港口船舶污染与港口岸电项目的推广

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2017年1月下 第2期 总第254期
随着经济和国际贸易的发展,码头也变得越来越繁忙。

世界前十大最繁忙港口中除香港外有六个位于中国内地,频繁往来于港口的船舶虽带动经济发展但是也加剧了港口和周边地区的空气污染。

这些到港船舶在中国海域航行和停靠在码头时需要燃烧大量高含硫量燃料油发电,保障停泊供给。

在燃烧过程中会产生大量硫化物、氧氮化物和二氧化碳化合物,加剧了城市的大气污染,尤其是中国的港口城市,均属于人口密集地区,因此,理解港口污染的严重性以及推广岸电技术的重要性,并且增加有效执行力度,构建出一套有效的政策支持已成为当下社会的当务之急。

1 推行岸电技术的必然性与紧迫性
(1)港口岸电技术的内涵。

船舶停在码头,一般需要燃烧大量柴油、或重油发电来满足船舶靠港期间的生产、生活用电需求,并排放大量废气和污染,但是如果改用岸电,则完全可以削减这部分污染。

船舶岸电技术是指船舶靠港期间,停止使用船舶上的发电机,改用陆地电源供电。

港口提供岸电的功率应能保证满足船舶停泊后所必需的全部电力设施用电需求,包括生产设备、生活设施、安全设备和其它辅助设备。

(2)推行岸电技术的紧迫性。

船舶大气污染已成港口城市大气主要污染源。

根据国际环保组织自然资源保护协会《船舶港口空气污染防治白皮书》指出,一艘使用3.5%含硫量燃料油中大型集装箱船,以70%最大功率负荷行驶,一天排放P M 2.5相当于50万辆使用国Ⅳ油品货车。

根据香港环
境保护署2014年发布的2012年度香港空气污染物排放清单(见图1),水上运输排放的二氧化硫、氮氧化物、可吸入悬浮粒子、细微悬浮粒子、挥发性有机化合物、一氧化碳分别占全部排放的50%、31%、36%、42%、11%、19%,即水上运输过程中的空气污染排放物占较大比重。

在2010年香港的船舶污染物排放占香港的N O X 排放总量的32%、SO 2排放总量的48%和PM10的32%,船舶活动已经成为该城市最大的NO X 、SO 2和PM10排放源。

根据上海市环境监测中心2014年发布的研究结果表明:在2010年船舶和港口相关活动对上海城市N O X 、SO 2和PM2.5的贡献率分别为12.4%、11.6%和5.6%。

(见图2)
上海市环保局研究表明,2012年上海港船舶对上海市大气污染物总量的贡献主要集中在SO 2、NO X ,分别为12.0%、9.0%,对全市PM2.5的直接排放分担率为船舶产生污染物性气体,对人体和环境造成极大的威胁。

例如,N O X 气体会促使生成有害颗粒物和酸雨等,还可以使人患上哮喘、肺气肿、支气管炎、咽炎、鼻炎等疾病;SO X 可使呼吸系统功能受损,加重已有的呼吸系统疾病及心血管病。

它也会导致死亡率的上升等等;PM柴油颗粒物污染可以造成人体的早死,刺激性哮喘等疾病,刺激呼吸道,损害肺部功能;VOC是指挥发性有机化合物,是一种温室气体,还会对人体的眼睛和呼吸道产生严重的刺激,严重时甚至会使人丧失记忆。

党的十八大以来,转变发展模式、呵护碧水蓝天、建设美丽中国,成为党和政府的紧迫任务及全体社会成员的共同责任。

为此,各级政府必须高度重视船舶带来的污染问题,制定有效的措施及时地进行防治。

2 岸电技术的环境效益与推行优势
港口船舶污染与港口岸电项目的推广
倪冰青
(浙江工业大学,浙江杭州 310000)
摘　要：伴随着中国经济和国际贸易的发展,大量的国内外船舶停靠我国港口码头,船舶燃烧高含量重油产生的大气污染已成港口城市大气主要污染。

