船舶產(chǎn)生的污水主要為包括船舶生活污水(黑水)、灰水以及船舶油污水。按照公約附則VI 的定義,船舶生活污水要是指:任何型式的廁所和小便池的排出物和其他廢棄物;醫(yī)務(wù)室(藥房,病房等)的洗手池、洗澡盆和這些處所排水孔的排出物;裝有活著的動(dòng)物處所的排出物;混有上述定義的排出物的其它廢水,船舶生活污水也常稱為“黑水”;而灰水是指除黑水以外的船上產(chǎn)生的其他污水,主要是來自廚房、洗衣房以及盥洗室等處的廢水和廢物;船舶油污水主要包括船舶正常操作過程中產(chǎn)生的含油壓載水、含油洗艙水和機(jī)艙水。
公約要求處理的船舶生活污水主要是“黑水”。雖然對(duì)盥洗、廚房及洗衣所等排放的“灰水”沒有給出處理要求,但當(dāng)和“黑水”混合排放時(shí)必須進(jìn)行處理。另外,一些國(guó)家和地區(qū)為保護(hù)當(dāng)?shù)厮颦h(huán)境質(zhì)量,獨(dú)自制定了更加嚴(yán)格的船舶生活污水排放標(biāo)準(zhǔn),比如IMO 要求的BOD5,SS 和大腸桿菌的排放指標(biāo)分別為50mg/l,50mg/l 和250 個(gè)/100ml,而美國(guó)阿拉斯加海域法規(guī)要求的排放指標(biāo)分別為20mg/l,25mg/L 和100 個(gè)/100ml[2,4]。并且有些地區(qū)要求黑水和灰水都要處理;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體,比如自然保護(hù)區(qū)、水源地和珍稀魚類棲息地等。
1、船舶生活污水
船舶生活污水來自于船上人員(船員和旅客)的日常生活排水,所排水按照水質(zhì)的不同可分為黑水和灰水2種類型。黑水是指污染物含量較高的沖廁排水,即糞便污水;灰水是指污染較輕的洗浴、廚房、洗衣等廢水。由于船舶衛(wèi)生系統(tǒng)排泄周期比較短,排放的污水比城市排水系統(tǒng)更為新鮮(分解較少),因此污染負(fù)荷較高。而且由于人員集中,使得排水水質(zhì)水量變化很大,這就對(duì)其廢水處理工藝提出了較高的要求。
2、船舶含油廢水
含油廢水對(duì)海洋的污染是最早引起世界各國(guó)普遍重視的污染物。含油廢水(特別是可浮油)排入水體后可在水體表面形成一層極薄的油膜,據(jù)資料介紹,向水面排放1t油品,即可形成5×106m2的油膜污染。這種油膜直接阻礙大氣中的氧向水體中的轉(zhuǎn)移,使水體缺氧,水生動(dòng)物因缺氧而死亡。船舶所排放的油污水,主要有艙底油污水、燃油艙或油船產(chǎn)生的壓艙油污水以及機(jī)械清洗時(shí)產(chǎn)生的洗艙油污水,俗稱“三水”。這類油污水除含有石油和石油產(chǎn)品外,還含有固體懸浮物等,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、油類、液壓機(jī)流體、清潔劑和含水膜、發(fā)泡劑(AFFF) 、黑水/灰水系統(tǒng)的泄漏污水等,也可能包括腐蝕物,如油漆和溶劑等。油品中還有一定的毒性,對(duì)幼魚和魚卵發(fā)育影響很大。雖然各類含油污水來源不同,但從以上分析可知,各類污水也有以下相同之處:
1) 船舶油污水的水質(zhì)和水量變化較大;
2) 船舶油污水中只有油和一部分懸浮固體超過規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn),其他污染物則較少,基本不超標(biāo);
3) 船舶油污水中的油大部分以上浮油和分散油的形態(tài)存在,也有相當(dāng)量的乳化油和固體附著油存在,溶解油的量則較少。
3、船舶壓載水
