船舶油污水处理技术研究【毕业论文】 15页

'本科毕业论文（20届）船舶油污水处理技术研究 目录0引言…………………………………………………………………………………………………11船舶油污水的概述…………………………………………………………………………………11.1油污水的类型和特点…………………………………………………………………………11.1.1含油压载水……………………………………………………………………………11.1.2含油洗舱水……………………………………………………………………………11.1.3机舱水…………………………………………………………………………………11.1.4船舶含油污水的特点…………………………………………………………………11.2油污水的危害和排放要求……………………………………………………………………11.3油污水处理技术综述…………………………………………………………………………32港口船舶油污水处理技术及改进…………………………………………………………………32.1天津港的处理技术……………………………………………………………………………32.1.1原有污水处理系统概况………………………………………………………………42.1.2改进方法………………………………………………………………………………42.1.3生化处理工艺分析……………………………………………………………………52.2秦皇岛港的处理技术…………………………………………………………………………52.2.1工艺流程………………………………………………………………………………62.2.2技术原理………………………………………………………………………………62.3湛江军港的处理技术…………………………………………………………………………62.3.1间歇式油污水处理系统的工艺流程的设计…………………………………………72.3.2间歇式处理系统处理单元及其功能…………………………………………………83舱底水处理技术及改进……………………………………………………………………………93.1处理技术………………………………………………………………………………………93.2舱底水处理存在的问题………………………………………………………………………103.3舱底水分离系统的改进………………………………………………………………………11总结…………………………………………………………………………………………………12致谢…………………………………………………………………………………………………12参考文献……………………………………………………………………………………………13 摘要：含油废水对海洋的污染是最早引起世界各国普遍重视的污染物。本文主要就如何改进船舶油污水处理技术开展研究。首先概述了船舶油污水的类型、特点、危害、排放控制要求及小型船舶的防污设备要求，综述了各类油污水处理技术，之后讲解了国内天津港、秦皇岛港及湛江军港三个不同港口对于船舶油污水处理方案和各种有效改进措施，最后，讲述了机舱油污水的处理技术，发现了其存在的问题并提出了增设污油水收集柜、增设污油水粗分离柜、采用复合型絮凝剂三种改进措施。关键词：油污水；港口；油水分离器；船舶；Abstract：Oilywastewaterofshipistheearliestpollutantsonoceancausinguniversalattentionallovertheworld.Thusthisarticlemainlyaimstoresearchhowtoimproveoilshipwastewatertreatment.Thispaperfirstoutlinesthesewagetypes,characteristicsandharm,emissioncontrolrequirementsofshipoilywaterandtheantifoulingequipmentrequirementforsmallvesselsoilywastewater，Thensummarizestheshipoilywatertreatmenttechnologyofallkinds.Differentshipoilwastewatertreatmentschemesandvariouseffectivemeasuresofthreeports,i.e.,Tianjinport,QinhuangdaoportandZhanjiangnavalportareintroduced.Finally,thecabinoilywastewatertreatmenttechniquesarediscussedandthreekindsofimprovementmeasuresareputforward,includingaddingoilywastewatercollectioncabinet;addingprimaryoilywastewaterseparationcabinetandusingthecompositeflocculatingagent.Keywords：Oilywater;Harbor;Separator;Ship; 0引言随着航运事业的迅速发展，船舶向水域中任意排放未经处理的机舱油污水，严重地污染江河湖海，危及人类健康，破坏生态平衡，已引起社会的高度关注。