干货分享：6种压载水处理装置原理一览（含视频）
寒风呼啸了一晚上，早上起来，艳阳高照，说好的雪毫无踪影，对我这种对雪情有独钟的人而言，一切没有雪的寒冷都是耍流氓！寒风依旧肆虐，哥还是乘机补上前两天的作业吧！
今天来介绍一下有代表性的6种压载水处理设备的基本原理和特点，满足D2标准的WBT，要处理的是下表所列这些细菌和微生物。
根据G8指南文件的要求，压载水处理设备系指单独地或联合地使用机械、物理、化学或生物方法，清除、无害化处置或避免吸入或排放压载水和沉积物中有害水生物和病原体的设备。
机械处理法包括过滤或分离，对于大于50微米的微生物包括较大的悬浮物，垃圾等，可以通过过滤装置滤去，多数系统设有过滤器、空腔等物理处理设备；
物理处理法包括紫外线照射、气穴现象、脱氧等；
化学处理法有抗微生物剂和药剂，船上产生或额外注入等。
目前主流的方法就是上述几个方法的单一或组合方式。如果WBT使用了活性物质，还必须根据G9进行基本认可和最终认可，使用活性物质，同时满足G9要求的WBT在IMO BWM.2 Circ.34上列出，此清单每年都有更新。
1. 无锡蓝天
这个厂家的产品是我实船检验最多的一个，他们的产品基本上是纯机械+物理方法，通过水力旋流器粗过滤，接着超声波预过滤，最后是紫外线消毒，不采用活性物质。即所谓的三合一的增强物理处理（EPT），杀毒省电两不误。下图左上为压载水进口，右下为处理后的压载水出口。
此系统的处理流程如下：
这个系统最有特点就是水利旋流器，英文名称为hydrocyclone prefilter，这么长的单词看起来似乎很高深的样子，我给大家上图看看，是不是豁然开朗了？这特么就像个倒过来的分油机嘛！一定压力的压载水从进口沿着切线进入后做外旋转运动，在离心力的作用下，密度大的垃圾和浮游生物被抛向侧壁，压载水也按照螺旋线向下运动，但是越接近轴线中心压力越小，形成真空效应，旋液分离器底部排放口很小，液体无法迅速从底流口排出，而旋顶部由于处于低压区而使一部分液体向上移动，最后中心形成向上的旋转运动，粗过滤的压载水出口排出，大的颗粒物质沉底到底部，由排渣泵排出。
此系统的的有点是旋流器比较紧凑，维修方便，易于清理沉积物，也最节省能耗，但是旋流器容易腐蚀，另外前面文章也说了，紫外线消毒效果，容易受海水清洁度的影响。
2. 青岛海德卫
鄙人检验过两个船上海德威压载水产品，此套压载水名称挺好，名曰：海洋卫士（OceanGuard ®），据说是目前国产最好的牌子，去年年底上海海事展的时候，展台有一般美女在表演乐器，很拉轰！之所以在这里特别介绍，当然还因为这是吉米哥校友企业啦：）
海洋卫士系统组成如下：
系统流程如下：
海洋卫士使用的是超声强化电催化协同技术，英文简称AEOP，即此系统的核心为海德威研发的核心是EUT单元，EUT单元是两种技术的结合体，级超声技术和电催化技术。电催化部分采用高性能的半导体电催化材料，电流效率高，产生大量的羟基（OH），记说几纳秒，biu，基本上杀死绝大部分生物。而超声部分主要是对催化单元清洗的，相当于免维护功能。
系统流程大致类同，先经过粗过滤，然后是核心EUT单元处理，其中的中和单元是可选项，在排放压载水时可能用到。因为压在舱内经过处理的压载水总有一部分未完全降解的氧化物，通常这些氧化物24小时就可以讲解，具体降解质量与压载水状况和存放时间也有关系，装不装取决于船东！
海洋卫士的优点是体积小，结构紧凑，安装简便，易维护，对各种生物均有极强的链式杀灭效果，比秒杀还快！我看到此公司的宣传资料，据称剩余氧化物浓度很低，对船体结构无腐蚀！另外这个产品是国内比较早通过USCG的AMS认证的（什么是AMS认证，以及USCG对压载水的要求，鄙人改天再讲），加上行业内的口碑在哪，所以成本可能较其他国产的要贵。毕竟品质在哪里摆着，国外大船东比较认可，世界上最大的集装箱滚装船东意大利Grimaldi集团比较青睐这家，用过18条船，还有中国唯一在造的入级LR的医院船也选的是这家。
3. EcoGuardian
这是一家韩国公司的产品，去年的海事展上，送给我一个带LOGO的水杯，考虑到每次喝水的心里总想到压载水，所以吉米哥一直没有使用。此公司汉译叫韩罗，其产品为环境友好型，姑且称此为环境卫士，以与海德威的海洋卫士区别。系统组成如下：
今天的文章介绍的产品，每一种都是有代表性的，EcoGuardian的核心就是上面的电氯化单元，通过电解海水产生次氯酸钠，次氯酸钠再添加到海水系统，进行灭火杀菌。这个产品没有使用外来化学品，但是使用的是活性物质（次氯酸钠），因此还必须按照G9指南认可。
学过高中化学的同学应该记得，次氯酸可以消毒和杀菌，消毒的根本是次氯酸根，因为电解海水，这种系统有几个不利的后果，其一，次氯酸对本身对系统和管路有腐蚀，如果用量不够，杀菌效果又不明显，所以压载打出的时候必须进过中和单元（NEU）处理。其二，电解海水时，海水中的钙，镁等附着在阴极，增加了电能的消耗；其三，电解水产生了氢气，具有危险性，尤其是设备如果安装在机舱，泵舱等处所，要考虑通风和防爆。压载吸入和排出流程如下：
