水力空化处理压载水技术
水力空化技术及其对压载水的预处理
［ 图分 类 号 ］Ｕ ６ ． 中 ６４ ８
【５２ １ ）４ ０ ３ － ４ ０ １ ９ ５ （０ １０ －０ ８ ０
Ｈｙ ｒ ｄ ｎ ｍｉ ａ ｉ ｔｏ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｄ ｉｓｐ ｅ ｒ ｃ ｓ ｎ ｂ ｌ ｓ ｔ ｒ ｄ ｏ ｙ ａ ｃｃ ｖ ｔ ｉ ｎ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｎ ｒ ｐ ｏ ｅ ｓｏ ａ ｌ ｔｗａ ｅ ａ ｔ ａ
ＬＩ Ｌｉｎ ＣＨＥＮ ａ ｇ ｉ ｎ ＬＵＩＷ ｅ Ｕ ａ ｇ Ｈｕ ｎ —ｑａ ｉ
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［ 键 词 ］ 化 ； 泡 ；Ｌ 关 空 空 孑 板 ［ 摘 要 ］ 对 水 力 空 化 技 术进 行 了全 方 位 的 阐述 ， 括 空 化 的 产 生 、 展 及 溃灭 的过 程 ， 及 空 化 产 生 的 机 理 针 包 发 以
及 其 应用 ， 设 计 制作 了一 套 用 于 处 理 船 舶压 载水 的水 力 空 化 发 生 装 置 。 并
化 技术 。
亮 （９ ６ ）男 ， 族 ， 士 研 究 生 ， 要 研 究 方 向 ： 舶 辅 机 工 程 。 １８ 一 ， 汉 硕 主 船
陈 黄 骞 ， ， 族 ， 教授 ， 士 生 导 师 ， 要 研 究 方 向 ： 舶 辅 机 工 程 。 男 汉 副 硕 主 船 吕 伟 ， ， 族 ， 士在 读 ， 要 研 究 方 向 ： 洋 防 污染 。 男 汉 硕 主 海
第２ ２卷
第 ４期 （ 第 １ ０期 ） 总 ３
２ １ 年 ８月 ０１
船舶压载水处理技术及应用研究
船舶压载水处理技术及应用研究文章主要针对压载水处理技术的相关应用和发展趋势进行研究，并分析了几种主要压载水处理技术的应用，以及压载水处理技术对船舶相关设施的影响，探讨该技术系统的设计与设备选用等相关问题。
标签：船舶；压载水处理技术；应用研究1 压载水处理技术基本概述在国际海事组织进行压载水控制开始时期，压载水处理技术普遍发展不成熟，达不到排放控制标准，因此，一些国家为了自身的海洋利益，选择在远离本土海域置换压载水，以减少对本国海域的生态影响。
比如以色列、新西兰以及澳大利亚都规定，如果船舶要停靠在该国，必须在较远的海域先释放压载水，以色列则更加严格，要求船舶的压载水排放和更换要在红海之外。
从根本上来看，这种远洋置换压载水的方法，并不能根本上解决污染问题，本质上知识污染的转移。
2004年国际海事组织出台的《公约》对船舶压载水制定了管理标准，该标准以船舶的建造年份及压载水量的实际情况为依据，对压载水控制有不同的标准（如表1所示）。
有些国家为了进一步保护自身的生态环境，在各项标准及指标上甚至要比《公约》当中的标准更加严格。
2 压载水处理技术应用分析关于在压载水处理技术的研究，在国际上的研究方向较多且比较全面，主要包含了物理方面的处理技术和化学方面的处理技术，如下：2.1 物理处理法所谓压载水处理的物理方法，主要通过稀释、加热、离心、过滤、光照等物理手段，来消除海水当中的有害物质，达到压载水的净化处理。
比如物理处理法当中的过滤处理，就是将海水通过一定的过滤装置，排除污染物。
过滤装置能够自动排除外来生物，利用网目筛选生物种群。
当前用于船舶压载水处理的过滤装置有纳滤膜件和超滤膜件。
这些装置在船舶上的安装比较简便，操作起来也比较简单，而且采购和安装这些过滤装置的成本不用很高，性价比相对较高。
过滤法的不足之处就是难以对于一些体积十分微小的污染进行过滤处理。
因此，过滤法在实际应用中，通常与其他处理措施配套使用，达到效果最大化。
BSKY^TM压载水处理装置在实船中的应用
BSKYTM压载水处理装置在实船中的应用王子华周军49BSKY"4压载水处理装置在实船中的应用王子华周军（中远海运船员管理有限公司大连分公司辽宁犬连116001）摘要：《压载水公约》生效前后，船舶陆续加装了压载水处理装置，该装置在使用过程中暴露出一些问题。
文章介绍了BSKY"600压载水处理装置工作原理，系统操作方法，针对使用中出现的问题提出了改进措施。
关键字：压载水BSKY处理技术操作故障处理0前言2017年9月7日《压载水公约》正式生效。
2019年1月22日《压载水公约》在我国生效，这就意味着公约对中国旗船舶及在中国管辖下运行的船舶开始具有法律效力。
目前，压载水公约的实施仍处在经验积累阶段，对于压载水的PSC检查，具有很多不确定因素叭PSC主要检查压载水证书、压载水处理计划及压载水记录等，很少进行压载水取样分析。
这无疑放松了对压载水的有效监管。
在实践中，一部分船舶管理人员对设备工作原理不清楚，不熟悉压载水管理系统的操作，设备故障后不能及时发现并解决问题。
以至于船舶压载水排放不符合“D-2”标准。
即使部分航运公司早已安装了压载水处理系统，但对其重视不够。
部分人员习惯于收稿日期：2020-02-10作者简介：王子华（1970-）,男，河北省人，甲类轮机长，现从事船舶轮机管理工作°用传统的置换法来满足公约要求，压载水处理系统处于闲置状态。
压载水的处理技术按工作原理划分，大致可分为机械法（稀释法、过滤法、旋流分离法），物理法（加热法、超声波法、紫外线法），化学法（氯、臭氧、疑基等）。
