哈工程船舶輔機--15-船舶防污染

1、1 2 一、海洋污染和危害一、海洋污染和危害 引起海洋污染的原因主要有引起海洋污染的原因主要有: : 1) 1) 油船泄漏；油船泄漏； 2) 2) 海洋傾倒工業(yè)廢料；海洋傾倒工業(yè)廢料； 3) 3) 生活污水直接排進海洋；生活污水直接排進海洋； 4) 4) 用生活垃圾填海。用生活垃圾填海。 海洋污染的危害是海洋污染的危害是: : 1) 1) 使海洋食品中聚積毒素，人食用后得??；使海洋食品中聚積毒素，人食用后得??； 2) 2) 使海產(chǎn)減少，危及人使海產(chǎn)減少，危及人 類的食物源；類的食物源； 3) 3) 使浮游生物死亡，海洋吸收二氧化碳能力減低，加速溫室使浮游生物死亡，海洋吸收二氧化碳能力減低，加速

2、溫室 效應(yīng)；效應(yīng)； 4) 4) 使海洋生物死亡或發(fā)生畸形，改變整個海洋的生態(tài)平衡。使海洋生物死亡或發(fā)生畸形，改變整個海洋的生態(tài)平衡。 人類為保護海洋正在作出的努力主要有人類為保護海洋正在作出的努力主要有: : 1) 1) 禁止向海洋傾倒工業(yè)廢料；禁止向海洋傾倒工業(yè)廢料； 2) 2) 生活污水處理之后再排放入海；生活污水處理之后再排放入海； 3) 3) 垃圾回收利用垃圾回收利用, , 盡量不把海洋作為生活垃圾填海場。盡量不把海洋作為生活垃圾填海場。 3 二、防止船舶對航運環(huán)境污染的公約及法規(guī)二、防止船舶對航運環(huán)境污染的公約及法規(guī) 控制和防止船舶對環(huán)境的污染一靠法規(guī)，二靠技術(shù)控制和防止船舶對環(huán)境的

3、污染一靠法規(guī)，二靠技術(shù) 目前國際上對海運防污最有影響的是目前國際上對海運防污最有影響的是MARPOL 73MARPOL 737878公約，全稱公約，全稱 19731973年防止船舶造成污染國際公約及其年防止船舶造成污染國際公約及其19781978年議定書年議定書。該公約。該公約 附有五個技術(shù)附則，分別為；附有五個技術(shù)附則，分別為； 、“防止油污規(guī)則防止油污規(guī)則” “控制散裝有毒液體物質(zhì)污染規(guī)則控制散裝有毒液體物質(zhì)污染規(guī)則” 、“防止海運包裝，集裝箱，可移動罐柜或公路及鐵路槽罐車裝防止海運包裝，集裝箱，可移動罐柜或公路及鐵路槽罐車裝 運有害物質(zhì)造成污染規(guī)則運有害物質(zhì)造成污染規(guī)則” 、“防止船舶生

4、活污水造成污染規(guī)則防止船舶生活污水造成污染規(guī)則” 、“防止船舶垃圾造成污染規(guī)則防止船舶垃圾造成污染規(guī)則” 4 三三 防止船舶對航運環(huán)境污染的主要技術(shù)措施防止船舶對航運環(huán)境污染的主要技術(shù)措施 就技術(shù)上說，控制船舶對環(huán)境污染主要從船體結(jié)構(gòu)、防污設(shè)施以及操就技術(shù)上說，控制船舶對環(huán)境污染主要從船體結(jié)構(gòu)、防污設(shè)施以及操 作管理三方面人手。作管理三方面人手。 1 1防止油類污染的主要技術(shù)措施防止油類污染的主要技術(shù)措施 (1)(1)油船的油船的“裝于上部裝于上部”法法(Load On Top)(Load On Top)及改進的及改進的“裝于上部裝于上部”法法 所謂所謂“裝于上部裝于上部“法，是在油艙卸油后，

