船舶厨房灰水处理论文

2022-04-24

要写好一篇逻辑清晰的论文,离不开文献资料的查阅,小编为大家找来了《船舶厨房灰水处理论文(精选3篇)》,仅供参考,希望能够帮助到大家。摘要:本文主要介绍7000HP多用途拖船中水回用系统的组成、主要设备及处理原理与流程、设计注意事项、系统常见故障及排除措施。

船舶厨房灰水处理论文 篇1:

内河船舶防止生活污水污染现状及探讨

摘 要:近年来,环境治理工作成为目前我国主要工作重点之一,其中对于内陆江河湖泊的保护成为重中之重。随着经济的快速发展,内河航运业展现出较强的活力,航行船舶的数量、种类和吨位均有较大幅度增长。但船舶在航行时容易产生多种类型的污染,如不治理,则对内河水资源将产生一定的破坏,影响生态环境和人类健康。本文分析了內河船舶生活污水污染现状,剖析了船舶航行生活污水污染问题的原因,提出了相应的治理建议,期望提高对船舶生活污水污染防治工作的重视。

关键词:绿色航运;船舶污水;排放治理;防污监管

1 引言

2016年1月,习近平总书记强调,要把修复长江生态环境摆在压倒性位置,共抓大保护,不搞大开发。随着长江经济带的不断建设,“绿色长江”、“绿色航运”等要求的不断落实,内河水运,特别是内河航行船舶对水域环境的影响成为需解决的关键问题。经走访调查发现,目前我国内河航行船舶数量大、分布广,船员的吃、住、用会产生大量的生活污水与垃圾,如没有采取有效的方式进行处理,直接排入航行水域,将极易对水域造成污染。与陆上生活污水处理系统相比,船用生活污水处理装置简易,处理方式较为单一,细菌和悬浮物等处理种类少,同时考虑到船舶靠岸时间短,船员生活周期较长等因素,船舶产生的生活污水即使通过简单处理排放,排放液体中依然可能存在悬浮物、大肠杆菌等细菌,影响水体质量,严重可能出现大面积流行性疾病[1]。所以,对内河航行船舶生活污水进行有效管理已经成为当前内河水域环境保护中不可忽视的一环。

2 船舶生活污水处理的法规要求与及其发展

2.1 国际公约对船舶生活污水处理的要求

1973年,国际海事组织(IMO)、海上环境保护委员会(MEPC)决议通过了MARPOL公约,该公约的设立主要为防止航行时船舶产生的生活污水对海洋生态环境造成污染,1978年通过的议定书对其进行了修正,这就是众所周知的《MARPOL 73/78》公约[2]。其中,公约附则IV做出说明,规定从公约生效日起,新建造船舶需安装符合公约要求的船用生活污水处理装置。

该公约对于船用生活污水可排放的范围做出了详细的规定,附则IV中对于船舶排放生活污水时近陆地的距离做出了具体的说明,其中规定:当船舶航行于近陆地距离不超过3n mile时,通过使用经船级社和主管机关认可的生活污水处理装置,使得将要排放的生活污水标准达到IMO所规定的标准后才允许排放;当船舶航行距离距最近陆地超过3n mile时,可排放经粉碎系统和消毒系统处理后的生活污水;当航行范围距最近陆地超过12n mile时,没有经过处理的生活污水允许直接排放[3]。

2.2我国关于防止生活污水污染法规的发展过程

我国是MARPOL主要的缔约国之一,但附则IV直至2006年才开始在我国生效。1983年,我国制定了《GB 3552-1983船舶污染物排放标准》,1986年,颁布了《海船防污染结构与设备规范》,上述国标和规范均以《MARPOL 73/78公约》附则IV为参考,并结合我国实际国情所制定,该标准和规范对于我国船舶航行时产生的生活污水及其排放标准作出了详细的规定[4]。针对生活污水处理装置,我国参照MEPC.2(VI)决议,商讨并制定出了国标《GB 10833-89船用生活污水处理系统技术条件》,并于1990年进行实施[5]。

