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艦船廢棄物處理技術(shù)

文檔作者：趙凱1 朱娜2 劉艷陽1 文檔來源： 1．中國農(nóng)業(yè)機械化科學(xué)研究院 2．中國艦船設(shè)計研究中心		更新日期： 2026年07月02日	點擊數(shù)：
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第39卷第6期
2010年12月
船海工程
SHIP&amp;amp;OCEAN ENGINEERING
V01．39 No．6
Dec．2010
DOI：10．3963／j．issn．1671—7953．2010．06．018
艦船廢棄物處理技術(shù)
趙凱1。朱娜2，劉艷陽1
(1．中國農(nóng)業(yè)機械化科學(xué)研究院，北京100083；2．中國艦船設(shè)計研究中心，武漢430064)
摘要：通過對國內(nèi)外艦船廢棄物的排放標準分析和處理技術(shù)的對比，提出一套艦船廢棄物綜合治理方
案。將食品垃圾進行烘干脫水后真空包裝，其余固體垃圾進行壓縮處理，含油污水經(jīng)油水分離器、不含油污水
經(jīng)膜生物反應(yīng)器處理后進行達標排放，嘗試開辟一條廢棄物處理的有效途徑。
關(guān)鍵詞：艦船廢棄物；食品垃圾；油水分離；污水處理
中圖分類號：U664．9 文獻標志碼：A 文章編號：1671—7953(2010)06—0056—04
船舶在行駛過程中不可避免地直接或間接地
把一些污染物引入海洋環(huán)境，形成海洋污染。那
些大量排污的艦船將越來越不受歡迎，環(huán)境友好
艦船受到各國的推崇，是在世界各國加強海洋環(huán)
境保護的歷史背景下出現(xiàn)的新生事物，是未來艦
船的發(fā)展方向。
1 國際海事組織對艦船廢棄物排放
的最新要求
為了減少和防止艦船廢棄物對海洋環(huán)境的污
染，自1973年以來，國際海事組織(IMO)和許多
國家都對船舶污水、污物的排放做出日趨嚴格的
強制性規(guī)定。IM0相繼制定了《1973年國際防止
船舶造成污染公約》，隨著防污染技術(shù)的不斷進
步，IMO也在不斷地修訂新的防污標準。
在2004年，IM0通過了MEPC．107(49)決
議，規(guī)定了船用艙底油污水處理裝置新的型式認
可試驗和性能技術(shù)條件，取代了舊的MEPC．60
(33)公約。在新執(zhí)行標準中增加了對含乳化油
“C”液的試驗要求[1j，IMO要求從2005年1月1
日以后建造的船只都應(yīng)執(zhí)行該決議，我國已經(jīng)認
可該決議。對于老一代油水分離產(chǎn)品，我國到
2007年已經(jīng)全面停止船檢，推動了船舶油污水處
理裝置技術(shù)升級和產(chǎn)品更新的步伐。2006年4
月IMO在BLGlo會議上已就2003年9月27日
56
收稿日期：2010-06—04
修回日期：2010-07一01
作者簡介：趙凱(1974一)，男，學(xué)士，工程師。
研究方向：機械工程
E-nmil：zk@caams．org．a(chǎn)n
生效的IMO 73／78附則Ⅳ進行修改，通過了
MEPC．159(55)公約，于2010年1月1日起強制
執(zhí)行。新標準規(guī)定了船用生活污水處理裝置新的
型式認可試驗和性能技術(shù)條件，修改后生活污水
排放指標將大大提高，老一代船用生活污水處理
裝置將被淘汰。而對于一些在環(huán)境保護方面嚴加
控制管理的海域排放標準更高，如美國阿拉斯加
州制定的特定標準(Alaska33CFR59．309 1)，澳
