船舶防污染装置

2020/5/30,主讲赵伟,1,船舶辅机,船舶防污染装置,2020/5/30,主讲赵伟,2,2020/5/30,主讲赵伟,3,2020/5/30,主讲赵伟,4,Thebulkcarrier散货船AMORGOSgrounded搁浅onrocksoffthesoutherntipofTaiwan14thJanuary2001.Theshipcarried60,000tonnesofironore铁矿石andapproximately1,000tonnesofthefuelhasbeenspiltintothesea.Approximately4-5kmofshorelinewithintheKentingNationalParkhasbeenoiledtovaryingdegrees.,2020/5/30,主讲赵伟,5,2020/5/30,主讲赵伟,6,船用防污染装置,1、防止船舶污染海洋的重要意义和措施海洋约占地球表面的71，它不仅从太阳吸收大量的热量，又把热量释入大气，同时还通过海水的蒸发以及万条江河的倾注和降雨，造成水在地球上的循环流动，从而使气候得到调节，大气得以清新，环境也获得自然的净化。因此，沿海地区气候宜人，景色优美，自古以来就是人类喜欢栖居之处。海洋不仅在调节气候上有着巨大的作用，同时还是人们渔猎和采集食品的重要场所。据估计，海洋每年可向人们提供30亿吨鱼、贝类；而现在被利用的每年还不到1亿吨。由此可见，海洋为人类提供食物的潜力是巨大的，它将是人类食用蛋白的主要来源之一。,2020/5/30,主讲赵伟,7,海洋中蕴藏的矿产资源和各种化学资源同样是极为丰富的。例如，根据目前估计，地球上石油的总埋藏量约为3000亿吨，其中埋藏在海底的就有900多亿吨。再如近几十年内发现并开始开采的深海矿产锰结核，既含有锰、铁，铜，镍、钴等二十多种金属元素，又具有较高的经济价值，而这种矿物瘤仅在太平洋底就藏有数千亿吨之多。它所含有的锰金属，如依目前的消耗水平(每年140万吨)来计算，将足够开采14万年之久。至于谈到总体积为13亿6千万立方公里的海水，除水占9697外，其余的34则均为溶解在水中的各种化学元素和它们的化合物。,2020/5/30,主讲赵伟,8,一、船舶对海洋的污染,1海洋的污染和污染物的来源所谓海洋污染，是指人类直接或间接地把物质或能量引入海洋(包括河口)，发生诸如损害海洋生物资源、危害人类健康、妨碍海洋活动、破坏海水使用素质和减少舒适程度等的有害影响。条条江河归大海。陆地上的物质是可以通过各种途径进入海洋的。各种物质进入海洋后，由于海水的物理(扩散、稀释)、化学(氧化、还原)和生物学(降解等)、的综合作用，废弃物可以被逐渐地分解破坏，使海洋恢复到不被污染的程度。这种能力通常称作海洋的自净能力。正是因为海洋的这种自净能力，才使海洋亿万年来未被污染。但是海洋的自净能力并不是无限的，近几十年来，由于大量的污水、污物、石油和其他不易分解的有毒物质进入海洋，超过了海水的自净能力，从而使海洋受到了污染。,2020/5/30,主讲赵伟,9,计算表明，如果将海水中的全部盐类都提取出来，则足以填平整个北冰洋而有余。海洋又是人类从事工农业生产的重要原料基地。海洋还为人类提供了廉价的航运，对世界各国经济、文化的交流与发展，起着巨大的作用。潮汐、海水也是一种取之不尽的动力能源。初步估计，仅利用潮汐能每年就可发电12，400万度。随着海水淡化技术的不断发展，海洋还可能成为世界工业用水和生活用水的最大来源。人类必将从生产的更大深度和广度上向海洋进军，更大规模地开发和利用海洋生物资源、矿产资源，水利资源、能源和利用海洋空间。石油工业的发展和石油运输能力的不断提高，这种污染的程度也变得越来越加严重。