第三章 防止船舶排放油污水的技术器具

MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技术油水分离装置3防止船舶排放油污水的技术器具3.1机舱舱底水油水分离装置3.2油分浓度计MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技术油水分离装置3.1机舱舱底水油水分离装置

3.1.1机舱舱底水简介及对船用油水分离器的要求

舱底油污水偏酸性，pH值约为6．5左右。机舱含油污水中主要混有燃料油、柴油、润滑油、洗涤剂、防锈剂等.

舱底水中的油一般有三种状态：

1)浮上油：油粒粒径大于50μm静置一段时间后能自行上浮的油分。

2)分散油：油粒粒径较小，为50～10μm，要经过一定时间的静置，才能上浮。

3)乳化油：油粒粒径更小，为10μm以下。水呈乳浊状。MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技术油水分离装置

对船用油水分离器的要求

（1）经分离的污水能满足排放标准；（2）能自动排油；（3）在船舶横倾22.5度时仍能正常工作；（4）构造简单、体积小、重量轻，易于拆洗和检修。MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技术油水分离装置

3.1.2油水分离方法含油污水的处理方法有：物理方法有重力分离、聚结分离、过滤和吸附等方法；化学处理方法有凝聚、电凝聚等方法；生物处理法有活性污泥法或生物滤池法等。目前在船上仅限于物理处理方法。第五次课完3.1机舱舱底水油水分离装置MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技术油水分离装置3.1机舱舱底水油水分离装置重力分离法

重力分离是利用油和水的比重差（密度差）而彼此分离。重力分离有静置分离和机械分离两种。静置分离：将油性污水储存在舱柜等容器内，经过沉淀而使油水自然分离上浮。

机械分离：让油污水流过斜板、细管等机械装置造成涡流、转折和碰撞，使微小的油珠聚集成较小的油滴，而使油水分离。重力分离只能分离自由状态的油，不能分离乳化状态的油。一般油粒直径小于50μm时分离将很困难。但重力分离结构简单、操作方便，因此，船舶油污水处理装置都采用重力分离法作为第一级分离。MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技术油水分离装置聚结分离法

当油污水通过聚结分离元件(粗粒化元件)时，其中的微细油珠被聚结成较大的油粒；再利用油和水比重差，克服阻力上浮而油水分离。微细油珠的粗粒化过程分为截留、聚结、脱离和上浮四个步骤。聚结元件的材料是提高油水分离效果的关键。常用的粗粒化材料有聚丙烯无纺布．丙烯腈纤维、弹性尼龙纤维、车削尼龙、金属丝网等。

3.1机舱舱底水油水分离装置MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技术油水分离装置过滤法

过滤法使油污水通过多孔性过滤元件，将油挡住，让水通过而得以分离。

任何一种过滤介质对污染物的过滤能力都有一定的限度。当过滤介质达到饱和以后，必须进行反冲洗。

过滤法通常是油污水处理的终端手段，作精分离用。一般用的过滤材料有：人造纤维和金属丝织成的滤布，石英砂，以及多孔性烧结材料等。3.1机舱舱底水油水分离装置MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技术油水分离装置

吸附法

吸附法是利用多孔性的固体吸附材料直接吸附油污水的油粒以达到油与水分离的目的。常用的吸附材料有活性炭、焦炭和分子筛等。吸附方法主要是用来直接回收微小的油滴，一般用作油污水处理的精分离手段。目前用的船用油水分离器绝大多数是采用重力分离法，再加上聚结或过滤或吸附等方式来保证分离效果。3.1机舱舱底水油水分离装置MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技术油水分离装置3.1机舱舱底水油水分离装置

3.1.3舱底水油水分离装置实例

3.1.3.1.重力分离

重力分离方法是在重力场作用下，利用油和水的密度差使油水分离。优点是：结构简单，操作方便。缺点是仅可分离较大颗粒自由状态的油滴。以特勃勒油水分离器为典型代表。上部为粗分离室，下部为组合分离室