大利亞西海岸、三亞的亞龍灣、香港維多利亞港等
也都制定了污水排放標準[2]。73／78防污公約附
則V及其修正案明確了船舶各種垃圾的排放要
求。
2艦船固體廢棄物處理技術(shù)
2．1艦船固體廢棄物分類
1)食物垃圾。這類垃圾所占的比例有很大
的差別，主要由不同的飲食習(xí)慣、出航時間、船上
的食品配備以及供給情況等諸多因素決定。根據(jù)
“73／78防污公約”，該類垃圾經(jīng)粉碎機粉碎后，可
在最近距陸地3 11 mile外允許的海域排放。
2)金屬、玻璃，等。采用金屬／玻璃粉碎機將
金屬廢物切成細條或碎片，將玻璃破碎成碎片，將
碎片裝在麻袋中形成一個不漂浮的包裹物，在離
岸超過12 n mile時排放人海。大量的金屬飲料
罐也可采取壓實打包的方式貯存，待艦船靠岸后
處理。
3)塑料。采用固體廢物切碎機將塑料切碎
后壓實或壓熔成體積較小的塊狀物打包，或直接
將塑料壓實或壓熔成塊狀物打包后貯存，然后轉(zhuǎn)
至陸上進行回收利用。也可采用焚燒的方式，但
對焚燒爐的要求較高，以防止燃燒帶來的二次污
萬方數(shù)據(jù)
艦船廢棄物處理技術(shù)——趙凱，朱娜，劉艷陽
染，并且其灰燼是不允許排放人海的。
4)紙、紡織品、木材，等。均為可燃物，可直
接焚燒。紙粉碎后在允許的海域排放。
5)污油泥。燃油和設(shè)備產(chǎn)生的各類污油泥
可通過焚燒爐焚燒處理。
6)醫(yī)療廢棄物。主要通過焚燒爐焚燒處理。
2．2國內(nèi)外艦船廢棄物處理技術(shù)研究進展
2．2．1 醫(yī)療廢棄物處理技術(shù)
醫(yī)療垃圾是醫(yī)療機構(gòu)在治療、預(yù)防疾病過程
中產(chǎn)生的固體廢棄物，由于醫(yī)療垃圾含有大量細
菌、病毒和部分具有危害性的化學(xué)物質(zhì)，具有急性
或潛在的傳染性及生物毒性，若不加以妥善處理，
將可能對環(huán)境和人類健康造成極大的危害。艦船
上醫(yī)療垃圾產(chǎn)生量不大，一般選用高壓蒸汽消毒
加粉碎處理工藝。該工藝是目前世界上廣泛應(yīng)用
的一種醫(yī)療垃圾無害化處理工藝。醫(yī)療垃圾經(jīng)高
溫消毒后再加以機械粉碎壓實，可以減少廢物體
積，達到一次性醫(yī)療器械毀形的目的。經(jīng)粉碎壓
實處理后的醫(yī)療垃圾可與生活垃圾一并處理。
2．2．2餐廚垃圾處理技術(shù)
餐廚垃圾是艦船上產(chǎn)生量較多，又容易造成
環(huán)境污染的一類重要垃圾。根據(jù)統(tǒng)計，每人每天
產(chǎn)生的食品垃圾量為0．1～0．2 kg。食品垃圾的
含水量為80％～90％，極易腐爛變質(zhì)，造成艙室
環(huán)境空氣及水污染。海洋法公約規(guī)定：在一定海
域之外，可以通過將其粉碎后直接排人大海。但
在限制排放區(qū)域或在港停泊時不允許直接排放。
餐廚垃圾主要處理方式有粉碎直排、填埋厭氧處
理、好氧堆肥處理、飼料化處理，等。但由于艦船
空間有限，在艦船中比較適合采用烘干脫水后使
其含水率降到30％以下，同時進行高溫殺菌，脫
水后真空包裝靠岸處理，也可采用有機生化深度
處理技術(shù)。
2．2．3其他固體廢棄物處理技術(shù)
1)塑料。目前比較先進的處理塑料垃圾的
技術(shù)是裂解技術(shù)(POET)。該技術(shù)采用常規(guī)的熱
裂解、催化裂解和常溫裂解相結(jié)合的方式，在厭氧
狀態(tài)下，采用密閉式流程和低壓控制氣、周、液相
流速與流量，在連續(xù)生產(chǎn)條件下，獲得液體碳氫化
合物——烴類燃油和烴類氣體——氣化烴。
2)金屬、玻璃，等。金屬等廢棄物的處理主
要是以回收其中的金屬材料為主。在中大型艦船
