《船舶压载水管理系统灭活生物效能设计与生物性能测试检测及系统使用效能评判规范》编制说明

《船舶压载水管理系统灭活生物效能设计与生物性能测试《船舶压载水管理系统灭活生物效能设计与生物性能测试检测及系统使用效能评判规范》编制说明一、标准制定的必要性贸易的全球化带来了全球航运业的发展，我国一带一路建设发展的战略推进，也带动了船舶制造业、航运业与港口建设的发展。我国已形成五大沿海港口群，主要港口正在向引领世界港口发展的一流港口迈进，对区域经济协调发展的辐射和带动作用正显著增强，作为世界经贸大国的地位逐渐凸显，并已成为港口大国，港口规模连续多年来稳居世界第一，拥有万吨级以上泊位2444个。在全球货物吞吐量和集装箱吞吐量十大港口中，中国均占有七席。统计显示，90%的全球外贸运输都是依赖于航运完成的。世界范围内，航运业正逐渐成为各国国民经济的先导型产业，远洋运输船舶作为航运业最重要的运输载体，在创造巨大经济效益的同时，也给我国沿海、沿江地区的湿地与海洋生态环境带来了外来物种入侵的严重污染风险。贸易发展带来的全球航运发展，也造成了每年约100亿吨不同海域间的海水因船舶航行安全（配载与稳性调节）的需要，而在各到岸国港口间的迁移，由此带来了不同海域间生物的相互入侵，给船舶港口到岸国带来巨大的损失。据联合国环境规划署（UNEP）统计，大约有500种物种被确认是由压载水传播的。入侵水生生物传播已被公认为对生态环境、人类健康、当地养殖业造成损害。国际海事组织（IMO）对船舶压载水引发的海洋环境问题极为重视，早在上世纪90年代初就将解决压载水问题纳入了其海上环境保护委员会就相关问题进行讨论。2004年2月英国伦敦召开的外交大会上通过了《国际船舶压载水及沉淀年12月加入公约，并于2019年1月22日起对我国正式生效。此外，我国于2017年11月4日颁布的《中华人民共和国海洋环境保护法》第六十二条中规定了“在中华人民共和国管辖海域，任何船舶及相关作业不得违反本法规定向海洋排放污染物、废弃物和压载水、船舶垃圾及其他有害物质。……”。2020年12月26日第十三届全国人民代表大会常务委员会第二十四次会议通过的《中华人民共和国长江保护法》第八十五条中规定了“违反本法规定，在长江流域开放水域养殖、投放外来物种或者其他非本地物种种质资源的，……”。随着船舶压载水系统装置的实施与普及，2018年10月22日至26日海洋环境保护委员会（MEPC）在其第七十三届会议上又批准了压载水管理系统的调试测试指南，2020年11月20日又核准了2020年2月21日编写的2020年压载水管理系统试运行测试指南。根据交通运输部水运科学研究院数据统计，我国出入境船舶压载水的输入量和输出量巨大，2016年出入境船舶排放到我国港口海域的压载水达到3.46亿吨，排放到境外海域的压载水达9.57亿吨，呈逐年增长趋势。但是我国在船舶压载水领域起步较晚，系统灭活生物效能设计与生物性能测试检测及系统使用效能评判规范空白，目前我国和压载水相关标准包括：SN/T1757-2006《入出境船舶压舱水卫生监测规程》、SN/T1875-2007《入出境船舶压舱水微生物学检测规程》、SN/T1343-2003《入出境船舶压舱水消毒规程》、SN/T3553-2013《国际航行船舶压舱水重金属及农药残留检测规程》和SN/T3564-2013《国际航行船舶压舱水样本采集规程》。这5个标准仅针对进境船舶进行压载水采样、检测和消毒，没有针对船舶压载舱沉积物进行相关监管标准，亦无针对船舶压载水可存活生物检测计数的标准。除此之外《海洋监测规范第七部和《水和废水监测分析方法》（第四版）中分别针对海洋和淡水中浮游微生物计数方法有相关规范，但是对于可存活的浮游生物并未进行描述，且并非是针对压载水。由此对压载水管理系统的设计、调试、靠港装卸作业的系统灭活效能、系统运行中生物灭活关键部件的衰减、失效以及船舶靠港系统运行的测试方法都提出了严格的要求。为此，开展《船舶压载水管理系统灭活生物效能设计与生物性能测试检测及系统使用效能评判规范》的建设将能有效保障我国设备制造企业产品在船舶运行中的权益；其次，能够保障我国口岸船舶靠港的水域安全，保障我国的内水环境的生态安全建设。从2009年至2020年，历时11年，陈宁教授团队在企业和镇江市新兴产业项目（项目编号：CY2010019）、江苏省科技厅前瞻性联合项目（项目编号：BY2015065-10）、江苏省科技厅省重点产业化项目（项目编号：BA2013065）等科研项目资助下，先后与浙江鹰鹏船舶设备有限公司、无锡蓝天电子股份有限公司、汉盛（上海）海洋装备技术股份有限公司等对满足国际海事组织MEPC174（58）-G8认可导则的压载水管理系统开发理论与工程实现方法进行了持续、深入的系统研究，获PCT专利授权1件，授权发明专利11件，出版专著2部，教材1部，发表论文20余篇，取得了多项高水平的研究成果，其中项目产品获得江苏省首台套和高新技术产品认证，获得无锡市科技进步二等奖1项，无锡市专精特新产品1项。项目实施期间产品通过了美国超声波CG、法国BV、英国LR、中国CCS等7家船级社认证。项目研究“紫外C+超声的船舶压载水处理系统节能关键技术研究”系统功耗比同类产品降低了20杀菌效能提高100倍。获2018年江苏省教育厅高校自然科学研究类三等奖。“高效能复合式物理处理船舶压载水处理装置的研发及产业化”获2020年中华人民共和国教育部科学技术二等奖。“高效能复合式物理处理船舶压载水处理装备”获2021年江苏省人民政府科技进步三等奖。在自然科学基金面上项目、交通部科技项目、总署海关科研项目、江阴市、南京海关等政府项目的资助下江阴海关国家压载水检测重点实验室徐金祥主任、教授级高工，田雯高级农艺师、博士团队先后完成了“典型外来生物入侵灾害发生机理、生态环境安全影响和演变趋势研究”（项目编号：2017YFC1404601）；“港口本底生态环境特征动态数据库、主要贸易国相关水域有毒有害生物数据库建立”（项目编号：2017YFC1404602）；“船舶压载水外来生物便携与在线快速检测成套技术与装备研发”（项目编号：2017YFC1404603“船舶压载水外来生物实验室标准检测技术与装置研发”（项目编号：2017YFC1404604）；“有害藻华种类休眠胞囊通过压舱水底泥入侵中国海域风险的实证性评估”（项目编号：41976134“压载水公约经验积累起实验室采样与数据分析”（项目编号：2019026危（1）号）；“船舶压载水浮游动植物指示性分析方法的研究”（项目编号：2021HK157）；“船舶压载水浮游生物取样及检测关键技术研发”（项目编号：2020HK148）；“进境国际船舶压载舱沉积物中外来生物及有毒有害生物监测与风险分析”（项目编号：JYKJ3157）；“口岸进境国际船舶压载水沉积物管理及无害化处理技术研究”（项目编号：JY0603A02021180024PB）；“检验检疫应对《压载水公约》”（项目编号：2017KJ37“进境船舶压载水中浮游植物鉴定分析及数据库构建的研究”（项目编号：2018KJ54）；“国际航行船舶压载水监管和检测体系研究”（项目编号：2019KH01）；“进境船舶压舱水公共风险因子的高通量筛查研究”（项目编号：2021KJ28）和“船舶压载水取样富集与指示性分析方法的研究”（项目编号：2021KJ42）等15项科研项目，为把好我国的国门，防止外来水生物种的入侵提供重要科技支撑。完成了高被引论文3篇，参编形成了《船舶压载水和沉积物管理监督管理办法（试行）》、《船舶压载水指示性取样分析与检测技术要求》、《外来物种入侵》、《压载水符合性监测设备测试认证程序》等行业规范、办法。二、标准编制原则及依据1.按照GB/T1.1－2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》要求进行编写。2.参照相关法律、法规和规定，在编制过程中着重考虑了科学性、适用性和可操作性。三、第一部分“船舶压载水管理系统灭活生物效能设计”原则四、“船舶压载水管理系统一次过滤器效能设计”的原则。船舶压载水经通海滤器进入船舶内部，在进行压载水处理前需通过过滤作为第一级处理，去除压载水中尺寸大于50μm的固体颗粒和微生物，以达到MEPC174（58）D-2排放标准所规定。为此，目前压载水防海生物管理系统第一级过滤处理采用两种过滤方式，其一采用具有0.5μm孔径滤网的反冲洗滤器，其二采用具有特定锥度的旋流过滤器，使经过过滤的待处理压载水内大于0.5μm的颗粒物均被有效过滤。1、“船舶压载水管理系统紫外杀菌器效能设计”的原则紫外杀菌器主要由杀菌器腔体、紫外灯管和石英防护套管、套管清洗机构等组成。紫外杀菌器处理压载水的过程分为进水、杀菌和出水三个阶段，即压载水经入口流入杀菌器腔体，腔体内的紫外灯管辐射出强紫外线对水流进行均匀照射，使待处理水流经腔体内停留的时间“最长”，所获得的紫外辐照剂量“最大”，杀灭微生物的效果最佳。2、“船舶压载水管理系统超声波辅助杀菌器效能设计”的原则超声波辅助杀菌器是指有超声波参与并在其作用下发生反应的容器，主要由超声换能器、超声波发生器和处理器腔体组成，其设计原则是控制超声功率和超声频率，尽可能使被处理压载水在处理腔内接受较长的辐照时间。利用超声波的机械效应和空化效应对微生物细胞进行瞬间处理。破环微生物细胞膜和击碎孢子壳。4、“船舶压载水管理系统二次过滤器效能设计”原则满足MEPC174（58）D-2排放标准所规定，对经流一次过滤、超声波辅助杀菌和紫外杀菌器处理后的压载水中可能出现的微生物残渣进一步拦截过滤，使大于50μm的固体颗粒和微生物。5、“船舶压载水管理系统惰性气体杀菌舱内压力维持设计”原则满足MEPC174（58）D-2排放标准所规定，二次过滤采用微滤膜去除粒径大于10μm的微生物甚至细菌，同时充入利用PSA分子筛制备纯度达99.99%，压力0.05Mpa的惰性气体—氮气，利用气体溶解总压定律与分压定律，使压载水中的溶解氧溢出，再通过压载舱呼吸阀，将溢出的溶解氧释放出舱外，呼吸阀应满足当压载舱内气室空间压力大于等于0.05Mpa时，阀芯能够被顶起，使溢出的氧气等释放出舱外，当压载舱内气室空间压力低于0.05Mpa时，阀芯能够封闭住阀口，阻止外部空气进入压载舱。6、“船舶压载水管理系统次氯酸杀菌电解器及药剂箱设计”原则满足MEPC174（58）D-2排放标准所规定,通过直流电源电解海水，产生次氯酸钠，按海水总管中压载水的流量逆流注入氯酸钠，杀灭一次过滤预处理后的压载海水里的微生物。在船舶进入内河淡水流域时，船舶需自备海盐，配置海水产生次氯酸；次氯酸钠发生器负极端应配有离心风机，将产生的氢气排放到甲板之上，排出舷外；对于采用药剂箱的压载水处理系统，需配置药剂稀释柜。压载水系统卸载时，需利用中和剂硫代硫酸钠中和压载水中次氯酸钠。中和剂释放的剂量需通过TRO次氯酸钠监测传感器控制，中和剂释放口与来流呈逆流方向布置。7、“船舶压载水管理系统灭活微生物效能药剂定量供应控制”原则船舶压载水管理系统灭活微生物效能药剂定量供应采用隔膜泵，依据总管流量计的来流压载水量，使电解海水形成的有效氯含量13%次氯酸钠（ml）的溶液逆流混入压载水中，使氯酸钠在压载水中的浓度达到7.5-9.5ppm。8、“船舶压载水G9规范管理系统排放药剂中和缓释剂控制”原则当船舶压载水G9规范管理系统压载水卸载时，系统通过隔膜泵向卸载压载水总管中逆流注入硫代硫酸钠，中和效果通过泄放口处的TRO余氯含量检测传感器，测量信号反馈控制隔膜泵向卸载压载水总管中注入硫代硫酸钠中和剂的量。9、“船舶压载水管理系统操作、控制与船岸协同操作数据管理”原则船舶压载水管理系统操作、控制应简单有效。具有一个控制系统，自动监测和记录足够的数据以验证系统的正确操作。控制和监测设备应记录压载水管理系统正常工作或故障情况，并在控制设备中保存至少24个月。其设计和构造应使其在进行清洗、校准或维修等操作时，其视觉报警应处于开启状态，任何旁通都将激活警报；船岸协同操作数据管理通过卫星和无线电通信，其通信的措施应和服务商合作，应考虑如何防止非法接入到船上系统。连接终端，应配备防火墙和专用连接，确保数据安全。使用VPN时，应当加密，需要在服务器与计算机接入网络前设置防火墙。应遵循通信分销商的建议，选择适合此类连接的路由和连接方式。船东和通信分销商应考虑VPN连接的岸基过滤。无线接入控制应限定在合适的、授权的设备，并使用定期更新的强密码保护。恶意软件检测，用于自动检测和识别恶意软件的查杀软件，应定期更新。船上计算机与岸上计算机保护等级应一致，对于所有工作相关的计算机，防病毒和放恶意软件的软件应安装、维护和更新。软硬件的安全设置，仅授权的高级船员可以进行管理员配置，以便管理和安装及变更用户权限，用户权限应设定在仅供所需使用的范围，不允许其变更系统或安装和运行新程序。应用软件升级关键安全补丁，其升级应及时和正确的完成，及早恢复系统中的安全漏洞。第二部分船舶压载水管理系统生物性能测试检测规范1、“船舶压载水管理系统生物性能测试取样”原则取样拟基于MEPC.173（58）、BWM.2/Circ.42/Rev.1决议中推荐的压载水取样方式，尽可能的让样品具有代表性。采取从取样口收集样品的水流速度与主压载管中的速度相等的取样方式，按照采样规程，至少提前24小时获取船舶压载水报告单，根据压载水来源、置换情况决定是否进行样品采集。选用适当的现场采样工具，登轮后进行船舶情况调查，按照要求完整填写船舶压载水采集记录表。样品采集中，工作人员根据现场情况使用必要的保护措施和用品，在船方人员陪同下到相应位置使用合适工具进行样品采集。样品采集完毕后，装入相应的容器，测量记录相应数值后，按照检测项目要求进行必要的预处理，密封包装，填写标签，在规定时间内及时送检。水样收集后应尽快检测。在运送到实验室期间，水样品在2℃-8℃的温度下冷藏。水样收集和开始检测之间不要超过24小时。2、“船舶压载水管理系统生物性能测试菌落总数检测”原则压载水样品经过一定的设备和材料在培养基和试剂处理后，在一定条件下（如培养基、培养温度和培养时间等）培养后，所得每mL检样中形成的微生物菌落总数。采用平板计数法，根据测试液稀释倍数和取样接种量，换算出样品中的菌落总数和通过滤膜法，直接计数滤膜上的菌落数，计算出每100mL压载水样中所含的菌落总数。3、“船舶压载水管理系统生物性能测试耐热大肠菌群检测”原则耐热大肠菌群，是指在44.5℃培养24h～48h能发酵乳糖、产酸产气的需氧和兼性厌氧革兰氏阴性无芽胞杆菌。检测要求：1.检测项目列项耐热大肠菌群检测应符合GB19489中BSL-2的规定；2.检验人员应经过专业技术和实验室生物安全培训，并取得资格证书；3.采样设备和用品应满足检测项目和方法的要求，保证在无菌状态下使用。采用多管发酵法和耐热大肠菌群滤膜法进行耐热大肠菌群的检测。“船舶压载水管理系统生物性能测试大肠埃希氏菌检测”原则大肠埃希氏菌又称大肠杆菌，是广泛存在于人和温血动物的肠道中，需氧及兼性厌氧，44.5℃生长，IMViC（靛基质、甲基红、VP实验、柠檬酸盐）生化试验++--或-+--的革兰氏阴性杆菌。检测要求：1.检测项目列项耐热大肠菌群检测应符合GB19489中BSL-2的规定；2.检验人员应经过专业技术和实验室生物安全培训，并取得资格证书；3.采样设备和用品应满足检测项目和方法的要求，保证在无菌状态下使用。采用大肠埃希氏菌MPN法（参照GB4789.38食品微生物学检验，大肠埃希氏菌计数），大肠埃希氏菌平板计数法（参照GB4789.38食品微生物学检验，大肠埃希氏菌计数）进行大肠埃希氏菌检测。“船舶压载水管理系统生物性能测试肠道球菌检测”原则船舶压载水管理系统生物性能测试肠道球菌检测依据GB19489实验室生物安全通用要求；SN/T1343入出境船舶压载水消毒规程；ISO7899-2：2000，水质—肠球菌的检测和计数第2部分：膜过滤方法、ISO6887-1：1999，食品和动物饲料微生物学—微生物检验的样品、初始悬浮液和十倍系列稀释液的制备—部分：初始悬浮液和十倍系列稀释液的制备一般规则；ISO8199：1988，水质—微生物培养计数通用指南。取样后最好立即开始检测。如果样品在环境温度下保存，应在取样后6小时内开始检测。在特殊情况下，允许样品检验前在5℃±3℃保存不超过24小时。如果样品需要稀释，按照ISO8199准备这些稀释液。过滤和培养使用无菌量筒进行稀释，设置至少3个梯度，每个梯度2-3个重复。将培养后所有凸起的、菌落的中心或整体呈红色、栗色或粉红色的菌落记为典型菌落。如果有典型菌落，用无菌镊子将膜和菌落不翻转地转移到预热至44℃的胆汁-七叶苷-叠氮化物琼脂平板上。在44℃±0.5℃下培养2h，立即读取平板。3、“船舶压载水管理系统生物性能测试有毒霍乱弧菌检测”原则船舶压载水管理系统生物性能测试有毒霍乱弧菌检测依据GB19489实验室生物安全通用要求；SN/T1239国境口岸霍乱检验规程检测项目列项O1群霍乱弧菌及其肠毒素、O139群霍乱弧菌及其肠毒素的检测应符合GB19489中BSL-3的规定。通过样品的制备、分离、鉴定分离、菌株复核完成有毒霍乱弧菌检测。第三部分船舶压载水管理系统使用效能评判规范1、“船舶压载水管理系统过滤器过滤效能评判及滤网强制更换”原则船舶压载水管理系统过滤器是处理船舶压载水的第一道防线，但过滤器内外腔压差过大且经过反复反冲清洗后仍然内外腔压差过大，过滤器仍在堵塞报警，说明过滤网已被严重堵塞，需要更换；如果船舶压载水域水质浑浊，但过滤器内外腔压差过持续正常，打开过滤器取样口观察，处理后的压载水依然浑浊，说明过滤网已破损，需要更换。2、“船舶压载水管理系统杀菌器传感器定期检测标定”原则定期船舶压载水管理系统杀菌器传感器定期检测标定是对紫外杀菌器的紫外杀菌剂量评价的一种方法，由于紫外杀菌器所用的紫外线波长200～275nm的紫外线光谱，因此，应定期对紫外杀菌器上安装的紫外线传感器进行检测标定，将该传感器拆下，安装在标定箱上，标定箱内安装有标定紫外灯管及清水，且处于密闭状态，防止紫外光外溢伤人。紫外线传感器的标定依据标定箱内安装的标定紫外灯光功率，换算成紫外线传感器输出的光强电流，该电流与传感器出厂参数比较，确定是否更换。3、“船舶压载水管理系统紫外杀菌器光衰特性与紫外灯光管及附件强制更换检测”原则定期利用标准紫外线传感器对杀菌器在清水环境下进行紫外线辐照光强的检测，如检测不达标，手动开启紫外杀菌器石英护套清洁机构，进行清洗，如清洗后仍无法测得供应商提供的紫外光照强度参数，则需对紫外杀菌器紫外灯管进行更换，更换时，操作人员需做好防护措施，戴好防护手套和呼吸罩，在现场设置好放置紫外灯管的箱桶，防止灯管破碎水银蒸汽泄漏。4、“船舶压载水管理系统超声辅助杀菌器声压衰减与超声发生器及附件强制更换”原则定期用肉眼和兆欧表结合检查，换能器振子陶瓷材料是否碎裂；用兆欧表检查与换能器相连接的插头，要求绝缘电阻大于5兆欧以上。如果达不到这个绝缘电阻值，评定换能器受潮，可把换能器整体放进烘箱设定100℃左右烘干3小时或者使用电吹风去潮至阻值正常为止。在海上情况下，为保证换能器满负荷正常工作振动面不出现穿孔情况，换能器使用5年后需更换。更换超声波换能器时，需对所需胶接的超声波换能器、缸体进行喷沙处理，喷沙胶接面应尽量毛，喷沙用30目的金刚沙，并必须保持干燥，喷沙时压缩空气经除湿处理，压力应≥6KG。喷好沙的缸体和超声波换能器需进行清洗，换能器先利用甲醇进行清洗，把表面沙子等灰尘除掉，再用丙酮漂洗；超声处理器腔壁先用水冲、再用酸洗后冲洗干净，凉干后再用甲醇和丙酮各进行一次漂洗。超声处理器腔壁和超声波换能器温度在40℃左右时进行胶接，胶接时分别在超声处理器腔壁和超声波换能器上均匀涂上胶水，中间放上网布，然后用力压紧，胶接速度要快，每次配置胶水后胶接时间不要超过10分钟。把胶好的超声处理器腔放入无尘烘箱进行固化，固化温度一次加温为40～50℃固化30分钟后，二次加温到60～70℃固化30分钟后再三次加温到80℃固化2小时后自然固化24小时后检测连线。对固化好的超声波换能器进行检测，每个换能器的胶接阻抗约在250Ω左右，不能超过300Ω。5、“船舶压载水管理系统药剂制备与定量输送设备输送计量准确度检测与强制更换”原则定期对剂量泵的驱动端和液体端进行故障，驱动端的故障情况相对液体端少，此部分最为关键的是机件的润滑，以减少各转动部件的磨损。在日常作业中，主要出现的故障为：（1）曲轴箱温度过高；（2）振动大、有杂音。驱动端故障的产生原因为：曲轴箱油温过高。主要原因为油位过高或过低导致润滑不良，另外轴承及传动机构的异常磨损也会导致油温的上升。驱动端振动、噪音的增大。一般的原因是由于轴承磨损，或者曲柄和十字头销的磨损导致十字头处间隙增大。填隙片调节不当等原因所致；液压端故障较多，但最终均在流量以及出口压力上表现出来。主要有1）流量及压力波动大2）过计量3）无流量排量少4）计量精度降低等。如在定期检查时发现上述情况，需将计量泵拆下校验和检查，更换相应零部件。五、项目背景及工作情况（一）任务来源江苏省政策引导类计划（产学研合作）—前瞻性联合研究项目项目“紫外线+超声波的船舶压载水处理系统节能关键技术研究”（项目编号：BY2015065-10）,江苏省专项资金成果项目—面上项目“高效能复合式物理处理船舶压载水处理装置的研发及及产业化”（项目编号：BY2013065），国家重点研发计划项目——“海洋环境安全保障”重点专项“我国近海典型外来生物入侵灾害风险防控技术和装备研发”-“港口外来生物入侵监测及船舶压载水外来生物风险评估预警技术与方法研究”（项目编号：2017YFC1404602），交通运输部海事科技项目—“中韩船舶压载水管理免除和交换水域指定研究”（项目编号：61762），交通运输行业重点科技项目—“船舶压载水数据采集及分析关键技术研究”（项目编号：2019-MS6-124），交通运输标准化计划制修订项目—《船舶压载水指示性取样分析与检测技术要求》（项目编号：JT/T1393-2021），南京海关科研项目—《检验检疫应对压载水公约的研究》（项目编号：2017KJ37），南京海关科研项目——《国际航行船舶压载水监管和检测体系研究》（项目编号：2019KJ01）。（二）标准起草单位本标准的主要起草单位是江苏科技大学、无锡蓝天电子股份有限公司、汉盛（上海）海洋装备技术股份有限公司、南京海关动植物与食品检测中心、江苏南极机械有限责任公司、江阴海关国家压载水检测重点实验室、CCS青岛中心。本标准的主要起草人员：陈宁、刘炜、王军、袁志飞、王之民、陈冠宇、杨鹏、邓祥元、袁野、徐金祥、田雯、封振、韩阳春、吴曙东、王林兴、陈恩德、顾国标、董涛、倪吉林、金星、曹晓琨、徐凤麒。（三）标准研制过程及相关工作计划从2010年以来，陈宁教授团队在系列江苏省和镇江市以及企业委托项目的资助下，围绕IMO第20届大会上，MPEC以A.868（20）号决议通过的《如何控制和管理船舶压载水以减少有害生物和病原体迁移的指南》和2004年的IMO会议上正式颁布了《国际船舶压载水及沉积物管理与控制公约》对船舶压载水防海生物处理装置及系统进行了持续、深入、系统研究，获得了系列的创新成果，研究成果师范应用取得了显著的经济效益和社会效益。随着公约生效，自2017起，江阴海关国家压载水检测重点实验室徐金祥主任、教授级高工，田雯高级农艺师、博士团队在国家重点研发计划和交通部、南京海关等科研项目的资助下，围绕MEPC在其第七十三届会议上批准的《压载水管理系统的调试测试指南》和2020年11月20日核准的《压载水管理系统试运行测试指南》展开了有关压载水防海生物装置系统的系列调试测试和运行测试研究工作，形成了船舶交付达标测试和船舶靠泊检验测试的系列操作规范。为了更好地发挥研究成果服务国民经济建设作用，助推“一带一路”，打破国外在压载水防海生物领域的技术壁垒，为国家《生物安全法》的出台实施保驾护航，编制本技术规范，有重要实用价值。规范编制过程中，深入系统梳理了团队先进的研究成果，提取了技术比较成熟、先进、示范应用价值较大的新技术新方法，用于编制该技术规范。规范编制中，主编陈宁教授首先拟定编制纲要，成立规范编制专家组，线上线下相结合，讨论规范编制提纲，并分头开始撰写规范初稿。规范初稿完成后，主编对初稿进行了整体完善，把握编制原则，形成规范的统一初稿。编制专家组对规范同一处高进行了多次研讨，形成了“送审稿”。六、标准制定的基本原则压载水防海生物装置系统开发共识原则，使开发的船舶压载水防海生物装置系统处理后的海水达到以下标准：（1）压载水在处理后，要求每立方米最多允许含有10个大于50微米的生物活体。（2）压载水在处理后，每毫升最多只允许含有10个小于50微米和大于10微米的生物活体。（3）指标微生物的排放不应超过规定的浓度。作为一种人体健康标准，指标微生物应包括：①有毒霍乱弧菌：少于每100毫升1个菌落形成单位（cfu）或小于每一克（湿重）浮游动物样②大肠杆菌：少于每100毫升250个cfu；③肠道球菌：少于每100毫升100个cfu。检测达标原则：对即将交付或到港靠泊船舶的压载水防海生物装置系统按“船舶压载水管理系统生物性能测试指示性微生物检测规程”进行检测，对未达标的交付船舶通知设备供应商进行整改；对靠泊到港船舶，发出禁止排放压载水指令，令其整改，经检测达标后，方能进行压载水排放作业。强制部件更换原则：定期对船舶压载水防海生物装置系统杀菌的关键部件及传感检测部件进行检测，对衰减失效的部件按“船舶压载水管理系统生物性能测试指示性微生物检测规程”检测达标的要求，通知设备供应商对已性能衰减的部件进行更换，并在更换中遵循安全、环保的原则。七、标准主要内容1.0.1船舶压载水管理系统灭活生物效能设计与生物性能测试检测及系统使用效能评判，遵循国际海事组织2004年2月颁布，2017年9月8日生效的《国际船舶压载水和沉积物控制与管理公约》（以下简称《压载水公约》）及其修正案要求，设计和开发的船舶压载水防海生物处理系统及装置。1.0.2船舶压载水管理系统灭活生物效能设计与生物性能测试检测及系统使用效能评判，依据MEPC.173（58）、BWM.2/Circ.42/Rev.1决议中推荐的压载水取样方式及微生物操作无菌要求，引用了ISO6222:1999《Waterquality-enumerationofculturablemicroorganismscolonycountbyinoculationinanutrientagarculturemedium》、美国试验与材料学会（ASTM）ASTMD5392–2014《StandardTestMethodforIsolationandEnumerationofEscherichiaColiinWaterbytheTwo-StepMembraneFilterProcedure》、GB4789.38《食品微生物学检验大肠埃希氏菌计数》、andenumerationofintestinalenterococci-Part2:Membranefiltrationmethod》，摘录翻译原文中的检测原理及试剂配制内容，结合压载水该种水体的多种因素，对检测方法进行补充。1.0.3船舶压载水管理系统灭活生物效能设计与生物性能测试检测及系统使用效能评判，结合上述规则和标准对供应商提供的压载水防海生物处理装置系统的关键部件进行效能检测，对性能衰减的关键部件提出强制更换要求。2术语、符号3基本规定3.1“船舶压载水管理系统灭活生物效能设计”原则3.1.1“船舶压载水管理系统一次过滤器效能设计”的原则。船舶压载水经通海滤器进入船舶内部，在进行压载水处理前需通过过滤作为第一级处理，去除压载水中尺寸大于50μm的固体颗粒和微生物，以达到MEPC174（58）D-2排放标准所规定。为此，目前压载水防海生物管理系统第一级过滤处理采用两种过滤方式，其一采用具有0.5μm孔径滤网的反冲洗滤器，其二采用具有特定锥度的旋流过滤器，使经过过滤的待处理压载水内大于0.5μm的颗粒物均被有效过滤。（1）吸污式自清洗滤器效能设计吸污式自清洗过滤器的基本结构包括：筒体、封头、吸污器、滤网、丝杠轴、驱动装置、压载水进出口、排污阀等。材料选用316L不锈钢，滤网选用复合烧结不锈钢金属丝网，进出口流速不低于2.43m/s，具有时间或持续压差检测控制，连续冲洗和全自动智能控制、故障报警功能。吸污式自清洗过滤器如图1所示。图1吸污式自清洗过滤器压载水管道内的水流速一般在2.5m/s～3m/s之间，过滤器的过滤速度小于压载水在管道内的流速。初步选择过滤速度v=1.5m/s。有效过滤面积的确定流量、有效过滤面积和过滤速度的关系为：Q=3.6103fAv式中Q——过滤器的设计流量（m3/h）；A——过滤器的实际过滤面积（m2）；v——过滤速度（m/s）；f——滤网的净面积系数。孔径50μm的滤网有效面积率为14.6%，即f=0.146，考虑到过滤介质为多层烧结网有效过滤面积会有所减少，故计算过滤面积时适当取较小的净面积系数。选择滤网的净面积系数f=0.1。滤网结构如图2所示。fxv（2）D图2滤网结构过滤器的实际过滤面积为：滤网尺寸确定吸污式自清洗过滤器的滤网采用圆筒形，过滤面积是指滤网的内表面积。式中A——过滤器的实际过滤面积（m2）；D——过滤元件内径（m）；L——过滤元件的有效长度（m）。由式（2）、式（3）和式（4）可得：D，L。过滤器筒体设计自清洗过滤器的圆筒和封头属于薄壁回转壳体，需按照压力容器设计规范设计。1、过滤器技术参数的确定t=80℃;筒体材料为316L不锈钢。2、圆筒内直径计算过滤器滤网与壳体之间的面积应该满足这样的要求，即水流通过该面积的速度应等于或小于过滤元件内部纵向水流速度，即要求筒体的总面积为：体筒元元体筒元元。意味着,筒身直径如图3所示，过滤器A元而A体A元D体压力容器筒体的内径应符合容器公称直径的规定。由于容器的筒体要与法兰、支座相配，因此筒体制定了公称直径系列法兰、支座标准是按容器的公称直径系列制定的。对于用钢板卷焊的筒体，规定用筒体的内径作为公称直径，其系列尺寸如表1所示。表1压力容器内径系列（mm）300350400450500550600650700750800850900950000000000020021022023024025026027000000000280290300000填料密封设计填料密封根据《密封设计手册》及相关标准设计。传动部件设计电动机与减速机的设计选型及丝杆设计校核根据《机械零件设计手册》和《常用机电设备选型设计实用手册》过滤器压降计算1、滤网压降 1dVBΔP利用达西定律Adt=u=μL式中A——过滤介质总表面积(m3)；dVdt——体积流量(m3/s)；u——流体通过过滤介质的平均线速度(m/s)；μ——流体粘度(Pa·s)；B——过滤介质(滤网)的特定透过度(m3)；ΔP——流体通过过滤介质的总压降(Pa）；L——过滤介质的厚度(m/s）。滤网的特定透过度B与它的结构的几何形状的关系可以通过科泽尼-卡曼方程来描述。ΔPK0S(1ε)2式中ε——过滤介质的孔隙度；S0——过滤介质比面；K0——科泽尼系数。滤网的孔隙度ε=14.6%。滤网的经纬线可以看作光滑的直径为dSπdx14S0将BS将BS0d2ε316K0(1ε)2S0和ε之间的关系为：4ε33由式（10）和式（11）带入式(8)得：64μuLd2+64μuLd2的圆柱。S0可以定义为单位体积内的表面积，则：可得滤网内外表面的压差为：可得滤网内外表面的压差为：。2、滤饼的压降计算以达西定律为基础，适当简化假设，得到了可压缩滤饼两端的压差计算公式：ΔP=μKCV22A2t式中ΔP——流体通过滤饼的总压降(Pa)；C——响应参数；A——垂直于液体流向的滤饼表面积(m2)；K——透过度；V——时间t内滤饼内流动的滤液体积(m3)；μ——流体粘度(Pa·s)；t——滤饼过滤时间(s)。透过度为：K=K''(1εav)2S3εav式中K''——数值常数；S1p——微粒的比面积(m)；εav——滤饼的平均孔隙度。r带入式(14)得：带入式(14)得：9C=pfc(1εav)psεpfc式中c——悬浮液中固体含量百分比；pf——悬浮液密度；ε——滤饼孔隙度；ps——过滤固体的密度。(1εav)ps+εavpfΔr滤饼Δr滤饼=0.035MPa过滤器总压降过滤器总压降为滤网压降和滤饼压降之和，即Δr总=Δr滤网+Δr滤饼=0.047MPa，现有吸污式自清洗过滤器的压差一般为0.03~0.05MPa，海水过滤时可将0.047MPa作为压差控制器的初始设定压差。滤网堵塞后，过滤器中压差逐渐增大，当压差达到初始设定压差0.047MPa以上时，差压控制器发出信号开始自清洗，压差降到0.012MPa时完成自清洗。（2）旋流过滤器效能设计水力旋流器需要设计的主要参数有主直径D，入口直径Di，溢流口直径Do，底流口直径Du，锥角θ,溢流管插入深度H，和柱段长度Hc等，如图4所示。图4水力旋流器主要参数主直径由庞学诗的导出的计算公式为：式中D——主直径（cm）——给矿压力(MPa),在此处qm——处理量（m³/h）；P5——沙粒密度（kg/m³);（16）;Cw=12.24%Cw——沙粒质量浓度（%），Cw=12.24%主直径的确定：系统给水压力由离心泵提供，在设计初定的泵的扬程20米以上，所以在这里的给水压力设为0.2Mpa，带入已知参数得到D入口直径的确定：根据庞学诗的研究确定最佳入口直径范围为D1=（0.15-0.25）D。这里取0.25D，所以得到Di，并取整，设计采用矩形切向入口，根据等面积换算，获得矩形截面尺寸。为减小进口沿程阻力和紊流，采用阿基米德螺旋线给水降低能耗，提高分离效率，如图5所示。图5水力旋流器进口结构旋流器柱段长度的确定：柱段部分是一个有效的离心沉降区，He=（0.2-1.5）D。这里选溢流口直径的确定：溢流压力与溢流直径成反比，为了降低压力选取大直径DO=（1.25-1.50），并取整。底流口直径的确定：底流口直径要小于溢流口，两者之比要合理选择，一般取0.15-1。溢流管插入深度的确定：H=（0.3-1.0）D，并取整。溢流管壁厚的确定：增加壁厚可提高旋流器的分离效率，减少内部损失，一般根据需要设定。旋流器锥角θ的确定：锥角决定分离时间，选取5°—20°,由于船舶压载水中含有的颗粒杂质比较小，在这里设定为15°。3.1.2“船舶压载水管理系统紫外杀菌器效能设计”的原则紫外杀菌主要主要是：让核酸发生突变，进而阻止其复制、转录等一系列繁殖活动；直接损害细胞，抑制细胞的活性；在水中通过辐照产生自由基，直接杀死细菌。紫外杀菌器的主要结构包括：杀菌器筒体、紫外灯管和套管、清洗机构、动力结构等部分组成。在处理压载水的过程中，水的流程可以分为三个阶段：进水、杀菌和出水。按照该处理过程的特点应将紫外杀菌的形式定为过流式。紫外线穿越石英套管进入水中时，其照射强度随光源辐照半径的增加而减弱。其衰减满足指数衰减规律，即朗伯定律：I=I0e-awdI式中：0—初始辐照强度(W/cm2)；aw—光的吸收系数(cm－1)；d—水层厚度(cm)。紫外线穿透能力随在水中的辐照半径增加而下降。紫外线杀菌动力学实质是光化学反应。但是，当紫外线杀菌过后，微生物还会有一系列的光复活或者暗复活的反应，这又属于生化学反应。二者比较来说光化学反应占了主导。紫外线杀菌的反应速率方程为：rA=-(dNA/dt)=kN两边取对数可得到：lg[-(dNA/dt)]=lgk+nlgNA其中：n—反应级数；k—反应速率常数。紫外线杀菌一般都是一级反应，所以n=1，由此便可得到紫外线杀菌满足一级反应的动力学模N=N0e-kIt=N0e-kD(18)式中：N—经紫外线照射后菌体浓度(个/l00ml)；N0—初始菌体浓度(个/l00ml)；k—速率常数(cm2/W·S)，美国EPA设计手册推荐值为0.067－0.38；D—紫外辐照剂量(J/cm2)；I—紫外线灯的辐照强度(W/cm2)；t—辐照时间(s)。由此可得出，紫外线对微生物的杀灭效果与微生物的初始浓度有着密切的联系，同时与紫外灯管的照射剂量成指数关系。继续对上是进行相应的数学变换可得到：lg=-kIt=-kD经过大量的实验，一级反应公式对病毒杀灭率的适用性可达99.999％(也称5个lg)，对细菌杀灭率的适用性也可达到3个lg。杀菌器紫外线灯管的布置选用：径向辐射(Radial)模型和点源加和(PointSourceSummation，PSS)模型。径向辐射模型假设：把紫外线灯看成一个能量均布的直线型光源，在计算时，假设如下。①②③紫外线灯所辐射的能量沿灯管轴向均匀分布；紫外线光线垂直于灯管轴线和石英套管外壁，以圆柱面的形式向外辐射能量；只考虑水中污染物对紫外线的吸收，不计空气、石英和水界面的折射以及水中污染物的散射点源加和模型假设：将紫外线灯看成由无数相互独立的点光源组成，且以球面的形式向外均匀辐射，在计算时，假设如下。①②③紫外线灯是由无数个各向同性的点光源组成；每个点光源相互独立，并以球面的形式向外辐射能量；只考虑水中污染物对紫外线的吸收，不计空气、石英和水界面的折射以及水中污染物的散射根据目标产品的特点以及要求，径向辐射模型更适合本装置的设计计算。由于所设计的杀菌器的筒体为圆柱形，灯管沿筒体轴向布置，因此设定坐标的形式为：筒体的轴线为x轴，且杀菌器有效部分的中心为原点，过原点且与x轴相垂直的平面为yoz平面，选择过原点且相互垂直的两个半径方向分别定为y轴和z轴。若杀菌器内只有一根紫外线灯管，其轴线位置与杀菌器轴线相重合。根据径向辐射的假设条件可得到杀菌器内部任意半径圆柱面上的任意一点的紫外线辐照强度：0 P0式中：P—紫外线灯管的输入功率，W；η—紫外线灯对紫外线的转化效率；L—紫外线灯的有效长度，m；r—沿灯管轴线的任意柱面半径。由于紫外线灯在正常的工作的时候不能与水直接接触，需要石英套管的保护，因此当紫外线穿过石英套管的时候还会有一部分功率损失，损失的大小与石英套管的吸收率ηq有关。紫外线经过石英套管后，便进入水中，而在水中的传播规律满足前面所述的朗伯定律。故可以得到紫外线在水中传播辐照强度I的数学表达式：Pηηq一cd=ewPηηq一cd=eww式中：ηq—紫外线对石英套管的穿透率；dwdwdwq，r是沿灯管轴线的任意柱面半径，q是石英套管的外半径。II由式(21)可知，min将会出现在距离灯管轴线最远的圆柱面上，对于单根灯管来说，min的具体位置是反应器的内壁圆柱面。I对于其平均辐照强度，由径向辐射模型的假设条件可知，沿x轴的任意平面上的平均辐照强 度都是相等的。因此，整个杀菌器的平均辐照强度就等于任意x截面上的平均辐照强度，即度都是相等的。因此，整个杀菌器的平均辐照强度就等于任意x截面上的平均辐照强度，即。由于紫外线杀菌器轴向任意截面为中心对称图形，故求截面的平均光强的时候，只需要计算1/8的圆环即可。将直角坐标变换为柱坐标，即x=xy=rcosθ,z=rsinθeec(rRq)rdrdθI(x,r,θ).dA=对式(22)两边积分得：根据以上边界条件可知，A=π(R2R2)qθE(0,),rE(Rq,R)R为反应器的内壁半径。带入式(23)可得：I(x)=π(R28R)dθ∫eC(rRq)rdr=.[1eC(RRq)](24)式(24)即为单根紫外线灯管杀菌器的平均辐照强度，如图6所示。图6紫外线灯管分布图为了保证杀菌器的杀菌效果，所设计的杀菌器平均杀菌剂量要在250000μJ/cm2以上。3.1.3“船舶压载水管理系统超声波辅助杀菌器效能设计”的原则超声波气穴净化器就是利用超声波对被处理的压载水进行超声震荡，使其在液体介质内产生机械剪切力和空化效应。超声波的声强即为超声波功率，用单位辐照面积上的功率密度来(W/cm2)衡量，超声波杀灭浮游生物的声强范围在1～100W/cm2。频率范围在20～750kHz之间。超声波气穴净化器设计应满足船舶压载水的过流面积，并竟可能使过流压载水在超声波气穴净化器中有足够时间，超声波气穴净化器结构如图7所示。(a)净化器外形，(b)超声振子布置，(c)内部流道图7超声波气穴净化器结构分解图3.1.4“船舶压载水管理系统二次过滤器效能设计”原则满足MEPC174（58）D-2排放标准所规定，对经流一次过滤、超声波辅助杀菌和紫外杀菌器处理后的压载水中可能出现的微生物残渣进一步拦截过滤，使大于50μm的固体颗粒和微生物。其滤网设计与3.1.1（1）相同。3.1.5“船舶压载水管理系统惰性气体杀菌舱内压力维持设计”原则惰性气体杀菌又称为驱氧技术，是基于任何微生物离开氧气很难生存的法则，用纯氮气或惰性气体将水中氧气驱离以达到抑制细菌繁殖的目的。对长航程的船舶可以防止微生物的再生(Re-growth)。同时，惰性气体还可以防止舱壁的腐蚀，可减少清舱功耗。由于惰性气体杀菌技术是依据分压定律和总压定律的原理向压载水中注入大量的N2气体，将溶解在压载水中的O2从海水中驱离出来，实现抑制细菌繁殖生长的目的，因此，惰性气体杀菌单元就成了整个压载水舱，只要购置氮气发生器或惰性气体发生器，将产生的N2或燃烧清洗过的惰性气体注入压载舱，就可以达到杀灭和抑制微生物在压载舱内繁殖的目的，惰性气体向舱内注入与扩散采用与压载水来流反向的逆流法，如图8所示。因此，为了维持舱内的压力，实现整个压载水舱的杀菌和抑制细菌繁殖生长，在压载舱顶部需要安装呼吸阀，以实现压载舱杀菌的功能。图8惰性气体注入压载水过程其设计的惰性气体供气压力依据某种气体在水中的溶解度与液面上该气体的分压成正比即亨利定律和气体混合物的总压等于其中各气体分压之和即道尔顿分压定律，其中亨利定律为：（25）gP=Hx（25）g式中：H—Henry常数；x—气体摩尔分数溶解度；Pg—气体的分压。道尔顿分压定律为：pi=yip（26）ppi=yip（26）式中：p—液体上方气相压力；pi—液体上方气体分压力。从以上所述的亨利定律和道尔顿分压定律可以得出惰性烟气处理后压载舱气液两相平衡式为：PP+P=H2X2+H3X3y2p+y3p=H2X2+H3X3（28）式中：P2—氧气的分压力；P3—惰性烟气的分压力；y2,y3为氧气和惰性烟气气相摩尔分数。氧气和惰性气体在水中的溶解性较小，由相平衡公式的简化式得出：（29）(m2X2+m3X3)p=H2X2+H3X3（29）（30）X2=()X3（30）式中：m2，m3为氧气和惰性烟气的相平衡常数。亨利系数和溶剂的温度，以及溶质和溶剂的物理性质有关。从公式中可以看出，氧气在水中的溶解度还受到液体上方总压力的影响。当压力较小时，氧气在压载水中的溶解度变化不大；当压力达到一定的值时，压力越大，溶解氧浓度越小。基于这两个定律，在船舶压载时，注入惰性烟气，首先，惰性烟气经过引射器在压载水中形成一定数量的气穴，气穴向上移动的过程中，吸收了一部分压载水中的溶解氧。其次，随着压载舱中压载水体积的增加，压缩舱内的空气，使其压力大于外界大气，从而使压载舱内残存空气通过压载舱透气管的呼吸阀排入大气，继续充入惰性烟气，其分压占据绝对的优势，将使溶解于压载水中的溶解氧被驱除出来，在保持压载舱密闭的正压情况下，惰性烟气会始终处于优势，使游离在压载舱空舱气体内的极少数的氧气不能溶于压载水，从而驱除压载水中的溶解氧。3.1.6“船舶压载水管理系统次氯酸杀菌电解器及药剂箱设计”原则电解法在药剂注入上与直接药剂法无本质的区别，但是，由于电解法是对海水的电解，直接产生次氯酸钠溶液，因此，当船舶进入内陆河流的淡水航线进行装载作业时，对于压载水的处理的处理需要通过盐度传感器进行检测，并及时将压载水系统的工作模式转为淡水模式，从压载水总管引入1~2%分流淡水，将粗盐溶解，再送入管板式电解槽，电解后产生次氯酸钠按剂量回注入压载水总管，达到杀灭微生物的作用，为了使得与压载水混合后的压载水中次氯酸钠浓度低于对船舶压载舱涂层腐蚀影响的10Ppm，因此，进入压载舱管道口上的TRO传感器将实时监测压载水中的活性物质浓度，并控制管板式电解槽输入电极的功率，实现对压载水中的活性物质浓度的控制。电解法利用海水含盐量巨大的天然电解质溶液特性，利用其主要成分中的Na+、Mg+、Ca+、Cl-离子盐Cl－离子含量约占离子总数的55%，每升海水中的氯元素总含量为19.344g/l的特点，通过对海水的电解产生次氯酸钠(NaClO)。其电解过程如图9所示。图9海水在电解槽内的电解过程示意在海水在电解槽内的电解过程中，在阳极上产生氯气(Cl2)和两个电子(2e)，在阴极上，两个水分子获得2个电子产生两个羟基(2·OH－)和一个氢气分子(H2)，氯气能溶于水产生次氯酸(HClO)和盐酸(HCl)，其中次氯酸(HClO)、次氯酸根(ClO－)、氯气(Cl2)都称为有效氯，具有较强的氧化杀灭水生物和病原体的能力。但该方法需要考虑对产生的氢气、氯气二种气体易爆、有毒的特点，需要进行收集与扩散处理，同时还要考虑电解过程中产生的盐酸，会造成船舶舱室的腐蚀。3.1.7“船舶压载水管理系统灭活微生物效能药剂定量供应控制”原则药剂法是直接利用次氯酸钠配置成药剂水溶液，通过计量泵定量注入压载水中，并在喷射泵的作用下，均匀混散到压载水中，对压载水中的浮游生物进行杀灭处理，其药剂用量为每处理10000m3量的压载水，需用100Kg的次氯酸钠颗粒粉剂制成的药剂溶液。药剂法杀灭浮游生物原理如图10所示。图10药剂法杀灭浮游生物原理3.1.8“船舶压载水G9规范管理系统排放药剂中和缓释剂控制”原则为了避免对海洋环境造成二次污染，采用G9规则开发的压载水防海生物管理装置系统在压载水卸载向舷外排放时，需向其中添加适量的中和剂——硫代硫酸钠(Na2S2O3)。通常按1000m³水中投放3～7Kg的硫代硫酸钠比例配置中和剂，利用其与次氯酸和水反应，综合产生硫酸钠(NaHSO4)和食盐(NaCl)这两种无害的盐类的特点。与电解法相同，由于药剂法是利用次氯酸钠配置的杀菌剂，按照一定的计量注入到压载水中，通过混合盘与压载水充分混合，达到杀灭浮游生物的目的，因此，其在杀灭浮游生物的同时，也会象电解法一样产生次氯酸，为了避免对海洋环境造成二次污染，在压载水卸载向舷外排放时也需要在压载水中添加适量的中和剂——硫代硫酸钠。药剂法卸载对压载水的综合处理原理如图11所示。图11药剂法卸载对压载水的综合处理原理3.1.9“船舶压载水管理系统操作、控制与船岸协同操作数据管理”原则船舶压载水管理系统操作、控制应简单有效。具有一个控制系统，自动监测和记录足够的数据以验证系统的正确操作。控制和监测设备应记录压载水管理系统正常工作或故障情况，并在控制设备中保存至少24个月。其设计和构造应使其在进行清洗、校准或维修等操作时，其视觉报警应处于开启状态，任何旁通都将激活警报；船岸协同操作数据管理通过卫星和无线电通信，其通信的措施应和服务商合作，应考虑如何防止非法接入到船上系统。连接终端，应配备防火墙和专用连接，确保数据安全。使用VPN时，应当加密，需要在服务器与计算机接入网络前设置防火墙。应遵循通信分销商的建议，选择适合此类连接的路由和连接方式。船东和通信分销商应考虑VPN连接的岸基过滤。无线接入控制应限定在合适的、授权的设备，并使用定期更新的强密码保护。恶意软件检测，用于自动检测和识别恶意软件的查杀软件，应定期更新。船上计算机与岸上计算机保护等级应一致，对于所有工作相关的计算机，防病毒和放恶意软件的软件应安装、维护和更新。软硬件的安全设置，仅授权的高级船员可以进行管理员配置，以便管理和安装及变更用户权限，用户权限应设定在仅供所需使用的范围，不允许其变更系统或安装和运行新程序。应用软件升级关键安全补丁，其升级应及时和正确的完成，及早恢复系统中的安全漏洞。3.2船舶压载水管理系统生物性能测试检测规范3.2.1“船舶压载水管理系统生物性能测试取样”原则规定船舶压载水管理系统生物性能测试中指标性微生物取样和检测规程。生物指示菌的检测项目、要求、样本采集、检验程序、检验方法、结果报告、结果判定和处置。取样基于MEPC.173（58）、BWM.2/Circ.42/Rev.1决议中推荐的压载水取样方式，尽可能的让样品具有代表性。采取从取样口收集样品的水流速度与主压载管中的速度相等的取样方式，按照采样规程，至少提前24小时获取船舶压载水报告单，根据压载水来源、置换情况决定是否进行样品采集。选用适当的现场采样工具，登轮后进行船舶情况调查，按照要求完整填写船舶压载水采集记录表。样品采集中，工作人员根据现场情况使用必要的保护措施和用品，在船方人员陪同下到相应位置使用合适工具进行样品采集。样品采集完毕后，装入相应的容器，测量记录相应数值后，按照检测项目要求进行必要的预处理，密封包装，填写标签，在规定时间内及时送检。水样收集后应尽快检测。在运送到实验室期间，水样品在2℃-8℃的温度下冷藏。水样收集和开始检测之间不要超过24小时。3.2.2“船舶压载水管理系统生物性能测试菌落总数检测”原则规定船舶压载水管理系统生物性能测试中菌落总数检测规程。生物指示菌的检测项目、要求、样本采集、检验程序、检验方法、结果报告、结果判定和处置。适用于对船舶压载水管理系统生物性能测试过程实施指示菌微生物检测规程。引用了国际标准化组织(IX-ISO)ISO6222-1999《水质可培养微生物的计数方法营养琼脂介质中接种法进行群落计数法》（Waterquality-Enumerationofculturablemicro-organisms-Colonycountbyinoculationinanutrientagarculturemedium），摘录和翻译了原文中关于菌落总数检测方法原理和试剂配制内容，作为资料性附录A，供标准使用人参考。压载水样品经过一定的设备和材料在培养基和试剂处理后，在一定条件下（如培养基、培养温度和培养时间等）培养后，所得每mL检样中形成的微生物菌落总数。采用平板计数法，根据测试液稀释倍数和取样接种量，换算出样品中的菌落总数和通过滤膜法，直接计数滤膜上的菌落数，计算出每100mL压载水样中所含的菌落总数。3.2.3“船舶压载水管理系统生物性能测试耐热大肠菌群检测”原则生物指示菌的检测项目、要求、样本采集、检验程序、检验方法、结果报告、结果判定和处置，适用于对船舶压载水管理系统生物性能测试过程实施指示菌微生物检测规程。引用了美国环保署EPAMETHOD1603《Escherichiacoli(E.coli)inWaterbyMembraneFiltrationUsingModifiedmembrane-ThermotolerantEscherichiacoliAgar(ModifiedmTEC)》，摘录和翻译了原文中关于耐热大肠菌群检测方法原理和试剂配制内容，作为资料性附录A，供标准使用人参考。耐热大肠菌群，是指在44.5℃培养24h～48h能发酵乳糖、产酸产气的需氧和兼性厌氧革兰氏阴性无芽胞杆菌。检测要求：1.检测项目列项耐热大肠菌群检测应符合GB19489中BSL-2的规定；2.检验人员应经过专业技术和实验室生物安全培训，并取得资格证书；3.采样设备和用品应满足检测项目和方法的要求，保证在无菌状态下使用。采用多管发酵法和耐热大肠菌群滤膜法进行耐热大肠菌群的检测。3.2.4“船舶压载水管理系统生物性能测试大肠埃希氏菌检测”原则规定船舶压载水管理系统生物性能测试中大肠埃希氏菌检测规程。大肠埃希氏菌的检验程序、检验方法、结果报告、结果判定和处置。适用于对船舶压载水管理系统生物性能测试过程实施指示菌微生物检测规程。引用了《ISO9308-1-2014水质-大肠埃希氏菌和大肠菌群计数第一部分低细菌背景区系水的膜过滤法》（Waterquality-EnumerationofEscherichiacoliandcoliformbacteria-Part1:waterwithlowbacterialbackgroudflora），摘录和翻译了原文中关于大肠埃希氏菌检测方法原理和试剂配制内容，作为资料性附录A，供标准使用人参考。大肠埃希氏菌又称大肠杆菌，是广泛存在于人和温血动物的肠道中，需氧及兼性厌氧，44.5℃生长，IMViC（靛基质、甲基红、VP实验、柠檬酸盐）生化试验++--或-+--的革兰氏阴性杆菌。检测要求：1.检测项目列项耐热大肠菌群检测应符合GB19489中BSL-2的规定；2.检验人员应经过专业技术和实验室生物安全培训，并取得资格证书；3.采样设备和用品应满足检测项目和方法的要求，保证在无菌状态下使用。采用大肠埃希氏菌MPN法（参照GB4789.38食品微生物学检验，大肠埃希氏菌计数），大肠埃希氏菌平板计数法（参照GB4789.38食品微生物学检验，大肠埃希氏菌计数）进行大肠埃希氏菌检测。3.2.5“船舶压载水管理系统生物性能测试肠道球菌检测”原则规定船舶压载水管理系统生物性能测试中肠道球菌数检测规程。压载水中肠道球菌检验程序、检验方法、结果报告、结果判定和处置。适用于对船舶压载水管理系统生物性能测试过程实施指示菌微生物检测规程。引用了国际标准化组织(IX-ISO)ISO7899-2-2000《水质肠球菌的检测和计数第2部分:滤膜过滤法》（Waterquality-Detectionandenumerationofintestinalenterococci-Part2:Membranefiltrationmethod），摘录和翻译了原文中关于肠道球菌检测方法原理和试剂配制内容，作为资料性附录A，供标准使用人参考。船舶压载水管理系统生物性能测试肠道球菌检测依据GB19489实验室生物安全通用要求；SN/T1343入出境船舶压载水消毒规程；ISO7899-2：2000，水质—肠球菌的检测和计数第2部分：膜过滤方法、ISO6887-1：1999，食品和动物饲料微生物学—微生物检验的样品、初始悬浮液和十倍系列稀释液的制备—部分：初始悬浮液和十倍系列稀释液的制备一般规则；ISO8199：1988，水质—微生物培养计数通用指南。取样后最好立即开始检测。如果样品在环境温度下保存，应在取样后6小时内开始检测。在特殊情况下，允许样品检验前在5℃±3℃保存不超过24小时。如果样品需要稀释，按照ISO8199准备这些稀释液。过滤和培养使用无菌量筒进行稀释，设置至少3个梯度，每个梯度2-3个重复。将培养后所有凸起的、菌落的中心或整体呈红色、栗色或粉红色的菌落记为典型菌落。如果有典型菌落，用无菌镊子将膜和菌落不翻转地转移到预热至44℃的胆汁-七叶苷-叠氮化物琼脂平板上。在44℃±0.5℃下培养2h，立即读取平板。3.2.6“船舶压载水管理系统生物性能测试有毒霍乱弧菌检测”原则规定船舶压载水管理系统生物性能测试中霍乱弧菌检测规程。压载水中肠道球菌检验程序、检验方法、结果报告、结果判定和处置。适用于对船舶压载水管理系统生物性能测试过程实施指示菌微生物检测规程。引用美国环保局（USEPA）《EPA600/R-10/139：饮用水和地表水中霍乱弧菌O1和O139的标准分析规程》（StandardanalyticalprotocolforVibriocholeraeO1andO139indrinkingWaterandsurfacewater），摘录和翻译了原文中关于霍乱弧菌检测方法原理和试剂配制内容，作为资料性附录A，供标准使用人参考。船舶压载水管理系统生物性能测试有毒霍乱弧菌检测依据GB19489实验室生物安全通用要求；SN/T1239国境口岸霍乱检验规程检测项目列项O1群霍乱弧菌及其肠毒素、O139群霍乱弧菌及其肠毒素的检测应符合GB19489中BSL-3的规定。通过样品的制备、分离、鉴定分离、菌株复核完成有毒霍乱弧菌检测。3.3船舶压载水管理系统使用效能评判规范压载水管理系统无论是紫外法、惰性气体法还是电解法或药剂法，在系统的运行中都会遇到故障现象，需要船员进行必要的维护，由于压载水管理系统周边存在着电力、高温、腐蚀、噪声、湿滑及高低等多种危险状况，因此，在压载水管理系统模块单元的周边均贴有相应的危险警示标贴。此外，按不同原理和方法开发的压载水管理系统其维护由于系统单元的不同，各不相同。因此，要分别对待，按警示标识进行人员防护、环境防护和部件更换。压载水管理系统模块单元周边警示标贴如表1所示。表1压载水管理系统模块单元周边警示标贴标识警示标识说明注意警示标识带电危险！在对设备进行操作、维护、清洗和检修前必须将所有的电源切断并标记。电源包括配电、或备用电源。在对中压紫外杀菌装置维护时，请戴防紫外线面具！在没有保护的情况下，长时间紫外线辐射会灼伤眼睛和皮肤。除非您穿戴操作员工具柜中提供的防紫外线面具，否则应避免直接目视开启的灯管。请戴保护手套！在对设备进行维护和检修时应戴保护手套。请戴耳套！除惰性气体系统空压机产生噪声外，其它的压载水管理系统不产生噪声，但操作人员应当注意保护听力不受船舶中其他可能存在的噪声影响。请穿安全工作靴！当对系统进行维护和检修时，请穿安全靴。小心腐蚀!清洗液可能会造成操作人员不适，避免吸入、摄取或者溅入眼睛和皮肤上。应当穿上工作服，戴上橡胶手套。请戴安全帽！请根据系统设备处所的有关安全规定请穿戴适当的安全帽。防滑！系统底座及其它表面在有油污或水时可能湿滑。防止失空陷落！在系统附近工作时应小心谨慎。在将设备或零件取出或放回后应注意将联接螺栓紧固。小心失足！在对系统进行工作前应小心可能失足的地方。~3三相交流电！~单相交流电！|关（电源)接地保护!维修时请参照电工手册!热危险，等到电气设备和灯管冷却下来才能触摸。烧伤危险，不锈钢表面或暴露在太阳光下面，除非戴上手套，否则不要去碰设备不锈钢表面。3.3.1“船舶压载水管理系统过滤器过滤效能评判及滤网强制更换”原则过滤器总压降为滤网压降和滤饼压降之和，即Δr总=Δr滤网+Δr滤饼=0.047MPa，但海水过滤时可将0.047MPa作为压差控制器的初始设定压差。滤网堵塞后，过滤器中压差逐渐增大，当压差达到初始设定压差0.047MPa以上时，差压控制器发出信号开始自清洗，压差降到0.012MPa时完成自清洗。但过滤器内外腔压差过大且经过反复反冲清洗后仍然内外腔压差过