Beantwortung wichtiger Fragen zum Ballastwassermanagement

Veröffentlicht am 18. Mai 2020 um 20:15 Uhr von DESMI

Dieses Whitepaper bietet einen Überblick über die beiden wichtigsten Ballastwassermanagement-Technologien (BWMS), die auf heutigen Schiffen installiert sind: Systeme auf Ultraviolettbasis (UV) und Elektrochlorierungssysteme (EC). Es bietet einen Vergleich zwischen den beiden Technologien und untersucht die Vorteile und Herausforderungen, mit denen ihre Betreiber konfrontiert sind. Dieses Whitepaper beleuchtet insbesondere die übersehenen, aber möglicherweise schwerwiegenden Komplikationen im Zusammenhang mit dem Betrieb von UV-BWMS mit unterschiedlichen Betriebsmodi, um die USCG- bzw. IMO-Konformität zu erreichen.

Bis Oktober 2019 waren fast 10.000 Schiffe – fast 10 Prozent der weltweiten Schiffsflotte – mit einem Ballastwassermanagementsystem (BWM) ausgestattet. Laut Clarksons World Fleet Register sind die am häufigsten verwendeten Technologien für BWM Systeme auf Ultraviolettbasis (UV) und Elektrochlorierungssysteme (EC). Abbildung 1 zeigt die verschiedenen auf Schiffen installierten Technologien.

Ein umfassendes Verständnis der verschiedenen BWM-Technologien sowie ihrer Vorteile und Grenzen bildet die Grundlage für die richtige Entscheidung bei der Auswahl eines BWM-Systems. Insbesondere ist es wichtig zu verstehen, wie sich das BWM-System auf den Betrieb eines Schiffes auswirkt, da das an Bord des Schiffes gepumpte Ballastwasser erheblich variieren kann und verschiedene BWM-Systeme die verschiedenen Wasserqualitäten unterschiedlich handhaben.

Aufbereitung von Ballastwasser

Die Behandlung des Ballastwassers vor der Einleitung ist wichtig, da sie den Transport und die Einführung potenziell invasiver Arten in lokale Ökosysteme durch das Ballastwasser des Schiffes verhindert. Daher ist dies einer der Ansätze, die Schiffseigentümer und -betreiber typischerweise anwenden, um die verbindlichen Einleitungsstandards der Internationalen Seeschifffahrtsorganisation (IMO) und der US-Küstenwache (USCG) einzuhalten.

Navigieren durch die BWM-Konvention

Das von der IMO verwaltete Ballastwasser-Management-Übereinkommen (BWM) legt den internationalen Standard für die Ballastwasserbehandlung fest.

Die IMO-Richtlinien für die Typgenehmigung von BWM-Systemen wurden im Oktober 2018 überarbeitet. Seit der Überarbeitung gibt die IMO nun an, dass eine Typgenehmigung gemäß dem neuen BWM-Systemcode MEPC.300(72) (auch als überarbeitetes G8 bezeichnet) obligatorisch ist für alle BWM-Systeme, die nach dem 28. Oktober 2020 auf Schiffen installiert werden.

CompactClean, ein BWM-System von DESMI, ist gemäß dem BWM-Systemcode der IMO typgenehmigt und somit für die Zukunft gerüstet.

UV-basierte Behandlung Auf UV-Behandlung basierende BWM-Systeme wenden typischerweise zwei Behandlungsschritte an: Filtration und UV-Behandlung. Bei der Ballastierung kommen sowohl Filterung als auch UV-Behandlung zum Einsatz. Nach der Filterung wird das Ballastwasser über UV-Kammer(n) zu den Ballasttanks geleitet. Um eine mögliche nicht konforme Ballastwasserabgabe aufgrund des erneuten Wachstums von Organismen in den Tanks zu vermeiden, wird das Ballastwasser beim Entballastieren erneut mit UV-Licht behandelt. Das Wasser umgeht den Filter und wird durch die UV-Kammer gepumpt, bevor es abgelassen wird (siehe Abbildung 2).

