[科普中国]-船上污水处理系统

船上污水类型

船舶产生的污水主要为包括船舶生活污水（黑水）、灰水以及船舶油污水。按照公约附则VI 的定义，船舶生活污水要是指：任何型式的厕所和小便池的排出物和其他废弃物；医务室（药房，病房等）的洗手池、洗澡盆和这些处所排水孔的排出物；装有活着的动物处所的排出物；混有上述定义的排出物的其它废水，船舶生活污水也常称为“黑水”；而灰水是指除黑水以外的船上产生的其他污水，主要是来自厨房、洗衣房以及盥洗室等处的废水和废物；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。

目前公约要求处理的船舶生活污水主要是“黑水”。虽然对盥洗、厨房及洗衣所等排放的“灰水”没有给出处理要求，但当和“黑水”混合排放时必须进行处理。另外，一些国家和地区为保护当地水域环境质量，独自制定了更加严格的船舶生活污水排放标准，比如IMO 要求的BOD5，SS 和大肠杆菌的排放指标分别为50mg/l，50mg/l 和250 个/100ml，而美国阿拉斯加海域法规要求的排放指标分别为20mg/l，25mg/L 和100 个/100ml[2，4]。并且有些地区要求黑水和灰水都要处理；甚至禁止排放任何形式的船舶生活污水在一些特殊和敏感水体，比如自然保护区、水源地和珍稀鱼类栖息地等。1

1、船舶生活污水

船舶生活污水来自于船上人员(船员和旅客)的日常生活排水，所排水按照水质的不同可分为黑水和灰水2种类型。黑水是指污染物含量较高的冲厕排水，即粪便污水；灰水是指污染较轻的洗浴、厨房、洗衣等废水。由于船舶卫生系统排泄周期比较短，排放的污水比城市排水系统更为新鲜(分解较少)，因此污染负荷较高。而且由于人员集中,使得排水水质水量变化很大，这就对其废水处理工艺提出了较高的要求。

2、船舶含油废水

含油废水对海洋的污染是最早引起世界各国普遍重视的污染物。含油废水(特别是可浮油)排入水体后可在水体表面形成一层极薄的油膜，据资料介绍,向水面排放1t油品，即可形成5×106m2的油膜污染。这种油膜直接阻碍大气中的氧向水体中的转移，使水体缺氧，水生动物因缺氧而死亡。船舶所排放的油污水，主要有舱底油污水、燃油舱或油船产生的压舱油污水以及机械清洗时产生的洗舱油污水，俗称“三水”。这类油污水除含有石油和石油产品外，还含有固体悬浮物等，是含污染物的淡水和海水的混合物。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) 、黑水/灰水系统的泄漏污水等，也可能包括腐蚀物，如油漆和溶剂等。油品中还有一定的毒性，对幼鱼和鱼卵发育影响很大。虽然各类含油污水来源不同，但从以上分析可知，各类污水也有以下相同之处：

1) 船舶油污水的水质和水量变化较大；

2) 船舶油污水中只有油和一部分悬浮固体超过规定的排放标准，其他污染物则较少,基本不超标；

3) 船舶油污水中的油大部分以上浮油和分散油的形态存在，也有相当量的乳化油和固体附着油存在，溶解油的量则较少。

3、船舶压载水

船舶压载水是船舶离岸时携带用于船舶稳定平衡的压载物，质量约占船舶载重量的30% ～60% ，并且随着船舶尺寸的增大和运输航次的增加，压载水异地交换量也将日益增加。据相关数据显示,全球船舶每年携带的压载水约有1.2 ×1011 t，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，许多细菌、植物和动物经过数月的航程仍存活于压载水及其沉积物中，船舶到岸时为空出吨位，这些生物随着压载水被排放到港口国水域。由船舶排放压载水引发的外来生物入侵已成为海洋中有害生物传播的主要途径，破坏了海洋生态并给人类造成巨大的经济损失，已被世界环保基金会认为海洋所面临的四大威胁之一。

污水处理系统船舶生活污水的处理1、处理方法

船舶生活污水不同于城市污水，特别受到运动效应的影响，其产生和排放有其独自的特点．现有国内生活污水处理技术主要包括：(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一重力沉淀工艺技术．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佳，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、易发生污泥膨胀和沉淀柜沉淀污泥反硝化现象，操作管理复杂。国外进行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，目前开展此项研究的仍是最早加入附则IV的一些国家，如欧美及日本等国．目前较流行的处理装置采用的工艺主要有生物法、物化法、电化学法等．这些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。

2、国内主要船舶生活污水处理装置

l）绿洲-哈姆沃西ST型船用生活污水处理装置

ST 型船用生活污水处理装置是生物化学处理方式(活性污泥法)的污水净化装置。该装置采用延时曝气(完全氧化)法，利用好气性细菌处理生活污水，它是采用生物化学处理方式的污水净化装置。

2)WCB型生活污水处理装置

该系列生活污水处理装置由中船总公司704所设计生产的，采用生化法处理生活污水，利用活性污泥与生物膜中的微生物在有氧环境下联合作用来消除污水中的有机污染物，该系列由10~300人的不同规格所组成。

