2004年，国际海事组织(IMO)通过了《船舶压载水和沉积物控制和管理国际公约》，旨在达成国际上的一致，“通过控制和管理船舶压载水和沉积物来防止、减少和最终消除有害水生物和病原体的传播”。压载水排放可能扰乱生态平衡，为了应对由此造成的对全球环境的威胁，需要配置得到IMO认可的处理系统。按照公约的要求，如果在2009年1月1日以后建成的新船，必须安装专门的处理设备；从2012年起所有的新船均应装设压载水处理系统，而全部现有船舶则应在2016年底之前配备此项技术装置。
随着2009年的临近，距离公约正式生效的日子已经不远，目前有多少压载水处理系统已经研制成功并得到IMO批准呢？
1国外主要的压载水处理系统介绍
1.1NEI公司的文氏管脱氧方式压载水处理系统(Venturi Oxygen Stripping——VOS)
NEI公司从2002年开始致力于研制VOS系统来解决水栖有害生物问题，同时保护压载舱不被腐蚀。该系统使用氮气在船舶压载舱内制造一个低氧的环境，该环境限制了含氧量，避免了氧化铁或锈的形成；同时，该低氧环境极大降低了随压载水带来的水栖生物的生存率。该项技术已在船舶实验中得到证明，完全符合IMO的压载水排放标准。图1为VOS系统流程图。
VOS系统与船舶现有的压载系统相结合，当吸入的压载水流经安装在压载管路上的文氏管喷射器时，将会发生空化现象；同时在其中喷入由制氮装置产生的氮气，使其达到过饱和。经过这一过程，压载水中的含氧量将在l0s内减少95％。当压载水排出压载舱时，VOS系统将通过甲板管路向空舱中注入氮气，以使压载舱中保持低氧的环境。
此脱氧过程可参见图2。
该系统通过了美国船级社的技术审查，获得了利比里亚船级社的形式认可，具备装船条件。
1.2OceanSaver公司的OceanSaver系统
OceanSaver的工作原理，是分两个阶段使压载水中氮气过饱和。
压载水经由船舶的海水吸人箱抽吸到船上，先经过滤清、再进入C3-T空化室，承受极高压力脉冲的作用；紧接着空化作用之后，在船上利用膜板型氮气发生器生产的氮，在一个两级处理过程中喷入水流。有一部分水从主水流中分出，利用混合装置与氮气混合或实现过饱和。然后这部分水流立刻被重新喷射到主水流中，在此与来自C2-E系统的活化水合流。
一小部分压载水(小于规定的系统流量的0.5％)在过滤以后被送入C2-E系统，在此受到电渗析处理，然后与氮气一同被重新喷射入水流中，对压载水进行消毒。C2-E系统的组成包括给水和喷射管路、恒定电流电源装置及电渗析单元组件。
水过滤之后，经过空化和过饱和的处理后，成含氧量低的水，此时即进入压载舱。水舱配备有压力／真空控制系统，用以防止氮气从水舱内泄漏出来，并防止水舱受空气污染，这样便抑制了水生物再生的可能性，水舱壁表面的氧化(由此引起的腐蚀和涂层的老化)也明显减少。
水在排放时，借助空气充入过程来恢复水中的气体平衡，这样便可避免排出缺氧的水。
与常规的(de)空化装置(zhi)不同(tong)，该系统(tong)的(de)效率被认为较高(gao)，可(ke)创造(zao)出高(gao)达l000bar(1×108Pa)的(de)内(nei)(nei)向(xiang)(xiang)*****压力，内(nei)(nei)爆(bao)频率在(zai)100kHz以(yi)上。C3-T装置(zhi)的(de)概念可(ke)确保系统(tong)各个表面(mian)、颗粒(li)物(wu)和有机(ji)物(wu)与内(nei)(nei)爆(bao)气泡的(de)能量区(qu)之间(jian)充分(fen)接(jie)近。这代(dai)表着一个重要优(you)点，即释(shi)放(fang)的(de)能量可(ke)能向(xiang)(xiang)其特定目(mu)标，用于(yu)摧毁(hui)有机(ji)物(wu)。图4为C3-T处理(li)装置(zhi)及其内(nei)(nei)部的(de)鱼雷(lei)形导(dao)罩。
1.3 Alfa Laval公(gong)司Pureballast系统
Alfa Laval公司着(zhe)重(zhong)强调(diao)其(qi)Pureballast系(xi)统可(ke)提供不(bu)使用化学制剂(ji)的(de)(de)(de)压载水处理(li)方(fang)式，其(qi)设计也是模块式的(de)(de)(de)，这样便(bian)能安装在(zai)机(ji)舱周围(wei)现有(you)的(de)(de)(de)管路(lu)之间(jian)(jian)。Pureballast系(xi)统通过了50mm以上的(de)(de)(de)有(you)机(ji)物试样9种(zhong)，10mm～50mm之间(jian)(jian)的(de)(de)(de)有(you)机(ji)物试样9种(zhong)，以及(ji)21种(zhong)不(bu)同的(de)(de)(de)细菌闪试。实验表明Pureballast系(xi)统能够满足IMO的(de)(de)(de)排(pai)放标(biao)准要求。