污水泵排出的含油污水由分离器入口切向流入粗分离室，在筒内形成旋转流动，在离心力作用下较轻油液向分离室中部汇集，使较粗大的油滴上浮到顶部集油室。

其余含细小油滴的含油污水流入由锥形板组成的细分离室。当含油污水流经各锥形板狭窄通道时，细小油滴相互碰撞上浮聚集在锥形板下表面上，并聚合成大的油滴。当浮力大于本身重力和锥扳表面粘滞阻力时，油滴沿锥形板下表面向外流动，最终脱离锥形板外边缘上浮，经隔板上的油上升管流入顶部集油室。

该分离器由于由污水泵向其供污水，当含油污水经污水泵搅拌后容易乳化，所以这种分离器的分离效果较差，达不到15ppm含油浓度的排放要求。

3.1.3.

2．重力一集结组合式分离器（CYF-B型）

该分离器也是由污水泵将含油污水泵送入分离器、通过扩散喷嘴后，大颗粒油滴即上浮在左集油室顶部；

含小油滴的污水进入下部的波纹板聚结器，部分油滴聚合成较大颗粒上浮至右集油室；

含更小粒油滴的污水通过细滤器，依次进入第一级、第二级纤维聚结器，使细小油滴聚结成较大油滴与水分离上浮。该种分离器分离效果可达到排出污水中含油浓度小于15ppm的要求；在船舶倾斜22．5°时可正常工作。

第五次课完重力一集结组合式分离器3.1.3.

3．过滤——集结组合式分离器

油水分离装置的配套泵输送舱底油污水到第一级分离筒内，经第一级分离筒内的人造纤维预过滤元件的外侧流入内侧，除去污水中的固体物质。

然后油污水经连接管路相继进入第二级、第三级分离筒内的人造纤维聚结元件的内腔，通过聚结材料流向外侧。污水中的微小油滴经两级聚结元件聚结成大油滴上浮，与水分离。

该分离器可达到15ppm的要求，并在船舶倾斜22.5°时可正常工作。

过滤——集结组合式分离器过滤——集结组合式分离器MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技术油水分离装置3.1.3.

4、真空式油水分离器

前述的油水分离器，污水泵都位于分离器的前端．污水在水泵的搅拌下增加了乳化程度。另外，输送泵与没有经过处理的污水直接接触，污水中的杂质和泥沙使泵的磨损增大。

MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技术油水分离装置真空式油水分离器具有如下特点：

(1)水泵后置，真空抽吸含油污水，进出水泵的液体为处理后的清水，泵的磨损小，工作可靠；

(2)避免了油污水的乳化．筒内的真空度同时起到了“气浮分离”的效应，提高了油水分离效果；

(3)可采用电动柱塞泵和螺杆泵，密封性好。自吸能力强，磨损小，工作可靠；

(4)分离装置中的聚合元件能自动反向冲洗，不会堵塞，长期使用不需要更换。

ZYF真空式油水分离装置原理系统图

1-温度控制表：2-真空压力表；3-油位检测器；4-观察旋塞；5-电加热器；6-上排污阀；7-下排污阀；8、9、10-气动三通阀；11-取水样旋塞；12-安全阀；13-单螺杆泵组；14-吸入止回阀；15-反冲洗管截止阀；16-排油截止阀；17-气源电磁阀；18-调压滤水器；19-气源截止阀；20-电气控制箱；21-清水管截止阀；22-吸入过滤器；23-截止止回阀；24-压力表；25-聚结元件MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技术油水分离装置工作原理是：配套水泵抽吸处理后的排水过程中，使分离筒内产生真空度，舱底水经过过滤器22和上部三通阀8进入分离筒内部扩散喷口，进行初步的重力分离．大油粒浮至顶部集油腔，含有小油粒的污水向下进入特制的聚结器，在内部进行聚结分离，形成较大油粒，再上浮至顶部集油腔，符合排放标准的水(含油量小于10ppm)则向下经分离器底部排出，流向三通阀9，进入单螺杆泵13吸入口，从泵的排出口排出再经过三通阀10排向舷外。