5、直接將壓載水壓入未經(jīng)清洗法，是在油艙卸油后，直接將壓載水壓入未經(jīng)清洗 的油艙中在航行時將油船下部含油量較低的油艙中在航行時將油船下部含油量較低( (約約50ppm)50ppm)的壓載水排人海中，的壓載水排人海中， 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。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。 “ “裝于上部法裝于上部法”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

6、油水分離時間短與船舶顛簸，搖晃均不利于油水的靜置分離，另外該因是油水分離時間短與船舶顛簸，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輸，因為成品油中摻人海水會影響質(zhì)量。方法也不適合成品油運輸，因為成品油中摻人海水會影響質(zhì)量。 5 (2)(2)專用壓載艙專用壓載艙(Segregated Ballast Tank)(Segregated Ballast Tank) 載重量為載重量為20 000t20 000t及其以上的新油船及載重量為及其以上的新油船及載重量為30000t30000t及其以上及其以上 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、燃油艙及其的新成品油船均應(yīng)設(shè)有專用

7、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 而安全地進行壓載航行。而安全地進行壓載航行。 (3)(3)清潔壓載艙清潔壓載艙(Clean Ballast Tank)(Clean Ballast Tank) 油船在運營過程中根據(jù)其船型、貨艙結(jié)構(gòu)、航區(qū)特點以及吃水要油船在運營過程中根據(jù)其船型、貨艙結(jié)構(gòu)、航區(qū)特點以及吃水要 求等，將部分貨油艙改為專門用于裝載壓水，作為清潔壓載艙。清潔求等，將部分貨油艙改為專門用于裝載壓水，作為清潔壓載艙。清潔 壓載艙對船舶結(jié)構(gòu)、泵、管路等方面不作改動，泵與管

8、系仍與貨油共壓載艙對船舶結(jié)構(gòu)、泵、管路等方面不作改動，泵與管系仍與貨油共 用一個系統(tǒng)該船型故除了會降低貨油裝載容積外，還使操作程序變用一個系統(tǒng)該船型故除了會降低貨油裝載容積外，還使操作程序變 得復(fù)雜得復(fù)雜 (4)(4)原油洗艙原油洗艙(Crude Oil Washing)(Crude Oil Washing) 原油洗艙是指原油油船在卸油的同時，用本船所載原油以高壓從原油洗艙是指原油油船在卸油的同時，用本船所載原油以高壓從 洗艙機噴射到貨艙壁面上，借以把附在艙面及構(gòu)件上的原油和沉積在洗艙機噴射到貨艙壁面上，借以把附在艙面及構(gòu)件上的原油和沉積在 艙底的原油殘渣清洗掉，井將這些殘渣隨泵送的貨油一起泵

9、送上岸。艙底的原油殘渣清洗掉，井將這些殘渣隨泵送的貨油一起泵送上岸。 6 (5) (5)防油污染設(shè)備防油污染設(shè)備 控制船舶機艙污水排放的油分濃度設(shè)備有油水分離器和油分濃度控制船舶機艙污水排放的油分濃度設(shè)備有油水分離器和油分濃度 監(jiān)控裝置，控制油船排放壓載水，洗艙水的瞬時排油率和排油總量的監(jiān)控裝置，控制油船排放壓載水，洗艙水的瞬時排油率和排油總量的 有排油監(jiān)控系境以及油水界面探測器等有排油監(jiān)控系境以及油水界面探測器等 2 2防止非油類污染的主要技術(shù)措施防止非油類污染的主要技術(shù)措施 船舶控制生活污水捧放的主要方法是利用船舶控制生活污水捧放的主要方法是利用生活污水處理裝置生活污水處理裝置，控，控 制