单一方法处理的压载水难以达到公约要求，往往需要两种或以上方法结合来达到最佳处理效果。
1BSKY™600压载水装置BSKY™600是由无锡蓝天电子科技公司生产的，是一船舶常用的压载装置（Ballast Water Management System,以下简称BWMS）,截至2019年该设备已获得美国USCG,法国BV,英国LR,中国CCS等7家船级社型式认可证书。
水力空化技术及其对压载水的预处理
船舶SHIP &BOATVol.22No.4August ，2011第22卷第4期（总第130期）2011年8月［船舶轮机］水力空化技术及其对压载水的预处理刘亮陈黄骞吕伟（上海海事大学商船学院上海201306）［关键词］空化；空泡；孔板［摘要］针对水力空化技术进行了全方位的阐述，包括空化的产生、发展及溃灭的过程，以及空化产生的机理及其应用，并设计制作了一套用于处理船舶压载水的水力空化发生装置。
［中图分类号］U664.8［文献标志码］A［文章编号］1001-9855（2011）04-0038-04Hydrodynamic cavitation technology and its preprocess on ballast waterLIU Liang CHEN Huang-qian LUI Wei（Merchant Marine College ，Shanghai Maritime University ，Shanghai 200135，China ）Keywords ：cavitation ；bubble ；orifice plateAbstract ：An overall explanation of hydrodynamic cavitation technology which includes the cavitation occurrence ，develop and collapse ，as well as its mechanism and application is described in this paper ，a set of hydrodynamic cavitation generator is built up for ship ballast water.［收稿日期］2011-03-15［作者简介］刘亮（1986-），男，汉族，硕士研究生，主要研究方向：船舶辅机工程。
水力空化技术
水力空化技术
水力空化技术是一种利用高能的水流将水中的空气分离出来的技术。
它的原理是利用高速流动的水流通过急流弯、重力掏槽、水轮机、喷射器等装置，将水流中的空气通过高压、高速、高剪切力的作用强制分离出来，从而获得空气和水的混合物。
水力空化技术的基本流程是：水由输水管道输送至水力空化装置，经过高速流动和急流弯后水流发生强烈的旋涡和水气混合。
在此过程中，水表面张力和气液表面张力的影响下，水中的微小气泡随着水流被抛射和剪切，逐步变大，最终分离出水体。
经过分离后，空气进入空气孔道排出，水则流出水口。
1. 高效节能。
水力空化技术相较传统的物理和化学处理方式，无需添加外部材料和能源，仅依靠水的动能和压力就可以完成空气的分离，实现高效的节能效果。
2. 操作简便。
水力空化技术无需复杂的设备和操作流程，只需要一个可靠的装置，操作人员可以轻松掌握技术的操作方法，并且可以根据实际需求进行调节。
3. 适用性广泛。
水力空化技术可以应用在各种工业和民用领域，如污水处理、饮用水净化、矿山废水处理等，具有广泛的适用性。
4. 环境友好。
水力空化技术不会产生二次污染，处理后的水质符合国家环保标准，对环境没有负面影响。
目前，水力空化技术在国内外已经广泛应用，并且取得良好的效果。
在我国的污水处理和饮用水净化领域，利用水力空化技术可以有效地提高处理效率和降低能耗，是一种值得推广和应用的技术。
压载水处理技术
3、船舶的管理和控制要求： 1）船舶应配备压载水管理计划。 2）船舶应配备压载水记录薄 记录：加装时间、处理、排放等情况。 4、压载水更换的规定： 1）在距离最近陆地至少200海里和水深至少200米以上的 地点进行压载水更换。 2）特殊情况下，应距离最近陆地至少50海里并且水深至 少200米。 5、压载水更换标准 1）进行的压载水更换的船舶应达到其所载压载水量的 95%的更换量。对于使用注入排出法进行压载水更换的 船舶，注入排出压载舱三倍容积的水量，应被视为满足 上述标准。 2）如果船舶能够证明满足了至少95%的更换量，注入排 出少于3倍水量也可以被接受。
在更换压载水以前应对船舶的稳性、船舶的总纵强度、船 舶的吃水等进行计算，确定各压载水舱更换压载水的顺 序和计划。在计算稳性时应考充分虑各压载水舱自由液 面的影响。 在考虑总纵强度时，应特别注意船中附近的弯矩和驾驶台 下方船体处剪力的大小，上述两处往往分别是船舶所受 弯矩和剪力最大的地方。 还应考虑船舶吃水和吃水差的变化。如首吃水过小，容易 使船舶产生拍底现象；如尾吃水过小，容易使螺旋桨打 空车和产生剧烈的船体振动。 另外，船舶进行压载水 更换时，应将开始/结束更换压载水的时间、船位记入 航海日志或专门的压载水管理记录中，以备港口当局的 检查；轮机日志中也应有相应的记录，澳大利亚港口的 检查官员要求查看轮机日志中更换压载水时的辅机运行 记录的情况。
