船舶压载水处理系统船舶压载水系统论文.docx

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“凯敏”轮压载水管理系统的科学管理初探

[摘要] 随着世界航运业的发展，船舶压载水问题给全球海洋环境和经济发展带来一定程度的威胁。压载水会把侵害性水生物带到新的环境，从而破坏新环境生物链的正常生产，甚至可能危害人类的正常生活。目前，已经成为影响海洋生态环境安全的四大危害因素之一。因此，安全而有效治理船舶压载水及其沉积物已成为国际海洋环境研究中的热点课题。首先，在查阅多方相关资料后，本文对压载水进行了综合论述，分析了压载水处理的重要性；其次，简述了几种针对压载水处理的管理方法，分析了它们的优缺点；接着，详细论述了“凯敏”轮所使用压载水处理技术，并就其处理原理进行分析。同时针对“凯敏”轮电解法处理压载水所产生的问题进行分析，并提出解决办法。

[关键词] 压载水；电解制氯；腐蚀；监控系统

I

The Scientific Managment of Ballast Water Treatment
System in New Activity Tanker

[Abstract] With the development of the world shipping industry, the ship ballast water problem has brought a certain degree of threat to the global marine environment and economic development. The ballast water will take the invasive aquatic organisms to the new environment, destroy the normal production of the food chain in the new environment, It could even do harm to the human normal life. At present,the ballast water has become one of the four major risk factors that affect the safety of marine ecological environment. Therefore, the safe and effective way to manage ship ballast water and sediment has become a hot topic in the international marine environmental research.Firstly，based on the references，the Paper summarizes the related Problem of ballast water，clarifies the importance. Secondly，the paper briefly introduces several kinds of treatments of ballast water. Besides, compares the advantages and disadvantages among those treatments and the practicality of the extant methods. Lastly, the paper initially analyses the problem which might be raised by use of electrolytic method for the treatment of ballast water onboard，makes advice about the ballast water treatment system of “NEW ACTIVITY”.

[Key words] Ballast water;Electrochlorination;Corrosion;Monitoring system II
目录

0 引言------------------------------------------------------------- 1 1 船舶压载水的管理方法---------------------------------------------1
1.1 排岸法-----------------------------------------------------1
1.2 化学处理法-------------------------------------------------1
1.3 物理清除法------------- 2
1.4 一般清除--------------------------------------------------- 3 2 “凯敏”轮电解法处理压载水实例介绍------------------------------- 3
2.1 “凯敏”轮压载水系统的组成与构造--------------------------- 3 3 船舶压载水的电解处理技术原理-------------------------------------7
3.1 电解的条件------------------------7
3.2 电解的过程-------------------------------------------------8
3.3 氯化对压载水中海生物处理原理-------------------------------8 4 实际应用中遇到的问题及解决办法----------------------------------10
4.1 电解法对压载舱金属的腐蚀----------------------------------10
4.2 压载舱腐蚀的控制----------------------------------11
4.3 对“凯敏”轮压载舱防腐蚀的建议----------------------------12 结论---------------------------------------------------------------13 致谢语-------------------------------------------------------------14 参考文献-----------------------------------------------------------15

III
武晗：轮机工程专业毕业论文
0 引言

压载水就是海水，船上都设有海水泵，把海水抽到压载舱里去。压载水系统的作用是：根据船舶营运的需要，对全船压载舱进行注入或排出，以达到下述目的：调整船舶的吃水和船体纵、横向的平稳及安全的稳心高度；减小船体变形，以免引起过大的弯曲力矩与剪切力降低船体振动；改善空舱适航性[1]。
压载水的作用主要有以下几种：
1）在船舶空载时保持一定深度的吃水不至于倾覆；
2）在船舶载货的状态下也可以用压载水在各压载舱之间压载和调节，确定一定的吃水差或者平吃水，保证船舶在特定的水域中顺利、安全航行；
3）破冰船通过使用大功率的水泵快速调节船首尾两端的压载水，进而使得船首尾两端进行高地运动，切断海面上的冰层，进行破冰作业，这也是破冰船的工作原理。
但是压载水的危害也不容忽视：威胁本地的生物多样性。大量海洋外来生物随着船舶压载水的排放，进入到本地海域，它们通过竞争或占据本地特种生态位，排挤甚至扼杀本地物种。因此，对于船舶压载水处理要视为重中之重。

