，预防出现二次危害等情况发生。另外，为特定船舶选择最适合的压载水处理系统方案，也已成为一个迫在眉睫的问题。

参考文献：

[1]王奎民，赵方波，陈海龙，潘超，杨延州.船舶综合水处理技术设想与关键材料分析[J].化学工程师，2018，32（10）：34-37+20.

[2]康蒙蒙，李晶晶，刘梅，翁益松，赵晓栋，陈庆国.船舶含油压舱水处理技术研究综述[J].上海环境科学，2018，37（04）：143-148+158.

[3]张晓晔，张赟阁，田一平，张小芳，张芝涛，刘蕊.船舶压载水高级氧化处理技术海域应用效果分析[J].高电压技术，2019，45（08）：2681-2688.

[4]官涤，郑季鑫，任伊滨，郑国臣.船舶压载水处理技术的应用与研究进展[J].环境科学与管理，2016，41（09）：65-68.