船舶油污水處理課件

船舶含油污水處理、防污染技術(shù)及相關(guān)公約李建輝其他成員：王自發(fā)、何佩、丁王平、張小莉1船舶含油污水處理、防污染技術(shù)及相關(guān)公約李建輝1船舶含油污水處理、防污染技術(shù)及相關(guān)公約第一節(jié)船舶含油污水處理第二節(jié)防油污染技術(shù)第三節(jié)油污染相關(guān)公約2船舶含油污水處理、防污染技術(shù)及相關(guān)公約第一節(jié)船舶含油污水第一節(jié)船舶含油污水處理一、船舶含油污水來源1、油船壓載水：MARPOL73/78規(guī)定，載重量20000t及以上的原油船及載重量30000t及以上的成品油船，均應(yīng)設(shè)專用壓載艙。2、油船洗艙水：（1）進廠修理前，要將艙內(nèi)殘油清洗干凈以便進行修理；（2）更換貨油品種，為保證質(zhì)量，要進行洗艙。3、機艙艙底水艙底水：機艙內(nèi)各種閥門和管路中漏出的水與機器在運轉(zhuǎn)時漏出的潤滑油、主副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(chǎn)生的油污水等混合在一起的含油污水。3第一節(jié)船舶含油污水處理一、船舶含油污水來源3二、船舶含油污水特性水質(zhì)和排放標(biāo)準(zhǔn)：處理方法、工藝流程和技術(shù)設(shè)施。水量：處理設(shè)施的規(guī)模。1.油船壓載水按油在污水中存在的狀態(tài)：浮上油、分散油和乳化油。

①浮上油：油粒粒徑大于50μm的油粒，經(jīng)靜止一段時間后，能自行上浮到水表面并形成油膜，當(dāng)油膜厚度大于1mm時，可明顯看到油污水表面變成竭色或黑色油層。此種油占壓載水含油量的絕大部分。②分散油：油粒直徑較小，一般在幾十微米(10μm～50μm)，分散在水中，經(jīng)較長時間靜止后，粒徑較大的油粒才能與水分離上浮到表面，多數(shù)粒徑較小的油粒，在壓載艙存留這段時間內(nèi)，一直是分散在水中。若采用油水分離器、吸附過濾等裝置可使油水分離。③乳化油：油粒粒徑小于10μm的油粒由于使用界面活性劑或機械作用，使油乳化與水形成穩(wěn)定的乳化液，這種乳化液僅靠靜置難以與水分離。

4二、船舶含油污水特性42.油船洗艙水（1）洗艙水的水量2萬噸：20%；5萬~10萬噸：10%~15%；設(shè)有原油洗艙的在5%以下。（2）洗艙水的水質(zhì)特點主要成分：除水外，油、泥和鐵銹及微量的酚等。含油量：30000mg/L洗艙水有海水和淡水，乳化程度較高；洗艙水的污泥量大，經(jīng)靜置很快會沉淀。52.油船洗艙水53.機艙艙底水1）機艙艙底水水量機艙艙底水的水量與船舶的新舊有關(guān)，還與航行、停泊作業(yè)時間的長短和維修及管理狀況有關(guān)。一般一艘船平均艙底水每天產(chǎn)生量大約是船舶總噸的0.02～0.05％，每年平均為該船總噸位的10％左右。2）機艙艙底水水質(zhì)特點機艙艙底水成份極為復(fù)雜，含油量變化范圍很大，受許多因素影響，即使同一條船，不同時期、不同航運狀態(tài)，其含油量也不一樣。機艙艙底水中的油一般也呈三種物理狀態(tài)。即浮上油，分散油，乳化油。機艙艙底水需經(jīng)油水分離器分離達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)以后排放入海，或排到岸上污水處理接收站和污水接收船。63.機艙艙底水6三、船舶含油污水處理方法油水分離的方法較多，有物理分離法、化學(xué)分離法、電浮分離法等。物理分離法是利用油水的密度差或過濾吸附等物理現(xiàn)象使油水分離的方法，主要特點是不改變油的化學(xué)性質(zhì)而將油水分離，主要包括重力分離法、過濾分離法、聚結(jié)分離法、氣浮分離法、吸附分離法、超濾膜分離法及反滲透分離法等。7三、船舶含油污水處理方法油水分離的方法較多，有