,2020/5/30,主讲赵伟,10,海洋的污染物质种类多，但就污染的性质而言，三种，化学污染物、生物污染物(病原微生物)和物理污染因子(热能、辐射)。其中又以化学污染物成为造成目前海洋污染的主要污染物。在各种化学污染物中，石油及其制品则是比较普遍和最容易观察到的污染物质。目前，每年因人类活动而进入海洋的石油多达500600万吨。石油及其制品进入海洋的主要途径是河流和沿海工业以及海上油井和油船。其中就数量而言，由河流和沿海工业排入的约占一半；而从造成明显的海洋油污染事件的次数来说，则以船舶所造成的事件占大部分。美国石油研究所的调查表明，严重的油污染事件(泄出石油240吨以上者)有百分之九十是由油船或用油作燃料的船只造成的。同时，发生在离岸十海里以内的事件占80，发生在离港口二十五海里之内的事件占75。所以控制和防止船舶所造成的海洋污染是十分重要的。,2020/5/30,主讲赵伟,11,2船舶对海洋的污染,船舶对海洋的污染可分为石油污染和非油性污染两大类。1）船舶对海洋的石油污染船舶(主要是油船)对海洋的石油污染包括，航运作业期间的排油、漏油，海难事件中的漏泄以及锚泊期间的违章(非法)排油等等。船舶航运作业期间的排油、漏油主要是指油舱的压载水、洗舱水以及船舶在械运转过程中所排出的含有燃料油和润滑油的舱底污水等。,2020/5/30,主讲赵伟,12,在油船卸载后舱内一般都残留有千分之三到千分之五的石油，这就是说，一艘五万吨的油轮卸油后残留在舱内的石油就有二百多吨。空载的沿海油轮在好天气时所需的压舱水量通常约为载重量的25，远洋油轮为40左右，而在坏天气时则可达5060。由于一般油轮的首、尾尖舱和深舱仅占油轮载油量的1215%左右，这就决定了还必须要在油舱内装载压载水，这些压载水与舱内残留的石油混合，形成为油水混合物，如按以往的旧操作方法，在油轮抵达装油港前将其排入海中，那就势必要对海洋造成污染。油轮压载水是船舶含油污水中数量最多的一种，一般含油率可达40007000ppm，即1000吨压载水中含油4一7吨。据估计，目前世界上每年约有50万吨石油混在未经处理的压载水中排入海洋。,2020/5/30,主讲赵伟,13,洗舱水排出时，水中的油分浓度可高达3000ppm。而目前约有50的油轮为了省时省钱，都在进坞修理之前自行将舱内残油冲洗干净，并在航行途中将洗舱水排出。这样的洗舱水的含油量更高，平均浓度可达2，00010，000ppm，而且还带有很难处理的有毒性的洗涤剂。如果有30的油轮在坞修前自行清洗，仅此一项每年就要有30万吨石油排入海中。油轮的洗舱水也是一项重要的油污染来源。船舶在机械运转过程中排出的含有燃料油和润滑油的舱底水虽然数量不大，但因是经常不断地排放，结果积少成多，总量也很不少。这种污水的含油浓度与压舱水相近，约为1000ppm左右。普通船舶每年的舱底水量相当于本船总吨数的10左右。油轮每年由舱底污水携入海水中的污油可达12万吨。目前，全世界每年由压舱水、洗舱水以及其他船舶污水排入海洋的石油总共约为50万吨至70万吨。据估计，全世界每年因船舶失事流入海洋的石油约3040万吨左右,2020/5/30,主讲赵伟,14,船舶主要是油船，在航行途中因触礁、碰撞、搁浅和失火等意外失事所造成的大量溢油，更是最令人关注的海洋污染来源。船舶失事常常发生在近岸或港湾内，并往往是在短时间就把大量的石油突然倾泻在海中，流出的油量最为集中，这对海洋生物资源、沿岸居民的生活环境和港湾设施的危害是很大的。例如，1967年3月装载11，8万吨原油的“托雷卡尼翁”号(TORREYCANYON)在英吉利海峡触礁沉没，十天内所载原油除小部分在轰炸沉船时烧掉外，其余全部流入海中，造成附近海区和海岸大面积严重污染。为了处理这次污染事件，出动了42艘船、1400多人，并使用了10万吨清洁剂。