当分离出的污油在顶部集聚到一定程度时，油位检测器触发信号，使电磁先导阀17开启，压缩空气同时进入三只三通阀的顶部气缸，推动活塞向下，关闭常通口，打开常闭口，舱底水暂停进入分离器，分离后的水暂停排出。海水由三通阀9进入泵13的吸入口，泵出后再通过三通阀10进入分离器底，逆向经过聚结器进行反向冲洗，并使分离器内部由真空变成压力状态。集聚的污油通过上部三通阀8排向污油柜。MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技术油水分离装置

3.1.4油水分离装置的系统布置和自动控制

3.1.4.1、技术要求：

1)处理后的油污水含油量在15ppm以下。

2)结构简单、体积小、重量轻，易于清洗检修和操作管理。

3)能自动排油。应配备15ppm含油量报警器。油水分离装置的聚结元件能自动反冲洗而不需更换，或聚结元件使用周期较长，更换较方便。

4)在船舶横倾22．5o时，仍能可靠工作。

5)当油水分离装置被设置于可能有可燃气体的处所时，应符合对这种处所有关的安全规则。3.1机舱舱底水油水分离装置MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技术油水分离装置

3.1.4油水分离装置的系统布置和自动控制

3.1.4.2、管路及系统布置

：

为防止装置在停止运行后出现虹吸现象排空，而将装置内残油排出舷外，排水管路上应设背压阀或使通向舷外的排水管最高点高于分离器顶部1m以上。

离心泵和齿轮泵都会使油污水严重乳化，不能作为分离装置的配套泵。目前常用的泵是单螺杆泵和低速往复泵。

3.1机舱舱底水油水分离装置MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技术油水分离装置

3.1.4.3、舱底水油水分离装置的自动控制

1)自动排油装置分离器分离出的污油聚集在顶部达一定数量时，便自动打开排油阀，这种装置称为自动排油装置。自动排油装置主要由电阻式或电容式油位检测器和排油阀组成，油位检测器利用元件感受在油、水中与分离器壳体之间导电率(或电容)的变化，测出油层厚度的变化，并输出控制信号，通过电气控制箱控制排油阀的启闭。排油阀有电磁阀和气动阀两种。图2—4所示是一种气电联合自动排油装置。由一个电磁阀同时控制气开排油和气闭排水气动隔膜阀。当上下油位电极3、2感应油位而产生的电信号经放大后打开电磁阀时．减压的控制空气经气水分离器6和压力调节阀7进入气动排油阀9下腔和气动排水阀1的上腔，使其分别打开排油阀和关闭排水阀。相反，排油后水往上升，电极感应的信号又使排水阀打开、排油阀关闭。

CYF型油水分离器污油自动排放控制系统1一气闭式隔膜排水阀；2一下油位电极；3一上油位电极；4一控制箱；5一截止阀；6一分水滤器；7一压力调节阀；8一电磁阀；9一气开式隔膜排油阀；10一油水分离器MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技术油水分离装置

3.1.4.3、舱底水油水分离装置的自动控制

2)配套泵保护控制目前配套泵多采用单螺杆泵。泵的空转会使橡胶衬套接触面烧坏。所以，当舱底油污水被吸空或吸入系统中的滤器被堵塞时，应及时停止泵的运转。配套泵保护的控制原理是当泵出现上述吸空现象(管路中真空度增加)时，电接点真空表使中间继电器产生动作，切断电动机接触器电源，使泵停止运转。

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3.1.4.3、舱底水油水分离装置的自动控制

3)

加热温度自动控制

为提高分离效果并使高粘度污油能顺利排出，在集油室内设有电加热器。加热温度控制在35～45oC之间。电加热器设有温度控制保护。温度继电器的感温包装在集油室中，当加热温度降低到下限时(低于35℃)，温度继电器触点闭合，继电器通电加热；当温度升到上限时(45℃)，温度继电器触点断开，停止加热。MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技术油水分离装置

