Способы обработки балластных вод на судах

Обновлено: 25.04.2024

Проблема распространения инвазивных видов живых организмов, путешествующих в балластных водах, общеизвестна. «Совкомфлот» начал искать пути решения этой проблемы заранее, когда еще не было ясно, кто из производителей систем очистки балластных вод будет одобрен. Благодаря этому сейчас мы ушли далеко вперед в этом вопросе, но процесс установки необходимого оборудования на судах оказался довольно непростым. Об опыте компании рассказывают директор флота «СКФ Менеджмент Сервисиз (Кипр)» кандидат технических наук Олег Калинин и суперинтендант Сергей Минаков.

По материалам газеты «Вестник СКФ»

Законодательство

Международная конвенция по контролю и управлению судовыми балластными водами и осадками ИМО была одобрена в 2004 году и вступила в силу в сентябре 2017 года. К этому моменту документ ратифицировали 66 стран, на долю которых приходится 75% мирового торгового тоннажа.

Чтобы соответствовать требованиям конвенции, судовладельцам необходимо выполнить ряд условий, одним из которых является установка на судах систем управления балластными водами (СУБВ).

В середине 2017 года, за два месяца до вступления конвенции в силу, состоялась 71-я сессия Комитета по охране окружающей среды ИМО, на которой было принято несколько «компромиссных альтернативных поправок». В результате некоторые существующие суда получили послабление: если возобновляющее освидетельствование по предотвращению загрязнения нефтью было выполнено ранее 8 сентября 2014 года, то соответствовать требованиям конвенции необходимо не при первом освидетельствовании после вступления конвенции в силу, а при втором, что дает пять лет отсрочки.

Помимо конвенции в силу также вступили требования Береговой охраны США, регулирующие балластные операции в территориальных водах этой страны. Для получения типового одобрения Береговой охраны США система УБВ должна пройти тестирование в независимой одобренной лаборатории.

Отметим, что установка СУБВ не является обязательной для соответствия стандартам Береговой охраны США. Судовладельцу предоставлены и другие опции: сдавать балласт на береговые системы обработки (или другое судно), использовать в качестве балласта воду из системы коммунального водоснабжения США или Канады либо оставлять балласт на борту судна.

Береговая охрана США предоставляет отсрочку на 18 или 30 месяцев для судов, которые должны быть приведены в соответствие с правилами к декабрю 2018 года. Чтобы получить отсрочку, судовладелец должен доказать, что судно не может к этой дате начать применять ни один из указанных методов очистки балласта.

Рынок СУБВ

Сегодня рынок СУБВ уже достаточно конкурентен. Появляются как улучшенные версии более ранних систем, так и новые СУБВ, которые учитывают опыт эксплуатации продукции других марок.

На рынке доступны несколько десятков СУБВ. Однако лишь шесть из них получили типовое одобрение Береговой охраны США и допущены для использования в территориальных водах этой страны. Еще семь СУБВ находятся на рассмотрении. При этом если постоянная работа в регионе США не планируется, выбор систем будет существенно шире.

В основном работа современных СУБВ строится на одном из пяти принципов:

– обработка балласта ультрафиолетом;

– обработка балласта инертным газом;

– электролиз попутного потока;

– электролиз полного потока;

– впрыск химии (биоцидная система).

За последние годы индустрия морского транспорта накопила опыт водообработки, поэтому на рынке становится доступно все больше информации о надежности систем. Однако в конечном итоге ответственность за работоспособность системы несет сам судовладелец, ведь наличие сертификата одобрения не гарантирует бесперебойную работу системы на всех судах или во всех ситуациях.

Шесть лет подготовки

«Совкомфлот» начал подготовку к переоборудованию судов своего флота за шесть лет до вступления конвенции в силу. Хотя основу флота компании составляют нефтеналивные танкеры и танкеры-продуктовозы, все они различаются и по конструкции, и по району плавания. Возможность выбора единой СУБВ для всех типов судов отсутствует.

Специалисты группы «Совкомфлот» провели тщательную оценку всех доступных на рынке технологий и определили производителей, с которыми продолжили переговоры. Также был проведен анализ работы судов в зависимости от условий фрахта и определены те, на которые монтаж СУБВ желателен при ближайшем плановом доковании, чтобы не ограничивать район и режим работы.

По результатам этой подготовительной работы к 2018 году на танкеры разных типов и конструкций были установлены свыше двух десятков систем, и это в дополнение к новостроям, которые были оснащены СУБВ уже на верфи.

Перед подготовкой каждого проекта проводилось трехмерное сканирование тех частей судна, которые считались пригодными для установки СУБВ и ее компонентов. На базе трехмерной модели разрабатывалась предварительная компоновка нескольких систем, после чего компания делала окончательный выбор и начиналась проработка детального проекта и спецификации на работы.,

Влияние конструктивных особенностей судна

В первую очередь выбор СУБВ ограничен теми моделями, которые конструкция судна позволяет физически установить на борту.

