【饮食健康】今见过关于船舶淡水发黄分析最为透彻的文章，佩服！
生活用水浑黄，是一种船舶上比较常见的问题。其不仅危害船员健康、降低船员生活质量，容易引起 PSC 官员的注意，严重时可能导致船舶滞留。本文就一起舱室生活用水浑黄的案例，分析了船舶生活用水浑黄的原因，并提出船舶生活用水矿化装置的特殊作用，最后总结了船舶淡水浑黄现象的各种成因，并提出了相应的解决措施。
一、案例分析
某远洋大型汽车船，船龄 5 年，长期从事国际航线营运。舱室生活用水日均消耗 12t，由于该轮航行时间长、停泊时间短，自身制淡能力较强，淡水舱容积较大，故很少在港口补充淡水，所需淡水主要由船舶自带的真空沸腾式制淡装置制取（制淡量 20t/d）。
该船使用 5 年后出现生活用淡水浑黄现象，主要表现为舱室生活用水呈褐色，取该浑黄水样静置后，可以明显观察到大量褐色沉淀；打开水龙头，连续放水半小时，水色可基本变清。同时使用该淡水清洗衣物后，衣物上产生明显褐色锈斑。
通过对该船舶内部淡水管路清理，发现其淡水管路严重锈蚀，管道内壁有大量结构松散的红褐色的铁锈；这种松散的铁锈因管内水体流动冲刷而不断剥落，并随水流流出，产生黄水现象。通过全面更换包括供应水管、法兰盘等在内的全船生活淡水管路，淡水浑黄的现象有短时间改善，但10d 后再次产生黄水现象，同时管道在短时间内严重腐蚀。
二、管道锈蚀原因分析
通常情况下，船上生活用水变浑浊，主要有以下 5 个方面的原因：
（1）个别港口补充的淡水质量较差，含泥沙及其它杂质；
（2）淡水舱内壁涂料损坏，水舱锈蚀；
（3）压力水柜太脏或锈蚀；
（4）空气进入供水管路，形成气泡，在气泡破裂时形成水击使管壁上的浮锈剥落；
（5）管路严重锈蚀。
鉴于淡水管道短时间产生严重腐蚀，而经检查确认，钢管本身没有问题，那么问题就出在所输送的介质—淡水。取该淡水水样进行分析，发现该淡水 pH<5.5，水质偏酸。由于淡水管道中主要成分为铁，同时还含有少量石墨、渗碳体（Fe3C）以及其它金属和杂质，铁与杂质形成无数微小电极，其中铁的电位低，为阳极；杂质电位较高，为阴极， 在偏酸性环境下， 阳极氧化反应后铁被溶解形成Fe2+，H+在阴极附近得到电子被还原为氢气，即产生所谓的析氢腐蚀[1]，其反应方程式如下：
Fe→Fe2++2eˉ （1）
2H++2eˉ=H2↑ （2）
Fe+2H2O=Fe（OH）2+H2↑ （3）
腐蚀生成的 Fe（OH）2易被氧气所氧化，生成红褐色的沉淀物 Fe（OH）3，Fe（OH）3 部分失水后可转化为 Fe2O3，反应方程式如下：
4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3↓ （4）
2Fe（OH）3=Fe2O3+3H2O （5）
其中 Fe2O3 即为铁锈，它与Fe（OH）3 都是红褐色， 是造成船舶生活淡水变黄主要原因。
三、偏酸性水质成因分析
正常生活用淡水 pH 值范围为 6.5~8.0，水质过于偏酸性或碱性对人体健康和管道稳定性都有较大伤害。本案例中水样pH<5.5，明显超出了正常的生活用水 pH 值范围。为研究淡水成酸性原因，对造水机出水，淡水矿化装置进、出水，淡水舱，以及生活区管道内水样的pH 进行了检测。结果显示，包括造水机出水，淡水矿化装置进、出水，水舱及管道内水样在内的所有水样pH<5.5。
有以上结果可以发现造成水质偏酸的原因主要有两点：
①造水机造出水即为酸性。此造水机运行中使用VAPTREAT 作为处理剂，严格按照每造一吨水投药 0.03 升的使用比例，以起到预防结垢、抑制泡沫和保证造水质量的作用。生产厂家的说明书介绍，VAPTREAT 呈弱碱性，pH=9
（1 Vol%），此船造水机制出的蒸馏水却呈酸性，其中机理还待研究。