图5为Pureballast系统流程图。
除(chu)了(le)过滤作(zuo)用外，Pureballast系(xi)统(tong)还(hai)采用了(le)一种Alfa Laval与Wallenius Water公司合作(zuo)开发的先进的氧化技术(AOT)，见图(tu)6。此项技术利用光源和催化剂(ji)(ji)两者的作(zuo)用创造出(chu)自由(you)基，以(yi)摧(cui)毁压载水中有(you)机物的细胞膜。当(dang)光线(xian)照(zhao)(zhao)射(she)到(dao)装(zhuang)置的催化剂(ji)(ji)表面时(shi)，便产(chan)生出(chu)自由(you)基。紫(zi)外线(xian)可杀死(si)有(you)机物，而(er)该系(xi)统(tong)则利用另一种波长束(shu)杀死(si)其(qi)DNA。换句话说，Pureballast装(zhuang)置含有(you)钛的二氧化物催化剂(ji)(ji)，它受到(dao)光照(zhao)(zhao)射(she)时(shi)便产(chan)生出(chu)自由(you)基。这些自由(you)基的寿命仅有(you)若(ruo)干毫秒，他们可以(yi)破坏(huai)微生物的细胞膜，而(er)不(bu)必使用化学制剂(ji)(ji)或生成有(you)害的残留物。
压载水(shui)在进(jin)入或排(pai)除压载舱的(de)过程(cheng)中都要进(jin)行处理，以便对付水(shui)舱内停(ting)留和(he)重新生长的(de)有(you)机物。
迄今为止，Pureballast系(xi)统经历过3次迭代，并于2003年在Wallenius公司的汽车运输(shu)船“DonQuijote”号上(shang)安装(zhuang)了一台样机。
以上3种(zhong)船舶压(ya)载(zai)水(shui)处(chu)理系统均(jun)无需化学(xue)添加剂，而(er)前(qian)两种(zhong)系统中(zhong)(zhong)经处(chu)理后的(de)(de)压(ya)载(zai)水(shui)为低(di)含(han)氧量的(de)(de)压(ya)载(zai)水(shui)，不仅满(man)足IMO对压(ya)载(zai)水(shui)排(pai)放的(de)(de)要求，还可以极(ji)大的(de)(de)降低(di)压(ya)载(zai)舱的(de)(de)腐蚀。其(qi)中(zhong)(zhong)，尤(you)以NEI公司的(de)(de)VOS系统结构最简(jian)单(dan)，下面就以VOS系统为例，介(jie)绍(shao)其(qi)在压(ya)载(zai)水(shui)微(wei)生(sheng)物(wu)处(chu)理、压(ya)载(zai)舱腐蚀控制及降低(di)船舶生(sheng)命周期(qi)成(cheng)本方面的(de)(de)优(you)势(shi)。
2采用VOS系统防(fang)止水(shui)生(sheng)物入侵、船(chuan)(chuan)舶(bo)腐蚀的(de)评估(gu)及船(chuan)(chuan)舶(bo)生(sheng)命周期成(cheng)本
2.1生物(wu)处理
当压载舱充满脱氧水(shui)的时候(hou)，生(sheng)物处理马(ma)上就开始了。
通过(guo)生物(wu)测试(shi)试(shi)验证(zheng)明，经过(guo)VOS系统处(chu)理后的(de)(de)(de)压载水在(zai)4天(tian)后，其(qi)中的(de)(de)(de)浮游动物(wu)、浮游植(zhi)物(wu)和(he)细菌的(de)(de)(de)数(shu)量均达到IMO标准的(de)(de)(de)要求，参见图7。
2.2腐蚀保护
VOS系统的压载舱(cang)(cang)脱氧(yang)系统的设(she)计使压载舱(cang)(cang)壁始终处于惰(duo)性气体的保护之中(zhong)，其腐蚀(shi)程(cheng)度降(jiang)低(di)达90％，可(ke)以(yi)使船舶(bo)压载舱(cang)(cang)在整个(ge)生命周(zhou)期中(zhong)都保持“良好”评级而(er)不需要(yao)涂(tu)层修复或者(zhe)钢材(cai)翻新。参见图8、图9。