UV verstehen

Bei der UV-Behandlung werden UV-Lampen mit niedrigem oder mittlerem Druck verwendet, um Zellmembranen aufzubrechen und/oder ihre DNA zu schädigen, wodurch die Organismen getötet bzw. ihre Fortpflanzungsfähigkeit zerstört werden, wodurch sie nicht lebensfähig werden. Der Prozentsatz an nicht lebensfähigen oder abgetöteten Organismen im Wasser nach der Behandlung hängt von der angewendeten UV-Dosis ab.

Was ist die UV-Dosis?

Die UV-Dosis hängt von der UV-Intensität (UV-I) und der Belichtungszeit ab und wird einfach als Produkt dieser beiden Parameter definiert. UV-I misst, wie viel Licht (oder Energie) einen bestimmten Messpunkt erreicht.

Die meisten UV-Systeme messen UV-I, die Systeme können jedoch hinsichtlich der verwendeten UV-Lampe und des Sensoraufbaus erheblich variieren. Insbesondere der Abstand zwischen Sensor und UV-Lampe beeinflusst den gemessenen UV-I. Aus diesem Grund sollten UV-I-Werte nicht zum Systemvergleich herangezogen werden.

Glücklicherweise kann eine andere Messung namens UV-Transmission (UV-T) zum Vergleich von Systemen verwendet werden. UV-T ist ein zuverlässigeres Maß für die UV-Leistung und misst die Fähigkeit von UV-Licht, in Wasser einzudringen. Bei hohem UV-T-Wert, also nahe 100 Prozent, ist das Wasser sehr klar. Dadurch kann das UV-Licht tief ins Wasser eindringen. Bei niedrigem UV-T-Wert ist das Wasser nicht sehr klar und das UV-Licht kann das Wasser nur über eine begrenzte Distanz durchdringen.

Dies bedeutet, dass die Leistung des Systems umso besser ist, je niedriger der UV-T-Wert ist, den ein BWM-System behandeln und dennoch die IMO- und USCG-Entladungsstandards erfüllen kann. CompactClean kann Ballastwasser behandeln und Organismen bis zu einem UV-T-Gehalt von bis zu 42 Prozent effektiv abtöten, was bedeutet, dass selbst extrem anspruchsvolles Wasser so behandelt werden kann, dass es sowohl den IMO- als auch den USCG-Einleitungsstandards entspricht.

USCG versus IMO

Eine bekannte Herausforderung für UV-basierte BWM-Systeme sind die unterschiedlichen Vorschriften und Wirksamkeitstestmethoden zweier Regulierungsbehörden, der US-Küstenwache und der IMO.

Die USCG bewertet die Leistung des BWM-Systems mithilfe eines Tests, der die Anzahl lebender Organismen nach der Behandlung misst (FDA/CMFDA-Methode). Andererseits bewertet die IMO UV-basierte BWM-Systeme, indem sie bestimmt, ob die behandelten Organismen lebensfähig oder nicht lebensfähig sind, dh ob sie sich vermehren können. Wenn sie sich nicht vermehren können, stellt die IMO fest, dass die Organismen keine Gefahr darstellen, zu invasiven Arten zu werden. Die Fortpflanzungsfähigkeit der Organismen wird mit der MPN-Methode (Most Probable Number) gemessen.

Es ist eine Tatsache, dass eine deutlich höhere UV-Dosis, etwa zwei- bis dreimal höher, erforderlich ist, um Organismen abzutöten, anstatt sie nicht lebensfähig zu machen.

Wechseln zwischen Codes und Modi

Dieser Unterschied zwischen den USCG- und IMO-Testmethoden bedeutet, dass viele UV-Systeme die UV-Dosis bei der Behandlung von Ballastwasser erhöhen, das in von den USA regulierte Gewässer eingeleitet werden soll. Dies wird typischerweise dadurch erreicht, dass der Wasserdurchfluss bei maximaler Leistungseinstellung um 50 Prozent oder mehr reduziert wird. Daher verfügen diese Systeme über zwei verschiedene Betriebsmodi, zwischen denen der Bediener vor Beginn eines Ballastbetriebs wählen muss: US und IMO. Der US-Modus ist im Wesentlichen ein Betriebsmodus mit maximalen Leistungseinstellungen kombiniert mit reduziertem Durchfluss.