尽管现在国内航运企业对所属船舶的机舱油水分离器都不同程度地进行了更新换代，但仍存在着较严重的超标排放现象，在PSC检查中被罚款甚至被滞留，造成企业不应有的意外损失和不良的国际影响。而且目前国内生产的含油污水处理装置在船上的实际使用情况不十分理想，除了有使用管理方面的问题以及操作人员的技术素质等因素外，产品的性能和质量有待进一步改进和完善。本文综述各港口及船舶油污水的主要处理技术和设备，分析比较它们的主要特点和存在问题，最后着重就机舱油污水处理技术提出改进措施和方案。1船舶油污水的概述1.1油污水的类型和特点船舶油污水的水量水质决定处理设施的规模，其水质决定处理工艺流程。因此，对船舶油污水的处理首先应该了解其水量、水质。1.1.1含油压载水油轮卸完油后，为确保安全航行和提高推进器的效率，需在货油舱内或压舱内装一定量的水，装入的水和附着在舱壁上的粘油混合就成了压载油污水。一般压载水占该轮载重量的25%左右，含油量3000mg/L左右。压舱水中间层平均含油量一般为12～15mg/L。由于压载水的排放有一定的时限，因此来源极不均匀。显然，清洁压载水和专用压载水不含有污油。1.1.2含油洗舱水油船进厂修理或更换运油品种必须清洗货油舱。采用高压水清洗船舱产生的油污水称为船舶洗舱油污水。洗舱水的水量一般为该船载重量的20%左右。洗舱水含油量一般为15000mg/L左右。洗舱水中层油浓度为30～130mg/L。很显然，采用原油洗舱技术洗舱不产生上述大量的油污水。1.1.3机舱水船舶机舱水是由于机舱内各种阀件和管路中漏出的水与轮机在运转过程中诵出的润滑油、燃烧油等混合在一起的油污水。机舱水年水量一般为该船总吨位的10%左右。水质较为复杂，它是多种油类的混合物含油量一般在5000mg/L左右。机舱水中层平均含油量为250mg/L左右。1.1.4船舶含油污水的特点(1)船舶含油污水中只有油和一部分固体杂质、悬浮物超过国家规定的污水排放标准，其它有毒有害物质均不超标。(2)船舶油污水中油的分散状态主要为浮上油和分散油，不含表面活性剂的乳化油。(3)船舶油污水中，分散油滴的粒径分布测定结果表明，粒度小于10µm的油约占油浓度的15%左右。1.2油污水的危害和排放要求含油废水对海洋的污染是最早引起世界各国普遍重视的污染物。含油废水(特别是可浮油)排入水体后可在水体表面形成一层极薄的油膜，据资料介绍，向水面排放1吨油品，即可形成5×106m2的油膜污染[1]。这种油膜直接阻碍大气中的氧向水体中转移，使水体缺氧，水生动物因缺氧而死亡；油品中还有一定的毒性，对幼鱼和鱼卵的影响更大。-12- 另外，大量的油膜甚至可能引起火灾，影响水上交通。1984年5月我国颁布了水污染防止法，其中第四章第三十一条规定船舶排放含油污水必须符合船舶污染物排放标准。我国船检局1987年颁布的“内河船舶防污染结构与设备规范”规定了小型船舶的油污水处理必须遵循的准则。国际防止船舶造成海洋污染公约关于防止油污染等部分也巳于1983年l0月生效。我国交通运输部于2010年7月9日经第6次部务会议通过了《中华人民共和国船舶油污损害民事责任保险实施办法》，于2010年10月1日起施行。73／78国际防污公约是400总吨及以上的非油船和150总吨及以上的油船污水处理必须遵循的准则。我国船捡局1987年颁布的“内河船舶防污染结构与设备规范”则是小型船舶的油污水处理必须遵循的准则。根据“内河船舶防污染结构与设备规范”的规定．对各类小型船舶必须设置防油污设施，见表1[2]表1内河船舶应配置的防油污措施序号船型防油污措施1船舶主柴油机总功率≥440kW（600马力）的船舶油污水分离设备2船舶主柴油机总功率≥220kW（300马力）＜440kW的船舶0.1～0.25m2/h油污水分离设备3船舶主柴油机总功率＜220kW的船舶油污水分离设备或污油水舱（柜）贮存4船舶主柴油机总功率＜22kW的船舶简易有效贮存设施5工程船舶据主辅柴油机总功率，按上述规定配置相应防油污设施6港区作业船舶（港口设有接收、处理设备）贮存用污油水舱（柜）由上可知，对于内河小型船舶产生的油污水处理方式可采取集中处理和分散处理两种方式。a．集中处理就是在岸上(港区)设置油污水处理设备或油污水处理船来接收、处埋船舶产生的油污水，而船舶则需要设置足够容量的贮存舱(柜)．定期将油污水排至港口接收处理设备或油污水处理船。b．分散处理就是在船上设置油污水分离设备．