第二章第二节船舶防污染技术和设备

1第十五章船舶防污染装置marineantipollutiondevice第一节船舶对环境的污染及防治的技术措施第二节船舶油水分离器第三节船舶生活污水处理装置第四节船用焚烧炉第五节船用油分机2二、防止船舶污染的主要技术措施1.防止油船油舱含油污水的污染（1）采用“装于上部法”及改进的“装于上部法”。就是：将含油污水放在货舱的底部(舱底层)，装货时，将货油直接装在含油污水的上方。到达卸货目的港后，将货油以及含油污水一起卸到岸上的油罐中,交给码头处理。（2）设置专用压载舱（3）设置双层底和双壳体结构（4）采用原油洗舱3第二节船用油水分离器一、船用油水分离器对油水分离的方要方法油水分离的方法很多，主要有物理分离法、化学分离法、生物化学法等。物理分离是利用油水密度差或过滤吸附等物理方法使油水分离，主要特点是分离过程不改变油或水的化学性质。化学分离是向含油污水投入絮凝剂，使油凝聚成胶体而沉淀；或使水电解产生气泡，以粘附油液上浮，以此实现油水分离。生化分离是利用微生物对油具的分解氧化作用而对油污水进行处理的方法。目前船用油水分离器以物理分离法为主。包括：重力分离、聚结分离、过滤分离、吸附分离等。41.重力分离法（静置分离，机械分离，离心分离）重力分离是在重力场内利用油水密度差使油上浮而达到油水分离的目的，主要用于分离直径在50µm以上的较大油粒对于直径更小、呈乳化状态的油粒则很难分离。静置分离是将含油污水静置于舱柜中一段时间，利用油水密度差使油粒上浮而分离。（2）机械分离让污水流经斜板、滤器等，让油颗粒碰撞聚集变大，再经密度差的作用上浮，达到分离的目的。（3）离心分离法采用高速旋转的离心力，使油水分离。(1)静置分离53.过滤分离过滤分离是让含油污水通过多孔的非亲油性材料层（如石英砂、煤屑、焦炭、滤布等）利用滤层的微孔、缝隙能让水通过而对油的阻挡作用，把分散的油粒从连续的水流中分离出来，继而在虑层表面相互接触聚合成大的颗粒而上浮。2.聚结分离聚合分离是让含油污水通过多孔的中等亲油性材料介质（适宜亲和力），其较小直径的油粒在通过介质中曲折孔道的过程中聚合，形成较大直径油粒上浮而分离。可以除去5~10微米的油粒，效果好，设备紧凑。油包水是乳液的一种形式。在化妆品中，被称为“霜”，如嫩白霜、晚霜等等。含油脂的护肤品分“油包水”(W/O)和“水包油”(O/W)两种剂型。相比而言，“油包水”更有利于锁水保湿，适合干燥的秋冬季节使用。有的护肤品在包装上会注明剂型，如果没有标注，也可以从名称上辨别，多数带有“膏”、“霜”字样的，为“油包水”的产品，而带有“露”、“乳”字样的，一般为“水包油”的产品。64.吸附分离吸附分离是让含油污水通过多孔的固体吸附材料，其细小的油粒被介质内部多孔的孔道表面所吸附，而达到分离。重力分离法主要用于第一级分离，再配合聚结法、过滤法、吸附法以去除更小颗粒的油滴，称为组合式结构。71.CYF-B型油水分离器国产CYF-B型船用油水分离器用于处理机舱舱底污水,一级采用重力分离法,二级、三级为聚结分离法。工作原理：含油污水中的粗大油粒先在分离室入口区上浮进行重力分离,含细小油粒的污水则向下进入谷峰对置的多层波纹板组构成的粗分离装置4,细小油粒在其内不断上浮、碰撞和聚凝,形成较大油粒,在波纹板末端上浮至集油室13,污水继续通过细滤器16,经外接管路进入第一、二两级粗粒化元件,使微小油粒在其中再次聚凝成较大粒径的油粒并与水分离上浮至集油室,从而使出水符合排放要求。可使排放水的含油量小于10ppm，在船舶倾斜22.5°的条件下正常运行。二、船用油水分离器的典型结构82．ZYF型真空式油水离器ZYF型真空式油水离器：水泵后置，在该种型式油水分离器的分离筒内保持一定的真空，油污水在真空状态下进行重力分离，避免了污水泵造成乳化对分离效果的影响。特点：1，水泵后置，水泵处理分离后的清水，寿命高。2，避免了油污水的乳化。3，分离装置中的聚合元件能自动反冲洗，不会堵塞，长时间运行不需更换。