船舶舱底油污水处理系统研究.pdf

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1、第33卷第3期2014年6月海洋技术学报JOURNALOFOCEANTECHNOLOGYV01．33．No．3Jun，2014船舶舱底油污水处理系统研究蔡军，王威，黄荣富，武文斌，陈勇(镇江船艇学院，江苏镇江212003)摘要：根据MARPOL73／78公约，船舶舱底水必须经过油污水处理装置处理达标后方能排放。针对舱底水油水分离器工作负荷大、占地大、维护保养工作麻烦等诸多问题，提出了旋流分离、过滤分离、膜分离组合式三级舱底水处理工艺，并对该处理系统进行优化：采用预处理后选择性排放(通过油分浓度检测计取样)以减轻后继油水分离器的工作负荷；采用组合阀(浮球式自动排

2、油阀／弹簧负荷式排水阀)以提高自动排油排水的稳定性：利用自动控制元件和PCL技术实现处理系统的自动控制以减轻船员的运行管理工作量。关键词：船舶；舱底油污水；系统优化；旋流分离器；膜分离器中图分类号：U664．9+1文献标志码：A文章编号：1003—2029(2014)03—0056—05为防止船舶机舱舱底油污水对水域的污染，船舶都装有油污水处理装置。目前较为成熟的油污水处理方法有重力分离法、吸附法、聚积分离法、过滤法、膜分离法、生物氧化法等，从当前的技术水平看，采用单一方法处理船舶油水，难以达到满意的效果，在实际应用中通常几种方法联合使用，形成多级处理的工艺⋯

3、，如CYF，CYSC，YSC，YSCZ等类型油水分离器。在正常条件下，这些装置能达到IMO规定的15ppm的排放要求，但存在如下问题：(1)油污水产生量大时，油水分离器工作负荷过高，使维护管理工作量大；(2)重力分离装置体积大，且分离能力有限；(3)不能很好地处理乳化油；(4)系统结构复杂，维护保养工作较为麻烦等。针对上述问题，笔者对油水分离系统进行了设计和改进，以提高油水分离效果，减轻船员运行管理工作量。1油水分离器前预处理从舱底油污水油份浓度的分布看，底部的污水含油量较低，甚至低于15ppm，可不经过油水分离器处理，仅经过简单的粗滤可直接排放，从而降低后继

4、油水分离器的工作负荷，减轻船员的运行管理工作量。在设计上对油水分离器预处理系统进行改进，油污水经粗滤器(双联)过滤后，出水经油份浓度检测计取样检测，若油份浓度低于15ppm，直接排放至舷外；若高于15ppm，污水进人油水分离器处理，实现预处理后选择性排放。2第一级处理单元目前船用油水分离器第一级处理通常采用重力分离，水在分离器中停留时间较长，装置体积大，且分离能力有限，运行管理复杂。而旋流分离器对油污水具有较高的处理效率，且具有体积小、重量轻、能耗低、工作性能稳定、维护维修量小、安装方便等优势，这对船舶油水的处理具有很大的吸引力。有资料显示旋流分离器能够去除油

5、污水中的浮油(粒径大于100¨m)和大部分分散油(粒径为10～100斗m)，对于粒径大于60pm的油滴被分离的可能性高达99％12】。旋流分离器最早用于固一液分离，20世纪80年代，MTThew等[31首次使用旋流分离器成功进行收稿日期：2013-12—10作者简介：蔡军(1980一)，男，博士研究生，讲师，从事船舶辅助机械和水域环境保护教学与研究。E-maihcaijun993@163．corn第3期蔡军．等：船舶舱底油污水处理系统研究57了油污水的处理，开创了液一液分离技术的新篇章，同时使旋流分离器液一液分离成为研究的热．L41。近年来，我国在旋流分离器结

6、构优化和应用研究领域已取得了一些成果，并在油田含油污水处理领域得到推广和应用，但一直未见用于船舶油污水处理的成型装置，原因主要有以下两个方面：(1)由于旋流分离器内流体产生一定的剪切作用，如参数设计不当，油滴易被剪切打碎，并产生油包水的乳化现象，分离效果降低151；(2)液一液旋流分离器可实现不同的密度液体的液一液分离，却不能进行固液分离，导致含油污水中的固体悬浮物不能很好地去除。对于前者，可通过优化旋流器的设计来降低油滴的乳化程度，杨琳等【6认为粘度肚、流量Q、人口速度秽、分散相表面张力盯对油水乳化起关键作用，在旋流器设计和操作时，应充分考虑这些因素有利于减

7、轻油的乳化。对于后者，可通过旋流器前端设粗滤装置和后端设固体悬浮物的分离单元来弥补，如周程生等同采用两级旋流分离器(第一级主要除油，第二级主要除杂质)对机舱水系统进行改进，有效去除了污油中大量的污油和杂质；李莹等【8J采用旋流分离罐(旋流分离器和重力分离器的组合罐)对机舱油污水进行预处理，有效去除了污水中的大量污油和杂质。而两者相结合，程向新等f9忧化设计出动态旋流分离器样机，处理船舶油污水出水含油浓度可降至10～40ppm(进水为2000ppm)，若后继过滤／吸附处理法可使出水含油浓度低于15ppm。由此可见，通过优化设计或改进后，旋流分离器对船舶舱底油污水

8、具有较好的适应性。3第二级处理单元常用