第三章 防止船舶排放油污水的技術(shù)器具

MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術(shù)油水分離裝置3防止船舶排放油污水的技術(shù)器具3.1機(jī)艙艙底水油水分離裝置3.2油分濃度計(jì)MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術(shù)油水分離裝置3.1機(jī)艙艙底水油水分離裝置

3.1.1機(jī)艙艙底水簡(jiǎn)介及對(duì)船用油水分離器的要求

艙底油污水偏酸性，pH值約為6．5左右。機(jī)艙含油污水中主要混有燃料油、柴油、潤滑油、洗滌劑、防銹劑等.

艙底水中的油一般有三種狀態(tài)：

1)浮上油：油粒粒徑大于50μm靜置一段時(shí)間后能自行上浮的油分。

2)分散油：油粒粒徑較小，為50～10μm，要經(jīng)過一定時(shí)間的靜置，才能上浮。

3)乳化油：油粒粒徑更小，為10μm以下。水呈乳濁狀。MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術(shù)油水分離裝置

對(duì)船用油水分離器的要求

（1）經(jīng)分離的污水能滿足排放標(biāo)準(zhǔn)；（2）能自動(dòng)排油；（3）在船舶橫傾22.5度時(shí)仍能正常工作；（4）構(gòu)造簡(jiǎn)單、體積小、重量輕，易于拆洗和檢修。MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術(shù)油水分離裝置

3.1.2油水分離方法含油污水的處理方法有：物理方法有重力分離、聚結(jié)分離、過濾和吸附等方法；化學(xué)處理方法有凝聚、電凝聚等方法；生物處理法有活性污泥法或生物濾池法等。目前在船上僅限于物理處理方法。第五次課完3.1機(jī)艙艙底水油水分離裝置MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術(shù)油水分離裝置3.1機(jī)艙艙底水油水分離裝置重力分離法

重力分離是利用油和水的比重差（密度差）而彼此分離。重力分離有靜置分離和機(jī)械分離兩種。靜置分離：將油性污水儲(chǔ)存在艙柜等容器內(nèi)，經(jīng)過沉淀而使油水自然分離上浮。

機(jī)械分離：讓油污水流過斜板、細(xì)管等機(jī)械裝置造成渦流、轉(zhuǎn)折和碰撞，使微小的油珠聚集成較小的油滴，而使油水分離。重力分離只能分離自由狀態(tài)的油，不能分離乳化狀態(tài)的油。一般油粒直徑小于50μm時(shí)分離將很困難。但重力分離結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，因此，船舶油污水處理裝置都采用重力分離法作為第一級(jí)分離。MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術(shù)油水分離裝置聚結(jié)分離法

當(dāng)油污水通過聚結(jié)分離元件(粗粒化元件)時(shí)，其中的微細(xì)油珠被聚結(jié)成較大的油粒；再利用油和水比重差，克服阻力上浮而油水分離。微細(xì)油珠的粗粒化過程分為截留、聚結(jié)、脫離和上浮四個(gè)步驟。聚結(jié)元件的材料是提高油水分離效果的關(guān)鍵。常用的粗粒化材料有聚丙烯無紡布．丙烯腈纖維、彈性尼龍纖維、車削尼龍、金屬絲網(wǎng)等。

3.1機(jī)艙艙底水油水分離裝置MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術(shù)油水分離裝置過濾法

過濾法使油污水通過多孔性過濾元件，將油擋住，讓水通過而得以分離。

任何一種過濾介質(zhì)對(duì)污染物的過濾能力都有一定的限度。當(dāng)過濾介質(zhì)達(dá)到飽和以后，必須進(jìn)行反沖洗。

過濾法通常是油污水處理的終端手段，作精分離用。一般用的過濾材料有：人造纖維和金屬絲織成的濾布，石英砂，以及多孔性燒結(jié)材料等。3.1機(jī)艙艙底水油水分離裝置MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術(shù)油水分離裝置

吸附法

吸附法是利用多孔性的固體吸附材料直接吸附油污水的油粒以達(dá)到油與水分離的目的。常用的吸附材料有活性炭、焦炭和分子篩等。吸附方法主要是用來直接回收微小的油滴，一般用作油污水處理的精分離手段。目前用的船用油水分離器絕大多數(shù)是采用重力分離法，再加上聚結(jié)或過濾或吸附等方式來保證分離效果。3.1機(jī)艙艙底水油水分離裝置MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術(shù)油水分離裝置3.1機(jī)艙艙底水油水分離裝置