Для танкеров одним из критериев «отсева» является наличие сертифицированного оборудования для установки в опасных зонах (взрывозащищенное исполнение).

Далее необходимо оценить реальные возможности электростанции: основная обработка балластных вод происходит при выгрузке – и без того самом энергоемком процессе на танкере. Если в качестве грузовых и балластных насосов применяются электрические приводы, свободной мощности может и не быть.

При оценке энергопотребления СУБВ нужно помнить, что предоставленная производителем информация может требовать уточнения. Если принцип действия системы зависит от свойств воды, энергопотребление часто указывается из расчета идеальных условий, хотя при работе в регионе с другими свойствами воды (низкая соленость, низкая температура, мутная вода и т.д.) энергопотребление некоторых типов систем будет расти.

Оценим энергопотребление различных типов СУБВ на примере условного танкера с балластными насосами суммарной производительностью 2 тыс. куб. м/ч. Меньше всего энергии будет потреблять биоцидная система – около 10 кВт. Этот уровень не зависит от свойств воды, поэтому система может серьезно рассматриваться для установки на суда с маломощной электростанцией.

Система обработки инертным газом также не зависит от свойств воды и имеет постоянное энергопотребление около 70 кВт (однако следует помнить о потреблении топлива газогенератором). УФ-системы в нормальных условиях будут «съедать» 100-150 кВт. Энергопотребление электролизной системы полного потока напрямую зависит от солености подаваемой воды: чем ниже соленость, тем выше энергопотребление. При уменьшении солености до 1 PSU требуемая мощность достигает 150 кВт и более.

Сложнее всего оценить энергопотребление СУБВ на электролизе малого потока. Эти системы физически не могут работать при соленостях ниже 10-15 PSU, где они потребляют 130-200 кВт, в то время как при нормальных условиях (соленость 36 PSU) потребляемая мощность опускается до 100 кВт и ниже. Влияние на энергопотребление также оказывает температура забортной воды. Важный фактор – наличие места на борту. Даже на танкере типа «суэцмакс» с насосным отделением установить габаритную систему можно только на палубе, в специально сконструированном помещении. Это повлечет за собой замену или модернизацию грузовых насосов или установку бустерного насоса для обеспечения достаточного напора.

Одним из самых слабых мест является фильтрующее оборудование. Его установка требует наибольшего объема модернизации балластной системы.

Монтаж

Опыт показывает, что при необходимости любая система может быть установлена на любом судне, вопрос лишь в объеме и стоимости сопутствующей модернизации. Поэтому так важно с самого начала анализировать предложенные производителем СУБВ чертежи установки и требования к монтажу.

Как правило, для установки СУБВ не требуется докование, однако обойтись без вывода судна из эксплуатации не удастся – по крайней мере в случае с крупными танкерами. Большинство сварочных и монтажных работ должно производиться в так называемых опасных зонах, и без полной или частичной дегазации танкера осуществить их невозможно.

При установке компонентов системы в насосном отделении не всегда удается смонтировать их рядом – не хватает места. Тогда приходится располагать их по вертикали. При этом зачастую необходимо вскрывать палубу, чтобы доставить габаритные элементы СУБВ в насосное отделение.

Важно помнить о совместимости выбранных материалов и СУБВ. Например, выбор материалов для трубопроводов подачи обеззараживающей смеси в системах попутного потока (как биоцидных, так и электролизных) ограничен из-за агрессивности среды.

При установке СУБВ биоцидного типа необходимо выбрать место для контейнеров с химикатами. Желательно, чтобы это место было доступно для обслуживания судовым краном. Обычно на танкерах подходящее место имеется в районе фальштрубы.

Эксплуатация

Эксплуатационные критерии базируются на операционном профиле судна. Некоторым СУБВ требуются химикаты – нужно гарантировать снабжение судна биоцидами. В некоторых системах время обработки воды (или самораспада окислителей) может составлять до трех дней. Такие СУБВ не подходят для судов, работающих на коротком плече.

Некоторые СУБВ не могут работать в пресной воде и в воде с низкой соленостью. Решение – заранее запасать соленую воду в специальном танке, что, конечно, сильно усложняет процесс планирования. В качестве альтернативы можно устанавливать дополнительный рассольный танк.

Еще один важный фактор – удобство системы для экипажа. В идеальном случае СУБВ не должна требовать вмешательства во время работы, включаться одной кнопкой, автоматически подстраиваться под балластную систему. Пока такое управление доступно далеко не во всех системах.

Для балластировки в критических ситуациях существует конструктивно заложенная возможность обойти систему. Однако после вступления конвенции в силу делать это стало труднее. Если балласт не был обработан при взятии на борт (из-за неисправности системы или неподходящих свойств воды), его необходимо обработать во время перехода (некоторые технологии это позволяют) или полностью сменить в рейсе, обработав уже новый балласт. Если переход короткий или погода штормовая, сделать это непросто.

