关于船舶废气清洗系统残渣处理的思考

2021-05-11 14:35来源： 徐嘉伟蒋智等世界海运

摘要：船舶废气清洗系统残渣如何处置现已成为全球航运业关注的一个重要问题。通过对废气清洗系统的工作原理和残渣性质进行分析，对比世界各国对废气清洗系统残渣的处理现状，就如何处理船舶废气清洗系统残渣进行探讨，并据此提出相关建议和措施。

关键词：洗涤塔；残渣；减量化；MARPOL公约

一、背景

MARPOL公约附则Ⅵ第14.1条规定，2020年1月1日起，船舶使用的任何燃料油的含硫量不得超过0.50% m/m。同时MARPOL公约附则Ⅵ第4条规定，船舶在采取了符合要求的同等替代措施情况下，可继续使用硫含量超过0.50% m/m的燃料油。当前最常见的替代措施是安装符合规定的废气清洁系统，此系统通常被称为“洗涤塔”。

已安装废气清洗系统的船舶，可直接使用高硫份燃料油，因其管理便利及运营成本低等特点，一直备受业界的关注[1]。然而如何处置洗涤塔残渣现已成为国内外航运业面临的一个重要问题，由于各国对洗涤塔残渣分类还不明确，许多港口的洗涤塔残渣接收设施还不完善，目前仍然不能满足接收需求，导致船舶产生的洗涤塔残渣无法得到及时有效处置。

二、洗涤塔及其残渣介绍

( 一 ) 洗涤塔的种类

1.闭式洗涤塔

在洗涤塔运行过程中，将混有碱性化学物质的洗涤水对含有硫氧化物的船舶废气进行中和脱硫，脱硫后的洗涤塔残渣通过分离过滤，从洗涤水中提取出来排入收集柜，等待岸上或者第三方接收。这种模式比较适用于淡水和港内水域，优点是不受海水碱度的影响，且不污染海洋；缺点是安装和营运成本高。

2.开式洗涤塔

在洗涤塔运行过程中，利用弱碱性的海水对含有硫氧化物的船舶废气进行中和脱硫，含有污染物的洗涤废水直接排放入海，比较适用于海水。优点是成本低，结构简单。缺点是耗能大，可能造成海水污染，被不少国家和港口限制使用。

3.混合式洗涤塔

可根据情况设置为开式洗涤塔模式或闭式洗涤塔模式。优点是可灵活切换，优势互补。缺点是成本高，系统复杂。

船方可根据三者的特点按需选择，以满足船舶在不同排放控制区域的航行要求。其中，闭式洗涤塔和混合式洗涤塔在使用过程中会产生残渣。

( 二 ) 洗涤塔的脱硫方式

船舶洗涤塔根据脱硫方式主要分为干式脱硫法和湿式脱硫法。其中干式脱硫法主要是使用固体颗粒粉末 ( 一般为氢氧化钙 ) 作为脱硫剂与船舶废气中的二氧化硫发生反应，脱去废气中的二氧化硫，在反应过程中，氢氧化钙经历了不同的化学反应，最终产物为石膏。

湿式脱硫法使用含有碱性物质的洗涤水作为脱硫剂，目前主要有镁基法、钠碱法和海水法，钠碱法使用氢氧化钠进行中和反应，开始时主要生成亚硫酸钠，而亚硫酸钠具有脱硫能力，能继续从气体中吸收二氧化硫转变为亚硫酸氢钠。镁基法同样也是通过化学反应进行脱硫后生成亚硫酸镁或硫酸镁[2]。

( 三 ) 洗涤塔残渣定义

MEPC.199 ( 62 ) 决议第1.3.2条将洗涤塔残渣的形态描述如下：废气清洗系统残渣是由船舶产生的，其形态范围包括液体到固体。第2.4条对洗涤塔残渣定义如下：洗涤塔残渣是洗涤水处理过程中的产物，使用不同的处理技术，可以将产生的残渣从洗涤水中分离出来，这些残渣含有硫酸盐、灰、金属物和碳氢化合物等。

三、洗涤塔残渣性质分析

由于国际海事组织至今未发布统一的洗涤塔残渣的性质，导致各缔约国关于残渣处理的法规要求不尽相同，严重影响了残渣的接收和处置效率。为了明确洗涤塔残渣的性质，笔者所在团队曾对一艘正常营运的国际航行船舶在5种不同条件下的洗涤塔残渣进行了样品测试。所有样品均按照PPR5/11文件附则Ⅰ的要求进行收集、储存和运输，并送到符合ISO/IEC17025：2017测试要求的实验室进行检测。本次检测结果显示残渣中含水79％，含干物质21％，主要成分为碳氢化合物、灰分和金属，残渣上清液含有碳氢化合物、金属和硫酸盐。其中重金属检测结果见表1[3]，通过表1可以看出残渣含有铜、钒、锌等多种重金属，但含量基本都处在较低的数值。通过分析此次检测结果，笔者认为船舶废气清洗系统产生的残渣可以被安全地处理。

