張 星

（山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030006）

0 引言

山西省地處華北地區(qū)黃土高原東部，太行山以西，黃河以東，屬于非水網(wǎng)地區(qū)，境內(nèi)分布有黃河和海河兩大水系，目前全省通航總里程為1 388 km，其中黃河通航里程970 km，其余為汾河、沁河等區(qū)域性水域，具有通航條件的水庫及封閉水域65處[1]。2016年，山西水路旅客運(yùn)輸大幅增長，完成客運(yùn)量142.22萬人，客運(yùn)周轉(zhuǎn)量1 041.08萬人·km，分別增長30.1%和9.9%；水路貨運(yùn)保持平穩(wěn)，完成貨物運(yùn)輸量15.5萬t，貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量823.41萬t·km。目前全省水路客運(yùn)業(yè)務(wù)主要是黃河沿線居民出行、水上旅游業(yè)，貨運(yùn)業(yè)務(wù)主要是三門峽、小浪底庫區(qū)的煤、砂等散裝貨物運(yùn)輸。近年來，國家水污染防治行動(dòng)計(jì)劃發(fā)布實(shí)施后，水路交通水污染狀況越來越受到關(guān)注，此外，隨著山西省水路交通客貨運(yùn)業(yè)的發(fā)展，水污染物排放量逐年增多，本文根據(jù)目前內(nèi)河船舶水污染防治措施研究現(xiàn)狀，對(duì)山西省內(nèi)河船舶水污染物的管理措施和污染物治理措施進(jìn)行了探討。

1 內(nèi)河船舶水污染物防治措施研究現(xiàn)狀

內(nèi)河船舶運(yùn)行造成的水污染物主要為船舶含油污水、船舶生活污水、船舶固體垃圾和船舶洗艙廢水。船舶固體垃圾本身對(duì)內(nèi)河水環(huán)境不會(huì)造成污染，但是固體廢物若不能有效收集，傾倒進(jìn)入水環(huán)境后，長時(shí)間浸泡會(huì)發(fā)生分解并產(chǎn)生有害物質(zhì)對(duì)水環(huán)境造成影響，最終影響水生生物的生存[2]。

1.1 船舶含油污水

船舶含油污水主要為艙底的油污水，主要來自船舶機(jī)艙內(nèi)冷卻系統(tǒng)的冷卻水泄漏，燃、滑油系統(tǒng)的燃油和潤滑油的泄漏，蒸汽供熱系統(tǒng)的凝水泄漏以及軸泵縫隙處的泄漏等。船舶油污水中的油類物質(zhì)覆蓋水面將造成水生生物的窒息，其化學(xué)毒性能夠?qū)λ镌斐啥竞?，并破壞水生生物的棲息環(huán)境。

目前船舶含油污水處理技術(shù)主要分為船用油污水處理技術(shù)和在岸油污水處理技術(shù)。船用油污水處理技術(shù)主要是在船舶上安裝油水分離器或油污水收集儲(chǔ)存裝置；在岸油污水處理技術(shù)主要有絮凝法、吸附法、生化法和MBR法等處理技術(shù)。

船舶油水分離器采用物理分離法分離油類物質(zhì)和廢水，多為一級(jí)分離和二級(jí)分離的組合裝置，結(jié)構(gòu)簡單、管理保養(yǎng)方便、工作可靠。一級(jí)分離通常采用重力分離方式，而二級(jí)分離一般采用聚結(jié)、過濾、吸附等分離方式，油污水經(jīng)過兩級(jí)處理后可基本除去油份，不會(huì)造成水體的污染，船上廣泛應(yīng)用的油水分離器有XYF型油水分離器和CYZ型油水分離裝置[3]。絮凝法處理含油污水主要是在油污水中加入絮凝劑，通過絮凝作用將油類物質(zhì)去除的過程，絮凝法可去除乳化油、溶解油等通過重力作用難以去除的油分[4]。吸附法處理含油污水是指利用活性炭、活化半焦、粉煤灰陶粒等多孔物質(zhì)通過吸附作用去除油類物質(zhì)的過程，吸附法適用于處理濃度較低的含油污水，吸附量與吸附劑的孔隙結(jié)構(gòu)及改性情況有關(guān)。生化法處理含油污水是指通過馴化船舶艙底水中存在的可降解石油的微生物，構(gòu)建高效去除石油的菌群，通過現(xiàn)有的生化污水處理系統(tǒng)接入高效處理石油類物質(zhì)的菌種，有效去除含油污水中的油類物質(zhì)[5-6]。MBR法處理技術(shù)是將膜分離技術(shù)和生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合，利用高效膜分離代替?zhèn)鹘y(tǒng)的生物處理中的二沉池，MBR法具有出水水質(zhì)好、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)[7]。

