船舶壓載水過濾處理是壓載水管理系統(tǒng)中的核心預處理步驟,其應用至關重要,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。
以下是其具體應用和關鍵點:
1. 作為預處理的核心環(huán)節(jié):
主要目的: 保護后續(xù)處理單元(通常是物理或化學消毒單元,如紫外線輻照、電解、化學藥劑注入等)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。
消耗化學藥劑: 增加化學藥劑(如次氯酸鈉)的消耗量,因為部分藥劑會被有機物消耗掉。
堵塞管道和設備: 導致系統(tǒng)壓降升高,能耗增加,甚至停機維護。
2. 應用的過濾技術:
自動反沖洗濾器: 這是目前應用最廣泛、最主流的技術。
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。當濾網(wǎng)兩側壓差達到設定值(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?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》相關指南中推薦的預處理精度范圍,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(如10-25微米)或更粗(如100微米)的濾網(wǎng),取決于系統(tǒng)整體設計和目標生物去除要求。
篩網(wǎng)過濾器: 結構相對簡單,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: 細菌、病毒等微生物遠小于過濾孔徑(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)。
關鍵點: 過濾不能單獨滿足《壓載水管理公約》D-2排放標準(該標準要求對小于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)量有嚴格限制)。它必須作為預處理步驟與后續(xù)的消毒/滅活技術(如UV、電解、化學藥劑)結合使用,共同確保壓載水的安全排放。
4. 實際應用中的挑戰(zhàn)與考量:
水質(zhì)適應性: 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)負擔。系統(tǒng)設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型式認可和USCG類型批準的BWMS的標準配置和必備預處理環(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。
與不同主處理技術配合: 無論是UV系統(tǒng)、電解(化學)系統(tǒng)還是其他技術,都需要有效的預過濾作為保障。
總結:
船舶壓載水過濾處理(主要是自動反沖洗濾器)的應用,是壓載水管理中不可或缺的預處理環(huán)節(jié)。其主要價值在于保護后續(xù)關鍵消毒/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準,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、適應性強、維護便利的過濾系統(tǒng)是成功實施壓載水管理的關鍵。
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