船舶與港口防污染技術(shù)(二)

船舶與港口防污染技術(shù)(二)《1973年國際防止船舶造成污染公約》（MARPOL73公約）1967年“托雷·坎榮”（TORREYCANYON）事故，引發(fā)了世界第一例大規(guī)模海上溢油慘禍。背景：第二節(jié)船舶油類及含油污水的排放規(guī)定1972年6月在斯德哥爾摩召開了聯(lián)合國人類環(huán)境會(huì)議。會(huì)議通過了著名的《人類環(huán)境宣言》(通稱《斯德哥爾摩宣言》)、《人類環(huán)境行動(dòng)計(jì)劃》和其他若干建議和決議。人類的環(huán)境意識(shí)、生態(tài)意識(shí)在不斷提高，人們更加注重海洋環(huán)境污染問題。1973年10月8日至11月2日，IMO在英國倫敦召開了國際防止海洋污染大會(huì)，會(huì)議通過了《1973年國際防止船舶造成污染公約》（MARPOL73），這是有史以來第一部全面性的防止船舶污染的國際公約。MARPOL73包括正文、兩個(gè)議定書和5個(gè)技術(shù)性附則。議定書Ⅰ：涉及有害物質(zhì)事故的報(bào)告，詳細(xì)規(guī)定了排放有害物質(zhì)造成污染事故的通訊聯(lián)絡(luò)。議定書Ⅱ：關(guān)于爭端的仲裁，詳細(xì)規(guī)定了調(diào)解、解釋條款方面的糾紛和實(shí)施公約的手續(xù)。Ⅰ防止油污規(guī)則（必選）Ⅱ控制散裝有毒液體物質(zhì)污染規(guī)則（必選）Ⅲ防止海運(yùn)包裝有害物質(zhì)污染規(guī)則（任選）Ⅳ防止船舶生活污水污染規(guī)則（任選）Ⅴ防止船舶垃圾污染規(guī)則（任選）背景：由于附則Ⅰ和Ⅱ中關(guān)于防污設(shè)備、接收設(shè)施、以及散裝有毒液體船的結(jié)構(gòu)要求等問題脫離當(dāng)時(shí)的實(shí)際，不僅發(fā)展中國家，即使發(fā)達(dá)國家也感到在技術(shù)上面臨困難，這就導(dǎo)致MARPOL73遲遲不能生效。截止1976年，僅有擁有不及1%世界商船總噸位的約旦、肯尼亞、突尼斯三國批準(zhǔn)了MARPOL73。世界范圍發(fā)生多起重大油污事故，既存在油輪航運(yùn)安全問題，又存在因油輪事故造成對(duì)海洋環(huán)境的污染損害問題?！?973年國際防止船舶造成污染公約的1978年議定書》（MARPOL73/78公約）為了加快MARPOL73的生效，

1978年2月IMO召開了油船安全與防污染會(huì)議。1978年議定書允許締約國先實(shí)施附則Ⅰ，而附則Ⅱ則可以等到1978年議定書生效3年后在實(shí)施，給締約國充裕的時(shí)間以克服附則Ⅱ在技術(shù)上存在的困難。MARPOL73/78公約共20條、兩個(gè)議定書和六個(gè)附則。Ⅰ防止油污規(guī)則Ⅱ控制散裝有毒液體物質(zhì)污染規(guī)則Ⅲ防止海運(yùn)包裝有害物質(zhì)污染規(guī)則Ⅳ防止船舶生活污水污染規(guī)則Ⅴ防止船舶垃圾污染規(guī)則Ⅵ防止船舶造成大氣污染規(guī)則地中海區(qū)域波羅的海區(qū)域黑海區(qū)域紅海區(qū)域“海灣”區(qū)域亞丁灣區(qū)域南極區(qū)域西北歐水域阿拉伯海的阿曼區(qū)域特殊區(qū)域：“油類”指包括原油、燃料油、油泥、油渣和煉制品在內(nèi)的任何形式的石油。“船舶”指海洋中運(yùn)行的任何類型的船舶（包括固定或浮動(dòng)的工作平臺(tái)）“油船”指建造或改造為主要在其裝貨處所裝運(yùn)散裝油類的船舶。1、定義2、適用范圍：