Бюджет

Стоимость СУБВ неразумно высока, а эксплуатационные расходы, как правило, значительны. Это особенно чувствительно на фоне снижения фрахтовых ставок. Говорить об окупаемости СУБВ (за очень малым и довольно условным исключением) невозможно.

Для танкера с балластными насосами суммарной производительностью 2 тыс. куб. м/ч закупочная стоимость СУБВ колеблется в диапазоне $500-700 тыс. (зависит от выбранной технологии водообработки). Если суммарная производительность балластных насосов танкера достигает 5 тыс. куб. м/ч (это суда типоразмеров «афрамакс» и «суэцмакс»), стоимость СУБВ возрастет вдвое, а то и больше. Расходы на установку оборудования также значительны и порой превышают полную стоимость самой системы.

Также важно учесть постоянные расходы на эксплуатацию СУБВ. Например, некоторые типы СУБВ требуют менять фильтры каждые 5-7 лет, стоимость каждого фильтра составляет около $6 тыс., для системы производительностью 5 тыс. куб. м/ч необходимо 8 таких элементов. Помимо этого, большинство видов СУБВ требуют существенного расхода топлива (напрямую или для производства электроэнергии). Исключение – биоцидные системы, однако сэкономить на них сложно, ведь сами химикаты тоже стоят дорого. Например, на обработку 65 тыс. куб. м воды придется потратить около $7 тыс., что сопоставимо с расходами на работу УФ-системы, которая потребляет электроэнергию в полном объеме.

Еще одна статья расходов – получение одобрения классификационного общества.

Для получения типового одобрения Береговой охраны США также потребуется дополнительно оплатить тестирование системы в независимой лаборатории. По словам некоторых производителей, эта процедура стоит около $3 млн.

Сроки

Один из определяющих факторов – время изготовления системы, сейчас оно занимает примерно 4-6 месяцев. Около месяца отнимает доставка крупногабаритных компонентов СУБВ к месту монтажа.

Параллельно с изготовлением системы необходимо разработать проектную документацию для Регистра и судоремонтного предприятия, которое будет устанавливать СУБВ на судно. Ее подготовка может занять до трех месяцев. Эту работу может выполнить либо производитель системы, либо само судоремонтное предприятие, либо взятая на подряд независимая инженерная компания, либо штатное конструкторское бюро судовладельца. Мы выбрали работу с подрядчиком, который сопровождает весь проектный цикл от сканирования и теоретической проработки проекта до наблюдения за монтажом на судне. Помимо этого, несколько месяцев требуется на одобрение проекта Регистром.

Таким образом, практический опыт «Совкомфлота» подтверждает, что установка СУБВ – это долгий и трудоемкий процесс. Остается надеяться, что эти усилия реально позволят защитить морские экосистемы.

На протяжении многих лет дисфункция цикла очистки ных вод приводила к серьезным экологическим проблемам, вреду здоровья водных обитателей и человека, а также значительным затратам. Организмы в водяном балласте оказываются в незнакомой окружающей среде, где они, за счет быстрого размножения, начинают угрожать экологическому балансу. Международная морская организация (IMO) попыталась решить данную проблему, сформировав конвенцию и Соглашение по Управлению Водяным балластом.


Одной из последних разработок компании RWO (Veolia Water Solutions & Technologies) стала система очистки балластных вод, отвечающая новым ужесточенным требованиям вышеупомянутой конвенции.

- Протестирована в зонах, где приливы и отливы обеспечивают высокую нагрузку взвешенного осадка в воде

В июле 2009 года данная разработка компании RWO получила сертификат одобрения Международной Морской Организацией (IMO).

RWO специализируется на продукции по обработке воды на судах и морских установках с 1975 года. С 2006 года группа компаний Морская Техника является эксклюзивным представителем RWO GmbH - Veolia Water Solutions & Technologies в России и на территории СНГ. За время существования компании RWO, системами очистки вод, отвечающими самым высоким техническим требованиям, было укомплектовано более 10 000 судов. Более 1000 судов снабжается данным оборудованием ежегодно.

- Обработка пресной воды


На сегодняшний день, RWO – это беспроигрышное решение и нацеленность на будущее.

Группа компаний «МОРСКАЯ ТЕХНИКА» имеет большой опыт поставок систем очистки вод как на судостроительные верфи, например, Верхнекамского Судостроительного Комплекса, Онежского Судостроительного завода, так и крупным судоходным компаниям, таким как «Волга-Нева».

RWO GmbH обладает всеми необходимыми сертификатами качества, включая Сертификат типового одобрения, GL Germanischer Lloyd, Российский морской сертификат Российского Морского Регистра и другие.