1974年由西班牙建造的美国油轮“阿莫戈卡迪兹”号于1978年3月装载22万吨轻原油由阿拉伯湾前往荷兰鹿特丹，在途经法国西北布列塔尼海面时，因操舵装置失灵，在风浪中触礁断裂，所载轻原油除一部分自然蒸发外，全部漂流在法国西北部海面上，严重污染了当地约180公里的沿海水域，导致了无数鱼、鸟的死亡，污染了海滩，毁坏了贝壳类水产的繁殖海床，影响了法国80的贝壳类产量，破坏了当地的旅游事业，使该地区的经济受到了沉重的打击。,2020/5/30,主讲赵伟,15,2020/5/30,主讲赵伟,16,在西班牙加利西亚海域发生事故的“威望号”油轮船体断裂后沉没。“威望号”载有7万吨燃油，生态学家警告说，“威望号”的沉没有可能造成更加严重的生态灾难,2020/5/30,主讲赵伟,17,1967年3月18日，123万吨的利比亚籍油轮“托雷坎尼荣号”满载着117万吨的原油从波斯湾的科威特出发，向英国威尔士的米尔福德港驶去。途经英国的锡利群岛和地角之间的公海时，在七石礁处触礁沉没，船上919万吨原油溢出，污染了180千米长的海区。1979年6月3日，墨西哥湾克斯托克1号探测油井发生井涌，约1亿4000万加仑原油泄漏入海。1989年3月24日，“埃克逊-瓦尔德兹”号在威廉王子岛海岸搁浅，原油泄漏量达1100万加仑。1992年12月3日，希腊油轮“爱琴海”号在西班牙西北海岸搁浅，2000多万加仑原油泄漏。1993年6月5日，“布里尔”号搁浅在苏格兰东北的设特兰群岛海域，泄漏了2600万加仑石油。,2020/5/30,主讲赵伟,18,1996年2月15日，“海洋女王”号在威尔士海岸搁浅，1800万加仑原油泄漏。1999年12月，满载2万吨石油的“埃里卡号”油船在布列斯特港以南70公里处海域沉没，造成大量石油泄漏，严重污染了附近海域及沿岸一带。加上飓风肆虐，致使污染向临近陆地大面积泛滥，严重破坏了鸟类的生存环境。这次事故恰恰发生在海鸥、鸬鹚等海鸟向这片海域迁徙以躲避寒冬的季节，因此受污染海鸟之众，令人瞠目。有人估计，因污染而死亡的海鸟数目最终会超过30万只。这次事件对鸟类的损害是欧洲史上最为严重的。2001年3月，在马绍尔群岛注册的“波罗的海”号油轮在丹麦东南部海域与一艘货轮相撞，泄漏原油约2700吨。这起事故发生在丹麦的一个海鸟自然保护区。2001年10月，在巴拿马注册的“纳土纳海”号油轮在新加坡海峡的印尼海域搁浅，部分油舱受损，造成7000吨原油泄漏。,2020/5/30,主讲赵伟,19,2)船舶对海洋的非油性污染,主要是船舶舱底污水(其中含有船上装载的有害化学物质)和大量的生活污水以及船上的垃圾等。据伦敦港的统计，每天平均要有160艘船停泊在港，如以平均每条船上的船员为5060人计，则这些船所排出的污水总量即相当于7，500一10，000人口的市镇的废物量。另据美国内务部年的统计，年进出美国水域的商用和军用船舶所抛弃的废物量相当于一座55万人口的城市一年所投弃的废物量。船舶对海洋的非油性污染也是相当严重的。二、海洋污染的危害1海洋油污染的危害1)对海洋生物资源的危害油污染对海洋生物的危害，从时间上来看可分为短期危害和长期危害两种。前者是指油污染事件发生后短期内即能明显觉察到的危害，而后者则是指需经过几十年甚至几百年才能充分显示出来的危害。从某种意义说，长期危害要比短期危害更为严重。,2020/5/30,主讲赵伟,20,(1)石油污染对海洋生物的短期危害,石油是一种成分复杂的混合物，海生物会因陷于石油挥发性毒物(如低沸点的饱和碳氢化合物)或可溶性毒物(如一些非碳氢化合物和芳香族碳氢化合物)的包围而死亡。当海水中的石油浓度达到0001ppm时，低级微生物的有机体组织就会受到破坏，含油量达到0.01ppm时，就可使鱼类受到致命的伤害，且会在一天之内出现油味鱼，而当含油达到20ppm时，鱼便无法生存。