船上污水處理系統是指對船舶產生的污水，包括船舶生活污水（黑水）、灰水以及船舶油污水，進行處理的裝置系統。
基本介紹
- 中文名：船上污水處理系統
- 外文名：Marine sewage treatment system
- 定義：對船舶產生的污水進行處理的系統
- 污水類型：船舶生活污水、船舶油污水等
- 污水處理裝置：WCB型、CSWA型、WSH型等
- 作用：保護船舶，防治污染
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船上污水類型
船舶產生的污水主要為包括船舶生活污水（黑水）、灰水以及船舶油污水。按照公約附則VI 的定義，船舶生活污水要是指：任何型式的廁所和小便池的排出物和其他廢棄物；醫務室（藥房，病房等）的洗手池、洗澡盆和這些處所排水孔的排出物；裝有活著的動物處所的排出物；混有上述定義的排出物的其它廢水，船舶生活污水也常稱為“黑水”；而灰水是指除黑水以外的船上產生的其他污水，主要是來自廚房、洗衣房以及盥洗室等處的廢水和廢物；船舶油污水主要包括船舶正常操作過程中產生的含油壓載水、含油洗艙水和機艙水。
目前公約要求處理的船舶生活污水主要是“黑水”。雖然對盥洗、廚房及洗衣所等排放的“灰水”沒有給出處理要求，但當和“黑水”混合排放時必須進行處理。另外，一些國家和地區為保護當地水域環境質量，獨自製定了更加嚴格的船舶生活污水排放標準，比如IMO 要求的BOD5，SS 和大腸桿菌的排放指標分別為50mg/l，50mg/l 和250 個/100ml，而美國阿拉斯加海域法規要求的排放指標分別為20mg/l，25mg/L 和100 個/100ml[2，4]。並且有些地區要求黑水和灰水都要處理；甚至禁止排放任何形式的船舶生活污水在一些特殊和敏感水體，比如自然保護區、水源地和珍稀魚類棲息地等。
1、船舶生活污水
船舶生活污水來自於船上人員(船員和旅客)的日常生活排水，所排水按照水質的不同可分為黑水和灰水2種類型。黑水是指污染物含量較高的沖廁排水，即糞便污水；灰水是指污染較輕的洗浴、廚房、洗衣等廢水。由於船舶衛生系統排泄周期比較短，排放的污水比城市排水系統更為新鮮(分解較少)，因此污染負荷較高。而且由於人員集中,使得排水水質水量變化很大，這就對其廢水處理工藝提出了較高的要求。
2、船舶含油廢水
含油廢水對海洋的污染是最早引起世界各國普遍重視的污染物。含油廢水(特別是可浮油)排入水體後可在水體表面形成一層極薄的油膜，據資料介紹,向水面排放1t油品，即可形成5×106m2的油膜污染。這種油膜直接阻礙大氣中的氧向水體中的轉移，使水體缺氧，水生動物因缺氧而死亡。船舶所排放的油污水，主要有艙底油污水、燃油艙或油船產生的壓艙油污水以及機械清洗時產生的洗艙油污水，俗稱“三水”。這類油污水除含有石油和石油產品外，還含有固體懸浮物等，是含污染物的淡水和海水的混合物。典型的污染物包括燃料、油類、液壓機流體、清潔劑和含水膜、發泡劑(AFFF) 、黑水/灰水系統的泄漏污水等，也可能包括腐蝕物，如油漆和溶劑等。油品中還有一定的毒性，對幼魚和魚卵發育影響很大。雖然各類含油污水來源不同，但從以上分析可知，各類污水也有以下相同之處：
1) 船舶油污水的水質和水量變化較大；
2) 船舶油污水中只有油和一部分懸浮固體超過規定的排放標準，其他污染物則較少,基本不超標；
3) 船舶油污水中的油大部分以上浮油和分散油的形態存在，也有相當量的乳化油和固體附著油存在，溶解油的量則較少。
3、船舶壓載水