10、固體垃圾排放的主要方法是制固體垃圾排放的主要方法是垃圾焚燒爐垃圾焚燒爐，對于船舶廢氣及有害氣體，對于船舶廢氣及有害氣體 排放的控制，可以靠改進船舶動力設(shè)備的燃燒狀況、對廢氣進行再處排放的控制，可以靠改進船舶動力設(shè)備的燃燒狀況、對廢氣進行再處 理以及對油船裝卸時產(chǎn)生的油氣進行收存等方法進行處理理以及對油船裝卸時產(chǎn)生的油氣進行收存等方法進行處理 7 第二節(jié)第二節(jié) 船舶油水分離器船舶油水分離器 1 1油水分離的基本方法油水分離的基本方法 主要有主要有物理分離物理分離、化學(xué)分離化學(xué)分離和和生化分離生化分離等三類。等三類。 l 物理分離是利用油水密度差或聚合、吸附等物理方法物理分離是利用油水密度差或聚合

11、、吸附等物理方法 使油水分離。使油水分離。 l 化學(xué)分離是向含油污水投入絮凝劑，使油凝聚成膠體化學(xué)分離是向含油污水投入絮凝劑，使油凝聚成膠體 而沉淀；或使水電解產(chǎn)生氣泡，以粘附油液上浮，以而沉淀；或使水電解產(chǎn)生氣泡，以粘附油液上浮，以 此實現(xiàn)油水分離。此實現(xiàn)油水分離。 l 生化分離是利用好氣微生物對油分解氧化來控制油分生化分離是利用好氣微生物對油分解氧化來控制油分 濃度。濃度。 8 1 1、重力分離法、重力分離法 重力分離是在重力插內(nèi)利用油水密度差使油上浮而與水分離這種方法簡重力分離是在重力插內(nèi)利用油水密度差使油上浮而與水分離這種方法簡 單、方便，主要單、方便，主要 用于處理粒徑在用于處理粒徑

12、在50506060m m以上的較大油粒，對于更細(xì)小的、以上的較大油粒，對于更細(xì)小的、 呈乳化狀態(tài)的油粒呈乳化狀態(tài)的油粒(10(10m)m)則難以分離。其具體方法有靜置分離和流道分離則難以分離。其具體方法有靜置分離和流道分離 (1)(1)靜置分離靜置分離 靜置分離即將油污水靜置于艙柜中一段時間，利用油水密度差使油滴上浮靜置分離即將油污水靜置于艙柜中一段時間，利用油水密度差使油滴上浮 分離。分離。 靜置時間越長，分離效果越好。靜置分離時，懸浮在水中的油粒受重力、靜置時間越長，分離效果越好。靜置分離時，懸浮在水中的油粒受重力、 浮力和運動阻力三種力的作用。浮力和運動阻力三種力的作用。 船上的油水分離

13、設(shè)備以物理分離方法為主；船上的油水分離設(shè)備以物理分離方法為主； 物理分離法分類：物理分離法分類：1、重力分離、重力分離、2、多孔介質(zhì)分離、多孔介質(zhì)分離 1、重力分離、重力分離（1）靜止分離法；（）靜止分離法；（2）流道分離法）流道分離法 2、多孔介子分離、多孔介子分離（1）過濾分離法；（）過濾分離法；（2）聚合分離法；（）聚合分離法；（3）吸附分離法）吸附分離法 9 r FGP 重力重力 G 浮力浮力 P 油滴上浮阻力油滴上浮阻力 Fr 當(dāng)三種力達(dá)到平當(dāng)三種力達(dá)到平 衡時，油滴即會衡時，油滴即會 穩(wěn)定地等速上浮，穩(wěn)定地等速上浮， 這時：這時： 油滴的上浮速度即為：油滴的上浮速度即為： 2 2

14、18 18 d g u d g u ow ow 油滴直徑油滴直徑m m 油的密度油的密度kg/mkg/m3 3 水的密度水的密度kg/mkg/m3 3 因此，油滴直徑增大，上浮速度將大大加快；適當(dāng)提高污水溫，可增大水、油密度因此，油滴直徑增大，上浮速度將大大加快；適當(dāng)提高污水溫，可增大水、油密度 差，有利油水分離差，有利油水分離。但水溫較高時油密度的效果明顯減弱，油卻變稀更易乳化，對但水溫較高時油密度的效果明顯減弱，油卻變稀更易乳化，對 油水分離反而不利。油水分離反而不利。 分析上浮速度式可知：分析上浮速度式可知：油滴的油滴的 上浮速度與油滴直徑的平方，上浮速度與油滴直徑的平方， 與水油密度差