3.2油分浓度监测装置国际公约规定，油水分离器必须在有油分浓度监督装置时才能使用，以便对排放水的含油浓度、排放总量及瞬时排放率进行测定、记录和控制。目前，常用光学方法来检测水中含油浓度，它又分为光学浊度法、红外线吸收法、紫外线吸收法和荧光法。MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技术油水分离装置（1）利用光学浊度法的测定装置

光学浊度法是利用超声振荡或加入界面活性剂使水中油分均匀乳化（均质器），其乳化后的浊度与含油量成正比。含油量不同，其浊度不同，透过乳浊液的透射光I。和散射光Iθ强度不同。将I。、Iθ经光电管转换成电信号，此信号的强弱即反映了测试水中含油量的多少。入射光源可以是普通可见光、近红外光或激光，但其波长一定要大于所测油粒粒径。

光束在油水混合液中的散射MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技术油水分离装置

(2)利用红外线吸收法的测定装置

红外线吸收法是以石油中的CH化合物能吸收3．4～3．5um波带内的红外振动波这一原理来测定水中油分浓度的。因水对上述波带内的红外波也具有吸收能力，所以不能用油水直接测定，而要用对该波带内的红外波吸收很少或基本不吸收的四氯化碳或氟利昂溶液作为萃取剂，萃取水样中的油分，然后将含油的四氮化碳注入分析室，用红外光源照射，如图示。由于四氯化碳能很好地透过波长3．4～3．5um的红外波段，而油对该段有强烈的吸收作用，这样就使射入含油四氯化碳的红外光的一部分被吸收，因而可测得光源经过含油四氯化碳后的能量变化。

油分浓度不同，吸收能量也不同，这种吸收能量的变化量与含油浓度有对应的线性关系。这种方法必须经过四氮化碳萃取，操作较复杂，陆上应用多。

红外吸收油分浓度计测量原理1一同步电机；2一红外光源；3一切光片；4一分析室；5一参比室；6一检测室；7一电容微音器；8一前置放大器；9一主放大器；10一指示表头

MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技术油水分离装置

(3)利用荧光法的测定装置利用紫外光照射含油污水以激发石油中的环状共轭体分子(如芳烃)，使其产生荧光，而其所产生的荧光强度与水中的含油量具有一定的数量关系。含油量高，发出的荧光也强，将这种变化关系转化成电信号经放大器放大后显示出油分的浓度值。此外，还有气相色谱法、紫外线吸收法、称重测量法。MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技术油水分离装置（三）、油分浓度计（OCD－1型油份浓度计）

1、概述OCD—1型油份浓度计(JYF81—00SS油水分离器)是一种检测污水中含微量油份浓度的检测仪器，适用于船舶舱底油污水的连续检测、15PPm报警和排放控制。

该仪器的技术性能符合IMORES．MEPC．60(33)有关规定．仪器通过全面试验并获得认可证。

MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技术油水分离装置二、15mg/l舱底水报警装置1.技术条件（1）符合安全规定；（2）不得含有或使用任何危险性质的物质；（3）设有mg/l显示器；（4）响应时间不超过5秒；（5）应记录日期、时间和报警状态以及运行状态。储存数据至少18个月。到污水柜MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技术油轮污染的预防MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技术油轮污染的预防MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技术油轮污染的预防MarinePollutionPreventionTechnology船舶防污染技术油轮污染的预防2、结构

内部详细结构见图，仪器的核心部件是一个光学采样器，它是一个封闭的铝铸件(10)，刚性地安装在箱体(8)的上部．光学采样器的前盖(3)上直接安装印刷电路板(4)和指示面板(5)。光学采样器内的试样玻璃管(12)两端分别与顶部的出口部件(2)和下面的入口部件连接并保持同心．试样管安装的牢固性、密封性可以保证其在很高的样水压力下可靠地工作．光电元器件:包括光源、散射和透射检测器、热敏元件等，均安装在一个特制的铝套(11)上，玻璃试管从铝套中间穿过．仪器箱体下部是电源和输出部件:包括电源