海洋油污染对海鸟的危害更为明显，因为海鸟的羽毛有防水性，但它是亲油的，所以一旦遇到石油，石油就会渗入或粘住海鸟的羽毛，破坏羽毛的组织结构，使羽毛失去隔热性能，降低浮力，甚至使海鸟因体重增加而下沉，丧失浮游和飞动能力，最后袁竭溺水而死亡。即使海鸟腹部仅粘有一个23厘米直径的油块，也足以将其置于死地。,2020/5/30,主讲赵伟,21,至于那些仅遭受轻度油污染的海鸟，由于其在用嘴清理羽毛时，常会吞下大量的石油，往往会致病和死亡。石油对鸟蛋的孵化能力，对幼鱼和鱼卵的危害也很大。石油的特殊气味还会影响海生物的回游路线和浅海繁殖区域，严重影响渔业生产。在每次油轮海损事故后都要毁灭大批的鱼虾和海鸟，并严重影响当地的渔产。例如在“托雷卡尼翁”号油轮事件中死亡的海鸟就有两万五千多只，鲱鱼鱼卵5090死亡，鱼也濒于绝迹。在失事后十余年中，英吉利海峡的龙虾产量始终仅为失事前的一半左右。,2020/5/30,主讲赵伟,22,2020/5/30,主讲赵伟,23,三色号,2020/5/30,主讲赵伟,24,山东近岸海区重大溢油事件一览表,2020/5/30,主讲赵伟,25,对于栖息在海底的软体动物，当有大量石油从海面下沉时，由于石油堵塞了它们的出入水管或因石油氧化时消耗底层水中的大量氧气，也会使其窒息而死亡，对于诸如鲸，海豚等体表无毛的海兽，如油块堵住了它们的呼吸器官，同样也会导致窒息和死亡。当海水中石油浓度达1000ppm时，海胆的管足就会失去活动能力，并在1小时内便可致死。当沿岸海区发生大规模油污染时，软体动物也可能遭到严重的损害。例如，1963年，一艘货船在美国西海岸遇难，大量燃油流出，第一周内便有几十万个蛤被杀死，致使该地区养蛤业的收获量只达正常年景的9。另外，石油还能妨碍海藻的光合作用，使海藻大量死亡，等等。,2020/5/30,主讲赵伟,26,(2)油污染对海洋生物的长期危害,在研究海洋食物链中的有机化合物时发现，各种结构的烃一旦被某种海生物所吸收，其性质就变得十分稳定，在食物链中循环而不会再被分解。在海洋食物链中烃不仅可被保存下来，而且还能浓缩，直到具有毒效的程度。当海洋生物吸收了石油的小颗粒后，石油就会通过食物链进入人们食用的经济鱼、贝类体内，并最终把石油成分中的长效毒物如致癌物质带入人体，危及人类的健康。,2020/5/30,主讲赵伟,27,海洋油污染对生物的危害还在于可能改变或破坏海洋环境的生态平衡。当海面漂浮着大片油膜时，由于它降低了表层海水中的日光辐射量，因而就会使进行光合作用的海洋食物链中最低级的一环浮游植物数量减少。又将引起食物链其他更高环节上的生物数量的相应减少，最终造成整个海洋生物群落的衰退。在另一种情况下，由于油污染杀死大量海鸟，作为其饵料的上层鱼类数量就会增加。上层鱼类的增加同样也能引起浮游植物的减少。而浮游植物又是海洋乃至整个地球上氧气的主要供应来源(占70左右)，这样一来，海水中溶解的氧气将随之降低，其最终结果同样会导致海洋生态平衡的失调，使一些厌氧的种群增殖，而好氧的生物则衰减。,2020/5/30,主讲赵伟,28,2)对海滨环境的影响,海滨地带气候宜人，环境优美，是天然的浴场，旅游的胜地，常常吸引大批的人群。若一旦遭到石油的污染，则海滩和岸边的细砂卵石就将混杂石油，甚至弄得遍地油迹，令人厌恶，优美的海滨环境随之遭到破坏。例如，日本冲绳八重山群岛某处海岸，原来景色秀丽，海滩覆盖着洁白的石英砂砾，是令人响往的海滨浴场，但近年来由于遭到严重的石油污染而变得景色凄凉，游客稀少。3)油污染造成的其他影响严重的油污染事件发生后，如不采取紧急措施，大片的油膜覆盖在海面上，必将影响风对海面的作用，阻碍海水的蒸发以及大气和海洋的热交换，改变海面的反射率和进入海洋表层的日光辐射量，对局部地区的水文气象也可能产生一定的影响。海面上的油膜还将减少溶入海水中的氧气数量，从而降低海洋的自净能力。