3)CSWA型生活污水处理装置

该系列装置由交通部上海科学研究所设计生产的。采用生物接触氧化法与化学消毒法相结合来处理船舶生活污水以及陆用场所的生活污水。

4）WC-120型生活污水处理装置

该装置是一种再循环式的污水处理系统。

5） WSH型生活污水处理装置

该装置是丹麦阿特拉斯(ATLAS)公司生产的物理化学方式的污水处理装置。该装置完全实现自动操作，可用于无人机舱。

6）ORCAI-I型生活污水处理装置

该型生活污水处理装置是采用物理一化学方式处理生活污水的，由美国 IROvAC 公司生产的。2

船舶含油污水的处理污水中不同形态的油有着不同的理化性质，在很大程度上决定了相应处理方法的选择．通常，油类在水中主要以5种形态存在：上浮油、分散油、乳化油、溶解油、固体附着油．含油污水的处理方法大致有以下几种 。油水分离法、凝聚沉淀法、加压气浮法、过滤法、吸附法、微生物处理法等。下面简单介绍几种含油污水处理方法。

1、舱底污水的处理方法

（1）舱底污水的油水分离方法

油水分离的方法较多，有物理、化学及电浮分离法等．就目前船用油水分离器而言，主要采用物理分离的方法.尽管现在国内航运企业对所属船舶的机舱油水分离器都不同程度地进行了更新换代，诸如安装德国、日本等国的进口产品和先进的报警及排放监控自动化系统，但仍存在着较严重的超标排放现象，在PSC(Port State Contro1)检查中被罚款甚至被滞留，给企业造成损失和不良影响．机舱舱底污水处理系统经过改建，比如增设污油水收集柜、增设污油水粗分离柜后，降低了进入油水分离器的污水中的含油量，从而大大减轻了油水分离器的负荷，提高了油水分离器的效率和可靠性，延长了油水分离器中纸质滤芯或捕油器的寿命，减少了油水分离器的维修工作。

（2）舱底污水微生物降解基础研究

用微生物降解舱底污水方法对舱底污水进行基础性研究，实验过程如下：取得舱底污水样品，鉴定其中微生物的菌属，筛选其中的优势菌，研究其生长条件并进行培养，研究优势菌在不同条件下的除油能力，统筹一种较为理想的条件对舱底污水样品进行实践性试验．得出如下结论：①从污水中筛选得到分属2个不同的细菌菌属的菌株5株，它们均可不同程度地降解舱底污水．混合菌降解效果比单菌更为有效，其降解最佳条件为：pH 8．0，温度27℃，时间72h；②适宜浓度的强氧化剂H2O2能够显著地提高降解率．但由于H2O2是强氧化剂，过量的加入会影响微生物的生长并最终导致微生物对石油的降解效果；③在不添加H2O2的情况下，加入油酸钠使微生物的除油效果提高幅度不大．在油酸钠和H2O2的浓度分别达到400mg·L 和5 600 mg·L 时微生物的活性最大，使降解率达到最高；④同浓度H2O2条件下添加十二胺的降解效果不如油酸钠，在各自最适宜天数时，其最佳降解率相差大约1 5%，阴离子表面活性剂的效果明显优于阳离子表面活性剂的效果．研究得到的这些关于降解菌对舱底污水降解性能的信息，为建立起一套切实可行的舱底污水微生物处理技术提供了理论依据，也为船舶舱底污水治理提供了基础理论技术支持。研究表明，海洋环境中广泛分布着石油降解微生物，但单纯靠土著微生物的自然降解，净化速率太慢，油污染的危害仍然存在．通过工程措施，加入人工培养驯化或经基因工程改造的高效降解菌株，并适当地改变环境因素，如加入亲油性的N、P营养盐，从而加速低浓度油污染的清除．目前，国内外已研制出不会引起富营养化和赤潮的营养盐，并已选育出在无石油条件下能自然死亡的石油烃类氧化细菌，不会造成生态的失衡而危及海洋环境。

2、压载水的处理

IMO历来对船舶压载水问题高度重视，并一直致力于制定全球压载水管理方面的公约．于2004年通过了《国际船舶压载水和沉积物控制与管理公约》．我国作为世界航运大国、IMOA类理事国，也在全力推进这项工作．目前国际上正在研究的船舶压载水处理方法很多，主要有机械处理法、物理处理法、化学处理法。3

污水的排放规范为了防止船舶生活污水污染，《MARP0L73/78公约》的附则Ⅳ一‘‘防止船舶生活污水污染规则”第11条对生活污水的排放做出了明确的规定：

船舶在距最近陆地3 n mile以外，使用主管机关所认可的设备，排放业经粉碎和消毒的生活污水，或在距最近陆地12 n mile以外排放未经粉碎和消毒的生活污水。但不论哪种情况，不得将集污舱中储存的生活污水即刻排光，而应于船舶以不低于4的航速航行时，以适当的速率排放，排放速率应经主管机关认可。而在距离最近陆地3 rl mile以内时，则要求使用经主管机关批准的生活污水处理装置．并且排出的废液在其周围水中不产生可见的漂浮固体且不能使水变色。2