В настоящее время воды Мирового Океана стали одной из самых загруженных транспортных артерий современной цивилизации. Десятки тысяч судов ежедневно находятся в открытом море для выполнения различных задач: промысел, перевозка грузов, патрулирование и т.п.

В связи с все увеличивающимся мировым флотом, международным сообществом все более жестко контролируется степень его влияния на флору и фауну Мирового Океана.

В настоящее время основополагающим документом для соблюдения экологичности является Международная конвенция по предупреждению загрязнения с судов (МАРПОЛ 73/78). Она была принята в 1983 году и постоянно дополняется. Основным положением конвенции является минимизация заражения океана чужеродными субстанциями с судов. К таким субстанциям, в частности, относятся неочищенные балластные воды судна.

Торговые, пассажирские и военные суда, перемещаясь по различным регионам планеты, при сбросе балластных вод у порта прибытия могут занести в окружающую среду чужеродные организмы, тем самым провоцируя экологическую катастрофу. Например, в 1991 году вибрион холеры в балластном танке судна пришел к берегам Перу и спровоцировал эпидемию, где до этого события болезнь отсутствовала больше ста лет [1].

Икра полосатой мидии распространилась уже практические по всему миру через балластные воды. Спонтанное распространение полосатых мидий в регионах не свойственного ей обитания уничтожает привычные для местной флоры и фауны условия жизни. Мелкий рачок из Черного моря, перемещенный в балласте в Балтийское и Северное моря, стал неконтролируемо размножаться и забивать рыболовные сети, приемные патрубки забортной воды судов, поглощать зоопланктон, тем самым сокращая популяцию рыбы и затрудняя судоходство.

Ориентируясь на растущее число подобных случаев, Международная Морская Организация (IMO), составила и ратифицировала новую конвенцию по правилам обработки судовых балластных вод. Был введен стандарт D2, в котором строго ограничивается количество жизнеспособных организмов в сбрасываемой балластной воде. Если ранее наличие системы обработки балластных вод и качество очистки отдавались полностью на усмотрение судовладельца, с сентября 2017 года соблюдение стандарта D2 стало обязательным для всех.


В этом типе установок обработка поступающей в танк балластной воды производится с помощью света ультрафиолетовых (УФ) ламп. Бактерицидное УФ излучение преимущественно в спектральном диапазоне 205-315 нанометров (нм) вызывает димеризацию тимина (одного из составляющих ДНК, обеспечивающего ее защиту от ультрафиолета) в молекулах ДНК. Такие изменения в ДНК организмов замедляют темпы их развития и размножения, и ведут к вымиранию. В то же время, добиться полного обеззараживания с помощью УФ излучения невозможно – многие микроорганизмы, – некоторые бактерии, грибы и прионы – устойчивы к данному типу обработки.

Для обеспечения эффективного воздействия УФ лучей на обрабатываемую воду, последняя должна быть максимально осветлена от коллоидных и взвешенных частиц. Для этого требуется установка предварительной фильтрации с чистотой 50 мкм. В практических условиях такая система часто забивается мелкими частицами водорослей и планктоном и требует частой очистки. В совокупности с тем, что УФ лампы быстро теряют эффективность с течением времени и загрязнения рабочей поверхности, обслуживание такой системы обработки является затратным как по времени, так и по стоимости.


Применительно к эксплуатации в российских условиях возникает еще одна трудность: ультрафиолетовые лампы достаточной для использования в таких установках мощности в нашей стране не выпускаются, а в связи с нестабильным курсом рубля, покупка сменных ламп станет для судовладельца одной из серьезных расходных статей.

Активный хлор давно известен как один из самых агрессивных дезинфицирующих веществ. Хлорирование (обработка хлором) воды обладает выраженным бактерицидным последействием в связи с тем, что активный хлор не распадается в обработанной воде и продолжает свое воздействие с течением времени.
Установки обработки балластных вод, применяющие метод хлорирования, делятся также по принципу применения активного вещества на установки с привносимым активным веществом и установки, вырабатывающие активное вещество из используемых сред.

Установки с привносимым активным веществом требуют периодического добавления в расходную емкость активного вещества из запасов, хранимых в базе или перевозимых непосредственно на судне. Пополнение расходной емкости осуществляется в соответствии с инструкциями производителя экипажем с соблюдением правил работы с опасными химическими веществами.

Очевидным недостатком такого типа установок является их неспособность работать при отсутствии химических реагентов, т.е. в случае затянувшегося рейса или логистической ошибки при загрузке судна в порту, система обработки балластных вод становится полностью неработоспособной. Также, учитывая высокую токсичность хлора и его опасность при попадании в дыхательные пути, слизистые оболочки и кожные покровы человека при хранении и пополнении активного вещества, необходимо соблюдать высокие меры безопасности.