化學(xué)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(dá)到油水分離的一種方法。

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(chǎn)生的氣泡在上浮過程中附著油滴而加以分離、從而實現(xiàn)油水分離的方法，實際上是一種物理化學(xué)分離方法。此外，乳化油可用活性污泥法（生物化學(xué)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。8化學(xué)分離法是向含油污水中投放絮凝劑或聚集劑，其中絮凝劑1常用的物理分離方法1.1重力分離法

重力分離法是利用油和水的密度差，使水中油滴克服水流阻力上浮與水分離的一種方法。主要影響因素是油粒直徑、油和水的密度、溫度。91常用的物理分離方法9重力分離法不能分離乳化油，一般認(rèn)為油粒直徑小于50um就很難分離。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。機械分離通過斜板、波紋板細(xì)管和濾器，使油產(chǎn)生渦流、轉(zhuǎn)折和碰撞，使細(xì)小油滴聚集成大的油滴而上浮。10重力分離法不能分離乳化油，一般認(rèn)為油粒直徑小于1.2

過濾分離法

過濾分離法是讓油污水通過多孔性介質(zhì)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。特點：（1）油水分離的過程主要靠濾料層阻截作用，將油粒及其它懸浮物截留在濾料表面。

（2）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。111.2過濾分離法11

1.3

聚結(jié)分離法聚結(jié)分離是一種精細(xì)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(jié)，也叫做粗?；^程。粗?；某潭扰c聚結(jié)元件的材料選擇以及材料充填的高度和密度等有關(guān)。121.3聚結(jié)分離法12聚結(jié)作用理論：潤濕理論和碰撞聚結(jié)理論兩者聚結(jié)可能同時存在。聚結(jié)分離的關(guān)鍵：材料和油粒之間的相互作用，只有材料和油發(fā)生潤濕，聚結(jié)才能發(fā)生。潤濕由接觸角來度量。13聚結(jié)作用理論：潤濕理論和碰撞聚結(jié)理論13影響聚結(jié)作用的因素①聚結(jié)材料的基本特性Ⅰ.親油疏水性好，材料已為油所潤濕，而不會被水潤濕，可以滯留一定的油量，而轉(zhuǎn)變成大油粒。Ⅱ.耐油性好，材料不能為油所溶漲或浮解。Ⅲ.不產(chǎn)生板結(jié)，防止阻力的增加。Ⅳ.比表面積大，以提高有效表面積。Ⅴ.有一定的機械強度。14影響聚結(jié)作用的因素14②聚結(jié)床層的特性Ⅰ.聚結(jié)材料應(yīng)有一定的填充密度，一般能除去5

m左右的油粒就可以，沒有必要做到一點油也不放過，填充密度一般控制在0.05～0.15g／cm3。Ⅱ.通過速度的影響，一般是在0.1～10cm／s，過小則不利于處理，過大則聚結(jié)過程不易完成，使出水質(zhì)量受到影響。Ⅲ.油污水中表面活性劑的影響，使油粒在油污水中穩(wěn)定性提高。Ⅳ.其它方面的影響:平行和垂直流向（壓降）。15②聚結(jié)床層的特性151.4

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(dāng)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(nèi)部分子的引力，但外部沒有相應(yīng)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?jīng)]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。

注意：吸附與脫附是互逆的過程。吸附材料吸附油料達(dá)到飽和時，失去油水分離效能，因此，吸附材料達(dá)到飽和之前就應(yīng)更換，所以吸附分離主要用于含油量很少的細(xì)分離。161.4吸附分離法161.5

