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船舶污水处理技术探讨

文档作者：陈纪赛文档来源：南京中船绿洲机器有限公司		点击数：	更新时间： 2021年10月22日
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第39卷第6期
2010年12月
船海工程
SHIP&amp;amp;0CEAN ENGINEERING
VOL 39 No．6
Dec．2010
DOI：10．3963／j．issn．1671—7953．2010．06．023
船舶污水处理技术探讨
陈纪赛
(南京中船绿洲机器有限公司，南京210039)
摘要：展望生活污水、舱底水处理技术，对压载水处理、舰船中水回用、舰船污水综合处理技术进行探
讨。介绍国际规范对设备的具体要求及专业厂家在实验和研发过程中的实践经验、主要技术的发展方向。
关键词：污染物；舱底水；生活污水；中水回用；压载水
中图分类号：U664．9 文献标志码：A 文章编号：1671—7953(2010)06—0078一04
1 生活污水处理处理方法技术
国外对船舶生活污水处理工艺及技术的研究
始于20世纪60年代末期，以美国和日本为代表，
目前开展此项研究工作的仍是最早加入附则Ⅳ的
一些国家，如美国、日本、英国、法国、德国、希腊、
荷兰和丹麦等。国内针对船舶生活污水处理装置
的研制开始于20世纪70年代末期，开始研制再
循环式生活污水处理装置以来，已先后开发了物
理一化学法处理生活污水的装置，具有粉碎、消毒、
贮存功能的贮存柜，以及生化法处理生活污水的
生活污水处理装置，还有引进国外设备并吸收转
化开发的相关船舶生活污水处理装置。
近年来国际国内对于生活污水处理技术的主
要研究方向以强化生物处理工艺流程及处理效率
为主，比较典型的就是结合膜分离技术与生物处
理技术而形成的膜生物法工艺(membrane bb
reactor，MBR)。MBR主要由污水预处理柜、好
氧厌氧处理柜、膜生物反应器、气泵等组成，膜生
物反应器中放置有膜组件。与传统的污水处理方
法相比，膜的高效截留作用使微生物完全截留在
膜生物反应器内，实现反应器水力停留时间和污
泥龄完全分离，运行控制灵活稳定，通过运行方式
改变实现脱氨和除磷功能。所以，膜生物反应技
术具有出水水质好、运行稳定、操作简单、维护方
便等特点。与黑水相比，灰水的组分中含有大量
78
收稿日期：2010-06—04
修回日期：2010-07—01
作者简介：陈纪赛(1976一)，男，学士，高级工程师。
研究方向：防污染设备
E-mail·luzhou@nj--lzep．com
的油滴和有机磷、有机氮，特别是油分子的存在，
对微生物的繁衍有着很大的抑制作用，大大降低
生物反应的处理效率，所以在MBR工艺中，对于
污水的预处理有着极其重要的作用，预处理的一
个重要的流程就是去除污水中的油份，以保证后
续的处理工艺得以顺利高效地进行。
在灰水的处理方法上，目前比较通用的方法
是采用消毒的方法消除灰水中菌类，如采用紫外
线、臭氧等消毒的方法，去除灰水中的大肠杆菌，
采用此类物理方法可以避免化学法强氧化剂消毒
带来的余氯二次污染和酸碱度超标等缺点，是目
前最具有前景，应用最广泛的污水处理技术。随
着人类环境保护意识的提高，对污水中其他污染
物的排放控制要求势必日益加强，如余氯、磷、氮、
大肠杆菌等的控制将会越来越严，因此采用膜法
处理生活污水将成为一种必然的趋势。
对比表1关于MEPC．2(VI)规范和2010年
1月1日正式实施的MEPC．159(55)新规范。由
表1，国际海事组织对生活污水处理装置规范的
对比可以看出，规范中原来规定的排放指标均有
大幅度的提高，而且增加了相应的控制项目。
表1生活污水处理装置新、旧国际规范的对比
南京中船绿洲机器有限公司从20世纪80年
代开始从英国Harmworthy公司引进ST系列生
万方数据
船舶污水处理技术探讨——陈纪赛
活污水处理装置并在此基础上利用膜法和生物接
触氧化法自主开发了满足MEPC．159(55)规范
的STC系列生活污水处理装置。对于膜的应用
的尝试，取得了比较成功的典范，在IMO型式试
验过程中，严格按照IMO规范的要求，配置符合
要求的原污水，经过该工艺流程后对处理水进行
分析，试验结果见表2。
表2生活污水处理前后主成份对比mg·L1
原污水处理后排放水
由表2可见，进入装置的原污水的水质情况
非常差，经过装置的处理后，排放水的水质完全满
足规范的要求。
2舱底水处理技术
国际海事组织(IMO)海上环境保护委员会第
49届会议(MEPC 49)以MEPC．107(49)决议的
方式通过了《修订的船舶机舱舱底水防污染设备
指南和技术条件》，在2005年1月1日后代替
MEPC．60(33)决议。决议的主要要求体现在以
下几个方面。
1)舱底水分离器能够处理按IMO MEPC．
107(49)决议制备的相对密度不小于0．83的轻柴
油油水混合物(混合物的体积比分别为0．5％～
