上海港洋山深水港區船舶壓載水應急處理方案

2023年12月9日發(作者：主題班會活動設計)

-

上海港洋山深水港區船舶壓載水應急處理方案

作者：陳挺 錢仕杰 張樂 藺揚洋 陳建武

來源：《集裝箱化》2020年第12期

隨著《國際船舶壓載水和沉積物控制與管理公約》（以下簡稱《國際船舶壓載水公約》）的生效實施，航運業對船舶壓載水處理技術和處理設備的研發不斷深入。作為世界級集裝箱港區，上海港洋山深水港區（以下簡稱“洋山港區”）的船舶壓載水排放量巨大。本文結合《國際船舶壓載水公約》和我國對船舶壓載水應急處理的相關規定，針對洋山港區船舶壓載水排放現狀，基于船舶壓載水主要處理方法和工藝，提出洋山港區船舶壓載水應急處理方案，以期為集裝箱碼頭船舶壓載水應急處理提供參考。

1 《國際船舶壓載水公約》和我國對船舶壓載水應急處理的相關規定

船舶壓載水是為了確保船舶安全平穩航行而裝入船舶壓載艙中的淡水或海水。當船舶加裝壓載水時，當地海域的水生物會隨壓載水裝入壓載艙中，航程結束后再隨壓載水排放到目的港海域。船舶壓載水攜帶的有害水生物和病原體會威脅目的港海域的生態安全，影響生物多樣性和漁業資源可持續發展，危害人類健康和社會安定，已被認定為全球海洋生態環境面臨的四大威脅之一。為了消除船舶壓載水對全球海洋生態環境造成的威脅，國際海事組織于2004年制定《國際船舶壓載水公約》。該公約于2017年9月正式生效。截至2020年9月，已有83個國家和地區加入《國際船舶壓載水公約》，簽約國家和地區的商船噸位占世界商船總噸位的比例達到90.98%。《國際船舶壓載水公約》包含22項條款和1個技術性附則，其核心管理要求是通過壓載水置換達到D-1排放標準，或通過壓載水處理達到D-2排放標準。為了滿足D-2排放標準，船舶需要安裝壓載水管理系統，即在加載壓載水時或在壓載艙內或在排放壓載水前對壓載水實施物理、化學或生物處理，使排放的壓載水中存活的生物數量、指標微生物等符合規定要求。

為了應對《國際船舶壓載水公約》的生效實施，交通運輸部海事局于2019年1月11日印發《船舶壓載水和沉積物管理監督管理辦法（試行）》，其中：第七條規定，鼓勵港口經營人或從事港口服務的單位建設壓載水接收處理設施，以應對船舶壓載水管理系統故障或其他突發狀況導致的無法滿足《國際船舶壓載水公約》要求的情況;第十六條規定，船舶應當將未經處理或處理不達標的壓載水和沉積物交由具備接收處理能力的單位接收處理，接收單位應當在接收作業完畢后為船舶出具壓載水或沉積物接收單證，并由船長簽字確認;第十七條規定，從事壓載水或沉積物接收處理作業的單位應當配備符合相關技術標準的接收處理設施。此外，上海海事局出臺《船舶壓載水和沉積物管理監督管理指南》，允許檢測超出《國際船舶壓載水公約》標準的船舶使用港口壓載水接收處理設施處理壓載水。

2 洋山港區集裝箱碼頭基礎設施情況

洋山港區位于杭州灣口外的浙江省嵊泗崎嶇列島，由大洋山、小洋山等數十個島嶼組成，是我國首個在海島上建設的大型港區，也是距上海市中心區域最近的深水良港。[1]洋山港區于2002年6月26日開建，分四期工程建設：2005年12月10日完成一期工程建設，二期、三期和四期工程分別于2006年12月10日、2008年12月10日和2017年12月10日建成投用。目前，洋山港區全部四期工程共擁有集裝箱深水泊位23個，其中17個泊位可以停靠級（20萬t級）以上集裝箱船舶。[2]自投產以來，洋山港區集裝箱吞吐量逐年增長，目前已成為世界上規模最大、作業最繁忙的集裝箱港區。洋山港海事局的統計資料顯示：洋山港區現有77條國際航線，覆蓋全球主要經濟貿易區[3];平均每月接卸國際班輪350艘次，其中包括級（t級）以上超大型集裝箱船舶60艘次以及級（20萬t級）以上超大型集裝箱船舶50艘次。

