一种紫外消毒压载水处理装置在蓝鲸船上的应用

一种紫外消毒压载水处理装置在蓝鲸船上的应用

王荣华

摘要：《国际船舶压载水和沉积物控制与管理公约》已经生效，压载水处理装置也越来越多的应用到船舶中。文章通过介绍蓝鲸船安装的压载水处理装置实际应用情况，来阐述这种紫外消毒压载水处理装置的工作原理及改进方向。

关键词：压载水处理；紫外消毒；蓝鲸船

海洋上航行的无数船舶在完成交通运输使命的同时，携带的压载水也传播了大量的有害水生生物和病原体。国际海事组织通过了《国际船舶压载水和沉积物控制与管理公约》以应对这种状况，阻止外来生物入侵，保护海洋环境。具体的做法就是要在船舶上安装压载水处理装置来有效的进行压载水管理。

1，压载水处理装置概述

压载水处理装置的作用是在船舶将携带的压载水排放到另一水域之前对压载水中的各种水生物和病原体进行灭活处理，使其在压载水中的存活率低于限定的标准，不会对接收港水域造成不利的影响。

当前压载水处理主要分为机械法、物理法、化学法三种方式。机械法一般包括三角钢丝过滤分离、水力旋流分离、加热法、微滤膜分离、沉降和气浮等手段，物理法有紫外线照射、超声波、化学脱氧、充氮脱氧等途径，化学法包括使用电解法、臭氧处理法、过氧乙酸或二氧化氯以及特殊化学品等方式。

2，蓝鲸船压载水处理装置介绍

蓝鲸船的压载水处理装置使用的是上海船研环保技术有限公司的BWMS压载水处理系统，是一种采用机械过滤和紫外线（UV）消毒技术相结合的处理系统。装置首先采用高压反冲式自清洗过滤器对压载水进行过滤预处理，降低压载水中的沉积物负荷，并去除大型生物体。然后再用中压紫外消毒系统对过滤后的海水进行杀菌消毒，杀灭浮游生物、病毒和其他微生物。过滤器和紫外杀菌装置串联连接到压载水管路系统中，使进入和排出的海水得到有效的处理。

自清洗过滤器采用滤网对海水中的沉积物和大型水生生物进行拦截，起到过滤作用。目的是拦截水中大于50微米的生物和沉积物，降低压载舱中的沉积物，改善紫外灯的透光度，从而最大程度地提高了UV装置的杀菌效率。该系统采用压差开关检测过滤器阻力，当过滤拦截物在滤网表面的累积而造成过滤阻力增加达到压差开关设定值时，由PLC控制自动完成滤网清洗。通过滤网内侧的清污吸嘴，对滤网过滤面的拦截物进行清洗。清污吸嘴由电机通过中心轴驱动，沿滤网表面作轴向与环向复合运动产生螺线扫描，在负压吸污的作用下，形成清洗面，完成滤网清洗。

自清洗过滤器安装在压载泵出水口，采用连续过滤方式，全自动反冲洗，反冲洗时不影响过滤过程。针对压载水处理，该系统采用粗滤网+精细滤网两级串联的过滤方式对原水进行过滤。海水由入水口进入过滤器，先经过粗滤网，对较大的颗粒性机械杂质进行初步拦截，避免后级清污吸嘴机械堵塞。再通过精细滤网对大于过滤精度的杂质和生物进行拦截，被过滤后的海水从出水口流出，使处理水得到过滤。

中压紫外消毒设备使用紫外光杀灭浮游生物、病毒和其他微生物，进行生物灭活。其原理是有效波谱范围在200至280nm之间范围的紫外线易被生物吸收，且具有强烈的杀菌作用。在生物吸收一定量的紫外光后，造成其DNA结构序列发生破坏，从而杀死存活的细胞并抑制其繁殖。由于紫外线消毒过程无需添加任何化学品，没有化学残留物，因此紫外消毒技术不会对环境产生不利影响。

紫外光由设置在紫外消毒装置反应腔体内的中压紫外灯产生。中压紫外灯密闭固定在石英套管内，经PLC控制，由电子镇流器供电运行。紫外线的辐照强度由UV强度检测探头自动检测并将检测信号传送至系统PLC。紫外消毒装置的腔体温度由固定在腔体上的温度传感器检测监视。

整个系统的压载、排载操作都是由PLC程序控制各阀门的动作自动运行。压载时，海水流经自清洗滤器，去除大颗粒物质和微生物，再进入紫外腔体进行杀菌。排载时，由于进入压载舱的海水在压载阶段已被过滤，因此在排放时，过滤器被旁路，海水只经过紫外设备消毒，对压载水进行再次杀菌。有效地杀灭排出海水中残留的水生生物和病原体，保证排出的水质符合D-2规定。

此外为达到良好的杀灭效果，延长使用寿命，还需要在系统上电后对紫外灯管进行一定时间的预热，运行一段时间后需要对UV灯管和石英套管进行清洗，中压紫外灯管在停机断电后进行一定时间的冷却，以及测量显示系统内各关键部位温度、压力值，输出报警、管路旁通、保护停机等，这些功能也都是通过PLC控制系统来完成的。

3，使用中出现的问题及改进方向

经过一段时间的使用我们也发现了一些系统中不合理的地方，在一次自清洗滤器损坏导致设备故障后检查发现，在压差控制的自动冲洗方式下，当压载水水质不够好导致清洗的速度不能够及时将滤器清洗干净时，滤网过滤阻力逐渐增大，然而系统并没有设置足够的保护功能来停止装置运行。最终巨大的阻力将直接把滤器压爆，甚至造成设备的损坏。

要解决该问题最好的方法是在滤网的前后两端分别设置压力传感器，测量两个位置的压力值，PLC控制系统根据传感器的数值来计算滤网的阻力，将阻力数值用于自动清洗的启动信号，还可以根据不同的阻力数值加入预警、报警以及停机保护等功能。参考文献：

[1]杨海军.浅析船舶压载水系统防污染措施.[J].中国水运,2010,1

[2]朱丽楠,王永军,任芝军等.船舶压载水及沉积物的处理技术.[J].中国水运,2010,4

[3]江彦桥.海洋船舶防污染技术.[M].上海交通大学出版社,2000

[4]上海船研环保技术有限公司网站