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发表于 2010-8-30 19:32
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来自： 中国浙江舟山
2004年国际海事组织通过了《国际船舶压载水和沉积物管理与控制公约（BWM Convention）》，其中D－2规则对压载水排放标准提出了具体要求。为了应对这一要求，不同国家的生产商开始研究这一技术和进行商业推广。
现在的压载水处理技术多是从城市污水和工业污水处理技术演化而来的，但是其应用受到了一些关键因素的限制，如海水介质、场地、成本支出和处理效率等。
一、处理过程
大多数压载水处理系统的处理过程有两个主要步骤：固－液分离和消毒。固－液分离过程是将固体悬浮颗粒物包括大型悬浮微生物，从压载水中分离出来，可以使用沉降法（利用颗粒物的自重）或表面过滤（使滤器的孔径小于颗粒物或微生物的尺寸）。
大部分商用的处理系统包括两个主要步骤，固－液分离后再进行消毒，也有一些系统是只用一种方法。化学和物理化学方法的消毒过程之前，通常会使用物理方法如过滤或旋流分离器达到固－液分离。
1、分离
压载水处理系统中的过滤装置通常是自动反洗式圆盘或固定筛。因为压载水处理效果相关的标准是以尺寸来衡量，最适用的技术是能够去除特定尺寸以上的生物。去除较大生物如浮游生物使用的过滤装置需要孔径为10μm和50μm的过滤筛。这样的过滤器可以广泛用于压载水处理系统的固－液分离，其效率主要于额定操作压力下的流量有关。保持流速即要求过滤器经常定期清洁，流量、操作压力和清洁频率之间的平衡决定了过滤的效率。理论上讲，表面过滤可以去除亚微米（即尺寸小于1μm）级的微生物。但是，压载水处理不能达到这一标准，主要原因是滤膜材料的渗透性较低。
旋流分离技术是过滤方法以外的又一种选择，该方法将水流高速注入设备，水流的旋转产生离心力，从而提高沉降的效率。分离效果取决于颗粒与周围环境水之间的密度差、颗粒大小、旋转速率和沉降时间。
旋转分离器和过滤都能够去除较大的颗粒，用凝聚－絮凝的方法进行前处理会提高处理效率。但是，絮凝过程的效果与时间有关，同时也需要较大的舱室。絮凝过程可以通过加入高密度的凝核和絮凝剂形成絮状沉淀加速沉降过程。这一方法通常被叫做载体絮凝技术，用于场地有限的城市污水处理中，
2、灭菌
化学消毒
压载水处理系统中常用的化学物质和化学处理方法如下：
l 电解法
l 臭氧法
l 氯化法
l 二氧化氯
l 过氧乙酸
l 过氧化氢
l 维生素K
这些处理方法的效率与水的物理化学性质，如pH值和温度有关，但最重要的因素是生物种类。氯气处理是相对便宜的方法，但是只有在浓度达到至少2mg/L时，才能有效杀死胞囊。氯气消毒也会产生很多有害副产物，特别是含氯烃类和三卤甲烷。O3处理产生的有害副产物较少，最主要的是溴酸盐，也需要相应的设备发生O3并将其溶解在水中。二氧化氯在自然界中普遍存在着，但当其单独作为化学试剂投放在水中时就会产生危害。
过氧乙酸和过氧化氢（德国的Peraclean产品使用的是这两种物质的混合物）在水中的溶解度很大，产生的有害副产物很少，且Preclean试剂的性质相对较稳定。但是这种试剂比较昂贵、每次需要加入的剂量较大，需要使用大体积的存储设施。
这些化学处理过程都需要逆流固－液分离过程降低化学处理过程的难度，因为这些化学物质液可以与压载水中的有机物和其它颗粒物质发生反应。
后处理过程是为了去除消毒过程的残余物，特别是氯处理，如果残余物的浓度较高，在排放前需要加入去除剂（硫酸钠或硫酸氢钠）。这也是饮用水处理中的常用方法。在压载水处理中，需要加入2 mg/L的氯气才能有效杀灭压载舱中的生物。但是在排放前，氯的浓度必须降至0。这种技术已经至少应用于目前已知的两种处理系统中。
甲萘醌，或维生素K作为一种自然物质并不常见（虽然已经有大量商用的人工合成维生素K），但其使用过程相对安全，2008年美国FDA和EPA将出台对其使用的批准。Hyde Marine的Seakleen®最先在压载水处理系统中使用了该物质。作为一种化学消毒剂，维生素K也有使用的先例，它被广泛的用在鲶鱼的养殖中，每年的用量超过3t。
物理消毒
在所有的物理消毒方法中，紫外法最常见，并广泛的用于城市污水和工业废水处理中。该过程使用包裹在石英罩的汞灯，产生不同波长和强度的紫外线。这是一种常见的广谱消毒方法，可以有效杀灭多种微生物，包括病毒和胞囊，但是该方法要求处理水的紫外光透射性强、透明度高，且需要有有效的方法去除石英罩上的结垢。
因此，去除水中的混浊物质是该系统必要的前处理过程。紫外线的处理效果可以通过与其它物质结合来提高，如O3，H2O2或TiO2，加入这些物质比单纯使用紫外光的氧化能力更强。
其它物理消毒方法也不是都需要前处理。但是，其处理效率有一定的局限性。脱氧处理过程需要花费几天时间，因为将生物窒息需要较长的时间。但是，大多数的航线航行时间要比处理时间长，因此，这也不是一个明显的缺陷。
空穴和超声法都是作用于生物表面，通过微泡的破碎来破坏细胞壁。目前，对这两种处理方法的认知程度不如其它处理方法，使用这两种方法的处理系统也会加入化学消毒剂适当的提高消毒效率。 |
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发表于 2010-8-28 20:30
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