6、稀释法 该种方法需要安装两套的动力系统，一套连续装载压载水 的同时，另一套排放压载水。但稀释海水用量很大，至 少要更换3倍于压载舱体积的海水才能达到预期的效果。 7、快速压力变化 通过快速压力的变化（可由用于进行地震波勘测的气枪产 生）也可达到与超声波相媲美的效果，但这两种方法都 可能摧毁很多生物。转换器产生的噪音还会影响船员的 健康并且回损坏水舱的表面和结构。 二、化学处理法 1、脱氧处理 封闭压载水舱后再加入亚硫酸钠、二氧化硫、偏亚硫酸钠 等耗氧物质，造成缺氧环境，可杀灭鱼类、无脊椎动物 幼虫、耗氧菌等，但对厌氧菌、孢子等则无能为力。
压载水处理系统原理
压载水处理系统原理常见压载水处理系统1. 过滤+ UV 紫外线灯（MOL系列船）2. 过滤（无过滤，仅韩国一家）+ 电解（部分电解后混合通过--如青岛双瑞 BalClor® BWMS）3. 过滤+ 电催化氧化法（IMO也归之电解法）（全电解后通过，如青岛海德威HEADWAY海洋卫士）4. 过滤+次氯酸钠+空腔 (文丘里管)（添加药剂：次氯酸钠和亚硫酸钠）常见压载水处理系统原理1. 过滤+ UV 紫外线灯2. 青岛双瑞--BalClor® BWMS青岛双瑞--BalClor® BWMS青岛双瑞--压载水示意图青岛双瑞--排压载水示意图青岛双瑞--安装示意图BalClor® BWMS基本原理•BalClor® BWMS对压载水的处理过程分为“过滤”、“电解海水产生次氯酸钠杀菌”、“中和”三步：•第1步：“过滤”— 装水时，利用过滤精度为50um的自动反冲洗过滤器对所有压载水进行过滤，该步骤可以过滤掉尺寸大于50um的大部分的海生物及固体颗粒；•第2步:“电解海水产生次氯酸钠杀菌”– 从压载水主管路取一个小流量的海水流过电解装置，电解产生高浓度的次氯酸钠溶液，该溶液经过除气后，回注入压载水主管路，同主管路压载水混合稀释至特定浓度。
该浓度的次氯酸钠能够有效杀灭经过滤后的残余的浮游生物、病原体及其幼虫或孢子等，达到规定的杀菌效果（D-2以及其他标准），压载水管路中活性物质的浓度由TRO分析仪和控制系统自动控制；•第3步：“中和”— 压载水排放时，当压载水中余氯浓度小于IMO规定值时，中和系统不启动，压载水直接排放到目的地海域；当余氯浓度大于IMO规定值时，中和系统自动启动，向排水管中注入中和剂，中和残余的氧化剂，中和剂的流量由控制系统根据TRO检测仪反馈的浓度信息自动控制。
3. 青岛海德威---海洋卫士®BWMS控制箱EUT 催化单元（核心部件）可反冲洗过滤器（精度50微米）压载泵组压载水以及排压载水走向图海德威海洋卫士®BWMS核心部件EUT的基本原理•海洋卫士®压载水处理系统采用先进的电催化高级氧化技术，即AEOP技术，利用高活性氧化物质去除细菌、病毒、藻类及休眠中的卵，从而达到处理压载水的效果。
一种自重力水力空化水处理方法[发明专利]
![一种自重力水力空化水处理方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/08c783f56037ee06eff9aef8941ea76e58fa4aad.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201811144673.9(22)申请日 2018.09.29(71)申请人 大连诚高科技股份有限公司地址 116047 辽宁省大连市高新技术产业园区黄浦路720号5层507号(72)发明人 赵烨 崔自敏 姜放 刘晓娜 (74)专利代理机构 大连一通专利代理事务所(普通合伙) 21233代理人 赵庆立(51)Int.Cl.C02F 1/34(2006.01)C02F 1/02(2006.01)C02F 1/00(2006.01)(54)发明名称一种自重力水力空化水处理方法(57)摘要一种自重力水力空化水处理方法，本发明的具体步骤如下：步骤1、装置准备；步骤2、形成密闭空间；步骤3、消毒；步骤4、重复处理。
本发明空化过程通过装置及进水的自身重力完成，无需增加孔板或文丘里管等额外耗能的装置来实现，高效节能。
可以通过外力大小的调节，自由控制空化作用时间，适应不同水质、水量的工况。
安全可靠，不产生有害的消毒副产物，杀灭或抑活水中的微生物效果明显，符合环境保护要求。
容易实现自动化，工作高度可靠，维修量适中，占地面积少。
权利要求书2页 说明书4页 附图4页CN 109205734 A 2019.01.15C N 109205734A1.一种自重力水力空化水处理方法，自重力水力空化水处理装置主要包括自重力空化器、水位控制室、固定端、虹吸管、进水管B、出水管、出水电动阀门、电动阀、分流阀门、复位弹簧和进水管A，水位控制室为一腔体，在水位控制室的一侧壁上设有进水管A，进水管A的一端置于水位控制室的外部，进水管A的另一端延伸至水位控制室的内部，进水管A与进水管B的一端相连接，进水管B的一端延伸至水位控制室的内部，进水管B延伸至水位控制室的部分为软管，进水管B的另一端与自重力空化器的侧壁相连接，与自重力空化器内部相联通，在进水管A和进水管B上分别设有分流阀门和出水电动阀门，倒U型的虹吸管的一端延伸至水位控制室，管口位于水位控制室底部，即虹吸停止液位处，倒U型的虹吸管的另一端置于水位控制室的外部，与原水水箱相连接，自重力空化器置于水位控制水的内部，自重力空化器的上端与复位弹簧的一端固定连接，复位弹簧的另一端固定在水位控制室的上表面的下部，在水位控制室的上部设有固定端