張堃

摘要：多年上船檢驗(yàn)為工作背景，以皖寶盛工777輪為研究對(duì)象，針對(duì)現(xiàn)有船舶生活污水的實(shí)際產(chǎn)生量、相應(yīng)排水管路布局與處理裝置在機(jī)艙安排位置及生活污水的污染負(fù)荷量與水力特性三方面入手，淺析我國(guó)內(nèi)河船舶生活污水處理裝置的特征與不足。

關(guān)鍵詞：水里特征；水質(zhì)特征；影響因素

中圖分類號(hào)：X55 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006--7973（2016）05-0062-02

環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越受政府的重視，也逐漸走人人們視野。隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)不斷飛速發(fā)展，船舶作為承擔(dān)航運(yùn)業(yè)的主體，在其帶動(dòng)物流交換產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價(jià)值的同時(shí)伴隨而來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題如對(duì)自然保護(hù)區(qū)、漁業(yè)保護(hù)區(qū)與水源區(qū)產(chǎn)生污染也顯露無(wú)疑。筆者作為一名驗(yàn)船師有多年上船實(shí)測(cè)經(jīng)驗(yàn)，以此經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)針對(duì)皖寶盛工777輪生活污水排放作深人研究，淺析生活污水處理裝置現(xiàn)狀，提出幾點(diǎn)不足與見(jiàn)解。

1.船舶生活污水特性研究

1.1污水排水量與水力特征

顯而易見(jiàn)生活污水量的多少與用來(lái)沖洗廁所的用水量具有直接關(guān)系，無(wú)論用水量的多與少都將以糞便污水的形式直接收集到生活污水儲(chǔ)存柜以便進(jìn)一步后續(xù)處理。因此沖洗系統(tǒng)在污水量的考量中占有主導(dǎo)地位，同樣，船舶在建造時(shí)所采用的衛(wèi)生單元設(shè)施其種類與數(shù)量以及最終的沖洗方式將決定船舶生活污水的最終排量。

船舶生活污水需要經(jīng)過(guò)收集、處理、排放三個(gè)步驟，按其處理裝置的不同與多種船舶結(jié)構(gòu)建造與最終形成的排水管系布置的區(qū)別，船舶產(chǎn)生的污水量及污水水質(zhì)都是不相同的。即是說(shuō)即使同一條船采用不同的設(shè)計(jì)與裝置選擇都將影響最終污水量的產(chǎn)生與水質(zhì)的差別。

參照美國(guó)、日本及國(guó)內(nèi)統(tǒng)計(jì)情況，生活污水的產(chǎn)量通常按照每人平均每天的產(chǎn)量計(jì)算，具體估算結(jié)果參照下表：

在實(shí)船檢驗(yàn)的過(guò)程中，以皖寶盛工777輪為實(shí)測(cè)對(duì)象。試驗(yàn)期間在船人數(shù)為18人，船上有廁所三間，蹲式大便器，采用延時(shí)自閉式?jīng)_洗閥（可延時(shí)2～6 s，沖水量為0.5～10 L]，分開排泄系統(tǒng)，即只有廁所排水進(jìn)入處理裝置.據(jù)統(tǒng)計(jì)，每天共產(chǎn)生的糞便污水量約為250 L，因此每人每天產(chǎn)生的糞便污水量約為14L。

通過(guò)船舶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，船上生活污水排放量特點(diǎn)與陸地污水排放特點(diǎn)有相似之處，即污水的產(chǎn)生與排放在全天時(shí)間段中有高峰期也有低谷期，排放速率是不穩(wěn)定的。排放高峰時(shí)段出現(xiàn)在每日早七點(diǎn)到八點(diǎn)時(shí)間。不同點(diǎn)在于，其排放速率與陸地相比其波動(dòng)性十分巨大。根據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，這段時(shí)間平均污水排放量高達(dá)50L/d，占每日總排放量250L/d的五分之一，由此退出其每小時(shí)變化系數(shù)高達(dá)4.8。進(jìn)一步與陸地生活污水排放相比較，因?yàn)樨洿ぷ魅藛T人數(shù)很少，也有在夜間時(shí)間或某一段時(shí)間內(nèi)無(wú)污水排放的現(xiàn)象發(fā)生。