我国环境保护部与国家质量监督检疫总局于2018年颁布了《GB 3552-2018船舶水污染物排放控制标准》,替代了1983年版的标准,该标准不仅增加了污染物的管控范围,并且重新拟定了排放控制要求,新的国标于2018年7月生效。该国标针对船舶航行时产生的生活污水排放问题作出了明确的要求,对于国际航行海船,排放要求及条件与MARPOL公约一致,但是对于内河航行船舶,新国标的要求明显高于公约要求,而且特别制定了2021年1月1日后,船舶向内河流域排放生活污水的要求[6]。

3 船舶生活污水处理的原理与方式

3.1生活污水的定义和分类

船舶在航行中产生的污水主要分为三类,一类是油污水,一类是灰水,还有一类为满足船员日常生活需要所产生的生活污水,也就是通常称的“黑水”。MARPOL公约附则将“黑水”定义为:①任何形式的厕所(包括小便池)所产生的排出物和其他废弃物;②船上医务室、病房等处所的水池、洗面池等排出孔的排出物;③装有活着的动物处所的排出物。除此之外,针对部分废水、污水中存在上述几种排出物的,均认定为“黑水”。灰水则被定义为除黑水以外的其他废水,其主要来源包括厨房、洗衣间等处所。在船舶正常航行时所产生或者需要的类似含油压载水、洗舱水等公约将其定义为船舶污油水[7]。

3.2 生活污水处理装置工作原理

船用生活污水处理装置作为船舶航行中处理生活污水的主要设备,能将船舶在航行过程中产生的生活污水进行基本的处理,以达到海事局、环保局等主管机关所要求的排放指标[8]。其基本原理为:从洗手间、医务室等生活处所排出的黑水通过污水总管和清洁水管一同进入生活污水处理装置,首先经过粉碎泵进行初步粉碎后进入处理装置接触柜,在接触柜内,生活污水经过接触柜内介质时对其进行净化,处理完成后的液体经排放泵进入生活污水储存柜,完成对生活污水的初步净化处理。待船舶停靠到港或生活污水接收船对生活污水进行回收时,生活污水储存柜中的处理水会通过粉碎泵再次进入生活污水处理装置进行二次处理,在排出管道设置的取样口处对二次处理的污水进行取样,各项指标达标后经通岸接头排出。

3.3生活污水处理装置的主要类型比较

船用生活污水处理装置内部结构复杂,形式多样,根据接触柜内不同的处理形式可以分为:物化法、生化法、电化学法。

生化法主要工作原理为:在生活污水处理装置内为活性污泥提供一个含氧量较高的环境对其进行培养,待生活污水进入装置后,污水中的有机物质会与培养好的活性污泥进行充分接触并被吸附,在微生物细菌的作用下转化为无机物[9]。待处理好的混合液体经泵进入沉积罐,在沉积罐中进行沉积分离,对于沉淀的污泥由泵重新打入处理装置中进行循环处理,对于澄清溶液,可加入适量次氯酸盐对其进行消毒后排出舷外。选用生化法污水处理装置的投资较少,运行成本较低,但其相对其他两种形式的处理装置来说体积较为庞大,由于活性污泥处理细菌的单一性,对于船上含有清洁剂、洗涤剂的灰水无法处理;细菌的存活是保证该处理装置正常运行的基本条件,对于细菌的培养有着较高的要求,需要船员有一定的专业知识,同时,当船舶抛锚或者靠岸时,船用发电机需保持工作状态,以保障细菌的存活,若细菌死亡,重新进行培养至少需要一周以上的时间,在此期间,生活污水处理装置内会堆积大量污水,不仅会释放产生沼气、硫化氢等易燃有毒气体,同时会产生强烈刺激性气味,在船上的存储较为危险。

物化法处理生活污水的原理是通过凝聚、沉淀、过滤等过程消除生活污水中的固体物质,使之与可溶性有机物相脱离,从而达到降低大肠杆菌(BOD5)的效果,剩余的生活污水经由活性泥或者投入其他药剂进行消毒处理、脱氧,最后由舷外排出口排出[10]。固体物质通过焚烧炉或者收集到岸上统一处理。此类生活污水处理装置相对于生化处理法能节省细菌培养的周期,因而可以達到实用实运行的状态。除此之外,由于处理中的生活污水在该设备内停留时间较短,在装置内也只是发生单一的化学反应,故有体积小、使用方便的特点,对于各类生活污水的处理效率也较强。但是,该装置投入成本较高,需大量投入化学消毒剂,为了确保化学消毒剂能与生活污水充分接触,在装置内部各级处理管道处均要投放药剂,对于生活污水处理装置复杂的结构来说后期维护难度较大。