，固定端的上端与水位控制室顶盖的下表面相连接，固定端的下端通过活塞插接在自重力空化器上，在自重力空化器上连接出水管，在出水管上设有电动阀，电动阀置于水位控制室的内部，出水管的下端与自重力空化器相连接，出水管的上端穿过水位控制室顶盖延伸至装置外部，其特征在于：本发明的具体操作如下：步骤1、装置准备：准备自重力水力空化水处理装置；步骤2、形成密闭空间：通过自重力水力空化水处理装置的水位控制室中液位升高，对自重力水力空化水装置产生浮力作用，控制出水电动阀门和电动阀的开合，形成密闭可拉伸空间；步骤3、消毒：降低自重力水力空化水处理装置的水位控制室中的液位，使自重力水力空化水处理装置悬空，内部液体产生拉应力，形成空化，对被处理水进行杀毒；步骤4、重复处理：通过再次升高自重力水力空化水处理装置的水位控制室中液位，再次淹没自重力空化器，以浮力克服重力，通过控制出水电动阀门和电动阀的开合，排除被处理水后，使新的待处理水流入，重复步骤2。
水力空化在污水处理中的应用与发展
水力空化在污水处理中的应用与发展摘要：水力空化作为一种非常复杂的物理现象，能够产生极高的温度与瞬时高压，从而带来众多的应用。
本文综述了水力空化的概念，产生的机理，水力空化降解水中有机污染物的机理以及其在污水处理中应用的研究进展，提出了水力空化作为一种新型的水处理技术具有潜在的应用前景，同时也提出一些仍需解决的问题。
关键词：水力空化；污水处理；有机物降解0引言“空化”现象是一种物理现象。
早在1753年欧拉就指出“：水管中某处的压强若降到负值时，水即自管壁分离，该处将形成一个真空区，这种现象应予避免”。
1849年英国海军发现螺旋桨转动时有大量气泡产生，这些气泡又随即在水的压力作用下收缩内爆，致使螺旋桨产生剧烈振动，这是历史上首次对空化现象物理本质的描述随后人们便把液体内部局部压力降低时，液体内部或液固交界面上蒸汽或气体的空穴（空泡）的形成、发展和溃破的过程称为空化。
自发现空化现象以来，人们了解到空化会产生种种不利影响，例如对水力机械、船舶、液压元件以及众多水利工程的空蚀破坏，因此，一百多年来国内外学者一直致力于研究如何防止和避免空蚀的损害和破坏。
近年来，随着研究的深入，人们逐渐认识到，空化发生时释放的巨大能量可为一般条件下难以实现或者不可能实现的物理、化学反应提供一种非常特殊的环境，应该予以利用。
根据产生的方法，空化一般可以分为4种类型：（1）声空化；（2）水力空化；（3）光空化；（4）粒子空化。
其中，研究较为普遍的是超声空化和水力空化。
超声空化装置产生的能量集中、空化效应强烈，对各类有机物有良好的氧化效果，得到了众多学者广泛深入的研究，在理论和实验方面已取得了大量的成果。
但是超声空化的最大弊端是难以实现工业化，主要由于空化效应只在超声探头附近产生，能量利用率较低，难以对污水进行大规模处理。
因此，人们开始转向水力空化的研究。
1993年Pandit和Joshi首次利用水力空化进行脂肪油水解实验，结果表明利用水力空化作为能量输入，能够促进脂肪油水解，并且比超声空化节能。
水力空化技术在水处理领域的研究进展
水力空化技术在水处理领域的研究进展水力空化技术是一种以气泡和水力喷射为基础的物理处理技术，在水处理领域中被广泛研究和应用。
随着人们对水资源的需求不断增加，水处理技术的研究进展对于保障水质的安全和可持续利用至关重要。
本文将介绍水力空化技术在水处理领域的研究进展。
水力空化技术是一种通过气泡诱导和水动力加速作用来实现悬浮物质去除和水体净化的技术。
其原理在于通过高速水流与空气的混合产生气泡，利用气泡的温和切割作用以及速度和质量的变化导致悬浮物质的沉降。
值得注意的是，水力空化技术不需要化学添加剂，避免了对水质环境的污染。
近年来，水力空化技术在水处理领域的研究进展相当迅速。
研究者们广泛探索了其在水污染物去除、脱氮脱磷、海水淡化等方面的应用。
一项研究发现，水力空化技术在去除水中悬浮颗粒物方面具有高效、快速的特点。
通过调整水流速度和气泡尺寸，可以有效地去除微小的悬浮颗粒物，例如沉积在水中的泥沙、浮游生物等。
此外，研究人员还发现水力空化技术可以对水体中的重金属离子、油污等有害物质进行去除，有效净化水质。
在脱氮脱磷方面，水力空化技术也具备一定的应用潜力。
氮和磷是一些重要水污染物，会导致水体富营养化和藻类大量繁殖。
研究者们通过引入水力空化技术，成功地实现了氮和磷的去除。
在水力空化过程中，气泡的持续生成和塌陷可以有效地将水中的氮、磷物质与气泡相互作用，从而加速其沉降。
研究结果显示，水力空化技术对氮磷含量较高的水源具有显著的去除效果，为水体的富营养化治理提供了一种新的思路。
此外，水力空化技术也被应用于海水淡化领域。
由于全球海水资源的日益紧张，海水淡化技术成为一种重要的解决方案。
水力空化技术通过喷射高速水流和气泡来增加海水的表面积，促进固体颗粒的沉降，从而实现海水的净化和淡化。
研究者们通过优化喷嘴结构、水流速度和气泡尺寸等因素，提高了水力空化技术的淡化效率和降低了能耗，为海水淡化技术的研究和应用提供了新的思路。
综上所述，水力空化技术在水处理领域的研究进展取得了显著的成果。
水力超声空化协同灭活压载水中微藻的研究
水力超声空化协同灭活压载水中微藻的研究作者：赵杰来源：《科技资讯》 2015年第11期赵杰（上海海事大学海洋科学与工程学院上海 201306）摘要：船舶压载水异域排放已经威胁很多国家的海岸生态环境，人类的安全和健康。