为了解决这一问题,港口岸电技术应运而生。

该技术是解决靠岸船舶对港口环境带来污染问题的重要举措。

本文重点在于指出港口岸电技术的可行性、紧迫性以及该技术对于大气环境的重要意义。

关键词：港口岸电；船舶污染；绿色港口中图分类号：U698.7文献标识码：A 文章编号：1671-2064(2017)02-0001-02
作者简介:倪冰青(1991—),女,汉族,浙江杭州人,研究生在读,研究方向:科技哲学。

图1 2012年度香港空气污染排放清单
(图1其他包括:公用发电、道路运输、民用航空、其它燃料燃境、非燃境)
图2 2010年度上海船舶的污染排放量占比图
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(1)减排和节能。

船供电对于港口的积极意义在于废气减排,降低油耗和维护成本还可以减少相关的周期性费用,其带来的环境效益十分可观,据统计船用发电柴油机到港后使用岸电替代船电,单船在港期间可以减少约66%的C O 2排放。

以定期往返于中国连云港和韩国平泽的“中韩之星”号为例,该船是一艘1.5万t 客货滚装船,每年在连云港靠泊约2000h 。

该船靠泊时每天消耗4.9t 燃油。

若以4.3t 船用重油和0.6t 船用馏分燃油混合、燃油含硫量按《防止船舶污染国际公约》中的最高允许限值3.5%计算,使用岸电每天可减少在港排放CO 46.1kg、HC 15.32kg、NO X 369.55kg、PM2.5 26.27kg、PM10 28.95kg、SO 270kg。

(2)减少当地的污染物和噪音污染。

船舶在运行过程中,还会产生大量的噪声污染,它对船员的健康、生活、休息和工作甚至心理都存在很大的影响,船舶噪声还会使船上的一些精密仪器和设备工作不正常、精度降低、使用寿命缩短。

接用岸电,则会消这部分噪音污染,利于营造一个良好的港口氛围。

(3)推行岸电技术的可行性。

中国作为世界上最大的碳排放国,已向全世界做出“到2020年,中国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%”的承诺,这一目标远远高于美国宣布的减排17%、欧盟提出的最高减排30%的目标,树立了我国作为一个负责任大国的国际地位和形象。

在国际上,有先例可寻,目前有很多先进的港口已经使用了岸电技术,尤其是美国,是世界上率先提出凡是新建码头都要采用环保措施,即使用岸电技术,来减少港口污染的排放。

国际上一些先进港口已经采用岸电技术对靠港船舶供电。

3 浙江省发展现状——以宁波港为例
(1)宁波港岸电建设的基本情况。

宁波港自然条件得天独厚,现有生产泊位328座,其中万吨级以上大型泊位99座,5万吨级以上的特大型深水泊位63座,港域“水深流顺风浪小”,主要进港航道水深在22.5米以上,30万吨级巨轮可自由进出港,40万吨级以上的超级巨轮可候潮进出,是世界少有的深水良港。

作为国际大港,宁波港港口排名位列全国第3、世界第5位。

2014年宁波港货物吞吐量达5.26亿吨,其中,集装箱吞吐量1870万标箱。

每年靠泊宁波港的大型船舶超过3万艘次。

目前,宁波港已建设完成56个岸电箱,总投资约600万元,每年可对2000艘次的低压船舶进行供电,供电量约60-80万千瓦时/年。

通过使用岸电,实现了港口和船主利益共赢。

据测算,如果宁波港所有万吨级泊位均建成远洋大型船舶接岸电点,整体投资将会超过6亿元,年用电量超过2亿千瓦时,可减少柴油消耗约5万吨/年,减少二氧化碳排放约155000吨/年,减少二氧化硫排放约200吨/年,减少氮氧化物排放约2657吨/年,将极大改善港区的空气质量。

(2)使用情况——“船舶岸电”的项目成果。

以宁波港集团下属的两家单位北仑第二集装箱公司、宁波联合集装箱
海运有限公司联合开发的方式开展第一期试点工作为例。

2010年6月低压岸电项目试点建设完成,共建设低压岸电点33个,投资近400万。

先期进行了三个月的试运行测试,取得了明显的运行效益。

试验期间自有船舶累计接电33艘次,累计接电时间211.8小时,用电5820度,成本约5900元,若使用柴油则需3374.6公斤,成本21600元,自有船舶节约成本15700元,节支率达73%。