表1 重金属检测结果单位：μg/L图片

四、部分国家洗涤塔残渣处理现状

欧洲等国家和地区较早地划定了船舶排放控制区，因此这些地区的港口配套设施也较为完善。目前洗涤塔残渣的分类取决于各港口废物处理公司的规定，一些港口已经准备好接收来自船舶洗涤塔的残渣，要求在抵达港口前有废气清洗系统残渣需求的船只应提前24 h至5个工作日发出通知。波罗的海港口仍在准备残渣接收设施，接收费用还在考虑之中。丹麦大多数港口都有接收废气清洗系统洗涤水和残渣的相关设施，有些港口使用压滤机将洗涤塔残渣压实，然后运输到填埋场处理。芬兰的一些港口直接将洗涤塔残渣交付危险废物处理厂进行处理。德国汉堡港的港口接收设施可以处理闭式废气清洗系统残渣，有接收需求的船舶在到达汉堡港前，可使用船舶废弃物通知表进行申报，在接收洗涤塔残渣之前，需要确定残渣样品的性质，从而选择相应的处理类型，比如焚烧或回收[2]。

由于目前缺乏关于统一分类和残留物运输要求的条例/标准，且缺乏在岸处置残留物的统一标准和做法，这导致不同区域的港口国采取不同的岸基处置办法。且许多港口国正处于残渣接收设施建设的初期阶段，这些设施仍不足以满足需求，所以需尽快对残渣的性质进行明确，以促进各港口国接收设施的建设。

五、建议和措施

( 一 ) 洗涤塔残渣减量化处理

洗涤塔残渣的数量不可忽略，根据计算结果一艘总功率为75 624 kW的邮轮，一周内产生的洗涤塔残渣约为12 t，其中含水量可达到50％至95％，但是船舶如果使用减量化处理，则可以将残留物减少到原始残留物的1/20。而且目前洗涤塔残渣减量化技术已经成熟，笔者调研了一家洗涤塔公司，获得了以下相关数据：洗涤塔湿残渣的产量是9 L/MWh，经过减量化处理后的残渣量则是1.8 L/MWh。

因此，船舶应在技术可行的条件下对洗涤塔残渣进行减量化处理，不仅可以降低船舶收集和处理残渣的成本，而且一旦将洗涤塔残渣的体积经过减量化压缩使其成为固体，就可以更方便地将减量化处理后的洗涤塔残渣进行分类，从而选择更为妥善的处理方式。

( 二 ) 纳入MARPOL公约附则Ⅴ中

关于如何处理洗涤塔残渣可以类比参考对船舶焚烧炉炉渣的处理方式。船舶焚烧炉可以焚烧由主机、副机、油水分离器以及各油泵产生的废油和大多数固体垃圾，可以看出焚烧炉炉渣成分更为复杂，而焚烧炉炉渣处理已经纳入MARPOL公约附则Ⅴ ( 防止船舶垃圾污染规则 ) 中，所以我们有合理的理由认为洗涤塔残渣也可以纳入其中，以尽快规范船舶对洗涤塔残渣进行处置和方便港口岸上设施接收[4]。所以，笔者建议把经过减量化处理的洗涤塔残渣纳入MARPOL公约附则Ⅴ中，同时建议将洗涤塔残渣列入“F 操作性废弃物”，并记录在垃圾记录簿中，记录内容应包括处置和接收的日期、时间、位置等。

六、结语

通过以上对洗涤塔残渣处理的探讨，笔者期望和国内外航运界人士一起推动国际海事组织尽快以公约形式确定船舶废气清洗系统残渣的性质，以为国内外船舶管理者和港口方面提供明确的指导，使他们能够妥善地处理船舶产生的废弃清洗系统残渣，并以此促进各缔约国加快对洗涤塔残渣接收设施的规划和建设，更加及时有效地进行处置。

参考文献：

[1] 梁杰.减排方案,谁更胜一筹?[J].中国船检,2019(6):88-92.

[2] 上海海事局.船舶废气清洗系统[M].大连:大连海事大学出版社,2020.

[3] IMO.Difficulties with reception facilities for exhaust gas cleaning residues encountered by port States and corresponding proposals, 2020[R].

[4] IMO.Management of effluents and residues from the use of EGCS,2019[R].

作者简介：

徐嘉伟，中华人民共和国闵行海事局。

蒋智，中华人民共和国宝山海事局。

罗钰潇，中华人民共和国宝山海事局。

本文刊发于《世界海运》2021年第5期，转发须注明作者和原文出处。