Für Schiffsbetreiber, die ein BWM-System verwenden und den Betriebsmodus zwischen US- und IMO-regulierten Gewässern wechseln müssen, bestehen zahlreiche Komplikationen. Bereits beim Ballastaufnahmevorgang muss sorgfältig darauf geachtet werden, ob das Ballastwasser in US- oder IMO-regulierte Gewässer eingeleitet wird. Dadurch wird festgelegt, welcher Betriebsmodus des Systems ausgewählt werden muss. Dies hat zur Folge, dass der Betreiber der Anlage wissen muss, wohin das an Bord aufgenommene Ballastwasser eingeleitet wird. Wenn das Schiff beispielsweise in Shanghai Ballastwasser aufnimmt, aber weiß, dass es in den USA entladen wird, muss der US-Betriebsmodus ausgewählt werden, auch wenn sich das Schiff in China befindet, weit entfernt von den in den USA regulierten Gewässern.

Natürlich wird die Wahl des IMO- oder US-Modus recht kompliziert, wenn der Betreiber nicht weiß, wo das von ihm mitgenommene Ballastwasser eingeleitet wird. Es wird verlockend sein, den IMO-Modus zu wählen, da der US-Modus normalerweise einen geringeren Durchfluss bedeutet, was zu einem längeren Ballastbetrieb und damit zu einem längeren Hafenaufenthalt führt. Wenn jedoch während des Ballastbetriebs der IMO-Modus verwendet wird, später jedoch festgelegt wird, dass das Ballastwasser in den USA eingeleitet werden soll, ist das Ballastwasser nicht konform und muss als solches behandelt werden. Das bedeutet, dass die örtlichen Hafenstaatbehörden in den USA kontaktiert und eine Einigung darüber erzielt werden muss, was zu tun ist. Dies könnte eine Anforderung sein, dass das Schiff einen vollständigen Ballastwasseraustausch mindestens 200 Seemeilen von der Küste entfernt in Wasser mit einer Tiefe von mindestens 200 Metern durchführen muss.

Eine ähnliche Situation entsteht, wenn der nächste Anlaufhafen des Schiffes von einem Nicht-US-Hafen in einen US-Hafen geändert wird: Das gesamte Ballastwasser an Bord, das im IMO-Modus behandelt wird, ist dann nicht konform. Der CompactClean benötigt keine spezielle Modus, um den USCG-Anforderungen zu entsprechen, verfügt jedoch nur über einen global zugelassenen Modus für den weltweiten Betrieb.

Der Vorteil der globalen Verwendung eines einzigen Betriebsmodus besteht darin, dass die Notwendigkeit entfällt, den Ballastentnahmeort zum Zeitpunkt der Ballastaufnahme zu kennen. Dies bedeutet, dass das Schiff niemals in eine Situation geraten kann, in der das Ballastwasser an Bord an einem Ort zum Ablassen geeignet ist, an einem anderen jedoch nicht.

Wartezeiten brauchen Zeit

Das USCG verlangt von UV-Systemen eine Mindesthaltezeit, die als kürzeste zulässige Zeit zwischen Ballastwasseraufnahme und Ballastwasserabgabe definiert ist. Wenn die erforderliche Mindesthaltezeit vor einem Entballastvorgang nicht erreicht wird, kann dies zu schwerwiegenden Betriebsproblemen führen, wie z. B. der Unfähigkeit, den Frachtbetrieb aufzunehmen, weil das Ballastwasser noch nicht abgelassen werden kann.

Erschwerend kommt hinzu, dass die Haltezeitanforderungen für viele BWM-Systeme von UV-I und Salzgehalten (z. B. Süß-, Brack- oder Meerwasser) abhängig sind. Die erforderliche Haltezeit kann auch beeinträchtigt werden, wenn UV-I während der Ballastwasseraufnahme plötzlich abfällt. Dies macht die Bedienung und Planung noch komplizierter, da die erforderliche Haltezeit erst nach Abschluss der Ballastierung bekannt ist. Bei einigen Systemen sollte eine Haltezeit von bis zu 72 Stunden in USCG-regulierten Gewässern eingehalten werden.

In US-regulierten Gewässern benötigt der CompactClean für alle Salzgehalte, unabhängig vom UV-I-Gehalt, nur eine Haltezeit von zwei Stunden. In IMO-Gewässern ist für den CompactClean keine Haltezeit erforderlich. Das erleichtert die Planung und sorgt für betriebliche Flexibilität.

