江苏省内河船舶废水水质现状及控制技术研究

胡婕，徐文文，许雪记，殷承启，张玮

（1.华设设计集团股份有限公司，江苏南京210014；2.江苏省交通运输环境保护工程技术研究中心，江苏南京210014）

引言

“十三五”以来，随着国家经济的快速发展，全国水运事业进一步飞速发展，港口航运的发展给我国经济带来增长的同时，船舶港口污染物的排放问题也日益严重。随着国务院《水污染防治行动计划》（国发〔2015〕17号）、交通运输部《关于全面深入推进绿色交通发展的意见》（交政研发〔2017〕186 号）、交通运输部《关于推进长江经济带绿色航运发展的指导意见》（交水发〔2017〕114 号）等一系列国家政策的提出，对于船舶废水污染物的防治成为近期交通环保工作的热点问题。江苏是我国内河大省，港口总规模全国领先，2018 年全省港口货物吞吐量达到28.3 亿t，内河航道里程占全国内河航道通航总里程的20%，居全国首位，航运资源比较丰富，近年来船舶运输生产作业引起的废水污染问题也日益引起关注。

船舶废水污染主要是指船舶不同运行工况下排放的废水污染物对于水体的影响，相比于港口废水污染，船舶废水污染具有分散、流动、线长、面广等特点，其排放具有随机性、隐蔽性、分散性、不易监测等特殊性，对其进行研究管制存在较大难度[1-4]。现阶段船舶洗舱水的排放问题已得到有效的控制，且内河船舶更换不相容货物的频次较低，因此对于内河船舶，船舶生活污水以及油污水是其主要污染物[5-6]。

王成[7]分析了内河航道船舶水环境污染的原因主要来自于舱底油污水、生活污水，并提出了相关防治措施，董良飞[8]对船舶生活污水的污染特征及污染评价方法进行了研究，通过实船测试研究得出了货轮上船员人均污水排放量；肖慧兴[9]在京杭运河徐扬段船舶污染综合整治研究中，对船舶流量与产污量的关系进行了分析，并对船舶污染排放量进行预测；此外，国内外众多学者对船舶废水的处理处置方式也进行了一定的研究[10-12]。

上述研究针对船舶废水污染现状、原因以及控制措施均开展了不同程度的研究，但是针对江苏省，缺少对于全省内河船舶港口的废水（生活污水、含油废水）污染现状的调研与分析，无法掌握现阶段大范围内内河船舶废水污染防治的现状，进而无法针对现状存在问题提出针对性的防治措施以及管理体系建立的建议。因此本次针对江苏省内河，对全省530 艘内河船舶废水防治现状进行全面调研，并对典型船舶废水进行采样监测，在此基础上针对船舶废水污染物提出分阶段的防治建议，并提出了江苏省内河船舶废水污染控制管理体系。

1 研究方法

1.1 内河船舶废水污染物现状监测

为进一步了解船舶废水的污染特征，选取典型船舶，分别对其舱底含油废水、生活污水（盥洗水、冲厕水、厨房用水）进行采样检测，主要采样废水类型以及监测指标见表2。

表2 江苏省内河港口废水监测结果

表1 船舶椽废水污染物采样废水类型及监测因子

1.2 内河船舶废水处理现状调研

2017 年8 月-2018 年3 月，在太浦河船闸、海安船闸、淮安船闸对过闸船舶进行了现场调研与问询，共调研了530 艘船舶，包含散货船舶、化学品船舶以及杂货船舶，了解现阶段江苏省不同类型以及等级的内河船舶的污水防治的措施现状，为提出针对性的船舶控制策略提供数据支撑。

2 结果与讨论

2.1 江苏省内河港口废水污染物监测结果分析

根据监测结果，舱底含油废水中石油类含量较高，且其生化需氧化/化学需氧量的比值是所有类型废水中最高的，说明废水中包含较高含量的难以分解有机物，直接排入水体的危害性较大[17]。生活污水（盥洗水、冲厕水、厨房用水）中包含较多的动植物油、总氮、总磷以及悬浮物，冲厕水中悬浮物以及总氮含量最高，厨房用水中动植物油的含量较高，其中总氮、总磷等不作处理直接排放水体会造成水体富营养化，悬浮物直排可能会对水体的透明度造成不利影响。

2.2 江苏省内河船舶废水污染物处理技术建议

2.2.1 船舶生活污水

2.2.1.1 现状及总体处理思路

通过现场调研，江苏省现阶段内河船舶生活污水处理存在下述问题：少部分400t以上船舶未安装生活污水处理装置；400t以下内河船舶基本未安装处置装置，生活污水处于直排的状态；已安装生活污水处理装置的开启率不高；岸上以及船闸亟需配套生活污水处理废渣的收集装置。

结合上述问题，针对生活污水，可采取两种处理方式，一是“直接处理后达标排放”的方式，即通过船上配备生活污水处理装置进行污水处理后达标排放；二是“先收集、再转运后处置的”方式，即船舶配备污水收集装置，通过岸上接收进行转运处置。运用此种方式是由于江苏省是水运发达，高效迅速的建立生活污水收集装置的难度较大，码头泊位数量较多，配套岸上接收设施的难度较大；另一方面，迅速地控制400t 以下船舶生活污水的排放现状迫在眉睫。

因此对于江苏省内河船舶生活污水的防治可分“两步走”的措施：第一步为近期推进未安装生活污水处理装置的内河船舶的改造工作，尤其是400t 以下的内河船舶，此外需加快建设岸上废渣接收装置的建设工作，通过提高装机率以及开启率短期内提高生活污水处理的效果；第二步为迅速开展内河船舶生活污水接收装置的布局规划研究，根据规划逐步开展接收设施的建设工作。