使用电解法的生活污水处理装置整体体积、质量和安装方式相对于以上两种方式来说均较为轻便、简单,此类装置采用模块化设计,可适用于船舶建造完成后安装[11]。该装置原理为:待生活污水进入生活污水处理装置后,首先经粉碎泵进行初步粉碎,进入装有海水的电解槽内,通过电解海水产生的NaClO对污水进行氧化消毒反应,污水内含有的其他有机化合物在电解的作用下分解成CO2和H2O。多余的污泥部分会由泵进入焚烧炉或者收集到岸上进行统一处理。

4 船舶生活污水处理的现存问题与改进建议

4.1目前存在的问题

依据《内河船舶法定检验技术规则》、长江海事局《关于严控长江干线船舶污染物排放的规定》的相关要求,内河航行船舶中产生的生活污水不能直接排入航行水域,需由生活污水处理装置进行处理达标后再进行排放[12]。针对上述规则、条款的要求,目前我国内河航行船舶生活污水排放主要存在以下问题:

4.1.1船员环保意识不高

验船师在对内河航行船舶进行定期检验时发现,一些船员由于缺乏防污染意识和相关法规、条款的学习,往航行水域直排的现象依旧存在。比如,不少船员由于缺乏培训,不会正确地使用和维护生活污水处理装置;某些船上即使已经安装生活污水处理装置,但考虑到航行成本,船员会有意无意地关闭装置,导致生活污水直排;一些船员选择在夜晚海事部门监管较弱时期进行排放;还有船员待船检、海事部门完成定期检查后私自将直排控制阀的封条撕毁,重新启用直排管路。

4.1.2执法部门监管难度较大

根据内河法规的排放要求,船用生活污水需处理达标后才能排放,为此,船检和海事部门要求船东方在处理装置排放管路处安装简易取样口,以达到检验时方便采样的目的,但在实际检验过程中发现,样品能完全达标的船舶较少,普遍存在大肠杆菌(BOD5)超标的现象;其次,部分船员存在应付检查的侥幸心理,在预知检验部门将进行取样检查的前提下,提前几小时使用大量的清水冲洗厕所管路,并向处理装置的发生罐内倒入清水,以达到采样合格的目的。

4.1.3接收船等配套设施不成熟

针对部海事局和长江航务管理局的相关要求,规定内河航行的400总吨以上船舶需加装生活污水储存装置,由接收船定期接收并集中处理。截止2019年10月,内河航行船舶均已完成该项目的改造工作,但目前仍然存在接收船数量较少、接收后的生活污水在岸上不能统一处理、政府对于接收生活污水的补贴较少等问题。

4.2 针对上述问题,提出以下建议

(1)加大船员对于环保意识的培训力度。船务公司及船东应定期组织船员针对船舶防污染的培训,增强船员的环保意识。特别是在防止生活污水污染方面,可以使用理论结合实际的方法,规范船员对于生活污水处理装置的操作流程,也可以联合生产厂家,针对设备的维护和保养进行实操学习[13]。

(2)执法监管部门应完善治理体系。随着我国对于防污染治理工作的不断开展,水资源的保护尤其是重中之重,船级社、海事局等检验执法机关应相互之间积极配合,以实际情况对法规、规范进行完善和修订,思考如何能在保护环境的前提下又能保障船务公司的利益。

(3)监管部门应加强对防治生活污水污染的日常监管工作。目前大部分船员可以自觉做到不直排、不偷排,但是仍然有极少数船员存在侥幸心理,利用偏僻处、夜晚等监管部门最薄弱的时期进行排放,针对这一现象,水上公安及海事部门应加大监管力度,填补监管空档期,加强日常巡逻频率,增加上船检查次数等方法对偷排现象进行有效控制。

(4)可增设生活污水储存柜来缓解排放压力。因生活污水处理装置的处理能力有限,在用水高峰期或者抛锚时装置会出现处理不完全或者量太大不能处理的现象。针对这一情况,建议可利用舱内多余空间来安装生活污水储存柜。按相关文件要求,在船抛锚时不能向江内排放生活污水,此时,初步处理好的生活污水会经泵流向生活污水储存柜中,待船开始航行时,再打入生活污水处理装置进行二次处理后排放。