3.1.3艙底水油水分離裝置實(shí)例

3.1.3.1.重力分離

重力分離方法是在重力場(chǎng)作用下，利用油和水的密度差使油水分離。優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。缺點(diǎn)是僅可分離較大顆粒自由狀態(tài)的油滴。以特勃勒油水分離器為典型代表。上部為粗分離室，下部為組合分離室

污水泵排出的含油污水由分離器入口切向流入粗分離室，在筒內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，在離心力作用下較輕油液向分離室中部匯集，使較粗大的油滴上浮到頂部集油室。

其余含細(xì)小油滴的含油污水流入由錐形板組成的細(xì)分離室。當(dāng)含油污水流經(jīng)各錐形板狹窄通道時(shí)，細(xì)小油滴相互碰撞上浮聚集在錐形板下表面上，并聚合成大的油滴。當(dāng)浮力大于本身重力和錐扳表面粘滯阻力時(shí)，油滴沿錐形板下表面向外流動(dòng)，最終脫離錐形板外邊緣上浮，經(jīng)隔板上的油上升管流入頂部集油室。

該分離器由于由污水泵向其供污水，當(dāng)含油污水經(jīng)污水泵攪拌后容易乳化，所以這種分離器的分離效果較差，達(dá)不到15ppm含油濃度的排放要求。

3.1.3.

2．重力一集結(jié)組合式分離器（CYF-B型）

該分離器也是由污水泵將含油污水泵送入分離器、通過擴(kuò)散噴嘴后，大顆粒油滴即上浮在左集油室頂部；

含小油滴的污水進(jìn)入下部的波紋板聚結(jié)器，部分油滴聚合成較大顆粒上浮至右集油室；

含更小粒油滴的污水通過細(xì)濾器，依次進(jìn)入第一級(jí)、第二級(jí)纖維聚結(jié)器，使細(xì)小油滴聚結(jié)成較大油滴與水分離上浮。該種分離器分離效果可達(dá)到排出污水中含油濃度小于15ppm的要求；在船舶傾斜22．5°時(shí)可正常工作。

第五次課完重力一集結(jié)組合式分離器3.1.3.

3．過濾——集結(jié)組合式分離器

油水分離裝置的配套泵輸送艙底油污水到第一級(jí)分離筒內(nèi)，經(jīng)第一級(jí)分離筒內(nèi)的人造纖維預(yù)過濾元件的外側(cè)流入內(nèi)側(cè)，除去污水中的固體物質(zhì)。

然后油污水經(jīng)連接管路相繼進(jìn)入第二級(jí)、第三級(jí)分離筒內(nèi)的人造纖維聚結(jié)元件的內(nèi)腔，通過聚結(jié)材料流向外側(cè)。污水中的微小油滴經(jīng)兩級(jí)聚結(jié)元件聚結(jié)成大油滴上浮，與水分離。

該分離器可達(dá)到15ppm的要求，并在船舶傾斜22.5°時(shí)可正常工作。

過濾——集結(jié)組合式分離器過濾——集結(jié)組合式分離器MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術(shù)油水分離裝置3.1.3.

4、真空式油水分離器

前述的油水分離器，污水泵都位于分離器的前端．污水在水泵的攪拌下增加了乳化程度。另外，輸送泵與沒有經(jīng)過處理的污水直接接觸，污水中的雜質(zhì)和泥沙使泵的磨損增大。

MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術(shù)油水分離裝置真空式油水分離器具有如下特點(diǎn)：