工作原理详解：3.特勃罗油水分离器详解9三、影响油水分离器分离效果的主要因素油水分离器实际工作时其分离效果的好坏主要受工作条件因素的影响:1.压力的影响油水分离器工作压力越高，要求污水泵的排出压力越高，而泵的容积效率随排出压力的增加而下降，含油污水通过泵时因节流和扰动而对油产生的乳化作用就会增大，因而分离效果越差，因此分离器应尽量采用较低的工作压力。102.温度的影响温度的高低主要影响油、水的黏度和密度，适当加温有利于减小油分离运动过程中水对油的粘滞阻力，也能提高油和水的密度差而增大油、水分离时的重力差或离心力差，提高分离效果同时也有利于污油从集油室中的排出。但过高温度会使油的黏度下降过大，反易乳化，使分离效果变差。3.流量的影响油水分离器工作流量越大，含油污水在分离器中的分离时间越短，其效果将会越差，当流量超过额定处理量时，效果会明显下降，排放水中的油分浓度可能会超出其性能参数的标准。114.污水含油量的影响污水含油量越大，油粒在分离器中碰撞机会增多，有利于油水分离；但含量大的污水在通过泵管路阀件等时被乳化程度也会提高，不利于分离。而且后者对分离效果的影响更大，因此含油量增加，分离器的分离效果下降。5.油的种类的影响油水分离效果与油的密度油粒直径关系很大，且后者的影响比前者的更大；在油粒直径相同的情况下，密度越小越容易被分离；但密度小的往往黏度也小，容易被乳化，即油粒直径变小，因此密度小的反而更难分离。126.水质的影响水质对分离效果的影响主要在于不同的水质对油水密度差、油粒直径的改变。污水中海水量越多，油水密度差增大，油水越容易分离；海水中的离子与油粒结合后，利于小直径油粒相互结合成为大油粒，也有利油水分离。7.管路的影响管径小、截面变化大、弯头多、弯度大、阀件多采用节流或回流法调节流量的污水供给管路系统会增大对含油污水的扰动，使油的乳化程度提高，对油水分离不利。138.泵的影响泵的类型不同，其结构、工作原理不同，在工作过程中对流体的扰动程度存在相当大的差异，在泵送含油污水时，对油的乳化程度也就截然不同。14四、油水分离器自动排油装置油水分离器工作过程中分离出的污油一般都暂时汇集在分离器上部的集油室中，当积累到一定量时由自动排油装置自动排放至污油舱。自动排油装置主要由油位检测装置与排油阀两部分组成。油位检测装置按工作原理主要有电阻式和电容式两种；排油阀主要有电磁阀与气动阀两种。1.油位检测装置电阻式电阻式是利用油、水导电率的不同来控制排油阀的动作；而电容式是利用油、水介电系数的不同，导致探头与分离器壁面间电容的改变来控制排油阀的动作。152.自动排油装置如图15-(3)所示为一典型的自动排油装置。该装置由电阻式油位检测电极6、7，排油电磁2，排水阀8，控制箱4等组成。当油位检测电极同时被分离出的污油浸没时，通过控制箱4使排油阀开启，将分离器内的污油排至污油舱或污污油柜。分离器内压力下降，排水阀8在弹簧力的作用下自动关闭，停止排水，同时也防止了舷外水通过排水管的倒灌。随着污油的排出，水位上升。当油位检测电极同时被水浸没时，控制箱控制排油阀关闭，排油结束，分离器中压力回升，当压力大于排水阀弹簧的预紧力，排水阀被顶开，分离器向外排水。16图15-3典型的自动排油装置1-污油排出口；2-排油电磁阀；3-定位开关；4-电器控制阀；5-自动排气阀；6、7-油位检测电极；8-排水阀；9-排水口17五、油分浓度临近装置MARPOL73/78公约规定10000总吨及以上船舶以及任何载有大量燃料油的船舶排放舱底水应在含油浓度超过15PPM时报警和自动停止排放，因此油水分离器应配备油分浓度监控装置；150总吨及以上的油船排放非清洁压载水洗舱水，必须配备能测出并连续记录瞬时排油率，总排油量的监控装置，在上述指标超过规定时自动停止排放。18（1）混浊度法混浊度法是利用含油水混浊程度与透光程度的关系来反映水中含油量的多少。如图15-4所示为其原理图：1.