氣浮分離法（1）氣浮原理氣浮就是通過產(chǎn)生氣泡將污水中的細(xì)微油粒吸附上浮，從而達(dá)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。對于含油污水，一般勿需投加凝聚劑，因為細(xì)微油粒本身就有粘到氣泡上的趨勢。近年來國內(nèi)外開始利用氣浮法來處理油污水。注：對于細(xì)微分散的親水性油粒，若用氣浮進行分離，則必須在污水中加浮選劑，使被氣浮的物質(zhì)顆粒造成表面疏水性而粘附于氣泡上。另外，浮選劑還有促進起泡的作用，可使污水中的空氣泡形成穩(wěn)定的小氣泡，有利于氣浮。171.5氣浮分離法17氣浮按其產(chǎn)生氣泡的方式分為：溶氣法和散氣法。溶氣法主要采用的是加壓氣浮。散氣法主要有葉輪氣浮，布?xì)鈿飧〉取?/p>

氣浮分離的效率取決于油粒與氣泡的粘著力，因此，疏水性強的物質(zhì)容易與氣泡粘附上浮分離。高度乳化的油粒其表面呈很強的親水性，不易分離，所以嚴(yán)重乳化、含有表面活性劑、堿性物質(zhì)和砂上的污水不能放入分離器內(nèi)，而且還應(yīng)盡量避免水流的強烈攪拌和紊流。因此為產(chǎn)生大小適宜、數(shù)量足夠的氣泡，通常采用加壓氣浮。18氣浮按其產(chǎn)生氣泡的方式分為：溶氣法和散氣法。18（2）氣浮的種類①加壓氣浮加壓氣浮就是在加壓的情況下，使水中溶解的空氣達(dá)到飽和，然后再急劇降壓到常壓狀態(tài)，這時溶解度減小，則溶解于水中的空氣形成細(xì)小氣泡并以高速上浮，而吸附在氣泡上的微小油粒也隨之一起上浮到水面，達(dá)到油水分離的目的②葉輪氣?、鄄?xì)鈿飧?9（2）氣浮的種類191.6

超聲分離法超聲分離是借助于對含油污水發(fā)射超聲波的方法，引起油粒振動，從而使微小油粒互相碰撞，聚集，擴大而分離上浮的。這種分離技術(shù)在使用時必須正確掌握振動頻率，否則，水中的油粒由于振動頻率的錯誤非但不能聚合，反而還會乳化，以致難以分離。201.6超聲分離法202其它分離方法2.1

電解分離法電解分離法屬于物理化學(xué)分離法，是用油污水作電解液，當(dāng)電極通電后水被電解，產(chǎn)生氫氣和氧氣的氣泡，當(dāng)氣泡上浮時將粘附在氣泡上的油粒帶到水表面達(dá)到油水分離目的，這種方法也稱電解浮選分離法。2.2凝聚分離法凝聚分離法屬于化學(xué)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(xué)狀的凝膠體沉淀或上浮而被分離。212其它分離方法212.3

活性污泥法（生物化學(xué)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(xì)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?；钚晕勰喾ㄋ芴幚淼挠土坑邢?，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。222.3活性污泥法（生物化學(xué)法）222.4

超濾膜過濾法超濾膜過濾屬于膜式分離技術(shù)，是根據(jù)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(xì)微油粒及其它雜質(zhì)，達(dá)到分離油水的目的。2.5

反滲透法反滲透法也屬于膜式分離技術(shù)，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500mg/l降到10mg/l，處理薄膜常用醋酸纖維素等經(jīng)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。232.4超濾膜過濾法23

