第十五章 船舶防污染装置(1)

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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” （2）设置专用压载舱 （3）设置清洁压载舱 （4）采用原油洗舱
2.防止机舱含油污水的污染
3.防止非油污染
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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。
吸附分离是让含油污水通过高比表面积的多孔的强 亲油性材料，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。
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二、船用油水分离器的典型结构
船用油水分离器按用途可分为舱底水油水分离器和 压载水、洗舱水油水分离器，前者处理能力较小，一般 为每小时0.5～10t，以1～3t为多，后者处理能力较大， 可达每小时1000t。下面是一种较为典型的油水分离器。
气泡。
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图15-6荷兰I．T．T型油分浓度监控器的系统简图
1、2．取样阀；3一样水进口阀；4．冲洗水进口阀；5．冲洗水／样水转换阀； 6-取样泵；7·电动机；8一超声波乳化器；9一窗口冲洗阀；10．检测室； 11．流量计；12．排水控制阀；13-调节阀；14一出口阀
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第三节 船舶生活污水处理装置
➢ 物理分离是利用油水密度差或聚合、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。 ➢ 生化分离是利用好气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。
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。
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2.生物化学处理
生物化学处理是利 用微物来分解生活污 水中有机物，达到处 理污水目的方法。船 舶上大多使用活性污 泥法，原理是用喜氧 微生物在有氧与适宜 的温度下，通过其自 身的消化作用，分解 污水中的有机物质， 将其转化成简单的有 机物；微生物在此过 程中也得以繁殖。
2.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。
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3.聚合分离 聚合分离是让含油污水通过多孔的中等亲油性材料
介质，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。 4.吸附分离
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。
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4.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。
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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
第十五章 船舶防污染装置 marine antipollution device
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
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第一节 船舶对环境的污染及防治的技 术措施
一、船舶对环境的污染
船舶对环境的污染主要分为油类污染和非油类污染两大类:
1.油类污染 船舶油类污染是指由于船舶运输而使石油及其产晶对
海洋环境造成的污染，它的占油类对海洋污染总量的47 ％．其主要来源是机动船舶购机舱舱底污水、油船压载污 水洗舱污水以及一些海难事故及装卸事故中的溢油等。
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2.非油类污染 船舶非油类污染主要是指船舶生活污水、固态废物对
水域造成的污染．生活污水是船舶灰水与黑水的统称。灰 水是指源于厨房、浴室、盥洗室等处的污水，黑水是指厕 所，医务室等处的排水。
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2.特勃罗斜板油水分离器
特勃罗斜板油水分离器是重力分离油水分离器，多用 于舱底污水的处理，图15-2是其原理图。该分离器由上 部的粗分离室16和下部的细分离室9两部分构成。
含油污水沿切向进入粗分离室，由旋转流动而产生 的离心力差使较大的油粒向粗分离室中部汇集，上浮到 上部集油室19，而含油污水则经多孔阻滞板20、集油罩 6中部向下进入细分离室：多孔阻滞板一方面迫使含有 污水停止旋转，同时较小的油粒在阻滞板中碰撞集合成 大油粒而沿阻滞板上升到集油室19：进入细分离室的含 油污水由外向中流经多层斜板10之间的狭窄通道时，细 小的油粒相互碰撞、聚合增大，并沿斜板下表面向外流 动，最后脱离斜板外缘而上浮到集油罩6的下部，经污 油上
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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
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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。
力越高，而泵的容积效率岁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。
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2.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。
波长为0.85纳米的激光发生器，用光纤导入检测室。
通过水样的直射光和散射光源也是分别用两根光纤
送至光电池组，将光的强度信号转成电信号，通过转换、
运算后以油分浓度值在指示器中显示，并送入记录器中
连续记录。该监控器一般与油水分离器排水管路并联，
可设两个检测点，由控制面板上的选择开关选定。使用
前应手动开启截止阀3、4、14。
(1)静置分离 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。
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（2）流道分离 油粒在重力分离过程中有机会发生碰撞、聚合，使直
径增大，将加快上浮速度，提高分离效果。因此在实际应 用的油水分离器中都采用流道分离，即使含油污水流过多 层平行板，波纹板，锥形板等流道，以改善水流状况，增 加油粒相互碰撞、聚合机会，提高油水分离效果。
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船用油水分离器以物理分离法为主，现将目前主要采用的 方法介绍如下：
静置分离
重力分离法
过滤分离
流道分离
聚合分离
物
理
吸附分离
分
离
超虑膜分离
法
气浮分离
反渗透分离
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1.重力分离法 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。
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升管17进入上部集油室， 经排油管1排到污油柜处 理后的水经细分离室中央 的集水管11、排水管12排 出。
图15-2之特勃罗斜板பைடு நூலகம்水分离器原理结构图 13
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
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1.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,一级采用流道 式重力分离法,二级、三 级为聚合分离法，15-1 原理结构图如右：
15-1CYF-B型油水分离器
1—泄放阀；2—蒸汽冲洗喷嘴；3—安全阀；4—板式聚 结器；5—清洁水排出口；6—油污水进口；7—加热器； 8—油位检测器；9—集油室A；10—手动排油阀；11—自 动排油阀；12—污油排出管；13—集油室D；14—纤维聚 结器；15—隔板；16—细滤器；17—泄放阀
控制器一般随污水泵启动自动投入工作，也可选择
手动。检测点的水自取样阀1(或2)经转换阀5，由取样
泵6排至超声波乳化器8，在其中由喷咀喷出的射流引发
簧片产生超声波，使水中的油乳化。而后通过检测室lO、
流量开关11、控制阀12、调节阀13，经出口阀14排出。
手动调节阀13能使系统内保持适当压力，防止水中产生
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
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（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。
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。
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8.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。
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。
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6.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。
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。
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2.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。
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3.物理化学处理 物理化学处理是先用物理方法对生活污水进行固液分离，
然后向存放液体的处理柜加入絮凝剂、杀菌消毒剂，在污水 中产生絮凝胶团吸附污水中的有机悬浮物质并杀菌消毒，再 经沉淀柜沉淀后排往舷处。分离出的固态污泥存入污泥柜中， 然后由焚烧炉焚烧或在允许区域排放舷处。该系统可以实现 无水排放。
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
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2.油分浓度监控器
如同15-6所示为荷兰I.T.T型油分浓度监控器的系统
简图。装置采用混浊度法检测油分浓度。检测光源采用
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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。
（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：
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图15-4 用混合法检测水中含油浓度的原理图