СУДОСТРОЕНИЕ 3'2014
<
о
id
р
о
о
о
Последствия биологического загрязнения акваторий, обусловленного наличием в сливаемых балластных водах чужеродных видов микробов, растительных и животных организмов, как правило, носят необратимый характер и представляют угрозу для биоравновесия природных экосистем. Этот вид загрязнения, по мнению международных и российских экспертов, является проблемой глобального характера и представляет собой серьезную угрозу не только экологической безопасности российских акваторий, но и Мировому океану в целом [1].
Среди множества примеров отрицательного воздействия на экологическую обстановку в морях и океанах чужеродных переселенцев, перевозимых с балластными водами, — хищное планктонное ракообразное Сlаdосеrаn Wаter Flеа (Сеrсораgis ре^ goi) с первичным ареалом в Черном и Каспийском морях. Попав в Балтийское море, оно образовало обширные популяции, которые поглотили значительную долю местного зоопланктона, что привело к снижению в 90-х годах популяции балтийской трески, лосося и корюшки в 3 раза. Также в середине ХХ века североамериканский гребневик-медуза Мnеmiopsis Lеidyi с первичным ареалом у восточного побережья Северной и Южной Америки, попав в Черное, Азовское и Каспийское моря, быстро размножился благодаря гермафродизму и благоприятным условиям питания, нарушил трофические связи и равновесие в экосистеме, что привело к полному исчезновению двустворчатых моллюсков: устриц, мидий, гребешка.
С целью снижения экологических, эпидемиологических и других нагрузок на водную среду, вызванных сбросом неочищенных балластных вод с судов, Международной морской организацией (ИMO) 12 февраля 2004 г. была принята Конвенция по контролю и обработке судового водного балласта и осадков. Конвенция распространяется на все типы судов гражданского флота. В 2007 г. конвенция была одобрена Россией, вследст-
вие чего возникла необходимость оснащения строящихся судов, а также судов прежних лет постройки системой очистки балластных вод (СОБВ) от биологических загрязнений.
Рыболовный флот России представлен судами преимущественно 1980—1990 гг. постройки, не оснащенными СОБВ. Конструктивной спецификой судов рыболовного флота является относительно небольшой объем балластных вод (до 500 т) даже у супертраулеров. Реализация стандарта D1 ИМО, предусматривающего трехкратную замену балласта, для таких судов невозможна из-за их низкой остойчивости [2].
Существующие, преимущественно зарубежные, технологии обработки судовой балластной воды для реализации стандарта D2, предусматривающего механическую и физико-химическую очистку балласта, весьма дорогостоящи, так как они включают сочетание нескольких видов обработки: озонирование, дезоксигенацию, электролиз, ультрафиолетовую обработку, кавитацию и другие — и предназначены для очистки больших объемов балласта. Сложность технического решения обусловлена неуниверсальностью каждого вида обработки в отдельности относительно тех или иных видов микроорганизмов и примесей и необходимостью обеспечения высокой производительности СОБВ.
Основные методы обработки балластных вод по классификации ИМО [3], их особенности и недостатки:
Фильтрация. Более крупные организмы и частицы, в том числе из осадка, удаляются при помощи дисковых или сетчатых фильтров; возможна самоочистка фильтров; поток отделенного материала направляется непосредственно за борт (при заборе); пределы фильтрации — свыше 20 мкм.
Недостатки метода: создается противодавление (более мелкие фильтры легко засоряются); самоочистка фильтра снижает номинальную скорость загрузки танка; может потребоваться создание дополнительных отверстий в корпусе судна.
ПРЕИМУЩЕСТВО ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ БАЛЛАСТНЫХ ВОД ОТ БИОЛОГИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ НА СУДАХ РЫБОЛОВНОГО ФЛОТА
Е. Э. Куприна, докт. техн. наук, А. И. Кириллов, В. C. Бобылев,
A. А. Бросалина (ОАО «Гипрорыбфлот», e-mail: grf@grf.spb.ru),
B. В. Дроздов, канд. геогр. наук (ФГБОУ ВПО «Российский государственный гидрометеорологический университет»,
тел. 812-6330292) удк 629.5.068:629.561
СУДОСТРОЕНИЕ 3'2014
СУДОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Сепарация на циклонах (гидроциклонах). Ускоренный вихревой поток воды через аппарат; частицы отделяются под действием гравитации.
Недостатки метода: отделяются только частицы с удельным весом, большим, чем у балластной воды.
Коагуляция/флоккуляция. Добавка коагулянтов к балластной воде вызывает слипание (флоккуля-цию) твердых частиц в более крупные агломераты-хлопья. Хлопья удаляют магнитной сепарацией и фильтрацией. Отделенные хлопья подвергают термической стерилизации.
Недостатки метода: необходимость хранения реактивов, сливов и отработанных реактивов; длительность обработки.
УФ-облучение. Обработка УФ-излучением высокой, средней или малой мощности. Лампы, излучающие ультрафиолет, окружены кварцевыми экранами. УФ-свет разрывает клеточные мембраны организмов, включая патогенные. Может применяться в присутствии катализатора для образования гидроксил-радикалов.
