幹貨分享：6種壓載水處理裝置原理一覽（含視頻）
寒風呼嘯了一晚上，早上起來，豔陽高照，說好的雪毫無蹤影，對我這種對雪情有獨鐘的人而言，一切沒有雪的寒冷都是耍流氓！寒風依舊肆虐，哥還是乘機補上前兩天的作業吧！
今天來介紹一下有代表性的6種壓載水處理設備的基本原理和特點，滿足D2标準的WBT，要處理的是下表所列這些細菌和微生物。
根據G8指南文件的要求，壓載水處理設備系指單獨地或聯合地使用機械、物理、化學或生物方法，清除、無害化處置或避免吸入或排放壓載水和沉積物中有害水生物和病原體的設備。
機械處理法包括過濾或分離，對于大于50微米的微生物包括較大的懸浮物，垃圾等，可以通過過濾裝置濾去，多數系統設有過濾器、空腔等物理處理設備；
物理處理法包括紫外線照射、氣穴現象、脫氧等；
化學處理法有抗微生物劑和藥劑，船上産生或額外注入等。
目前主流的方法就是上述幾個方法的單一或組合方式。如果WBT使用了活性物質，還必須根據G9進行基本認可和最終認可，使用活性物質，同時滿足G9要求的WBT在IMO BWM.2 Circ.34上列出，此清單每年都有更新。
1. 無錫藍天
這個廠家的産品是我實船檢驗最多的一個，他們的産品基本上是純機械+物理方法，通過水力旋流器粗過濾，接着超聲波預過濾，最後是紫外線消毒，不采用活性物質。即所謂的三合一的增強物理處理（EPT），殺毒省電兩不誤。下圖左上為壓載水進口，右下為處理後的壓載水出口。
此系統的處理流程如下：
這個系統最有特點就是水利旋流器，英文名稱為hydrocyclone prefilter，這麼長的單詞看起來似乎很高深的樣子，我給大家上圖看看，是不是豁然開朗了？這特麼就像個倒過來的分油機嘛！一定壓力的壓載水從進口沿着切線進入後做外旋轉運動，在離心力的作用下，密度大的垃圾和浮遊生物被抛向側壁，壓載水也按照螺旋線向下運動，但是越接近軸線中心壓力越小，形成真空效應，旋液分離器底部排放口很小，液體無法迅速從底流口排出，而旋頂部由于處于低壓區而使一部分液體向上移動，最後中心形成向上的旋轉運動，粗過濾的壓載水出口排出，大的顆粒物質沉底到底部，由排渣泵排出。
此系統的的有點是旋流器比較緊湊，維修方便，易于清理沉積物，也最節省能耗，但是旋流器容易腐蝕，另外前面文章也說了，紫外線消毒效果，容易受海水清潔度的影響。
2. 青島海德衛
鄙人檢驗過兩個船上海德威壓載水産品，此套壓載水名稱挺好，名曰：海洋衛士（OceanGuard ®），據說是目前國産最好的牌子，去年年底上海海事展的時候，展台有一般美女在表演樂器，很拉轟！之所以在這裡特别介紹，當然還因為這是吉米哥校友企業啦：）
海洋衛士系統組成如下：
系統流程如下：
海洋衛士使用的是超聲強化電催化協同技術，英文簡稱AEOP，即此系統的核心為海德威研發的核心是EUT單元，EUT單元是兩種技術的結合體，級超聲技術和電催化技術。電催化部分采用高性能的半導體電催化材料，電流效率高，産生大量的羟基（OH），記說幾納秒，biu，基本上殺死絕大部分生物。而超聲部分主要是對催化單元清洗的，相當于免維護功能。
系統流程大緻類同，先經過粗過濾，然後是核心EUT單元處理，其中的中和單元是可選項，在排放壓載水時可能用到。因為壓在艙内經過處理的壓載水總有一部分未完全降解的氧化物，通常這些氧化物24小時就可以講解，具體降解質量與壓載水狀況和存放時間也有關系，裝不裝取決于船東！
海洋衛士的優點是體積小，結構緊湊，安裝簡便，易維護，對各種生物均有極強的鍊式殺滅效果，比秒殺還快！我看到此公司的宣傳資料，據稱剩餘氧化物濃度很低，對船體結構無腐蝕！另外這個産品是國内比較早通過USCG的AMS認證的（什麼是AMS認證，以及USCG對壓載水的要求，鄙人改天再講），加上行業内的口碑在哪，所以成本可能較其他國産的要貴。畢竟品質在哪裡擺着，國外大船東比較認可，世界上最大的集裝箱滾裝船東意大利Grimaldi集團比較青睐這家，用過18條船，還有中國唯一在造的入級LR的醫院船也選的是這家。
3. EcoGuardian
這是一家韓國公司的産品，去年的海事展上，送給我一個帶LOGO的水杯，考慮到每次喝水的心裡總想到壓載水，所以吉米哥一直沒有使用。此公司漢譯叫韓羅，其産品為環境友好型，姑且稱此為環境衛士，以與海德威的海洋衛士區别。系統組成如下：
今天的文章介紹的産品，每一種都是有代表性的，EcoGuardian的核心就是上面的電氯化單元，通過電解海水産生次氯酸鈉，次氯酸鈉再添加到海水系統，進行滅火殺菌。這個産品沒有使用外來化學品，但是使用的是活性物質（次氯酸鈉），因此還必須按照G9指南認可。
學過高中化學的同學應該記得，次氯酸可以消毒和殺菌，消毒的根本是次氯酸根，因為電解海水，這種系統有幾個不利的後果，其一，次氯酸對本身對系統和管路有腐蝕，如果用量不夠，殺菌效果又不明顯，所以壓載打出的時候必須進過中和單元（NEU）處理。其二，電解海水時，海水中的鈣，鎂等附着在陰極，增加了電能的消耗；其三，電解水産生了氫氣，具有危險性，尤其是設備如果安裝在機艙，泵艙等處所，要考慮通風和防爆。壓載吸入和排出流程如下：