(1)水泵后置，真空抽吸含油污水，進(jìn)出水泵的液體為處理后的清水，泵的磨損小，工作可靠；

(2)避免了油污水的乳化．筒內(nèi)的真空度同時(shí)起到了“氣浮分離”的效應(yīng)，提高了油水分離效果；

(3)可采用電動(dòng)柱塞泵和螺桿泵，密封性好。自吸能力強(qiáng)，磨損小，工作可靠；

(4)分離裝置中的聚合元件能自動(dòng)反向沖洗，不會(huì)堵塞，長(zhǎng)期使用不需要更換。

ZYF真空式油水分離裝置原理系統(tǒng)圖

1-溫度控制表：2-真空壓力表；3-油位檢測(cè)器；4-觀察旋塞；5-電加熱器；6-上排污閥；7-下排污閥；8、9、10-氣動(dòng)三通閥；11-取水樣旋塞；12-安全閥；13-單螺桿泵組；14-吸入止回閥；15-反沖洗管截止閥；16-排油截止閥；17-氣源電磁閥；18-調(diào)壓濾水器；19-氣源截止閥；20-電氣控制箱；21-清水管截止閥；22-吸入過濾器；23-截止止回閥；24-壓力表；25-聚結(jié)元件MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術(shù)油水分離裝置工作原理是：配套水泵抽吸處理后的排水過程中，使分離筒內(nèi)產(chǎn)生真空度，艙底水經(jīng)過過濾器22和上部三通閥8進(jìn)入分離筒內(nèi)部擴(kuò)散噴口，進(jìn)行初步的重力分離．大油粒浮至頂部集油腔，含有小油粒的污水向下進(jìn)入特制的聚結(jié)器，在內(nèi)部進(jìn)行聚結(jié)分離，形成較大油粒，再上浮至頂部集油腔，符合排放標(biāo)準(zhǔn)的水(含油量小于10ppm)則向下經(jīng)分離器底部排出，流向三通閥9，進(jìn)入單螺桿泵13吸入口，從泵的排出口排出再經(jīng)過三通閥10排向舷外。

當(dāng)分離出的污油在頂部集聚到一定程度時(shí)，油位檢測(cè)器觸發(fā)信號(hào)，使電磁先導(dǎo)閥17開啟，壓縮空氣同時(shí)進(jìn)入三只三通閥的頂部氣缸，推動(dòng)活塞向下，關(guān)閉常通口，打開常閉口，艙底水暫停進(jìn)入分離器，分離后的水暫停排出。海水由三通閥9進(jìn)入泵13的吸入口，泵出后再通過三通閥10進(jìn)入分離器底，逆向經(jīng)過聚結(jié)器進(jìn)行反向沖洗，并使分離器內(nèi)部由真空變成壓力狀態(tài)。集聚的污油通過上部三通閥8排向污油柜。MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術(shù)油水分離裝置

3.1.4油水分離裝置的系統(tǒng)布置和自動(dòng)控制

3.1.4.1、技術(shù)要求：

1)處理后的油污水含油量在15ppm以下。

2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕，易于清洗檢修和操作管理。

3)能自動(dòng)排油。應(yīng)配備15ppm含油量報(bào)警器。油水分離裝置的聚結(jié)元件能自動(dòng)反沖洗而不需更換，或聚結(jié)元件使用周期較長(zhǎng)，更換較方便。

4)在船舶橫傾22．5o時(shí)，仍能可靠工作。

5)當(dāng)油水分離裝置被設(shè)置于可能有可燃?xì)怏w的處所時(shí)，應(yīng)符合對(duì)這種處所有關(guān)的安全規(guī)則。3.1機(jī)艙艙底水油水分離裝置MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術(shù)油水分離裝置

3.1.4油水分離裝置的系統(tǒng)布置和自動(dòng)控制

3.1.4.2、管路及系統(tǒng)布置

：

為防止裝置在停止運(yùn)行后出現(xiàn)虹吸現(xiàn)象排空，而將裝置內(nèi)殘油排出舷外，排水管路上應(yīng)設(shè)背壓閥或使通向舷外的排水管最高點(diǎn)高于分離器頂部1m以上。

離心泵和齒輪泵都會(huì)使油污水嚴(yán)重乳化，不能作為分離裝置的配套泵。目前常用的泵是單螺桿泵和低速往復(fù)泵。

3.1機(jī)艙艙底水油水分離裝置MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術(shù)油水分離裝置