15、成正比。與水油密度差成正比。 與水的粘度成反比。與水的粘度成反比。 10 (2)(2)流道分離流道分離 靜置分離需要較長的時間和較大的容器，工作也難以連續(xù)進行，因靜置分離需要較長的時間和較大的容器，工作也難以連續(xù)進行，因 此在實際的油水分離過程中，常使油污水流此在實際的油水分離過程中，常使油污水流過多層平行板過多層平行板，波紋板波紋板以及以及 錐形板錐形板等的流道。等的流道。 流道分離方法以提高油水的分離效果。設(shè)流道如圖所示，流道分離方法以提高油水的分離效果。設(shè)流道如圖所示，油污水的平油污水的平 流速度為流速度為u u，流道長度為，流道長度為L L，高度為，高度為h h，水流為層流，則流經(jīng)該流

16、槽的時間水流為層流，則流經(jīng)該流槽的時間 為為t tL L/ /u u，由此可得出油滴流經(jīng)此流道時能被分離出來的條件是上浮速，由此可得出油滴流經(jīng)此流道時能被分離出來的條件是上浮速 度：度： L hu t h v 11 分析該式可知，流道上越長，分析該式可知，流道上越長， 高度高度h h越小，平均水流速度越小，平均水流速度u u 越低，分離器能夠分離出的越低，分離器能夠分離出的 油滴粒徑油滴粒徑d dmin min越小。因此， 越小。因此， 如圖所示，分離器中加設(shè)如圖所示，分離器中加設(shè)n n 層分離板后，油滴的上浮距層分離板后，油滴的上浮距 離減小離減小n n倍。倍。 L hu t h u 12

17、2 2多孔介質(zhì)分離法多孔介質(zhì)分離法 l 多孔介質(zhì)分離法是讓油污水通過多孔介質(zhì)把分多孔介質(zhì)分離法是讓油污水通過多孔介質(zhì)把分 散的油散的油 粒從連續(xù)的水流中分離出來的一種方法。粒從連續(xù)的水流中分離出來的一種方法。 l 按具體過程可分為按具體過程可分為油粒遷移油粒遷移與與油粒附著油粒附著兩個方面。兩個方面。 遷移遷移是指分散的油粒脫離液流而接觸多孔介質(zhì)表面；是指分散的油粒脫離液流而接觸多孔介質(zhì)表面； 附著附著則是指油粒較穩(wěn)定地粘附在多孔介質(zhì)的表面。則是指油粒較穩(wěn)定地粘附在多孔介質(zhì)的表面。 l 按起主導(dǎo)作用又可分為按起主導(dǎo)作用又可分為過濾分離過濾分離、聚合分離聚合分離、吸附分離吸附分離。 13 二、影

18、響油水分離器性能的因素二、影響油水分離器性能的因素 1 1、泵的影響、泵的影響 油水分離效果在很大程度上取決于油滴粒徑。當(dāng)含油污水通過泵時，油水分離效果在很大程度上取決于油滴粒徑。當(dāng)含油污水通過泵時， 泵的容積效率越低、轉(zhuǎn)速越高、攪動越激烈，則油粒越易破碎乳化，分泵的容積效率越低、轉(zhuǎn)速越高、攪動越激烈，則油粒越易破碎乳化，分 離效果越差。實驗表明，螺桿泵和三作用柱塞泵效果較好，其它如齒輪離效果越差。實驗表明，螺桿泵和三作用柱塞泵效果較好，其它如齒輪 泵、離心泵、活塞泵等均不理想。目前多以自吸性能力好、對雜質(zhì)不太泵、離心泵、活塞泵等均不理想。目前多以自吸性能力好、對雜質(zhì)不太 敏感的單螺桿泵為油水