减少二氧化碳、硫氧化物等污染物排放达3.37吨,排放量减少90%以上,极大改善了港区试验点的空气质量,同时减少了船舶的振动和噪音污染,船员生活质量明显提高。

4 岸电项目实施的难点及建议
为解决船舶大气污染问题,我国交通运输部门已经在技术标准制定、示范项目推广和中央财政激励补贴等方面做了大量的工作,但是在各港口城市推广起来难度依然很大。

(1)国家的角度。

在我国,负责船舶污染治理的政府部门有海事、海洋、交通、环保等部门,虽然有责部门很多,但是很难统一采行动,无法出台强制性的法律法规来要求船舶使用低硫油和靠港接岸电。

相关的电技术标准也尚未出台。

由于港口面向的是世界各国的不同船舶,标准不统一可能造成某些船舶无法正常使用岸电。

并且,统一标准的一旦出台,先前已经建好的岸电有可能要进行改造,因此,一些港口对岸电建设工作还在观望等待。

(2)港口船舶方。

由于目前船舶受电系统改造相对滞后,岸电建设改造的投资较大,加上目前岸上供电系统布点较少,许多港口还没有岸上供电系统,船舶受电系统使用率不高,财政激励也略显不足。

我国电网的电制和远洋船舶的电制不同,码头向远洋船舶供电必须事先进行电压和频率的转换。

而转换装置价格较为昂贵,港航企业一般不愿意承担其建设费用。

低压岸电箱系统的投资成本约10万元/套,高压可变频变压供电站系统投资成本约500—1000万元/套。

以宁波港为例,如果宁波港所有万吨级泊位均建成远洋大型船舶接岸电点,整体投资会超过6亿元。

由于油电价差不大,投资效益不佳,港口和船方均无推动船舶接岸电的经济动力。

(3)调动积极性,加大福利政策支持力度。

地方政府应重视港口岸电带来的环境效益和社会效益,在财政补贴、税收、融资、荣誉等给予企业支持。

如采用经济刺激的手段,加大使用岸电的补贴力度。

对于使用低硫油,可出台补贴与能源差价的激励政策。

(4)中央政府主导,港口城市区域联动。

由于船舶的流动性和海运行业等特点,如果仅在单一港口采取强制性措施,可能会严重影响该港口的竞争力,带来不良后果。

所以,中央政府在起牵头主导作用的同时,还应要求各个港口城市步调一致,使得各个港口城市联系互动起来。

(例如,同步推进各大港口的岸电改造工作,让更多的港口可以提供岸电,提高船舶受电系统使用率,使船改与岸改工作相互协调、全
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面发展。

)在重点区域(长三角地区、环渤海湾区域或珠三角地区)建立排放控制区,出台统一的强制性政策,推动船舶使用清洁燃料,例如推广使用L N G 等环保能源。

参考文献:
[1]佟志国天津港船舶岸电系统技术经济研究[D].天津大学,2013.
[2]王峰,周珏.港口岸电电能替代技术与效益分析[J].电力需求
侧管理,2005,17(3):35-35.
[3]俞晓到港船舶使用岸电的环境效益和经济效益研究[D].复旦大学,2013.
[4]贾石岩.船舶使用岸电对温室气体排放的控制研究[D].大连海事大学,2009.
[5]苗凤娟.防治到港船污染的岸电技术研究[D].上海海事大学,2006.
中,可选取氨吹脱+UASB+SBR+混凝工艺进行处理,各道工序的抗冲击负荷能力较强,具体流程如图1
所示。

图1 组合工艺处理生活垃圾渗滤液工艺流程(1)利用小试与吹脱试验,对氨吹脱工艺常温下进行生活垃圾渗滤液处理的参数进行确定,如每升石灰粉添加量为10.5g,10.5到11.5为其pH值范围,8小时为吹脱时间,对吹脱效率造成影响的主要因素包含3点,p H 值、吹脱时间及进气量,吹脱氨氮去除效率中,对其影响较小的为氨氮浓度。

