文/陳娟

現(xiàn)有船舶污染物接收設(shè)備操作和運(yùn)輸處理繁瑣，船上有機(jī)污染物被隨意傾倒，破壞航道水質(zhì)的問題時(shí)有發(fā)生。形成高效的船舶有機(jī)垃圾回收處理系統(tǒng)對(duì)提高船舶垃圾處理水平，有效降低航道水質(zhì)污染，改善航道生態(tài)環(huán)境具有重要應(yīng)用意義。本文將基于秸稈沼氣技術(shù)發(fā)展和船舶廢棄有機(jī)物處理現(xiàn)狀，探究基于秸稈沼氣的船舶有機(jī)垃圾循環(huán)利用技術(shù)應(yīng)用意義，對(duì)該技術(shù)如何提高處理降解有機(jī)污染物的效率，更大程度實(shí)現(xiàn)回收利用等應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行分析。秸稈沼氣技術(shù)是一種利用沼氣設(shè)備，以農(nóng)作物秸稈為主要原料，在嚴(yán)格的厭氧環(huán)境和一定的溫度、水分、酸堿度等條件下，經(jīng)過微生物厭氧發(fā)酵產(chǎn)生一種可燃?xì)怏w的技術(shù)。20世紀(jì)90年代以來，為解決農(nóng)作物秸稈焚燒造成的環(huán)境污染問題，秸稈沼氣技術(shù)得到推廣應(yīng)用，經(jīng)鹽城、淮安、揚(yáng)州、南通等地區(qū)示范應(yīng)用均取得成功。以秸稈為原料生產(chǎn)沼氣不僅很大程度解決了我國秸稈的環(huán)境污染問題，還為解決沼氣大規(guī)模推廣需要的大宗原料問題提供了途徑。反觀船上廢棄有機(jī)物的處理方式卻依然不容樂觀。目前，雖然船上安裝了生活污水處理裝置，但仍有大量不經(jīng)設(shè)備處理進(jìn)行直排的違規(guī)行為，部分航道船閘和水上服務(wù)區(qū)安裝了智能垃圾回收站、船舶油污接收設(shè)備，也有個(gè)別市配置了垃圾回收船，但利用率不高，現(xiàn)狀改變不大。當(dāng)下，基于現(xiàn)有處理技術(shù)提高船舶有機(jī)垃圾循環(huán)利用水平成為亟待解決的問題。

一、基于秸稈沼氣的船舶有機(jī)垃圾循環(huán)利用技術(shù)原理

秸稈是微生物厭氧發(fā)酵的高效原材料，首先利用沼氣設(shè)備的集污池，在以秸稈為主進(jìn)行一次性投料的基礎(chǔ)上，利用船上餐廚垃圾、糞便及其他腐爛的有機(jī)污染物質(zhì)連續(xù)進(jìn)料，將一定數(shù)量的廢棄有機(jī)物儲(chǔ)存在集污池中制成船用發(fā)酵原材料。其次，發(fā)酵原料經(jīng)過處理降解裝置產(chǎn)生沼氣，制成的沼氣通入船員生活場所，供船員生火做飯等。最后，對(duì)船舶有機(jī)垃圾處理降解后的排出水進(jìn)行消毒并泵送，用作水培蔬菜及養(yǎng)殖花鰱等魚類，基本可以解決船員部分食物需求問題。如此能夠充分考慮船舶廢棄有機(jī)物的接收、存儲(chǔ)、處理降解及排放水消毒再利用，充分利用秸稈沼氣技術(shù)接收船上垃圾并方便地處理降解為沼氣進(jìn)而提供船員生火做飯等所需燃料，并利用處理降解后的排放水培植蔬菜及養(yǎng)殖魚類，實(shí)現(xiàn)船舶有機(jī)垃圾的循環(huán)利用，減少污染物傾倒排放。