Stromverbrauch: Ist das ein großes Problem?

Der Stromverbrauch ist oft ein wichtiger Gesichtspunkt bei der Auswahl von BWM-Geräten. Doch während der Stromverbrauch im Laufe der Zeit einen Teil der Betriebsausgaben (OPEX) eines Schiffes ausmacht, werden BWM-Systeme nur wenige Prozent der Zeit im Jahr betrieben. Beim Vergleich von BWM-Systemen ist der Unterschied bei den jährlichen OPEX also eigentlich unbedeutend.

Das folgende Fallbeispiel verdeutlicht diesen Punkt. Stellen Sie sich einen Massengutfrachter mit einer Gesamtkapazität der Ballastpumpe von 1.000 m3/h und folgendem Betriebsprofil vor. Die gesamten Ballastierungs- und Ballastierungsbetriebsstunden pro Jahr betragen 768 Stunden. Wenn das Schiff nur in IMO-regulierten Gewässern betrieben wird, beträgt der gesamte Heizölverbrauch pro Jahr für ein CompactClean-1000-System (unter der Annahme eines durchschnittlichen Stromverbrauchs von 86 kW) 14,8 Tonnen.

Im Vergleich dazu verbraucht eine Anlage mit einem etwas geringeren durchschnittlichen Stromverbrauch (z. B. 60 kW) 10,3 Tonnen Heizöl pro Jahr. Unter Kostengesichtspunkten belaufen sich bei einem Heizölpreis von 390 EUR pro Tonne die Gesamtbrennstoffkosten für den Betrieb des CompactClean-1000-Systems für ein Jahr auf etwa 5.800,00 EUR, während das 60-kW-System 4.100,00 EUR kosten würde, also eine Differenz von 1.700,00 EUR.

Es ist zu beachten, dass in diesem Fallbeispiel Haltezeit- oder Durchflussbeschränkungen im US-Modus nicht berücksichtigt werden und wie unten dargestellt, die geringe Kraftstoffeinsparung, die im IMO-Modus mit einem System mit geringerem Stromverbrauch erzielt werden kann, schnell in zusätzliche Kosten umgewandelt wird, wenn die Das gleiche System muss gelegentlich im USCG-Modus betrieben werden.

CompactClean wendet keine Durchflussreduzierung an, um die USCG-Entladungsstandards zu erfüllen. Andere, etwas weniger Strom verbrauchende BWM-Systeme wie das in diesem Beispiel reduzieren die Durchflussrate beim Ballastieren und Entballastieren im US-Modus normalerweise um 50 Prozent. In diesem Beispiel bedeutet dies, dass sich der Zeitaufwand für die Ballastierung und Ballastierung in einem Jahr von 768 Stunden auf 1.536 Stunden erhöhen würde. Dadurch steigen die Gesamttreibstoffkosten von ca. 4.100,00 EUR auf 8.200,00 EUR, was 2.400 EUR höhere OPEX pro Jahr als beim CompactClean bedeutet.

Unter der Annahme, dass während des Frachtbetriebs die maximale Leistungsaufnahme eines BWM-Systems auf dem Schiff verfügbar ist, lässt sich kaum argumentieren, dass ein BWM-System mit geringem Stromverbrauch Vorrang haben sollte, ohne die Einschränkungen des Systems sorgfältig zu prüfen. Dies gilt insbesondere im Hinblick auf Haltezeit, Flussbeschränkungen und die Komplexität des Betriebssystems, die leicht zu weitaus höheren Kosten führen können als die geringe Ersparnis aufgrund des etwas geringeren Stromverbrauchs.

Ballasttanks ausbauen

Für die Entleerung von Ballasttanks stehen auf dem Markt viele unterschiedliche Lösungen zur Verfügung. Diese Lösungen unterscheiden sich in der Art und Weise, wie Ballastwasser während des Stripping-Prozesses behandelt wird. Hier finden Sie einen Überblick über die verschiedenen Lösungen.

Lösung 1: Aufbereitetes Ballastwasser wird in einem Ballasttank gespeichert und als Antriebswasser für den Ejektor verwendet. Anschließend wird das Antriebswasser mit dem entlüfteten Wasser aus dem Tank kombiniert und mittels UV-Behandlung erneut aufbereitet.