油分浓度检测原理油分浓度检测原理应用较多的有浑浊度法，红外线吸收法紫外线吸收法等多种，主要是其结构相对简单，可直接测量含油量含油污水中的油分浓度。19图15-4用混合法检测水中含油浓度的原理图1．滤器；2．电磁阀；3．光源；4．检测器；5．光电元件；6．转换电器；7一显示仪表；8-电磁阀；9-超声波发生装置；lO-恒压阀20（2）红外线吸收法不同物质对不同波长的光的吸收程度是不同的，红外线吸收法是利用油分离对波长为3.4～3.5µm的红外线几乎可以全部吸收,而对其它波长的红外线吸收很少的特性，以检测红外线被检测液吸收的程度来测量检测液中的含油浓度。图15-5红外线吸收法测量水中含油浓度的原理图1．红外线光源；2一回转板；3．基准元件；4．基准室；5-金属电容；6、7一显示记录仪表；8一放大单元；9-检测室；10-检测器21三船用焚烧炉一、船舶垃圾与处理方法船舶垃圾的处理方法主要有：1.排岸接收；2.粉碎处理；3.焚烧处理；4.直接投放对含有固体杂质和较多水分的污油可靠地完全燃烧控制适当的炉内温度，一般为600～900C°保持焚烧过程中炉膛内适当的负压，防止高温燃气由固体垃圾投料口外泄。焚烧炉外壁温度不宜太高,应尽量减少排烟中有害物质的浓度,以防对大气形成二次污染。1.船用焚烧炉应满足的要求222.污油燃烧器焚烧炉工作时,固体垃圾经投料口送入炉内焚烧。污油是通过污油燃烧器喷入炉内燃烧，而油泥、生活污泥一般也是与污油混合、粉碎后，通过污油燃烧器喷入炉内燃烧。气流式燃烧器气流式燃烧器是利用具有一定压力的空气或蒸汽，通过喷嘴时产生的高速气(汽)流对污油撞击、裹吸作用使其雾化而燃烧的，如图15—9所示为其原理图。图15-9气流式燃烧器原理图233.焚烧炉装置焚烧炉是焚烧船舶上生产的污油、可燃固体垃圾和生活污水处理装置的污泥等的专用设备。污油燃烧器结构、工作原理有很多类型，而焚烧炉本体基本相似，不同形状的燃烧室、烟道与燃烧器的类型、负荷有关。焚烧炉装置由焚烧炉、污油柜、输送或循环泵组、搅拌器、粉碎机等辅助设备，燃烧系统，空气或蒸汽供给系统，控制系统等组成。24操作说明：1，准备1）打开柴油进出口阀；2）打开空气进口阀；3）确认压缩空气到鼓风机及烟道的畅通；4）出灰门及加料门关闭；5）有污油，有出柴油。2，运行启动控制面板的启动按钮3，停止按下停止按钮。维护及保养1）在工作时不能开启炉门；2）点火前应扫气30s，防爆炸；3）污油柜的油燃烧前多放残水；4）炉温达到600℃后可停柴油，再逐渐引入污油燃烧，停炉前使用柴油燃烧，冲洗污油管路。25四船舶生活污水处理装置一、船舶生活污水处理方式1.收集储存处理这种方式是在船上设置生活污水储存装置，当船舶处理在禁止生活污水排放的水域，将时全部收存。当船舶航行驶至允许排放海域或靠港后，再将污水排放或送岸上接收处理。261.船舶生活污水是指：(1)来自任何形式的厕所、小便池以及厕所排水孔的排出物和其它废弃物；(2)医务室(病房、药房等)的面盆和这些排水孔的排出物；(3)装有活的动物处所的排出物；(4)混有上述排出物的其它废水。27•2.为满足《73／78防污公约》附则Ⅳ关于船舶生活污水排放标准的规定，船舶应装有如下设备：1）需在距最近陆地4nmile以内排放生活污水，应装有生活污水处理装置，该装置的性能和试验程序应符合IMO关于《生活污水处理装置国际排放标准和性能试验规程》的规定。2）如只需在距最近陆地4nmile以外排放生活污水，船舶应装有能将生活污水粉碎和消毒的装置。3）如只需在距最近陆地12nmile以外排放生活污水，可只设集污舱柜。4）船上应设有生活污水标准排放接头。28•3.生活污水处理装置性能应达到如下排放标准：1）大肠菌群：在试验期间采集的排放水样，用多重管重复发酵分析或等效分析，测得的大肠菌群几何平均的最大可能数(M，P．N)不得超过250个／100ml。2）悬浮固体：(1)设备在陆上试验时，试验期间采集的排放水样，悬浮固体量的几何平均值不得超过50mg／l。(2)设备