1、毕业论文文献综述轮机工程船舶压载水处理技术研究一、研究背景及意义当今世界，全球压载水的不合理排放对海洋环境的污染愈加恶化。根据文献2记载，从1973年起，IMO就开始制定国际防止船舶造成污染公约，直至今日，公约越来越严格。IMO已经把压载水造成的污染视为造成海洋污染的四大威胁之一。2004年2月召开的“舶压载水管理会议”上已经接受“船舶压载水及沉积物控制和管理国际公约”INTERNATIONALCONVENTIONFORTHECONTROLANDMANAGEMENTOFSHIPSBALLASTWATERANDSEDIMENTS。因为船东及航运公司的反对，未能满足公约生效的条件而导致生效时问一再
2、推迟。2008年在香港召开的会议，IMO重新明确了公约的生效时问，虽然目前取消订单，推迟交船的现象时有出现，导致需求有所降低，但压载水处理课题不可避免摆在了眼前。由压载水的排放而带进的外来生物是对海洋环境污染的主要成因之一。外来生物的与日俱增，使得世界面临着经济与环境保护的双重压力，以及环保意识的不断增强，压载水的排放污染已引起国际社会的广泛关注。随之，世界各国对压载水的合理排放的法规变得愈来愈严格，例如，在45届环保会上，压载水工作组按照压载水管理的双层机制要求对船舶压载水和沉淀物控制和管理国际公约草案文本进行了修改，对压载水的完善管理和控制进行了有针对性的讨论。2004年，国际海事组织船舶
3、压载水管理国际大会近日在英国伦敦召开，大会审议通过了船舶压载水管理方面的国际公约，旨在对船舶携带的压载水进行有效的管理和控制，防止船舶压载水中可能携带的外来物种影响和破坏本地海洋生态环境，其核心内容是要求各国对所管辖的船舶采取有效控制措施，以控制和管理船舶的压载水操作，并对违反公约的情况予以制裁和处罚。因此，更加有效的分析压载水处理技术的有效性，减少外来生物入侵的风险，都有待于我们去提高。二、国内压载水处理技术研究现状全世界约有80的货运通过海运来完成，由此造成每年约有100亿吨的压载水在全球转移，每天约有3000至4000余种水生物通过压载水在世界范围内迁移。预计到2013年，随着海运货量的
4、翻倍，船舶运载的压载水量理论上也将是目前的两倍。因此，如何解决由压载水带来的外来物种入侵问题，防止压载水造成有害水生物的传播，保护生态环境和公众健康，是当前全球航运亟待解决的问题。目前IMO和有关国际组织及机构，正在致力于压载水处理方法和设施的研究，以求制定出一个压载水处理方式和统一标准。预计这样一个符合标准的、全球推广的系统，将拥有20亿美元的潜在市场。当前，有关压载水的处理方法，不下几十余种，主要分三大类1、机械处理法利用离心、过滤等方法去除有害生物，一般机械法和其他方法配合使用。11过滤根据宋永欣7文献，分自清洁过滤、微过滤和粒子过滤3种。压载水过滤从环境上讲比较合理，而且，滤除尺寸匕过
5、滤元件尺寸大的微粒的效率在9598。此外，部分较小的颗粒也被滤除，使用这种方法的另一个好处是在压载水吸入过程中过滤，因此，反向冲洗滤器清洁的水可立即返回港口，而压载水又从港口吸入而不经任何处理。过滤处理经美国国家研究委员会的海洋分委员会认定，认为其是比较有前景的方法之一12置换压载水法根据李福海1文献，更换压载水的方法有两种，一种是先将压载舱里的沿海港口压载水排空，然后注入深海海水。考虑到更换压载水的过程会使船舶的装载状况发生很大变化，因此必须事先计算船舶在每个更换步骤的稳性、吃水差、强度等情况，使之保持在安全范围内。在恶劣的天气条件下，为了保证船舶强度和稳性，保证船舶安全航行，这种方法不适用