Lösung 2: Die Ejektoranlage wird an einen Vorratstank angeschlossen und das Wasser aus diesem wird als Antriebswasser verwendet und beim Entleeren der Ballasttanks rezirkuliert. Wenn der Fäkalientank einen bestimmten Füllstand erreicht, kann er durch Entlastung über das BWM-System geleert werden. Wenn die Fäkalientankanordnung verwendet wird, sollte der Fäkalientank niemals vollständig entleert werden, um sicherzustellen, dass die Antriebspumpe ansaugen kann.

Lösung 3: Meerwasser aus der Umgebung wird als Antriebswasser durch den Ejektor gepumpt. Vorbehandeltes Ballastwasser, das vom Ejektor entfernt wird, wird mit dem umgebenden Meerwasser kombiniert und der kombinierte Strom wird zur Behandlung durch die UV-Kammer gepumpt. Eine andere Variante dieser Lösung besteht darin, das umgebende Meerwasser zu filtern. Durch die Vorfilterung des umgebenden Meerwassers werden Schmutz und Sedimente entfernt, wodurch das Risiko einer Beschädigung des UV-basierten Systems oder anderer BWM-Systemkomponenten verringert wird.

Unsere Lösung

CompactClean verfügt über eine integrierte Stripping-Lösung in Form einer Rückspülpumpe, die auch als Stripping-Pumpe genutzt werden kann.

Die DESMI Modular S-Pumpe erzeugt genügend Vakuum, um die gesamte Luft aus einem leeren Saugrohr zu evakuieren und das Wasser 7 Meter hoch zur Pumpe zu heben, was sie ideal als Stripppumpe macht. Sie ist außerdem mit einem Frequenzantrieb ausgestattet, der den Strippvorgang automatisch stoppt, nachdem die Pumpe Luft angesaugt hat, was zu einem reibungslos automatisierten Strippvorgang führt.

Zu den Vorteilen dieser Lösung gehören eine Reduzierung des Stromverbrauchs im Vergleich zur Ejektorlösung, der Verzicht auf einen speziellen Stripping-Ejektor und ein minimaler Verschleiß der UV-Einheit, da nur gefiltertes Ballastwasser durch die UV-Kammer geleitet wird.

Nachdem wir nun die UV-basierten Systeme im Detail untersucht haben, werfen wir einen genaueren Blick auf das andere am häufigsten auf Schiffen installierte BWM-System – die Elektrochlorierung.

Elektrochlorierungssysteme bieten kostengünstige Lösungen für Schiffe mit hohem Ballastfluss (dh Durchflüsse über 1500 m3/h) und begrenzter Stromverfügbarkeit. Elektrochlorierung beschreibt die Erzeugung von Hypochlorit durch Salzwasserelektrolyse. Es kann in zwei Haupttypen unterteilt werden: Inline-Verfahren (Abbildung 4) und Seitenstromverfahren (Abbildung 5).

Beide Arten der Elektrochlorierung kombinieren typischerweise die mechanische Filterung mit der Behandlung mit Chlor, das von einer Elektrolyseeinheit erzeugt wird. Bei Nebenstromtechnologien fließen etwa 1–2 Prozent des gesamten Ballastwassers zur Elektrochlorierungsanlage und werden wieder in den Ballastwasserstrom eingespritzt.

Denkanstöße

Im Vergleich zu UV-basierten Behandlungssystemen gelten Elektrochlorierungssysteme als komplexer und erfordern die Installation weiterer Komponenten. Daher sind bei der Entscheidung für die Installation einer Elektrochlorierungsanlage einige Überlegungen erforderlich.

Bei der Elektrochlorierung entstehen Nebenprodukte wie beispielsweise Wasserstoffgas. Abhängig von der BWM-Systemtechnik kann Wasserstoffgas aus dem Seitenstrom abgetrennt, über kleine Ventilatoren mit Luft verdünnt und aus dem Schiff entlüftet werden. Dies ist wichtig, da Wasserstoffgas ein Explosionsrisiko darstellt, und leider gibt es einige Beispiele für Elektrochlorierungs-BWM-Systeme, die an Bord von Schiffen Explosionen verursachen.

