船舶压载水处理系统的选型 6页

船舶压载水处理系统的选型摘要：简要介绍规范对船舶压载水处理的要求和各种处理技术的发展现状及技术特点，重点介绍了压载水处理系统选型的关键要素。关键词：船舶；压载水；处理；选型中图分类号：U664.8文献标识码：A1前言随着《2004年国际船舶压载水和沉积物控制与管理公约》（以下简称《压载水公约》）的实施和各国对海洋环境保护的重视，船舶压载水处理系统已逐渐得到船东的认可和接受，越来越多的船舶需要配置压载水处理系统。目前市场上已推出多种成熟的压载水处理系统，且已有多个产品获得IMO的型式认可或船级社证书，并已实船应用，如紫外线杀毒、电解杀毒、去氧化杀毒、高级氧化杀毒、过滤杀毒等压载处理系统。但各种处理系统因采用的技术原理不同，其技术特点及对船舶总体设计的要求差别较大，因此我们在选型时，应注意结合实船情况及各种处理系统的特点，选择最合适的压载水处理系统。2IMO公约和USCG规则要求第6页共6页\n国际海事组织及世界各国已经认识到压载水排放对海洋环境危害的严重性，纷纷立法对船舶压载水的排放及管理进行规定。2004年2月14日，国际海事组织（IMO）发布了《压载水公约》，要求从事国际航线且需要排放压载水的民用船舶，其设计建造及营运需要满足该公约要求。美国海岸警卫队（USCG）也于2012年3月23日发布了不受IMO相关公约生效限制的压载水管理规则，并已于2012年6月21日生效，其适用范围为航行在美国海域的所有商用船舶。USCG规则的要求比IMO公约更为严格。根据IMO压载水公约的规定，船舶压载水管理分为“交换”和“处理”两种，“交换”是指执行D-1计划，容许用深海海水载进港前置换；“处理”是指执行D-2计划，进出压载水均需处理达标才能排放。“交换”是一种过渡时期的处理方法，最终所有船舶都要执行D-2计划，如表1所列。4.1船舶类型与航线4.1.1船舶类型船舶类型是选择压载水处理系统的重要决定因素。高压载船舶（如油轮和散货船）具有很大的压载水容量和泵流量，而且在无货物时必须加注压载水才能安全航行，经常进行全排放或全加载压载水，因此该类船舶的压载水处理系统处理能力应按压载泵最大排量考虑。低压载船舶（如集装箱船）的压载水很少进行全排放或全加载，一般是转驳而已，该类船舶的压载水处理能力可适当降低。4.1.2船舶运营航线第6页共6页\n船舶的运营航线对压载水处理系统的选择也是一个不容忽视的因素，因为不同国家有不同的法规要求。比如，经常往返美国航线的船舶在选择压载水处理系统时，就应该注意满足美国及其地方性的要求，且设备应具备USCG的认可证书；仅偶尔往返美国航线的船舶，则可以在船上增加压载舱容量或调整载货量来避免压载水的排放或支付港口接收系统的高额费用。4.2处理技术因素4.2.1处理方法对于紫外线消毒的系统，我们需要关注灯的类型、处理系统对压载水的盐度和透明度的最小要求。对于化学处理的系统，我们需要关注最小的注入量和最小停留时间，以及中和剂的生产、贮存、注入、压载水多久才能安全排放等因素。4.2.2压载水特性压载水的浊度、盐度和淤泥成分会影响某些技术的处理效果和可靠性。例如，压载水的浊度大，采用紫外线消毒法则会降低紫外线在水中的透射率，而且灯管容易结垢，杀毒的效果减弱；如果压载水盐度低（比如淡水），则水的导电性能差，不宜选用电解法杀毒；若压载水中的淤泥含量高，则压载舱内的污泥和淤泥沉积多，可能会残留生物，并会增加洗舱的频率，增加运营成本，因而采用微滤膜分离技术较为合适。