船舶污水处理技术及其发展趋势

船舶污水处理技术及其发展趋势
白韬光
中国船舶重工集团公司第704研究所，上海，200031
摘要：介绍了船舶生活污水处理技术、灰水处理技术、油污水处理技术的现状，对现有船舶污水处理装置存在的问题进行了分析，论述了船舶污水处理技术的发展趋势。

关键词：船舶；污水处理技术；发展趋势；黑水；灰水；油污水
Sewage Treatment Technology For Ships And Its Future
Bai taoguang
704 Research Institute, CSSC, Shanghai 200031, China
Abstract:This paper introduces the present condition of sewage treatment technology, of gray water treatment technology and of oil wastewater treatment technology for ships, and analyzes the exist problems on the sewage treatment equipment for ships. At the same time the paper describes the future of the sewage treatment technology for ship.
Key words:ships;Sewage Treatment Technology;Future; black water; gray water; oil wastewater
1前言
为了保护海洋环境，国际海事组织（IMO）不断加强对国际防污染条约及议定书的管理、修订和实施。

如MARROL 73/78公约—即《国际防止船舶造成污染公约》，对生活污水和油污水的排放都有明确的规定和要求，对防止船舶造成污染起了重要的作用。

船舶上产生的污水主要为以下几种：生活污水（也称黑水）、灰水以及船舶油污水。

生活污水（黑水）主要是指舰船上人员排出的粪便污水和混有粪便污水的其他废水。

而灰水是指除黑水以外的其他船舶产生的污水，包括淋浴水、洗涤水、厨房废水等。

船舶油污水主要包括船舶正常操作过程中产生的含油压载水、含油洗舱水和机舱水，典型的污染物包括燃料、油类、液压机流体、清洁剂和含水膜、发泡剂（AFFF）、油漆和溶剂等。

按国际公约规定，黑水要经过处理才能排放。

对于灰水(包括淋浴水、餐厅水、洗涤水等)的处理在国际上虽然还没有象黑水那样严格而明确的处理限制，但由于灰水特别是厨房废水的有机污染十分严重，而且水量大，已经引起世界范围内的关注，全球性的灰水处理规范已经呼之欲出。

对于船舶油污水处理，IMO在1992年MEPC.60(33)已经作出规定。

近年来，随着世界各国对海洋特别是对临海和内河保护意识的加强，在MARROL 73/78附则Ⅳ基础上，各地区排放标准不断出台（如美国联邦规范第40款133部分提出的alaskan地区排放标准），要求对船舶生活污水进行更加有效的处理。

2004年IMO在MEPC107.(49)中作出规定，对油污水处理装置提出了更高的要求。

2船舶污水处理技术现状
2.1生活污水处理技术现状
现有生活污水处理技术国内主要包括：（1）以WCH、WCX型装置为代表的污水贮存、粉碎消毒等物化法工艺技术；（2）以WCB、WCV型装置为
代表的污水生物好氧氧化-重力沉淀工艺技术。

国外主要有英国哈姆沃西公司以生化法为原理的ST型装置；丹麦阿特拉斯公司以物化法为原理的AWW 型装置；美国以电解法为原理的OMNIPURE污水处理装置。

物化法原理主要是将化学药剂加入污水中进行循环、粉碎、沉淀、消毒处理。

这种方法优点是工艺简单，装置体积较小，缺点是没有进行生化反应，对有机物去除不够彻底，而且需要大量消毒剂。

电解法的原理是通过电化学过程对污水进行氧化和消毒，它是将混有海水的污水送入电解槽进行电解，其中产生的NaCLO是氧化剂和消毒剂，在NaCLO 作用下，有机物被氧化，污水中的细菌被杀死，从而达到净化污水的目的，电解法优点是装置小，处理流程快，但操作维护复杂，运行费用较高，处理水色度较差。

生化法的原理是在氧气充足的条件下，利用微生物进行生物降解，再通过沉淀固液分离，优点是净化效果好，但装置体积较大。

2.2灰水处理技术现状
英国哈姆沃西公司近年开发了一种以粗分离+生物处理+膜分离的技术为原理的符合舰船黑灰水处理的装置，并已用于大型游船。

而在国内，灰水处理装置的实船应用未见报道，在理论研究方面，704所在“十五”期间开展了相应技术的研究，为该技术产品化积累了经验。

2.3油污水处理技术现状
目前，我国的油污水分离装置是根据斯托克斯(stocks)公式为基本工作原理，利用油水的密度差对油水进行重力分离，代表装置为获得国际金奖的YSCZ型油污水分离装置。