当然EcoGuardian优点是，技术成熟，不需要过多创新投入，成本不会很高。而且电氯化单元在压载水系统开旁路处理，所以在船上布置比较灵活，特别适合在营运的船改装以满足D2的情形。安装形式可以为撬装（skid mounting），甚至机舱空间不足，可以用集装箱式装载甲板上。下图中红线为旁通至电氯化单元的压载管。
4. ClearBallast
之所以想到这个产品，是因为今天刚好看到小刀“关于磁性悬浮”的文章。清洁压载系统ClearBallat为日立公司（Hitachi）的产品，这又是一种与其他不同的处理工艺。
这种技术似乎很神秘，后来度娘和谷哥告诉我，原来是一种陆地上传统的水净化技术。ClearBallast使用的神秘物质“磁粉”成分是什么呢？日立产品宣传册并没有介绍，然而鄙人幸运地在ABS的Ballast Water Treatment Advisory上找到了，原来为四氧化三铁（磁铁主要成分），PAS（聚合氧化铝，通常也称作净水剂或混凝剂），PASA（度娘竟然没有找到，还好维基百科帮了忙，聚天冬氨酸（百度百科缩写为PASP是错误的），水处理剂，它的主要作用是阻垢和/或分散，兼有缓蚀作用）。
这下原理清楚了，日立就是利用这种现有工业成熟的技术，在压载水在经过系统混合柜时，添加磁性物质和凝结剂，经搅拌混合后进入凝结柜，固体颗粒在磁性物质和凝结剂作用下形成絮状悬浮物，最后在磁铁分离器作用下，被去除。由于它不使用用于灭杀处理的化学剂，因此压载水的水成分未被改变，排水时无须进行再处理和中和处理等。
这种工艺使用的添加剂和生活饮用水处理方法一样，绝对环保，对压载舱油漆没有伤害，并且日立公司通过了生物毒性试验。不进去除了浮游生物，细菌，而且连泥沙都清理了，还能防止死亡的微生物在压载舱聚集。另外在处理时去除了生物必需元素P，防止藻类繁殖形成赤潮。
通过以上两种工艺，发现韩国人和日本人，很善于拓展传统成熟工艺应用范围，很值得我们学习。
5. Venturi Oxygen Stripping（VOS）
这又是一种文丘里效应在船上的应用，美国N.E.I的产品，可能是他们将此原理最先用于压载水处理，所以简称VOS。在该设备水处理部分的水生生物灭杀处理中，不使用来自船外的化学剂。在注入压载水时，使用文丘里管将惰性气体吹入压载水，通过降低水中的含氧浓度实施灭杀处理。在航行的同时，压载水舱中也被注入惰性气体，以防止水生生物等的增生。因此，由于压载水的含氧浓度被保持在低位，生物无法生存。而在排水的同时，则借助文丘里管注入大气中的空气。
这种处理技术比较神奇，大家可以看上面图片中的文字内容，下面有动画视频演示。
此技术的核心是将压载水惰化，让微生物和细菌死亡。使用的也是成熟的技术，例如文丘里效应，惰性气体发生器。因为它使用的惰性气体氧含量约为1%，远小于消防安全规则对惰性气体要求的8%，特别适合油船，化学品船，尤其是LNG船货舱惰化，因而如果是这类液货船，此惰性气体发生器，可以满足不同用途需要。不使用任何化学品，可以方便用在危险区域。效率很高，据说10秒左右，N.E.I专利的VOS系统就可以把95%的溶解氧去除。缺点嘛，就是吉米哥有点怀疑可靠性，哈哈。
6. PureBallast
这是本文介绍的最后一个代表性的压载水处理设备，阿法拉伐公司的PureBallast，不使用来自船外的化学剂。
此系统最核心的原件就是图中带阿法拉伐logo的反应器。左侧为进口，和所有产品相似，先经过粗过滤，将较大的水生生物与垃圾一起进行去除。然后就是核心反应器了，利用光射到二氧化钛上所产生的自由基对水生生物和菌类进行灭杀处理。自由基为未配对电子的原子和分子，而二氧化钛则是一种使用于白色颜料和食品添加剂、牙粉等的原料。二氧化钛光催化剂通过特定波长的光的照射，生成可安全和容易的分解，包括造成病态住宅征候群的醛类和二噁英（这个名字大家很熟悉吧，很多地方反对建垃圾场，就是担心焚烧产生的这个毒物，看来以毒攻毒无处不在）、环境激素、臭味等各种有机化学物质的活性氧和羟基（OH）等。光催化剂功能还可通过太阳光和荧光灯的光线而形成。羟基所含有的氧化能力，被认为远远强于广泛应用于消毒和杀菌领域的氯以及次亚氯酸、过氧化氢、臭氧等。在排放前，压载水需再次通过压载水处理设备。
听说还有一种最新的冷等离子体压载水处理技术，韩国发明的。我看了下介绍，原理和电解海水不同，但是结果是一样的，也产生氢气，也产生次氯酸钠这里就不介绍了。
累死哥了，总算交上作业了。压载水处理装置哪家强啊？哪家强？
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