在船上自行处理油污水，如对220kW(300马力)及以上的各类船舶根据“内河船舶防污染结构与设备规范”的规定，对内河船舶用的油污水分离设备的要求见表2[2]表2内河船舶的油污水分离设备船型油污水分离设备船舶主柴油机总功率≥440kW的船舶应符合IMO/A/393(十届)决议的规定船舶主柴油机总功率≥220kW＜440kW的船舶配置的0.1～0.25m2/h油污水分离设备应符合IMO/A/393(十届)决议案规定对于可配置污油水舱(柜)来贮存油污水的船舶，其污油水舱(柜)的设置应符合如下的规定：a．应设隔离空舱将污油水舱与用于装载饮用水或锅炉水的清水舱隔开；b．污浊水管不得通过清水舱．如不可避免．应设有水密管道或水密套管．且在清水舱内不应有可拆卸的接头；c．污油水舱(柜)均应装设空气管和测量管(或液位计)；空气管、测量管和液位计应符合《长江水系钢船建造规范》的有关规定。1.3油污水处理技术综述-12- 油水分离的方法很多，其原理常见的有以下几种：1.3.1比重差分离法a．静置分离将油性污水静置于柜中或池中，油份会自然分离而向上浮升，但所需时间较长且难以连续使用。b．机械分离油性污水经过涡流、层析、冲击等作用，然后让其通过斜板，细管过滤器等构造，以便使微粒油份凝集变大，油份即依比重差而上升分离。c．离心分离利用离心力，促使油水依比重差而分离的方法。1.3.2气泡分离法将空气吹入水中产生气泡，使油粒粘附在气泡上而上升分离的方法。此种方法，油粒与气泡的粘附要受到水中的溶解物质的种类、浓度、PH值、水温等因素的影响。1.3.3加压上升分离法在油性污水上加压，使空气进入水中后，再将之骤然降至大气压力，则溶解于水中的空气将变为微小气泡。油粒附着于气泡而上升分离。1.3.4加热法将油污水加热，则由于水和油因温度上升所增加的体积不同，粘度下降，使油滴迅速浮升。1.3.5超声波分离法以超声波照射油污水利用油粒受振动，微小油粒因相互冲撞而凝集使油粒扩大。此种方法较适用于已完全乳化的油污水。1.3.6电气分离法将乳浊化的油污水装入设有电极的舱柜，由于消除了油粒的电荷并使其往复运动，微小油珠便易于过电极而产生絮凝的氢氧化物。在氢氧化物生成和下沉时就会带着油粒，起到分离油的作用。1.3.7化学分离对乳浊化的油污水，掺入界面活性剂或把石灰加入硫酸铁、硫酸铝等物品里以产生絮凝的氢氧化物，从而实现如上所述的油水分离。1.3.8生物氧化处理法利用嗜氧性细菌的作用，使油水分离。此种方法可将油水分离至数ppm。由于在处理油污水量的方面受到限制，故一般仅用于在油水分离行将结束时的过程中。2港口船舶油污水处理技术及改进2.1天津港的处理技术天津港集团公司于1995年利用世界银行货款建设了天津港油污水处理系统，主要用于处理南疆石化码头及南疆石化小区内产生的含油污水以及船舶压舱水，设计最大日处理量为3600t，设计出水含油量小于10mg／L。在实际使用中，该系统对含成品油的污水除油效果较好，基本能够达到设计要求。近年来，随着天津港的快速发展和国家对环境保护的重视程度不断加大，污水中各主要污染物的排放标准也日益严格，现有的处理系统由于在设计之初没有充分考虑对污水COD、氨氮的去除，出水中的COD等污染物严重超标，致使污水处理中心的出水不能达标排放。由此可见，现有的处理系统已经不能满足港区发展的需要，必须对现有的处理系统进行升级改造。-12- 2.1.1原有污水处理系统概况[3]原有含油污水处理系统主要包括：船舶压舱水计量间、石化小区进水沉井、含油污水储水罐、斜板隔油池、气浮间、污水池、污油池、油泥池、污水泵房、污油泵房、油泥泵房、控制间、油泥干化床、污油罐、汇水池等组成。主要采用斜板隔油和气浮作为主体工艺，采用管道运输形式，涉及日处理能力为3600m3，设计出水含油量小于10mg／L，主要用于接收和处理南疆港区到港船舶排放的含油压舱水、洗舱水和石化小区排放的含油生产废水。来自船舶和石化小区的含油污水通过计量间进行污水的数值计量后进入3个粗分离器进行粗分离，粗分离器主要用于去除来水中直径大于150µm的油类，粗分离器的处理能力为每台200m3／h。经粗分离器分离后的含油污水进入两座储水罐，单罐储量为2000m3，含油污水在罐内静止24h～48h左右，达到基本的油水分离状态，即油类物质浮于储罐上部，污水处于中部，少量油泥颗粒沉于罐底部。此时，分别进行排泥、排水、排油操作。经以上两步处理后的含油污水，水中的油类得到了有效的去除，一般为40mg／L～50mg／L左右。此时的含油污水进入斜板分离池，处理后含油污水均能够达到小于10mg／L左右的排放标准，斜板池的处理能力为150m3／h。若经斜板后仍不能满足排放标准，则将污水排入最后一道工序气浮工作间，在这里进行气浮处理，少量仍不能达到要求的污水回排到储水罐进行再处理，其余合格的污水排入大海。多年来实际运行情况表明，含油污水处理系统出水中油含量基本能够达到设计标准，但也存在如下问题：1)现有工艺不能满足港区含油污水处理的需要。2)工艺设备老化。3)国家地方对于环境保护的重视程度日益增加，污水的排放标准日益严格。为保证所收集的含油废水得到有效达标处理，必须对现有的处理系统进行全面有效的改造，充分关注、解决现有污水处理设施的不足之处，采取合理有效的强化预处理措施，保证总体处理效果和整个处理系统的长期稳定运行、达标排放。