3.1.4.3、艙底水油水分離裝置的自動(dòng)控制

1)自動(dòng)排油裝置分離器分離出的污油聚集在頂部達(dá)一定數(shù)量時(shí)，便自動(dòng)打開排油閥，這種裝置稱為自動(dòng)排油裝置。自動(dòng)排油裝置主要由電阻式或電容式油位檢測(cè)器和排油閥組成，油位檢測(cè)器利用元件感受在油、水中與分離器殼體之間導(dǎo)電率(或電容)的變化，測(cè)出油層厚度的變化，并輸出控制信號(hào)，通過電氣控制箱控制排油閥的啟閉。排油閥有電磁閥和氣動(dòng)閥兩種。圖2—4所示是一種氣電聯(lián)合自動(dòng)排油裝置。由一個(gè)電磁閥同時(shí)控制氣開排油和氣閉排水氣動(dòng)隔膜閥。當(dāng)上下油位電極3、2感應(yīng)油位而產(chǎn)生的電信號(hào)經(jīng)放大后打開電磁閥時(shí)．減壓的控制空氣經(jīng)氣水分離器6和壓力調(diào)節(jié)閥7進(jìn)入氣動(dòng)排油閥9下腔和氣動(dòng)排水閥1的上腔，使其分別打開排油閥和關(guān)閉排水閥。相反，排油后水往上升，電極感應(yīng)的信號(hào)又使排水閥打開、排油閥關(guān)閉。

CYF型油水分離器污油自動(dòng)排放控制系統(tǒng)1一氣閉式隔膜排水閥；2一下油位電極；3一上油位電極；4一控制箱；5一截止閥；6一分水濾器；7一壓力調(diào)節(jié)閥；8一電磁閥；9一氣開式隔膜排油閥；10一油水分離器MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術(shù)油水分離裝置

3.1.4.3、艙底水油水分離裝置的自動(dòng)控制

2)配套泵保護(hù)控制目前配套泵多采用單螺桿泵。泵的空轉(zhuǎn)會(huì)使橡膠襯套接觸面燒壞。所以，當(dāng)艙底油污水被吸空或吸入系統(tǒng)中的濾器被堵塞時(shí)，應(yīng)及時(shí)停止泵的運(yùn)轉(zhuǎn)。配套泵保護(hù)的控制原理是當(dāng)泵出現(xiàn)上述吸空現(xiàn)象(管路中真空度增加)時(shí)，電接點(diǎn)真空表使中間繼電器產(chǎn)生動(dòng)作，切斷電動(dòng)機(jī)接觸器電源，使泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術(shù)油水分離裝置

3.1.4.3、艙底水油水分離裝置的自動(dòng)控制

3)

加熱溫度自動(dòng)控制

為提高分離效果并使高粘度污油能順利排出，在集油室內(nèi)設(shè)有電加熱器。加熱溫度控制在35～45oC之間。電加熱器設(shè)有溫度控制保護(hù)。溫度繼電器的感溫包裝在集油室中，當(dāng)加熱溫度降低到下限時(shí)(低于35℃)，溫度繼電器觸點(diǎn)閉合，繼電器通電加熱；當(dāng)溫度升到上限時(shí)(45℃)，溫度繼電器觸點(diǎn)斷開，停止加熱。MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術(shù)油水分離裝置

3.2油分濃度監(jiān)測(cè)裝置國際公約規(guī)定，油水分離器必須在有油分濃度監(jiān)督裝置時(shí)才能使用，以便對(duì)排放水的含油濃度、排放總量及瞬時(shí)排放率進(jìn)行測(cè)定、記錄和控制。目前，常用光學(xué)方法來檢測(cè)水中含油濃度，它又分為光學(xué)濁度法、紅外線吸收法、紫外線吸收法和熒光法。MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術(shù)油水分離裝置（1）利用光學(xué)濁度法的測(cè)定裝置

光學(xué)濁度法是利用超聲振蕩或加入界面活性劑使水中油分均勻乳化（均質(zhì)器），其乳化后的濁度與含油量成正比。含油量不同，其濁度不同，透過乳濁液的透射光I。和散射光Iθ強(qiáng)度不同。將I。、Iθ經(jīng)光電管轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，此信號(hào)的強(qiáng)弱即反映了測(cè)試水中含油量的多少。入射光源可以是普通可見光、近紅外光或激光，但其波長(zhǎng)一定要大于所測(cè)油粒粒徑。