中主要采用現(xiàn)場壓縮打包、密封后，交運輸艦船運
輸或停靠碼頭后交岸上處理。
3艦船污水處理技術(shù)
3．1艦船污水分類
艦船產(chǎn)生的污水主要為生活污水(也稱黑
水)、灰水以及船舶油污水。生活污水主要指船上
人員排出的糞便污水和混有糞便污水的其他廢
水；灰水是指除黑水以外的船上產(chǎn)生的其他污水，
包括淋浴水、洗滌水、廚房廢水等；艦船油污水主
要包括船舶正常操作過程中產(chǎn)生的含油壓載水、
含油洗艙水和機艙水，典型的污染物包括燃料、油
類、液壓機液體、清潔劑和含水膜、發(fā)泡劑(AF—
FF)、油漆和溶劑。等。
3．2 國內(nèi)外艦船污水處理技術(shù)研究進展
3．2．1生活污水
目前，傳統(tǒng)的生化、物化、電化學(xué)等污水處理
技術(shù)已經(jīng)不能滿足MEPC．159(55)的排放要求，
越來越多的生產(chǎn)廠商開始尋求新的處理技術(shù)或采
用兩種或兩種以上組合處理技術(shù)。
1)利用熱力源處理污水。這是利用艦船上
的熱力源，如柴油機、鍋爐等作為處理污水的潛在
熱力裝置。具體方法有兩種。一種是直接將污水
噴入柴油機中，不破壞燃燒的穩(wěn)定性，并保持產(chǎn)生
功率的能力；另一種是使柴油機汽缸純粹成為廢
水處理熱力腔。該技術(shù)的關(guān)鍵是需要進一步探索
空氣、燃油和污水的最佳混合比。
2)超濾一反滲透處理廢水。這是近20年發(fā)
展起來的膜分離技術(shù)，操作簡便、節(jié)省能源，有利
于廢水廢油的回收利用。且裝置體積小、效率高、
自動化、分離效果不受震動的影響，適合艦船使
用。
3)膜生物反應(yīng)器工藝。是生物處理與膜分
離相結(jié)合的一種高效污水處理新工藝，其工作原
理是利用反應(yīng)器的好氧微生物降解污水中的有機
污染物，同時利用反應(yīng)器內(nèi)消化細菌轉(zhuǎn)化污水中
的氨氮以除去污水中產(chǎn)生的異味。生物反應(yīng)器工
藝通過膜分離技術(shù)大大強化了生物反應(yīng)器的功
能，與傳統(tǒng)的生物處理方法相比，具有生化效率
高、抗負荷沖擊能力強、出水水質(zhì)穩(wěn)定、占地面積
小、排泥周期長、易實現(xiàn)自動控制等優(yōu)點，是目前
最有前途的污水處理工藝。
我國在利用膜生物反應(yīng)器工藝處理市政污水
的技術(shù)上已經(jīng)比較成熟，一體化中水回用設(shè)備已
57
萬方數(shù)據(jù)
第6期船海工程第39卷
經(jīng)廣泛應(yīng)用。對于艦船黑水和灰水均適合采用
MBR工藝處理，出水能夠達到中水回用的指標，
可以作廁所和甲板沖洗用水、設(shè)備冷卻用水。如
在此基礎(chǔ)上進一步采用反滲透裝置或納濾裝置進
行處理，完全可以達到生活飲用水的指標。
3．2．2艙底油污水
油類物質(zhì)在水中通常以三種狀態(tài)存在，①浮
油，以較大顆粒存在于水中，利用重度差易于從水
中分離出來；②乳化油，以較小的顆粒懸浮在水
中，用一般隔油方法很難將他們分離出來；③溶解
油，用一般的物理方法分離較困難，不作為油水分
離系統(tǒng)處理的重點。MEPC．107(49)公約中增
加了對含乳化油“C”液的試驗要求，增加了油污
水處理難度，對于乳化油的處理主要采用加熱、高
壓電破乳、破乳劑破乳、膜技術(shù)破乳、聚結(jié)材料吸
附破乳、氣浮破乳、超聲波破乳等方法。
對于艙底油污水處理，為滿足新決議的要求，
國內(nèi)外開發(fā)了許多新型油污水分離裝置，通常是
采用幾種方法結(jié)合在一起，形成多級處理的工藝，
品餐廚垃弋
烘十脫水弋
．．．．．．．．．．I：．．．一
空包裝成T
囪