適用于所有船舶，但主要指150總噸以上的油船和400總噸以上的非油船。注：IMO將150總噸以下的油船和400總噸以下的非油船的管理機(jī)動(dòng)權(quán)交給各締約國。1）對(duì)于油船貨油艙油性混合物的排放①油船不在特殊區(qū)域以內(nèi)；②油船距最近陸地50海里以上；③油船正在航行途中；④油量瞬間排放率不超過30升/海里；⑤排入海中的總油量，對(duì)于現(xiàn)有船而言，不得超過該種貨油總量的1/15000，對(duì)于新油船而言，不得超過該種貨油總量的1/30000；⑥油船上符合要求的排油監(jiān)控系統(tǒng)、油水分離裝置等在正常運(yùn)轉(zhuǎn)。3、船舶油類及含油污水的排放規(guī)定2）對(duì)于400總噸及以上的非油船和油船機(jī)艙的艙底（不包括貨油泵艙的艙底水）的排放①船舶不在特殊區(qū)域以內(nèi)；②不得混有貨油的殘油；③船舶正在航行途中；④排出物的含油量小于15mg/L；⑤船上符合要求的排油監(jiān)控系統(tǒng)、油水分離設(shè)備、濾油裝置或其他裝置在正常運(yùn)轉(zhuǎn)。3）小于400總噸的非油船，當(dāng)其在特殊區(qū)域以外時(shí)，船上應(yīng)設(shè)有有關(guān)當(dāng)局認(rèn)可的機(jī)艙艙底污水貯柜，將殘油留存在船上并具備能將其排入接收設(shè)備的適當(dāng)措施。第三節(jié)運(yùn)油船舶結(jié)構(gòu)的防油污染技術(shù)和設(shè)備要求為了防止或減少油船正常作業(yè)中排放壓載水，洗艙水和機(jī)艙艙底含油污水，以及油船發(fā)生意外海損事故，如碰撞、擱淺等造成大量溢油所造成的水域污染，油船的結(jié)構(gòu)必須符合放油污染的要求。一、油船防油污染的結(jié)構(gòu)和設(shè)備要求1、油船的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求2、油船防油污染結(jié)構(gòu)的專用名詞解釋（1）ROB（將油類留存船上）油船卸油和加載壓載水采用“裝于上部法”。所謂“裝于上部“法，是在油艙卸油后，直接將壓載水壓入未經(jīng)清洗的油艙中．在航行時(shí)將油船下部含油量較低(約50ppm)的壓載水排入海中（排水過程采用排油監(jiān)控設(shè)備和油水界面探測器，并配以油水分離器、多級(jí)沉淀艙，以確保油量瞬時(shí)排放率小于30升／海里），把其余含油量較高的壓載水與清洗某些油艙的洗艙水排入指定的做為污油艙的油艙，再經(jīng)分離排水，在船舶抵港后，貨油直接裝載于污油的上部?！把b于上部法”的主要缺陷是不適應(yīng)短途航行以及惡劣天氣航行，原因是油水分離時(shí)間短與船舶顛簸，搖晃均不利于油水的靜置分離，另外該方法也不適合成品油運(yùn)輸，因?yàn)槌善酚椭袚饺牒Ｋ畷?huì)影響質(zhì)量。（2）SBT（專用壓載艙）凡載重量為20000t及其以上的新原油油船及載重量為30000t及其以上的新成品油船均應(yīng)設(shè)有專用壓載艙，使壓載艙與貨油艙、燃油艙及其系統(tǒng)分開。專用壓載艙的容量應(yīng)使該船可以不依靠貨油艙裝載壓載水而安全地進(jìn)行壓載航行。（3）SBT/PL（專用壓載艙的保護(hù)位置）在載重量為20000t及其以上的新原油油船及載重量為30000t及其以上的新成品油船除了在貨油區(qū)設(shè)置專用壓載艙外，還要求在油船長度范圍內(nèi)的易損部位處合理布置專用壓載艙。在萬一發(fā)生擱淺或碰撞時(shí)能提供防止油類外流的保護(hù)措施。實(shí)際上他同專用壓載艙是一個(gè)整體，即在設(shè)計(jì)中不僅要考慮專用壓載艙的壓載容積，還要考慮專用壓載艙的保護(hù)位置。（4）CBT（清潔壓載艙）

油船在運(yùn)營過程中根據(jù)其船型、貨艙結(jié)構(gòu)、航區(qū)特點(diǎn)以及吃水要求等，將部分貨油艙改為專門用于裝載壓載水，作為清潔壓載艙(CBT)。清潔壓載艙對(duì)船舶結(jié)構(gòu)、泵、管路等方面不作改動(dòng)，泵與管系仍與貨油共用一個(gè)系統(tǒng)．該船型故除了會(huì)降低貨油裝載客積外，還使操作程序變得復(fù)雜。CBT所要求的艙容應(yīng)至少滿足上述SBT最小艙容的要求。

