船舶压载水处理装置及其产业发展分析.docx

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1、船舶压载水处理装置及其产业发展分析白韬光1,高绪成2,王新奇3,李烁朋1（1.中国船舶重工集团公司第704研究所，上海200031；2.中船重工船舶设计研究中心有限公司，北京100081；3.中国船舶重工集团公司，北京100097）摘.要：船舶压载水及沉积物控制和管理公约于2004年2月通过后，将于近期满足生效条件。文章对近年来国际上出现的船舶压载水处理技术以及各国生产商的产品现状进行了介绍和分析，对船舶压载水处理装置市场竞争、产业发展趋势进行了论述和探讨，并对我国企业如何应对未来竞争提出了应对措施。关键词：船舶压载水；处理技术；船舶压载水处理装置；产业发展中图分类号：U664.9+2文献标志

2、码：ADOIAna1ysisonShipBa11astWaterTreatmentEquipmentandItsIndustria1Deve1opmentBAITao-guang1,GAOXu-cheng2,WANGXin-qi3,1IShuo-peng1（1.ShanghaiMarineEquipmentResearchInstitute,Shanghai200031,China;2.ChinaShipDesignandResearchCenterCo.,1td.,Beijing100081,China;3.ChinaShipbui1dingIndustiyCorporation,Beiji

3、ng100097,China）Abstract:Internationa1ConventionfortheContro1andManagementofShipsBa11astWaterandSediments”wasadoptedinFebruary2004,Wi11satisfytheconditionsinthenearfixture.Inthispaper,weintroduceandana1yzetheshipba11astwatertreatmenttechno1ogyandtheproductOfmanufacturerspresentsituationinrecentyears,

4、discussthecompetitioninthemarketforshipba11astwatertreatmentdeviceandindustrydeve1opmenttrends,andputforwardthecountermeasureshowtodea1Withthefuturecompetitiontoourcountryenterprise.Keywords:shipsba11astwater;techno1ogies;ba11astwatertreatmentequipment;industrydeve1opment0引言国际船舶压载水及沉积物控制和管理公约于2004年2

5、月通过，要求从事国际航线且需要排放压载水的民用船舶，其设计建造及营运需要满足该公约要求。公约生效条件是在满足超过占世界商用船舶总吨位的35%,至少30个国家批准的基础上，一年后公约生效叫根据IMO资料，截至2015年5月15日，共有44个国家加入了公约，占总吨位的32.86%2,预计2016年可能普遍实施。美国海岸警卫队（USCG）也于2012年3月23日发布了不受IMO相关公约生效限制的压载水管理规则，并已于2012年6月21日生效，其适用范围为航行在美国海域的所有商用船舶。USCG通过了排放到美国水域的压载水中生物标准，该标准与压载水公约的D-2标准相同。美国政府同时规定压载水的排放受美国

6、清洁法案的约束，USCG规则的要求比IMO公约更为严格。据IMO资料统计，目前已有57个压载水系统获得型式认可；有17家申请USCG认可，尚无一家获得批准,但有部分企业获得了USCG完整的型式认证批准之前起到重要过渡作用的压载水替代管理系统（AMS）认证。本文对压载水处理技术进行了阐述，对世界各国生产商压载水处理装置产品技术原理进行了介绍，对目前压载水处理产业市场竞争及发展趋势进行了分析，并提出了应对措施。1船舶压载水处理技术现状目前，压载水处理技术发展迅猛，全球各国用于压载水处理的技术多达十几种，根据理化特性的不同，主要分为三大类，即机械法、物理法和化学法叫机械法主要采用过滤或离心分离等技术

7、，将有害水生物及颗粒杂质滤除；物理法主要采用紫外、脱氧、空化、超声波等技术对微生物进行处理；化学法主要采用各种化学试剂、氯化、电解氯化、臭氧、二氧化氯、过氧乙酸、过氧化氢等对水生物进行消灭。几种压载水处理工艺对比分析见表Io表1几种压W俄水处理工艺对比分析序号名称技术原理优点缺点1紫外工艺紫外线照射后，微生物细胞内的DNA或RNA中的碱基对产生光化学反应，形成化学二聚，在细胞分裂中阻止DNA或RNA链的复制,从而可以起到灭活的效果。1、在减灭活少微生物的同时不会产生二次污染；2、无需添加任何化学性生物剂；3、对船舱、管路等无腐蚀性；4、设备布置方便、运行操作简单、维护费用低；5、技术成熟、广泛

8、应用。耗电量比较高，需考虑船体动力分配。2电解工艺利用电解海水产生的次氯酸、次氯酸钠等将微生物体内的生物酶氧化分解,或者使得微生物的细胞壁破坏而使得微生物灭亡。1、适用大流量压载；2、耗电量比紫外工艺略低；3、应用较多，船员比较了解。1、淡水中使用受限，需要添加盐；2、余氯会腐蚀船上金属、造成二次污染；3、需增加一道工序，中和后才能排放；4、会产生氢气，氢气的监视与排放问题比较复杂。3电催化氧化工艺利用具有催化性能的金属氧化物电极，产生具有强氧化能力的羟基、自由基或基团，对微生物进行杀灭。1、催化氧化产生的羟基、过氧化氢有很高的氧化电位，效果较好；2、羟基、过氧化氢反应后产物为水，没有二次污染