1 船舶压载水的管理方法

目前，船舶压载水处理方法大致可分为以下几类：
1.1 排岸法
是指利用岸基压载水处理装置来进行船舶压载水处理。相对来说岸基设备的开发限制少，比较容易达到公约规定的D-2标准。但它增加了港口方面的负担，对于一些装卸速度快的船舶，可能会影响其船期。
1.2 化学处理法
1）臭氧（O3）处理
臭氧是一种强氧化剂，氧化还原电位高达2.07V，足以杀死压载水中的入侵微生物，而且不存在二次污染问题。但臭氧会加快压载舱的腐蚀，并且投药量不易调节，需要具有较高的技术水平进行管理和维护，不适应船舶的环境空间和技术力量。因此臭氧法并 1
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不适于船上船舶压载水处理[2]。
2）氯化法
氯化法对船舶压载水处理以去除浮游植物和原生物以及细菌是可行的，但对不同的目标生物所需的氯含量不同。一般的少量氯对杀死压载水中的细菌有明显效果；而对于浮游藻类，因为耐受性强，需要较高的有效氯含量进行处理，如对于扁藻在氯化处理中有效氯含量高达40mg/L，仍不能达到去除的目的。
3）羟基自由法
羟基具有极强的氯化能力，与氟的氧化能力相当，参与反应属于游离基反应，反应速度快，能很容易地氧化分解各种有机物和无机物，最终生成物是CO2和H2O，无剩余污
染[3]。
4）电解法
电解法对于船舶压载水处理中的有害水生物和病原体是一种非常有前途的处理技术，在一定的条件下能杀灭压载水中绝大多数的有害水生物和病原体，压载水的电解处理技术会影响压载水金属的腐蚀，而腐蚀速度随有效余氯浓度以及腐蚀时间等参数的变化而不同[4]。
5）过氧化氢（H2O2）
与其他化学品相比，其主要优点是：残余物很容易分解成水及氧，因此从环境上讲比较合理。其主要缺点是当压载水中有机物质过多时，将会因有机物质的氧化而效果降低[5]。
1.3 物理清除法
1）紫外线照射
研究表明，紫外线处理装置对杀灭海洋细菌、微生物非常有效；但对杀灭外来有害水生物效果不一定很好。因此，在使用紫外线处理装置的同时，还应考虑如何杀灭外来有毒水生物。
2）加热处理
从目前所进行的研究来看，温度在38℃-50℃，加热持续2-4h。可杀灭大部分生物，存在处理时间长、能耗过高、热应力影响船舶航行安全等难以解决的问题。
3）超声波法
它在船舶压载水处理过程中可能产生热量、压力波的偏向，形成半真空从而脱氧导[6] 2
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致浮游生物的死亡。但可能有一些目前未知的健康方面的问题。气蚀过程还会造成水舱表面或结构的破坏。
1.4 一般清除
1）稀释法
是指海上更换压载水时，从压载舱顶部泵入海水，同时，以相同的速率从压载舱底部将压载水泵出压载舱。此种方法用于船舶水处理比排空法和溢流法都更安全。因此，以相同速率打进和排除压载水，基本上保持了压载舱中的液面高度不变。
2）排空法
是指船舶在海上更换压载水时先将压载水排空，直至泵吸丧失为止。而后打入少量海水进行冲洗后重新加载压载水。排空法可以有效地排出舱底及压载舱内船舶结构表面的沉积物与淤泥中的水生生物与病原体，但所需水量较少，更换时间短。
3）溢流法
是指船舶压载水处理中从压载舱的底部泵入清洁海水，是原来的压载水通过溢流孔从顶部排出的方法。采用溢流法更换船舶压载水不会产生对船舶的稳性、吃水等因素的重大影响，也不会产生过大的剪切应力和弯曲力矩，但使用溢流法需要向舱内泵入3倍舱容的海水，更换时间长，消耗能源较多。

2 “凯敏”轮电解法处理压载水实例介绍

2.1 “凯敏”轮压载水系统的组成与构造
“凯敏”轮在机舱内设置有两台压载水泵。全船分布有包括首、尾尖舱在内的压载水舱共计12个。海水经左、右两个海底门进入压载水系统，并通过左右两个海底门排出压载水。为防止船舶携带的压载水在异地排放时为当地海域带来有害水生物，系统还设置有压载水处理装置（见图1），用于杀灭水中微生物。