．．．．．．．．：I．．一
靠岸處理
并且加裝了膜過濾深化處理系統(tǒng)，出水完全能夠
達到MEPC．107(49)的排放要求。
4艦船廢棄物綜合處理技術(shù)
艦船廢棄物包括固體垃圾和液體垃圾。
固體垃圾中食品餐廚垃圾是通過食品垃圾處理
裝置進行烘干脫水，然后真空包裝，達到減容減重易
于長期保存的目的；其他的垃圾(如：塑料、玻璃、紙
張、棉布等)先分類收集，再通過固體垃圾處理機將
垃圾壓縮減容減量，以減少垃圾的存放空間。
液體垃圾中艙底油污水是通過油污水分離裝
置使分離出的油進行回收或經(jīng)焚燒爐焚燒，而分
離出的水進行達標排放；餐廚灰水經(jīng)過油水分離
去除動植物油，出水與真空收集系統(tǒng)收集的黑水
混合進人膜生物反應(yīng)器達標排放處理；洗滌灰水
通過膜生物反應(yīng)器進行處理后可以達到中水回用
標準，出水進入蓄水箱，可回用沖廁、清洗甲板。
再經(jīng)過超濾系統(tǒng)可以滿足洗浴用水的要求，可回
用洗浴、洗衣服。其處理工藝流程見圖l。
他垃圾(坦料
紙，玻璃等)
申菩一向幽臣因由
4．1食品垃圾處理裝置
食品垃圾處理裝置用于處理餐廳等剩余的食
品類垃圾及相應(yīng)的有機物質(zhì)。通過該裝置將其進
行干燥、殺菌、包裝后儲存，達到減重、減容和長時
間存放的目的。可逐次倒入垃圾(如早、中、晚餐
分別倒入)，經(jīng)烘干后一次出料。食品垃圾的含水
量為80％～90％，極易腐爛變質(zhì)，經(jīng)烘干脫水后使
其含水率減少到30％以下，由于同時進行了高溫
殺菌，可保證處理后的物料存放30 d以上不變
質(zhì)。
58
蓄水箱工
超濾
忑
沖
廁
洗
田
板
4．2固體垃圾處理機
固體垃圾處理機用于處理日常生活所產(chǎn)生的
紙、塑料、玻璃等同體廢棄物(果蔬皮核、剩飯剩
菜、飲料殘液等含水量較高的有機廢棄物除外)的
收集、暫存、壓實，達到減容、減小儲存和運輸空間
的目的。設(shè)備為電控液壓驅(qū)動，采用數(shù)字化壓力
和流量控制技術(shù)，確保系統(tǒng)控制的可靠、安全、準
確、穩(wěn)定和操作簡單。設(shè)備的工作原理為利用液
壓系統(tǒng)驅(qū)動，其工作過程為收集一壓縮一塑料袋
包裝一存放。
笙誓
萬方數(shù)據(jù)
艦船廢棄物處理技術(shù)——趙凱，朱娜，劉艷陽
4．3油污水分離裝置
油污水分離裝置用于艦船艙底油污水處理，
處理后的水中含油量小于15 mg／L，設(shè)備滿足
MEPC．107(49)的性能要求。
該設(shè)備采用組合式分離方式將油水進行分離
過濾，艙底油污水經(jīng)管道過濾器進行粗過濾，除去
絕大部分固體顆粒雜質(zhì)，濾芯的最內(nèi)層對油污水
進行破乳分離，聚集在濾芯表面的油滴由于油水
的密度差而上浮，再經(jīng)濾芯周圍的兩層折流板進
行重力分離。出水經(jīng)油分濃度計檢測，如污水中
含油量小于15 mg／L，則直接排出舷外；如含油量
超標則進入下一級填充有吸附材料的凈化罐分離
裝置。同樣，經(jīng)檢測如污水的含油量達標，則直接
排到舷外；如油分超標則重新返回到艙底，重新循
環(huán)處理。
4．4生活污水處理裝置
生活污水處理采用膜分離技術(shù)與生物技術(shù)有
機結(jié)合(MBR工藝)的新型廢水處理技術(shù)。利用
膜分離設(shè)備將反應(yīng)器中的活性污泥和大分子有機
物質(zhì)截留住，省掉二沉池。活性污泥濃度因此大
大提高，水力停留時間(HRT)和污泥停留時間
(SRT)可以分別控制，而難降解的物質(zhì)在反應(yīng)器
中不斷反應(yīng)、降解，大大強化了生物反應(yīng)器的功
能。
