Una legislazione sulla protezione ambientale delle acque reflue delle navi sta attirando l'attenzione del mondo.
Più di 500 emittenti televisive mainstream e altri media stranieri hanno elogiato il rapporto: "Non è comune ottenere un grande successo ambientale, ma questa decisione è davvero di livello mondiale. Nessun altro paese ha promulgato una legge così ambiziosa".
Molti paesi in tutto il mondo stanno lavorando duramente per risolvere il problema dell’inquinamento delle navi
Recentemente, il parlamento finlandese ha approvato una legislazione di vasta portata che vieta alle navi mercantili di scaricare le acque reflue nelle acque costiere del paese. La legge entrerà ufficialmente in vigore nel luglio 2025.
Resta inteso che la Finlandia ha sempre vietato alle navi passeggeri di scaricare le acque reflue. Ora anche le navi mercantili sono soggette a severi standard di controllo. La Finlandia diventerà il primo paese al mondo ad attuare una normativa così completa sulle acque reflue.
A questo proposito, l’Organizzazione internazionale per la protezione dell’ambiente marino ha affermato che si tratta di un risultato enorme. La misura non solo proibisce lo scarico delle acque reflue, ma proibisce anche alle navi di scaricare le acque reflue e i fanghi degli impianti di lavaggio nelle acque territoriali finlandesi e nel Mar Baltico. Le nuove normative rendono la Finlandia un pioniere nel campo del controllo delle emissioni delle navi e spingeranno gradualmente i paesi costieri circostanti a vietare alle navi di scaricare le acque reflue.
Fonte immagine/Mårten Lampén: Le navi devono pompare le acque reflue quando attraccano nei porti finlandesi
Mentre la tendenza della globalizzazione economica e dell'integrazione economica mondiale continua a rafforzarsi, in quanto fabbrica mondiale, le importazioni e le esportazioni del trasporto merci via acqua della Cina sono aumentate di anno in anno, ma mentre creano valore economico, i liquami generati dalle navi hanno causato un grave inquinamento al ambiente fluviale interno e marino.
Quando il segretario generale Xi Jinping ha visitato il fiume Yangtze in barca, ha chiesto con preoccupazione dello scarico delle acque reflue delle navi. I dati pubblici mostrano che, al fine di attuare il concetto di sviluppo "L'acqua verde e le montagne verdi sono montagne d'oro e d'argento", il mio paese ha successivamente pubblicato il "Piano d'azione per la prevenzione e il controllo dell'inquinamento idrico", gli "Standard di controllo delle emissioni inquinanti dell'acqua delle navi" (GB3552-2018), "Regole tecniche per l'ispezione obbligatoria delle navi a navigazione nazionale (2020)" e altri standard politici.
Da un'indagine sugli scarichi delle acque reflue di 500 navi (navi portarinfuse, navi cisterna per prodotti chimici, navi da carico generale, ecc.), si può chiaramente comprendere che i liquami delle navi sono principalmente suddivisi in due categorie: liquami oleosi e liquami domestici.
◎ Le principali fonti di acque reflue oleose delle navi sono: 1) Acqua di lavaggio oleosa del serbatoio, la quantità di acqua di lavaggio del serbatoio è generalmente circa il 20% del carico della nave; 2) Acqua della sala macchine, il volume annuo dell'acqua è generalmente pari a circa il 10% della stazza lorda della nave; 3) Acque di zavorra oleose, generalmente le acque reflue oleose di zavorra rappresentano circa il 25% del carico della nave.
Le acque reflue oleose sul fondo della sentina hanno un elevato contenuto di petrolio e il loro rapporto tra domanda biochimica di ossigeno e domanda chimica di ossigeno è il più alto tra tutti i tipi di acque reflue, indicando che le acque reflue contengono un elevato contenuto di sostanze difficili da decomporre la materia organica e lo scarico diretto nel corpo idrico sono più dannosi.
◎ Le acque reflue domestiche delle navi possono essere suddivise come segue in base a diverse fonti: 1) "acque grigie", ovvero acque reflue generate da bagni, cucine, lavanderie, ecc. con meno inquinamento; 2) "acque nere", che si riferiscono alle acque reflue provenienti da servizi igienici e cliniche.
Le acque reflue domestiche contengono più oli animali e vegetali, azoto totale, fosforo totale e solidi sospesi. Il contenuto di solidi sospesi e di azoto totale nell'acqua di scarico è il più elevato e il contenuto di oli animali e vegetali nell'acqua della cucina è relativamente elevato. Lo scarico diretto di azoto totale e fosforo totale nell'acqua senza trattamento causerà l'eutrofizzazione del corpo idrico e lo scarico diretto di solidi sospesi potrebbe avere un effetto negativo sulla trasparenza del corpo idrico.
