含油污水處理技術

1、 油船油污水包括： 油船貨油艙內的壓載水 油船貨油艙的洗艙水 機艙艙底水。一、油船壓載水 空載航行時需要在貨油艙壓入壓載水，保持船舶在營運過程中有足夠的吃水，從而得到船體縱橫向的平衡和安全的穩(wěn)心高度，減少船體的共振現象，以及避免出現過大的彎曲力矩，剪切力和改善空船適航性等。 對設有專用壓載艙或清潔壓載艙的船，一般海況不需在貨油艙壓入壓載水，但在惡劣海況時，就需在貨油艙壓入壓載水。 壓載水的含油量一般在1000mg/L3000mg/L，絕大多數是浮上油和分散油，乳化油很少。另外壓載水中含有泥沙，一般在1 以下，而且呈懸浮狀態(tài)。 含油壓載水在海上排放按附則1規(guī)定操作。油船洗艙水是由以下兩種情況產生

2、的：（1）當船舶進廠修理前，必須將艙內殘存油沖洗干凈，才能進行修理。為清洗干凈，通常用海水或淡水清洗油艙，因而會產生大量含油污水。（2）當油船更換運油品種時，必須清洗貨油艙，才能保證運油質量。因此更換運油品種時會產生含油的洗艙水。 洗艙水含有油、泥、鐵銹及微量的酚等，含油量一般在30000mg/L左右， 浮化程度高。洗艙水一般排到岸上油污水處理場，如在海上直接排放需按附則1的規(guī)定操作。 三、機艙艙底水 艙底水是機艙內各種閥門和管路中漏出的水與機器在運轉時漏出的潤滑油、主輔機燃料油以及加油時的溢出油、機械及機艙防滑鐵板洗刷時產生的油污水等混合在一起的含油污水。 每天產生量大約是船舶總噸位的，含有

3、多種油分和機械雜質及清洗劑，含油量變化很大。一般呈三種狀態(tài)，即浮上油、分散油、乳化油。艙底水主要來自柴油機各系統(tǒng)管路、閥門、冷卻器等的漏泄，下面簡單介紹柴油機的幾個主要系統(tǒng)。（一）燃油系統(tǒng)燃油系統(tǒng)的任務是將燃油按照柴油機氣缸內燃燒的要求,保證按質、按量、按時地送入氣缸。（儲存、駁運、凈化、日用）（二）滑油系統(tǒng)滑油系統(tǒng)分別由氣缸油系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)和主機系統(tǒng)三部分組成：1氣缸油系統(tǒng)2增壓器滑油系統(tǒng)3主機滑油系統(tǒng) （三）冷卻系統(tǒng) 由于燃料在氣缸中燃燒時的溫度可高達14001800左右，所以氣缸、氣缸蓋以及活塞等如不加以適當冷卻，其溫度就會急劇升高而過熱。有關這方面的研究與改進，已經成為現代新型柴油機的

4、一個顯著標志。 （四）壓縮空氣系統(tǒng) 壓縮空氣系統(tǒng)的主要任務是供給高壓空氣來起動主機和發(fā)電柴油機。此外，它還供給其它需要壓縮空氣的設備，例如某些氣動式自動控制設備的氣源以及吹洗某些設備等。 油水分離的方法較多，有物理分離法、化學分離物理分離法、化學分離法、電浮分離法法、電浮分離法等。物理分離法物理分離法是利用油水的密度差或過濾吸附等物理現象使油水分離的方法，主要特點是不改變油的化學性質而將油水分離，主要包括重力分離法、過濾分離法、聚結分離法、重力分離法、過濾分離法、聚結分離法、氣浮分離法、吸附分離法、超濾膜分離法及反滲氣浮分離法、吸附分離法、超濾膜分離法及反滲透分離法等透分離法等?；瘜W分離法化學