船舶壓載水是船舶離岸時攜帶用於船舶穩定平衡的壓載物，質量約占船舶載重量的30% ～60% ，並且隨著船舶尺寸的增大和運輸航次的增加，壓載水異地交換量也將日益增加。據相關數據顯示,全球船舶每年攜帶的壓載水約有1.2 ×1011 t，每天存在於船舶壓載水中隨船週遊世界的生物多達7 000種，許多細菌、植物和動物經過數月的航程仍存活於壓載水及其沉積物中，船舶到岸時為空出噸位，這些生物隨著壓載水被排放到港口國水域。由船舶排放壓載水引發的外來生物入侵已成為海洋中有害生物傳播的主要途徑，破壞了海洋生態並給人類造成巨大的經濟損失，已被世界環保基金會認為海洋所面臨的四大威脅之一。
污水處理系統
船舶生活污水的處理
1、處理方法
船舶生活污水不同於城市污水，特別受到運動效應的影響，其產生和排放有其獨自的特點．現有國內生活污水處理技術主要包括：(1)以WCH、WCX型裝置為代表的污水貯存、粉碎消毒等物化法工藝技術；(2)以WCB、WCV型裝置為代表的污水生物好氧氧化一重力沉澱工藝技術．該裝置具有消除污染物徹底、對環境不造成二次污染的優點，但存在兩個根本問題仍未很好解決：一是傳統的生化法由於採用重力沉澱，一旦船舶處於搖擺、傾斜狀態，就使得固液分離效果不佳，影響處理排放水水質；二是由於微生物的濃度低，使得污水耐有機負荷和水力負荷的衝擊能力差。上述問題造成了現有的生化法污水裝置體積大、易發生污泥膨脹和沉澱櫃沉澱污泥反硝化現象，操作管理複雜。國外進行船舶生活污水處理工藝及技術的研究始於20世紀60年代末期，目前開展此項研究的仍是最早加入附則IV的一些國家，如歐美及日本等國．目前較流行的處理裝置採用的工藝主要有生物法、物化法、電化學法等．這些方法優點是工藝簡單，裝置體積較小，缺點是沒有進行生化反應，對有機物去除不夠徹底，而且需要大量消毒劑。
2、國內主要船舶生活污水處理裝置
l）綠洲-哈姆沃西ST型船用生活污水處理裝置
ST 型船用生活污水處理裝置是生物化學處理方式(活性污泥法)的污水淨化裝置。該裝置採用延時曝氣(完全氧化)法，利用好氣性細菌處理生活污水，它是採用生物化學處理方式的污水淨化裝置。
2)WCB型生活污水處理裝置
該系列生活污水處理裝置由中船總公司704所設計生產的，採用生化法處理生活污水，利用活性污泥與生物膜中的微生物在有氧環境下聯合作用來消除污水中的有機污染物，該系列由10~300人的不同規格所組成。
3)CSWA型生活污水處理裝置
該系列裝置由交通部上海科學研究所設計生產的。採用生物接觸氧化法與化學消毒法相結合來處理船舶生活污水以及陸用場所的生活污水。
4）WC-120型生活污水處理裝置
該裝置是一種再循環式的污水處理系統。
5） WSH型生活污水處理裝置
該裝置是丹麥阿特拉斯(ATLAS)公司生產的物理化學方式的污水處理裝置。該裝置完全實現自動操作，可用於無人機艙。
6）ORCAI-I型生活污水處理裝置
該型生活污水處理裝置是採用物理一化學方式處理生活污水的，由美國 IROvAC 公司生產的。
船舶含油污水的處理
污水中不同形態的油有著不同的理化性質，在很大程度上決定了相應處理方法的選擇．通常，油類在水中主要以5種形態存在：上浮油、分散油、乳化油、溶解油、固體附著油．含油污水的處理方法大致有以下幾種 。油水分離法、凝聚沉澱法、加壓氣浮法、過濾法、吸附法、微生物處理法等。下面簡單介紹幾種含油污水處理方法。
1、艙底污水的處理方法
（1）艙底污水的油水分離方法