3现有船舶污水处理装置存在的问题
3.1生活污水处理装置存在问题
现在常用的生活污水处理技术主要以WCB、WCV型为代表的生化法处理装置。

该装置具有消除污染物彻底、对环境不造成二次污染的优点，但存在两个根本问题仍未很好解决，一是传统的生化法由于采用重力沉淀，一旦船舶处于摇摆、倾斜状态，就使得固液分离效果不高，影响处理排放水水质；二是由于微生物的浓度低，使得污水耐有机负荷和水力负荷的冲击能力差。

上述问题造成了现有的生化法污水装置体积大、易发生污泥膨胀现象和沉淀柜沉淀污泥反硝化现象，操作管理复杂。

3.2灰水处理装置存在问题
国外灰水处理装置已经由英国哈姆沃西公司研发成功，而国产灰水处理装置还没有实船应用的报道.随着世界各国环保意识的增强和环保法规的健全，灰水处理装置必然大量装船应用。

因此，必须加大国产灰水处理装置的技术研究和装置化工作，打破国外技术垄断局面。

3.3油污水处理装置存在问题
近年来，IMO在执行MEPC60.(33)过程中，逐渐发现现有的油污水处理装置在处理乳化液方面存在不足，导致某些厂家按MEPC60.(33)生产的油污水分离装置，仍然对环境造成污染危害。

2004年IMO通过了MEPC107.(49)决议，取代了MEPC60.(33).在新的决议中，IMO在性能试验技术条件中增加了试验液“C”，即油水乳化液的试验，并且为保证世界范围内的试验参数的一致性，规定了制备试验液体“C”的严格程序.IMO要求从2005年1月1日以后建造的船只都应执行该决议.我国已经认可了该决议.2004年10月23日中国船级社(CCS)以通函的形式通知了各船东、船厂、设计院以及相关产品制造商，要求各有关单位执行MEPC107.(49).新决议MEPC107.(49)从根本上克服了乳化油污水对环境造成的危害，从此也推动了对现有油污水处理装置进行技术升级和产品革新的步伐。

4船舶污水处理技术发展趋势
4.1 生活污水和灰水处理技术发展趋势
现有生活污水处理技术在处理船舶污水时遇到的瓶颈问题是：1受船舶摇摆、倾斜等船用条件影响，固液分离效果差；2对水量水质的耐冲击负荷差；3处理大水量时，装置体积庞大。

而序批式生化法污水处理技术和膜分离技术可以很好的解决这些问题。

序批式生化法污水处理技术可以适应水质水量变化的特点，该技术具有投资省、运行费用低、占地少、操作自动化程度高、抗冲击负荷能力强等优点。

膜分离技术用于生物处理最早出现于60年代的美国，由于当时膜技术落后，膜的通水量小，寿命短，严重限制了膜的实际使用。

70年代日本对膜技术大力开发，是其逐渐走向实际应用。

80年代中后期，膜技术开始应用在陆用污水处理装置和工程上，90年代开始逐步推广使用。

船舶使用膜分离－生物处理技术直至现在还处于探索阶段。

英国哈姆沃西公司生产出船舶用膜分离－生物处理技术处理装置，并进行了实船试验，效果良好。

因此，序批式生化法污水处理技术和膜分离技术在处理船舶生活污水和灰水方面具有良好的发展前景。

4.2 油污水处理技术发展趋势
为满足新决议的要求，国内外开发了许多新型油污水分离装置，这些装置都是在原处理系统的后阶段加装了深化处理工艺，深化处理工艺主要是膜分离技术。

国外油污水处理设备例如美国海军开发的横流薄膜处理系统，德国DVZ-SERVICES公司于开发的PCM系列装置，都是以膜分离作为核心处理系统的.
笔者认为重力预处理＋精密过滤＋膜分离技术是极具发展前景的油污水处理技术。

该装置主要由重力分油柜、回流柜、一级预滤器、二级预滤器、超滤、泵控制箱阀门等组成，舱底含油污水由抽吸泵吸入重力分油柜后，再由循环泵将污水打入后续处理单元，部分回流至回流柜，清水排放。

该产品完全替代YSCZ油污水处理装置，并能够满足MEPC107.(49)决议要求。

5结论
现有生活污水处理技术、油污水处理技术遇到了发展瓶颈，必须对原有装置进行技术升级和产品革新。

序批式生化法污水处理技术和膜分离技术对于生活污水和灰水处理具有很好的发展前景。

重力预处理＋精密过滤＋膜分离技术可以满足新决议中油污水处理的要求，具有很好的前途。

参考文献：
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作者简介：白韬光，男，（1976—），学士，工程师，专门从事船用、陆用环境防污染专业技术研究、工程设计、产品开发等，发表论文10余篇。