2.1.2改进方法膜生物反应器(MBR)工艺见图1[3]。图1MBR工艺流程图（1)主要影响因素。主要影响因素包括水力停留时间、污泥停留时间、溶解氧、温度、微生物群落、抗COD冲击负荷能力。（2)膜生物反应器(MBR)工艺可行性分析。BOD／GOD约为0．3～0．4，具备可生化性。之前需要增加水解酸化工艺，将难降解的大分子物质降解为易生化的小分子物质，提高污水可生化性。选择膜生物反应器(MBR)-12- 工艺，出水可以回用，作为绿化、喷洒道路、煤场喷淋等。设备要求耐腐蚀。在系统内增设电导率测定仪，随时监测含盐量变化，保证生化系统正常运行。2.1.3生化处理工艺分析（1)在工艺设计中，设置了混凝沉淀工艺替代原有气浮工艺。在对斜板出水经混凝后的可生化性进行的监测中，发现经过混凝沉淀后废水在有效去除大部分乳化态的油类过程中，可以部分去除污水中的COD，出水COD约为200mg/L～400mg/L【4】，BOD/COD值约为0.4～0.5【4】，污水的可生化性得到了一定程度的提高，有利于后续生化处理。（2)根据含油污水的排放情况，认为污水中含盐量的变化主要来自于海水压舱水的排放和罐区排水总干管的高盐水的渗入。为了有效应对含盐量变化对于生化系统的冲击，在设计中单独建设了水质调节池，利用港区内生活污水对高含盐量的压舱水进行稀释、均质，同时在调节池的进水口、出水口均设置在线全盐量分析仪，分析结果与生化系统的进水系统形成逻辑自锁，充分保证进入生化系统的废水含盐量的稳定。（3)针对压舱水、洗舱水来水不均匀，具有时效性，且污水中COD的浓度波动幅度较大这一问题，主要采取以下应对措施：a．设计时生物反应器的进水COD指标按照800mg／L设计，并采用生活污水对含油污水进行稀释后共同处理；b．要求部分污染严重的排放单位对含油污水进行预处理，有效降低COD浓度后再排放至处理系统集中处理。综上所述，工艺设计中采用的水解酸化与膜生物反应器相结合的生化处理工艺是可行的，完全可以保证含油废水达标排放的。2.2秦皇岛港的处理技术交通部秦皇岛港务局第一装卸公司是我国最大的原油输出港口之一，主要担负着大庆原油输出任务。目前拥有5万t泊位一个，2万t泊位两个，年输出油量达1000多万吨[5]。由于港口的发展速度很快，现代化程度日趋完善，公司原污水处理场自1974年建成投产经近20年的长期使用后，出现许多裂缝，虽经多次加固修补仍不能解决渗褊问题。再加上原工艺比较落后，设备多已明显老化，排放水质超标现象时有发生，因此不能满足港口生产作业的要求。根据73/78国际防污公约的规定，油港码头必须设置油轮压舱水接收和处理设备，特别是秦皇岛港作为国际海事组织135号通函在册单位，其污水处理场应该满足国际海事组织要求，适应国际发展趋势。基于上述情况秦皇岛港务局委托交通部上海船舶运输科学研究所承担新建污水处理场的可行性研究，初步设计，施工设计以及对整个污水处理场工程项目实施总承包。该项目业已建成，于1995年7月通过工程总验收。秦皇岛港务局油码头污水处理场主要用于接收港口装卸油轮压载污水并进行处理后达标排放。新建污水处理场，主要由两个系统组成；即污水接收系统和污水处理系统。处理的油污水中主要为原油组分，有时也含有少量的成品油。秦皇岛港一公司污水处理场是目前国内港口最大的油轮压载污水处理场，其污水处理工艺系采用重力分离与聚结分离相结合的技术，从工艺流程状态到每一步具体操作，全部实现了计算机程序化管理，其工艺先进，结构紧凑，操作管理简便。监控系统完善，自动化程度高，无二次污染，运行费用低。2.2.1工艺流程该污水处理场一次最大污水接收量为10000t[5]，处理量为400t／h[5]-12- ，采用重力分离沉淀分离池和聚结分离精分离器相结合处理工艺。重力分离的基本原理是借助于油水的比重差异，分散于水中的油珠能够上浮至水面从水中分离，重力分离效率通过采用波纹扳分离组件得以提高。精分离器采用粗粒化聚结粒子作为分离处理元件。微小油珠在粒子表面聚结成膜，到一定程度时，形成大颗粒油珠从粒子表面脱除，大颗粒油珠很容易从水中分离出来。油轮压舱水通过输送管道先进入储水池，含油污水首先进入储水池的隔油腔室，依靠重力分离原理去除污水中的大块浮油和油沱，撇油和排泥系统及时排出上部分离出来的油层和底部沉淀下来的污泥，为便于和减少储水池的内部清洗，储水池内污水处理要求每次排空。储水池排出的污水是依靠高程差自流至沉淀分离池，流通管道中设置流量稳定系统，确保自流水置为400t／h。为保证隔油腔室油泥流动畅通，局部采用蒸汽盘管加热。为便于使用，储存池分为两个，每个为5000m3，总容量为10000m3，设置在地面上。沉淀分离池内设重力分离波纹扳组件，目的在于提高效率．主要分为三个过程，第一段为水流稳定阶段；第二段为粗分离阶段；第三段为精分离阶段。稳定段主要对从储存池自流进入的污水进行均匀稳定扩散流动，并分离出水中较大颗粒浮油和沉淀污泥。粗分离段，设有一组波纹扳组件，主要分离出水中的污泥组份，同时去除一部分中等颗粒的油珠。