,2020/5/30,主讲赵伟,29,2海洋非油性污染的危害,船舶大量和持续地排放污水和废物，同样会造成水体的污染，即破坏其自然净化过程，改变了水的生态性。在船舶污水和废物中是可能含有对生物体有害的化学元素和毒品的，即便只是一般的食物残渣和粪便等有机物，由于它们在分解过程中需要消耗水中的溶解氧，而当水中的溶解氧缺少时，就要发生无氧分解过程，即“腐败作用”。复杂的有机物质将分解为众多的有害产物，比如从碳化物中分解出甲烷，从氮化物中分解出氨，氮和粪臭素，此外，还会产生气味难闻的硫化氢和硫醇等。分解出的这些气体产物将会使河川和港口等封闭水域的水面发臭，而余留在水底的无机物则危害动植物的生存。,2020/5/30,主讲赵伟,30,生活污水中的磷酸盐和硝酸盐是可作为水生植物的养料的，如果它们的数量过多，则会形成所谓的富养状态。水中海藻和其他水草丛生，而这些水草死亡后，沉积发腐，又会大量消耗水中的溶解氧。水中溶解氧的减少和有机物的增加对鱼类和其他高级生物是不利的，它们或者被迫逃离污染区，或者就会死亡。这样，那里的水域就会腐臭变黑，只剩下带有很多危险细菌的低等蠕虫。船上未经处理的污水每毫升含有好几百万的细菌，其中许多是病原体或诱发因素。具有传播伤寒、痢疾、肠胃炎、脊髓灰白质炎和传染性肝炎等疾病的潜在危害。,2020/5/30,主讲赵伟,31,三、防止船舶污染海洋的措施,1防止海洋污染的有关条例和标准1954年在伦敦召开的国际会议上制订了“国际防止海洋石油污染公约”。此公约于1958年生效，并为第一批共十个国家所接受。1959年在联合国中建立了“政府间海事协商组织”，简称“海协”(IMCO)，负责监督公约的执行。1962年对该公约作了修订，1969年又对公约作了补充修订。1971年“海协”通过了限制大型油轮油舱容积的条例，以防止发生事故时的大量溢油。1973年又在伦敦召集的“海协”参加国会议上，制订了新的“国际防止船舶造成污染公约”。此公约不仅包括防止石油污染的问题，而且规定了防止船舶生活污水和垃圾污染的细则。该公约适用于任何类型，任何大小的船舶，对于那些不论在何处违章排放的船舶，都将受到船旗国或港口国的重重罚款。,2020/5/30,主讲赵伟,32,MARPOL7378公约，全称是1973年防止船舶造成污染国际公约及其1978年议定书。该公约是由国际海事组织(InternationalMaritimeOrganization)该公约附有五个技术附则，分别为：I“防止油污规则”，与MARPOL7378公约同于1983年10月2日生效，在我国也于同日生效；.“控制散装有毒液体物质污染规则”，1987年4月1日生效。我国对该规则的生效没有表示异议，默认接受。按IMO的规定，在异议期内，没有表示异议的国家即是以默认的方式接受并承认该规则，这种接受形式简称为默认接受；.“防止海运包装、集装箱、可移动罐柜或公路及铁路槽罐车装运有害物质造成污染规则”，1992年7月1日生效，,2020/5/30,主讲赵伟,33,“防止船舶生活污水造成污染规则”，尚未生效；V“防止船舶垃圾造成污染规则”，1988年12月31日生效，我国于1989年2月21日生效。国际海事组织于1992年分别对MARPOL7378公约的附则I、作了修正，我国也都默认接受。目前，该公约对船舶排放含油污水、生活污水以及固体垃圾的具体要求。,2020/5/30,主讲赵伟,34,1)附则I中防止油污染的有关规定150Gt及其以上油船货油舱处所的排油控制,系指地中海、波罗的海、黑海、红海、海湾地区、亚丁湾和南极海域。