浅谈钻井平台压载水的处理

曹士峰 程龙 刘新宝

(中海油能源发展股份有限公司监督监理技术分公司，天津300450)

1 对压载水的认识

船舶压载水是用于为船舶提供稳性及调整船舶的吃水、吃水差，以满足船舶良好的操纵性能的要求。船舶行驶中携带压载水，从一个海域到达另一个海域或从一个港口到达另一个港口，通过媒介造成生物在地理性隔离水体间的传播，船舶排放压载水是最主要的途径之一，而其危害性人们最近才认识到。船舶压载水，尤其在港口、沿海海域装入的压载水含有大量的水生生物，有时能达到3000多种，平均每立方米压载水有浮游动植物 1.1亿个，大量数据显示外来水生物侵害已达到十分危险的水平，对环境、人体健康、财产和经济造成严重的损伤或损害，压载水排放已成为海洋面临的“四大危害”之一。

2 压载水排放要求

由于船舶压载水处理技术在 2004年还不能完全满足《国际船舶压载水和沉淀物控制与管理公约》，因此公约的生效时间采用明示接受程序，即公约将在合计商船总吨位不少于世界商船总吨位35%的至少30个国家签署并对批准、接受或核准无保留，或交存了必要的批准、接受、核准或加入文件12个月后生效。为了在公约生效前对船舶的压载水进行有效控制和管理，在公约附则中的B-3条款中明确规定2009年前建造的船舶：

（1）压载水容量在[1 500和5 000]m3之间的，须在[2009年]的交船周年日时或之前进行满足或超过D-1或D-2规定标准的压载水管理，直至[2014年]的交船周年日，此后，应满足或超过D-2规定的标准。

（2）压载水容量[小于1 500 m3或大于5 000 m3的，须在[2009年]的交船周年日时或之前进行满足或超过D-1或D-2规定标准的压载水管理，直至[2016年]的交船周年日，此后，应满足或超过D-2规定的标准。

（3）压载水容量小于5 000 m3的，须进行满足或超过D-2条规定标准的压载水管理。

（4）压载水容量大于5 000 m3的，须在[2011年]或之前进行满足或超过 D-2规定标准的压载水管理。

至2004年2月4日《国际船舶压载水和沉淀物控制与管理公约》对船舶压载水的排放标准有了明确的规定，公约的附则《控制和管理船舶压载水和沉积物以防止、减少和消除有害水生物和病原体转移规则》对船舶压载水的排放控制划分为两个阶段：1) D-1标准：压载水置换标准；2) D-2标准：压载水执行标准。

3 常见的压载水处理办法

3.1 置换压载舱水

深海水域中的生物很少，而且也不可能在近海海水中存活，因此，此方法是目前认为防止有害物种迁移的最有效方法。通常置换法有三种形式：

1) 排空法。是指将压载水从压载舱中用泵排放干净，并重新吸入洁净海水的方法。该方法的优点是：能够比较彻底地对压载水进行有效置换，在三种置换方法中该方法是更换最彻底的一种，完成的压载水置换的时间较短。由于排放压载水能够改变船舶的吃水差以及船舶的稳性，对船舶的固有剪力和弯矩会产生影响，因此它的每个压载水舱舱容不能太大，这势必要增加压载水舱的数量；它还需要精确的计算，确保每一步都能够保证船舶整体和局部强度，稳性和吃水差维持在允许的范围内；并且需要考虑动态负荷影响，要考虑吃水差的变化是否会造成船上货物移位。

2) 溢流法。是指从压载舱的底部泵入清洁海水，使原来的压载水通过溢流孔从顶部排出的方法。该方法的优点是：由于不改变船舶的吃水差和稳性，对船舶的局部强度和总纵强度影响不大，同时也不会产生货物移位等不良后果；在使用该方法进行压载水置换时，不用进行周密的计算，也便于船员的操作；同时该方法在恶劣天气下也可进行操作；并且船舶的压载水管系也不用作大的修改。该方法的缺点是：在使用溢流法置换时泵和管系的压力较大，很容易造成对管系的破坏；置换过程中压载舱压力增大同样也存在着危险，采用这种方法的船舶顶部要设计溢流的端口。溢流法是目前船舶应用最普及的一种置换方法。

3) 稀释法。在平台压载管路设计时采用清洁海水从顶部注入同时压载水从底部排出的方法。

3.2 清洁压载舱

此方法是一种有预见性的压载，选择较深水域、水生物少、海水清洁的区域取水，但此方法比较受限制，不易实现。

3.3 过滤

在船舶压载水时采用过滤装置可以过滤掉体积较大的生物，体积较小的海生物排放到压载水中，待处理掉。

3.4 紫外线照射

紫外线照射对不同的海生物有不同的效果，处理效果取决于压载水的透明度，该方法无副作用，对船舶管系、泵、涂装等无不利影响。

3.5 对压载舱进行加热

压载水加热到80度能够杀死所有的海生物，但是，船舶设计依据、要求不同，因此要充分考虑船舶热应力作用。

3.6 臭氧

能有效地杀灭微生物，但是有很强的腐蚀性。

3.7 用氯进行消毒

效果取决于温度、消毒时间和水的 PH值，用氯消毒后的压载水会带来二次污染，不宜采用。

3.8 用电解方法生成铜、银离子

该方法比氯消毒更为有效，但某些生物能提高对高浓度的铜、银离子的耐受力，高浓度的铜、银离子水对环境影响也需要进一步研究。

3.9 对沉积物进行处理

很多水生物都在压载水的沉积物中，因此应对压载水水中的沉积物定期进行清理，在船舶设计中对船舶做出参数修订，最大限度地排掉压载水的沉积物。

4 钻井平台压载水系统

随着海洋石油事业的蓬勃发展，中国海洋石油已从浅海走向深海，一步步地迈向了海外市场，钻井平台需求也越来越大，钻井平台作为特殊船舶体，也会存在一些压载水的危害，如何将危害埋葬在萌芽阶段或减少危害，我们要从最初设计着手，从现场的操作、使用及管理着手。

平台设计要加大压载舱容积，尽可能减少压载舱的数目，避免由于数目过多的压载舱造成沉淀物量增加。

尽可能地利用平台拖航必有的淡水舱、燃油舱等进行配载，以减少压载舱使用数量，减少压载水使用数量。

压载舱内压载水能够实现合理的置换功能（减少双层底数量及不规则舱室数目，以保证置换时的安全），比如设计有独立的潜水泵给压载舱压载，同时压载/卸载泵能够卸载压载舱内的压载水，以实现压载水更换功能，实现安全、有效的压载水稀释处理法。如图 1。平台压载舱设计全排空舱底阀，以尽可能的排掉压载舱的沉积物。如图2机构的舱底阀。

图1 液位/阀门控制系统

图2 舱底阀

结合目前压载水处理办法，钻井平台压载系统一般要设计有海生物杀灭装置、滤器，如果有条件可以滤器与紫外线消毒结合使用。

对于钻井平台尽量减少远洋湿拖的次数也是减少压载水污染的行之有效的方法。

5 总结

到目前为止并未有一种单一简单有效的处理压载水的方法，D-1压载水置换标准只是一个过渡性的标准，最终所有船舶压载水的排放都必须达到D-2压载水执行标准。在大量的压载水处理方法中，如何将机械、物理、化学等处理方法合理地结合起来，最终制定出安全、有效、合理的处理办法，需要相关业内人士做更大的努力，同时也希望关于压载水的研究能够尽快取得突飞猛进的发展。

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[7] 该文图片选自海洋石油281平台压载水系统.