船舶压载水及沉积物的处理技术

３．化学法 氯对于杀死水中的细菌、病原体等具有明显效果；而对 于浮游藻类，因为耐受性强，需要较高的有效氯含量进行处 理【６ｌ。氯能与细菌体内的酶系统发生化学反应，从而抑制和 破坏细菌细胞中酶的活性，使细菌不能吸收葡萄糖，发生营 养障碍以致死亡。氯化方法的不足之处是它会造成加快舱壁 腐蚀的作用。另外在氯化消毒过程巾还会生成有毒有害的消 毒副产物。二氧化氯具有强氧化性，在其浓度为０．５－１ （ｒａｇ／１）时，１ｒａｉｎ内能将水中９９％的细菌杀灭。二氧化氯 杀菌可以不受水硬度和盐份的影响，能维持长时间的杀菌作 用。但Ｃ１０。具有爆炸性，有强烈的刺激性气味并且成本较高。 电解法电解海水产生的有效氯是直接电化学消毒的主 要作用机理。有效氯主要是ＨＣｌ０、ＣＩＯ＋、Ｃ１２等。电场也 具有杀菌作用，包括击穿打破细胞膜，通过明显改变细菌生 长环境造成细菌最终水解死亡，或是通过细菌细胞与电极之 间的电子传递，造成细菌细胞呼吸系统失调导致细菌死亡等 ｎ０１。不过该方法氯浓度难以控制且耗电量大，容易产生氯仿 等副产物，还会对压载舱金属和管道等产生腐蚀。 过氧化氢氧化法ＰＥＲＡＣＬＥＡＮ化学反应系统能够有效 的杀死压载水中的细菌等，它的活性成分为过乙酸和过氧化 氢。过氧化氢能杀死酵母菌细胞，破坏ＤＮＡ，导致细胞死亡。 臭氧是一种强氧化剂，但是又非常不稳定。它能破坏分 解细菌的细胞壁，很快地扩散透进细胞内，氧化分解细菌内 部的葡萄糖氧化酶等。臭氧极易溶解于水，溶在水中具有更 强的杀菌能力，是氯气的６００—３，０００倍。但是０３会很快会 自行分解为氧气，失去氧化能力。另外，由于臭氧的强腐蚀 性，使得压载仓和管道受到腐蚀。 羟基具有极强的氧化性，通过羟基的强氧化性和无选择 性将压载水机沉积物中的有害水生生物、细菌等彻底杀死。 这项技术是由大连海事大学自希尧，自敏冬等研发的，它的 原理是采用３００Ｔｄ一６００Ｔｄ的电离放电，电离、分解Ｈ：Ｏ 或ｏ，电离后加工成０。，ＯＨ以及Ｈｏ。＋游离基，再通过射 流器溶解而成游离基溶液，加入到压载水输送管道内。在管 道输送过程中杀灭压在水中的细菌、藻类和原生动物等””。 高压脉冲放电法其作用原理主要是在两电极之间施加 脉冲高压，形成强电场，电极之间会产生高能电子。这些高 能电子高速同放电介质发生非弹性碰撞，通过激发、离解和
旋流分离法，利用水流的高速旋转运动产生的离心力与 向心力，将固体物质、生物和病原体等进行分离，但是在处 理与海水比重相近的生物时会受到一定限制。
２．物理法
（１）加热处理。其主要原理是利用高温杀死压载水中的 有害生物。为了保证能够成功去除压在水中的有害生物，压 载水需被加热到３５。Ｃ以上，还要保持一段时间。可利用船舶 推进器和冷却系统产生的废热来对压载水进行加热处理。如 果生物以休眠孢子形式存在的话就需要更高的温度才能杀 灭。加热过程还会对金属壁起腐蚀作用，并在冷却空间形成 水垢１６Ｊ。另外加热处理存在时间长、能耗过高等问题。
【７】７ Ｔｒａｃｙ ＭｃＣｏｌｈｎ，Ｇｅｍｍａ Ｑｕｉｌｅｚ—Ｂａｄｉａ，岣ｅｌｌ Ｄ．Ｊｏｓｅｆｉｅｎ，
ｅｔ ａ１．Ｓｈｉｐ ｂｏａｒｄ ｔｅｓｔｉｎｇ ｏｆ ａ ｄｅｏｘｙｇｅｎａｔｉｏｎ ｂａｌｌａｓｔ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ｍａｒｉｎｅ Ｐｏｉｌｕｄｏｎ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ，２００７，５４：１１７０－１１７８
【９】９杨洋．船舶压载水沉积物的微波——硫酸自由基处理技术 研究［Ｄ】．大连：大连海事大学，２００８．
【１ ０】宋永欣．电解法处理船舶压栽水对压栽舱腐蚀影响的研 究ＩＤ］．大连海事大学硕士学位论文，２００４，２．
【１１】白敏冬，白希尧，周晓见，等．在船上输送压栽水过程中 杀灭生物的方法及设备卟ＺＬ０３１３３４４：船舶压载水及沉积物的处理技术