19、分離器的供水泵。敏感的單螺桿泵為油水分離器的供水泵。 2 2、工作壓力的影響、工作壓力的影響 油水分離器工作壓力越高，供水泵的排出壓力就越高，供水泵的容油水分離器工作壓力越高，供水泵的排出壓力就越高，供水泵的容 積效率就越低，含油污水通過泵時對污油的乳化作用就越大，因而分離積效率就越低，含油污水通過泵時對污油的乳化作用就越大，因而分離 效果越差。效果越差。 3 3、油種類的影響、油種類的影響 根據(jù)司托克斯公式，油的密度越小越易分離；但密度小的油往往粘度也根據(jù)司托克斯公式，油的密度越小越易分離；但密度小的油往往粘度也 小，容易乳化。由乳化對分離效果的影響相對更大，因此密度小的油常小，容易乳化。由

20、乳化對分離效果的影響相對更大，因此密度小的油常 常更難分離。常更難分離。 14 4 4溫度的影響溫度的影響 適當(dāng)?shù)募訙赜欣谟汀⑺蛛x，而且使分離出來的油更容墨從集油室中排適當(dāng)?shù)募訙赜欣谟汀⑺蛛x，而且使分離出來的油更容墨從集油室中排 出，然而，加溫也會使油變稀，更屠乳化，反而會使分離效果變差。出，然而，加溫也會使油變稀，更屠乳化，反而會使分離效果變差。 5 5流量的影響流量的影響 流量越大，含油污水在分離器中停留時間越短，分離效果越差，當(dāng)流量超流量越大，含油污水在分離器中停留時間越短，分離效果越差，當(dāng)流量超 過油水分離器額定處理量時，分離效果會明顯下降，油分濃度可能會達(dá)不到標(biāo)過油水分離器額

21、定處理量時，分離效果會明顯下降，油分濃度可能會達(dá)不到標(biāo) 準(zhǔn)。準(zhǔn)。 6 6油分濃度的影響油分濃度的影響 油分濃度越高，油粒在分離器中的碰撞機會越多，越易于分離，但油分濃油分濃度越高，油粒在分離器中的碰撞機會越多，越易于分離，但油分濃 度高的污水通過泵時也越易于乳化，又不利于分離。度高的污水通過泵時也越易于乳化，又不利于分離。 7 7管路與泵流量調(diào)節(jié)的影響管路與泵流量調(diào)節(jié)的影響 管路的尺寸、彎度與附件等對分離性能的影響較復(fù)雜，如能在管路中保持管路的尺寸、彎度與附件等對分離性能的影響較復(fù)雜，如能在管路中保持 層流狀態(tài)，則管路越長，流速越低，越利于抽水分離，而附件越多，則對液體層流狀態(tài)，則管路越長，流

22、速越低，越利于抽水分離，而附件越多，則對液體 擾動越大，越不利于分離。擾動越大，越不利于分離。 8 8、水質(zhì)的影響、水質(zhì)的影響 水質(zhì)對分離效果也有很大影響污水中含海水量越多，油水密度差越大，則水質(zhì)對分離效果也有很大影響污水中含海水量越多，油水密度差越大，則 油水越易分離，油粒與海水中的離子結(jié)合后，也易于相互結(jié)合成長為大油粒，油水越易分離，油粒與海水中的離子結(jié)合后，也易于相互結(jié)合成長為大油粒， 這有利于油水分離。這有利于油水分離。 15 p 船舶生活污水指廁所，醫(yī)務(wù)室、廚房和盥洗室船舶生活污水指廁所，醫(yī)務(wù)室、廚房和盥洗室 等處的所有廢水與廢物。等處的所有廢水與廢物。 p 在在12nmile12n

23、mile以內(nèi)，生活污水必須經(jīng)過處理達(dá)到有以內(nèi)，生活污水必須經(jīng)過處理達(dá)到有 關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)，否則不得隨意排放。關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)，否則不得隨意排放。 16 一、船舶生活污水處理方式一、船舶生活污水處理方式 1 1、收集儲存處理、收集儲存處理 在船上設(shè)置生活污水儲存裝置。在船上設(shè)置生活污水儲存裝置。 2 2生物化學(xué)處理生物化學(xué)處理 生物化學(xué)處理是利用微生物來消化分解污水中的有機物，以此使污水生物化學(xué)處理是利用微生物來消化分解污水中的有機物，以此使污水 凈化。船上大多使用的是活性污泥法。使用這種方法應(yīng)先培植好氣性微生凈化。船上大多使用的是活性污泥法。使用這種方法應(yīng)先培植好氣性微生 物在有氧與適宜的溫度下，這些微