Spedire il percorso e la tecnologia di trattamento delle acque reflue oleose
Secondo l'indagine, poiché il separatore olio-acqua è facile da installare e il prezzo non è elevato, la percentuale di navi per la navigazione interna che installano separatori olio-acqua è relativamente elevata in questa fase. Tuttavia, alcuni membri dell'equipaggio ritengono che l'utilizzo di separatori olio-acqua per scaricare i liquami oleosi sia problematico e dispendioso in termini di tempo e scaricano palesemente i liquami oleosi non trattati in mare:
◎ Scaricare le acque sporche e oleose direttamente in mare attraverso il raccordo di scarico da riva con un tubo è una delle operazioni più semplici.
Sebbene questo “metodo” sia rapido e diretto, lascerà tracce evidenti. Secondo le forze dell'ordine, sulla superficie della piastra dello scafo all'esterno del giunto di scarico della riva sono presenti tracce di liquami oleosi, che non possono essere cancellati dal vento e dalle onde. Le viti sul giunto di scarico della banchina hanno segni di allentamento. La vernice sul giunto di scarico della sponda è relativamente nuova, il che è in netto contrasto con la vernice sulla superficie delle altre parti. Il burro sulla superficie delle viti del giunto di scarico della riva è relativamente fresco e pulito, il che è in netto contrasto con il colore del burro sulla superficie delle viti su altre flange vicine. Un'ulteriore ispezione mostra che i tubi flessibili scaricati in mare si trovano nella sala materiali della sala macchine, nella stanza dell'aria condizionata e nella stanza dei pezzi di ricambio. Questi tubi presentano evidenti tracce di macchie d'olio.
Schema del giunto di scarico a terra delle acque reflue oleose, le viti sulla flangia presentano tracce di spostamento, ovviamente è possibile anche la ricezione dello scarico a terra
◎ Un'altra semplice operazione è scaricare l'acqua sporca e oleosa direttamente in mare tramite una pompa sommergibile.
Allo stesso modo, anche questa operazione lascerà delle tracce: Sono presenti tracce di liquami oleosi sulla superficie della lamiera dello scafo all'esterno della zona giorno. Un'ulteriore ispezione mostra che le pompe sommergibili scaricate in mare si trovano nella sala materiali della sala macchine, nella stanza dell'aria condizionata e nella stanza dei pezzi di ricambio. È presente olio sulla superficie della pompa sommersa e sono presenti evidenti tracce di macchie d'olio sul dado o sul tubo flessibile collegato alla pompa sommersa. Allo stesso modo, come mostrato sopra, ci saranno segnali da seguire.
È difficile rimuovere le tracce di liquami oleosi sulla piastra dello scafo
Non c'è dubbio che le operazioni di scarico illegale di cui sopra non sfuggiranno agli "occhi d'aquila e agli occhi d'oro" delle autorità di regolamentazione (anche altri membri dell'equipaggio riferiranno).
Allo stato attuale, l'industria generalmente raccomanda l'uso del separatore olio-acqua per il trattamento-stoccaggio a bordo-trasferimento a terra o del separatore olio-acqua-separazione-stoccaggio a bordo-raccolta mobile della nave-trattamento unificato per le acque reflue oleose delle navi.
◎ Il separatore olio-acqua deve essere a prova di perdite e a prova di perdite e deve essere installato un dispositivo di allarme per livello elevato del liquido. Si consiglia di utilizzare la tecnologia di trattamento del processo di separazione per gravità e separazione a membrana e il relativo processo combinato. Inoltre, le navi dotate di apparecchiature per la separazione olio-acqua dovrebbero essere dotate di serbatoi per l'olio sporco (armadi) per lo stoccaggio dell'olio sporco; per le piccole navi interne con una potenza totale dei motori diesel principali e ausiliari inferiore a 110 kW, se non è possibile installare serbatoi (armadi) per l'olio sporco, è possibile attrezzare semplici barili di stoccaggio dell'olio sporco per immagazzinare l'olio sporco.
◎ Esistono generalmente tre modi per effettuare la raccolta a terra. Uno consiste nell'utilizzare una pompa autoadescante per aspirare i liquami oleosi nell'armadio di stoccaggio dei liquami oleosi attraverso il giunto di scarico standard dei liquami oleosi, quindi scaricarli senza soluzione di continuità nel serbatoio di stoccaggio temporaneo dei liquami oleosi dopo il sollevamento. Quando il serbatoio di stoccaggio temporaneo raggiunge il livello dell'acqua di trasferimento, viene trasferito e ricevuto incaricando un soggetto terzo qualificato; l'altro è riceverlo direttamente e trasferirlo ad un'unità terza qualificata attraverso un veicolo ricevente per liquami oleosi; quest'ultima tipologia è la più consigliata in questa fase, ovvero raccoglierli via via d'acqua tramite una nave ricevente mobile, ed infine la nave raccoglitrice invierà i liquami oleosi raccolti all'unità di terze parti.