Хлор сохраняет бактерицидную активность в воде, так как мало в ней растворим. Чтобы не допустить попадания высоких концентраций активного хлора в воды Мирового Океана на установках обработки балластных вод, работающих на хлоре, необходимо также предусмотреть возимый запас дехлорирующего вещества. Обычно для этих целей используют сульфит натрия Na2SO3. Таким образом, для обеспечения работы установки необходимо хранить на судне два типа реагентов, причем отсутствие любого из них исключает возможность работы установки.


Также существуют системы, в которых активный хлор извлекается непосредственно из рабочей среды – принимаемой на борт балластной воды. Хлор выделяется из солей NaCl, растворенных в морской воде в виде гипохлорита NaOCl. Основным действующим веществом в гипохлорите натрия (хлорной воде, анолите) является хлорноватистая кислота (НСlO) – окислитель, обладающий сильнейшими бактерицидными свойствами. Основным способом получения гипохлорита из морской воды является метод электролиза.

Чтобы обеспечить эффективность работы электролизера, входящего в состав установки обработки балластных вод, в данную систему, также как и в систему с УФ облучением, необходимо вводить фильтр с чистотой фильтрации 50 мкм. Сложности, возникающие в обслуживании подобного оборудования, уже описывались выше. Также остается и проблема удаления активного хлора из воды после обработки. Получение дехлоратора из морской воды невозможно, поэтому для данного типа установок он остается возимым химическим реагентом, без которого функционирование данной системы балластных вод недопустимо.


Дополнительным минусом установки, работающей на выделяемом гипохлорите, является невозможность работы при солености воды менее 10‰. Этот фактор мало влияет на эксплуатацию морских судов, но является существенным для речных и судов класса "река-море".

Описанные установки обработки балластных вод получили широкое распространение во всем мире. Они предлагаются множеством компаний в различных вариантах, компоновках и комплектациях. Однако все они серийно производятся за рубежом – в России, по состоянию на сегодняшний день, отсутствует установка по обработке балластных вод, запущенная в широкое серийное производство. Учитывая этот фактор, а также предстоящее ужесточение требований к обработке балластных вод в ближайшем будущем, ООО "Винета" в 2016 году было принято решение о создании собственной установки по обработке балластных вод (УОБВ).

После анализа представленных на мировом рынке и описанных выше технологий обработки балласта, было сделано заключение, что все они имеют существенные недостатки, устранение которых позволит значительно упростить эксплуатацию системы и сделать ее более безопасной для обслуживающего персонала и окружающей среды.
Использование УФ ламп было отвергнуто в связи с необходимостью их закупки у импортеров, что ставило бы отпускную цену на установку обработки балластных вод в зависимость от ценовых колебаний на рынке, т.к. лампы составляют существенный процент от конечной цены на изделие. Также на решение повлияла прямая зависимость эффективности очистки от прозрачности воды и качества предварительной фильтрации. С учетом [2], вода в северных морях, омывающих Российскую Федерацию, имеет показатели мутности до 46 единиц, что затрудняет ее обработку УФ излучением и требует увеличения количества и мощности ламп относительно расчетных.

Технология обработки балластных вод гипохлоритом с точки зрения эффективности является более предпочтительной. Здесь существует возможность извлечения обеззараживающего вещества непосредственно из забортной воды, и не столь значительна зависимость эффективности электролиза от прозрачности воды. С другой стороны, хранение запаса реагентов и их постоянная дозакупка для обеспечения работы системы не является оптимальным условием эксплуатации изделия. Также в системах, использующих хлор как дезинфектор, необходим постоянный контроль количества остаточного хлора, сбрасываемого обратно в океан.

ООО "Винета" было принято решение о разработке УОБВ, дезинфицирующий агент в которой вырабатывался непосредственно в установке без применения возимых химических реагентов и после использования разлагался в морской воде без дополнительного вмешательства. Веществом, удовлетворяющим данным требованиям, является озон. Озон (химическая формула O3) – это сильнейший окислитель, который уничтожает все известные микроорганизмы, вирусы, бактерии, грибы, водоросли, их споры и цисты простейших. К озону не может развиться устойчивость. Озон действует в 300-3000 раз быстрее, чем любые другие дезинфекторы [2]. После воздействия озон разлагается, выделяя дикислород O2, не оказывая негативного влияния на окружающую среду.

Окислительные свойства озона в настоящее время широко используются в медицине. Он улучшает метаболизм белков, жиров и углеводов, транспорт кислорода в крови, периферическое кровообращение, стимулирует иммунитет, способствует выработке биологически активных веществ. Озон широко используется с целью дезинфекции помещений, одежды, материалов. В озонотерапии практикуется внутривенное введение озона при лечении раковых заболеваний.
В высоких концентрациях озон токсичен для человека, но, поскольку он химически неустойчив, получить отравление озоном получить почти невозможно – в естественных условиях газ разлагается в очень короткое время.

