客船食物垃圾和干垃圾处理方式及系统设施的研究

高 聪，王 俊，杨清华，吴 林，孙捍东，罗良宝

(1.招商局邮轮研究院(上海)有限公司，上海 200137；2.浙江友联修造船有限公司，浙江 舟山 316000)

0 引言

1990年以来，全世界客船游客数量平均每年增长7.2%，并且每十年翻一番，2012年—2018年中国更以33%的增长率领先全球。快速增长的背后，客船垃圾对海洋环境的污染已成为一个日益敏感的问题。公众对海洋环境污染的问题越来越重视，促使世界各国政府制定更严格的法律来保护海洋环境。

早期的船上垃圾主要是天然材料，可以生物降解或经海洋动物消化，对海洋环境的危害很小，所以垃圾基本都是直接排放到海里。随着大量无法降解的生活用品使用，以及逐年增长的游客带来的垃圾总量的剧增，船上垃圾已无法通过海洋的自我净化功能处理，因此不少国家及国际组织对客船垃圾的分类及处置提出了一些要求或建议。近年来，我国企业逐渐加入到国际豪华客船建造的市场，但对国际航线客船的垃圾处理方式和配备设施的研究还较少。为此，本文通过整理研究相关规范，对客船食物垃圾和干垃圾处理的方式和配备的设施进行整理分析，以期为我国国际航线客船的设计制造和设备配套的国产化提供借鉴。

1 客船垃圾的种类及处理方式

1.1 客船垃圾的分类

根据海洋环境保护委员会MEPC.277(70)号决议，垃圾记录簿分为第I和第II两部分，共计11类，见图1。其中：湿垃圾主要是食品废弃物；干垃圾主要是塑料、生活垃圾、电子垃圾。

图1 MARPOL附则V垃圾分类

某专业厂家统计了一艘可载5 800名乘客和船员的客船每天产生垃圾情况，见表1。从表中可以看出，客船产生的垃圾中，废水量最大，湿垃圾次之，干垃圾虽少但占用体积较多。

表1 某5 800客客船干湿垃圾日产量

根据客船产生垃圾的数量，结合不同垃圾处理方式及不同港口接收垃圾种类的规定，一般可将客船上的垃圾处理系统分为污水处理系统、食物垃圾处理系统、干垃圾处理系统3个大类。本文主要针对客船的食物垃圾处理系统和干垃圾处理系统进行简要分析。

1.2 客船食物垃圾和干垃圾的处理方式

客船食物垃圾和干垃圾的处理方式主要有以下3种：

(1)港口回收：根据各港口要求对垃圾进行分类，然后由港口设施对垃圾回收并上岸处理。

(2)船上处理：主要是通过焚烧、能源转化再利用(碳化、转化可燃气体等)、生物分解等方式直接在船上处理。

(3)排放入海：将满足条件的垃圾在允许的海域排放入海。

船上垃圾被港口回收并上岸处理是对海洋直接污染最小的处理方式，客船都会配备适合岸上回收的垃圾处理系统。对短途客渡船来说，其路线相对固定，出于减少建造费用和布置空间有限的考虑，一般此类客船上只配备适合港口接收设施的垃圾处理系统。由于许多港口的垃圾接收设施并不充足，所以目前港口回收并不是大型客船主要的垃圾处理方式。近年来，IMO和欧盟也认识到了这一点，建议或要求港口提供足够的船舶垃圾接收措施。

垃圾焚烧成本较低且大大降低垃圾在船上的储存空间，所以干垃圾在船上焚烧是大型客船主流的处理方式。但是，焚烧后的废气会对大气造成污染，所以在一些海域和部分港口中的使用受到限制，如：波罗的海区域禁止焚烧船上垃圾，我国上海港内禁止使用焚烧炉。因此，为满足客船在限制水域处理垃圾的法律需求，客船上还需要预留一定的垃圾储存处所。