1.2 船舶生活污水

船舶生活污水主要是船舶上人的生理活動(dòng)所產(chǎn)生的污水，包括廁所排放的廢水和洗漱廢水。船舶生活污水含有大量的有機(jī)物，并攜帶致病微生物和寄生蟲，未經(jīng)處理排放將造成水體中溶解氧含量降低，致病微生物危害人類健康和安全。

船舶生活污水處理技術(shù)亦分為船用處理技術(shù)和在岸處理技術(shù)，由于船舶生活污水與城市生活污水組成類似，在岸處理技術(shù)可采用現(xiàn)有的生活污水處理技術(shù)即可滿足排放水質(zhì)要求。船用生活污水處理技術(shù)主要分為生化法、MBR法、高級(jí)氧化法等方法。

生化法處理船舶生活污水是最早采用的生活污水處理方法，參考在岸生活污水處理工藝，生活污水處理后與紫外消毒等組成協(xié)同處理工藝，能夠有效解決生活污水含有致病菌的問題[8]。生化法的缺點(diǎn)是需連續(xù)使用，否則微生物死亡失去處理能力[9]。MBR法是一種高效處理生活污水的技術(shù)，具有設(shè)備占地面積小、活性污泥濃度高、剩余污泥產(chǎn)率低和自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)，通過改進(jìn)MBR處理工藝可使其具有脫氮除磷的功能，處理后可達(dá)標(biāo)排放[10]。高級(jí)氧化法是通過產(chǎn)生足量的羥基自由基來實(shí)現(xiàn)污水的凈化過程，主要有芬頓法、臭氧氧化等，該技術(shù)氧化能力強(qiáng)，適應(yīng)范圍廣，處理效率高，能夠快速、高效處理船舶生活污水[11]。

1.3 船舶固體垃圾

船舶固體垃圾主要是船舶運(yùn)行過程中船員及旅客產(chǎn)生的生活垃圾和船舶維修保養(yǎng)及貨物運(yùn)輸廢棄物，包括食品廢物、餐廚垃圾、紙屑、塑料廢品、稻草席、硬紙板、塑料襯料等。船舶固體垃圾傾倒進(jìn)入水環(huán)境后，漂浮的垃圾造成景觀破壞，沉入水中的垃圾逐步分解，產(chǎn)生有害物質(zhì)影響水生生物的生存，破壞水生生態(tài)環(huán)境。

餐廚垃圾一般采用生化法處理，利用微生物分解消化有機(jī)物，能夠有效防止餐廚垃圾急速腐敗造成的污染，處理裝置結(jié)構(gòu)簡單，處理效果好，成本低。塑料制品、硬紙板等固體垃圾可生化性較弱，在海洋船舶上一般采用焚燒爐進(jìn)行處理，但是根據(jù)《中華人民共和國防治船舶污染內(nèi)河水域環(huán)境管理規(guī)定》第十三條，“禁止船舶在內(nèi)河水域使用焚燒爐。”因此，此類垃圾一般在船舶上設(shè)置垃圾桶收集，靠岸后交由岸上環(huán)衛(wèi)部門處理[12]。

1.4 船舶洗艙廢水

船舶洗艙廢水主要是貨船、油船的貨艙當(dāng)裝載的貨物品種發(fā)生變化時(shí)，為了達(dá)到貨物運(yùn)輸規(guī)定的清潔程度或出于保養(yǎng)的需要，使用水和清潔劑對(duì)船艙內(nèi)壁進(jìn)行清洗。清洗方式分為封閉和循環(huán)兩種，封閉清洗污水產(chǎn)生量小而濃度高，循環(huán)清洗污水產(chǎn)生量大而濃度低，洗艙廢水含有油類、化學(xué)品、有毒物質(zhì)或表面活性劑等。由于洗艙廢水含有有毒化學(xué)品物質(zhì)，不經(jīng)處理排放將毒害水生生物，造成區(qū)域水環(huán)境的嚴(yán)重污染。