②淡水矿化装置失效。造水机制出的蒸馏水在进入淡水舱（非炉水舱）之前，需要通过淡水矿化装置进行处理，而矿化装置具有调节淡水pH值的作用。化验中发现淡水舱和生活区日用水的pH值较低,让人怀疑造水机后面的淡水矿化装置根本没有投入使用。进一步探究发现,该矿化装置内填料麦饭石严重缺失。麦饭石是一种具有一定生物活性的复合矿物,主要化学成分是无机的硅铝酸盐。其中包括SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、Mgo、cao、k2O、na2O、iO2、P2O、MnO等,还含有动物所需的全部常量元素,如:K、Na、Ca、Mg、Cu、Mo等微量元素和稀土元素,约58种之多。由于麦饭石具有吸附性、溶解性、pH调节性、生物活性和矿化性能,所以麦饭石是船舶淡水矿化装置的首选充填材料。特别要强调的是:麦饭石中含A2O3约15%,而A2O3是典型的两性氧化物,既可以与酸反应生成盐和水又可以与碱反应生成盐和水,反应方程是如下:
和酸反应:Al2O3+6H+=2A13+3H2O (6)
和碱反应:al2O3+2h-=2aio2+h2O (7)
可见,Al2O3在水溶液中遇碱反应降低pH值,遇酸反应提高pH值,具有双向调节缓冲pH的作用,另外元素Si也由于A类似的作用,对pH的条件有一定贡献2。正是由于麦饭石的缺失使得淡水矿化装置的pH调节功能丧失,从而导致船舶内淡水输送管道中水体严重偏酸,致使管道加速腐蚀,产生黄水现象。
四、处理措施
找到了水质变浑的真正原因,轮机长马上申请了50kg麦饭石,重新装填入矿化装置,投入使用,化验其出口淡水pH=8.5(证明麦饭石调节pH效果明显),船员舱室生活淡水pH值逐渐上升(新造水被淡水舱原有存水稀释)、水色日见清澈,3d后完全正常。
五、反思与总结
远洋船舶生活淡水浑黄除因个别港口补充淡水水质本身浑浊,水质较差外,主要是由于造水设备和管道锈蚀引起,而引起管道等锈蚀的原因包括,管道本身质量问题、造水设备问题,和淡水矿化装置失效等。其中淡水矿化装置的失效是一个常见而又容易被忽视的重要因素。淡水矿化装置(英文为 REHARD.&MINERAL FILTER)不但能将造水机制出的蒸馏水进行硬化处理,提供人体必需的各种矿物质;同时它还充当滤器、调节水质(pH值)的作作为一个滤器,使用时间长了势必脏堵、滤阻太大导致造水机蒸馏水泵压力偏高。按说明书的要求,必须对滤器定时进行反冲—这一项保养工作往往被轮机员忽略。一旦反冲没有效果,没有经验的轮机员往往将矿化装置旁通,或者将滤器中的麦饭石倒出(本案例就是因为前任二管轮将滤芯材料倒出、并且未作任何记录),其结果不但不能使蒸馏水矿化,损害船员身体健康;同时由于缺乏麦饭石对pH值进行调节,在造水机制出的蒸馏水偏酸性的情况下,淡水管路必定迅速被腐蚀、舱室淡水随之变黄直至褐色。通过本案例中该轮生活用水产生黄水现象的过程,并借鉴研究了其它一些案例,总结了远洋船舶生活用水产生黄水现象的常见原因，并提出应对措施如下：
六、总结
①轮机管理是一项复杂的工程,一旦发生问题,需要全面深入的分析,找出问题的根本症结,千万不能就事论事、被表面现象蒙蔽。本案例中,发现水管锈蚀导致淡水浑黄后,对水管进行换新,浪费了大量人力和物力,却没有解决根本问题。
②一直以来,大家对淡水矿化装置的矿化作用比较了解,但对其pH调节作用知之甚少,且维护保养不够重视,很少有人按说明书要求定期反冲。一旦脏堵,轮机员往往采取打开旁通伐或直接抛弃滤料等措施,最后导致船舶内淡水出现浑黄现象。
③正常淡水的pH值为6.5~8.0,蒸馏水的pH值应为7.0.而造水机制出的蒸馏水,用试纸检测多数pH<7.0,部分测出pH<5.5,具有金属腐蚀性,其中机理还有待研究。
参考文献
[1]成纯赞.金属管道的腐蚀及防腐对策]给水排水,2004,30,(11):93-96.
[2]李娟,张盼月,高英等麦饭石的理化性能及其在水质优化中的应用].环境科学与技术,2008,31,(10):63-67.
转自: 船舶讲武堂 来源：中国水运 作者： 杨俊轮机长