第三章 防止船舶排放油污水的技術器具

MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術油水分離裝置3防止船舶排放油污水的技術器具3.1機艙艙底水油水分離裝置3.2油分濃度計MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術油水分離裝置3.1機艙艙底水油水分離裝置

3.1.1機艙艙底水簡介及對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，要經過一定時間的靜置，才能上浮。

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

對船用油水分離器的要求

（1）經分離的污水能滿足排放標準；（2）能自動排油；（3）在船舶橫傾22.5度時仍能正常工作；（4）構造簡單、體積小、重量輕，易于拆洗和檢修。MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術油水分離裝置

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、聚結分離、過濾和吸附等方法；化學處理方法有凝聚、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機艙艙底水油水分離裝置MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術油水分離裝置3.1機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械分離兩種。靜置分離：將油性污水儲存在艙柜等容器內，經過沉淀而使油水自然分離上浮。

機械分離：讓油污水流過斜板、細管等機械裝置造成渦流、轉折和碰撞，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時分離將很困難。但重力分離結構簡單、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分離。MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術油水分離裝置聚結分離法

當油污水通過聚結分離元件(粗粒化元件)時，其中的微細油珠被聚結成較大的油粒；再利用油和水比重差，克服阻力上浮而油水分離。微細油珠的粗?；^程分為截留、聚結、脫離和上浮四個步驟。聚結元件的材料是提高油水分離效果的關鍵。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、金屬絲網等。

3.1機艙艙底水油水分離裝置MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術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。

任何一種過濾介質對污染物的過濾能力都有一定的限度。當過濾介質達到飽和以后，必須進行反沖洗。

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，以及多孔性燒結材料等。3.1機艙艙底水油水分離裝置MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術油水分離裝置

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，再加上聚結或過濾或吸附等方式來保證分離效果。3.1機艙艙底水油水分離裝置MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術油水分離裝置3.1機艙艙底水油水分離裝置

3.1.3艙底水油水分離裝置實例

3.1.3.1.重力分離

重力分離方法是在重力場作用下，利用油和水的密度差使油水分離。優(yōu)點是：結構簡單，操作方便。缺點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，在筒內形成旋轉流動，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。

其余含細小油滴的含油污水流入由錐形板組成的細分離室。當含油污水流經各錐形板狹窄通道時，細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。當浮力大于本身重力和錐扳表面粘滯阻力時，油滴沿錐形板下表面向外流動，最終脫離錐形板外邊緣上浮，經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，當含油污水經污水泵攪拌后容易乳化，所以這種分離器的分離效果較差，達不到15ppm含油濃度的排放要求。

3.1.3.

2．重力一集結組合式分離器（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；

含小油滴的污水進入下部的波紋板聚結器，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濾器，依次進入第一級、第二級纖維聚結器，使細小油滴聚結成較大油滴與水分離上浮。該種分離器分離效果可達到排出污水中含油濃度小于15ppm的要求；在船舶傾斜22．5°時可正常工作。

第五次課完重力一集結組合式分離器3.1.3.

3．過濾——集結組合式分離器

油水分離裝置的配套泵輸送艙底油污水到第一級分離筒內，經第一級分離筒內的人造纖維預過濾元件的外側流入內側，除去污水中的固體物質。

然后油污水經連接管路相繼進入第二級、第三級分離筒內的人造纖維聚結元件的內腔，通過聚結材料流向外側。污水中的微小油滴經兩級聚結元件聚結成大油滴上浮，與水分離。

該分離器可達到15ppm的要求，并在船舶傾斜22.5°時可正常工作。

過濾——集結組合式分離器過濾——集結組合式分離器MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術油水分離裝置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，輸送泵與沒有經過處理的污水直接接觸，污水中的雜質和泥沙使泵的磨損增大。

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

(1)水泵后置，真空抽吸含油污水，進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．筒內的真空度同時起到了“氣浮分離”的效應，提高了油水分離效果；

(3)可采用電動柱塞泵和螺桿泵，密封性好。自吸能力強，磨損小，工作可靠；

(4)分離裝置中的聚合元件能自動反向沖洗，不會堵塞，長期使用不需要更換。

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-聚結元件MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術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，使分離筒內產生真空度，艙底水經過過濾器22和上部三通閥8進入分離筒內部擴散噴口，進行初步的重力分離．大油粒浮至頂部集油腔，含有小油粒的污水向下進入特制的聚結器，在內部進行聚結分離，形成較大油粒，再上浮至頂部集油腔，符合排放標準的水(含油量小于10ppm)則向下經分離器底部排出，流向三通閥9，進入單螺桿泵13吸入口，從泵的排出口排出再經過三通閥10排向舷外。

當分離出的污油在頂部集聚到一定程度時，油位檢測器觸發(fā)信號，使電磁先導閥17開啟，壓縮空氣同時進入三只三通閥的頂部氣缸，推動活塞向下，關閉常通口，打開常閉口，艙底水暫停進入分離器，分離后的水暫停排出。海水由三通閥9進入泵13的吸入口，泵出后再通過三通閥10進入分離器底，逆向經過聚結器進行反向沖洗，并使分離器內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船舶防污染技術油水分離裝置