◎ Il successivo trattamento biochimico delle acque reflue oleose delle navi deve essere effettuato in base alle acque reflue ad alta salinità. A differenza delle acque reflue domestiche, in particolare dell'acqua di zavorra, che viene generalmente iniettata con acqua di mare, la salinità media dell'acqua di mare è di circa il 3,5%, mentre la salinità delle acque reflue domestiche generalmente non supera lo 0,2%. I rapporti di carbonio, azoto e fosforo nei liquami oleosi delle navi sono ovviamente elevati e le fonti di azoto e fosforo devono essere integrate. Inoltre, il B/C delle acque reflue è generalmente inferiore a 0,3 e la biodegradabilità è scarsa.
Attualmente, i processi più utilizzati consistono principalmente nel migliorare il rapporto B/C delle acque reflue attraverso l'ossidazione, la flocculazione e la sedimentazione di Fenton, quindi integrare le fonti di azoto e fosforo attraverso il serbatoio di regolazione e immettere nel pool biochimico aerobico per il trattamento.
Poiché il trattamento delle acque reflue ad alta salinità è difficile, è adatto per il trattamento del processo MBR, ma la membrana MBR è altamente sensibile all'olio e l'inquinamento da olio bloccherà il tubo della membrana, con conseguente diminuzione del flusso della membrana e quindi una diminuzione del trattamento capacità. Pertanto, i requisiti per la separazione olio-acqua front-end sono relativamente rigorosi e si dovrebbe evitare il più possibile che l'inquinamento da petrolio entri nel sistema biochimico. Esistono metodi di separazione fisica e chimica per la separazione olio-acqua, ognuno dei quali presenta vantaggi e svantaggi.
Spedire il percorso e la tecnologia di trattamento delle acque reflue domestiche
Per i liquami domestici si possono adottare due metodi di trattamento, uno è il metodo del "trattamento diretto e poi scarico", ovvero i liquami vengono trattati dotando la nave di apparecchiature per il trattamento dei liquami domestici e poi scaricati; l'altro è il metodo "prima raccolta, poi trasferimento e poi smaltimento", ovvero la nave è dotata di attrezzature per la raccolta delle acque reflue, che vengono trasferite e smaltite ricevendole a terra.
Dalle indagini in loco sono emersi i seguenti problemi nel trattamento dei liquami domestici provenienti dalle navi della navigazione interna in una certa provincia orientale allo stato attuale: un piccolo numero di navi superiori a 400 t non sono dotate di apparecchiature per il trattamento dei liquami domestici; le navi interne di peso inferiore a 400 t non sono sostanzialmente dotate di attrezzature per lo smaltimento e le acque reflue domestiche sono in uno stato di scarico diretto.
Attualmente, i metodi comunemente utilizzati per il trattamento dei liquami domestici delle navi comprendono metodi fisici e chimici, metodi elettrochimici, metodi MBR, ecc. È consigliabile adottare processi combinati come bioreattori a membrana, metodi di ossidazione a contatto, metodi di elettrolisi, ultrafiltrazione, filtrazione a membrana , disinfezione con ozono e disinfezione ultravioletta.
◎ Trattamento fisico e chimico dei liquami domestici delle navi
I metodi fisici e chimici possono essere utilizzati come sistema di trattamento delle acque reflue separato o combinati con il trattamento biologico. I metodi di trattamento tipici includono: metodo di flottazione per coagulazione, metodo di sedimentazione per coagulazione, metodo di scambio ionico, metodo di separazione con membrana, ecc.
Prendendo come esempio il metodo di sedimentazione per coagulazione, la polvere di calcare viene prima aggiunta alle acque reflue per produrre una reazione di flocculazione e sedimentazione, quindi filtrata per rimuovere le impurità solide e le sostanze sospese nell'acqua. Le impurità disciolte nelle acque reflue possono essere rimosse combinandole con l'adsorbimento su carbone attivo; infine, viene scaricato in mare dopo la disinfezione, la deossigenazione e altri trattamenti per soddisfare gli standard di scarico.
◎ Bioreattore a membrana (MBR) per il trattamento dei liquami domestici delle navi
I dispositivi MBR sono stati ampiamente utilizzati nel trattamento delle acque reflue domestiche delle navi grazie ai loro vantaggi quali la piccola area, la buona qualità degli effluenti e la semplicità di funzionamento e gestione.
Il bioreattore a membrana è un metodo di trattamento delle acque reflue che combina la tecnologia di separazione a membrana con altre tecnologie di trattamento biologico.