С учетом самостоятельного разложения озона в естественных условиях, принцип обработки балластных вод озоном был взят за основу при проектировании новой установки.
Обработка озоном работает по следующему принципу: в озонаторе при прохождении электрического тока через разрядное пространство с воздухом происходит разряд коронного типа, в результате чего из кислорода, содержащегося в воздухе, образуется озон.

Требуемая концентрация озона рассчитывается определением химической потребности по формуле:

где V – требуемая доза озона;
– начальная концентрация озона;
– коэффициент, учитывающий эффективность переноса озона в раствор.
Производительность озонатора рассчитывается по формуле

где S – расход воды в час.

Активность озона описывается периодом инактивации – временем, за которое озон уничтожает микроорганизмы. Продолжительность периода инактивации для распространенных организмов приведена в таблице 2.

Таблица 2 – Продолжительность периода инактивации некоторых организмов:

Вид микроорганизма Порядок времени
E-coli секунды - минуты
Вирусы минуты
Цисты одноклеточных паразитов минуты

Степень инактивации обозначает порядок, на который сокращается количество микроорганизмов в результате обработки озоном.

Таблица 3 – Стойкость микроорганизмов к воздействию озона по СТ-критерию (по данным EPA, США):

Вид микроорганизма Степень инактивации Концентрация озона
С, мг/л
Время контакта
Т, мин
СТ-критерий,
мг/л х мин
Бактерии
E-coli, Staphylococcus sp., Pseudomonas fluorescens 99,99% 0,009 1 0,009
Staphylococcus faecalis 99,99% 0,009 2 0,018
Mycobacterium tuberculosis 99,99% 0,009 6 0,054
Вирусы
Rotavirus, Poliovirus, Coxsackie 99,9% 0,3 4 1,2
Цисты одноклеточных паразитов
Giardia Lamblia 99% 0,53 1 0,53
Cryptosporidium parvum 99% 0,5 – 1,0 5 -18 2,5 - 18

С учетом вышеприведенных данных и требуемой чистоты обработки СТ критерий для УОБВ должен составлять до 18 мг/л х мин.

Для определения точной требуемой концентрации озона обычно проводятся лабораторные исследования на образцах используемой воды. Для проведения лабораторного исследования по эффективности применения озонирования для очистки балластных вод в соответствии с правилом D2 МАРПОЛ, в пластиковую емкость объемом 20 л был отобран образец воды из реки Тосна, Тосненский р-н Ленинградской обл., в районе пересечения Никольского шоссе и Советского проспекта, недалеко от места сброса очистных сооружений г. Никольское Тосненского района. Вода была отдана на анализ.

Результаты приведены в таблице 4.

Таблица 4 – Результаты анализа речной воды из р. Тосна.

Определяемые показатели и единицы измерения Результаты испытаний Нормативное значение показателей
Для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения Для рекреационного водопользования
ОМЧ КОЕ/ мл 300 - -
ОКБ КОЕ/ 100 мл 5,0·10 4 не более 1000 не более 500
ТКБ КОЕ/ 100 мл 5,0·10 4 не более 100 не более 100

Измерения проводились ФБУЗ "Центр гигиены и эпидемиологии по железно-дорожному транспорту" Октябрьский филиал Протокол испытаний №3661б от 24 апреля 2017 года.

Вода из емкости с образцами была разделена на три пробы, равные по объему. После чего образцы были подвергнуты воздействию озона, дозировкой 7,5 мг/л в течение 5, 10 и 15 минут для проверки эффективности и скорости обработки имитанта балластной воды. Результаты приведены в таблицах 5, 6 и 7.

Таблица 5 – Результаты анализа имитанта после воздействия 7,5 мг/л O3 в течение 5 мин

Определяемые показатели и единицы измерения Результаты
испытаний
Нормативное значение показателей
Для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения Для рекреационного водопользования
ОМЧ КОЕ/ мл 250

ОКБ КОЕ/ 100 мл 8,6·10 3 не более 1000 не более 500
ТКБ КОЕ/ 100 мл 5,5·10 3 не более 100 не более 100

Таблица 6 – Результаты анализа имитанта после воздействия 7,5 мг/л O3 в течение 10 мин
Определяемые показатели и единицы измерения Результаты испытаний Нормативное значение показателей
Для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения Для рекреационного водопользования
ОМЧ КОЕ/ мл 50

ОКБ КОЕ/ 100 мл 946 не более 1000 не более 500
ТКБ КОЕ/ 100 мл 811 не более 100 не более 100

Таблица 4 – Результаты анализа имитанта после воздействия 7,5 мг/л O3 в течение 15 мин
Определяемые показатели и единицы измерения Результаты испытаний Нормативное значение показателей
Для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения Для рекреационного водопользования
ОМЧ КОЕ/ мл 50

ОКБ КОЕ/ 100 мл 568 не более 1000 не более 500
ТКБ КОЕ/ 100 мл Менее 9 не более 100 не более 100

Примечания к таблицам:
ОМЧ – Общее микробное число, – показатель для оценки общей обсемененности.
ОКБ – Общие колиформные бактерии,
ТКБ – Термотолерантные колиформные бактерии (в т.ч. кишечная палочка)
Результаты испытаний сведены в график, отображающий зависимость количества микроорганизмов в воде, в зависимости от времени воздействия.