小結(jié)目前，在船上實際應(yīng)用的油污水分離裝置所采用的分離技術(shù)主要是重力分離法，聚結(jié)分離法，吸附分離法，過濾分離法.船用油水分離器既有按它們當(dāng)中的一種分離方法設(shè)計而成的，也有按它們當(dāng)中的幾種分離方法組合設(shè)計而成的，其中重力分離法一般用于粗分離，而聚結(jié)、吸附等分離方法則用于細(xì)分離和精分離。24小結(jié)24四、船舶機器處所艙底水防污染設(shè)備（1）TURBULO（特勃羅）MPB型艙底水分離器原理：重力——聚結(jié)25四、船舶機器處所艙底水防污染設(shè)備（1）TURBULO（特勃羅（2）CYF-B型艙底水分離器這種分離器的分離筒內(nèi)保持一定真空，油水在真空狀態(tài)下進行重力分離26（2）CYF-B型艙底水分離器這種分離器的分離筒內(nèi)保持一定真（3）ZYF型油水分離器27（3）ZYF型油水分離器27（4）CYSC系列船用艙底水分離器1.波紋板組；2.集油室；3.重力分離腔體；4.過濾腔體；5.粗?；惑w28（4）CYSC系列船用艙底水分離器1.波紋板組；2.集油室；第二節(jié)防油污染技術(shù)一、海上溢油的處理

1物理處理法2化學(xué)處理法3生物修復(fù)技術(shù)法4燃燒法29第二節(jié)防油污染技術(shù)一、海上溢油的處理29（1）物理方法圍欄法：石油泄漏到海面后,應(yīng)首先用圍欄將其圍住,圍油欄的作用是將溢于水面的油圍堵在一定的范圍內(nèi)，阻止其擴散，同時將水面上較薄的油層收集、集中到一個地點，便于人力或者機械設(shè)備加以回收,然后再設(shè)法回收。30（1）物理方法30撇油器法：撇油器是在不改變石油的物理化學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)上將石油回收。當(dāng)前常用的撇油器有以下幾種:①吸式撇油器:主要類型有真空撇油器、韋式撇油器、渦輪撇油器;②吸附式撇油器:主要類型有帶式撇油器、鼓式撇油器、毛刷式撇油器、圓盤式撇油器、拖把式撇油器;③重油撇油器：和一般撇油器的操作方法相同,但是重油撇油器是用來去除高粘稠石油和乳化油水混合物的。31撇油器法：撇油器是在不改變石油的物理化學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)上將石油回?帶式撇油器：它結(jié)合了過濾、吸附和機械傳輸原理。帶從油水中劃過，若在帶的后面有一個泵則可以增加流向帶的水流通過過濾作用。堰式撇油器：它的工作原理就像用湯勺將油從湯中撇出來一樣。堰緣可以根據(jù)油水界面的變化在水的作用下在垂直方向上調(diào)整，溢油通過堰緣不斷進入收油腔體。

32?帶式撇油器：它結(jié)合了過濾、吸附和機械傳輸原理。帶從油水中劃吸油材料：可使用親油性的吸油材料,使溢油被粘在其表面而被吸附回收。制作吸油材料的原料有以下三種:高分子材料:聚乙烯、聚丙烯、聚醋等;無機材料:硅藻土、珍珠巖、浮石和膨潤土等;纖維:稻草、麥稈、木屑、草灰、蘆葦?shù)取?3吸油材料：可使用親油性的吸油材料,使溢油被粘在其表面而被吸2化學(xué)處理法分散劑:溢油分散劑是由表面活性劑、滲透劑、助溶劑、溶劑等組成的均勻透明液體。凝油劑:它可使石油膠凝成粘稠物或堅硬的果凍狀物。其他化學(xué)制品:用于破壞油水混合物的破乳劑;用于加速石油生物降解的生物修復(fù)化合物;此外還有燃燒劑和粘性添加劑等;