根據上港集團發布的數據：2018年上海港完成貨物吞吐量5.61億t，完成集裝箱吞吐量4

200萬TEU，其中洋山港區完成集裝箱吞吐量1 842萬TEU。從洋山出入境邊防檢查站獲悉：2019年上海港集裝箱吞吐量為4 330.3萬TEU，其中，洋山港區集裝箱吞吐量為1 980.8萬TEU，比上年增長7.5%，占上海港集裝箱吞吐總量的比例為45.7%。在新冠肺炎疫情給全球物流業帶來重重挑戰的背景下，2020年第三季度，洋山港區集裝箱吞吐量始終保持在高位，月吞吐量穩定在170萬TEU以上。

3 洋山港區船舶壓載水排放現狀

隨著上海國際航運中心的基本建成，上海港已發展成為全球第一大集裝箱港，洋山港區的年集裝箱吞吐量屢創新高，這意味著船舶壓載水排放量也在增加。洋山港海事局的統計資料顯示：2017―2018年，洋山港區排放壓載水的船舶累計170余艘次，累計排放壓載水約596 900

m3;2018―2019年，洋山港區排放壓載水的船舶累計180余艘次，累計排放壓載水約641 700

m3。據洋山港海事局最新統計，2020年1―5月，洋山港區排放壓載水的船舶累計達49艘次，其中：國內航線船舶18艘次，國際航線船舶31艘次，累計排放壓載水168 146 m3;8艘次船舶壓載水來自公海，累計排放量為3。分月份來看：1月為10艘次，累計排放壓載水35 520

m3;2月為9艘次，累計排放壓載水36 042 m3;3月為12艘次，累計排放壓載水30 054 m3;4月為10艘次，累計排放壓載水39 350 m3;5月為8艘次，累計排放壓載水3。根據實船統計資料：國內航線集裝箱船舶壓載水平均排放量為800 m3/艘次，國際航線集裝箱船舶壓載水平均排放量為3 000～5 000 m3/艘次;單船壓載水最大排放量為11 080 m3;船泵壓載水排放能力為300～900 m3/h。

4 船舶壓載水主要處理方法和工藝

4.1 船舶壓載水主要處理方法

船舶壓載水處理方法按照原理不同分為機械處理方法、物理處理方法和化學處理方法等。[4]

（1）機械處理方法 船舶壓載水機械處理方法主要包括過濾法、旋流分離法和稀釋法等。過濾法常用于船舶壓載水初始處理階段，通過選擇合適網目的濾網，直接濾除壓載水中不能通過濾網的水生生物[5];旋流分離法通過旋轉部件的重力分離，將不同比重的顆粒和水生生物從海水中分離出來;稀釋法要求從壓載艙頂部注入清水，然后將稀釋后的壓載水從壓載艙底部排出。目前，考慮到適用性和處理效果，在船舶壓載水處理過程中常將過濾法與其他方法結合應用。

（2）物理處理方法 船舶壓載水物理處理方法包括加熱法、超聲波法、紫外線法和脫氧法等。加熱法利用蒸汽、船用發動機余熱等將壓載水加熱至38～45℃，從而對船舶壓載水中的生物實施滅活處理[6];超聲波法依托超聲波作用于壓載水時產生的熱量及壓力波偏向，實現對壓載水中多種生物的滅活處理，是一種使用歷史較長的壓載水處理方法[7];紫外線法是一種通過紫外線照射殺滅壓載水中水生生物的方法，通常波長240～260 nm的紫外線有較好的滅活效果，其中波長253.7 nm的紫外線能夠實現對壓載水中多數病原體和生物的滅活處理;脫氧法通過向封閉的壓載水艙中注入惰性氣體或耗氧物質（如Na2SO3、SO2、Na2S2O5等）造成缺氧環境，從而滅殺魚類、無脊椎動物幼蟲和好氧細菌等。