Требования правила D2, подразумевающие до 1000 КОЕ/ 100 мл терморезистентных бактерий также исполняются.
Результаты лабораторных испытаний показали, что при обработке балластных вод наряду с концентрацией озона важным является и время контакта. При этом, увеличивая концентрацию озона, можно сократить время контакта (по СТ-критерию), но не менее чем на минимальное время воздействия для каждого из микроорганизмов. С учетом этого, было принято решение об увеличении концентрации озона на 5 мг/л с временем воздействия 5 минут. С учетом этого, производительность озонатора по формулам выше составит 500 г/ч.

Все больше нововведений в сфере судоходства и судостроения появляется в связи с новыми требованиями, диктуемыми охраной окружающей среды. В мире строят суда на альтернативной энергии, разрабатываются новые виды оборудования, осваиваются новые технологии утилизации, не только благодаря развитию технологий и экономической эффективности использования таких судов, но и для соответствия ожесточающимся требованиям к морскому транспорту.

"Зеленый" транспорт — это глобальная перспективная идея. Понятно, что в идеале, все эти меры должны привести к улучшению экологической обстановки на Земле, или как минимум ее не ухудшить. Однако, пути реализации не всегда бывают гладкими, много спорных вопросов.

Совсем немного времени остается до полного запрета эксплуатации судов без наличия на них систем управления балластными водами. Международная морская организация, проявляя лояльность, дала достаточно времени для оснащения всех судов оборудованием, установив крайний и безоговорочный срок - 24 сентября 2024 года.

Причина жестких требований

Многие суда производят забор балластных вод в одном регионе, а сбрасывают уже в другом. При этом водные микроорганизмы попадают в неприемлемую для них среду обитания. Эту ситуацию называют одной из самых серьезных экологических проблем, связанных с судоходством, наряду с загрязнением вод нефтью и нефтепродуктами и выбросами парниковых газов. По сути, таким образом происходит биологическое загрязнение или даже заражение мирового океана. Чужеродные организмы могут нанести непоправимый ущерб местной окружающей среде и нанести урон рыболовству, аквакультуре, вплоть до угрозы здоровью и жизни местного населения.

До 10 млрд тонн водяного балласта ежегодно ходит по транспортным коридорам мирового океана, насильственно организуя миграцию тысячи чужеродных водных организмов. Например, в Балтийском море были обнаружены ракообразные Cladocera, чья традиционная среда обитания – Черное и Каспийское моря. Эти организмы очень быстро размножаются и доминируют над зоопланктоном, забивают рыболовные сети и тралы. Экосистема нарушена, рыболовная промышленность несет убытки.



Какой должна быть система

Ключевым требованием Конвенции "Международной конвенцией о контроле судовых балластных вод и осадков и управлении ими" является наличие на судах системы, обеспечивающей обработку балластных вод с тем результатом, чтобы количество вредных организмов в сбрасываемой воде не превышало определенных концентраций (стандарт D-2).

Сами системы представляют из себя комплексы, предназначенные для очистки от речной и морской флоры и фауны забортной воды, используемой для балластировки судна. Эти системы выполняют функцию по сохранению экологического баланса живых организмов в водной среде.


Со слов экспертов компании "Кронштадт", выбор СУБВ не зависит от назначения и типа судна. Есть два определяющих фактора – технические характеристики насоса балластных вод, который эксплуатируется на судне, и условно "свободное место" под установку системы. При этом некоторые компании, в том числе наши консультанты из компании "Кронштадт", поставляют системы как в сборе на раме, так и отдельными компонентами с возможностью установки частей системы в удобных для судовладельца зонах.

Есть еще один тип установок системы обработки балластных вод ? комплексы, которые внедряют не на судне, а в порту. Принцип работы такой системы не особо отличается от судового оборудования. Тот же комплекс в контейнерном исполнении размещается и подключается к системам энергоснабжения и трубопроводам на верхней палубе судна или на береговых причальных сооружениях – там, где предполагается ее эксплуатация на открытом воздухе.

Сложности на пути обновления

Помимо высокой стоимости оборудования, и выбора самого принципа работы системы, о которых мы говорили выше, судовладельцы не последнее место отводят системе послепродажного обслуживания оборудования. Есть прямая зависимость от количества и местоположения представительств производителя системы, налаженных связей и региона плавания. Если флот, в основном, работает в регионе Северной Америки, например, то и системы владельцы предпочитают покупать "на месте", так их проще монтировать и обслуживать.