二、基于秸稈沼氣的船舶有機(jī)垃圾循環(huán)利用技術(shù)方案

為實(shí)現(xiàn)高效回收利用船舶有機(jī)垃圾的目的，本技術(shù)方案解決其技術(shù)問題主要是采用將船舶廢棄有機(jī)物的接收、存儲(chǔ)、處理降解及排放水消毒等裝置連接成一個(gè)系統(tǒng)，發(fā)揮循環(huán)利用的目的。圖1示出此船舶垃圾處理循環(huán)系統(tǒng)平面布置圖，形成的船舶垃圾處理循環(huán)系統(tǒng)主要包括污水入口1、集污池2、生化降解處理池3、出水養(yǎng)殖沉淀池a（4）、出水養(yǎng)殖沉淀池b（4-1）、紫外線消毒裝置5、冷卻水加熱池6、溫度感應(yīng)器7、沼氣燈8、沼氣灶9、截止閥10、冷卻水蒸發(fā)池11、水泵12、管道a、管道b、管道c、管道d、管道e、管道f及閥門v1、閥門v2、增氧泵v3。此船舶垃圾循環(huán)利用系統(tǒng)在以秸稈為主進(jìn)行一次性投料的基礎(chǔ)上，利用船上有機(jī)污染物質(zhì)，將船上餐廚垃圾、生活污水（此處指由船員產(chǎn)生的糞便）通過污水入口1儲(chǔ)存在集污池2中制成船用發(fā)酵原材料，生化降解處理池3中秸稈及船上廢棄有機(jī)物經(jīng)降解處理裝置產(chǎn)生沼氣燃料、廢水及雜質(zhì)；通過紫外線消毒裝置5后，雜質(zhì)被截留，廢水消毒后被泵送入水培蔬菜池a（4）及花鰱等魚類養(yǎng)殖池b（4-1）；沼氣燃料通過管道繼而進(jìn)入船員生活場所（沼氣燈8、沼氣灶9）提供能源；同時(shí)，利用船舶冷卻水，冷卻水加熱池6自動(dòng)對(duì)生化降解池加熱，即當(dāng)氣溫較低，生物降解處理池達(dá)不到微生物厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣所需溫度時(shí)，溫度感應(yīng)器7報(bào)警，打開船舶冷卻水管道，船舶冷卻水多根管道經(jīng)過生化降解池底部對(duì)其加熱，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。系統(tǒng)中污水入口為裝有截止閥的兩端開口管道的一端，此管道前段為直線型，接入集污池較底端的后段采取弧形，開口向上，當(dāng)集污池中含廢棄有機(jī)物的污水達(dá)到一定數(shù)量，進(jìn)料形成的水壓下泄可對(duì)生化降解處理池中最上表面形成多次攪拌作用，防止有機(jī)物上浮而難以進(jìn)入降解池。當(dāng)船員從污水入口倒入廢棄物時(shí)，截止閥在壓力作用下自動(dòng)開啟，當(dāng)無壓力作用時(shí)，截止閥保持關(guān)閉，污水管道維持密閉狀態(tài)，避免污染空氣。系統(tǒng)中集污池存儲(chǔ)接收的船上廢棄有機(jī)物作為沼氣發(fā)酵原材料。生化降解處理池存儲(chǔ)一次性投料的秸稈為沼氣發(fā)生設(shè)備提供初始原料，并利用厭氧氧化發(fā)酵、接觸氧化發(fā)酵、生物反應(yīng)器相結(jié)合的處理技術(shù)，有效降解船舶生活污水中的有機(jī)污染物質(zhì)，進(jìn)而產(chǎn)生沼氣燃料。出水養(yǎng)殖沉淀池主要用于沉淀、截留污水中的菌體，提高污水處理設(shè)施處理效率的同時(shí)大大改善出水水質(zhì)。管道除各處理流程間的連接通道外，還包括排放端前端的消毒管道，此管道設(shè)置紫外線殺菌器，使得排出本體外的水質(zhì)菌群達(dá)標(biāo)，能夠用作水培蔬菜及養(yǎng)殖魚類。冷卻水加熱和蒸發(fā)池利用船舶本身機(jī)器內(nèi)冷卻水的熱量對(duì)生化降解池和蒸發(fā)池加熱，在氣溫較低時(shí)也能確保沼氣發(fā)生所需的溫度，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。同時(shí)，可以對(duì)出水養(yǎng)殖沉淀池多出來的水進(jìn)行加熱蒸發(fā)，減少出水養(yǎng)殖池內(nèi)水流入航道。