5、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，而聚集劑則使油凝聚成膠體使其上浮，從而達到油水分離的一種方法。電浮分離法電浮分離法是把含油污水引進裝有電極的艙柜中，利用電解產生的氣泡在上浮過程中附著油滴而加以分離、從而實現油水分離的方法，實際上是一種物理化學分離方法。此外，浮化油可用活性污泥法（生物化學法）分離。 就目前船用油水分離器而言，主要還是采用物理分離的方法。 一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度差，使水中油滴克服水流阻力上浮與水分離的一種方法。 重力分離法如按其作用方式的不同，還可分為機械分離、靜置分離和離心分離三種。 2.過

6、濾分離法 過濾分離法是讓油污水通過多孔性介質濾料層，而油污水中的油粒及其它懸浮物被截留，去除油分的水通過濾層排出。這種油水分離的過程主要靠濾料阻截作用，將油粒及其它懸浮物截留在濾料表面。另外由于具有很大表面積的濾料對油粒及其它懸浮物的物理吸附作用和對微粒的接觸媒介作用，增加了油粒碰撞機會，使小油粒更容易聚合成大油粒而被截留。 3.聚結分離法 聚結分離是一種精細的分離方法，在微小油粒通過多孔材料的同時，讓它們互相碰撞以使油粒聚合增大，從而上浮和分離。在這種分離過程中，由于微小油粒逐漸聚合長大，因此這種分離過程稱聚結，也叫做粗?；^程。粗?；某潭扰c聚結元件的材料選擇以及材料充填的高度和密度等有關

7、。 4.吸附分離法 吸附分離并不是借油滴的聚合增大和利用密度差來進行分離，而是用多孔性固體吸附材料作濾器，當污水通過濾器時微小油粒被吸附在固體表面上，使油水分離。 固體吸附材料表面的分子在其垂直方向上受到內部分子的引力，但外部沒有相應引力與之平衡，因此，存在吸引表面外測其它粒子的吸引力，由固體表面分子剩余吸引力引起的吸附稱為物理吸附，由于分子間的引力普遍存在，所以物理吸附沒有選擇性，而且可吸附多層粒子，直到完全抵消固體表面引力場為止。 5.氣浮分離法 （1）氣浮原理 氣浮就是通過產生氣泡將污水中的細微油粒吸附上浮，從而達到油水分離的目的。氣浮有時還同時加入凝聚劑，藉以提高氣浮的效果。對于含油污

8、水，一般勿需投加凝聚劑，因為細微油粒本身就有粘到氣泡上的趨勢。近年來國內外開始利用氣浮法來處理油污水。 二.其它分離方法 1.電解分離法 電解分離法屬于物理化學分離法，是用油污水作電解液，當電極通電后水被電解，產生氫氣和氧氣的氣泡，當氣泡上浮時將粘附在氣泡上的油粒帶到水表面達到油水分離目的，這種方法也稱電解浮選分離法。 2.凝聚分離法 凝聚分離法屬于化學分離法，是在油污水中投入凝聚劑（如硫酸亞鐵、氯化鐵、硫酸鋁和其他高分子化合物），使懸浮或乳化油粒凝聚成化學狀的凝膠體沉淀或上浮而被分離。 3.活性污泥法（生物化學法） 活性污泥分離法是利用好氣性微生物的氧化作用來處理含油污水的一種方法 。向污水

9、中不斷送入空氣，使污水中的微生物獲得良好的生存條件，則大量的好氣性細菌和原生動物生成對有機污染物具有吸附凝聚和分解氧化能力的微生物集團，即所謂的活性污泥。 活性污泥法所能處理的油量有限，適用于油水分離裝置最后一級處理少量的乳化油或溶解油，活性污泥法適用于陸地污水處理場。 4.超濾膜過濾法 超濾膜過濾屬于膜式分離技術，是根據聚合薄膜的篩濾作用，利用一種只有水分子才能通過的超濾膜，截留污水中的細微油粒及其它雜質，達到分離油水的目的。 5.反滲透法反滲透法也屬于膜式分離技術，是利用油污水被加壓到一定的壓力以上，半透性薄膜能使水透過而油液被截阻的原理，能使油污水的油分濃度從500ppm降到10ppm，

