船舶生活污水处理装置工艺

　　一、船舶生活污水污染防治现状

　　近年来，随着国际商贸的快速发展，船舶运输由于载量大、运输成本低、耗能少等优点，在国际商贸运输中占有的比重逐年增大，据统计，约90%～95%的商品都依靠船舶运输。船舶作为流动污染源，它在航行过程中产生的生活污水对水域环境产生的污染情况不容忽视。根据《MARPOL73/78》附则Ⅳ、《内河船法定检验技术规则》和《船舶水污染物排放控制标准》(GB3552-20018)对生活污水的定义，船舶生活污水是指：任何形式的厕所和小便池的排出物;医务室的面盆、洗澡盆的排出物;装有活畜禽货的排出物以及上述排出物的其它废水。由此可知，生活污水中含有有机物和矿物质、大量细菌和寄生虫以及危害海洋生物和人类身体健康的病毒等有害物质。当未经处理或经处理后不达标的生活污水排入水环境时，生活污水中的大量有机物会消耗水中的溶解氧，随着溶解氧含量的降低，水中生态平衡遭到了破坏，会造成水生动物如鱼类等迁徙或死亡;生活污水中的粪便中含有大量的细菌，甚至是治病细菌，若未达标排放到水中，会至使水中生物感染，同时，污染的水源还会对人类身体健康产生危害。另外，由于船舶的流动性和水域的流动性特点，生活污水的污染物排放到水中，污染物不会静止不动，而是随着船舶和水域的流动不断的扩散，最终对水生生物和人类健康产生不可逆转的危害。因此，船舶污染问题受到了国内外的高度重视。

　　为防治船舶污染，国际海事组织(简称IMO)于1973年就制定了国际防治船舶造成污染公约，该公约在1978年通过修订，成为众所周知的《MARPOL73/78》公约，该公约附则Ⅳ-防止生活污水造成污染规则于2003年正式生效，作为《MARPOL73/78》缔约国，我国已于2007年2月2日开始生效公约附则Ⅳ，按照公约规定，国际航线400总吨以上船舶或小于400总吨，但经核定许可载运15人以上的新船需安装生活污水处理装置。我国也非常重视船舶防污染工作，《中华人民共和国水污染防治法》《防治船舶污染海洋环境管理条例》《中华人民共和国防治船舶污染内河水域环境管理规定》等都对生活污水的处理提出了要求。近期由交通运输部海事局发布的《内河船舶法定检验技术规则(2019)》更是提出了自2020年6月1起，新建内河船舶要配备生活污水处理或贮存装置，由此可以看出，国家对船舶生活污水处理装置的安装使用提出了更高的要求。

　　二、船舶生活污水处理工艺

　　国外对船舶生活污水处理装置的研究始于20世纪60年代末期，主要开展研究工作的国家是最早加入《MARPOL73/78》附则Ⅳ的一些国家，如美国、日本、法国等。从船舶生活污水处理技术发展历程来看，船舶生活污水处理工艺主要借鉴城市生活污水的处理工艺，并随着水处理技术的发展而不断改进。

　　目前，比较主流的船舶生活污水处理工艺有生物法、物化法和电化学法等。生物法处理工艺主要有活性污泥法及生物膜法，采用活性污泥法的代表性装置主要有德国制造有限公司生产的bio-compact系列以及英hamworthy公司的“超三叉机”系列船用生活污水处理装置，采用生物接触氧化工艺的代表性装置日本大晃机械工业株式会社生产的SBT系列装置。

　　国内对船舶生活污水处理装置的研究相对较晚，以上海船舶设备研究所为代表，该所先后研制了WCF系列物化法的处理装置，具有粉碎、消毒、贮存功能的WCH型系列贮存柜和WCB型生化法生活污水处理装置。其他还有引进国外设备并转化研发的相关装置，如从英国Harmworthy公司引进并吸收研发的南京绿洲机器厂的ST系列以及从日本大晃机械工业株式会社引进并吸收研发的重庆大晃康达环保公司的SBT系列。

　　虽然生活污水处理装置类型很多，原理也有所不同，但通过对内河船舶生活污水处理装置的使用情况进行调研，目前船舶生活污水处理工艺还是以生化法为主。生化法也是生物法，它与耗能大、价格高的电化学法相比，生物法因其经济性，在船舶生活污水中广泛应用。生物法也就是利用微生物分解氧化有机物的特点，并采取一定的人工方法，创造有利于微生物生长、繁殖的环境，通过诱导和驯化微生物，以达到通过微生物代谢而处理生活污水的目的。