精分离段设有一组精分离重力波纹扳组件，其油珠板可分离粒径2Oµm的油粒，通过以上处理，水中含油浓度通常可保持在10mg／L以下。分离池处理后出水口处，设置一级排放口，分离池中设置风力驱动撇油系统，撤除池面分离出的浮油，另外还设有污泥抽送系统同时排出底部沉淀污泥，由液位监控系统，保证沉淀分离池的有效运行，沉淀分离池流量为400t／h。经沉淀分离池处理后的水，由离心泵经自控抽送排出，泵出口管道上设有自动连续含油浓度监测点，如果水中含油浓度小于lOmg／L(符合排放要求)，自动由一级排放口排出，如果水中含油浓度大于lOmg／L，则自动切断一级排放口，由螺杆泵组输送进入下一级精分离器做进一步处理，螺杆泵能够连续输液，流量稳定，扰动小，能避免产生机械乳化作用。精分离器内设置粗粒化状聚结材料，其分离板限油珠粒径为5µm．精分离器设置处理水二级排放口，管道中设连续自动油份浓度监测点，如水中含油浓度小于lOmg／L，则自动进入二级排放口排放，若水中含油浓度大于lOmg／L，则自动切断二级排放口，并自动打开回流管，将排出水引入储水池进一步处理，保证无超标水排出。精分离器设有自动排油、排泥系统，并设有自动反冲洗系统，以压缩空气作为冲洗动力，热水作为冲洗媒质，定期冲洗内部系统，以保证设备高效连续运转。各设备排出的污油先贮存在一小污油池内．然后由输油泵定期送至2个1O00m3的储油罐贮存外运。回收的污油可以作为燃料使用，也可以进一步精炼处理。整套工艺流程设置的主要运行操作均由集中控制系统自动监控，处理后的排放水均经连续自动监测，保证系统无超标水排出，对排放水量设自动瞬时和累积计量，并设置处理场工艺流程状态显示屏，直观地显示工艺参数及设备操作运行情况。2.2.2技术原理新建污水处理场处理工艺是重力分离结合粗粒化聚结分离。重力分离方法基本原理为：根据油和水的比重不同，分散于水中的油组分受浮力的作用，上浮至水面，达到油和水分离的目的，用此法分离出的油不包括其它组份，因而可以重新利用，水中的固体颗拉，由于比重大于水，因而下沉在水底。-12- 聚结分离法的基本原理是利用油和聚结粒子的表面张力作用，油珠和聚结粒子发生表面聚附作用，在粒子表面形成油膜，随着油珠表面不断聚结，油膜加厚，以至在浮力和水流夹带下使大颗粒油珠从聚结粒子表面脱除，浮至水面与水分离。传统的油轮压舱水处理工艺为：隔油+气浮+砂滤+活性碳，其中气浮处理步骤需要投加药剂，而且分离出来的油与固体颗粒混合杂质较高，并含有药剂化学成份，不利于回收利用，而砂滤、活性碳均需经常更换材料，因而增加了使用成本。新建污水处理场采用工艺为：隔油+波纹扳+聚结分离。新建污水处理场全部采用物理处理方法．分离出来的油层纯净，可以直接回收利用．无二次污染产生，全部为静止设备，可以长期循环使用，无需更换材料，并且利用了场地高程差，实现了处理水的自流，大大降低了能耗。2.3湛江军港的处理技术20世纪80年代末，为治理舰船油类污染，湛江军港建成了“军港舰船油污水处理系统”[6]，该系统为防止军港水域油类污染起到了积极作用。随着海军的不断发展，舰船数量增加和训练力度加大，舰船出入港内频繁，原军港舰船油污水处理系统处理能力明显不足，港内水域被油类污染愈来愈严重。由于当时条件限制，采用的是重力隔油+油污水分离器的处理工艺，目前该系统已不能满足处理舰船油污水的要求。为此，对原军港舰船油污水处理系统进行技术改造，采用新的处理工艺，研制新型混凝剂和过滤材料，研究出了新型军港油污水处理系统。新型处理系统是油污水间歇式处理系统，适合于处理量为10t/h的油污水处理站使用，可满足同类型海军军港和地方港口处理舰船油污水的要求。其优越性如下[6]：(1)将不同时段、不同流量的间歇式的油污水收集起来集中处理，不浪费人力、物力和财力；(2)采用两级重力隔油，可分离油类80％～90％；(3)采用无机一有机复合混凝剂，增强了破乳、混凝、沉淀作用，提高油污水分离效果；(4)采用高效亲脂吸附过滤材料，除油率达90％～99％，而且再生性能好，终结处理无二次污染。由于该系统处理效果好，使污水中油类含量由处理前的235mg／L降为处理后的1.08mg/L，低于污水综合排放标准(10ms／L)，将为治理军港水域油类污染作出新的贡献。2.3.1.间歇式油污水处理系统的工艺流程的设计图2军港舰船油污水间歇式处理系统工艺流程将原预处理池改为调节隔油池，在池前增加一个不锈钢格栅，调节隔油池分为1号和2号池，进行2次隔油，分离效率可达90％；分离后的浮油进入集油池，油污水进入平流式隔油池，油污水在此进行二级重力隔油，可去除直径大于150µm的油滴，出水含油率可达30mg／L以下；从平流式隔油池分离出来的污水进入混凝沉淀池，进行破乳、混凝，使乳化油的油水分子脱离而浮于水面，使细小微粒凝聚、吸附形成较大的颗粒发生沉降，从而达到油与水、油与细小微粒、水与细小微粒分离，在此油类去除率达到95-12- ％以上，其它污染物也随之得到处理；为了确保排污水达到国家排放标准，最后设计了吸附过滤池，采用高效亲脂吸附材料，大大提高了油类去除率，从而使出水达标排放。