“现有油船”系指非新油船；“新油船”系指：A在1975年12月31日以后订立建造合同的油船，或B无建造合同时,在1976年6月30日以后安放龙骨或处于相应建造阶段的油船；或C在1979年12月31日以后交船的油船，或D曾经重大改建(按附则规定)的油船,2020/5/30,主讲赵伟,35,清洁压载水系指在天晴、水清的情况下从停航船舶排出时不会在水面或邻近岸线上产生明显的痕迹，不会形成油泥或乳化物，沉积于水面以下或邻近岸线上；如果是经主管机关认可的排油监控系统排出；含油量不超过15ppm，尽管出现明显痕迹仍确定该压载水是清洁的。专用压载水系指与货油或燃油系统完全隔绝并固定用于压载的船舱内的压载水。船舶机舱处所的排油控制(不包括油船货油泵舱的舱底水),2020/5/30,主讲赵伟,36,2)附则IV与V防止船舶生活污水、垃圾污染的排放要求,2020/5/30,主讲赵伟,37,大肠苗群是寄生在人体肠内的一种细菌(主要是大肠杆菌)，因此只在粪便中大量存在，通过实验室计数船舶排放污水中的大肠菌群数，即可看出有可能危害人体健康的病原菌数量。生化需氧量是指需氧微生物为了稳定和氧化分解排水中的有机物所需的耗氧量。一般BOD5值是通过在排水中加入能分解有机物的微生物，再放入氧饱和水，在一定温度(20)下，经过几天反应，然后根据水中氧的减少量来测定的。生化需氧量值越高，表示水中的有机物越多。一般常以5天的生化需氧量作为对水中有机物的基本估量标准。固体悬浮物通常指用过滤方法即可从排放污水中大量消除的微小固体物质。,2020/5/30,主讲赵伟,38,2020/5/30,主讲赵伟,39,船舶大气污染物排放的新要求,2020/5/30,主讲赵伟,40,2.国内法规,我国有关海洋环境保护方面的法规主要有1982年8月23日颁布的中华人民共和国环境保护法、1983年4月颁布的船舶污染物排放标准以及1983年12月29日颁布中华人民共和国防止船舶污染海域管理条例船舶含油污水排放要求,2020/5/30,主讲赵伟,41,船舶生活污水排放要求,2020/5/30,主讲赵伟,42,船舶垃圾排放要求,2020/5/30,主讲赵伟,43,二、油船防止油污染的措施,目前油船防止油污染主要是从改变原有洗舱、压载等操作方法，增添防污设备及改变船体舱室结构等途径来减少或杜绝污染。(一)装于上部法(loadOnTop简写LOT)实际上是将洗舱水中的油类留存船上，然后按规定排放。油船卸油后，直接向未经清洗的油舱打进压载水，并在压载航行中将油舱底部含油量较低(约50PPm)的压载水排入海,一些油舱经清洗后载入清洁压载水。,2020/5/30,主讲赵伟,44,洗舱水和含油量较高的压载水一并抽入专门隔开的沉油舱(通常是一个或两个按沉淀分级原则互相连接的空货油舱)，待其沉淀分层后，将认为是清洁的下层水慢慢抽出舷外。当油船抵达装油港并将清洁压载水排出舷外后，预先收集起来的，沉淀在沉油舱内的残油，或送至岸上接收设施，或均匀分布于全部(或成组)货油舱，将新的货油装在残油上部。,2020/5/30,主讲赵伟,45,经验表明，油舱的含油压载水经48小时以上静置沉淀后，离表面2m以下处的含油量可不大于100PPm，符合一定的排放标准。沉油舱中，经初始一小时静置后，约85的含油污水也能油水分层，底部的水即可排入海内，余下的上部乳化液要再静置约24h，才能分离出含油量低于100PPm的水。如此反复两、三次静置处理后，剩下污水的含油量将高达50左右，而数量仅占沉油舱容积的一小部分。此法还可以用35个航次为一周期，轮流地将所有货油舱清洗一遍，以清除淤渣。但是此法受天气好坏、航程长短和人工判断油水浓度误差的影响，因而出现了改进的“装于上部法”。其主要特点是采用有效的监控措施，如油分浓度的监控，调节，登记排放量的系统、油水界面的监控系统，并以多级沉油舱和油水分离器相配合，保证排水的含油量始终低于30ppm。同时根据排油量和船速，计算和记录总排油量和瞬时排油率。