船舶壓載水是船舶離岸時(shí)攜帶用于船舶穩(wěn)定平衡的壓載物,質(zhì)量約占船舶載重量的30% ~60% ,并且隨著船舶尺寸的增大和運(yùn)輸航次的增加,壓載水異地交換量也將日益增加。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,全球船舶每年攜帶的壓載水約有1.2 ×1011 t,每天存在于船舶壓載水中隨船周游世界的生物多達(dá)7 000種,許多細(xì)菌、植物和動(dòng)物經(jīng)過數(shù)月的航程仍存活于壓載水及其沉積物中,船舶到岸時(shí)為空出噸位,這些生物隨著壓載水被排放到港口國(guó)水域。由船舶排放壓載水引發(fā)的外來生物入侵已成為海洋中有害生物傳播的主要途徑,破壞了海洋生態(tài)并給人類造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,已被世界環(huán)?;饡?huì)認(rèn)為海洋所面臨的四大威脅之一。
污水處理系統(tǒng)
船舶生活污水的處理
1、處理方法
船舶生活污水不同于城市污水,特別受到運(yùn)動(dòng)效應(yīng)的影響,其產(chǎn)生和排放有其獨(dú)自的特點(diǎn).現(xiàn)有國(guó)內(nèi)生活污水處理技術(shù)主要包括:(1)以WCH、WCX型裝置為代表的污水貯存、粉碎消毒等物化法工藝技術(shù);(2)以WCB、WCV型裝置為代表的污水生物好氧氧化一重力沉淀工藝技術(shù).該裝置具有消除污染物徹底、對(duì)環(huán)境不造成二次污染的優(yōu)點(diǎn),但存在兩個(gè)根本問題仍未很好解決:一是傳統(tǒng)的生化法由于采用重力沉淀,一旦船舶處于搖擺、傾斜狀態(tài),就使得固液分離效果不佳,影響處理排放水水質(zhì);二是由于微生物的濃度低,使得污水耐有機(jī)負(fù)荷和水力負(fù)荷的沖擊能力差。上述問題造成了現(xiàn)有的生化法污水裝置體積大、易發(fā)生污泥膨脹和沉淀柜沉淀污泥反硝化現(xiàn)象,操作管理復(fù)雜。國(guó)外進(jìn)行船舶生活污水處理工藝及技術(shù)的研究始于20世紀(jì)60年代末期,開展此項(xiàng)研究的仍是最早加入附則IV的一些國(guó)家,如歐美及日本等國(guó).較流行的處理裝置采用的工藝主要有生物法、物化法、電化學(xué)法等.這些方法優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單,裝置體積較小,缺點(diǎn)是沒有進(jìn)行生化反應(yīng),對(duì)有機(jī)物去除不夠徹底,而且需要大量消毒劑。
2、國(guó)內(nèi)主要船舶生活污水處理裝置
l)綠洲-哈姆沃西ST型船用生活污水處理裝置
ST 型船用生活污水處理裝置是生物化學(xué)處理方式(活性污泥法)的污水凈化裝置。該裝置采用延時(shí)曝氣(完全氧化)法,利用好氣性細(xì)菌處理生活污水,它是采用生物化學(xué)處理方式的污水凈化裝置。
2)WCB型生活污水處理裝置
該系列生活污水處理裝置由中船總公司704所設(shè)計(jì)生產(chǎn)的,采用生化法處理生活污水,利用活性污泥與生物膜中的微生物在有氧環(huán)境下聯(lián)合作用來消除污水中的有機(jī)污染物,該系列由10~300人的不同規(guī)格所組成。
3)CSWA型生活污水處理裝置
該系列裝置由交通部上??茖W(xué)研究所設(shè)計(jì)生產(chǎn)的。采用生物接觸氧化法與化學(xué)消毒法相結(jié)合來處理船舶生活污水以及陸用場(chǎng)所的生活污水。
4)WC-120型生活污水處理裝置
該裝置是一種再循環(huán)式的污水處理系統(tǒng)。
5) WSH型生活污水處理裝置
該裝置是丹麥阿特拉斯(ATLAS)公司生產(chǎn)的物理化學(xué)方式的污水處理裝置。該裝置完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作,可用于無人機(jī)艙。
6)ORCAI-I型生活污水處理裝置
該型生活污水處理裝置是采用物理一化學(xué)方式處理生活污水的,由美國(guó) IROvAC 公司生產(chǎn)的。