5 结论

水污染的防治一直是我国污染治理的一项重要工作之一,为了科学、高效地整治污染源,主要方式总结如下:

(1)完善规范、法规对于防治污染的相关要求。

(2)高校、研究院、设计院等部门需紧密合作,针对目前的污染治理要求研发新的绿色、高效的处理技术,并加强船舶航行信息化平台。

(3)船级社、海事部门、水上公安应严格按照相关文件要求,对航行船舶加强管理监督,必要时可进行规范化指导。

(4)船务公司及船东应积极响应国家对于水污染防治的相关要求,及时与船员进行文件内容的通告和解读,增强船员环保意识。

参考文献:

[1] 李忠臣.船舶生活污水处理技术及装置的选型研究[D]. 大连海事大学,2008.

[2] 邵晓华,陈清.船用生活污水处理要求和技术发展现状[J].船舶工程,2018,40(12):16-20.

[3] 郑金明.船舶生活污水处理与港口国监督检查[J].大连海事大学学报,2010,36(S1):96-98.

[4] 白洋,刘变叶.加强我国船源污染防治法律制度的对策研究[J].河南工程学院学报:社会科学版,2010(04):54-57.

[5] 张付爽.膜法船舶含盐生活污水处理装置的试验研究[D].

[6] 魏栋,曾青山.一起生活污水处理装置PSC检查案例探讨[J].中国海事,2013,000(011):37-39.

[7] 李国祥,许乐平,尹衍升.船舶含油污水处理新技术探讨[J].中国水运月刊,2012(04):129-130+132.

[8] 杨杰,赵胤鹏.STU型船舶生活污水处理装置的研究[J].中国水运(上半月),2017,000(004):44-45.

[9] 荆纬.船舶生活污水处理系统优选方法的研究与应用[D].大连海事大学,2010.

[10] 梅雄,钟成雄,俞海.试论船舶生活污水处理方法[C]//2008年船舶安全管理与防治污染管理学术研讨会.2008.

[11] 岳进堂.船用生活污水处理装置实用分析[J].船海工程,2004,000(003):42-44.

[12] 张志刚.加强船舶技术规范 促进海事事业发展[J]. 中国船检,2000(01):24-25.

[13] 程文祥.船舶生活污水污染与其治理方案分析[J].价值工程,2017(23).

作者:许浩然

船舶厨房灰水处理论文 篇2:

7 000 HP多用途拖船中水回用系统设计与应用

摘    要:本文主要介绍7000 HP多用途拖船中水回用系统的组成、主要设备及处理原理与流程、设计注意事项、系统常见故障及排除措施。

关键词:中水回用;原理;设计

Key words: Reclaimed water reuse; Principle; Design

1    前言

船舶生活污水包括黑水和灰水。黑水是指:厕所和小便池的排出物;医务室的面盆、洗澡盆及排水孔的排出物;以及混有上述排出物的其他废水;灰水是指:除黑水以外的船上产生的其他污水,主要是来自洗手池、淋浴间、洗衣房等处的废水。

随着国内外环保要求的不断提高,船舶生活污水的处理要求与排放标准日益严格,部分海域和港口已提出生活污水零排放的要求。

7 000 HP多用途拖船是广州船舶及海洋工程设计研究院系列工程船产品之一,其功能多样,最大作业配员达65人。本船生活污水的设计,是在满足IMO MPEC.227(64)排放要求的基础上进一步提高处理要求,实现船上全部生活污水的处理,满足中水处理回用的要求,并可维持一定时间的生活污水零排放使用要求。

本文主要介绍7 000 HP多用途拖船生活污水中水回用系统的组成、主要设备及处理原理与流程、设计注意事项、系统常见故障及排除措施等。

2   系统组成

目前常用的生活污水处理方法主要有:生物法;物化法;电化学法等。

本船生活污水采用生化+MBR膜法污水处理方法。它是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,再经过纳滤膜处理,实现污水处理与中水回用。处理后的回用水水质符合城市污水再生利用的冲厕水标准(GB/T 18920-2002),并高于IMO MEPC227(64)的排放要求。回用水用于:全船马桶、便池的冲洗;机械设备的冲洗;甲板清洗等。