6、。另一种方法是直接向已经满舱的压载舱泵人深海海水，使原来的沿海压载水从甲板的透气孔溢出。此法不改变船舶的稳性强度和吃水差，因此可在相对较恶劣的天气条件下进行。是公认的目前最有效、最实用的压载水处理法。2物理处理法利用紫外线直接杀毒，利用脱离法去除舱室和海水的氧气使微生物死亡。21加热处理根据文献5,将海水加热到3845大多数藻类和原生动物都不能存活。利用电解海水产生的氯。可杀灭全部海生物和细菌。天然海水中的某些藻类能忍受510MGL有效氯处理，原生动物对氯化物处理的耐受性很差，5MGL有效氯处理即可灭除。经20MGL以上有效氯处理后，便不再有藻类生长繁殖。有效氯为5MGL处理海水能杀灭其中99
7、85的异常细菌，100的弧菌和885的大肠菌群，有效氯为20MGL处理海水能杀灭海水中几乎所有的细菌。22紫外线照射法根据文献13记载，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；但紫外线处理在很大程度上依赖微生物的大小和形态。紫外线辐射会导致微生物组成的部分如核酸（DNA和RNA）发生光化学反应。党坤文献15记载，在240260NM处，尤其在2537NM处对压载水中的生物和病原体有杀灭的作用。该方法应用的主要问题是，因为沿岸水中因含有大量的悬浮物质会阻挡紫外线对生物和病原体的照射，含有的另一种“黄色物质”即溶解性有机物，对紫外线中1254NM的波长有强烈的吸收作用，这两者都会影响处
8、理效果。另外，如果含铁量高的话，会沉积在石英灯管上，也影响处理效果。23脱氧处理法根据刘璃文献3记载，当水中的溶解氧浓度较低时O2RAGL，好氧生物呼吸作用难以维持而导致死亡。在常压下通过一个蒸发器持续将氮气注入压载水，达到氧去除的目的，有效的减轻对船体的腐蚀，此技术花费少，效率高。但是，脱氧处理技术对水内生物如鱼类，无脊椎动物幼虫、好氧菌是致命的，但对厌氧菌，孢子等却无能为力。3化学处理法31氯化法根据宋永欣文献7记载，因为氯是一种强氧化剂，它通过对细胞壁的破坏，或对细胞内细胞膜的输送通道期破坏作用，达到杀灭微生物的目的。氯可通过船上的加氯器，在压载水的吸入过程中通过喷射加入。为保证杀灭的效
9、果，必须计算氯的使用量，超量使用在排放含氯压载水时将对海洋环境产生负面影响。刘瑀文献3记载，次氯酸钠在水里浓度为MGL级时几乎完全水解成次氯酸，不仅可作用于细胞壁、病毒外壳，还可渗透入菌病毒体内与菌病毒体蛋白、核酸、和酶等发生氧化反应，从而杀死病原微生物。32羟基自由基法文献9记载，采用羟基自由基快速致死的绿色技术路线，实现了在船上排放压载水时的输送过程中快速致死海洋有害生物和病原体，杀灭时间不多于6秒，杀灭效率达100；处理成本仅为3分钱吨水。极大地改善了船舶压载水的水质，可有效保护近岸海域生物多样性，为我国开创了具有自主知识产权的压载水治理技术和装备。33臭氧法根据李福海文献1记载，由于臭
10、氧是一种强氧化剂，在环境中产生的氧原子（O），能迅速杀死压在水中的微生物和病原体，而且不存在二次污染，这些说明臭氧法较于氯化法更完善。但是由于臭氧处于高处的不稳定状态，只能通过臭氧发生设备现场制备，费用较高，投加量不易调节，需要具有较高的技术水平进行管理和维护，且臭氧会加快压载舱的腐蚀，因此臭氧法并不适于船上压载水处理。34电解法根据文献16记载，如果直接电解原生海水以40PPM的初始余氯处理，可杀灭18种藻种的4种，藻类的总杀灭率可达72，细菌的杀灭率为9999，并可立即杀死海水中的纤毛虫EUCILIATA。用电解法处理卤虫密度为26个ML的海水，以40PPM的初始余氯氯处理，接触48小时后
11、杀灭率超过95。平均活体个数为2个ML的海水用电解处理，以80PPM初始余氯氯开始接触24小时后杀灭率可达95，以150PPM初始余氯氯开始接触12小时后杀灭率可达9999。直接电解处理含单种藻新月菱形藻叉边金藻塔胞藻的海水，用5PPM的初始余氯处理足以将海水中浓度为10ML的藻类杀灭。压载水处理技术研究的前景和最新发展IMO于2004年通过了国际船舶压载水和沉积物管理和控制公约后，各国都出于商业利益的考虑，将逐渐着手于开发实用性较强的压载水处理设备，有些技术已经进入到实船测试阶段。因此，公约的尺度会因为增加了技术的可选择性，且随着技术逐渐的成熟和规范化而变得比较严格，另一些技术产品也将被淘汰