为了在船舶压载水排放前就对其中的微生物进行灭活处理，该文自制了水力超声空化装置，并研究其对船舶压载水中的典型藻类异弯藻的灭活效果，探讨了超声波脉冲时间对灭活效果的影响。
经研究表明，超声波能和水力空化协同作用，在离心泵频率为35Hz，作用60min之后，超声波脉冲时间为5s和8s的灭活效果较好，灭活率分别达到68.83%和68.52%。
该技术在压载水处理领域有很好的应用前景。
把该技术实际用于处理现实生活中大规模的压载水，还需要进一步研究。
关键词：船舶压载水水力超声空化离心泵频率脉冲时间灭活率中图分类号：O426 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）04（b）-0113-01船舶作为海上主要的运输工具，在国际贸易方面发挥了巨大的作用。
然而，船舶压载水中的微生物如果不经处理就当地排放，就会污染当地的生态环境，严重的会破坏生物多样性甚至危害人体健康[1-2]。
几十年来，各国研究创新的处理压载水的方法已超过20种。
但这些方法都无法同时满足IMO所提出的安全、实用、经济、有效和环境容许这五项标准[3]。
该文将研究一种全新的水力超声空化技术对压载水的处理效果。
该技术操作简单且无二次污染，有很好的研究价值[4]。
1 实验材料与方法1.1 实验材料和仪器该文采用赤潮异弯藻作为研究对象，水力超声空化实验装置主要包括轻型立式多级离心泵、智能电磁流量计、压力计、超声波仪器、管道、孔板等。
孔板的孔径为8mm，计数仪器选用流式细胞仪。
1.2 实验方法A.前期准备：藻类的培养。
B.正式实验：异弯藻的灭活。
通过控制超声时间和间隙时间这两个变量来研究超声波与水力空化共同作用下对藻类的灭活效果，设置离心泵的频率为35Hz，研究不同超声时间与间隙时间（都是3s，5s，8s）分别作用30min，45min，60min对灭活效果的影响实验操作：在水箱中注入配置好的海水，再加入一定量异弯藻，搅拌均匀，取水箱内的水样为初样；设置好离心泵和超声波仪器的参数，启动离心泵，待水流经过超声波触发器时，启动钛角；水箱内的海水经过超声波作用和水力空化作用后，排入回原水箱，如此往复，作用至规定时间后，记录进、出口压力以及流量，同时取水样。
压载水处理系统
压载水处理系统【定义：1、船舶压载水处理系统就是对船舶排放海里的压载水进行处理的装置。
也称船舶压载水管理系统。
英文简称BWMS。
2、系指对压载水进行处理使其达到或高于《国际船舶压载水及其沉积物管理和控制公约》第D-2条规定的压载水性能标准的任何系统。
压载水管理系统包括压载水处理设备、所有相关控制设备、监测设备以及取样设施。
【背景：船舶航行中，压载是一种必然状态。
船舶在加装压载水的同时，海水中的生物也随之被加装入到压载舱中，直至航程结束后排放到目的地海域。
压载水跟随船舶从一地到它地，从而引起了有害水生物和病原体的传播。
压载水的无控制排放可能会对海洋生态系统、社会经济和公众健康造成危害。
全球环保基金组织（GEF）已经把船舶压载水引起的外来物种入侵问题列为海洋四大危害之一。
为了更有效的控制船舶压载水传播有害水生物和病原体，国际海事组织（IMO）于2004年通过了《国际船舶压载水和沉积物控制和管理公约》。
“公约”自2009年开始，规定所有新建船舶必须安装压载水处理装置，并对现有船舶追溯实施。
“公约”对压载水的处理标准，即处理水中可存活生物的种类及数量作了明确规定（D-2标准）。
【D2标准生效日的不确定性：《压载水公约》中对船舶的要求是排放经处理的压载水必须满足D2标准，而D2标准的生效并不取决于该公约的生效。
这是因为虽然该公约生效日期不确定，但公约中D2标准的生效日对各类型船舶很明确，而该条款又是追溯性的，这就意味着无论公约是否生效，无论是否缔约国，对船舶安装满足D2标准压载水管理系统的要求都是强制性的，所以船舶尤其是新造船舶一定要在船舶设计时考虑这一要求。
目前的问题是没有满足所有船舶需要的、足够数量的压载水管理系统，所以D2标准第1个生效日的推迟在所难免。
2007年召开的IMO 第25次大会A．1005(25)决议解决了2009年建造的船舶问题，将D2标准的适用日推迟到2011年12月31日，但2010年及之后建造的船舶和现有船舶的适用时间是否推迟要由2009年召开的MEPC(59)会议决定。
国内外船舶压载水处理技术现状分析
-4-科学技术创新2019.06国内外船舶压载水处理技术现状分析何德涛(武汉交通职业学院，湖北武汉430065)摘要:船舶压载水能保证空船的稳定性，对船舶的安全航行起着重要的作用。
随着人们对压载水带来的外来物种入侵所带来的生态问题的日益关注，压载水的处理技术也在不断发展。
本文研究了国内外船舶压载水的处理技术和处理系统，对其进行了现状分析，希望可以推动船舶压载水处理技术与系统的发展。
关键词:国内外；船舶压载水；处理技术;现状中图分类号:U698.7文献标识码：A文章编号:2096-4390(2019)06-0004-02在国际贸易中，百分之八十的贸易通过船舶进行运转。
为了保证船舶不倾覆，船舶需要保持一定的吃水深度，因此需要在船舶底仓的位置注入一定的海水，以增强船舶在载货时的抗风浪能力，然后释放海水,这种海水叫做船舶压载水。
1船舶压载水公约概述2004年2月在伦敦国际海事组织总部举行的压载水和底泥管理外交会议最终通过了《压载水和底泥控制和管理国际公约》。
