船舶壓載水過濾處理應(yīng)用

2025-08-05 09:20:26

船舶壓載水過濾處理是壓載水管理系統(tǒng)中的核心預(yù)處理步驟，其應(yīng)用至關(guān)重要，主要用于去除壓載水中的較大固體顆粒、沉積物、浮游生物（特別是卵、胞囊、幼蟲和較大成體）以及其它懸浮物。

以下是其具體應(yīng)用和關(guān)鍵點：

1. 作為預(yù)處理的核心環(huán)節(jié)：

主要目的：保護后續(xù)處理單元（通常是物理或化學(xué)消毒單元，如紫外線輻照、電解、化學(xué)藥劑注入等）免受大顆粒物質(zhì)的堵塞、磨損或干擾。

必要性：未經(jīng)預(yù)過濾，懸浮物會：

遮蔽紫外線：降低紫外線輻照系統(tǒng)的殺菌滅活效率（渾濁度越高，UV穿透力越差）。

覆蓋電極：影響電解系統(tǒng)的效率和壽命。

消耗化學(xué)藥劑：增加化學(xué)藥劑（如次氯酸鈉）的消耗量，因為部分藥劑會被有機物消耗掉。

堵塞管道和設(shè)備：導(dǎo)致系統(tǒng)壓降升高，能耗增加，甚至停機維護。

2. 應(yīng)用的過濾技術(shù)：

自動反沖洗濾器：這是目前應(yīng)用最廣泛、最主流的技術(shù)。

工作原理：利用濾網(wǎng)（通常為金屬篩網(wǎng)或楔形絲網(wǎng)）攔截顆粒物。當(dāng)濾網(wǎng)兩側(cè)壓差達(dá)到設(shè)定值（或按時間間隔），系統(tǒng)自動啟動反沖洗程序。利用部分過濾后的清潔水或海水反向沖洗濾網(wǎng)，將截留的雜質(zhì)排入污水艙或舷外（通常排回取水海域，需符合當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)）。反沖洗過程短暫，通常不需要停止壓載水處理流程。

優(yōu)勢：自動化程度高，操作維護相對簡單，可連續(xù)運行，處理能力大。

過濾精度：通常在 40 微米到 50 微米之間。這是國際海事組織《壓載水管理公約》相關(guān)指南中推薦的預(yù)處理精度范圍，能有效去除大部分可見的浮游生物和較大顆粒。也有部分系統(tǒng)采用更精細(xì)（如10-25微米）或更粗（如100微米）的濾網(wǎng)，取決于系統(tǒng)整體設(shè)計和目標(biāo)生物去除要求。

篩網(wǎng)過濾器：結(jié)構(gòu)相對簡單，但需要手動清潔或更換篩網(wǎng)。在自動化要求高的現(xiàn)代船舶上應(yīng)用較少，主要用于小型系統(tǒng)或特定場合。

3. 過濾精度的作用與局限：

有效去除：能高效去除尺寸大于其孔徑的浮游動植物、無脊椎動物（如幼蟲、幼體）、魚卵、較大藻類、顆粒物和沉積物。

局限性：

無法去除微生物：細(xì)菌、病毒等微生物遠(yuǎn)小于過濾孔徑（通常在幾微米以下），過濾無法有效去除它們。

無法去除溶解性物質(zhì)。

難以100%攔截：部分接近孔徑尺寸的生物體或柔性生物體可能穿透濾網(wǎng)。

關(guān)鍵點：過濾不能單獨滿足《壓載水管理公約》D-2排放標(biāo)準(zhǔn)（該標(biāo)準(zhǔn)要求對小于50微米且大于10微米的可生存生物、10-50微米的可生存生物以及特定指示微生物的數(shù)量有嚴(yán)格限制）。它必須作為預(yù)處理步驟與后續(xù)的消毒/滅活技術(shù)（如UV、電解、化學(xué)藥劑）結(jié)合使用，共同確保壓載水的安全排放。

4. 實際應(yīng)用中的挑戰(zhàn)與考量：

水質(zhì)適應(yīng)性：在渾濁度高（如河口、近岸水域）、藻華爆發(fā)或含沙量大的海域取水時，濾器極易堵塞，反沖洗頻率會顯著增加，可能影響壓載速率或增加系統(tǒng)負(fù)擔(dān)。系統(tǒng)設(shè)計需考慮足夠的反沖洗能力和排污能力。

生物附著：濾網(wǎng)表面可能發(fā)生生物附著（生物淤積），影響過濾效率和反沖洗效果。選擇耐腐蝕和防附著材料很重要。

反沖洗水的處理/排放：反沖洗水含有高濃度的被截留生物和雜質(zhì)。根據(jù)IMO指南和公約要求，反沖洗水通常應(yīng)排回取水海域（即壓載水吸入時所在的海域），以避免將生物轉(zhuǎn)移到新環(huán)境。排放的時間和地點需符合規(guī)定。

維護要求：需要定期檢查濾網(wǎng)狀況、清潔或更換濾芯（對于非自清潔類型）、檢查反沖洗系統(tǒng)功能等。

系統(tǒng)集成：濾器需要與壓載泵、控制系統(tǒng)、后續(xù)處理單元緊密集成，確保整個BWMS的協(xié)調(diào)運行。

5. 應(yīng)用場景：

幾乎所有現(xiàn)代壓載水管理系統(tǒng)：過濾（特別是自動反沖洗濾器）已成為絕大多數(shù)獲得IMO型式認(rèn)可和USCG類型批準(zhǔn)的BWMS的標(biāo)準(zhǔn)配置和必備預(yù)處理環(huán)節(jié)。

新造船安裝：作為BWMS的一部分安裝。

現(xiàn)有船改裝：在加裝BWMS時安裝。

與不同主處理技術(shù)配合：無論是UV系統(tǒng)、電解（化學(xué)）系統(tǒng)還是其他技術(shù)，都需要有效的預(yù)過濾作為保障。

總結(jié)：

船舶壓載水過濾處理（主要是自動反沖洗濾器）的應(yīng)用，是壓載水管理中不可或缺的預(yù)處理環(huán)節(jié)。其主要價值在于保護后續(xù)關(guān)鍵消毒/滅活單元，通過去除較大顆粒物和生物體（>40-50微米），顯著提高整個BWMS的效能、可靠性和運行效率。雖然它不能單獨滿足最終的排放標(biāo)準(zhǔn)，但作為整個處理鏈條的第一道防線，其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到最終處理效果和系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行。選擇可靠、適應(yīng)性強、維護便利的過濾系統(tǒng)是成功實施壓載水管理的關(guān)鍵。

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