Традиционно, как отмечают наши эксперты, заказчики предпочитают работать по системе "все включено": подбор системы, разработка и согласование проекта с классификационным обществом, монтаж под ключ, обучение персонала, и, конечно, сервисное обслуживание.

В связи с растущим спросом, вызванным необходимостью соответствовать требованиям законодательства, растет и предложение. Системы совершенствуются, основные линейки становятся достаточно универсальными, дорабатывается оборудование с учетом удобства и безопасности эксплуатации комплексов членами экипажей.


Стоит отметить, что комплекс оборудования называют не системами очистки вод, а именно системами управления балластными водами. Это означает, что кроме закупки и установки оборудования на каждом судне индивидуально разрабатываются планы и мероприятия, ведутся журналы, обучается команда, назначаются ответственные. А ответственные органы внимательно следят за соответствием подобной системы управления всем требованиям конвенции и ее исполнением.

В связи с огромным вниманием, которое сейчас уделяется вопросам экологии во всех отраслях промышленности, рынок судового "экологического оборудования", не только СУБВ, находится в стадии роста. Нормативное регулирование требует, чтобы СУБВ были в составе любого судна, попадающего под Конвенцию. Уже сейчас ни одно строящееся судно не сходит со стапелей без этих систем. По данным, опубликованным 21 февраля 2021 авторитетным немецким статистическим порталом, ожидается, что в 2027 году объем мирового рынка обработки балластных вод достигнет 8,9 млрд долларов США. Рост этого рынка отражает рост объемов морской торговли и ужесточение правил, установленных Международной морской организацией в отношении управления балластными водами. Оценки относятся к сегментам химической и физической обработки.

В любом случае, выбор производителя и технологии СУБВ остается за заказчиком. Сегодня специалисты могут предложить множество вариантов, исходя из исходных технических характеристик системы, регионов эксплуатации судна для эффективного послепродажного обслуживания и уровня платежеспособности клиента. В том числе инженеры комплексно оснащают модернизируемые и строящиеся суда судовым оборудованием экологического назначения, в том числе для денитрогенизации и десульфуризации выхлопных газов морского применения, обработки мусора на борту, судовых инсинираторов, сепараторов льяльных вод и систем очистки сточных вод.

Если у вас возникли вопросы по переоснащению судов и о том, как подобрать систему управления балластными водами, вы можете оставить комментарий под публикацией или обратиться напрямую к специалистам.

Благодарим экспертов из компании "Кронштадт" за помощь в создании этого материала!

Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова Научный журнал Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова

Адмирал Макаров

АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРИ ВЫБОРЕ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ БАЛЛАСТНЫХ ВОД ДЛЯ СУДОВ «РЕКА - МОРЕ» ПЛАВАНИЯ

Аннотация

В статье рассматривается проблема предотвращения переноса инвазивных морских организмов балластными водами судов в различные морские и речные акватории и вопросы технического оснащения судов смешанного района плавания эффективными судовыми системами обработки балластных вод исходя из их параметров производительности и габаритных показателей, безопасности для членов экипажа и судовых конструкций в соответствии с требованиями «Международной Конвенции о контроле судовых балластных вод и осадков и управлении ими». В исследовании выполнен анализ стандартов «Международной Конвенции о контроле и управлении балластными водами и осадками 2017 года», регулирующих замену и качество балластных вод при эксплуатации и постройке морских и речных судов D-1 и D-2. В соответствии с правилами этой Конвенции, представлены основные методы и способы обработки забортной воды с помощью физического, механического и химического воздействия с целью определения эффективности воздействия данных методов на инвазивные организмы, содержащиеся в балластных водах. Представлены актуальные технологии физической и химической дезинфекции балласта хлором и ультрафиолетовым излучением в современных разработках, выполнена оценка их эффективности при совместном использовании этих технологий с методом механической фильтрации. Произведен анализ технических характеристик современных разработок систем обработки судового балласта, одобренных Международной морской организацией (IМО), определяющих критерии их эффективности. Результатами данного исследования является определение наиболее актуальных методов обработки судового балласта, используемых в современных системах очистки забортной воды на борту судна, диапазонов допустимой мощности оборудования обработки в соответствии с ограниченными массогабаритными показателями, принятыми для возможной установки оборудования очистки на суда смешанного района плавания в соответствии с требованиями и правилами «Международной Конвенции о контроле судовых балластных вод и осадков и управлении ими». В исследовании приведены основные критерии выбора систем обработки балласта для судов «река - море» плавания.

Ключевые слова

балластные воды, системы обработки балласта, экологическое загрязнение, методы обработки, фильтрация, конвенция, судоходство

Читать полный текст статьи: PDF

Список литературы

Об авторах

Андрюшечкин Юрий Николаевич - кандидат технических наук, доцент

Автор статьи

Куприянов Денис Юрьевич

Куприянов Денис Юрьевич

Юрист частного права

Страница автора

Читайте также: