摘 要

随着我国航运业的蓬勃发展，内河航道行驶船舶专业化趋势逐渐明显，船舶航运力有了较大加强，内河航道运行密度也成指数方式增长。但我国内河航道污染治理却并未得到较大改观。内河船舶对环境带来了船舶污染（大气污染）、噪声污染、污水处理等问题。此外内河船上的柴油机主、辅机同时运转时所产生的噪音达到100~l10分贝，不仅对船上人员也对生活在航道周边的人造成很大的影响。同时船舶营运期间由于人员和机器设备产生的废弃物的处理和排放也是严重的环境问题，如何降低废弃物污染和噪声污染也是内河船绿色化需解决的问题之一。基于我国目前内河航道环境保护战略方针，新型绿色化内河船舶层出不穷，针对的绿色化设备也不尽相同。因此，对当前已经运行和正在设计制造的内河船舶绿色化设备进行统一的评估，制定规范法的绿色化标准迫在眉睫。

本文从内河船舶污染物种类入手，通过对比国内外学者提出的内河船舶防污染策略，欧洲各国和我国处理内河船舶污染物的流程差异，分析当前我国内河船舶防污染的欠缺点。以当前我国颁布内河船舶防污染法规为基础，建立针对内河船舶绿色化设备的博弈论模型，通过模型分析推断内河船舶绿色化设备的改造程度，为下一步内河船舶防污染策略给出方针。

关键词：内河船舶，绿色化设备，性能测评

Abstract

With the vigorous development of China's shipping industry, the trend of specialization of inland waterway operation ships is gradually obvious, the ship's shipping capacity has been greatly strengthened, and the operation density of inland waterway has also increased exponentially. However, the pollution control of inland waterways in China has not been greatly improved. Inland ships bring many problems to the environment, such as ship pollution (air pollution), noise pollution, sewage treatment and so on. In addition, the noise generated by the main and auxiliary diesel engines running at the same time on inland ships reaches 100-110 decibels, which not only affects the people on board but also those living around the waterway. At the same time, the disposal and discharge of waste generated by personnel and machinery and equipment are also serious environmental problems. How to reduce waste pollution and noise pollution is also one of the problems that need to be solved in the greening of inland river ships. Based on the current strategic policy of environmental protection for inland waterways in China, new green inland waterways are emerging in an endless stream, and the green equipment is not the same. Therefore, it is urgent to make a unified assessment of the green equipment of inland ships that have been running and are being designed and manufactured, and to formulate the green standard of the standard law.

This paper starts with the types of pollutants from inland ships, compares the strategies proposed by scholars at home and abroad, the process differences between European countries and China in dealing with the pollutants from inland ships, and analyzes the shortcomings of current pollution prevention of inland ships in China. Based on the current laws and regulations on pollution prevention of inland ships issued by China, a game theory model for the green equipment of inland ships is established. Through the model analysis, the transformation degree of the green equipment of inland ships is inferred, which provides the policy for the next step of pollution prevention strategy of inland ships.

Key Words: River boat；Green equipment；Performance evaluation

目录

第1章 绪论 1

1.1 研究的背景及意义 1

1.2 国内外研究现状和趋势 1

1.2.1 国外研究综述 1

1.2.2 国内研究综述 2

1.2.3 存在的问题分析 4

1.3 研究方法 6

1.3.1 研究内容 6

1.3.2 研究路线 6

第2章 船舶防污染治理和使用设备、策略分析 7

2.1 船舶污染物的类型 7

2.1.1 船舶油、水污染 7

2.1.2 船舶空气污染 7

2.1.3 船舶固体废料污染 8

2.1.4 船舶噪声污染 8

2.2 处理船舶污染物品使用的策略和设备分析 8

2.2.1 欧洲各国治理船舶污染物的设备和策略 8

2.2.2 我国治理船舶污染物的设备、策略 9

第3章 当前我国内河船舶主流设备和技术分析 11

3.1 舱室流体机械绿色化设备 11

3.1.1 水泵环保设备改进 11

3.1.2 主海水泵改造方式 11

3.1.3 淡水泵改造方式 11

3.1.4 空压机绿色化设备改造 11

3.2 船舶空调系统绿色化设备 13

3.3 废水接收处理系统 13

3.3.1 黑水处理系统 14

3.3.2 灰水处理系统 14

3.3.3 中水处理系统 15

3.4 船舶固体废弃物处理设备 15

第4章 辅机设备绿色化评估 16

4.1 博弈论模型介绍 16

4.2 内河船舶辅机设备绿色化评估模型 16

4.2.1 一般均衡型分析 16

4.2.2 进阶系统分析 17

4.2.3 小结 20

第5章 总结与展望 22

5.1 总结 22

5.2 展望 22

致谢 23

绪论

研究的背景及意义

我国内河资源丰富，拥有大、小天然河流5800多条，900多个天然湖泊 ，河流总长度达到43万公里。其中有80多条河流的流域面积在1000平方公里以上，目前，我国已在使用的内河航道已超过12万公里。随着改革开放的不断深入，经济快速发展，内河水路运输事业发展迅猛，各类新兴的水上旅游、娱乐业也迅速崛起，船舶排污需求也随之加大。然而，船舶公司单方面追求经济效益，监管部门工作不作为，法律法规得不到有效的执行，公众环保意识薄弱，导致内河船舶不按规定私自排放污染物，其排放量远超出水体的环境负担。