Chlor, das häufig als Desinfektionsmittel verwendet wird, ist von Natur aus hochgiftig und ätzend, was bedeutet, dass es eine gefährliche Gefahr für die Besatzung und eine langfristige Gefahr für die Beschichtungen von Ballastwassertanks darstellt. Bei der Bestimmung der Effizienz von Elektrochlorierungssystemen sollten der Salzgehalt und die Temperatur des behandelten Ballastwassers berücksichtigt werden. Denn von diesen Wasserqualitätsparametern hängt die Effizienz der Elektrolyseanlage bei der Erzeugung der Desinfektionsmittel ab. Im Allgemeinen ist bei niedrigem Salzgehalt und niedriger Temperatur eine zusätzliche Spannung zur Erzeugung der Desinfektionsmittel erforderlich, was zu einem höheren Stromverbrauch führt.

Zum Thema Salzgehalt

Die Elektrochlorierungssysteme eignen sich gut für Schiffe, die in wärmeren Gewässern mit hohem Salzgehalt betrieben werden, in denen ausreichend gelöste Salze vorhanden sind. Für Schiffe, die in Süß- oder Brackwasser mit niedrigem Salzgehalt, insbesondere in kälteren Klimazonen, betrieben werden, stellen Elektrochlorierungstechnologien jedoch einige Herausforderungen dar.

Um die Probleme mit dem geringen Salzgehalt zu kompensieren, transportieren Schiffe, die unter diesen Bedingungen operieren, möglicherweise Meerwasser oder Salzsole, damit die Elektrochlorierungssysteme ordnungsgemäß funktionieren.

Die Verwendung von Meerwasser oder Salzlake aus dem Aft Peak Tank (APT) zum Ausgleich des geringen Salzgehalts des Ballastwassers kann zu Problemen führen. Wenn der APT während des Ladevorgangs ständig von Ballast befreit wird, um die Nebenstrom-Elektrolysezellen zu versorgen, könnte die Trimmkontrolle auf dem Schiff während des Ladevorgangs beeinträchtigt werden.

Darüber hinaus führt die Reservierung von Tanks für stark salzhaltiges Wasser zu einer Verdrängung der Ladekapazität, was wiederum zu Einnahmeverlusten führt und die Einhaltung mancher Chartergarantien erschwert.

Chemische Überlegungen

Vor dem Ablassen des Ballastwassers werden chemische Wirkstoffe wie Natriumthiosulfat, Natriumbisulfit oder Natriummetabisulfit vorbereitet und injiziert, um die verbleibenden chlorbasierten Wirkstoffe zu neutralisieren, gemessen als Behandlungsrückstandsoxidantien (TRO). Diese Behandlung ist zwingend erforderlich, um unbefugte übermäßige TRO-Entladungen zu vermeiden. Die maximal zulässige Abgabe der TRO-Konzentration beträgt 0,1 mg/L.

Zeit, die Kosten abzuwägen

Elektrochlorierungssysteme verbrauchen im Allgemeinen weniger Strom als UV-basierte Behandlungssysteme. Berücksichtigt man jedoch sowohl den Stromverbrauch als auch die TRO-neutralisierenden Chemikalien, übersteigen die Betriebskosten von Elektrochlorierungssystemen häufig die von UV-Systemen.

Stellen Sie sich einen Tanker vor, der mit einem Elektrochlorierungssystem ausgestattet ist. Der Stromverbrauch des Systems beträgt 2,9 kW pro 100 m3 und der Salzgehalt liegt über 30 PSU (Practical Salinity Unit). Die Zahlen in Tabelle 2 zeigen jährliche Kosten für Neutralisationschemikalien in Höhe von 8.900,00 EUR.

Die Zahlen in Tabelle 3 zeigen jährliche Kosten für den Stromverbrauch von 1.400,00 EUR, was zu Gesamtkosten von 10.300,00 EUR führt, ohne Kosten für Ersatzteile, Reinigungschemikalien oder Heizbedarf beim Betrieb in kälteren Klimazonen.

Die Aufbereitung der gleichen Menge Ballastwasser (also 552.000 m3) mit einem CompactClean-1000-System kostet etwa 8.300,00 EUR Heizöl, während der minimale Stromverbrauch einem Gesamttreibstoffpreis von nur 3.100,00 EUR entspricht.