《公约》生效的条件是至少有30个国家批准《公约》,这些国家加起来占世界商船总吨位的35%以上叫《公约》规定,2016年所有远洋船只必须安装压载水处理设备，而安装在船舶压载水处理系统必须通过国际海事组织或主管机关批准类型叫2国内外压载水处理系统的研究与开发船舶压载水作用是为了保证船的稳定性和和航行安全，具体目的如下:调整船舶的稳心高度;控制船体变形，使船体震动下降;使空舱适航性提高。
船舶压载水的分类及对海洋环境的污染一般有两种船舶压载水:油罐压载水和货舱压载水。
压载水或货舱排出的洗涤水是有毒液体的主要来源，主要由化学船舶引起。
排入海洋的有毒物质的物理和化学性质千差万别,其影响的程度和形式也千差万别。
一些会沉到海底，一些会浮在水面,一些会很容易与海里的物质反应，一些会很快消散在海里，它们的危害也是不同的。
国际船舶压载水管理条例要求国际海事组织的国际条例规定，船舶压载水的处理必须按照安全、效率、环境保护、可操作性和经济性的规则进行叫目前，在世界范围内已成功开发或开发了60多个系统，包括瑞典的Alfa Laval Pure压载系统、韩国Techcross Electro Clean系统和日本日立Clear压载系统。
水力空化处理压载水技术
水力空化处理压载水技术摘要:针对水力空化技术进行了全方位的阐述，包括空化的产生、发展及溃灭的过程，以及空化产生的机理及其应用，并设计制作了一套用于处理船舶压载水的水力空化发生装臵。
关键词:空化；空泡；孔板[3]一.压载水船舶空载时为了保持稳定性，在起航时要将一定量的海水抽进压载舱以增强抗风浪能力，到港装货时再将水排出，这部分海水称为船舶压载水。
油轮卸油后在回程途中，为保证规定的适航性，避免砰击现象或空船振荡，必须加装压载水。
沿海油轮所需压载水量为总载油量的20%-25%，远洋油轮为35%-40%，恶劣天气为40%-50%，特殊情况下高达50%-60%[4]。
目前，压载水处理系统采用的处理方法主要有：（1）机械法利用离心、过滤等方法去除有害生物，一般机械法和其它方法配合使用。
（2）物理法利用紫外线直接杀毒，利用脱氧法去除舱室和海水的氧气使微生物死亡。
（3）化学法在水中生成强氧化性物质，杀死水中的微生物。
电解产生次氯酸钠，化学药剂产生的过氧化氢都是属于这种类型。
[2]二.水力空化原理三.远洋船舶压载水可能造成的危害人们对船舶产生的油污染、柴油机排放造成的空气污染等环保问题已达成共识,但对船舶压载水造成污染还缺乏足够重视。
船舶装载压载水是船舶离岸时携带用于船舶稳定平衡的压载物，许多种细菌、植物、动物存活于压载水及其沉淀物中，会不可避免地吸入水生微生物，其中一些是有毒害的。
且其它一些微生物当从它们本地生态系统进入另外一个不同生态系统时会出现潜在的危害性。
这不仅污染当地的水域环境，也危及人类健康。
据估计，全球所有海上运输船舶所携带的压载水数量，每年大约有120亿吨，每天存在于船舶压载水中随船周游世界的生物达7000种。
如此，从一个国家港口加装的压载水所含的水生物，就会在船舶到达另一个国家港口装货时随压载水被排放到改过的水域中，其中某些生物可能会造成经济和环境方面的灾难性后果。
有关方面在对大连港口船舶压载水入侵生物现状的调查时发现，４种甲藻等有毒藻类是通过船舶压载水传播到我国的，并造成大面积的赤潮灾害。
工程导论02-讲稿_43
5.6 船舶压载水及其处理技术江苏科技大学船舶压载水1船舶压载水•“压载水”系指为控制船舶倾覆、吃水、稳性等而在船上加装的水及其悬浮物。
•压载水的作用主要有以下几种：1.在船舶空载时保持一定深度的吃水不至于倾覆；2.在船舶载货的状态下也可以用压载水在各压载舱之间的压载和调节，确定一定的吃水差或者平吃水（前后吃水差为0），保证船舶在特定的水域中顺利、安全航行。
压载水危害2压载水危害•主要表现在：一是对本地生态系统的破坏；二是入侵物种可能造成水产品产量降低等经济损失；三是船舶压载水排放的微生物转移对人民健康的威胁。
•国际航行船舶压载水排放已引起了各国的重视，被联合国全球环保基金组织（GEF）列为海洋面临的“四大危害”之一。
•视频1压载水公约3压载水公约•国际海事组织于2004年召开的国际船舶压载水管理大会通过了《国际船舶压载水及其沉积物控制和管理公约》（以下简称压载水公约）,其中对于公约生效的条款规定为：占世界商船吨位35%的30个国家批准的12个月之后生效。
•截至2014年7月31日，占商船总吨位33.76%的43个国家加入。
压载水公约已达到实施条件，2017年9月8日正式实施。
压载水公约核心内容•压载水公约的核心技术内容是压载水管理。
“压载水管理”系指用机械、物理、化学和生物方法，单独或联合使用以清除、无害化、或避免加载和排放含有害水生物和病原体的压载水和沉积物。
从该定义理解压载水管理主要就是对压载水进行处理，从而避免船舶通过压载水传播和转移外来生物和病原体。
•公约最终目的是要求船舶实施压载水处理以满足基于存活生物和微生物浓度的压载水排放标准-D2标准。
D2标准•按压载水公约规则D2的规定，实施压载水管理的船舶排放的压载水中，最小尺寸大于或等于50μm的存活生物应少于10个/m3；最小尺寸大于或等于10μm、且小于50μm的存活生物应少于10个/ml，对指标微生物的排放不应超过下述特定的密度：有毒霍乱弧菌，小于1 cfu/100 mL或小于1cfu/1克浮游动物（湿重）大肠杆菌，小于250 cfu/100 mL；肠道球菌，小于100 cfu/100 mL。
