近年來船舶灰水中微型塑料、合成洗滌劑、纖維等對海洋水體和生物的危害日益凸顯，營運船舶的灰水管理和排放控制，在國際會議上被廣泛討論。北歐多國多次將灰水的相關研究成果編寫成提案提交國際海事組織，可以預想船舶灰水排放和監(jiān)管接下來必將成為國際公約和國內(nèi)相關法律法規(guī)的一個關注點。目前，海事管理機構、航運企業(yè)、科研院校在提案、法律法規(guī)制定、技術標準研究等方面尚未形成統(tǒng)一的意見。因此開展營運船舶灰水管理關鍵技術研究迫在眉睫。

　　灰水處理裝置設計

　　1、裝置設計原理

　　從船舶灰水的組成分析，其中主要有蛋白質(zhì)、淀粉、油脂等，且濃度不小于150mg/L，具有較好的生化性，因此國內(nèi)已有中船重工704所、江蘇南極等國內(nèi)防污染設備廠家采用MBR工藝處理黑水、灰水且出水指標已滿足GB/T 18920-2002《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》要求。

　　船舶灰水處理工藝主要包括預處理、生化處理、超濾膜等流程(如圖1所示)。其中各流程主要功能是：

　　圖1 灰水處理MBR法工藝流程圖

　　(1) 灰水預處理通過撇油器和毛發(fā)過濾器兩個裝置完成，主要用于去除廚房灰水中的油脂和洗滌灰水中的毛發(fā)；

　　(2) 生化反應段主要利用混合液中的活性污泥來降解灰水中的大部分BOD及SS；

　　(3) 超濾膜過濾段主要用于混合液固液分離及清污分離，出水除大腸桿菌指標外其他均可滿足當前IMO國際公約的排放要求；

　　(4) 深度處理段主要用于去除色度、嗅味、濁度及表面活性劑等；

　　(5) 消毒段主要用于去除水中的細菌、病毒等致病微生物，確保出水不會造成二次污染。

　　2、裝置組成和功能

　　MBR型灰水處理裝置(以外置式膜組件為例)一般由裝置本體、供氣組件、排放組件、循環(huán)組件、電控組件、膜組件組成。單臺裝置設計處理能力滿足50-500人。典型MBR型生活污水處理裝置(見圖2)。

　　圖2 典型MBR型生活污水處理裝置(外置式)

　　(1) 裝置本體，主要為灰水提供收集和處理的場所；

　　(2) 供氣組件，為裝置本體內(nèi)的灰水提供生化反應所需的氧氣；

　　(3) 排放組件，用于處理后灰水的排放或轉(zhuǎn)駁；

　　(4) 循環(huán)組件，該組件將混合液增壓后泵入膜組件中，滿足超濾的條件；

　　(5) 膜組件，用于混合的清污分離，清水滿足排放要求；

　　(6) 電控組件，用于控制裝置上的運動部件。

　　3、裝置組成參數(shù)計算

　　(1) 裝置單位時間處理量

　　船舶灰水處理裝置單位時間內(nèi)處理量與船員或乘客每日產(chǎn)生量、人數(shù)和設備間歇運行時間有關。

　　(2) 反應器的容積

　　反應器容積與每小時處理量和處理時間有關。

　　船舶灰水管理計劃

　　船舶灰水在整個船舶污水中的占比達70%～75%，如統(tǒng)一在船上處理勢必增加船上投資及運行成本。因此，船舶需結合船舶航行區(qū)域、船上人員數(shù)量及船舶用途等特點，從提高處理效率、節(jié)約淡水資源以及降低海洋污染的角度，可以按照以下原則對營運產(chǎn)生的灰水實施有效的管理：

　　1、分類收集。船舶可以分別鋪設收集系統(tǒng)管路將廚房灰水和洗滌灰水分別收集至對應的裝置進行預處理，提高后續(xù)工藝處置效率；

　　2、精準處理。經(jīng)過預處理的灰水匯總后分別通過生化反應、超濾膜過濾、消毒、深度處理等對灰水中各危害成分實施精準處理；

　　3、循環(huán)再用。船舶灰水相比生活污水是更好的優(yōu)質(zhì)回用水源，可以考慮對船舶灰水進行處理后回用，不僅能減輕污水排放對海洋環(huán)境的污染，還能實現(xiàn)水資源的循環(huán)利用，尤其是對遠洋航線且載客較多的客船、行駛在特殊海域的船舶，具有重要的意義；

　　4、達標排放。需要排放的船舶灰水應嚴格遵守國際公約或地方法律中灰水排放控制的要求。