引言：船舶压载水在未经任何处理的情况下直接排放会对海洋内生物和海水水质造成严重影响。基于此国际海事组织（InternationalMaritimeOrganization，IMO）通过了《压载水管理公约》，对压载水中可存活生物的种类及数量作出明确规定，并对船舶提出配置压载水处理装置（BallastWaterManagementSystem，BWMS）的要求，BWMS在目前的船舶制造中已变成了标准配置。
一、BWMS概述
船舶压载水的排放会对海洋环境造成污染，而《压载水管理公约》的制定出台就是为了对压载水的排放进行约束，实现对海洋环境的保护。而为了使船舶的压载水在排放时能够达到《压载水管理公约》的标准，船舶在实际使用中可以通过在船上加装BWMS来完成对船舶压载水的处理。常见的BWMS主要可被分为电解系统与紫外线系统（Ultraviolet，UV）两种。
电解系统处理压载水的主要工作流程与原理如下：首先使压载水通过过滤器，完成对其的预处理，再将海水电解，得到纯度较高的次氯酸钠（NaClO）溶液，再消灭其余水体内部的病原体和其余生物等。使用电解系统处理船舶压载水之前，应该提前确认压载水中氯元素的成分总量，再对电气系统进行设置，确保其全程自动处理，且处理结果能够通过《压载水管理公约》的排放标准
紫外线系统处理压载水的主要工作流程与原理如下：首先同样将压载水通过过滤器对其进行预处理，将水体内颗粒较大的杂质和明显生物体清除干净，再使用紫外线的消杀功能对预处理过的水体进行再次消杀，去除水体剩余的水生生物等。在压载水正式排放之前同样要对其进行紫外线复杀，以确保正式排放的压载水能够处于《压载水管理公约》的允许范围之内。紫外线处理系统的空间布局较为紧密，不会占据船舶的太大空间，且这一系统在处理压载水时不会受水体含盐量和温度浮动等客观条件的影响，能够影响紫外线系统消毒成效的主要原因为系统内压载水的透射比——压载水越清澈，消毒效果越佳，反之亦然[1]。
同紫外线系统相较而言，电解系统的工作效能更大，也就使用与处理压载水总量较大的船舶改造中，但后者在实际使用时会存在如下几方面缺点：首先，电解系统在分解压载水时会受到水体含盐量和温度浮动的影响——水体温度越低、含盐量越小，电解系统处理压载水的成效就越低。其次，选择电解系统处理压载水可能会面对消费能耗较大的问题。最后，在电解船舶压载水时除了会产生高浓度的次氯酸钠溶液，还会生成一部分氢气，氢气的存在可能会对船舶造成安全隐患。下文以采用电解系统进行传播压载水系统改造的实际案例为例，对船舶压载水处理系统的改装设计进行研究[2]。
二、电气系统设计
不同型号的BWMS设备具有不同的工作原理，但其内部系统的设计原理却基本大同小异。在BWMS电气设计中，需要绘制并送审船级社的详细设计图纸包括以下八个部分：电力负荷计算书、短路电流计算书、BWMS电气系统图、电力系统图、电力设备布置图、监测报警系统图、阀门遥控电气系统图、卫星定位（DifferentialGlobalPositioningSystem，DGPS）系统图等。
电力负荷计算书的主要作用为在这一系统的改装初期评估该船舶的电力负荷，并预估改装结束后原船在不同工况下新的电力负荷数值。短路电流设计书的存在主要是为了核查船舶内部电网的短路电流，并确认电流短路后内部短路器的分断与接通能力是否如常。绘制BWMS电气系统图时应该通过如下算式得出三项与单向交流用电的设备负载电流值。
在以上两式中，为负载电流值；为额定功率；为功率因子，为额定电压。船舶新装BWMS涉及对原船压载水管路的修改调整，部分原船阀门开闭状态信号需要输入至BWMS。
三、BWMS在船舶上的布设要点
（一）BWMS的空间设置
目前存在一部分船舶在建造初期因设计者充分考虑到船舶压载水对海水系统造成的影响因素，在设计船舶内部构造时已经考虑到本船舶在实际使用时一定会加装BWMS设备用以处理船舶压载水，所以在绘制图纸时就为BWMS设备留足了改装空间，因此在对这类船舶加装BWMS时无需过多考虑空间设置的问题。但更多的船舶在设计并投入使用之际并没有考虑到加装BWMS这一问题，所以船舶在建造时并没有为BWMS预留下可供设备安放的空间。对这类船舶在安装BWMS时要科学选择设备安放的空间布设问题，要先确认BWMS设备的尺寸大小，再分别查看船舶的机舱布置图、泵舱布置图、全船布置图、电力设备布置图等原船图纸内容，对船舶各舱为内部的剩余空间进行评估，最终确定BWMS的空间安放位置。
（二）BWMS的维护保养
在确认BWMS的安放位置后可以将设备固定在舱位空间内，为了延长BWMS设备的使用寿命，也为了保证BWMS设备对船舶压载水的处理效率，相关人员应该定期对BWMS进行保养和维护。在设备的布设环节就要明确BWMS设备的型号以及对应型号的性能特征，并根据不同设备的使用要求为BWMS设备制定专门的维护方案。在BWMS设备的安装过程中，不仅要保证滤器单元、紫外线、加药单元、电解单元、电气控制箱等零件的妥善安装，还应该为设备使用过程中的维修保养行为预留一定的活动空间，使后续对设备的检查操作得以顺利进行。为了方便操作，可将电气控制系统就近安放。
（三）BWMS的电缆路径走向
船舶在建造过程中若使用方存在未来为船舶增设BWMS设备的需求，可就电缆路径的走向问题及时同船舶的设计建造方进行及时沟通，通过专业性的设计和科学配置，其上的电缆路径走向就能得到妥善处理。但在旧船改造和设计的过程中，一旦需要加装BWMS设备，就应该在明确旧船的实际情况、舱位配置等多方面因素的前提下对设备的电缆路径走向进行合理设计，尤其要注意考虑到施工的安全性和可操作性，例如是否会对油舱动火产生影响，在电缆铺设的过程中需不需要架设搭架装置等。
（四）其他优化要点
在BWMS设备的布设过程中，尤其是对原船加装BWMS设备的情况下，由于船体在设计时并为考虑到加装其他设备的可能，所以没能为设备的安装留下富余的船舱空间，基于这种情况，可在船舱举架高度足够的前提下在船舱内部安装舾装平台，用以安放BWMS设备，这样就能充分利用船上的有限空间，合理利用垂直空间，并节约船舱的原有空间。
结束语：在船舶上增设BWMS设备能够实现对压载水的无害化处理，降低压载水中有机物以及其他水体生物等对载压水排放水域的污染和伤害。优化BWMS设备不仅能够保护水体环境，还能对海上航运的经济效益予以提升，保护水域周边的居民健康，是经济效益与生态效益并举、促进海洋资源可持续发展的重要举措。
参考文献：
[1]肖德浩,蔡家鑫,柴俊锴.船舶压载水处理系统改装设计[J].船舶标准化工程师,2022,55(04):74-77.
[2]王琼,刘然,上官欣欣等.船舶压载水处理系统型式认可试验水的调配方法[J].净水技术,2022,42(01):146-152.