（5）COW（原油洗艙）

原油洗艙是指原油油船在卸油的同時(shí)，用本船所載原油以高壓從洗艙機(jī)噴射到貨艙壁面上，借以把附在艙壁及構(gòu)件上的原油和沉積在艙底的原油殘?jiān)逑吹?，并依靠原油本身所具有的溶解作用，使油渣溶解在原油中，然后通過貨油泵將這些油渣連同原油一起卸往岸上油庫。二、非油船防油污染的結(jié)構(gòu)和設(shè)備要求1、不得在任何燃油艙內(nèi)裝載壓載水，限制首尖艙內(nèi)載油；2、裝設(shè)艙底水排油監(jiān)控和油水分離設(shè)備，濾油設(shè)備；3、設(shè)置機(jī)艙殘油艙；4、裝設(shè)油類標(biāo)準(zhǔn)排放接頭。為了便于將船上的機(jī)艙艙底污水或殘油柜內(nèi)的油渣排治安上的接收或油污水回收船。需要在船舶開敞甲板的排除管路上裝備標(biāo)準(zhǔn)的排放接頭。三、化學(xué)品液貨船裝運(yùn)油類時(shí)防油污染的結(jié)構(gòu)和設(shè)備要求任何化學(xué)品船裝運(yùn)散裝貨油或部分散裝貨油時(shí)，均應(yīng)視為油船。1、應(yīng)持有按照散裝運(yùn)輸危險(xiǎn)化學(xué)品船舶構(gòu)造和設(shè)備規(guī)則要求而簽發(fā)的《適裝證書》2、應(yīng)在貨油艙區(qū)域裝設(shè)下述設(shè)備：（1）經(jīng)MEPC60（33）號(hào)決議通過的型式的能分離出含油量少于15mg/L排出物能力的油水分離器。（2）具有足夠容積的貯藏艙，以便儲(chǔ)存分離出來的油，并備有能將這種殘油排至接收設(shè)備的相應(yīng)設(shè)備。（3）具有用于收集洗艙水的收集艙。任何一個(gè)貨艙均可指定為收集艙。（4）保證舷外排放口位于最大滿載水線以上。四、油水界面探測儀及排油監(jiān)控系統(tǒng)公約中規(guī)定“凡150總噸及以上的油船均應(yīng)備有經(jīng)國家主管機(jī)關(guān)認(rèn)可的有效的油水界面探測儀，以迅速和準(zhǔn)確的測定污油水艙中的油水界面情況，防止在排放油污水時(shí)造成意外污染?！蹦壳敖?jīng)常采用的有固定式油水界面探測計(jì)和便攜式油水界面探測計(jì)兩種。固定式便攜式排油監(jiān)控系統(tǒng)是用來監(jiān)測與控制油船含油壓載水或洗艙水排放的系統(tǒng)。該系統(tǒng)應(yīng)能連續(xù)記錄“每海里排放油類的升數(shù)和排油總量，或代替排油總量，記錄排除含油污水的油分濃度和流量”控制部分處理機(jī)：接受油分濃度，流量和船舶速度的信號(hào)，并將信號(hào)轉(zhuǎn)換成每海里的排油量及排油總量。發(fā)訊裝置：提供報(bào)警和指令給舷外排放控制裝置，負(fù)責(zé)向啟動(dòng)連鎖裝置提供信號(hào)，防止油分計(jì)完全進(jìn)入工作狀態(tài)之前排放含油污水。記錄裝置：需要時(shí)提供被排放含油污水狀態(tài)的連續(xù)打印記錄。人工越控系統(tǒng)：當(dāng)排油監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，可使用手動(dòng)控制操作。排油監(jiān)控系統(tǒng)的組成：油分計(jì)---用于測量含油污水中的油分濃度值（mg/L）流量系統(tǒng)---用以指示單位時(shí)間內(nèi)排出含油污水的量（L/h）船舶速度指示器---用以指示船舶航速（海里/小時(shí)）取樣系統(tǒng)---用以傳遞代表性的含油污水至油分計(jì)停止舷外排放的控制裝置---控制舷外排放閥的開關(guān)或回流到污油水艙的循環(huán)閥裝置第四節(jié)船舶含油污水處理技術(shù)1、含油污水的特性測定的基本原理和方法1）含油污水粒度測定(分離方法選定的依據(jù))2）含油污水粘度測定(分離方法選定的依據(jù))3）含油污水密度測定(分離方法選定的依據(jù))4）含油污水濃度測定（水質(zhì)排放指標(biāo)選定的依據(jù)）1）含油污水粒度測定的基本原理和方法顯微照片庫爾特粒度儀：電阻法（庫爾特法）：原理：根據(jù)油粒在通過一個(gè)小微孔的瞬間，占據(jù)了小微孔中的部分空間而排開了小微孔中的導(dǎo)電液體，使小微孔兩端的電阻發(fā)生變化的原理測試粒度分布的。小孔兩端的電阻的大小與顆粒的體積成正比。當(dāng)不同大小的粒徑顆粒連續(xù)通過小微孔時(shí)，小微孔的兩端將連續(xù)產(chǎn)生不同大小的電阻信號(hào)，通過計(jì)算機(jī)對(duì)這些電阻信號(hào)進(jìn)行處理就可以得到粒度分布了。范圍：1--120um