Недостатки метода: эффективность зависит от светопропускания среды; мутность снижает эффект (балласт с осадками); требуются регулярная замена УФ-ламп и очистка кварцевых экранов.
Кавитация/ультразвук. Пластины с прорезью или трубы Вентури создают кавитационные пузырьки. При «коллапсе» кавитационных пузырьков происходит выброс энергии, разрушающий клеточную стенку. Ультразвуковые генераторы излучают ультразвук в балластные воды.
Недостатки метода: кавитационные устройства создают сильное противодавление; сложен механизм контроля; проблемы с однородностью обработки.
Добавка химических реагентов. Добавление дезинфицирующих реагентов непосредственно к балластной воде: перекиси водорода H2O2; озона O3; надуксусной кислоты («Peradeаn»); хлора/двуокиси хлора.
Недостатки метода: необходимо очень точное дозирование; может потребоваться дополнительное время для выдержки в танке; может потребоваться нейтрализация перед сливом балластных вод.
Электролиз/электрохлорирование. Через электроды подается
электрический ток. Хлорид натрия в морской воде образует свободный хлор при электролизе.
Недостатки метода: необходим хотя бы минимальный уровень солености воды; образование нежелательных побочных продуктов, в зависимости от силы тока и типа используемых электродов; почти всегда требуется дополнительная стадия нейтрализации; высокий уровень хлора усиливает коррозию.
Дезоксигенация/пересыщение газом. Удаление растворенного кислорода в балластной воде с возможным вытеснением его инертным газом, например азотом.
Недостатки метода: эффективная обработка требует времени; необходимо поддерживать состав атмосферы в танке за счет избыточного давления и затворов на воздушниках.
Известно большое количество зарубежных технологий и СОБВ, одобренных и принятых к реализации экспертным советом GESAMP при Комитете ИМО, например таких фирм, как: Mitsui OSK Lines—MOL (Япония), Kure National Coll. Technol. и Babcock-Hitachi K.K. (Япония), SEDNA фирмы HAMANN AG (Германия), системы фирм Ecochlor, Inc. и Matson Navigation Company, Inc. (США) и др.
Существующие СОБВ обычно включают несколько способов очистки. Комбинирование различных способов обезвреживания обусловлено, с одной стороны, необходимостью обеспечения высокой производительности обезвреживающих установок на судах с большим объемом балластных вод (более 500 м3), с другой — специфичностью действия каждого способа очистки на тот или иной вид микроорганизмов и нестабильностью обеззараживающего эффекта в процессе хранения балластных вод. Использование в одной системе нескольких способов обезвреживания и очистки воды приводит к существенному усложнению и удорожанию технологии и оборудования в целом. В результате стоимость зарубежных систем очистки балластной воды на судах составляет от 100 000 до 2 500 000 дол.
Так как действие Конвенции распространяется на весь гражданский флот России, который представлен преимущественно судами с объемом балластных вод до 1500 м3 (на-
пример, из 2000 судов рыболовного флота более 1700 ед. имеют объем балластных вод до 500 м3), находятся в эксплуатации более 25 лет и принадлежат частным судовладельцам, очевидно, что приобретение ими столь дорогостоящего оборудования большой производительности нецелесообразно.
Для судов с объемом балластных вод до 1500 м3, например смешанного плавания (типа «река—море»), разработана российская технология очистки балластной воды с использованием хлорсодержащих реагентов, однако она вызывает необходимость аккумулирования на судне больших количеств агрессивных реагентов.
Учитывая малый объем балластных вод на рыболовных судах, целесообразна разработка на базе электрохимического способа, без использования химических реагентов, эффективной технологии обезвреживания балласта и создание недорогостоящего оборудования модульного типа с регулируемой производительностью, которое позволит осуществлять очистку балластных вод от биологических загрязнений до требуемого стандартом D2 ИМО уровня путем изменения числа модулей.
Анализ 34 зарубежных технологий СОБВ, принятых в 2010 г. экспертным советом GESAMP при Комитете ИМО, показал, что 17 из них включают стадию электрохимической обработки балластной воды, а 5 технологий — стадию химического хлорирования. Это обусловлено тем, что универсальный длительный обеззараживающий эффект, действующий на все виды микроорганизмов, обеспечивает лишь электрохимическая технология благодаря синтезу при электролизе морской воды комплекса окислителей (гипохлорит иона, озона, атомарного кислорода, иона гидроксония и др.), она также проста в реализации, безреагентна и низкозатратна. К ее недостаткам относятся ограниченная производительность, необходимость регулирования условий электролиза в зависимости от состава морской воды, обеспечивающих образование строго регламентированного количества хлорсодержащих бактерицидов в пределах их ПДК во избежание дополнительных экологических нагрузок на окружающую среду, а также
СУДОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
СУДОСТРОЕНИЕ 3'2014
опасность хлорирования органических соединений, содержащихся в балластной воде.
В ОАО «Гип
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.