9、；3、耗电量低。1、催化电极表面涂层比较薄，使用寿命比较低；2、电极的表面结垢后清洗比较困难；3、理论上催化物（剂）衰减和受损对性能影响非常明显。4臭氧工艺臭氧具有强氧化性,可以破坏分解微生物的细胞壁，氧化分解细胞内的酶、DNA或RNA等,从而破坏微生物的代谢和繁殖过程。1、快速灭活海洋微藻、病毒和细菌，灭活效果较好；2、处理后，无有害物质残留。1、臭氧是一种腐蚀剂，使船舶涂层和船舱易受腐蚀;2、臭氧具有毒性，需配备相关的安全装置；3、设备运行、管理和维护较为复杂，对人员的要求较高。5化学药剂工艺通过化学注射泵直接输送与压载水混合添加化学药剂（如：二氧化氯，过氧乙酸等）破坏微生物细胞膜和遗传物

10、质，影响生物体的生理和代谢过程而发挥作用。1、装置结构简单；2、耗电量低。1、具有局限性，不同的药剂处理海洋微生物的有效性不同；2、与海水中的一些物质发生反应，产生有毒的副产物；3、会对结构部件造成腐蚀；4、化学药剂的运输、存储、操作等环节存在安全风险。6脱氧工艺在船舶压载舱内充入氮气制造一个低氧的环境,致使压载水中好氧生物缺氧失活。1、腐蚀作用很小；2、脱氧处理技术的成本相对较低。1、具有局限性，对厌氧菌、抱子等杀灭效果无效；2、惰性气体中作业存在安全问题。rI空化工艺水力空化是由流动的液体经水力空化器（如孔板）而产生的。在液体中，当压强降低到临界压强以下时,就会产生空化泡，这些空化泡在正压

11、作用下溃灭，其溃灭过程极短，从而在该点产生瞬间高温高压，有机物直接热解。1、处理装置简单；2、操作简单，维护费用低。1、空泡易造成管路腐蚀；2、压降损失比较大；3、效果受液体的物理化学性质影响较大。8加热工艺将海水加热到38C50C,并保持3h4h,可杀灭大部分的水生物。可利用船舶柴油机冷却水的余热加热压载水，合理利用能量，不会造成二次污染。1、处理时间长、能耗过大；2、海水温度升高时，会引起大量盐分析出，形成积垢腐蚀船舱。2各国船舶压载水处理装置现状各国主要压载水处理装置技术工艺对比见表2o表2各国主要压载水处理装置技术工艺对比序号装置名称厂家国家I技术工艺1Pureba11astSyste

12、mA1fa1ava1瑞典首先通过可反洗过滤，再利用紫外光源和Ti2两者作用产生羟基自由基杀灭微生物和细菌。2氏toSysTMzCIeanBanaStPermascandAB瑞典首先通过圆盘式可自清洗过滤装置，再采用用电极产生高电位的羟基原子团和电解产生氯离子杀菌相结合技术。3SENDASystemHamannAG德国物理处理采用水利旋流和过滤器，核心技术采用德国DegussaGmbH生产的PERAC1EANoCean制剂进行杀菌消毒。4C1eanBa11astRWO德国首先通过过滤置，再采用羟基杀菌技术。5UVSystem海诺威英国首先经过一个自动逆流过滤器，再通过一个含有高强度中压紫外线的消

13、毒单元杀灭微生物和细菌。6OceanSaverSystemOceansaverAS挪威首先通过可反洗过滤，再分两个阶段经过空化、氮气过饱和和电解处理杀灭微生物和细菌。7Greenship,sBWMSGreenship1td荷兰首先经过水利旋流进行物理分离，再利用电解产生氯进行生物杀菌。8AQUARIUSEC瓦锡兰芬兰首先通过反冲洗过滤器，然后注入电解装置中生成的消毒剂进行生物杀菌。8VOSNEI美国该系统使用氮气在船舶压载舱内制造一个低氧的环境，限制含氧量，极大降低了随压载水带来的水栖生物的生存率。10HydeGuardianHyde美国首先通过自清洗过滤，再利用紫外处理杀灭微生物和细菌。11

14、E1ectroC1eanSystemTechcross1td韩国利用电解模块的电位差直接杀菌和电化学反应产生氯离子杀菌相结合技术。12G1oEnPatro1TMPANASIACo.1td韩国首先通过过滤，在利用中压紫外杀灭微生物和细菌13NK-O3B1ueBaUastNK韩国利用臭氧技术直接杀菌。14EcoBa11ast现代重工韩国首先通过过滤，再利用紫外处理杀灭微生物和细菌。15HiBa11ast现代重工韩国采用电解海水技术。16HybridBa11astWaterSystemMisubishiHeavy1td日本首先通过物理过滤，再采用电解工艺产生氯进行生物杀菌。17C1earBa11as

15、t日立日本采用了凝结和磁分离技术，使得净化效果达到最佳状态。18TGBa11astc1eanerJFE日本首先通过过滤,然后投药(TGBa11astc1eaner)进行处理。19unitorWi1he1msen集团南非采用“臭氧+电解+气穴+过滤”技术进行处理。20B1UEOCEANSff1E1D中远/清华中国首先通过过滤，再利用紫外处理杀灭微生物和细菌。21Ba1C1orBWMS青岛双瑞中国首先通过过滤，再采用电解海水产生次氯酸钠技术。22OceanGuard青岛海德威中国首先通过可反洗过滤器，再利用超声强化电子协同产生高级氧化物质杀灭微生物和细菌。23BSKY无锡蓝天电子中国首先通过旋分分离器，再利用超声波和紫外技术杀灭微生物和细菌。24ShanghaiHYBWTS上海亨远船舶设备中国首先通