最常见、最经济的货物运输方式的确是航行于世界各地浩瀚海洋的巨轮。
船舶的设计目的在于运载石油、谷物、机械、水果等多种货物,船舶从一个港口移动到另一个港口,每次停靠时都要装卸货物。
根据阿基米德原理,我们预计,随着船舶内货物重量的每次变化,有效重量也会发生变化,从而导致吃水的变化。
吃水线波动会对船舶结构的稳定性和操纵性产生不利影响。最重要的是,我们绝不能让螺旋桨、舵和球鼻艏浮出水面。
这就是压舱物的重要性。压舱物的定义是船上装载的任何固体或液体,用于增加吃水、改变纵倾、调节稳定性或将应力负荷保持在可接受的限度内。
随着钢质船舶和泵送技术的引入,水成为用作压载物的完美选择,因为它很容易泵入和泵出压载舱,几乎没有稳定性问题,而且随处可用。
压载过程基本上就是根据需要从一个港口装水,然后在另一个港口卸水。尽管地球四周都是蓝色的,但各地的水并不相同,生态系统也是如此。
因此,在对船舶进行压载时,水会从一个生态系统中抽取,并与其他生态系统混合。未经处理的压载水混合会对当地环境产生持久影响。除了水,还有大量的水生物种,包括各种细菌、藻类以及水生植物和动物物种的各个生命阶段。如果物种不是特定生态系统的本土物种,则被视为外来物种。
在适宜的条件下,外来物种能够生存和繁衍。一旦它们占据主导地位,本地物种将很难生存,甚至可能灭绝。
这会破坏当地现有的生物多样性,影响沿海工业、渔业和当地生活,无论是经济还是健康。因此,压载水处理是高效船舶设计的必要条件,尤其是在当今绿色航运时代。
国际海事组织《国际船舶压载水和沉积物控制和管理公约》将压载水处理系统的实施列为优先事项。
减少因压载水排放引入外来物种的一个实用方法是压载水交换。
将沿海水(可以是淡水或咸水)从水箱中冲洗出来,用开阔的海水冲洗,通常距离最近的陆地 200 海里,深度至少为 200 米。
预计温度和盐度差异将导致添加的生物存活的机会减少。然而,已确定这种方法不能提供足够的措施来防止该物种对压载船造成损害。
压载水处理技术可以基于港口,也可以基于船舶,后者是更可行的选择。
港口处理:
这种处理需要将压载水转移到海上设施,然后进行必要的处理。阿拉斯加瓦尔迪兹海运码头几十年来一直有一种压载水处理设施,用于清除肮脏的压载水中的残留碳氢化合物。
船上处理:
目前,用于压载水处理的船上技术可根据其灭活生物体的主要机制进行分类,即机械技术、物理技术或化学技术。
• 过滤:
过滤是去除沉积物和各种生物的有效方法。物理分离可以在装载压载物期间或航行期间进行。在这种方法中,在装载压载物期间使用盘式和筛式过滤器去除颗粒。这些过滤系统可能会因过滤元件中的阻力而产生压力下降和流速降低。
• 气旋分离:
气旋分离适用于比重大于水的颗粒。由于离心力的作用,颗粒与水分离。通常使用水力旋流器进行分离。
• 机电分离:
加入絮凝剂,使生物和沉积物附着,然后通过磁力分离,最后进行过滤。
• 紫外光线:
目前,紫外线系统是最受欢迎的选择。紫外线辐射可用于直接攻击生物或破坏其繁殖能力。其效率取决于压载水的浑浊度,因为这会限制紫外线辐射的传输。紫外线系统适用于任何船舶,但最好适用于那些不吸入大量压载水且流量高达每小时 1000 立方米的船舶,如滚装船、集装箱船、海上供应船和渡轮。
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