光束在油水混合液中的散射MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術(shù)油水分離裝置

(2)利用紅外線吸收法的測(cè)定裝置

紅外線吸收法是以石油中的CH化合物能吸收3．4～3．5um波帶內(nèi)的紅外振動(dòng)波這一原理來測(cè)定水中油分濃度的。因水對(duì)上述波帶內(nèi)的紅外波也具有吸收能力，所以不能用油水直接測(cè)定，而要用對(duì)該波帶內(nèi)的紅外波吸收很少或基本不吸收的四氯化碳或氟利昂溶液作為萃取劑，萃取水樣中的油分，然后將含油的四氮化碳注入分析室，用紅外光源照射，如圖示。由于四氯化碳能很好地透過波長(zhǎng)3．4～3．5um的紅外波段，而油對(duì)該段有強(qiáng)烈的吸收作用，這樣就使射入含油四氯化碳的紅外光的一部分被吸收，因而可測(cè)得光源經(jīng)過含油四氯化碳后的能量變化。

油分濃度不同，吸收能量也不同，這種吸收能量的變化量與含油濃度有對(duì)應(yīng)的線性關(guān)系。這種方法必須經(jīng)過四氮化碳萃取，操作較復(fù)雜，陸上應(yīng)用多。

紅外吸收油分濃度計(jì)測(cè)量原理1一同步電機(jī)；2一紅外光源；3一切光片；4一分析室；5一參比室；6一檢測(cè)室；7一電容微音器；8一前置放大器；9一主放大器；10一指示表頭

MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術(shù)油水分離裝置

(3)利用熒光法的測(cè)定裝置利用紫外光照射含油污水以激發(fā)石油中的環(huán)狀共軛體分子(如芳烴)，使其產(chǎn)生熒光，而其所產(chǎn)生的熒光強(qiáng)度與水中的含油量具有一定的數(shù)量關(guān)系。含油量高，發(fā)出的熒光也強(qiáng)，將這種變化關(guān)系轉(zhuǎn)化成電信號(hào)經(jīng)放大器放大后顯示出油分的濃度值。此外，還有氣相色譜法、紫外線吸收法、稱重測(cè)量法。MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術(shù)油水分離裝置（三）、油分濃度計(jì)（OCD－1型油份濃度計(jì)）

1、概述OCD—1型油份濃度計(jì)(JYF81—00SS油水分離器)是一種檢測(cè)污水中含微量油份濃度的檢測(cè)儀器，適用于船舶艙底油污水的連續(xù)檢測(cè)、15PPm報(bào)警和排放控制。

該儀器的技術(shù)性能符合IMORES．MEPC．60(33)有關(guān)規(guī)定．儀器通過全面試驗(yàn)并獲得認(rèn)可證。

MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術(shù)油水分離裝置二、15mg/l艙底水報(bào)警裝置1.技術(shù)條件（1）符合安全規(guī)定；（2）不得含有或使用任何危險(xiǎn)性質(zhì)的物質(zhì)；（3）設(shè)有mg/l顯示器；（4）響應(yīng)時(shí)間不超過5秒；（5）應(yīng)記錄日期、時(shí)間和報(bào)警狀態(tài)以及運(yùn)行狀態(tài)。儲(chǔ)存數(shù)據(jù)至少18個(gè)月。到污水柜MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術(shù)油輪污染的預(yù)防MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術(shù)油輪污染的預(yù)防MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術(shù)油輪污染的預(yù)防MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術(shù)油輪污染的預(yù)防2、結(jié)構(gòu)

內(nèi)部詳細(xì)結(jié)構(gòu)見圖，儀器的核心部件是一個(gè)光學(xué)采樣器，它是一個(gè)封閉的鋁鑄件(10)，剛性地安裝在箱體(8)的上部．光學(xué)采樣器的前蓋(3)上直接安裝印刷電路板(4)和指示面板(5)。光學(xué)采樣器內(nèi)的試樣玻璃管(12)兩端分別與頂部的出口部件(2)和下面的入口部件連接并保持同心．試樣管安裝的牢固性、密封性可以保證其在很高的樣水壓力下可靠地工作．光電元器件:包括光源、散射和透射檢測(cè)器、熱敏元件等，均安裝在一個(gè)特制的鋁套(11)上，玻璃試管從鋁套中間穿過．儀器箱體下部是電源和輸出部件:包括電源