當然EcoGuardian優點是，技術成熟，不需要過多創新投入，成本不會很高。而且電氯化單元在壓載水系統開旁路處理，所以在船上布置比較靈活，特别适合在營運的船改裝以滿足D2的情形。安裝形式可以為撬裝（skid mounting），甚至機艙空間不足，可以用集裝箱式裝載甲闆上。下圖中紅線為旁通至電氯化單元的壓載管。
4. ClearBallast
之所以想到這個産品，是因為今天剛好看到小刀“關于磁性懸浮”的文章。清潔壓載系統ClearBallat為日立公司（Hitachi）的産品，這又是一種與其他不同的處理工藝。
這種技術似乎很神秘，後來度娘和谷哥告訴我，原來是一種陸地上傳統的水淨化技術。ClearBallast使用的神秘物質“磁粉”成分是什麼呢？日立産品宣傳冊并沒有介紹，然而鄙人幸運地在ABS的Ballast Water Treatment Advisory上找到了，原來為四氧化三鐵（磁鐵主要成分），PAS（聚合氧化鋁，通常也稱作淨水劑或混凝劑），PASA（度娘竟然沒有找到，還好維基百科幫了忙，聚天冬氨酸（百度百科縮寫為PASP是錯誤的），水處理劑，它的主要作用是阻垢和/或分散，兼有緩蝕作用）。
這下原理清楚了，日立就是利用這種現有工業成熟的技術，在壓載水在經過系統混合櫃時，添加磁性物質和凝結劑，經攪拌混合後進入凝結櫃，固體顆粒在磁性物質和凝結劑作用下形成絮狀懸浮物，最後在磁鐵分離器作用下，被去除。由于它不使用用于滅殺處理的化學劑，因此壓載水的水成分未被改變，排水時無須進行再處理和中和處理等。
這種工藝使用的添加劑和生活飲用水處理方法一樣，絕對環保，對壓載艙油漆沒有傷害，并且日立公司通過了生物毒性試驗。不進去除了浮遊生物，細菌，而且連泥沙都清理了，還能防止死亡的微生物在壓載艙聚集。另外在處理時去除了生物必需元素P，防止藻類繁殖形成赤潮。
通過以上兩種工藝，發現韓國人和日本人，很善于拓展傳統成熟工藝應用範圍，很值得我們學習。
5. Venturi Oxygen Stripping（VOS）
這又是一種文丘裡效應在船上的應用，美國N.E.I的産品，可能是他們将此原理最先用于壓載水處理，所以簡稱VOS。在該設備水處理部分的水生生物滅殺處理中，不使用來自船外的化學劑。在注入壓載水時，使用文丘裡管将惰性氣體吹入壓載水，通過降低水中的含氧濃度實施滅殺處理。在航行的同時，壓載水艙中也被注入惰性氣體，以防止水生生物等的增生。因此，由于壓載水的含氧濃度被保持在低位，生物無法生存。而在排水的同時，則借助文丘裡管注入大氣中的空氣。
這種處理技術比較神奇，大家可以看上面圖片中的文字内容，下面有動畫視頻演示。
此技術的核心是将壓載水惰化，讓微生物和細菌死亡。使用的也是成熟的技術，例如文丘裡效應，惰性氣體發生器。因為它使用的惰性氣體氧含量約為1%，遠小于消防安全規則對惰性氣體要求的8%，特别适合油船，化學品船，尤其是LNG船貨艙惰化，因而如果是這類液貨船，此惰性氣體發生器，可以滿足不同用途需要。不使用任何化學品，可以方便用在危險區域。效率很高，據說10秒左右，N.E.I專利的VOS系統就可以把95%的溶解氧去除。缺點嘛，就是吉米哥有點懷疑可靠性，哈哈。
6. PureBallast
這是本文介紹的最後一個代表性的壓載水處理設備，阿法拉伐公司的PureBallast，不使用來自船外的化學劑。
此系統最核心的原件就是圖中帶阿法拉伐logo的反應器。左側為進口，和所有産品相似，先經過粗過濾，将較大的水生生物與垃圾一起進行去除。然後就是核心反應器了，利用光射到二氧化钛上所産生的自由基對水生生物和菌類進行滅殺處理。自由基為未配對電子的原子和分子，而二氧化钛則是一種使用于白色顔料和食品添加劑、牙粉等的原料。二氧化钛光催化劑通過特定波長的光的照射，生成可安全和容易的分解，包括造成病态住宅征候群的醛類和二噁英（這個名字大家很熟悉吧，很多地方反對建垃圾場，就是擔心焚燒産生的這個毒物，看來以毒攻毒無處不在）、環境激素、臭味等各種有機化學物質的活性氧和羟基（OH）等。光催化劑功能還可通過太陽光和熒光燈的光線而形成。羟基所含有的氧化能力，被認為遠遠強于廣泛應用于消毒和殺菌領域的氯以及次亞氯酸、過氧化氫、臭氧等。在排放前，壓載水需再次通過壓載水處理設備。
聽說還有一種最新的冷等離子體壓載水處理技術，韓國發明的。我看了下介紹，原理和電解海水不同，但是結果是一樣的，也産生氫氣，也産生次氯酸鈉這裡就不介紹了。
累死哥了，總算交上作業了。壓載水處理裝置哪家強啊？哪家強？
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