油水分離的方法較多，有物理、化學及電浮分離法等．就目前船用油水分離器而言，主要採用物理分離的方法.儘管現在國內航運企業對所屬船舶的機艙油水分離器都不同程度地進行了更新換代，諸如安裝德國、日本等國的進口產品和先進的報警及排放監控自動化系統，但仍存在著較嚴重的超標排放現象，在PSC(Port State Contro1)檢查中被罰款甚至被滯留，給企業造成損失和不良影響．機艙艙底污水處理系統經過改建，比如增設污油水收集櫃、增設污油水粗分離櫃後，降低了進入油水分離器的污水中的含油量，從而大大減輕了油水分離器的負荷，提高了油水分離器的效率和可靠性，延長了油水分離器中紙質濾芯或捕油器的壽命，減少了油水分離器的維修工作。
（2）艙底污水微生物降解基礎研究
用微生物降解艙底污水方法對艙底污水進行基礎性研究，實驗過程如下：取得艙底污水樣品，鑑定其中微生物的菌屬，篩選其中的優勢菌，研究其生長條件並進行培養，研究優勢菌在不同條件下的除油能力，統籌一種較為理想的條件對艙底污水樣品進行實踐性試驗．得出如下結論：①從污水中篩選得到分屬2個不同的細菌菌屬的菌株5株，它們均可不同程度地降解艙底污水．混合菌降解效果比單菌更為有效，其降解最佳條件為：pH 8．0，溫度27℃，時間72h；②適宜濃度的強氧化劑H2O2能夠顯著地提高降解率．但由於H2O2是強氧化劑，過量的加入會影響微生物的生長並最終導致微生物對石油的降解效果；③在不添加H2O2的情況下，加入油酸鈉使微生物的除油效果提高幅度不大．在油酸鈉和H2O2的濃度分別達到400mg·L 和5 600 mg·L 時微生物的活性最大，使降解率達到最高；④同濃度H2O2條件下添加十二胺的降解效果不如油酸鈉，在各自最適宜天數時，其最佳降解率相差大約1 5%，陰離子表面活性劑的效果明顯優於陽離子表面活性劑的效果．研究得到的這些關於降解菌對艙底污水降解性能的信息，為建立起一套切實可行的艙底污水微生物處理技術提供了理論依據，也為船舶艙底污水治理提供了基礎理論技術支持。研究表明，海洋環境中廣泛分布著石油降解微生物，但單純靠土著微生物的自然降解，淨化速率太慢，油污染的危害仍然存在．通過工程措施，加入人工培養馴化或經基因工程改造的高效降解菌株，並適當地改變環境因素，如加入親油性的N、P營養鹽，從而加速低濃度油污染的清除．目前，國內外已研製出不會引起富營養化和赤潮的營養鹽，並已選育出在無石油條件下能自然死亡的石油烴類氧化細菌，不會造成生態的失衡而危及海洋環境。
2、壓載水的處理
IMO歷來對船舶壓載水問題高度重視，並一直致力於制定全球壓載水管理方面的公約．於2004年通過了《國際船舶壓載水和沉積物控制與管理公約》．我國作為世界航運大國、IMOA類理事國，也在全力推進這項工作．目前國際上正在研究的船舶壓載水處理方法很多，主要有機械處理法、物理處理法、化學處理法。
污水的排放規範
為了防止船舶生活污水污染，《MARP0L73/78公約》的附則Ⅳ一‘‘防止船舶生活污水污染規則”第11條對生活污水的排放做出了明確的規定：
船舶在距最近陸地3 n mile以外，使用主管機關所認可的設備，排放業經粉碎和消毒的生活污水，或在距最近陸地12 n mile以外排放未經粉碎和消毒的生活污水。但不論哪種情況，不得將集污艙中儲存的生活污水即刻排光，而應於船舶以不低於4的航速航行時，以適當的速率排放，排放速率應經主管機關認可。而在距離最近陸地3 rl mile以內時，則要求使用經主管機關批准的生活污水處理裝置．並且排出的廢液在其周圍水中不產生可見的漂浮固體且不能使水變色。