4.2.3压载水系统特点如具有独立的压载水系统通常意味着有多个压载泵，则配置压载水处理系统数量时应与其相适应；如果采用喷射泵来排放压载水，则排放阶段需要进行处理，同时系统的处理能力需要考虑喷射泵工作水的耗量；如果压载水舱采用重力吸入/排放，则因为压头较小而无法采用压力损失较大的处理系统。第6页共6页\n4.2.4能耗要求因采用的技术不同，各种压载水处理系统的能耗差异非常明显。某些压载水处理系统的能耗非常巨大，如采用紫外线杀毒，处理量2000m3/h的系统需要150～200kW的电力。对于新船而言，这大大提高了船舶的电站的装机容量，而对于旧船，则是一个很大的技术障碍。4.2.5系统压降安装了处理设备后，压载水系统会产生额外的阻力，从而降低了系统的流量和排出压力。采用反冲洗装置的系统流量一般会减少5%～10%；微滤膜过滤法的压降约为1bar，紫外线杀毒及催化氧化法的压降约为0.6～0.8bar。对于新造船舶，必须加大压载泵的扬程；对于现有船舶改装，要重新计算原有压载泵的压头是否满足要求，有可能需要升级压载泵。4.2.6设备安装和维修空间要求不同的处理系统的设备组成及外形尺寸相差较大，维修空间要求也各不相同。对于某些处理系统，控制柜、整流器等电气控制柜所占的空间比过滤器和杀毒单元还要大；压载管道的布置也很占空间，在大多数舱室内，压载管道是其最大的管道；另外，系统模块化安装或分开独立安装也会影响设备的布置。因此，在压载水处理系统选型时，必须考虑设备安装和维修空间的要求，特别是旧船加装的情况。4.2.7材料、设备保护（IP等级）和防爆要求第6页共6页\n对于油船、LPG、LNG等危险化学品运输船，压载泵及压载水处理设备一般布置在泵舱，但上述船舶的泵舱均为危险区域，其内安装的所有电气设备应为符合规范要求的合格防爆电气设备，其类别和温度组别应不低于IIA，T3。4.2.8对压载舱和管道腐蚀的影响船舶维修保养中，腐蚀问题是最难解决的问题之一。压载水处理系统由于改变了压载水和压载舱内空气的化学成分，可能会破坏压载舱涂层，加快舱内和管道的腐蚀，因此必须加以考虑和处理。可行的办法是在压载水系统加入惰性气体并维持压载舱内惰性，这样可显著减少腐蚀率。但不是每个压载水处理系统都支持这种技术方法。550000t级散货船压载水处理系统方案对比结合工作实际，笔者对53000t散货船压载水处理系统的选型方案进行了对比，见表3。该方案属于旧船加装，船舶航行于中国与欧洲之间的航线，压载水总量为12890m3，原船配置2台排量为800m3/h的压载泵，原船无压载水处理系统。第6页共6页\n从表3可以看出，各种处理技术的特点是非常明显的。从能耗对比来看，紫外线法能耗非常大，其能耗是电催化法和膜分离法的5倍多；电解法能耗稍低，也达到电催化法和膜分离法的3倍多。从设备布置情况来看，膜分离法的设备较少，设备布置比较容易，而电催化法和紫外线法设备布置比较困难。从使用维护上来看，膜处理法由于微滤膜的寿命较短，需要经常清洗更换，维护费用比较贵，紫外线法更换灯管也较困难，电解法和电催化法维护较容易。从管路压头损失来看，膜分离法压头损失较大。考虑到本船为旧船改装，舱室空间大小及电站能力已经限定，因此，膜分离法或电催化法的压载水处理系统较为适合本船。6结语以上介绍了公约对船舶压载水处理的要求及国际上主流的处理技术发展情况及技术特点，并探讨了船舶压载水处理系统选型时需要注意的各种要素。在设计中，设计者应该根据不同的船型、不同的航线并考虑各种现实因素，为船舶配置一个合理的船舶压载水处理系统。第6页共6页