（3）化學處理方法 化學處理方法主要利用化學試劑（如消毒劑、化學殺菌劑等）、化學物質（如強氧化性物質）或化學反應滅殺壓載水中的水生生物，主要包括氯化法、電解法、臭氧法和磁化法等。氯化法通過向壓載水中加入氯氣、次氯酸和二氧化氯等含氯藥物滅殺壓載水中的微生物[8];電解法主要利用海水分解次氯酸鹽達到水處理的目的，該方法可滅殺壓載水中絕大多數的水生生物、細菌和病原體微生物;臭氧法主要利用臭氧的強氧化性滅活壓載水中的病毒、細菌和孢子，臭氧發生技術主要分為光化學法、電化學法和電暈放電法;磁化法通過永磁設備或通電線圈產生特定通量的磁場，從而改變水的酸堿度、鹽度等特性，進而抑制水中有害的海藻、貝類、魚類等生物生長，磁場還可通過改變生物自身組分滅殺有害生物。

4.2 船舶壓載水主要處理工藝

通過應用船舶壓載水中水生生物滅活處理方法或阻礙壓載水中水生生物繁殖力的方法，研發出相應的船舶壓載水處理工藝。目前常用的船舶壓載水處理工藝包括紫外線工藝、電解工藝和脫氧工藝等，其優缺點比較見表1。

5 洋山港區船舶壓載水應急處理方案

在建設洋山港區三期工程時，環評要求建立洋山港區運營期船舶壓載水管理體系，設置高效壓載水前處理裝置、生物滅活裝置和接收處理緩沖池。基于船舶壓載水主要處理方法的技術特點和效果，結合洋山港區“即時處理、即時排放、船舶不滯港”的船舶壓載水應急處理原則，洋山港區建設船舶壓載水岸基應急處置設施，并采用相對成熟的“過濾法+紫外線處理”的船舶壓載水處理方法和工藝。

按照國際海事組織《壓載水港口接收設施指南》的要求，洋山港區船舶壓載水港口接收處理設施以集裝箱為固定載體，以集卡為移動載體，配備多級高效過濾系統和生物快速滅活、沉積物處理等核心功能單元，在近海、錨地和碼頭為已安裝或未安裝壓載水管理系統的集裝箱船舶提供壓載水應急處理服務（壓載或卸載），使出水滿足D-2排放標準，以達到控制海洋水生生物傳播、生物入侵和生態污染等目的。固定載體采用40英尺標準集裝箱，方便集卡或拖車運輸;設置港口抓吊通用吊耳，適用于集裝箱吊機或專用集裝箱搬運車;集裝箱法蘭接口采用內凹式設計，以免集裝箱在運輸過程中因遭受碰撞而損壞;箱底設置專用的叉車移動槽口，方便臨時裝卸和移動就位。集裝箱內設置專用的電纜收放裝置，適用于長距離輸電;配置專用的航空插頭，便于系統從港口岸電箱快速取電。快速連接管件為卡扣式，不需要擰螺栓，材質為鋁合金，具有強度高、質量輕、方便搬運和拆卸等優點。洋山港區船舶和岸基集裝箱式壓載水應急處理設施工作示意如圖1所示。

6 結束語 雖然船舶壓載水應急處理可以給船舶和港口帶來諸多好處，但并不意味著所有港口都適合建設船舶壓載水接收設施，如果盲目投資建設，可能會造成資源浪費。鑒于此，相關部門應當聯合開展船舶壓載水港口接收設施可行性分析工作，綜合考慮投入費用、使用效率、環境影響等因素，最終確定船舶壓載水港口接收設施建設方案。

參考文獻：

[1] 賈遠琨. 洋山深水港四期自動化碼頭[J]. 百科探秘（海底世界），2019（z2）：12-15.

[2] 顧剛，張勵，劉明興，等. 見證洋山深水港項目誕生的難忘歲月[J]. 上海黨史與黨建，2018（8）：12-17.

[3] 黃少卿. 洋山港――名副其實的東方大港[J]. 港口經濟，2016（7）：53-55.

[4] 祝秋波. 船舶壓載水處理技術研究[J]. 航海，2015（3）：67- 69.

[5] 謝承利，翁平，李小軍，等. 船舶壓載水處理技術應用綜述[J]. 船海工程，2010，39（6）：86-90.

[6] 陳華. 國內外船舶壓載水處理技術現狀分析[J]. 價值工程，2020，39（11）：229-230.

[7] 尹海山. 船舶壓載水處理技術及處理系統的選型研究[J]. 中國高新技術企業，2016（27）：24-25.

[8] 徐飛，徐歡，沈翔. 船舶壓載水處理技術發展現狀及應用[J]. 船舶物資與市場，2020（6）：7-8.

（編輯：曹莉瓊 收稿日期：2020-12-02）

-