粒度分布曲線2）含油污水粘度測定的基本原理和方法《石油產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)粘度測定法和動(dòng)力粘度計(jì)算法》（GB265-88）在一定溫度下，測定一定體積的液體在重力下流過一個(gè)標(biāo)定好的玻璃毛細(xì)管粘度計(jì)的時(shí)間，粘度計(jì)的毛細(xì)管常數(shù)與流動(dòng)時(shí)間的乘積，即為該溫度下測定液體的運(yùn)動(dòng)粘度。3）含油污水密度測定的基本原理和方法4）含油污水濃度測定的基本原理和方法紫外吸收法：利用石油烴成分中具有共軛體系(-C=C-C=C-)能吸收紫外線的特性，并根據(jù)紫外線被吸收的強(qiáng)度來測定油分濃度的一種方法。該方法操作簡單，精密度好，對(duì)于芳烴具有很高的靈敏度，最低檢測濃度可達(dá)0.03-0.05ppm。不足：由于油品種類不同，芳烴含量不同，必須根據(jù)污染源做出相應(yīng)的曲線進(jìn)行測量。含油污水處理方法物理分離法化學(xué)分離法電浮分離法2、船舶含油污水處理技術(shù)的種類和基本原理物理分離是利用油水的密度差或過濾吸附等物理方法使油水分離，主要特點(diǎn)是不改變油的化學(xué)性質(zhì)而將油水分離。重力分離法氣浮分離法聚結(jié)分離法吸附分離法化學(xué)分離法是向含油污水中投放絮凝劑或聚集劑，其中絮凝劑可使油凝聚成凝膠體而沉淀，而聚集劑則是使油凝聚使其上浮，從而達(dá)到油水分離的一種方法。電浮分離法是把含油污水引進(jìn)裝有電極的艙柜中，利用電解產(chǎn)生的氣泡在上浮過程中附著油滴而加以分離，從而實(shí)現(xiàn)油水分離的方法，實(shí)際上是一種物理化學(xué)分離方法。（1）常用的物理分離方法1）重力分離法重力分離法是利用油和水的重力差，使水中油滴克服水流阻力上浮與水分離的一種方法。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，缺點(diǎn)是只能分離自由狀態(tài)下的油，而不能分離乳化狀態(tài)的油。一般認(rèn)為油粒直徑小于50微米就很難分離。GPF式中，雷諾實(shí)驗(yàn)層流狀態(tài)、過渡狀態(tài)、紊流狀態(tài)，Re=慣性力/粘性力=du/慣性力加劇湍動(dòng)，而粘性力抑制湍流。即Re數(shù)可視為慣性力與粘性力之比，其數(shù)值大小表明二個(gè)力的相對(duì)大小。層流區(qū)（≤2000）：過渡區(qū)（2000-4000）：紊流區(qū)（≥4000）當(dāng)Re≤2000,處于層流狀態(tài)，油粒等速上浮層流區(qū)：（斯托克斯定律）2000<Re<4000Re≥4000為過渡狀態(tài)。為紊流狀態(tài)。實(shí)際上，油粒上浮很復(fù)雜，決不是理想狀態(tài)，受很多因素影響，所以在實(shí)際上必須對(duì)單個(gè)油滴在靜水中上浮的斯托克斯進(jìn)行修正。式中：用重力分離法能否在較短時(shí)間內(nèi)將油水分離，取決于油粒上浮速度，而影響上浮速度的主要因素是油粒直徑及油、水密度差和水的粘滯系數(shù)。另外由于水的粘滯系數(shù)，油和水的密度都隨溫度的變化而發(fā)生較大變化，因此溫度對(duì)上浮速度也有直接影響。靜置分離法是將含油污水貯存在艙柜內(nèi)，在單純的重力作用下，經(jīng)過沉淀使油液自然上浮以達(dá)到分離的目的。這種方法需要較長的時(shí)間和較大的裝置，同時(shí)也