342化學(xué)處理法分散劑:溢油分散劑是由表面活性劑、滲透劑、助溶3生物修復(fù)技術(shù)法生物法是通過微生物用油類作為其新陳代謝的營養(yǎng)物質(zhì)而達(dá)到去除溢油污染。生物凈化法的處理原理是利用微生物降解分散到水中的有機污染物——原油，使其最終完全無機化?？山到馐偷奈⑸锓N類繁多，主要有細(xì)菌、放線菌、酵母菌和霉菌等，此外藍(lán)細(xì)菌和綠藻也能降解石油中的多種芳香烴。海洋環(huán)境中也廣泛分布著石油降解微生物，主要的是細(xì)菌，如單細(xì)胞菌屬(Pseudomonas)、黃桿菌屬(Flavobacterium)、弧菌屬(Vibrio)、無色菌屬(Achromobacter)、微球菌屬(Micrococcus)、放線菌屬(Actinomyces)等。353生物修復(fù)技術(shù)法生物法是通過微生物用油類作為其新陳代謝的營4燃燒法

需采用各種助燃劑,使大量溢油能在短時間內(nèi)燃燒完,無需復(fù)雜裝置,處理費用低。但是考慮到燃燒產(chǎn)物對海洋生物的生長和繁殖的影響,對附近船舶和海岸設(shè)施可能造成損害,而且燃燒時產(chǎn)生的濃煙也會污染大氣,因此處理對象一般為大規(guī)模的溢油和北冰洋水域的石油污染,處理地點一般為離海岸相當(dāng)遠(yuǎn)的公海。364燃燒法需采用各種助燃劑,使大量溢油綜上，在4種溢油處理技術(shù)中，機械回收是最基本、最普遍的方法;其靈活性強，能適應(yīng)中等及其以下海況作業(yè)，溢油回收率高;不存在二次污染;是溢油事故處理的首選方法?；瘜W(xué)處理方法可以在惡劣的海況下使用，相比之下燃燒法因為成本低具有很高的開發(fā)價值，適用于遙遠(yuǎn)的公海。生物降解技術(shù)適用區(qū)域為環(huán)境敏感的海岸線，一般應(yīng)用在溢油清除技術(shù)的第二步，在一些特定的環(huán)境條件下，來增強自然環(huán)境對殘余污染物的最終降解能力，從而使環(huán)境狀況達(dá)到該區(qū)域動植物正常生活生長可以承受的水平。37綜上，在4種溢油處理技術(shù)中，機械回收是最基本、最普遍的方法;第三節(jié)油污染相關(guān)公約一、公約產(chǎn)生的背景、歷史和現(xiàn)狀1967年的“TORRYCANYON”號觸礁，引發(fā)了世界第一例大規(guī)模海上溢油慘禍。該事故造成附近海域和海岸大面積嚴(yán)重污染。由于世界各國海洋法各不相同，處理船舶對海洋污染的問題及統(tǒng)一一切復(fù)雜和各方面觀點的途徑，只能通過達(dá)成有效和嚴(yán)格控制的國際協(xié)議來解決。1954年，在英國政府的組織和邀請下在倫敦召開了防止海洋污染的外交大會，制定并通過了《1954年國際防止油類污染海洋公約》（簡稱為《1954年油污公約》）．該公約于1958年7月26日起生效，由英國政府保管。

38第三節(jié)油污染相關(guān)公約一、公約產(chǎn)生的背景、歷史和現(xiàn)狀3隨著經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，對海洋環(huán)境質(zhì)量要求也越來越高，對船舶排放各種污染物質(zhì)的規(guī)定更加嚴(yán)格，“54”公約不完善，因此在1973牢10月8日至11月2日，IMO在倫敦召開的國際防止海洋污染大會通過了《1973年國際防止船舶造成污染公約》，從而取代了《1954年油污公約》。《1973年國際防止船舶造成污染公約》（簡稱為《1973年防污公約》）與《1954年油污公約》相比，它不僅擴大了適用范圍，提高了防污技術(shù)，而且在公約中寫入了“不優(yōu)惠條款”，并對技術(shù)性修正案的生效采用了“