Основные технологии обработки балластных вод (BWTS)

На сегодняшний день системы обработки балластных вод (Ballast Water Treatment Systems, BWTS) используют две основные группы технологий: фильтрацию и дезинфекцию. В большинстве современных систем обе технологии применяются совместно, чтобы обеспечить соответствие обработанной балластной воды требованиям IMO.

Этап фильтрации

Фильтрация предназначена для механического удаления крупных организмов и частиц из воды перед этапом обеззараживания.

Современные BWTS обычно используют фильтры с размером ячейки 40–50 микрон, что позволяет удалять организмы размером более 50 μm.

Основные типы фильтров:

Basket filters (корзинчатые фильтры)
Candle filters (свечные фильтры)

Очистка фильтров осуществляется автоматически при помощи системы обратной промывки (automatic backwashing).

Корзинчатые фильтры (Basket filters)

Корзинчатые фильтры состоят из одной или нескольких фильтрующих сеток в зависимости от производительности системы.

Основные характеристики:

Производительность: от 100 до 4000 м³/ч
Количество корзин: от 1 до 6
Максимальный перепад давления: 0.4 bar

Принцип работы заключается в прохождении воды через сетчатый элемент, который задерживает крупные частицы и организмы.

Свечные фильтры (Candle filters)

Свечные фильтры состоят из нескольких фильтрующих элементов («свечей»).

Основные характеристики:

Производительность: от 100 до 4000 м³/ч
Количество свечей: от 4 до 12
Максимальный перепад давления: 0.4 bar

Ранее использовались также дисковые фильтры и гидроциклоны, однако в современных системах они практически не применяются.

Этап дезинфекции

После фильтрации вода проходит этап обеззараживания. Все методы дезинфекции делятся на две большие группы:

Physical Disinfection — физическая дезинфекция
Active Substances Disinfection — дезинфекция активными веществами

Физическая дезинфекция (Physical Disinfection)

Физическая дезинфекция воздействует на микроорганизмы без применения химических реагентов.

Основные методы:

UV technology (ультрафиолет)
De-oxygenation (деоксигенация)
Thermal treatment / pasteurization (термическая обработка)
Cavitation & magnetic separation (кавитация и магнитное разделение)

UV-технология

Ультрафиолетовое обеззараживание является наиболее распространенным методом физической обработки балластной воды.

UV-излучение относится к электромагнитному спектру и располагается непосредственно ниже видимого света. В BWTS обычно применяются:

Low Pressure UV
Medium Pressure UV

Принцип действия:

UV-излучение повреждает ДНК микроорганизмов, из-за чего они теряют способность к размножению.

В отличие от химических методов, UV не обязательно уничтожает организм мгновенно, а делает его биологически неактивным.

Деоксигенация (De-oxygenation)

Этот метод основан на удалении растворенного кислорода из балластной воды.

Поскольку кислород необходим для выживания организмов, его отсутствие приводит к их гибели.

Обычно в балластные танки подается азот, который вытесняет кислород.

Особенность метода:

это единственный способ, который не требует фильтрации;
обработка происходит во время рейса.

Термическая обработка (Thermal treatment / Pasteurization)

Метод основан на нагреве и охлаждении воды при определенных температурах.

Такая обработка выполняется непосредственно в балластных танках (in-tank treatment).

Кавитация и магнитное разделение

Эти методы применялись ранее, однако в современных системах BWTS больше практически не используются.

Дезинфекция активными веществами

Данный метод основан на использовании химических веществ, уничтожающих микроорганизмы или нарушающих их жизненные процессы.

Основные технологии:

Electrochlorination
Chemical Injection
Ozone
Other chemicals

Электрохлорирование (Electrochlorination)

Это одна из наиболее распространенных технологий обработки балластной воды.

Хлор уже десятилетиями используется как эффективный дезинфицирующий агент. Его эффективность и сравнительно низкое воздействие на окружающую среду сделали технологию особенно популярной в морской отрасли.

Существует два типа электрохлорирования:

Full Flow Electrolysis
Side Stream Electrolysis

Принцип работы основан на генерации активного хлора методом электролиза.

Химическая инъекция (Chemical Injection)

При данном методе химические вещества хранятся на судне в специальных защищенных танках и затем вводятся в балластную магистраль после фильтра.

Наиболее часто используются:

Chlorine Dioxide (ClO₂)
Sodium Hypochlorite (NaOCl)

Недостатки метода:

сложная логистика поставки реагентов;
высокая стоимость хранения;
необходимость установки специальных танков.

Поэтому технология подходит только для определенных типов и размеров судов.

Озонирование (Ozone)

В этой технологии озоновый генератор производит озон из кислорода или атмосферного воздуха, после чего озон вводится в балластную линию.

Недостатки:

сложное и чувствительное оборудование;
высокая токсичность озона;
повышенные требования к безопасности.

Из-за этого технология считается менее предпочтительной для судовых BWTS.

Другие химические вещества

Ранее применялись и другие химические вещества, например:

Peroxide
Menadione
Acrolein

Однако в современных системах они практически не используются.

Современные системы BWTS обычно комбинируют фильтрацию и дезинфекцию для достижения стандартов IMO по обработке балластной воды.

Наиболее распространенные комбинации:

фильтрация + UV;
фильтрация + электрохлорирование.

Выбор технологии зависит от:

типа судна;
производительности системы;
солености воды;
требований классификационного общества;
эксплуатационных расходов и условий рейса.

Понимание работы с BWTS — лишь часть практической базы, необходимой современному механику.

Если вы хотите расширить знания для спокойной работы и подготовиться к повышению, рекомендую пройти курс «Promotion for Engineers». Это «настольная книга», которая поможет структурировать знания, закрыть пробелы и узнать больше о возможных ситуациях на борту.

В рамках курса мы детально разбираем, как:

Обслуживать и инспектировать судовые котлы и вспомогательные двигатели.
Эффективно ремонтировать насосы различных типов и теплообменники.
Быстро находить неисправности и оперативно устранять проблемы с оборудованием.
Подготовиться к собеседованию (в программе разобрано более 100 частых вопросов на интервью).

Вы получите готовую систему знаний, которая позволит уверенно справляться с задачами на борту и быстрее получить промоушен.

Узнать подробнее о курсе и зарегистрироваться можно по ссылке: Promotion for Engineers

С уважением, Александр Нудненко