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水力空化处理压载水技术摘要:针对水力空化技术进行了全方位的阐述，包括空化的产生、发展及溃灭的过程，以及空化产生的机理及其应用，并设计制作了一套用于处理船舶压载水的水力空化发生装臵。
关键词:空化；空泡；孔板[3]一.压载水船舶空载时为了保持稳定性，在起航时要将一定量的海水抽进压载舱以增强抗风浪能力，到港装货时再将水排出，这部分海水称为船舶压载水。
油轮卸油后在回程途中，为保证规定的适航性，避免砰击现象或空船振荡，必须加装压载水。
沿海油轮所需压载水量为总载油量的20%-25%，远洋油轮为35%-40%，恶劣天气为40%-50%，特殊情况下高达50%-60%[4]。
目前，压载水处理系统采用的处理方法主要有：（1）机械法利用离心、过滤等方法去除有害生物，一般机械法和其它方法配合使用。
（2）物理法利用紫外线直接杀毒，利用脱氧法去除舱室和海水的氧气使微生物死亡。
（3）化学法在水中生成强氧化性物质，杀死水中的微生物。
电解产生次氯酸钠，化学药剂产生的过氧化氢都是属于这种类型。
[2]二.水力空化原理三.远洋船舶压载水可能造成的危害人们对船舶产生的油污染、柴油机排放造成的空气污染等环保问题已达成共识,但对船舶压载水造成污染还缺乏足够重视。
船舶装载压载水是船舶离岸时携带用于船舶稳定平衡的压载物，许多种细菌、植物、动物存活于压载水及其沉淀物中，会不可避免地吸入水生微生物，其中一些是有毒害的。
且其它一些微生物当从它们本地生态系统进入另外一个不同生态系统时会出现潜在的危害性。
这不仅污染当地的水域环境，也危及人类健康。
据估计，全球所有海上运输船舶所携带的压载水数量，每年大约有120亿吨，每天存在于船舶压载水中随船周游世界的生物达7000种。
如此，从一个国家港口加装的压载水所含的水生物，就会在船舶到达另一个国家港口装货时随压载水被排放到改过的水域中，其中某些生物可能会造成经济和环境方面的灾难性后果。
有关方面在对大连港口船舶压载水入侵生物现状的调查时发现，４种甲藻等有毒藻类是通过船舶压载水传播到我国的，并造成大面积的赤潮灾害。
随着经济全球化和世界贸易的发展，船舶越来越大，船速也越快。
不幸的是，船速的加快导致船舶两港航行时间的缩短，也增加了外来有害水生物存活和转移的可能性。
[1]四.国际海事组织对压载水处理要求为了尽可能地降低压载水排放带来的危害，IMO组织把船舶压载水的排放标准分两步实施。
D-1标准是利用加入深海的海水对压载水进行稀释处理，但它不能完全消除压载水排放的各种危害，是压载水处理技术发展过程中的一种过渡性的排放标准：D-2标准是船舶压载水排放控制的最终标准，使压载水的排放安全、卫生、无公害。
[5]国际海事组织（IMO）的D-2压载水性能标准规定，进行压载水管理的船只排放必须符合：⑴低于10个活菌/每立方米⑵低于10个活菌/毫升（<50微米）⑶有毒霍乱弧菌低于1 cfu/100毫升⑷大肠杆菌低于250 cfu/100毫升⑸肠道肠球菌低于100 cfu/100毫升五.目前船舶压载水处理比较成熟的处理方法为了防止海洋污染，对船舶的含油压载水，必须经过处理，符合排放标准才能排放入大海，目前国际上正在研究的船舶压载水处理方法很多，主要有机械法、物理法和化学法三大类。
而研究较多的是通过化学法处理压载水，如氯化法、电解法、臭氧、过氧化氢、强电离放电治理法等。
以下是几种处理船舶压载水的方法及其应用。
1．机械法（1）过滤。
过滤是一种物理处理方法。
过滤法可直接滤去外来生物，通过选择合适的网目，可以有效的去除不同的生物种群。
但是该法也存在缺点。
主要是因为压载水，尤其是沿岸打入的压载水中，含有大量的絮状物，容易阻塞滤网，需要经常对滤网进行反冲洗，既耗能又花费太多的时间。
此外，这种方法在有重力过滤系统使用时不宜使用。
过滤法被认为是一种对环境危害最小的压载水处理法[8]，但很难用于处理大量的压载水。
（2）旋流分离法。
利用水流在管路中高速流动产生的分离作用，将液体的水和固体的生物和病原体分离开。
这种方法可以除去大多数多细胞动物和植物、卵、幼虫、胞子（包括进入到淤泥中的有害藻类的休眠期胞子）和有害的病原体细菌。
例如，安装在“豪华公主”上的OptiMar旋流分离器，以200m3/h流量运行滤除40μm以上的微生物[7]。
（3）稀释法。
稀释法是指在海上用3倍于舱容的水量从压载舱顶部泵入海水，以相同的速率从舱底排出的压载水更换法。
从原理上讲，稀释法比较安全，在整个压载水更换过程中，船舶整体的受力状况基本上不变，船舶不会丧稳性，船体也不会遭受额外的剪切力矩和扭转力矩。
但也存在着以下缺点：①无法全面彻底的更换压载水。
②更换时间长，消耗能源较多，对管路、压载泵等设备有一定要求。
其最大的优势是不必等压载舱装满水，就可以使海水连续流过压载舱。
该法稀释压载水的海水用量很大，其数学模型表明，至少要更换三倍于压载舱体积的海水才能达到预期的效果。
２．物理法（1）加热处理。
从目前所进行的研究来看，温度在38～50℃，加热持续2～4h，可杀灭大部分生物，但如果生物以休眠孢子形式存在的话，可能忍受这样的处理，并在合适的条件下萌发生长，这样就需要更高的温度才能杀灭。
加热压载水有3种途径：将水蒸气通入压载水、用船引擎余热或采用微波法。