1％、25 o／4)和相对密度不小于0．98的重油的油水
混合物(混合物的体积比为o～100％)，使排放水
含油指标能小于排放标准(15 mg／I。)。
2)舱底水分离器能够处理按IMo MEPC．
107(49)的严格程序制备的油水乳化液(设备进水
含油量为3 000 mg／L)，使排放水含油指标能小
于排放标准(15 mg／I。)。
对电气控制的要求，即舱底水分离器从送至
15 mg／I，舱底水报警装置的样品发生变化至浓度
显示器显示正确的响应所化时间不超过5 s。
3)基于新规范对油水分离器提出的更高的
要求，虽然舱底水分离技术的方法很多，但是仅依
靠单一的方法来处理如此复杂的油污水。效果并
不明显。目前最主要的技术瓶颈就是如何更有效
地处理乳化油水，从多年的发展过程来看，浮油分
离技术已经很成熟。由于船上的T况和空间限
制，比较合适的油水乳化液分离的方法是吸附分
离法和过滤分离法。慨107(49)对油水分离
器的过滤材料提出了更高的要求，从用户使用角度
出发，要求吸附饱和的材料可以再生循环使用。从
处理效果分析。设备需要采用多级分离流程，而且
要尽量采用物理分离方式，避免二次污染的产生。
南京绿洲是最早自主开发船用舱底水分离器
的厂家之一，公司开发了满足MEPC 60(33)的
CYSC系列油水分离器，并且在此基础上自主开
发了满足新规范MEPC 107(49)的ZYF系列舱
底水分离器。该设备采用多级分离流程，对于不
同的含油状态采用不同的分离方法，将浮油分离
方法与乳化油分离方法相结合，有效地去除油污
水中的油份，由于设计采用物理的方法处理油污
水，从而从根本上避免二次污染的产生；另外，在
结构设计上，过滤材料采用模块方式，便于维修操
作，满足无人机舱控制要求。
3压载水处理技术
IMO组织2004年颁布了《国际船舶压载水
及沉淀物控制和管理公约》并计划将于2016年实
施，世界各国已采用和正在研究的压载水处理方
法有许多种，主要有置换法、机械法、物理法、化学
法，等。多数方法在理论上及试验室中是可行的，
但因产品需要经过IMO规定的试验流程检测才
能进行认证，故压载水处理系统技术难度大，研发
人员及资金投入费，}}j较高。其研发及认证费用
高，同时研发及试验周期比较长。由于不同海域
海水微生物的含量和种类差异很大。所以仅依靠
单一的针对某海域的压载水处理技术显然不能适
应船舶的流动性，也不能满足规范的要求。从目
前公布的成果可知，全球只有美国、德国、日本、挪
威等少数国家的少数企业真正掌握了压载水处理
的技术，满足现有规范的要求。
压载水处理系统的容积及系统本身的体积将
对船舶尤其是小型船舶造成较大影响。因此，压
载水处理系统的大小对船舶设计的影响也是要重
点考虑的因素，研发满足规范要求的压载水处理
系统应该与船舶设计结合起来，使得压载水处理
系统既满足规范，还要体积小，易于安装。
4舰船中水回用技术
针对一些特种船，由于淡水舱容积较小，淡水
水资源缺乏，故有污水经再处理后回用的考虑和
。
79
万方数据
第6期船海工程第39卷
需求。另外，某些海域对污水排放要求极高，也有
必要对污水处理到中水回用要求。
生活污水处理装置设计时，按照船用污水(黑
水)是按70 L／(人·d)设计，灰水量的产生量大
概为140 L／(人·d)，如果能回用该水，确实可以
减轻船上的淡水资源需求的压力。从现有的
IMO规范分析，对中水回用无任何规定，IMO只
针对民用船舶，而民用船舶一般有足够的淡水舱，
可能在相当长时间内IMO不会考虑制定中水回
用标准。
如果国内船舶设计要考虑中水回用，只能采
用现有执行的国家标准，与中水回用及船舶有关
联的规范有：《城市污水再生利用城市杂用水水
质))GB／T 18920--2002[1]，《城市污水再生利用
景观环境用水水质》GB／T18921--2002E副的规
定，其各项指标的对比见表3。
表3中水标准与船用污水处理标准的比较
但如果依据《城市污水再生利用景观环境用
水水质》GB／T18921—2002的规定对中水回用界
定，可以看出第6．3条规定：“不应将含有再生水
的景观环境水用于饮用和生活洗涤”，而且明确规
定达到中水回用的水只能冲厕，城市绿化等非饮
用水场合，并且不得用于与人接触场合。
从标准可以看出，现有国家中水回用的标准，
对船用污水中水回用，无论用何技术，出水达到何
种标准，只能用于冲厕，而洗涤、淋浴、饮用都是不
允许的。
船上实际用淡水处有：饮用水、厨房用水、淋
浴水、洗涤水、卫生间冲厕用水，等。甲板冲洗可
以采用海水，如按现行国家标准，船用污水中水
回用只能用于卫生间冲厕用水。从绿洲船用生活
污水处理设备出水实际检测情况来看，指标基本
达到冲厕中水回用。当然国家标准中还有些指标
是IMO规范中所没有的，应该来说，通过进一步
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探索，增加膜过滤和消毒处理过程，污水中水回用
冲厕，技术上是可行的。若仅从冲厕角度利用而
言，对灰水应该进一步细分，选择部分“优质排水”