10、處理薄膜常用醋酸纖維素等經加工制成，膜式分離裝置都必須注意定期清洗，以消除污垢，保持原有處理效能。 目前，在船上實際應用的油污水分離裝置所采用的分離技術主要是重力分離法，聚結分離法，吸附分離法，過濾分離法，而船用油水分離器既有按它們當中的一種分離方法設計而成的，也有按它們當中的幾種分離方法組合設計而成的，其中重力分離法一般用于粗分離，而聚結、吸附等分離方法則用于細分離和精分離。 四 船用油水分離器 一、船用油水分離器的額定處理量 用于處理機艙艙底水的油水分離器額定處理量，主要依據船舶在正常營運時所能產生的艙底污水量而定。但由于機艙艙底水的產生量受許多不定因素影響，如船舶噸位、動力裝置類型、技術

11、狀態(tài)、新船、舊船、管理水平等不同，每天所產生的艙底水量可能有很大差異。因此，到目前為止還沒有一個統(tǒng)一的標準，各國都是依據實際經驗和本國船舶狀況來制定一個基本標準。日本按每艘船舶每年艙底水產生量平均約為總噸位的10，油水分離器每天運行12h，計算船舶艙底水產量及確定油水分離器處理量.我國規(guī)定了船用油水分離器設計制造生產額定處理量系列標準，當船舶選配油水分離器時，其額定處理量必須是標準系列中某一處理量，否則就選購不到油水分離器。一般根據船舶噸位大小估算艙底水產生量，所選用的油水分離器額定處理量應大于其艙底水產生量，一般應有10余量，此外，經處理后的排出水中含油量應符合排放標準。 總的來說，一般都采

12、用小型的，其中以處理量為23t/h者用得最多，有時，為了利用艙底水管路，也有使用2030t/h者，目前最大的船用油水分離器為200t/h。但船用油水分離器不論其大小如何，都應滿足如下的要求： 1）經過分離的污水應能滿足國際排放標準； 2）能自動排油； 3）在傾斜22.5時仍能正常工作； 4）構造簡單，體積小，重量輕，易于拆洗和檢修。 從船用油水分離器的研制發(fā)展情況來看，在研制初期，船用油水分離器主要采用重力分離式，如多層斜板式裝置（德國的Turbu1o）和多層隔板式裝置（英國的Victor）以及細管式油水分離器（日本的“三菱今村”），這幾種裝置在我國船上均有采用，其中細管式油水分離器，因根據流

13、動的附面層理論，邊界層流速最小，油粒易于碰撞而聚結，能加速上浮分離，所以一般認為效果最好，但它的缺點是制造較困難，體積較大，對不同油種的適應性差。 細管式油水分離器 斜板與過濾組合式油水分離器 1-油污水入口；2-聚合油滴的細管； 1-油滴聚結斜板；2-油污水入口； 3-一次分離油出口；4-二次分離油 3-粗分離室； 4-一次分離油出口 ； 出口； 5-排水口 5-二次分離油出口；6-三次分離油 出口；7-細分離室；8-過濾裝置； 9-出水口 近幾年來為達到油分濃度排放標準提高的要求（15ppm），新發(fā)展的油水分離器大多為重力式分離器配以過濾，吸附等組合方式，即由粗分離部分和細分離兩部分（或精

14、分離部分）組成。 粗分離部分都是用于第一級，主要采用重力分離法，處理容易上浮的分散油滴。機械重力分離法結構形式有多層斜板式，多層隔板式、細管式及多層波紋板式等。 細分離部分用于第二級和第三級，多采用過濾法、氣浮法、聚結法和吸附法等，用以除去油污水中微細分散油滴和乳化油滴。細分離部分結構型式有圓筒式和填充式，采用最多的是以纖維材料構成的圓筒式分離元件，其特點是結構緊湊、元件容易更換。填充式是在油水分離中充填油性纖維等過濾吸附材料，截留和吸附微小油滴。當其吸飽油后，可進行反沖洗，但當壓力降達到一定值后，就必須更換過濾吸附材料。 下面將各種較典型的船用油水分離器簡單介紹如下：1、CYFB型油水分離器