1.2船舶生活污水水質(zhì)特征

對(duì)生活污水污染源的具體研究表明，污水中所富含的大量有機(jī)物（比如BOD5與SS）是對(duì)其當(dāng)前環(huán)境造成污染的主要兇手，而其含量的多少也被用來(lái)定義為污染負(fù)荷量的大小。參照材料《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，我國(guó)城市生活污水BOD5與SS的含量估算值分別為20-35g/（人*d）和35-50g/（人*d）。大量實(shí)船檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有內(nèi)河船舶的生活污水處理裝置的設(shè)計(jì)參數(shù)與指標(biāo)均統(tǒng)一按照上述有機(jī)物含量即按我國(guó)城市生活污水估算含量進(jìn)行設(shè)計(jì)與完善。

德國(guó)所采用的生活污水污染負(fù)荷量等參數(shù)見(jiàn)表2。通過(guò)一段時(shí)間在皖寶盛工7777輪的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，其船上生活污水有機(jī)物含量即污染負(fù)荷量可達(dá)到BOD5=23g/（人*d），SS=28g/（人*d），同時(shí)可以推算出其相應(yīng)污染濃度分別為1656mg/L和2016mg/L。該數(shù)據(jù)還需進(jìn)一步完善，將其擴(kuò)展到大范圍貨船統(tǒng)計(jì)與客船統(tǒng)計(jì)時(shí)會(huì)更有參考價(jià)值，但從初步結(jié)果來(lái)看其污水污染指數(shù)與陸地城市生活污水污染指數(shù)相差較大。因此，沒(méi)有系統(tǒng)針對(duì)船舶生活污水本身特質(zhì)，單純套用國(guó)內(nèi)城市生活污水相關(guān)指標(biāo)而設(shè)計(jì)建造出的處理裝置是時(shí)下存在一個(gè)非常普遍的問(wèn)題。該問(wèn)題有待相關(guān)人員重視與進(jìn)一步考察與改善。

2.船舶生活污水處理裝置概況

國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家已于20世紀(jì)開始著手研究船舶生活污水技術(shù)，主要以歐美發(fā)達(dá)國(guó)家美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)及日本為代表。從其發(fā)展技術(shù)來(lái)看通常是沿用現(xiàn)有陸地生活污水排放處理裝置技術(shù)，以此為基礎(chǔ)上針對(duì)船舶特有特點(diǎn)做出進(jìn)一步改良并隨著水處理技術(shù)的發(fā)展而不斷革新。目前比較流行的處理裝置所采用的工藝主要有生物法（活性污泥法、生物膜法和膜生物法），物化法（混凝沉淀及吸附過(guò)濾等），電化學(xué)法等。

國(guó)內(nèi)的研制相對(duì)較晚，起始于21世紀(jì)七零年代，以上海船舶設(shè)備研究所為代表，該所自1977年開始研制WCC型再循環(huán)式生活污水處理裝置以來(lái)，已先后開發(fā)了物理-化學(xué)法處理生活污水的WCF型系列裝置，具有粉碎、消毒、貯存功能的WCB型系列貯存柜，以及生化法處理生活污水的WCH-（T）型生活KWCV型污水處理裝置。

3.環(huán)境因素對(duì)船舶生活污水處理裝置影響分析

深人了解船舶狀況后發(fā)現(xiàn)，相比較于陸地城市污水處理系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，船舶處理裝置不單要考慮到污水量與水質(zhì)特點(diǎn)還要充分考慮到船舶獨(dú)有的工作環(huán)境因素。該環(huán)境因素也會(huì)對(duì)設(shè)備的處理效率造成一系列影響。以下將對(duì)環(huán)境因素做簡(jiǎn)要分析。

3.1船舶空間與位置布局

船舶上產(chǎn)生的生活污水或者說(shuō)設(shè)備需要處理的污染物主要是來(lái)自于生活區(qū)廁所所產(chǎn)生的糞便污水，顯而易見(jiàn)該生活污水處理裝置的安裝位置通常需安裝在機(jī)艙更便于有利于接受生活污水的地方。但同時(shí)還要考慮到船舶整體倉(cāng)容量的大小與其它核心設(shè)備的安放等要素。簡(jiǎn)單來(lái)看，該處理裝置的布局主要受到船舶各廁所位置的分布、整體排水系統(tǒng)的管路布置等因素的影響，其位置的選定就船舶而言相對(duì)固定。

不單單考慮到位置的安排，局限狹小的工作空間也會(huì)造成重大影響，通常來(lái)看在貨船生活區(qū)下的工作空間，機(jī)艙區(qū)域來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有船舶下層空間主要是高度的分配受到極大的制約。這樣，生活污水處理裝置的高度或者整體的設(shè)備外形設(shè)計(jì)受到一定影響，其整體高度基本維持在1.5m左右，那么其內(nèi)部部件的選擇與整體設(shè)計(jì)風(fēng)格將會(huì)在內(nèi)部高度與空間上做出一定妥協(xié)、最終會(huì)影響到整體效果。例如處理空間不充分將會(huì)影響到整體通風(fēng)效果，即生物需氧量得不到充分保障，影響微生物分解效率，同樣長(zhǎng)時(shí)間的循環(huán)使用也會(huì)造成循環(huán)效果不良，大量殘?jiān)奂?、堵塞。達(dá)不到理想分離效果的同時(shí)也增加了人為維護(hù)保養(yǎng)成本。