圖1 船舶垃圾處理循環(huán)系統(tǒng)平面布置圖

三、基于秸稈沼氣的船舶有機(jī)垃圾循環(huán)利用技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

由于這種基于秸稈沼氣的船舶有機(jī)垃圾循環(huán)利用技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)船舶有機(jī)垃圾高效降解轉(zhuǎn)化，從而具有以下應(yīng)用優(yōu)勢：第一，實(shí)現(xiàn)便捷操作，就地轉(zhuǎn)化，在船舶場所安裝裝置即實(shí)現(xiàn)就地收集船上所有廢棄有機(jī)物，通過裝置即可有效地將廢棄有機(jī)物發(fā)酵為沼氣能源進(jìn)行使用。第二，節(jié)約資源，降低人力物力成本，利用秸稈沼氣技術(shù)，裝置直接在船舶安裝使用，無需像現(xiàn)在安裝的污水處理器24小時(shí)通電運(yùn)行，同時(shí)釋放由碼頭收集污染物，再經(jīng)車輛送到指定處理場進(jìn)行再處理所產(chǎn)生的大量人力、物力資源等相關(guān)費(fèi)用。第三，實(shí)現(xiàn)廢棄資源再利用，同時(shí)解決船員生活場所燃料來源問題，通過收集船上餐廚垃圾、生活污水等廢棄有機(jī)物作為原料，進(jìn)而發(fā)酵為沼氣，輔助提供船上生活燃料，充分利用廢棄有機(jī)物，同時(shí)能有效補(bǔ)充船員生活場所燒火做飯等燃料來源問題。第四，能夠改善船舶衛(wèi)生條件，利用沼氣當(dāng)燃料，無煙無塵，清潔方便。船民生活產(chǎn)生的糞便、垃圾、生活污水等都是沼氣發(fā)酵的原材料，隨著這些原料進(jìn)入處理降解池的病菌、寄生蟲卵等能在池中密閉發(fā)酵被殺死，從而改善了船上環(huán)境衛(wèi)生條件，有益于船員身體健康。第五，改善航道水質(zhì)，保護(hù)航道生態(tài)環(huán)境，此技術(shù)可以較大程度地減少船舶污染物直排和餐廚垃圾等向航道傾倒，減輕航道水質(zhì)污染，保護(hù)航道環(huán)境。第六，解決船員的蔬菜等食物需求問題，此技術(shù)直接利用沼氣發(fā)生裝置的排出水消毒泵送，提供水培蔬菜和養(yǎng)殖花鰱等魚類的水體來源。船員利用系統(tǒng)泵送水種菜養(yǎng)魚，能夠基本滿足蔬菜等食物需求，使系統(tǒng)達(dá)到生態(tài)循環(huán)。

結(jié)束語：

本次基于秸稈沼氣的船舶有機(jī)垃圾循環(huán)利用技術(shù)研究是從秸稈沼氣技術(shù)發(fā)展和船舶有機(jī)垃圾處理現(xiàn)狀亟待改善的現(xiàn)實(shí)情況出發(fā)，探究利用秸稈沼氣實(shí)現(xiàn)船舶有機(jī)垃圾高效處理降解，進(jìn)而循環(huán)利用的問題。該技術(shù)通過將船舶廢棄有機(jī)物的接收、存儲(chǔ)、處理降解及排放水消毒等裝置連接成一個(gè)系統(tǒng)，充分利用秸稈沼氣技術(shù)接收船上垃圾并方便地處理降解為沼氣進(jìn)而提供船員生火做飯等所需燃料，并利用處理降解后的排放水培植蔬菜及養(yǎng)殖魚類，實(shí)現(xiàn)船舶有機(jī)垃圾的循環(huán)利用，減少污染物傾倒排放。