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没有效果。因此，这种方法的使用一般都是在过滤去除较大 微生物之后。
（５）微波法。压载水沉积物含有大量活的生物体及休眠 孢子，对于恶劣环境具有很强的抵抗能力，在合适的水域中 会孵化、生长，对环境容易造成潜在危害。微波是一种指频 率从３００ｍｈｚ到３０００斟ｈｚ的电磁波。微波加热技术是利用 高频电磁波瞬间穿透被加热物料把能量传播到被加热物体内 部，使加热物内部分子间产生剧烈振动和碰撞。杨洋发现微 波——硫酸自由基技术可对压载水沉积物中的藻类及孢囊的 形态结构造成破坏【９Ｊ。这种技术能耗较大且不易操作。
第１０卷 ２０１０篮
第４期 ４月
中 国水运
Ｃｈ Ｒａ Ｗａｔｅｒ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ
Ｖ０１．１０ Ａｐｒ．１
Ｎｏ．４ ２０１０
向／Ｈｔ．舶压载水及沉积物的处理技术
朱丽楠，王永军，任芝军，刘桂芳
（哈尔滨工程大学航天与建筑Ｗ－程学院，黑龙江哈尔滨１５０００１）
摘要：随着船舶压载水及沉积物在世界各地间流动的有害水生生物，细菌和病原菌等对很多国家附近的海域造成了
１８】ＥｒｉｃＲ．Ｈｏｌｍ，Ｄａｖｉｄ Ｍ．Ｓｔａｍｐｅｒ，Ｒｏｂｅｒｔ Ａ．Ｂｒｉｚｚｏｌａｒａ， ｅｔ ａ１．Ｓｏｎｉｃａｔｉｏｎ ｏｆｂａｃｔｅｒｉａ，ｐｈｙｔｏｐｌａｎｋｔｏｎ ａｎｄ ｚｏｏｐｌａｎｋｔｏｎ： Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｏ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｂａｌｌａｓｔ ｗａｔｅｒ．Ｍａｔｉｎｇ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ，２００８，５６：１２０１－１２０８
万方数据
船舶压载水及沉积物的处理技术
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
三、结语 随着＜＜公约＞＞的进一步实施，对于现有和新建船舶压载 水处理系统的设计和改造势在必行。我国在船舶压载水和沉 积物的管理和控制技术还没有成型，因此，对于随着船舶压 载水和沉积物进入到我国的一些外来有害水生生物、细菌和 藻类等的调查、研究并找到适合处理压载水及沉积物污染的 技术已成为我们刻不容缓的问题。 参考文献 …１吴春杰，杨玉峰，俞健康．浅析船舶压载水的污染及对策 【Ｊ】．中国水运，２００７，７，（４）：２７—２８． 【２】朱汝明，彭宏恺．船舶压栽水管理及其对策研究【ｃ】．２００８ 年船舶防污染国际公约实施学术交流研讨会论文集． 【３】３陈国权．船舶压载水的处理方＂法ｔ１１．水运管理．２小）９，２８，
（３）超声波。超声波由一系列疏密相问的纵波构成，并 通过液体介质向四周传播。美国的Ｈｏｌｍ等人研究得到浮游 动物需要３～９ｓ的暴露时间和６－１９Ｊ／ｍｌ的超声波能量来获 得９０％的灭活率。在１９～２０ｋｈｚｓ时，单独的超声波对于压 载水的处理对于尺寸大于１００Ｈｍ的浮游生物是有效的，但 是小于１００Ｈｍ的浮游生物需要附加的工艺才能被有效灭活 懵Ｊ。处理的水量有限，能耗较大。
（２）脱氧处理。多数外来有害生物都需要氧气，如果把 水中的氧气除去，就可以杀死很多生物（不包括胞囊、孢子、 厌氧细菌）。脱氧的方法主要有吹入氮气，添加葡萄糖或硫化 物，使用真空室和采甩ＮＥＩ公司研制的文氏管脱氧方式压载 水处理系统【＿“。该系统将Ｎ２、少量ＣＯ。和痕量的０２通入到 文丘里管中，１０ｓ内可去除水中高达９５％的溶解氧。脱氧处 理能够保护压载舱不被腐蚀，延长船舶的使用寿命。
（１咒３８—３９． 【４】ＳｔｅｐｈａｎＧｏｌｌａｓｃｈ，Ｍａｔｅｊ Ｄａｖｉｄ，ＭａｔｔｈｉａｓＶｏｉｇｔ，ｅｔ ａ１．Ｃｒｉｔｉｃａｌ
ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ＩＭＯ ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ｓｈｉｐｓ’ｂａｌｌａｓｔ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｓｅｄｉｍｅｎｔ．Ｈａｒｍｆｕｌ Ａｌｇａｅ，２００７。６：５８５—６００． 【５Ｊ ｚ岣ｉａｎ Ｔａｎｇ，Ｍｉｃｈａｅｌ Ａ．Ｂｕｔｋｕｓ，Ｙｕｅ６ｅｎｇ Ｆ．Ｘｉｅ，Ｃｒｕｍｂ
ｒｕｂｂｅｒ Ｗｌｔｒａｆｉｏｎ：Ａ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｂａｌｌａｓｔ ｗａｔｅｒ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，Ｍａｒｉｎｅ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２００６，６１：
４１０－４２３．
【６】徐航．膜法处理船舶压栽水的应用研究【Ｄ】．大连理工大学 硕士论文．２００７．６．
距岸超过２００海里或离岸航行超过４８ｈ的航程，对在港口 水域或沿海打入的压载水，通过逐一更换法或用３倍于舱容 水量注入顶出法更换成大洋海水，来达到减少船舶压载水传 播外来生物的危险。但这种方法不能有效排出舱底及压载舱 内船舶构件表面的沉积物及淤泥中的生物和病原体，而且船 舱的构造使死角的更换率很低，更换时间长。
一定的污染。文中总结了对于船舶压载水及沉积物的治理技术，并分析了各种方法的作用原理和优缺点。
关键词：船舶压载水；沉积物；处理技术
中图分类号：Ｕ６９８．７
文献标识码：Ａ
文章编号：１００６－７９７３（２０１０）０４－００２２—０２
一、前言 在海上行使的船舶需要加载一定量的压载物来保证其具 有良好的稳性和浮性。自１９世纪８０年代以来，船舶开始普 遍采用水作为压载物，称之为船舶压载水…。而压载水沉积 物系指从船舶压载水中沉淀的物质，主要指压载水中常含有 生物碎片、颗粒状有机物、生物孢囊、不溶性硅酸盐如粘土 等悬浮物等。每天存在于船舶压载水中随船周游世界的生物 多达７，０００种ｆ２ｊ，主要有浮游植物、浮游动物、细菌和病原 体等低等生物和一些鱼类等等。当船舶在港口水域或近海水 域进行压入和排除压载水时，压载水中的生物流入新的适宜 生存区域开始大量繁殖，掠夺本地生物，破坏当地的海洋生 态平衡【３Ｊ。最早怀疑船舶是外来生物物种入侵的载体是 Ｏｓｔｅｎｆｅｌｄ在１９０８年报道的，在他的研究中得到甄洲浮游 植物中华齿状藻大量出现在北海｛４｝。船舶压载水和沉积物的 无节制排放已经导致有害水生物和病原体的转移，对环境、 人类健康、财产和资源造成损害或伤害。２００４年２月，国 际海事组织通过了《船舶压载水及沉积物管理与控制国际公 约》，旨在通过对船舶压载水和沉积物的控制与管理来防止、 减少和最终消除有害水生物和病原体的转移对环境、公众健 康、财产和资源带来的风险。 二、压载水及沉积物处理技术 目前正在研究的船舶压载水及沉积物处理方法主要有机 械法、物理法和化学法，目的是杀灭去除压载水和沉积物中 的有害水生物和病原体，使其失去繁衍能力。 １．机械法 过滤法研究者采用碎橡胶作为滤料来对压载水进行过 滤处理，得到碎橡胶过滤可以去除７０％的浮游植物和４５％ 的浮游动物，对于浊度和总悬浮颗粒去除分别为４８％和 ４６％Ｉ ｓｌ。另外还可以通过选用合适网目的过滤器来直接滤去 外来生物。目前较为有效的过滤系统是过滤滤径为 ５０ｐｒｏ一１５０ｐｍ的楔形过滤器，但是滤网容易阻塞，而且对 于微小的生物体无效。因此，通常将其作为紫外辐射等其他 处理方法的预处理技术。还有学者采用中空纤维微滤膜对于 船舶压载水进行过滤，除菌率可达１００％。但是存在着膜污 染、膜更换和费用较高的问题１６１。 更换法该方法是指船舶在航行途中，水深５００ｍ以上，