3.1.4油水分離裝置的系統(tǒng)布置和自動控制

3.1.4.1、技術要求：

1)處理后的油污水含油量在15ppm以下。

2)結構簡單、體積小、重量輕，易于清洗檢修和操作管理。

3)能自動排油。應配備15ppm含油量報警器。油水分離裝置的聚結元件能自動反沖洗而不需更換，或聚結元件使用周期較長，更換較方便。

4)在船舶橫傾22．5o時，仍能可靠工作。

5)當油水分離裝置被設置于可能有可燃氣體的處所時，應符合對這種處所有關的安全規(guī)則。3.1機艙艙底水油水分離裝置MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術油水分離裝置

3.1.4油水分離裝置的系統(tǒng)布置和自動控制

3.1.4.2、管路及系統(tǒng)布置

：

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

離心泵和齒輪泵都會使油污水嚴重乳化，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泵。

3.1機艙艙底水油水分離裝置MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術油水分離裝置

3.1.4.3、艙底水油水分離裝置的自動控制

1)自動排油裝置分離器分離出的污油聚集在頂部達一定數(shù)量時，便自動打開排油閥，這種裝置稱為自動排油裝置。自動排油裝置主要由電阻式或電容式油位檢測器和排油閥組成，油位檢測器利用元件感受在油、水中與分離器殼體之間導電率(或電容)的變化，測出油層厚度的變化，并輸出控制信號，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閥兩種。圖2—4所示是一種氣電聯(lián)合自動排油裝置。由一個電磁閥同時控制氣開排油和氣閉排水氣動隔膜閥。當上下油位電極3、2感應油位而產生的電信號經放大后打開電磁閥時．減壓的控制空氣經氣水分離器6和壓力調節(jié)閥7進入氣動排油閥9下腔和氣動排水閥1的上腔，使其分別打開排油閥和關閉排水閥。相反，排油后水往上升，電極感應的信號又使排水閥打開、排油閥關閉。

CYF型油水分離器污油自動排放控制系統(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船舶防污染技術油水分離裝置

3.1.4.3、艙底水油水分離裝置的自動控制

2)配套泵保護控制目前配套泵多采用單螺桿泵。泵的空轉會使橡膠襯套接觸面燒壞。所以，當艙底油污水被吸空或吸入系統(tǒng)中的濾器被堵塞時，應及時停止泵的運轉。配套泵保護的控制原理是當泵出現(xiàn)上述吸空現(xiàn)象(管路中真空度增加)時，電接點真空表使中間繼電器產生動作，切斷電動機接觸器電源，使泵停止運轉。

MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術油水分離裝置

3.1.4.3、艙底水油水分離裝置的自動控制

3)

加熱溫度自動控制

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

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

光學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強度不同。將I。、Iθ經光電管轉換成電信號，此信號的強弱即反映了測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，但其波長一定要大于所測油粒粒徑。

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

(2)利用紅外線吸收法的測定裝置

紅外線吸收法是以石油中的CH化合物能吸收3．4～3．5um波帶內的紅外振動波這一原理來測定水中油分濃度的。因水對上述波帶內的紅外波也具有吸收能力，所以不能用油水直接測定，而要用對該波帶內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3．4～3．5um的紅外波段，而油對該段有強烈的吸收作用，這樣就使射入含油四氯化碳的紅外光的一部分被吸收，因而可測得光源經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應的線性關系。這種方法必須經過四氮化碳萃取，操作較復雜，陸上應用多。

紅外吸收油分濃度計測量原理1一同步電機；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船舶防污染技術油水分離裝置

(3)利用熒光法的測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)，使其產生熒光，而其所產生的熒光強度與水中的含油量具有一定的數(shù)量關系。含油量高，發(fā)出的熒光也強，將這種變化關系轉化成電信號經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、稱重測量法。MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術油水分離裝置（三）、油分濃度計（OCD－1型油份濃度計）

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

該儀器的技術性能符合IMORES．MEPC．60(33)有關規(guī)定．儀器通過全面試驗并獲得認可證。

MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術油水分離裝置二、15mg/l艙底水報警裝置1.技術條件（1）符合安全規(guī)定；（2）不得含有或使用任何危險性質的物質；（3）設有mg/l顯示器；（4）響應時間不超過5秒；（5）應記錄日期、時間和報警狀態(tài)以及運行狀態(tài)。儲存數(shù)據(jù)至少18個月。到污水柜MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術油輪污染的預防MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術油輪污染的預防MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術油輪污染的預防MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技術油輪污染的預防2、結構

內部詳細結構見圖，儀器的核心部件是一個光學采樣器，它是一個封閉的鋁鑄件(10)，剛性地安裝在箱體(8)的上部．光學采樣器的前蓋(3)上直接安裝印刷電路板(4)和指示面板(5)。光學采樣器內的試樣玻璃管(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、散射和透射檢測器、熱敏元件等，均安裝在一個特制的鋁套(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