(2)添加惰性载体PAC,与对比组相比,试验组UASB反应器的启动时间可减小30%左右,60%为有机负荷提升幅度,且能够提高反应器运行的稳定性,温度是UA SB 反应器生活垃圾渗滤液处理的主要影响因素。

通过试验得出,因添加PAC,UASB反应器的有机负荷可达到25kgCOD/(m 3·d),当15摄氏度以上为当前运行问题,则可获取不错的处理效果。

p H 值低可维持颗粒污泥结构,增强质子转移活性,减小细菌细胞表面的酸度。

(3)根据缺氧/好氧/缺氧/好氧、进水SBR在2个缺氧段前端通过2:1比例,一批一批地进行生活垃圾渗滤液的添加,根据1/3排出比,当8为进水pH 值时,去除废水氨氮效果不错。

当2759mg/L为进水水质COD值、685mg/L为NH 3-N 值、710mg/L为TN值的情况下,COD的去除率可达到71.7%、NH 3-N去除率可达到92.4%、TN去除率可达到69.8%。

(4)混凝沉淀正交试验的混凝剂主要为硫酸亚铁、硫酸铝、三氯化铁及聚合氯化铝,在渗滤液C O D 去除过程中,四种混凝剂内,效果最佳的为三氯化铁。

试验过程中矾花沉降性方面,铁盐比铝盐效果更佳。

单因素试验可进行所有
因素值的确定,5为pH值、500mg/L为混凝剂添加量、4mg/L为PAM 的添加量。

(5)渗滤液在生化处理后,可选取的过滤处理滤料一般为两种,如陶瓷滤料、石英砂,正交试验得出,二者中陶瓷滤料具有良好的过滤性。

通过调节池处理后,生活垃圾渗滤液的COD为6880.5到8040.0mg/L范围,50%为COD去除率,950.0到1210.0mg/L为NH 3-N范围。

通过以上各工艺组合处理后,447mg/L为尾水水质COD值,93.50%到98.84%为其去除率范围;51.3到54.4mg/L为NH 3-N范围,92.18%到94.6%为其去除率范围。

通过以上工艺处理后,常温下生活垃圾渗滤液出水应与相关标准相符(表1),该工艺可广泛用于城镇生活垃圾填埋场。

4 结语
综上所述,近年来,以每年10%以上的速度我国城市垃圾总量在逐年上涨,部分城市的增长幅度更甚,已经达到15%到20%之间,我国城市生活垃圾2010年就已经突破了2.6亿吨,预计2030年,城市垃圾总量将在4亿吨以上。

现阶段我国90%以上城市都选取卫生填埋法用于城市生活垃圾,其优点为施工便捷、工艺简单、费用少及便于管理等。

在生活垃圾处理环节,极易出现生活垃圾渗滤液,其是一种浓度较高、水质变化小的污水。

为更好地保护环境,必须做好垃圾渗滤液处理工作,要求在常温下,合理选取渗滤液各个处理工艺,做好组合配置,只有这样才能全面提升处理效果。

　参考文献:
[1]袁志宇.常温下生活垃圾渗滤液处理工艺研究[D].武汉理工大学,2010.
[2]袁志宇,高峰.低浓度下调节池对垃圾渗沥液处理效果研究[A].中国工程建设标准化协会建筑给水排水专业委员会、中国土木工程学会水工业分会建筑给水排水委员会2015年学术交流年会论文集[C],2015.
[3]李莉.生活垃圾填埋场渗滤液物化和生化预处理及组合处理工艺研究[D].重庆大学,2010.
[4]袁志宇,刘友荣,高俊峰.上流式污泥床过滤器处理垃圾渗滤液的实验研究[J].中国农村水利水电,2009(06).
表1 《污水排入城市下水道水质标准》主要指标
序号 项目名称 单位 最高允许浓度 1 pH 值 —— 6.0—9.0 2 COD mg/L 150（500） 3 BOD5 mg/L 100（300） 4
SS
mg/L
150（400）
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