船舶与港口防污染技术(九).ppt

船舶与港口防污染技术 九 第三篇港口水域防污染 港口水域防污染技术主要涉及 水面溢油处理技术含油污水接收处理技术生活污水接收处理技术有毒有害化学品污水接收处理技术固体废弃物接收处理技术 第一节溢油污染概况 第六章海上溢油处理技术 1970 2005年船舶溢油总量统计 第二节海上溢油处理设备及材料 一 围油栏 围油栏的作用是将溢于水面的油围堵在一定的范围内 便于人力或机械设备加以回收 1 定义 围油栏主要由浮体 裙体 档油屏 及配重构成 其次还有加强带 支撑体 绳索及连接件等 2 围油栏的构造 挡油屏 1 浮体 浮体的作用是为围油栏提供浮力 围油栏浮体有固体浮体和气体浮体两种 固体浮体材料可为聚苯乙烯 聚丙烯 聚氨基甲酸酯及木片等 气体浮体又分为压缩空气浮体和二氧化碳气浮体两种 固体浮体横截面可为圆形 三角形 扇形 矩形及梯形等 气体浮体横截面可为圆形 双重圆形及中间断开的圆形等 2 裙体或挡油屏体 裙体或挡油屏体直立于水中 起挡油作用 绝大多数围油栏的裙体或挡油屏体是由经过表面处理的合成纤维布制成 该布料由布基和表面涂覆物构成 布基主要有尼龙布 聚酯布 维尼纶布及棉布等 表面涂覆物主要有聚氯乙烯 氨基甲酸酯 氯丁橡胶及橡胶等 3 几种主要围油栏的性能和评价 1 固体浮子式围油栏 固体浮子式围油栏采用起浮力作用的轻质固体材料作浮子 优缺点 浮力小 抗风 浪 流的能力较差 抗拉强度和稳定性差 只能适用于平静水域或风 浪 流不大的海况条件下 且使用年限短 属于中型围油栏 但该种围油栏具有结构简单 加工制造容易 轻便 易操作 价格便宜等特点 在适宜的条件下 仍被采用 2 充气式围油栏 充气式围油栏属于轻 中型围油栏 因其浮力较大 本体柔软 具有较强的抗风 浪 流的性能 乘波性 滞油性和稳定性能一般比固体浮子式围油栏好 但价格较昂贵 由于它适应海况的能力强 寿命长 还是得到了广泛的应用 英国石油公司生产的充气式围油栏 优缺点 该围油栏的优点是浮力大 乘波性 稳定性和滞油性能较好 500m长 一段长度 可一次性充气 施放大约用30min 与固体浮子围油栏相比 体积小便于运输 缺点是整个围油栏相连通 500m左右 一旦某处破损 则整段不能用 一次性充气量大 充气设备庞大 除围油栏本体外需带卷绕机 充气机 水泵等辅助设备 价格昂贵 操作麻烦 加拿大设计的ZoomBoom型自充气围油栏 优缺点 该围油栏的优点是重量轻 浮力大 乘波性好 设备简单 体积小 贮存方便 气密性差 制造工艺复杂 寿命短 不宜长期固定使用 缺点是 丹麦Roulunos公司生产的充气式围油栏 现今最先进的一种围油栏 其特点是每段分成许多长约3m的气室 平时卷在卷扬机上 可边充气边下水 回收也可边放气边卷绕 200m围油栏需25min 优缺点 该围油栏的优点是浮力大 橡胶柔软 乘波性 稳定性 滞油性好 分成许多小独立气室 某处破损不影响整段使用 结构简单 便于加工制造 价格昂贵 施放时较非独立气室慢1 3 4 围油栏的铺设 围油栏的铺设方法 依据溢油的状况 气象 水文条件及周围环境而定 基本方法有以下5种 1 包围法 2 等待法 3 闭锁法 4 诱导法 5 移动法 1 包围法 在码头装卸过程中跑油或者溢油初期或单位时间溢出量不多 而且风和潮流影响较小的情况下 采用包围溢油源的方法 溢油有可能从围油栏漏出 可铺设两道围油栏 2 等待法 在溢油量大 围油栏不足 或者风 流影响大 包围困难的情况下 顺着油的流向 可采用等待法拦油 该方法是相对于潮流成45 60o的角度 离溢油源一定距离 铺设围油栏 等待拦油 根据具体情况 可铺设两道或三道围油栏 3 闭锁法 在港口 河流或狭窄航道等地发生溢油时 可用围油栏将水路封闭 防止溢油扩散 当水流速过大时 将围油栏布置成与水流方向成a角 实际水流速度V越大 a越小 4 诱导法 溢油量大 风 潮流影响大 不可能在溢油现场拦油的时候 或者为了保护海岸 特殊区域 可利用围油栏将溢油引导到能进行回收作业或者污染影响较小的海面上进行处理的方法 5 移动法 水较深的海面或风 潮流大 不可能使用锚或者溢油在海面漂流的范围广的场合 可采用两艘拖船U型拖带围油栏将溢油转移到合适的地点进行处理的方法 围油栏铺设须注意事项 1 上述5种方法是围油栏铺设基本方法 实际应用中应根据情况具体灵活运用 可各种方法分别使用 也可同时综合使用 2 铺设围油栏时 要注意围油栏与水流方向夹角 流速1kn 0 5m s 围油栏与水流方向垂直的情况下 一般围油栏都无法围住溢油 但若将围油栏铺设与水流成一定夹角 则即使流速达到3kn 1 5m s 也可使溢油不从围油栏里溢漏 围油栏与水流方向的最大夹角 5 