12、。随着对排放管理的范围的逐步增加，市场将进一步扩大。将形成几个标准性的企业满足全球压载水处理市场的需求。这些企业也会通过设置技术门槛和专利布局，来限制其他企业的介入。压载水处理系统作为一种新的船舶配套技术产品，有两个主要的市场需求在航船舶的改造和新船舶的配套。根据公约的时间表，在航船舶的压载水处理设备需求集中在20092014年期间，其市场容量取决于在航远洋船舶的总体规模。而2009年之后新建船舶的市场需求取决于当年新建船舶的规模。未来一个时期，世界远洋航运业正在并将继续经历30年不遇的市场高峰期，在航运力和交船量的增长势头强劲，为压载水处理设备提供了一个良好的市场需求背景。三、研究内容21压
13、载水排放污染的特点22压载水处理的方法及优缺点221机械处理法222物理法223化学法224其他方法23压载水处理的现状和未来发展四、参考文献1李福海船舶压载水的处理与进展J青岛远洋船员学院学报，2008年第4期2李春峰，施健，郑志敏压载水管理系统的探讨J沪东中华技术情报，2010，（1）2022,153刘瑀，韩敏，宋成文，靳亚远洋船舶压载水处理措施的研究进展J环境科学技术，2009,32（6）1391434李迪阳，姜氏倩，王俊英船舶压载水中有害的管理与控制J海岸工程，2001,20（3）47535胡国芳船舶压载水对生态影响及处理技术J中国水运，200896余运茂，关先锋船舶压载水处理的探讨J
14、中国水运（理论版）200637宋永欣，党坤，宋家慧，殷佩海船舶压载水处理方法J世界海运，20024（2）8陈爱玲船舶压载水处理方法J青岛远洋船员学院学报，2003年第1期9采用羟基自由基快速致死海洋有害生物的压载水处理J航海技术，2010,410郑忠，徐鑫船舶压载水处理规则在船舶设计中的分析J江苏船舶，2009411李艇船舶压载水处理系统J船舶，200812（6）12李成玉船舶压载水处理系统的最新成果J青岛远洋船员学院学报，2007第4期13饶建荣船舶压载水排放处理技术初探J广东造船，2008,10,2514刘富斌关于船舶压载水系统防污染的探讨J船舶，2006,815党坤，殷佩海，孙培廷国内外
15、船舶压载水处理技术现状J航海技术，2004第2期16陈汝军，郭苹，梁超雄海船压载水处理设备研发的重要性分析J船海工程，2007,117李世信面对IMO环保会的任务海事界应采取的对策J航海技术，2003，第3期18谷建龙，张芝涛，胡吉敏，张江华气液射入压载水排放管中混合过程的数值模拟J应用基础与工程科学学报，2009,1019赵桥生，张铮铮无压载水船舶的研究进展J舰船科学技术，2009,720许寒冰，马勇压载水的处理现状J船舶设计通讯，2009,121孙雪景，张硕慧压载水处理技术J海事研究，2006第10期22王民，刘福生压载水管理公约的动向和对策J航海技术，2004第1期23张硕慧，陈轩，公维
16、民，王倩，王琦，张宏磊异噻唑啉的灭藻效应及其生物毒性试验J海洋环境科学，2004,1124ZHIJIANTANG,MICHAELABUTKUS,YUEFENGF,XIECRUMBRUBBERFILTRATIONAPOTENTIALTECHNOLOGYFORBALLASTWATERTREATMENTJMARINEENVIRONMENTALRESEARCH2006,6141042325DAVIDMPERKOVICMBALLASTWATERVAMPLINGASACRITICALCOMPONENTOFBIOLOGICALINVASIONRISKMANAGEMENTJMARINEPOLLUTIONBULLETIN2004，493L3318