内河船舶排污情况日益严重，不少船舶公司在购入船舶时把船舶绿色化性能列入购入指标，以此来提高旗下船舶排污能力，进而提高航行收入。然而，2017年国家统计局发布的全年数据，全国共排放废水699. 6亿吨，排放化学需氧量 1021.97万吨，排放氨氮139.51万吨；排放二氧化硫875.39万吨，排放氮氧化物1258.83万吨。以上数据表明，相当一部分的内河船舶，其绿色化程度没有达到相应要求，造成新的污染，导致内河船舶污染治理难度进一步加大。

因此，建立完整的内河船舶绿色化技术评估体系，对现有船舶绿色化技术进行整体评估，找出内河船舶绿色化技术的缺陷，加以改进，对国家治理内河污染，提高船舶航运业经济效益，是十分必要的。

国内外研究现状和趋势

国外研究综述

针对内河船舶日益严重的污染问题，国外学者做出了许多研究，给出了一些改进方法。Chirica, I. Presura, A.Anghelutǎ,.^[1]提出了对现已运行的船舶进行改造，升级船舶发动机，使用选择性催化还原剂(SCR)促成NH₃-SCR系统，对船舶发动机产生的尾气进行脱硫脱氮处理，避免向大气中排放不必要的氨；对于尾气中可吸入颗粒物，让已经标准化的SCR系统和柴油微粒过滤系统（DPR）相结合，其载体为可控硅，性能测试表明，SCR系统和DPR系统相结合后能够显著的提高NH₃的转化率，让硫的氧化物转变成硫酸盐，通过氧化物质进而消除PM，以达到欧洲第五阶段的排放标准。

Łebkowski, Andrzej^[2]的研究表明，以LNG为主体的混合动力船舶可以减少船舶污染物的排放，他们使用Modelica软件对LNG船舶实施仿真实验，结果表明LNG船舶能够显著减少空气污染物的排放，减少了行船所需的能耗，提高了传播的机动性，在夜间装载/卸载过程或锁定期间可通过电网向数据包充电，降低了船舶电能的消耗。

Norlund E K, Gribkovskaia I.^[3]放弃从船体本身入手，他们以已经经过一次绿色化改造的船舶为基础，调研挪威国家石油公司在挪威海岸的7个基地向内陆运输的航道的排放情况，结合船舶运行时候发动机的排放情况，提出了4种通过改变船舶运行速度的方法，这4种方法分别针对不同的船舶，通过数学模型拟合，其实验结果表明能够大量降低污染物的排放和重油的消耗。

MiMe Tichavska, Beatriz Tovar^[4]对拉斯帕尔马斯港口的往来船舶进行数据统计，通过统计舶航行时候的损耗情况和一次航行时该船所属公司的资金投入，把外部资金的投入和船舶绿色化结合起来，根据船舶航行的路径采用影响路径法（IPA），从污染物的排放开始一步一步来确定污染物对各个已输入的模块例如投放成本、法律要求、环境污染度等的影响，确定了单位污染物造成的边际外部成本的详细估计。这种方法直接把污染物同经济效益和环境治理联系起来，通过多时段，多模块的建模分析，汇总得到最有效的治理方法。

国内研究综述

近几年我国船舶行业发展迅速，但内河船舶的污染问题由于立法不全，船主法律意识淡薄，导致内河船舶污染排放数值随着船舶的使用逐年加大。对此，国内学者提出了自己的见解。

荣宏伟^[5]在其文章中阐述了内河船舶油污染发生的几种情况，指出了近几年油污染比重加大的原因是内河船舶运行时很少使用油水分离器，直接排放污油；并且我国内河港口、码头基本没有装备油水分离器，即使有的船舶把自身产生的污油存储起来，靠港时仍旧无法处理，只能排入内河。相关部门监管不足，而技术力量薄弱，针对这些问题，他提出对现行船舶油水分离器进行整改，对内河港口、码头配备油水分离器，增派相应技术人员，督促相关部门加大对内河排污的监管力度。

段素文^[6]以京杭运河徐州段船舶防污现状进行研宂，从现行法制手段、国家 监督管理机制、船舶防污设计等多个方面进行分析，针对不同的内河船舶污染进行分类研究、处理，并以获得效果明显的防污措施为目标，从人们的环保意识、内河船舶的绿色化技术，相关部门的指导方针，这三个方面给出了了内河船舶的整改措施。