船舶洗艙廢水處理技術(shù)主要有生化法、高級(jí)氧化法和吸附法等，由于洗艙作業(yè)均在港口、碼頭進(jìn)行，因此全部為在岸污水處理技術(shù)。

生化法處理船舶洗艙廢水雖然用到了微生物的降解作用，但是由于洗艙廢水的成分復(fù)雜，一般需要使用臭氧等氧化劑對(duì)污水進(jìn)行化學(xué)氧化的預(yù)處理[13-14]。生化處理階段一般使用SBR[15]、曝氣生物濾池[13]等效率較高的生化處理方式，才能有效降解洗艙廢水內(nèi)的有機(jī)化學(xué)品物質(zhì)。

2 山西省內(nèi)河船舶水污染物排放特征

山西省水路交通客運(yùn)主要為旅游業(yè)及部分渡運(yùn)業(yè)務(wù)，貨運(yùn)主要集中在三門峽、小浪底庫區(qū)，貨運(yùn)主要品種為礦石、煤炭、砂等。因此，主要水污染物為船舶油污水、船舶生活污水、船舶固體垃圾，無船舶洗艙廢水。

近年來，雖然山西省水路交通運(yùn)輸業(yè)取得了一定的發(fā)展，但是由于地處內(nèi)陸，水系分布稀少，等級(jí)航道里程短，從事水運(yùn)業(yè)務(wù)的船舶以中小型船舶為主，部分設(shè)施較為陳舊，由于受到船舶空間的限制，安裝油水分離器和生活污水處理裝置的船舶數(shù)量稀少，船員基本未受到過專業(yè)的環(huán)保知識(shí)培訓(xùn)，環(huán)保意識(shí)缺乏，地方海事部門由于缺少人員和經(jīng)費(fèi)，對(duì)水路交通安全關(guān)注更多，隨著山西省水污染防治行動(dòng)計(jì)劃的實(shí)施，水路交通環(huán)保近年來越來越受到關(guān)注。

3 山西省內(nèi)河船舶水污染物防治措施

根據(jù)調(diào)研資料，目前山西省大多數(shù)船舶設(shè)置了垃圾回收桶，運(yùn)輸企業(yè)制定了《船舶垃圾管理計(jì)劃》，建立了油類記錄簿和垃圾記錄簿，對(duì)船舶水污染物形成了初步的管理體系，省級(jí)港口污染物接收、轉(zhuǎn)運(yùn)及處置設(shè)計(jì)建設(shè)方案已經(jīng)制定，將按期實(shí)施。針對(duì)山西省內(nèi)河船舶運(yùn)輸特點(diǎn)，從管理措施和污染物治理措施兩方面提出水污染物防治措施。

3.1 管理措施

山西省的水路交通管理機(jī)構(gòu)為山西省地方海事局，成立初期的主要職責(zé)為管理水路交通運(yùn)輸安全，治理船舶超載[16]，預(yù)防水路交通事故的發(fā)生。近年來，水路交通環(huán)保管理工作逐步開展。

由于船舶流動(dòng)性較大，船舶排污具有隱蔽性，因此，船舶環(huán)保監(jiān)管較為困難。從管理方面提出以下措施。

3.1.1 加強(qiáng)水路交通環(huán)保監(jiān)管

加大巡航力度，改善通航秩序，運(yùn)用海事航運(yùn)視頻監(jiān)控等信息化手段，對(duì)山西省轄區(qū)內(nèi)的船舶實(shí)施動(dòng)態(tài)、全方位的監(jiān)管，實(shí)施《山西省船舶污染物接收、轉(zhuǎn)運(yùn)、處置監(jiān)管聯(lián)單制度》，實(shí)現(xiàn)船舶污染物的流轉(zhuǎn)有跡可循，全過程管理。