军港舰船油污水间歇式处理系统工艺流程如图2[6]所示。2.3.2间歇式处理系统处理单元及其功能A.格栅格栅是一种机械过滤设备，采用不锈钢制作。其功能是除去水中的较大杂物，保护后续污水处理设备的正常运行，并防止堵塞管道，其清理具有两种控制方式：一是定时启动、关闭；二是超水位自动清理。前一种是正常运行的控制程序，后一种是当瞬时排放杂质多而堵塞了格栅，提高了水位而强制对格栅自动清理程序。B.调节隔油池包括1号和2号池。首先，油污水通过隔栅后被泵入1号池，利用重力分离法隔油处理，即利用水和油的密度不同将油和含油污水初步分离，浮油通过集油槽进入集油池，随着液面不断升高，含油污水溢流至2号池进一步分离，分离出的浮油进入集油池，含油污水进入下一级处理装置。调节隔油池的功能：一是将不同时段、不同流量的间歇性的油污水收集起来，进行水量调节；二是隔油，使油污水在此停留一定时间进行重力分离，分离效率可达80％以上。C.平流式隔油池平流式隔油池也有两个池，分别为3号和4号池。调节隔油池的含油污水进入3号隔油池，分离出的油通过集油槽进入集油池，含油污水经溢流堰至4号池，再一次隔油，分离出的油通过集油槽进入集油池，含油污水经污水泵泵入混凝沉淀池内。平流式隔油池的功能是二次重力分离，可去除直径大于150µm的油滴，能达到较好的除油效果，出水含油量在30mg／L以下。D.混凝沉淀池混凝沉淀池有效容积为60m3。进入该池的污水虽经隔油池进行油水分离，但水中仍含有微细浮油和乳化油，因此采用混凝沉淀法，在该池投入混凝剂，增设搅拌设备，先利用短时快速搅拌，使混凝剂与污水快速均匀混合，再缓慢而平稳地搅拌，使乳化油的油分子脱离而浮于水面，同时使微絮粒接触碰撞产生絮凝而沉淀，从而将水中油、COD、悬浮物等进一步净化，达到悬浮和沉淀分离的目的，油的去除率可达到90％以上。E.吸附过滤器研制的高效亲脂吸附材料对油类吸附性能好，通过絮凝沉淀后的废水还残留微量油类，经高效多孔亲脂吸附材料过滤器进一步吸附过滤，可达到深度净化，排出水含油量仅为1．08mg／L，低于污水综合排放标准的l0倍。过滤器的清洗采用自来水反冲洗，反冲洗出水循环到调节隔油池再次进行处理。F.污泥干化池通过絮凝沉淀，大部分颗粒杂质将沉入池底集污斗内，通过水压排泥方式排入污泥干化池，进行干化、焚烧处理。3舱底水处理技术及改进3.1处理技术含油污水处理一般分为初级处理和二级处理。初级处理是把游离态油、分散态油和油泥与水和乳化油分离。二级处理是破坏油一水乳液，并分离剩余的油。-12- 根据船舶产生的油污水量的多少，一般在动力舱设置油污水处理装置，以处理舱底含油污水。根据舱室的大小、机械设备数量、舱室分布情况，可以设单个舱室的油污水处理系统，也可以将全船油污水通过输送泵统一收集在油污水贮存舱内，再通过油污水处理装置集中处理，经处理后排放的油污水满足《73/78防治公约》的要求，排放水的含油量不大于15ppm。通过油份浓度计监测排出水的含油量，当含油量超过排放标准时，将不合格的水返回舱底继续处理直到合格。按照MEPC.107(49)决议对油污水处理设备技术条件的修改，原来普遍采用的重力法分离油污水技术已不能满足处理含表面活性剂的C类试验液的要求，因此，需对油污水处理设备进行改进，在重力分离的基础上采用超滤、膜分离、化学破乳等方法以处理乳化状态下的油污水。考虑到油污水对水域污染的严重性，即使经过油污水处理装置处理后的排放水达到国际排放标准，在部分水域、港口将来也会受到排放的限制，可以将舱底油污水通过国际通岸接头至码头接受设施，在港口外可以排至接受船。经油污水处理装置处理后排出的油污可以进入焚烧炉焚烧，或通过通过国际通岸接头至码头接受设施，在港口外可以排至接受船。3．1．1初级处理技术初级处理是利用油与水之间的比重的差异而进行的。其处理过程通常只将含油废水置于池中进行油水重力分离，然后撇去表面的油，去除沉入水底的油泥。国内目前油污水处理大量采用的是比重差分离法。其结构有：1．平行板式(斜板式、波纹板式)；2．过滤器式；3．组合型式。在使用中，一般应注意如下事项：1．使用油水分离器，应按照厂家使用说明书操作。2．为使油水分离器内油份与水份加速分离，一般以高温为佳，故遇低温时，最好先予以加温。3．勿将化学处理剂(乳化剂)等掺入舭水等油污水中。因为此种药剂将会使油粒乳化，严重降低油水分离的效果。4．进入油水分离器的油污水应事先经滤网将油污水中的砂粒、铁屑、破布、碎料等杂物除去。5．应定期对油水分离器进行检查，如装置有泄漏不仅会降低舭水输入的能力，而且还会使油份产生乳化现象，阻碍油水分离的效能。随着船舶油污水排放标准的提高，油品种的复杂化，有时甚至需要处理几个微米直径的油粒，单一的油水分离器已难达到这个要求。