In base alle diverse funzioni della membrana, può essere suddivisa in bioreattore a membrana di separazione solido-liquido, bioreattore a membrana per separazione di aerazione senza bolle e bioreattore a membrana per separazione di estrazione. Tra questi, il bioreattore a membrana di separazione per aerazione senza bolle e il bioreattore a membrana per separazione di estrazione sono adatti per il trattamento delle acque reflue in campi speciali. In base al dispositivo e al gruppo membrana, può essere suddiviso in tipo integrato e tipo diviso. In base ai diversi processi di trattamento, può essere suddiviso in bioreattore a membrana composita, bioreattore a membrana anaerobica, bioreattore a membrana aerobica a fango granulare, ecc.
Le acque reflue domestiche delle navi vengono prima trattate mediante pretrattamento e trattamento biologico per rimuovere le impurità e la materia organica nelle acque reflue, quindi trattate mediante trattamento a membrana per separare le restanti impurità e l'acqua nell'acqua trattata, e infine trattate mediante sterilizzazione.
◎ Metodo di ossido-riduzione ad alta pressione per il trattamento dei liquami domestici delle navi
Il metodo di ossidoriduzione ad alta pressione consiste nel preriscaldare i liquami raccolti, inviare i liquami preriscaldati a un contenitore ad alta pressione per la reazione di ossidoriduzione e decomporre innumerevoli sostanze organiche. Durante la reazione, il calore viene continuamente rilasciato per riscaldare le acque reflue.
Una volta completata la reazione, il separatore gas-liquido separa l'anidride carbonica generata e le acque reflue, l'anidride carbonica viene filtrata attraverso il purificatore e scaricata nell'atmosfera e le acque reflue separano le impurità insolubili attraverso il separatore solido-liquido.
Le impurità insolubili vengono scaricate in mare dopo l'incenerimento nell'inceneritore e le acque reflue separate vengono scaricate in mare o riciclate dopo la sterilizzazione.
I vantaggi del metodo di ossidazione-riduzione ad alta pressione sono che il dispositivo occupa uno spazio ridotto, la qualità dell'acqua scaricata è buona e le sostanze nocive nelle acque reflue possono essere sostanzialmente eliminate; gli svantaggi sono che l'apparecchiatura ha elevati requisiti di resistenza al calore e sicurezza, il prezzo è elevato, l'investimento iniziale è elevato ed è difficile da gestire e le sostanze gassose scaricate durante la reazione possono causare inquinamento ambientale.
◎ Elettrocoagulazione + ossidazione a contatto + MBR, processo combinato per il trattamento dei liquami domestici delle navi
Il processo combinato può ridurre efficacemente lo scarico della domanda biochimica di ossigeno di cinque giorni, dei solidi sospesi, dei batteri coliformi resistenti al calore, della domanda chimica di ossigeno e del cloro totale (cloro residuo totale).
Il processo di trattamento dell'elettrocoagulazione può prolungare efficacemente la durata della membrana e accelerare la coltivazione dei batteri; la tecnologia di trattamento di disinfezione ultravioletta è ecologica ed ecologica, evitando l'inquinamento secondario; il processo di trattamento della membrana MBR ha un elevato tasso di carico dei fanghi, un trattamento più accurato e un minore scarico dei fanghi.
Per quanto riguarda i liquami domestici delle navi, alcuni addetti ai lavori del settore hanno anche avanzato alcuni suggerimenti:
Ad esempio, la disposizione delle apparecchiature per il trattamento delle acque reflue domestiche dovrebbe soddisfare i requisiti di vicinanza a servizi igienici e cucine, resistenza dell'assemblaggio, ecc. Si consiglia di dotare pannelli solari e sistemi di batterie per ridurre i costi operativi delle apparecchiature di trattamento; ad esempio, ispezioni regolari dei dispositivi elettromeccanici e di aerazione e sostituzione regolare di farmaci e membrane.
Va notato che negli ultimi anni i requisiti del mio paese per la gestione dell'ambiente idrico sono diventati sempre più rigorosi. Per attuare risolutamente la politica di protezione del fiume Yangtze, si è cominciato ad attuare misure di piombatura per le valvole di scarico diretto dei liquami domestici delle navi lungo il fiume Yangtze.
Inoltre, secondo la convenzione, ai porti non è ora consentito scaricare i liquami domestici direttamente in mare. Quando sono in porto, sono tenuti a chiudere la valvola a mare, a conservare i liquami domestici in un armadio di raccolta o a fare richiesta alle navi che ricevono il porto per riceverli. Tuttavia, secondo alcuni membri dell'equipaggio, alcune navi rimangono in porto per molto tempo. Per far fronte alla lunga permanenza in porto, spesso di notte scaricano in mare una parte dei liquami e ne conservano l'altra parte per l'ispezione.