Allein der OPEX ist eine Überlegung wert und zeigt deutlich, dass UV-basierte Systeme bei der Auswahl einer BWM-Technologie äußerst wettbewerbsfähig sind. Beachten Sie, dass die in diesen Beispielen verwendeten Zahlen auf günstigen Wassertemperatur- und Salzgehaltsbedingungen von Elektrochlorierungssystemen basieren. In kalten und salzarmen Gewässern erhöht sich der Stromverbrauch erheblich.

Automatisierte Neutralisierung

Die Neutralisierung von Ballastwasser erfolgt üblicherweise durch eine automatische Dosierung eines Neutralisierungsmittels und TRO-Analysegeräte. Die TRO-Analysatoren messen die TRO-Menge und bestimmen auf dieser Grundlage die Menge der erforderlichen Neutralisationschemikalien.

Allerdings sind diese Analysatoren bekanntermaßen empfindlich und verursachen häufig Probleme aufgrund von Fehlfunktionen. TRO-Analysatoren erfordern regelmäßige Wartung und das Nachfüllen von Chemikalien (z. B. pH-Puffer und DPD-Chemikalien). Die DPD-Chemikalien sind nur begrenzt haltbar und müssen mindestens halbjährlich ausgetauscht werden (auch wenn sie nicht verwendet werden). Aufgrund der Bedingungen an Bord verfallen sie häufig vorzeitig. Zur Vermeidung von Korrosion ist auch eine Reinigung der TRO-Analysatoren alle paar Monate erforderlich.

Es gibt viele Verstopfungsprobleme

Da in Elektrochlorierungsanlagen Meerwasser als Elektrolyt verwendet wird, bilden sich auf den Oberflächen der Elektrochlorierungszellen harte Kalkablagerungen, die zu unerwünschten Verstopfungen führen.

Um Verstopfungen vorzubeugen, ist eine regelmäßige Reinigung von Elektrolyseuren notwendig. Dies kann zusätzliche Reinigungschemikalien und Wartung des BWM-Systems erfordern. Darüber hinaus ist der Austausch von Elektrolysezellen kostspielig.

Verstopfte Filter führen zu Betriebsunterbrechungen

Ein häufiges Problem bei BWM-Systemen ist die Verstopfung des Filters, da dadurch der Ballastbetrieb vollständig unterbrochen wird. Dies beeinträchtigt den Schiffsbetrieb und führt zu kostspieligen Ausfallzeiten für Schiffseigner und -betreiber. Dies ist ein Problem, das häufig bei Schiffen auftritt, die in schlammigen Gewässern unterwegs sind.

Aufgrund ihrer Konstruktion neigen Filter dazu, zu verstopfen, wobei die Ursache meist der Rückspülmechanismus ist. Es gibt Spekulationen, dass die Maschenweite ebenfalls eine Rolle bei der Verstopfung spielt. Solange der Rückspülmechanismus jedoch richtig konstruiert und auf die Maschenweite abgestimmt ist, wird er das Filtrat effektiv aus dem Filter entfernen, und die Maschenweite spielt keine Rolle.

Der Kampf gegen schlammiges Wasser

Während der Entwurfsphase von CompactClean wurde ein Filter ausgewählt, der schlammiges Wasser verträgt und dort eine gute Leistung erbringt. Die Rückspülreinigungsvorrichtung des Filters sorgt für Effizienz, indem sie die gesamte Filtermaschenfläche in 30 Sekunden effektiv spült. Darüber hinaus umfasst das CompactClean-System eine Rückspülpumpe, die Einschränkungen und Druckverlustprobleme in der Rückspülleitung des Filters minimiert.

Der CompactClean wurde im schlammigen Wasser des Jangtse-Flusses in China mit beeindruckenden Ergebnissen getestet. Selbst unter den schlechtesten Bedingungen schaffte es der Filter, die volle Durchflussmenge zu bewältigen, ohne dass es zu einer Verstopfung kam oder es sogar zu einer kontinuierlichen Rückspülung kam.