15、CYF一B型油水分離器由二級組成，第一級為重力分離，第二級為集結分離， CYFB型油水分離器 ZYF型船用油水分離器與CYFB型油水分離器不同之處在于，它僅靠重力分離元件配以后置螺桿泵抽吸而達到污水處理目的，這種分離器的分離筒內保持一定真空，油水在真空狀態(tài)下進行重力分離，避免了污水泵造成乳化對分離效果的影響。 ZYF型油水分離器一、油分濃度計為確知船舶排放的含油污水是否符合排放標準要求，在油水分離設備運轉過程中，就必須連續(xù)檢測經分離處理后排出舷外的污水含油量，即應安裝油分濃度報警器，而油輪污壓載水或洗艙水排放時還必須計算出瞬時排放率和排油總量，并能自動控制壓載水舷外排出閥開、關，所以應有排油監(jiān)

16、控系統(tǒng)。不論是油分濃度報警器還是排油監(jiān)控系統(tǒng)，其核心部分都是如何連續(xù)檢測出水中含油量，現在船用油分濃度計連續(xù)測定水中含油量的方法主要有以下幾種： 1 熒光法 這種方法主要是利用紫外線照射含油污水，使石油中具有環(huán)狀共軛體分子（如芳香烴）在極短時間內發(fā)射出比照射光波長還要長的光，這種光稱為熒光，所產生的熒光強度與水中熒光物質濃度有關 根據比耳定律，熒光強度可用下式表示 F=KI0(1-e-kcl) I0-入射光強度 K-吸光系數 C-溶液中熒光物質濃度 L-溶液分析池長度當KCL0.05時，熒光強度可近似等于 F=KI0CL對于一種熒光測試儀來說，入射光強度I0是一定的，分析池長度也是定值，對被測

17、的某一種熒光物質溶液的K值亦是定值。因此，熒光強度僅與溶液中的熒光物質濃度C成正比，即與水中油分濃度成正比，所以通過測取熒光強度即可得知油分濃度。 因不同品種油吸光系數K不一樣，油品不同，即使油分濃度相同，產生的熒光強度也不同， 在用紫外熒光法檢測油分濃度時，必須首先確定油品基準標定值，即進行油品熒光強度標定，然后才能正確地測取溶液中的油分濃度。 2 光學濁度法 光學濁度法是利用光通過油乳濁液產生散射光，根據瑞利散射定律，當入射光強度一定 而且油粒直徑D小于入射光的波長入（D入1）時，散射光強度與油粒數目（油分濃度）成正比，而與油粒品種無關。因此，通過測定散射光強度即可測得水中油分濃度。 為保

18、證被測試樣中油粒大小合適，分布均勻，一般都在測量管前設置一個均質器，使油水混合液轉變?yōu)槿闈嵋?，常用超聲波使大油粒粉碎并乳化成乳濁液?光學濁度法中的入射光光源可以是普通可見光。近紅外光或激光，但其波長一定大于所測油粒粒徑。 用光學濁度法檢測水中油分濃度不需用四氯化碳等熔劑萃取，故它準確可靠、操作簡便、反應迅速，測試精度僅與油粒大小有關，而與油種無關，因此，檢測不同油品時無需逐標定，適用于船上連續(xù)監(jiān)控。 光學濁度法已在船用油分濃度檢測器中得到廣泛應用，我國研制生產的Y69一008型和EQ3一177型船用油分濃度報警器，都是采用超聲乳化的光學濁度法。 1光源；2試料管；3透射光光敏電阻；4散射光光