本系统主要由污水收集柜、处理柜、膜柜、中水柜、切割机、污水泵、产水泵、反洗泵、排放泵、EFM泵、EFM药桶、鼓风机、MBR膜组件、液位计、电控箱、电动阀门、管道、阀门等组成。

3   主要设备原理和处理流程

本船采用重力式生活污水系统,船上收集的黑、灰水(厨房污水经撇油处理)全部进入污水收集柜内,系统可通过阀门控制选择进行处理或转驳。

3.1  主要设备及原理

(1)切割机、污水泵

切割机用于将收集柜内的污水切割粉碎,污水泵把粉碎后的污水转驳至生化柜,進行序批生化处理或通过应急排放口排放多余污泥。

(2) 鼓风机

鼓风机用于向缓冲柜、序批生化柜内提供充足的氧气,以利于活性污泥的繁殖。

(3) 紫外线消毒装置

紫外线消毒装置用于产生紫外线,对排放水进行消毒。

(4) EFM泵、EFM药桶

EFM泵用于将3%NaOH溶液或者次氯酸钠溶液泵入膜组,对膜组进行清洗。该泵由聚四氟乙烯滚轮组成,经电动机通过减速齿轮驱动,液体由加药泵从药桶通过硅胶管由滚轮挤压到膜组内。

(5)MBR膜、纳滤膜组件

膜组由中空纤维超滤膜、纳滤膜元件组成,用于膜化分离过滤和处理生化柜后的排放水,污泥被截留和混合液回流到收集柜。

(6)污水收集柜

污水收集柜配置有切割机、污水泵和顶装式浮球液位控制器,泵的启停由生活污水处理装置控制箱进行控制,可选择自动运行控制。

污水收集柜由船体划分定制,分别设有中位启泵、低位停泵、高位报警三个液位。控制箱上设有手动和自动转换开关、转驳和直排两种功能。当选择转驳功能时:污水收集柜内液位达到中位,转驳功能启动,同时又受生活污水处理装置生化缓冲柜中位控制。当污水装置生化缓冲柜低于中位时,切割机、污水泵延时启动,开始转驳,直至缓冲柜到达中位时停止转驳;依次循环,直至污水收集柜到达低位时停止转驳;当选择直排功能时:污水收集液位达到中位时,开始启动排放,直至到达低位时停止排放;污水收集柜达到高位时,发出高液位报警。

(7)零排放区储水柜

零排放区储水柜由船体划分定制。配套一台自吸式排放泵和一套顶装式浮球液位控制器,泵的启停控制由生活污水处理装置控制箱进行控制。

零排放区储水柜设有中位启泵、低位停泵、高位报警三个液位。控制箱上设有手动和自动转换开关:转向手动时,自吸式排放泵连续运行;转向自动时,生活污水舱液位达到中位时开始启动排放,直至达到低位时停止排放;生活污水舱达到高位时,发出高液位报警。

3.2  处理流程

船上日常收集的黑、灰水进入到污水收集柜内,污水收集柜设有中位启泵、低位停泵、高位报警信号控制。当柜内液位达到中位设定值,污水泵启动,污水经切割机粉碎送至生活污水处理装置;当柜内液位达到低位设定值,污水泵停止;当柜内液位达到高位设定值,发出高液位报警信号。

污水在生活污水处理装置内进行接触氧化、生化处理,除去水中有机物,然后溢流进入膜柜,通过MBR膜的分离作用,污泥被截留和混合液回流到收集柜。处理后的达标水经紫外线消毒,由泵送至中水柜。中水柜容量相对较小,仅考虑日常冲洗用,中水柜满后经溢流管通至零排放区储水柜。

零排放区储水柜分别设有中位启泵、低位停泵、高位报警信号控制。当储水柜内液位达到中位设定值,排放泵启动,多余中水排舷外;当储水柜内液位达到低位设定值,排放泵停止;当储水柜内液位达到高位设定值,发出高液位报警信号。零排放区储水柜的容量设置相对较大,可满足全船的黑、灰水和回用中水(不对外排放)储存约5天。全船的马桶、便池由中水舱提供冲洗水。