2.2.1.2 “第一步船舶处理”防治措施建议

现阶段我省内河船舶安装的生活污水处理装置以复合处理工艺为主，综合物理法、化学法以及生化法等原理，结合调研的我省现在内河主要采用的三种生活污水处理工艺，内河船舶生活污水处理宜采用膜生物反应器、接触氧化法、电解法、超滤、膜过滤、臭氧消毒、紫外线消毒等组合工艺，尤其是推荐以电絮凝+接触氧化+MBR 为主体工艺的进行生活污水治理。采用电絮凝处理工艺，可有效延长膜的使用寿命和加快菌种的培养速度；采用紫外线消毒处理技术，绿色环保，避免了二次污染；采用MBR膜处理工艺，污泥负荷率高，处理更彻底，排泥量少。通过结合工艺可有效减少五日生化需氧量、悬浮物、耐热大肠菌群、化学需氧量和总氯（总余氯）的排放。

具体要求包括：由于船舶生活污水排水系统设计缺乏预处理设施，具有排放周期短等特点，其污染负荷与陆域生活污水的污染特性存在较大差别，因此选用生活污水处理装置应对出水水质应严格把控。生活污水处理装置布置应满足接近便池、厨房，满足装配强度等，建议配备太阳能板以及蓄电池系统，减少处理装置运行成本；机电、曝气装置定期检查以及药品、膜定期置换；生活污水处理装置应预留岸上接收污水接口；亟需安装废渣接收装置，保证处理装置中产生的废渣应能及时排到岸上接收设施等。

2.2.1.3 “第二步 船上收集-岸上接收处理”防治措施建议

采用船上收集-岸上接收处置处理船舶生活污水，这套流程为“无排出”型装置，是解决船舶废水污染问题的“根治方法”。因此通过“第一步”防治后，全部内河船舶安装生活污水处理装置的同时，同步进行岸上接收设施的规划、布局研究，逐步推进配套设施的安装工作。对于船舶生活污水，“第二步”建议采用船上收集-岸上接收处置的方式进行控制，安装的生活污水处理装置可作为收集装置，避免设备的浪费。

图1 生活污水岸上接收流程示意图

具体要求为：在江苏省内河港口的大型码头、作业区和锚泊服务区、船闸以及水上服务区安装生活污水接收装置或配备生活污水接收车。采用自吸泵通过生活污水标准排放接头对污水贮存柜内的生活污水进行抽吸。经抽吸后的污水有两种处理方式：一是经提升后无缝排入污水暂存池，待暂存池达到转运水位时，通过委托有资质的第三方进行转运、接入港区配备的污水处理厂以及接入市政管网三种途径进行处置后达标排放；二是直接通过生活污水接收车接收并转运。每个港区根据港口吞吐量装备2 个或者多个污水暂存池；生活污水接收车每个港区应至少配备一辆。

2.2.2 船舶油污水

2.2.2.1 现状及总体处理思路

根据调研可知，由于油水分离器安装方便且价格不高，现阶段内河船舶安装油水分离器的比例较高，对于内河船舶含油废水，建议采用油水分离器处理-船上储存-岸上转运或者油水分离器分离-船上储存-流动船收集-统一处理的方法。

2.2.2.2 船上收集技术建议

对于油污水收集，建议江苏省内河船舶安装符合相关法规及规范要求并经型式认可的油水分离器。油水分离器应防渗防漏，设置高液位报警装置，建议采用重力分离以及膜分离工艺处理技术及其组合工艺。此外，装有油水分离设备的船舶，应设置污油舱（柜），用于贮存污油；对于主辅柴油机总功率小于110kW小型内河船舶，若无法设置污油舱（柜），可配备简易的污油储存桶存放污油。内河船舶应设有排放管路，用于排放含油舱底水或污油至接收设备，排放管路不应兼作他用。

2.2.2.3 岸上收集技术建议

船舶含油污水接收的运作模式与工艺流程与生活污水岸上回收类似，共有三种接收途径：一是采用自吸泵通过油污水标准排放接头对油污水贮存柜内的油污水进行抽吸，经提升后无缝排入油污水暂存池，待暂存池达到转运水位时，通过委托有资质的第三方进行转运接收；二是直接通过油污水接收车接收转运至有资质的第三方单位；三是通过流动接收船，在内河航道上进行流动收集，最后收集船将收集的油污水送至第三方单位。现阶段建议内河船舶含油废水采用流动接收船进行收集处理。

图2 油污水岸上固定设置、流动船接收流程示意图

3 结论

（1）舱底含油废水中石油类含量较高，且其生化需氧量/化学需氧量的比值是所有类型废水中最高的。说明废水中包含较高含量的难以分解有机物，生活污水（盥洗水、冲厕水、厨房用水）中包含较多的动植物油、总氮、总磷以及悬浮物。

（2）针对船舶生活污水，第一步为近期推进未安装生活污水处理装置的内河船舶改造工作，尤其是400t 以下的内河船舶，此外需加快建设岸上废渣接收装置的建设工作，通过提高装机率以及开启率短期内提高生活污水处理的效果；第二步为迅速开展内河船舶生活污水接收装置的布局规划研究，根据规划逐步开展接收设施的建设工作。

（3）对于内河船舶含油废水，建议采用油水分离器处理-船上储存-岸上转运或者油水分离器分离-船上储存-流动船收集-统一处理的方法。