进入生活污水处理装置，处理后循环利用。在上
述指标中，对大肠杆菌群要严格控制，避免产生二
次污染。如果要考虑到某些海域排放要求高的情
况，则剩下的灰水，直接进入中水回用设备。
5舰艇污水综合处理
由于生活污水和舱底水属于不同类型的污
水，而且生活污水的处理大都采用生物一膜法，用
于生物处理的细菌大都属于厌油型，如果将油水
与生活污水混合，将会导致细菌的繁殖率下降，从
而导致生活污水处理装置的效率下降。所以舰艇
污水综合处理方案应该首先将不同类型的污水分
开处理，即含油废水、黑水、灰水应采取不同的技
术处理方法，这样才经济合理。
(下转第85页)
万方数据
我国防污染法规现状及发展——曾荣辉，陈文战，刘喜元
Status and Development of Our Laws and Regulation
for Prevention of Sea Pollution
ZENG Rong-huil。CHEN Wen-zhan2．LIU Xi-yuanl
(1．China Ship Design and Research Center，Wuhan 430064，China；
2．Naval Military Representative Department of Jiangnan Shipyard，Shanghai 201913。China)
Abstract：Te environment protection standard system of our country was introduced．This paper summarized the
characteristics and development trends of the laws and regulations for prevention of sea pollution in our country，analyzed
the status of pollution discharging in the regional areas．Aiming at the request for green ships designing，the authors suggest
that the marine environment systems of our country and other correlative statute or criterions should be emended tO
fulfill the needs of ship development．
Key words：antipoUution；statute；emend；green ship；development．
(上接第80页)
6 结论
随着经济和科技的发展，人类正在逐渐加强
对海洋环境污染重视和治理。船舶运营过程对海
洋环境的影响是导致海洋污染的一个重要的方
面。世界经济一体化加速了世界各国物资的流
通，从而加快了海洋物流的节奏，也导致了海洋环
境污染的加重。如何防治和减少船舶运行对海洋
环境的污染，综合利用水资源将是人类面临的一
项重要的课题。船舶污水处理技术的开发利用将
面临前所未有的机遇和挑战。
参考文献
[1]GB／T 18920--2002．城市污水再生利用城市杂用水
水质[s]．北京：国家质量监督检验检疫总局，2002．
[2J GB／T18921--2002．城市污水再生利用景观环境用水
水质[S]．北京：国家质量监督检验检疫总局，2002．
On the Sewage Treatment Technology of Ships
CItEN Ji-sai
!(C!SSC Nanjing L皿hou Machina Co．Ltd．，Nanjing 210039，China)
Abst瑚_ct：This paper analyzed the development of treatment technologies of ship’S sewage and bilge water，discussed
about the treatment of ballast water，treated-sewage utilization technology and the comprehensive treatment technology
for various liquid contaminations of ships．The requirements of equipment in the international rules，some valid experience
and technology developing direction were introduced．
Key words：contamination；bilge water；sanitary sewage；treated-sewage utilization；ballast water
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