另外,系统配置有相应的透气、曝气、自冲洗、反冲洗、应急排放等功能。

4   设计注意事项和使用要求

(1)系统处理量与各柜容量的设计

系统处理量与零排放区储水柜容量,应不少于ISO15749规定的人均最小污水值(含黑、灰水);污水收集柜容量应能满足黑、灰水高峰时的收集与处理量;中水柜容量不必过大,但应保证全船便池的高峰冲洗用量,并留有一定余量。

(2)监测和自动化程序设计

系统自动化程度应满足日常工作需求,系统中船体各水柜应设有液位遥测;系统应设置PLC控制程序,正常情况下各设备系统可实现自动运行和监测,在特定情况下也可通过人工操作进行功能转换或检查、抽样等。

(3)培菌

系統正常运行前均需进行培菌。在首次调试运行期间,需向设备加注淡水并投放营养物。一般的原污水培菌需要2-3周时间,如能加入种泥菌种可缩短培养时间。在已培养有活性菌的装置,若暂停工作一段时间(一般不超过15天)后当再次启动装置时,因装置内已有休眠的活性污泥,培菌过程仅需1-2天。培菌过程中膜组不参加工作,系统在调试期培菌后,即可满足各种情况的使用要求。

(4)清洗

膜组件一般正常使用3个月以后或流量降低时,需对其进行化学清洗,化学药剂采用3%的NaOH溶液或次氯酸钠溶液。

(5)污泥排放

当装置正常运行半年左右,使用100 mL量筒从处理柜内取100 mL污水,放置半个小时,若污泥量达到1/2以上时,需排去少量污泥至达到1/3时停止。排放必须用污泥桶进行收集或在公海进行排放,不得任意排放。

(6)杂物过滤与管制

为确保系统的正常运行,海水、日常硬质废杂物、厨房高油分等应禁止排入系统,以防出现堵塞和造成污泥减少、处理能力下降。

(7)系统管路设计与布置

污水管管径应可满足污水的正常排放,除设备设有透气管外,上层管路在高位处也应设有透气管;所有管路应保证合适的斜度,透气管出口处应带防火网。

(8)存储

当生活污水处理装置长期停止运行时,需将膜组件清洗干净并用化学药水浸泡储存,防止膜组性能下降。同时,清除处理柜内污水及杂物,关闭所有阀门、电源,保持装置清洁。

5   系统常见故障及排除措施

经实船应用情况反馈,系统运行可靠,处理功能满足使用需求,中水回用比传统海水冲厕优势明显。但在日常使用中,也遇到过一些故障,常见故障及排除措施见表2。

6     结束语

本船中水回用系统的设计与应用,提升了污水处理品质,实现了生活污水处理回用(淡水)冲厕。与传统的海水冲厕比较,大大减少对设备、管路及附件的腐蚀,具有更好的环保性与经济性。随着船舶环保要求的日益严格,生活污水处理技术不断提高,将进一步提升回用水品质,扩大回用水的用途。本文可供相关设计与应用提供参考。

参考文献

[1]  陈勇. 浅析船舶生活污水处理系统设计.机电技术[J],  2012(12).

作者:柳堪乐 梁耀明 严姬

船舶厨房灰水处理论文 篇3:

长江小型船舶生活污水系统改造设计研究

摘 要:对于长江小型船舶(小于400總吨)实施生活污水提质改造难度很大,空间狭小、布置困难,本文结合宜工绞3的成功改造方案,分析其设计思路、实施要点,提出针对长江小型船舶生活污水系统提质改造设计方法。

关键词:长江小型船舶;生活污水;改造方案;长江大保护

1 引言

2016年1月5日,习总书记在重庆召开推动长江经济带发展座谈会时提出长江大保护战略,此后国家部委,长江沿线主要省市相继提出一系列保护长江生态环境的政策和实施方案。2018年1月16日环境保护部和国家质量监督检验检疫总局联合发布《船舶水污染物排放控制标准GB 3552-2018》;2019 年 1 月 18 日长江海事局颁布的《关于严控长江干线船舶污染物排放的通告》,至此长江航运船舶生活污水系统提质改造拉开大幕。