Zusammenfassung

Generell handelt es sich bei der Filtration + UV-Behandlung um eine sehr einfache und bekannte Technologie, bei der keine Nebenprodukte entstehen. UV-Behandlungs-BWM-Systeme gelten als CAPEX-wettbewerbsfähig für Durchflussraten von bis zu 1.000 – 1.500 m3/h. Ihre Leistung wird nicht durch den Salzgehalt oder die Temperatur des Wassers beeinflusst, sondern ist von der UV-Durchlässigkeit des Ballastwassers abhängig.

Es ist zu beachten, dass UV-BWM-Systeme sowohl während der Aufnahme als auch der Entladung behandelt werden müssen und gemäß den US-Vorschriften Mindesthaltezeiten unterliegen.

Während EC-basierte Systeme hinsichtlich der Kapitalaufwendungen (CAPEX) für Durchflussraten über 1.000–1.500 m3/h als wettbewerbsfähig gelten, sollten ihre Installation und Komplexität berücksichtigt werden. Die potenziell gefährliche Natur von Chlor und Wasserstoffgas, die beide in EC-basierten Systemen vorhanden sind, erfordert zusätzliche Risiko-, Gesundheits- und Sicherheitsmaßnahmen.

Darüber hinaus sollten die Einschränkungen EC-basierter Systeme hinsichtlich Wassertemperatur und Salzgehalt sorgfältig geprüft und mit den betrieblichen Anforderungen des Schiffes verglichen werden. Schließlich muss der Betreiber die Verfügbarkeit von Neutralisations- und Reinigungschemikalien sicherstellen.

Die richtige Wahl treffen

Die Auswahl eines BWM-Systems umfasst viel mehr als nur die Auswahl von Technologie und Ausrüstung. Es ist äußerst wichtig, den richtigen Lieferanten zu finden, da langfristiger Service und Support entscheidend dafür sind, dass das BWM-System während der gesamten Lebensdauer eines Schiffes betriebsbereit bleibt und sowohl in USCG- als auch in IMO-regulierten Gewässern konform bleibt. Kontinuierliche Unterstützung, einschließlich Service und Kundendienst, ist für Schiffseigentümer und -betreiber wichtig. Ergänzt wird die Unterstützung durch umfangreiche Schulungen für BWM-Systembetreiber, damit diese sicher sein können, mit jeder Situation umgehen zu können.

DESMI – mehr als ein Ausrüstungslieferant

Bei DESMI wissen wir, dass es bei der Auswahl und Installation eines Ballastwasseraufbereitungssystems um viel mehr geht als nur um die Lieferung von Ausrüstung und dass eine frühzeitige Planung erforderlich ist. Während des gesamten Auswahlprozesses liefert DESMI umfassendes Wissen und wir verstehen, dass nicht alle Arten von Technologien, Systemen usw. mit ihren Einschränkungen und Spezifikationen auf allen Schiffen akzeptabel funktionieren.

Darüber hinaus bietet DESMI Inspektionen an Bord und technische Unterstützung für die Installation an. Die Projekte werden von einem unserer Projektmanager genau verfolgt, der den gesamten Prozess versteht und weiß, was für eine erfolgreiche Installation und Inbetriebnahme erforderlich ist.

Ballastwasseraufbereitungssysteme sind im Allgemeinen standardisierte Geräte. Es ist jedoch wichtig, einen Lieferanten zu wählen, der sowohl über die Fähigkeit als auch über die Flexibilität verfügt, Sie zu unterstützen, wenn die Installation neben der Standardausrüstung auch individuelle Anpassungen erfordert. Bei DESMI sind wir bereit, maßgeschneiderte Lösungen – z. B. Ventilsteuerungen oder kundenspezifische Schnittstellen – bereitzustellen, um erfolgreiche Projekte sicherzustellen.

Nicht zuletzt ist DESMI ein vertrauenswürdiger Partner mit mehr als 185 Jahren Geschichte und Lieferant einer Reihe von Ausrüstungen für die Schifffahrt und andere Märkte. Deshalb können Sie sich darauf verlassen, dass DESMI auch in den kommenden Jahren an Ihrer Seite steht.

Dieser Beitrag wird von DESMI gesponsert.

Die hier geäußerten Meinungen sind die des Autors und nicht unbedingt die von The Maritime Executive.