现在船用油水分离器共计十个规格型号，最小的YWC-0.25（z）型船用油水分离器可以配置于1000吨以下的船舶，最大的YWC-5型船用油水分离器可以配置于30万吨以上的大型船舶，所有的油水分离器要通过中国船级社的型式认可试验，油水分离器具体型号如下[7]：　　YWC-0.25（z），YWC-0.5（z），YWC-0.5，YWC-1.0，YWC-1.5，YWC-2.0，YWC-2.5，YWC-3，YWC-4，YWC-53.1.2二级处理技术二级处理技术是专用破坏经过初级分离后的油水乳浊液，并把破乳后的油从水中相中分离出来。主要处理技术有：气浮法、凝聚过滤法、化学处理法等。(1)-12- 气浮法气浮技术主要包括两种类型，一种是在一定压力下使部分废水中溶解的空气达到饱和即溶气浮选法；另一种是通过旋转叶轮导人空气并分散气泡即导气浮选法。在溶气浮选法中，压力突然下降时会形成许多依附在油滴上的微小气泡，从而使油滴上浮至液面。在导气浮选法中，旋转剪切力使液体通过分散孔，造成负压将空气吸入液体中而获得所需的微小气泡。气浮法在含油废水处理中经常使用，效果较好。(2)凝聚过滤法。油污水通过装有粗粒化材料的装置时，使污水中的油珠由小变大，即凝聚过程，也就是油滴粗粒化的过程。当油珠聚到一定大小时，脱离粗粒化材料表面，使材料得到再生，油粒径变大到上浮力超过附着力时，就会浮到液面。粗粒化装置是船舶油污水处理的主要设备之一。(3)化学处理方法。乳化油的化学处理方法一般直接用来削弱分散态油珠的稳定性，或用于破坏乳液中的乳化剂，然后将分离的油除去，该过程通常包括混凝剂与废水的快速混合，随后的絮凝，上浮或沉淀等步骤。此法在船舶舶含油污水处理中使用较小。船舶油污水的处理，一般是首先采用初级的重力分离法，在出水达不到排放标准时．才考虑使用某种二级处理技术。3.2舱底水处理存在的问题对于船舶油污水的处理，IMO在1992年MEPC.60(331)已经作出规定。近年来，随着世界各国对海洋特别是对邻海和内河保护意识的加强，在MARPOL73／78附则IV基础上，各地区排放标准不断出台，要求对船舶含油污水进行更加有效的处理。2004年IMO在MEPC107.(49)中作出规定，对油污水处理装置提出了更高的要求。目前对于船舶舱底油污水的处理技术基本采用油水分离器装置，但由于技术原因以及舱底油污水成分复杂，现行的油水分离装置经常发生堵塞，且清洗时间长，给船员使用和操作带来了极大的不便，加之管理部门监管不利等原因，致使大量舱底油污水未经分离器分离直接排入水域，形成污染。船舶舱底油污水最难去除的是乳化油和溶解油，它们由于其特殊的存在状态和理化性质，在水体中较为稳定，现行的一些机械法和物理法较难处理。尽管现在国内航运企业对所属船舶的机舱油水分离器都不同程度地进行了更新换代，诸如安装国外的进口产品和先进的“15ppm”报警及排放监控自动化系统，但仍存在着较严重的超标排放现象，在PSC检查中被罚款甚至被滞留，造成企业不应有的意外损失和不良的国际影响[8]。根据目前国内外机舱含油污水处理现状，存在的主要问题有下面几种：(1)未设机舱污水储存舱。对于未设机舱污水储存舱(柜)的船舶，机舱污水分别有4-6个污水井分散储存。这样，如果将污水分离过程全部定为自动进行，往往产生自动程序多，工作繁琐，很难保证所有自动化部件(包括机械、电气、气路等)都能连续、正常工作，特别是当处理完数个污水井时，高粘度、高浓度的污油、水就会进入油水分离器，使油水分离器工作条件恶化，滤芯及过滤材料被较快污染甚至堵塞，极易使分离器失去分离性能。(2)舱底污水中油、水乳化程度高，导致油、水分离困难。如空气压缩机凝水、加入防锈油的冷却水、含有界面活性剂的燃油、滑油和洗涤水泄放或漏入机舱舱底，会使油、水乳化导致分离困难。另外，因油水分离器脏污或调节不当等原因使分离压力增高、分离温度升高和利用旁通调节流量及采用超标返回式控制排放时，泵的反复搅动都会引起乳化加剧，使油、水分离困难。(3)含油污水进入油水分离器(过滤器)前的预处理不够。目前的污水监控报警系统和自动化部件已经越来越先进和完善，但当较多杂质(特别是木屑、纸皮等漂浮杂质和油泡沫)进入分离器后，仍容易产生误报警和误动作，也会使自动化阀件动作不灵，关闭不严，监控系统工作失灵。(4)维护保养不良、操作不当。自动化设备不能定期的做预防性检修和调整，对自控系统的测量室、探头没有及时进行保养和清洁。油水分离器工作结束前，忘了注入清洁水再循环15min以清洗分离器内部和自动排油阀；污水供液泵停止工作后没及时切断系统电源、气源等等。-12- 当然，机舱含油污水处理中存在的主要问题既有因设备及系统固有缺陷引起的，也有设备系统性能缺陷或操作管理系统缺少人性化因素，容易导致人为操作不当引起的。因此，要克服机舱含油污水处理中存在的问题，必须对舱底污水分离系统及固有设备进行优化和改进。3.3.舱底水分离系统的改进为了使船舶机舱油水分离装置更加连续、可靠地自动工作，除加强船舶管理人员的防污染觉悟，增强责任心，熟悉油污水分离设备特别是污水含油量监控报警系统的操作和管理外，必须注重含油污水的预处理，防止高浓度、高粘度的浮油大量进入油水分离器。笔者认为舱底污水分离系统及固有设备有如下优化改进：A.