2 所辖船舶生活污水系统现状

笔者为长江宜昌航道工程局武安段整治工程Ⅰ标船机设备部部长,项目部目前所辖工程船主要有“长雁8”(40m铺排船)、“长狸10”(宜工排1)、“宜工绞”1(220kw绞锚艇)、“宜工绞2”(45吨绞锚艇)及“宜工绞3”(220kw绞锚艇),其中“宜工绞1”、“宜工绞2”及“宜工绞3”属于长江上典型的小型工程船舶,生活污水处理系统及生活污水处理设备的基本状况如下:

2.1“宜工绞1”(220kw绞锚艇)

本船生活污水处理装置(生活污水粉碎柜)为2001年安装的老旧设备,其处理工艺落后,无生物消解、过滤、消毒杀菌功能。未设置生活污水处理舱和生活污水粉碎排出泵。

2.2“宜工绞2”(45吨绞锚艇)

本船为2015年的新船,生活污水处理装置状况较好,所设置的生活污水处理装置满足排放要求,其排放水质已通过相关部门的检测。未设置生活污水处理舱和生活污水粉碎排出泵。

2.3“宜工绞3”(220kw绞锚艇)

本船生活污水处理装置(生活污水粉碎柜)为1998年安装的老旧设备,其处理工艺落后,无生物消解、过滤、消毒杀菌功能。未设置生活污水处理舱和生活污水粉碎排出泵。

3 生活污水排放要求

船舶生活污水分为灰水和黑水两类。

灰水是指来自厨房、洗衣房以及盥洗室等处排出的洗碟水、水槽水、淋浴水、洗衣水、洗澡水以及洗脸水。

黑水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。

根据《船舶水污染物排放控制标准》(GB 3552-2018)和《关于严控长江干线船舶污染物排放的通告》要求,生活污水处理系统收集和排放的基本要求归纳如下:

(1)严禁超标排放、停泊期间排放或在饮用水源保护区范围排放;

(2)不处理,直接收集后排入接受设施(船舶);

(3)航行中达标排放,达标标准如下:2012年1月1日以前安装(含更换)生活污水处理装置的船舶,其污染物排放控制按GB 3552-2018标准中的表1执行。表1要求的污染物排放限值低于MEPC159(55)的排放要求,即设置的生活污水处理装置满足MEPC159(55)即可,无需更换新装置。

2012年1月1日及以后安装(含更换)生活污水处理装置的船舶,其污染物排放控制按GB 3552-2018标准中的表2执行。表2要求的污染物排放限值等同于MEPC227(64)的排放要求,即设置的生活污水处理装置满足MEPC227(64)即可。

4“宜工绞3”生活污水系统提质改造方案

根据本文第3项的论述,“宜工绞1”(220kw绞锚艇)及“宜工绞3”(220kw绞锚艇)的生活污水处理装置不能满足要求。

事实上,长江上存在大量的船龄超过15年的小于400总吨船舶,均面临更换满足新标准的生活污水处理装置。这类船舶设备老旧,实船的空间狭小,施工空间有限,而环保要求越来越高,《关于严控长江干线船舶污染物排放的通告》的要求中也并未对小于400总吨的船舶进行免除,不进行提质改造就不能营运。

2019年7月,按海事部门的要求,长江宜昌航道工程局开始对所管理的五型船进行生活污水提质改造。笔者对这五型船的情况非常了解,其中“宜工绞1”(220kw绞锚艇)及“宜工绞3”(220kw绞锚艇)实船的空间狭小,施工空间有限,增设污水储存柜和更换新型的生活污水处理装置必须考虑现场施工的可行性,并且应尽可能地减少对原船舱壁,结构及管路等的改动。

基于以上原则,笔者与本次改造的船舶设计单位一起对现场进行考察和测量,经过多次的沟通和协调,最终形成了一种确实可行的提质改造方案。目前“宜工绞1”、“宜工绞3”已顺利改造完成,并取得船舶防止生活污水污染的证书。

本文将以“宜工绞3”(“宜工绞1”类似)为例,对改造方案进行介绍,并分析方案的实施要点。

“宜工绞3”改造方案的设备布置如图1所示。

“宜工绞3”改造方案的系统流程如图2所示。

“宜工绞3”改造方案有如下特点:

(1)充分利用原船的现有条件,对原船设备和管路的改动少。

(2)原船机舱空间狭小,原布置生活污水粉碎柜(图1 序号*1)的位置不能安置新生活污水处理装置(图1 序号1),将原船生活污水粉碎柜利用起来,是本次改造的核心措施。众所周知,船舶上普通蹲便器的生活污水均依靠重力自流至污水处理或接受装置。原船生活污水粉碎柜(配套的粉碎泵已损坏,拆除)在本系统中起到一个中转容器的作用,解决了新设备布置空间的问题,也减少了对原船管路的改动。

(3)如图1所示,新增设的生活污水处理装置(图1 序号1)布置在机舱棚内,并对其外行按照现场的空间要求作了定制产品。同时,为了方便设备的进舱和吊装,该产品采用两个模块组合的型式。

(4)为了方便船员的使用,原船生活污水粉碎柜(图1 序号*1)增设了液位计和高、低位报警装置(图1 序号5),并与新增设的生活污水粉碎排岸泵(图1 序号2)联动,生活污水粉碎柜(图1 序号*1)的液位达到高位时,自动启动粉碎泵(图1 序号2)将污水驳运至生活污水处理装置(图1 序号1),低位时自动停泵。同时,在驳运过程中,如生活污水处理装置(图1 序号1)高位报警,将优先停止粉碎泵,确保生活污水处理装置(图1 序号1)安全运行。

(5)根据现场的测量数据,本次改造将生活污水储存舱1布置在了主甲板尾部,与船体形成一个整体,既解决了空间问题,同时储存舱顶面还形成了一个工作台。

(6)在改造方案的确定时,对空船重量和重心进行了统计,分析改后稳性是否能满足要求。改造前后空船重量重心对比表见表3。

按《内河船舶法定检验技术规则》第五篇8.1.3.5要求,本船改造前后空船排水量偏差在允许值范围内,改造完成后满载状态时,全船重心高约高度0.01m,船舶稳性计算结果基本保持不变。

(7)船舶生活污水处理系统在使用时需注意如下事项:①船上卫生间便池应选用节水型污水冲洗阀,尽量降低污水量;②严禁非纸制物品,如金属、木材、棉纱、塑料制品、化钎制品等进入装置内;③应使用软性卫生纸;④装置长期不使用应排空,并切断主电源;⑤绝对禁止消毒剂进入本设备。

5结论

“宜工绞3”新设置的生活污水系统已运行近半年,据船员反馈,使用方便,操作简单。笔者认为,“宜工绞3”的污水提质改造方案对长江小型船舶生活污水系统提质改造有着非常重要的指导意义,值得进行推广。

在对小型船舶进行生活污水系统提质改造时,需要特别注意对重量的控制,并尽可能地降低重心位置。对于有些船舶,如改造后重心提升较多(一般不会),可通过少量压载来降低重心高度。

另外,基于现行的技术法规以及处理技术,小型船舶特别是工程船舶可以考虑增加船舶生活污水处理后的再循环利用系统,可以有效地解決船舶在禁排区以及停泊作业不能排放的问题。该系统可将原有禁排期内的污水回收周期由原有的7-15天延长至3个月到半年甚至更久,极大解决了船舶生活污水排放对环境的污染以及节省船舶营运的污染治理费用,为船舶污水处理以及海事环保监管提出一种新思路新方法,对船舶的节能减排效果意义重大。

长江宜昌航道工程局正在积极落实国家部委对长江大保护战略的实施计划,将以更大的决心、更新的理念、更有力的举措,积极做好所属船舶防污染治理工作 ,促进湖北省构建完善绿色水运体系,加快绿色水运低碳发展!

参考文献:

[1] 长江海事局.关于严控长江干线船舶污染物排放的通告[Z].2019.

[2]船舶与海上设施法定检验规则—内河船舶法定检验技术规则[Z].

[3]钢质内河船舶建造规范[Z].

[4] 中国船舶工业总公司.船舶设计实用手册(轮机分册) [M].北京:国防工业出版社,1999.

[5]GB 3552-2018,船舶水污染物排放控制标准[S].

[6] 国际海事组织. MEPC227(64)决议[S]. 2012.

作者:张斌 谭鹏

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