生活污水處理裝置可將污水通過進一步處理
后用作非飲用的生活用水，以補充節(jié)約艦船上的
有限水資源。
5結(jié)束語
從艦船設(shè)計階段開始考慮污染的防止與控制
是實現(xiàn)環(huán)保艦船的根本措施，比如通過設(shè)計，努力
提高艦船的自動化水平，減少人員，可以有效地減
少廢物；采用先進的裝備，減少“跑、冒、滴、漏”的
現(xiàn)象，進而減少艙底油污水的產(chǎn)生；建立完善的食
品保障系統(tǒng)，從源頭減少餐廚垃圾、灰水的產(chǎn)生；
采用黑水真空收集系統(tǒng)，減少黑水排放等。將環(huán)
保要求和措施納入設(shè)計過程，綜合考慮全壽期產(chǎn)
生廢物的活動、管理技術(shù)和處理設(shè)備；采用對環(huán)保
有利的材料和結(jié)構(gòu)；合理規(guī)劃廢物流程，方便廢物
集中、縮短廢物流程；建立環(huán)保機構(gòu)，增強環(huán)保意
識，確定環(huán)保標準。通過系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備處理、使
用管理等措施達到保護環(huán)境的目的。
參考文獻
[1I國際海事組織．MEPC．107(49)決議l-s]．海上環(huán)境保
護委員會，2003．
E23劉喜元．船舶污水處理系統(tǒng)的技術(shù)方案[J]．中國艦船
研究，2006(5)：54—56．
The Comprehens"T Technique of Shit?astesomprehenslve1 reatment echnlqUe o hip Wastes l he
ZHAO Kail，ZHU Na2，LIU Yan-yan窖
(1．Chinese Academy of Agricultural Mechanization Sciences，Beijing 100083，China；
2．China Ship Design and Research Center，Wuban 430064，China)
Abstract：Based on comparison analysis of the domestic and foreign ship wastes discbarge standards and the process—
ing technology，a new set of integrated ship wastes management programmer was put forward，in which the food garbage
is carried out after drying dehydration in vaeuulTl packaging，the remaining solid wastes are compressed，the oily
wastewater is treated by oil-water separator，and the non-oily wastewater is treated by membrane bio-reaetor emissions in
accordance with the regulations after conducting treatment． It is expected to be an effective ways for wastes disposal．
Key WOIllis：ship’8 wastes；food garbage；oil—water separator；sewage treatment

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