增设污油水收集柜污油水收集柜要尽可能安置在机舱中下层，机舱舱底污水在进入油水分离器之前先进入污水收集柜进行预处理，消除污水中的大量浮油和杂质。污油收集柜的位置较高，经此柜沉淀、分离出来的浮污油集中在上部集油室，可通过手动或自动排油阀依靠自然重力排送到污油柜，非常方便可靠。即使是受机舱空间限制，收集柜设计容积较小，也要首先考虑采取此种方法。因为，机舱污水中含油量少，在柜中加热静置沉淀40h[8]后，绝大部分油、水可以得到沉淀、分离，离表面1m以下处的水中含油量即可降至lOOppm左右，再经过油水分离器使水中含油量降低到15ppm的标准后排放。这样，可使油、水分离器始终保持分离含油量极低的污水，可以极大地减少油、水分离器的负荷和污染，从而给整个舱底水分离装置提供良好的工作条件。B.增设污油水粗分离柜有条件的船舶，特别是新造船舶，在上述污水处理系统的前提下，再增设一个污水粗分滤柜，污水处理系统的流程如图3[9]所示。图3污水处理系统流程图C.采用复合型絮凝剂絮凝技术是目前国内外皆用来提高水质处理效率的一种既经济又简便的水处理技术，它对油污水中的乳化油和溶解油有较好的去除效果。其关键问题之一是研制高效实用的絮凝剂及相关产品。简单的无机盐类絮凝剂已不能满足水处理的需要。高分子絮凝剂出现以及从单一型走向复合型，使水处理效能得到较大的提高。复合型絮凝剂对船舶舱底油污水中的污油具有较佳絮凝去除效果，通过查阅国内外相关文献资料，选取了部分常规絮凝剂中的除油效果较好的絮凝剂，结合船舶舱底油污水的特性，相应确定了5种絮凝剂，他们分别是硫酸铝，聚合氯化铝(PAC)，聚合氯化铝铁(PAFC)，阳离子型聚丙烯酰胺(HPAM)，聚二甲基二烯丙基氯化铵(PAMDAAC)。-12- 根据当前船舶舱底含油污水的分离技术，针对船舶舱底污水处理系统和设备上存在的不足对分离系统和设备进行合理的优化和改进，势必会提高机舱舱底含油污水的分离效果，从而使舱底污水的排放符合IMO规定的标准，进而保护水域环境，树立公司良好形象。结论随着航运事业的迅速发展，船舶向水域中任意排放未经处理的机舱油污水，严重地污染江河湖海，危及人类健康，破坏生态平衡，已引起社会的高度关注。尽管现在国内航运企业对所属船舶的机舱油水分离器都不同程度地进行了更新换代，但仍存在着较严重的超标排放现象，除去船舶人员操作问题，船舶油污水的处理技术也需要改进，且相对于研究新型油水分离设备的难度，开发新的处理方法和添加剂更加符合现今航海业的飞速发展。文中介绍的三个港口对于处理船舶油污水设备及工艺的改造对沿海港口地区有着很好的借鉴作用，不同的地区使用的方法也不同要进一步的加入自己独特的创新改造。在船舶上面独立的处理油污水技术需更有效地改进，初级处理中除普通的重力分离之外加入的超滤、膜分离、化学破乳等处理方法和二级处理中新型添加剂的研发使用是研究前景很广阔的领域，将是以后油污水处理技术改进的重点发展方向。参考文献：[1]周培德.谈谈油污水处理[J].航海,1995,6:40[2]卓诚裕.内河船舶的油污水处理[J].机电设备,1990,5:25-28[3]冯秋霞.天津港含油污水处理系统运行现状及改造设计[J].山西建筑,2008,9(26):183-184[4]张效杰.天津港油污水处理改造工程工艺的最优化配置[J].山西建筑,2010,6(17):181-183[5]马英.秦皇岛港油码头新建污水处理场的特点与分析[J].交通环,1996(4):21-25[6]路静，贺申康.军港舰船油污水间歇式处理系统的研究[J].交通环保,2005,4(26):1-4[7]杨元晖，陈羽.船用油污水分离装置现状及发展[J].机电设备,2005(3):5-8[8]胡强生，洪理平．机舱舱底污水处理中存在的问题及改进措施[J].船海工程,2005(4)：77-78[9]邹俊杰.船舶舱底污水处理现状及分离系统的改进[J].南通航运职业技术学院学报,2007,6(2):75-78[10]ChengSun,TorOveLeiknes,JanWeitzenböck,BerntThorstensen.Developmentofabiofilm-MBRforshipboardwastewatertreatment:Theeffectofprocessconfiguration[J],2010(250):745–750[11]MariaTomaszewska,AleksanderOrecki,KrzysztofKarakulski.Treatmentofoilywaterusingacombinationofultrafiltrationandreverseosmosis[J],2005(185):203–212[12]H.Penga,A.Y.Tremblaya,D.E.Veinotb.Theuseofbackflushedcoalescingmicrofiltrationasapretreatmentfortheultrafiltrationofoilywater[J],2005(181):109-120-12-'