船舶壓載水處理
壓載水就是海水,船上都設(shè)有海水泵,把海水抽到壓載艙里去。壓載水系統(tǒng)的作用是:根據(jù)船舶營(yíng)運(yùn)的需要,對(duì)全船壓載艙進(jìn)行注入或排出,以達(dá)到下述目的:調(diào)整船舶的吃水和船體縱、橫向的平穩(wěn)及安全的穩(wěn)心高度;減小船體變形,以免引起過(guò)大的彎曲力矩與剪切力,降低船體振動(dòng);改善空艙適航性。
壓載水的作用主要有以下幾種:
1.在船舶空載時(shí)保持一定深度的吃水不至于傾覆;
2.在船舶載貨的狀態(tài)下也可以用壓載水在各壓載艙之間的壓載和調(diào)節(jié),確定一定的吃水差或者平吃水(前后吃水差為0),保證船舶在特定的水域中順利、安全航行;
3.破冰船通過(guò)使用大功率的水泵快速調(diào)節(jié)船首尾兩端的壓載水,進(jìn)而使得船首尾兩端進(jìn)行高低運(yùn)動(dòng),切斷海面上的冰層,進(jìn)行破冰作業(yè),這也是破冰船的工作原理。
但是壓載水的危害也不容忽視:威脅本地的生物多樣性。大量海洋外來(lái)生物隨著船舶壓載水的排放,進(jìn)入到本地海域,它們通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)或占據(jù)本地物種生態(tài)位,排擠甚至扼殺本地物種。因此,對(duì)于船舶壓載水處理要視為重中之重。
目前,船舶壓載水處理方法大致可分為以下幾類:
(1)排岸法
是指利用岸基壓載水處理裝置來(lái)進(jìn)行船舶壓載水處理。相對(duì)來(lái)說(shuō)岸基設(shè)備的開(kāi)發(fā)限制少,比較容易達(dá)到公約規(guī)定的D-2標(biāo)準(zhǔn)。但它增加了港口方面的負(fù)擔(dān),對(duì)于一些裝卸速度快的船舶,可能會(huì)影響其船期。
(2)化學(xué)處理法
臭氧(O3)處理。臭氧是一種強(qiáng)氧化劑,氧化還原電位高達(dá)2.07V,足以致死壓載水中的入侵微生物,而且不存在二次污染問(wèn)題。但臭氧會(huì)加快壓載艙的腐蝕,并且投加量不易調(diào)節(jié),需要具有較高的技術(shù)水平進(jìn)行管理和維護(hù),不適應(yīng)船舶的環(huán)境空間和技術(shù)力量。因此臭氧法并不適于船上船舶壓載水處理。
氯化法。氯化法對(duì)船舶壓載水處理以去除浮游植物和原生動(dòng)物以及細(xì)菌是可行的,但對(duì)不同的目標(biāo)生物所需的氯含量不同。一般的少量氯對(duì)殺死壓載水中的細(xì)菌有明顯效果;而對(duì)于浮游藻類,因?yàn)槟褪苄詮?qiáng),需要較高的有效氯含量進(jìn)行處理,如對(duì)于扁藻在氯化處理中有效氯含量高達(dá)40mg/L,仍不能達(dá)到去除的目的。
羥基自由法。羥基具有極強(qiáng)的氧化能力,與氟的氧化能力相當(dāng),參與反應(yīng)屬于游離基反應(yīng),反應(yīng)速度快,能很容易地氧化分解各種有機(jī)物和無(wú)機(jī)物,最終生成物是CO2和H2O,無(wú)剩余污染。
電解法。電解法對(duì)于船舶壓載水處理中的有害水生物和病原體是一種非常有前途的處理技術(shù),在一定的條件下能殺滅壓載水中絕大多數(shù)的有害水生物和病原體。壓載水的電解處理技術(shù)會(huì)影響壓載艙金屬的腐蝕,而腐蝕速度隨有效余氯濃度以及腐蝕時(shí)間等參數(shù)的變化而不同。
過(guò)氧化氫(H2O2)。與其他化學(xué)品相比,其主要優(yōu)點(diǎn)是:殘余物很容易分解成水及氧,因此從環(huán)境上講比較合理。其主要缺點(diǎn)是當(dāng)壓載水中有機(jī)物質(zhì)過(guò)多時(shí),將會(huì)因有機(jī)物質(zhì)的氧化而效果降低。
(3)物理清除法
紫外線照射。研究表明,紫外線處理裝置對(duì)殺滅海洋細(xì)菌、微生物非常有效;但對(duì)殺滅外來(lái)有害水生物效果不一定很好。因此,在使用紫外線處理裝置的同時(shí),還應(yīng)考慮如何殺滅外來(lái)有害水生物。
加熱處理。從目前所進(jìn)行的研究來(lái)看,溫度在38℃~50℃,加熱持續(xù)2~4h,可殺滅大部分生物,存在處理時(shí)間長(zhǎng)、能耗過(guò)高、熱應(yīng)力影響船舶航行安全等難以解決的問(wèn)題。
超聲波法。它在船舶壓載水處理過(guò)程中可以產(chǎn)生熱量、壓力波的偏向,形成半真空從而脫氧導(dǎo)致浮游生物的死亡。但可能有一些目前未知的健康方面的問(wèn)題。氣蝕過(guò)程還會(huì)造成水艙表面或結(jié)構(gòu)的破壞。
(4)一般清除
稀釋法。是指海上更換壓載水時(shí),從壓載艙頂部泵人海水,同時(shí),以相同的速率從壓載艙底部將壓載水泵出壓載艙。此種方法用于船舶水處理比排空法和溢流法都更為安全。因此,以相同速率打進(jìn)和排出壓載水,基本上保持了壓載艙中的液面高度不變。
排空法。是指船舶在海上更換壓載水時(shí)先將壓載水排空,直至泵吸喪失為止。而后打人少量海水進(jìn)行沖洗后重新加載壓載水。排空法可以有效地排出艙底及壓載艙內(nèi)船舶構(gòu)件表面的沉積物與淤泥中的水生生物與病原體,但所需水量較少,更換時(shí)間短。
溢流法。是指船舶壓載水處理中從壓載艙的底部泵入清潔海水,使原來(lái)的壓載水通過(guò)溢流孔從頂部排出的方法。采用溢流法更換船舶壓載水不會(huì)產(chǎn)生對(duì)船舶的穩(wěn)性、吃水等因素的重大影響,也不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的剪切應(yīng)力和彎曲力矩,但使用溢流法需要向艙內(nèi)泵人3倍艙容的海水,更換時(shí)間長(zhǎng),消耗能源較多。
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