考慮到船舶的穩(wěn)性等因素，該特點(diǎn)在小型游艇上尤為突出。生活污水處理裝置的安放最好是設(shè)計(jì)在船舶機(jī)艙的最下部或者是靠近中間位置。如果位置設(shè)計(jì)不當(dāng)將會(huì)影響到船舶整體的橫傾與縱傾，同樣整個(gè)污水處理裝置也會(huì)受到污水自由液面隨船不定性晃動(dòng)的相關(guān)影響，因此設(shè)備本身的設(shè)計(jì)與位置的安放顯得尤為重要。

3.2船舶類型與航線對(duì)其影響

貨船與客船的營(yíng)運(yùn)本質(zhì)目的是不同的，貨船以運(yùn)輸貨物為主，在船人數(shù)一般為20人作用，而客船穿上人數(shù)大大增多，不單單是維持船舶安全營(yíng)運(yùn)的相關(guān)人員還有一系列服務(wù)人員與旅客。因此其產(chǎn)生的生活污水量與污染量均不可相提并論。因此不同船型的生活污水處理裝置應(yīng)針對(duì)船型加以區(qū)別，或者適當(dāng)添加額外如除渣器等設(shè)施，不能按照同一設(shè)備統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)選用處理裝置。

航線的不同也會(huì)對(duì)船舶污水最終排放標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生一定影響，例如生態(tài)保護(hù)區(qū)、水源地與漁業(yè)保護(hù)區(qū)的要求要尤為嚴(yán)格，MARPOL公約中也劃定了限制區(qū)域的嚴(yán)格排放標(biāo)準(zhǔn)。因此設(shè)備的選用也要充分考慮到不同航線不同的處理指標(biāo)。隨著科技的發(fā)展，零污染排放是一直追求的最終目標(biāo)。

3.3運(yùn)動(dòng)效應(yīng)的影響

船舶在航行中會(huì)產(chǎn)生不規(guī)則三維運(yùn)動(dòng)，海況惡劣時(shí)影響尤為嚴(yán)重，該動(dòng)力效應(yīng)會(huì)對(duì)設(shè)備的處理造成影響，使沉淀過(guò)程無(wú)法在靜止?fàn)顟B(tài)下順利完成，影響效果。同樣污水會(huì)隨船晃動(dòng)，自由液面對(duì)設(shè)備本身產(chǎn)生一定的撞擊與沖擊。液面本身的搖晃或者是大角度傾斜也會(huì)對(duì)曝氣系統(tǒng)及負(fù)責(zé)控制的自動(dòng)化系統(tǒng)產(chǎn)生一定影響例如警報(bào)勿響自動(dòng)產(chǎn)生誤操作等。

3.4艙室空氣溫度影響

機(jī)艙的特殊溫度會(huì)對(duì)微生物活性造成一定影響，機(jī)艙溫度在夏季時(shí)溫度會(huì)高達(dá)50度左右，如果設(shè)備如鼓風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障，或者鼓風(fēng)效率降低，會(huì)使得曝氣室及設(shè)備整體溫度上升，大大影響微生物活性，從而降低處理效率。

4.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)筆者的實(shí)船調(diào)研，認(rèn)為船舶生活污水與陸地生活污水具有以下額外特點(diǎn)：

（1）船舶本身所產(chǎn)生的生活污水與陸地城市所產(chǎn)生的污水相比較，其污水量的產(chǎn)生與排放有其自身特點(diǎn)，更受船舶本身環(huán)境條件的影響，不同船舶類型與整體排水管系布置與設(shè)備的安放，所產(chǎn)生的水質(zhì)污染與污水量是不同的。

（2）因?yàn)榇肮ぷ魅藛T數(shù)量少，其產(chǎn)生的污水量波動(dòng)性巨大，因此需要進(jìn)一步大范圍統(tǒng)計(jì)，根據(jù)平均結(jié)果需要對(duì)設(shè)備進(jìn)一步作出節(jié)流調(diào)整。

（3）船舶本身因工作條件環(huán)境復(fù)雜，其設(shè)備的安放更多考慮艙容、船型、動(dòng)態(tài)因素的影響。