19、敏電阻；5壓電換能器；6超聲波發(fā)生器；7試樣泵；8電磁閥 測試液的濁度變?yōu)殡娪嵦柤右暂敵?，在試料管兩側分別設置電光源和光敏電阻，光敏電阻有兩個，互成70角安裝，分別接受電光源前面的透射光和側面散射光。超聲波作用間斷進行，光敏電阻將接受的超聲波作用前后的透射光和散射光強度轉換成電壓量，經放大器放大后在減法器中運算，所得差值正比于油分濃度值，由顯示器指示出來，當濃度超過設定值即發(fā)出報警信號。 3紅外線吸收法 紅外線吸收法是利用油中化合物的CH1基、CH2基和CH3基等能吸收波長為3.43.5m紅外線區(qū)域內振動波的特性來測定油分濃度的一種方法。在測定油分濃度時，由于水對近紅外線波段也有吸收能力，所以

20、不能直接用含油污水測定其含油量，必須用在近紅外線波段內吸收率很小的四氯化碳或氟利昂113等有機溶劑萃取試樣中油分，測定萃取液中油分濃度（由預先繪制的標準曲線查得） 紅外線吸收法與重量法或其他常規(guī)化學法相比較，由于各種油品的比吸光系數為接近，因而測定結果的可比性較好，具有操作簡便、準確、快速等優(yōu)點，而且對不同來源的油污染具有一定的適應性，其缺點是油分萃取液四氯化碳（CCl4）有毒，而且萃取率將隨所用CCl4量和萃取操作而變。此外，油種不同時，因組分不同，吸收強度也有差異，所以尚需對各種油種做出相應不同的標準。 紅外線吸收法測定水中油分濃度法，在陸地上得到了廣泛應用。 4紫外線吸收法 紫外線吸收法

21、是利用石油烴成分中具有共扼體系（CC一CC）的烴類能吸收紫外線的特性，并根據紫外線被吸收的強度來測定油分濃度的一種方法。這種方法操作簡單，精密度好。對于芳烴具有很高的靈敏度，最低檢測濃度可達0.030.05ppm，但因各種原油和油品中芳烴含量不同，必須根據污染來源經常做出相應的曲線（對各種混合油的濃度則可用一根平均測量線來代替）因此操作較為麻煩。 二、排油監(jiān)控系統(tǒng) 1.船舶排油監(jiān)控系統(tǒng)基本組成 油輪排放污壓載水和洗艙水必須在排油監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控下，使油的瞬時排放率小于30Ln mile，排油總量小于載油量的1/30000。 瞬時排放率計算公式：C=Q m/v 10-3 (L/n mile) m-油

22、分濃度(mg/L) Q-油污水排出量(m3/h) v-船速(n mile/h) 排油總量計算公式：L=(Qm) t 10-3(L) t-排放壓載水累計時間 要監(jiān)測瞬時排放率和排油總量，就必須測得排水中油分濃度，單位時間排水量、排水時船舶航行速度和排水時間。經計算輸出控制信號，并在數字顯示器上顯示出記錄。因此，排油監(jiān)控系統(tǒng)主要應包括以下設備： （1）油分濃度計：其作用是用來測量含油污水中的油分濃度值。 （2）流量率系統(tǒng)：其作用是用以指示單位時間內排出含油污水的量。 （3）船舶航行速度指示器：其作用是給出船舶速度。 （4）取樣系統(tǒng)：其作用是用以傳遞代表性的含油污水至油分濃度計。 （5）停止舷外排放的舷外排放控制裝置：其作用是在超標狀態(tài)下停止舷外排放。 （6）控制系統(tǒng)：其作用是對上述系統(tǒng)和裝置進行自動控制，控制系統(tǒng)由下列部分組成。 處理機：該機接收油分濃度計、流量率系統(tǒng)和船舶航行速度指示器發(fā)出的油分濃度。流量和船舶速度的信號，并將這些信號轉換為每海里的排油量和排油總量。 發(fā)訊裝置：該裝置提供警報和必要時提供指令給舷外排放控制裝置以及（如需要時）向啟動連鎖裝置提供信號，以防止在油分濃度計全部進入工作以前排放含油污水。 記錄裝置：該裝置在需要時提供被排放的含油污水狀態(tài)的連續(xù)記錄。 人工越控系統(tǒng)：該系統(tǒng)在排油監(jiān)控系統(tǒng)自動部分出現故