排放入海是最经济的垃圾处理方式，但根据防止船舶造成公约(MARPOL)附则V，干垃圾排放入海受到一些限制，见表2。

表2 食物垃圾和干垃圾排放入海的限制条件及处理方式

以上3种食物垃圾和干垃圾的处理方式都有一定的局限性，船上垃圾处理系统需根据航线和客船载客数量选择不同的垃圾处理方法，并配备相关设备。如：航行于海峡岛屿间的客渡船，一般只需配备适合港口回收的垃圾处理设备；大型长途客船，因为其航线较长且载客数量庞大，所以会配备种类更加齐全的垃圾处理设备。

2 食物垃圾和干垃圾处理系统配备设施

2.1 食物垃圾处理系统配备设施

对于国际长途航行的客船来讲，食物垃圾主要以排放入海为主。尽管未处理的食物垃圾可以在远离海岸的海域排放，但基本仍使用粉碎机预处理，因为粉碎后的垃圾会更快地被海洋环境吸收净化。多数食物垃圾系统采用真空输送系统的设计，粉碎的食物垃圾会对真空系统的运行及管路尺寸的最小化布置带来好处。

根据欧盟法规和MEPC.295(71)决议要求，在限制排放海域和港口，食物垃圾要存放至特定构造的储存密闭容器中，然后由岸上设施接收或待船舶航行至可排放的海域再排放入海。考虑到特定情况下存储容器空间不足的情况，可以在船上加装脱水机和烘干机对食物垃圾脱水并干燥来减小其体积，以降低船上存储空间的压力。船舶如果在食物垃圾限制排放海域和港口停留时间较长，食物垃圾腐烂变质滋生细菌、吸引啮齿动物和蚊虫，进而在乘客和船员中传播疾病。根据世界卫生组织的，必须使用密封的冷藏空间来存放湿垃圾。该空间需要满足食品冷藏设施的相同标准，且必须与食品准备和食品储存区域隔离。因此，对于大型长途客船来讲，需要布置一个冷藏处所用来储存食物垃圾，除臭措施也需要考虑。

近年来，一些设备供应商开发出了针对食物垃圾的生物处理设备或者能源转换设备。如：生物分解技术，此技术通过微生物的好氧消化分解食物中的有机物，释放出半透明的、对环境无害的液体；可以将食物垃圾转换成气体燃料和生物炭的技术。这些都是船上湿垃圾处理的新研究方向。

2.2 干垃圾处理系统配备的设施

根据MARPOL和MEPC.295(71)规定，干垃圾和塑料不能排放入海，因此这些垃圾处理方式只能选择港口回收和船上焚烧处理。

港口回收需要先将生活垃圾分类收集和储存，待船靠港后由港口设施进行回收。因船上空间有限，所以一般采用压实机、碎纸机、粉碎机等设备进一步加工处理这些垃圾，以达到减少储存空间的目的。根据MARPOL和MEPC.295(71)的指南，不同垃圾的压缩特性见表3。

表3 船上不同垃圾的压缩特性

对于塑料、纸板、木头等垃圾来讲，在船上焚烧能进一步降低船上储存空间。船上焚化炉的设计、建造、操作和维护应符合2014年MEPC.244(66)船用焚化炉标准规范。 需特别注意的是，对于塑料垃圾的焚烧，MARPOL附则VI第16条(6)款有特别规定：应禁止在船上焚烧聚氯乙烯(PVCs)，但在已颁发IMO型式认可证书的船上焚烧炉内焚烧除外。另外还要注意，塑料制品的焚烧炉灰渣依然属于塑料垃圾。

3 结论

(1)客船垃圾处理主要有船上处理、排放入海、港口回收3种方式。船舶需根据不同船型和不同航线选择不同的垃圾处理方式，如：短途客渡船一般只配备适合港口接收设施的垃圾处理系统，国际长途航行的客船则会同时配备满足3种处理方式的设施。

(2)针对食物垃圾，客船要配备粉碎机及输送、排放系统。途径限制排放区域的客船还要配备食物垃圾存储的设施。生物处理设备和能源转换设备等新型的食物垃圾处理方法设施也开始运用。

(3)针对干垃圾，通过配备压实机、粉碎机进行处理以减少存储空间的压力。在允许的海域可通过焚烧炉焚烧除聚氯乙烯之外的干垃圾。