围油栏的锚定 围油栏固定时需要用锚 锚定围油栏一般常用的是海军锚 丹福斯锚 四爪锚和单臂锚 海军锚构造简单 抓力大 一般为锚重的4 8倍 最高可达12 15倍 但有一爪露出土外 易于缠绕锚绳 抛锚和起锚作业比较复杂 丹福斯锚的锚爪宽而长 抓土深而有力 比同重量的海军锚抓力大3倍 因此常用于风浪大的海上锚定围油栏 四爪锚有两种 一种是四爪固定的 另一种是四爪会收拢的 它们都具有很好的抓土能力 能够迅速可靠地抓入土中 在锚定围油栏时 使用的最多 单臂锚结构简单 收放方便 常用于河上锚定围油栏 锚定围油栏的步骤 待围油栏在水中展开呈一定形状后 操作人员乘小船锚定围油栏 首先将锚绳的一端拴在围油栏的固锚座上 并在锚绳约5m处系上一浮标 然后将锚绳的另一端拴在锚上 并把锚放在小船上 最后载着锚的小船垂直驶离围油栏 待锚绳拉紧后将锚投入水中 二 集油器 根据油的回收能力一般可将集油器分为大型 中型和小型3种 它们的回收能力分别为 大型集油器 200t h中型集油器 10 200t h小型集油器 10t h 1 吸附式集油器 1 吸附带式集油器 工作原理 吸附材料制成的连续的吸油带呈倾斜状 一端置于水中 吸油带在动力的驱动下 自下而上地运动 当水面有浮油时 其油被粘着在吸油带上 吸油带运动到上方时 油被刮板刮下或被辊子挤压下来 进入储存容器中 装置特点 吸油带式集油器回收起来的油含水量少 一般低于10 吸油带式集油器能够回收高粘度油 凝固油 溢油中的杂物对吸油带有影响 当杂物多时吸油带易于损坏 吸油带与水面接触面积小 接触时间短 因此吸油带式集油器的油回收能力不大 2 吸附绳式集油器 工作原理 亲油疏水的聚丙烯纤维编织成的吸油绳 绕过导向滑轮 通过水面浮油 将油吸起 然后经过柴油机或电动机驱动的辊子 将油挤压出来 掉入临时储油箱中 最后通过泵将油抽入油罐中运走 装置特点 吸油绳式集油器结构简单 制造容易 价格便宜 吸油绳式集油器适用于小范围内回收低粘度油 回收油中含水量小 一般为5 左右 吸油绳强度大 而且不受碎石和树枝等杂物的影响 因此它可在杂物上面绕着杂物进行 从而能回收杂物之间的油 可将吸油绳置于地下水道内或冰层之下 回收地下水或冰层下面水中的油 2 滚筒式集油器 工作原理 利用油的粘滞性 把圆板垂直于海面排列 使圆板边缘插入 水平叶片 形成一个滚筒 在旋转时 叶片插入油内 使油流入筒内 粘附在圆板上刮取回收 装置特点 油回收能力与滚筒直径 长度有关 回收油的粘度与圆盘的间距 材料有关 这种装置只适用于水平面起伏不大的区域进行回收作业 并需配备油驳以储存回收油 工作原理 当亲油材料制成的圆盘垂直油层表面旋转时 油被粘着在圆盘上 圆盘旋转一定角度后 油碰到刮板被刮下来 掉入储油箱中 然后用泵将油输入储油装置中 3 转盘式集油器 装置特点 转盘式集油器适用于回收中 低粘度的油 粘度超过2000 10 6m2 s时 油回收能力下降 转盘式集油器与其他集油器相比 其回收起来的油含水量低 一般约为5 左右 转盘式集油器结构复杂 大多采用液压马达 造价较高 转盘式集油器在回收油的过程中 油中杂物能引起圆盘转动事故 妨碍正常收油 4 真空吸引式集油器 真空吸引式集油器是一种采用真空抽吸原理回收溢油的装置 这种集油器的特点是水中无活动的机械部件 因此故障少 它适用于回收中等粘度的油 回收高粘度油比较困难 这种装置可以小型化 用于海滩或沿岸回收溢油 也可用于石油化工厂回收地面污油 5 导入式集油器 1 倾斜板式集油器 工作原理 当集油器移动或对着迎面来流时 石油被水下传送带的斜面吸入 石油由于具有附着力作用和受流体动力作用便粘附在斜面上 由于石油与水的密度不同 石油从输送带输入到下面的开口的集油容器后浮在上面 而余水经集油容器底部的孔流出 粘积在输送带斜面上的石油经过集油器时便被刮刀刮下 用泵将沉积的油抽吸到储油器 2 堰式集油器 工作原理 当具有围堰的容器置于水中 其内外形成水位差 调整容器的浮力 使围堰位于油水分界面处 则油就会自动流入容器 当具有堰板的装置在水中前进时 调整堰板的高度 使堰板的顶端位于油水分界面处 则油就能流入集油装置 进入容器或装置的油被油泵抽入储油装置中运走 装置特点 堰式集油器结构简单 制造容易 价格便宜 堰式集油器回收油能力大 并且能够大型化 可在开阔水域回收大面积溢油 堰式集油器抗风 浪 流性能差 平静水域回收溢油效果好 围堰或堰板不能恰好位于油水分界面处 因此回收油中含水量大 需要进行油水分离 堰式集油器适用于回收中等粘度以下的油 对于高粘度油或含有渣滓的油回收困难 3 螺旋输送式集油器 工作原理 螺旋输送式集油器采用变螺距的螺旋输送机 当螺旋输送机转动时 油膜直接进入螺距逐渐减小的螺