Geoff Rigby、张硕慧等［7］进行了加热处理压载水的研究，得出了以下结论：压载水中的新月菱形藻，在水温38℃时，2h后致死；中肋骨藻在水温45℃时，4h后致死；原生动物在水温50℃时，2h后才致死。
说明不同的生物对温度的反应不同。
此法虽然被认为是一种具有潜在吸引力的方法，但存在处理时间长、能耗过高、热应力影响船舶航行安全等难以解决的问题。
（2）紫外线照射。
研究表明，紫外线处理在很大程度上依赖于微生物的大小和形状。
在240～260nm处，尤其在253.7nm处对压载水中的生物和病原体有很好的杀灭作用。
该方法的主要问题是：沿岸水中含有大量的悬浮物质会阻挡紫外线对生物病原体的照射，含有的另一种“黄色物质”溶解性有机物，对紫外线中Ｉ＝254nm的波长有强烈的吸收作用，这会影响处理效果。
此外处理运行费用也较高。
３．化学法（1）氯化法。
氯化法处理船舶压载水以去除浮游植物和原生动物以及细菌是可行的，但对不同的目标生物所需的氯含量不同。
一般的少量氯对杀死压载水中的细菌有明显效果；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，如对于扁藻在氯化处理中有效氯含量高达40 mg/L，仍不能达到去除的目的。
（2）加热—电解法。
将海水加热到38℃～45℃大多数藻类和原生动物都不能存活。
利用电解海水产生的氯。
可杀灭全部海生物和细菌。
天然海水中的某些藻类能忍受5～10mg/L 有效氯处理，原生动物对氯化物处理的耐受性很差，5mg/L 有效氯处理即可灭除。
经20mg/L 以上有效氯处理后，便不再有藻类生长繁殖。
有效氯为5mg/L 处理海水能杀灭其中99.85%的异常细菌，100%的弧菌和88.5%的大肠菌群，有效氯为20mg/L 处理海水能杀灭海水中几乎所有的细菌。
在压载水系统中安装电解海水装臵，使其产生CL来杀灭压载水中的细菌，其方法有两种。
一种从主海水管抽出一部分海水送人电解装臵，电解成所需含氯浓度（5～20mg/L）的海水再送人压载水主管路。
压载水中的有害生物全部杀灭后，残留氯的浓度控制在0.1mg/L 以下。
这样对管路腐蚀基本没有什么影响，也不会造成二次污染。
另一种是直接将电饵装臵装在压载系统中，所有海水都要经过电解装臵，该方法氯浓度难以控制且耗电量大。
对电解灭杀海生物后会产生一种致癌物质氯仿（THM）[10]，通过氯的分解实验和抽样检测，也说明有效氯会在较短的时间内分解，对环境的污染影响不大，电解处理后的水样检测，也表明氯有机物是微量的。
（3）臭氧（O3）处理。
臭氧是一种强氧化剂，氧化还原电位高达2.07V，足以致死压载水中的入侵微生物，而且不存在二次污染问题。
文献中报道，质量分数为4×10-6 的臭氧能致死单细胞生物和一些抵抗力强的无脊椎动物；质量分数为10×10-6 的臭氧可以灭活胞囊[9]。
但臭氧会加快压载舱的腐蚀，而且难于保持一定的残留杀菌浓度。
并且投加量不易调节，需要具有较高的技术水平进行管理和维护，不适应船舶的环境空间和技术力量。
因此臭氧法并不适于船上压载水处理。
（4）过氧化氢（H2O2）。
与其他化学品相比，其主要优点是：残余物很容易分解成水及氧，因此从环境上讲比较合理。
其主要缺点是当压载水中有机物质过多时，将会因有机物质的氧化而效果降低。
但双氧水与其他方式（如紫外线照射）合用，即使浓度太低也可能有效。
但压载水中有机物含量增高时，处理效果还会下降[9]。
（5）强电离放电治理法大连海事大学环境工程研究所白希尧教授[5]等研究人员研究出“强电离放电治理船舶压载水有害微生物人侵传播”手段，为有效防止船舶压载水传播有害生物提供了新的方法。
据介绍，羟基自由基属强氧化剂，它的还原电位与氟的氧化还原电位基本相当，具有极强的杀灭微生物特性。
羟基促使微生物氨基酸的活性集团氧化物分解，导致蛋白质的化学损伤以及入侵生物的死亡；羟基与脱氧核糖核酸作用后形成的加合物会造成不可修复的化学损伤，羟基攻击细胞膜的磷脂多烯脂肪酸的侧链，导致多烯脂肪酸迅速降解，致使细胞结构出现损伤而死亡。
另外，羟基与人侵微生物的反应属于游离基反应。
其杀灭微生物的化学反应速度极快，在压载水输送过程中就可以杀死微生物，具有广谱致死特性。
但目前该技术还停留在实验室阶段，有待推广。
参考文献:[1] 余育聪.船舶压载水及沉积物的控制和管理[J].江苏船舶，2005,22（5）：35.[2] 许寒冰，马勇.压载水处理技术现状[J]船舶设计通讯，2009,1(1)：45.[3] 刘亮，陈黄骞，吕伟.水力空化技术及其对压载水的预处理[J]船舶，2011,22(4)：38.[4] 林晓芬.船舶压载水处理方法综述[J]船舶节能，2012,1(1)：35.[5] 王帅军,孙永明,吕伟,马玉麟.船舶压载水处理系统的现状研究[J]工业技术，2012,(7)：94.[6] 宋永欣，党坤，等.船舶压载水处理方法[J]世界海运，2002,(2)：42-43.[7] 党坤，殷佩海，孙培廷.国内外船舶压载水处理技术现状[J] 航海技术，2004,(2)：64-66.[8] 李芳，李伟.船舶压载水污染的处理方法研究进展[J]中国水运，2007,(5)：12-13.[9] 胡国芳,中国水运.船舶压载水对生态影响及处理技术[J] 2008,(9): 48-49.[10] 曾晓燕.电解法处理船舶压载水的可行性研究[J] 中国航海，2006,67(2)：83-85.。