24、生物吸收污水中的有機物質(zhì)，通過其物在有氧與適宜的溫度下，這些微生物吸收污水中的有機物質(zhì)，通過其 自身的消化分解作用，最終將有機構(gòu)轉(zhuǎn)化成簡單的無機物。微生物在此過自身的消化分解作用，最終將有機構(gòu)轉(zhuǎn)化成簡單的無機物。微生物在此過 程中也得以繁殖。程中也得以繁殖。 3 3物理化學(xué)處理物理化學(xué)處理 物化處理就是先用物理方法對污水進行固液分離，然后向存放液體的物化處理就是先用物理方法對污水進行固液分離，然后向存放液體的 處理柜中加入具有絮凝作用的化學(xué)藥劑，從而在污水中產(chǎn)生絮凝膠團并吸處理柜中加入具有絮凝作用的化學(xué)藥劑，從而在污水中產(chǎn)生絮凝膠團并吸 附污水中的有機懸浮物質(zhì)，同時污水中的大腸桿菌群也被化學(xué)藥

25、劑殺死，附污水中的有機懸浮物質(zhì)，同時污水中的大腸桿菌群也被化學(xué)藥劑殺死， 再經(jīng)過沉淀柜沉淀后，污水得到凈化，凈水可排住舷外或循環(huán)使用，另一再經(jīng)過沉淀柜沉淀后，污水得到凈化，凈水可排住舷外或循環(huán)使用，另一 方面，分離出的固態(tài)污泥存人污泥柜中，然后進焚燒爐焚燒或在允許區(qū)域方面，分離出的固態(tài)污泥存人污泥柜中，然后進焚燒爐焚燒或在允許區(qū)域 排揮往舷外，這種系統(tǒng)可以實現(xiàn)排揮往舷外，這種系統(tǒng)可以實現(xiàn)“無排揮放無排揮放”要求。要求。 17 18 19 一、船舶垃圾源一、船舶垃圾源 船舶垃圾按來源主要分為生活垃圾與生產(chǎn)垃圾。船舶垃圾按來源主要分為生活垃圾與生產(chǎn)垃圾。 生活垃圾主要源于以下場合：一是廚房垃圾，主

26、要有食品殘渣、骨生活垃圾主要源于以下場合：一是廚房垃圾，主要有食品殘渣、骨 頭、空瓶、罐頭盒以及塑料食品袋等，大多是固體垃圾，再是艙室垃頭、空瓶、罐頭盒以及塑料食品袋等，大多是固體垃圾，再是艙室垃 圾，主要有塑料袋、廢紙、空瓶、木箱以及破布等，大多也是固體垃圾，主要有塑料袋、廢紙、空瓶、木箱以及破布等，大多也是固體垃 圾，另外還有生活污水處理裝置排出的污泥，這些污渣含水量較大，圾，另外還有生活污水處理裝置排出的污泥，這些污渣含水量較大， 屬于液體垃圾。屬于液體垃圾。 生產(chǎn)垃圾主要有兩類，一類是船舶正常營運生產(chǎn)而產(chǎn)生的垃圾，主生產(chǎn)垃圾主要有兩類，一類是船舶正常營運生產(chǎn)而產(chǎn)生的垃圾，主 要有廢油、污油，油泥、廢濾芯、木料、橡膠、金屬渣，棉紗頭和抹要有廢油、污油，油泥、廢濾芯、木料、橡膠、金屬渣，棉紗頭和抹 布等，另一類是掃艙產(chǎn)生的掃艙垃圾，主要有墊艙物、襯料，包裝材布等，另一類是掃艙產(chǎn)生