3.1.2 完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

實(shí)施《山西省港口船舶污染物接收、轉(zhuǎn)運(yùn)及處置設(shè)施建設(shè)方案》，分階段對(duì)山西省各碼頭、渡口設(shè)置船舶油污水、生活污水、固體垃圾的接收及處置設(shè)施，按照靠港船舶數(shù)量及污染物種類，合理選擇接收及處置方式，實(shí)現(xiàn)船舶污染物的全面接收。

3.1.3 強(qiáng)化船員環(huán)保意識(shí)

對(duì)船員定期進(jìn)行船舶環(huán)保專題培訓(xùn)，增強(qiáng)船員的環(huán)保意識(shí)，自覺對(duì)船舶污染物進(jìn)行收集和處理，杜絕船舶污染物排放進(jìn)入水域。

3.2 污染物治理設(shè)施

3.2.1 船舶油污水

由于山西省內(nèi)河船舶以中小型船舶為主，船艙空間較小，不具備安裝油水分離器的條件，因此，主要采用岸上接收的方式進(jìn)行船舶油污水的收集。由于目前山西省內(nèi)河碼頭的規(guī)模較小，靠港船舶較少，產(chǎn)生的船舶油污水量較小，采用生化處理方式處理效果不穩(wěn)定，因此岸上船舶油污水接收處理設(shè)施建議采用絮凝法、吸附法等物理和物化處理方法。建議采用的油污水處理工藝見圖1所示。

圖1 船舶油污水處理工藝

根據(jù)圖1所示船舶油污水處理工藝，污水首先經(jīng)隔油處理，大部分浮油被分離，后續(xù)吸附、過濾步驟可將污水中的乳化油、溶解油去除，經(jīng)該工藝處理后污水與船舶生活污水混合處理，產(chǎn)生的污泥根據(jù)固廢屬性妥善處理。

3.2.2 船舶生活污水

船舶生活污水與城市生活污水的性質(zhì)類似，因此，可采用現(xiàn)有的生活污水處理工藝進(jìn)行處理。對(duì)于靠近城市的碼頭、渡口，在滿足城市生活污水處理廠接管標(biāo)準(zhǔn)的情況下，應(yīng)優(yōu)先接入城市生活污水處理廠處理。若周圍無可依托的城市生活污水處理設(shè)施，則應(yīng)采用小型生化污水處理設(shè)施處理。建議采用的船舶生活污水處理工藝見圖2。

圖2 船舶生活污水處理工藝

根據(jù)圖2所示的船舶生活污水處理工藝，污水經(jīng)生化處理單元處理后排入人工濕地，通過人工濕地的過濾分解作用進(jìn)一步處理污水，使得船舶生活污水達(dá)標(biāo)排放。

3.2.3 船舶固體垃圾

由于內(nèi)河水域禁止船舶使用焚燒爐，因此，船舶固體垃圾應(yīng)在船舶上設(shè)置垃圾桶收集，船舶靠港后，將固體垃圾交由碼頭、渡口，集中收集后運(yùn)送至環(huán)衛(wèi)部門指定地點(diǎn)處置。

4 結(jié)論

a）山西省水路交通主要水污染物為船舶油污水、生活污水和固體垃圾，無船舶洗艙廢水產(chǎn)生。由于內(nèi)河船舶運(yùn)輸以中小型船舶為主，船艙空間有限，因此船舶水污染物主要在岸上設(shè)置處理收集裝置。

b）管理措施方面，加強(qiáng)船舶污染物排放監(jiān)管，加大巡航力度，在碼頭、渡口建設(shè)相應(yīng)的污染物治理設(shè)施，確保污染物接收途徑暢通，定期開展船員環(huán)保知識(shí)專題講座，增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)。

c）污染物治理措施方面，船舶油污水產(chǎn)生量小，生化處理設(shè)施難以達(dá)到穩(wěn)定的處理效果，因此采用物理或物化處理技術(shù)進(jìn)行處理；船舶生活污水與城市生活污水組成成分類似，因此可采用通常的生活污水處理工藝進(jìn)行處理；隨著山西省水路交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，未來貨運(yùn)的貨物品種增加危險(xiǎn)化學(xué)品時(shí)，碼頭、渡口應(yīng)及時(shí)增加化學(xué)品洗艙廢水的污水處理設(shè)施。