　　三、船舶生活污水处理装置运行存在问题

　　目前，尽管大部分船舶都按照要求配备了生活污水处理装置，但从调研和研究来看，生活污水处理装置处理效果不理想，装置运行和管理主要存在以下问题：

　　3.1 船舶工作环境影响装置处理效能

　　船舶生活污水处理装置处理污水主要来自船上厕所用水污水，因此，生活污水的处理装置的安装位置不仅需安装于便于接收污水的位置，还应考虑安置条件。对于货船而言，机舱区域较小，生活污水处理装置的高度基本维持在1.5米左右，因此，其内部零件的选择与整体风格将在内部高度与空间上做一定的调整，可能会影响生活污水处理装置的最终处理效果，例如，处理装置的内部处理空间不充分，影响整体通风效果，影响微生物的分解效率。

　　其次，机舱温度也会对处理装置中的微生物活性造成影响，尤其在夏季，气温高且机舱通风差，机舱温度常高达50℃，若此时装置鼓风机出现故障，会使曝气室及装置整体温度升高，超出活性污泥的最适宜温度范围15～30℃，导致活性污泥当中微生物失去活性，造成设备处理效能降低的情况。

　　再次，船舶航行过程由于波浪的作用会对污水处理装置的处理效果产生一定的影响，船舶的晃动可能会对曝气系统产生影响，出现污水曝气不均匀的情况。

　　3.2 船公司及船员对生活污水防污染重视不足

　　船公司对船上生活污水处理装置的正常运转和维护并没有提供有效的人力物力支持，当装置运行出现问题时，船员未能及时发现和及时维护，造成装置处理未能正常运行。

　　3.3 船舶污染物排放情况监管难

　　《水污染防治法》明确了船舶污染水域监督管理的主管部门为海事管理机构。但在现场检查过程中，海事部门的执法工作人员并不能判断生活污水处理装置是否正常运转，处理水质是否达标，因为执法人员并不具备操作装置的专业技术能力，装备中的关键组件如膜组件、活性污泥是否符合要求，不具备判断能力，且判断水质达标需要对水质进行采样和分析，这需要耗费大量的人力物力。目前，我国对生活污水抽检无相关法律法规支撑，海事执法工作人员现场仅对文书和设备外观是否整洁、操作说明和注意告示牌是否完备等做检查，而生活污水是否达标排放在现场监督检查中难以发现。

　　四、船舶生活污水处理装置运营管理

　　4.1 加强船公司及船员环保意识

　　应让船公司和船员充分认识船舶生活污水防污染的重要性，船舶生活污水处理装置作为船舶防污染的重要设备，船上工作人员应充分掌握船舶生活污水处理装置的原理、使用及维护方法，保证其设备正常运转，另外，轮机长应定期检查装置的文书记录，对不符合项进行提议修改，以保证生活污水处理装置更好地运行。船公司应定期邀请设备厂家或相关的技术培训人员对装置使用进行培训，使船员熟悉装置的操作和故障的处置，防止装置操作失误而使得生活污水违规排放。

　　4.2 加强对船舶生活污水污染防治的监督检查

　　海事管理部门应加强船舶防污染应监管的现场执法人员的执法能力，在日常检查中，应熟练检查生活污水排放、投药和维护情况，装置是否处于正常的状态，对于投药的，需要检查药品是否在有效期内，还应检查生活污水处理装置管路情况，生活污水是否存在未处理的情况。同时，当怀疑生活污水未达标排放时，应安排专门的经费对水样进行采样，并送至专业机构检测，以进一步确定生活污水排放水质是否满足标准要求。

　　4.3 严格船舶设计建造改造把关

　　船舶建造或改造时应成分考虑生活污水系统的布局，应避免安装位置的不合理、不通风。

　　同时，对于已安装生活污水处理装置的船舶，建议还应设置污水贮存柜及岸上接收的接收管和泵，以应对下一步船舶生活污水岸上接收的趋势。同时，对有条件的船舶，设计时应考虑灰水的处理，虽然目前《防止船舶生活污水造成污染规则》和《船舶水污染物排放控制标准》(GB3552-2018)仅对生活污水的黑水排放作出了要求，但从国外船舶防污染管理和生活污水处理技术发展来看，船舶生活污水灰水处理受到了广泛的关注，灰水的处理也是未来船舶防污染的必然趋势。（来源：交通运输部环境保护中心）