,2020/5/30,主讲赵伟,46,“装于上部法”不适于下列情况；近海和短途航行；恶劣天气下航行；运输成品油的油船(因成品油不应掺入水和盐分)。压载航行时间不小于48h是采用该法的必需条件。,2020/5/30,主讲赵伟,47,(二)专用压载舱(SBT)和清洁压载舱(CBT),SBTsegregatedballasttankCBTcrudeballasttank7378防污公约和我国海船防污结构与设备规范(简称“海船防污规范”)规定2万载重吨以上的新原油油船和3万载重吨以上的新成品油船，均应设置专用压载舱(新油船指1982年6月1日后建成或经重大改建后交船的油船，对7万载重吨以上的油船，该日期还应推前至1979年12月31日。国内航线的油船另定)。油船专用压载舱一般是采用双重边舱或双层底的结构，使压载舱与货油舱、燃油舱及其系统完全分开，并专用于装压载水。它可在任何地方任意排放，而不致污染海洋。即使当船舶发生碰撞、搁浅等海损事故时.据估计，溢油危险性比普通油船要减少35，事故溢油量要减少70。但是设置专用压载舱，使货油舱容减少和船舶造价增加，经济效益有所降低。,2020/5/30,主讲赵伟,48,为了保证安全压载航行，一般专用压载舱容量应至少满足下列要求：,1)船中部型吃水dm应不小于2.0+0.02L，m(L为船长，m)，2)尾倾造成的首尾吃水差不得大于0.015L，m，3)尾吃水应使螺旋桨全部浸没。在海况非常严重的特殊情况下，根据船长意见，为了船舶安全，可在经原油洗舱后的货油舱中加装额外压载水(专用压载舱的容积一般不超过油船载重量的30一40)。对此种压载水应按污压载水排放要求进行处理和排放。1973年防污公约对清洁压载舱作了具体规定，即压载水中的油分浓度不得超过15ppm。各国对在其领水内排放清洁压载水的限制是不同的。例如有的只允许在其领水内，从航行中的船上排放，不然应送交岸上接收设施。,2020/5/30,主讲赵伟,49,船舶营运清洁压载舱仅在下列情况实际意义：,1)需要压载的船开往未设岸上接收装置的港口，并允许将清洁压载水排入港内水域；2)船舶在特区航行或离最近陆地为50nmile(对油轮)或12nmile(对其他船舶)进行压载作业。使用清洁压载舱的油船，应装规定的和经认可的油分浓度计，对排放的压载水含油量进行监控。这种油船应备有7378防污公约规定的“清洁压载舱操作手册的标准格式”和“清洁压载舱操作手册”(见我国海船防污规范的附件9)。,2020/5/30,主讲赵伟,50,(三)原油洗舱(COW)crudeoilwashing,原油洗舱是指原油油船在卸油的同时，用一部分原油经固定式洗舱机，以一定压力(1MPa)喷射到货油舱内，以洗掉附于油船内壁，管路、肋板等表面的油渣和沉积于舱底的石腊、沥青等残渣的洗舱方法。因原油能完全溶解这些油渣，而且在油流的喷射作用下，能加速溶解过程，清洗效果良好。当油舱准备用焊接或气割修理时，在洗舱机循环一次洗后，必须用海水再次清洗油舱。“7378防污公约”规定，对2万载重吨以上新原油油船和4万载重吨以上现有原油油船应设置原油洗舱的货油舱清洗系统。原油洗舱操作，必须在惰性气体充满油舱的时用洗舱机进行，油舱空气中含氧量不得超过8，以免引起油气爆燃。,2020/5/30,主讲赵伟,51,1残油量减少、载货量增加用原油洗舱，货油舱内沉淀物基本上可全部同货油一起卸出。油舱内残留物，原来就是货油的一部分，都是可以炼制的物质，然而在卸油作业中，这部分残留物不能卸掉，一艘20万吨级油船，每航次的残留物大约有10002000t，当用原油洗舱时，这部分残留物都可卸掉，只是在部分管路和泵内有少量残留油，其数量在300t左右这样每航次就可增加载油量700t。2可防止海洋污染原油洗舱后，油舱内油性残留物大大减少，作为压载用的油舱只要再用少量海水冲洗，就可满足清洁压载要求，即压载水中含油量少于15ppm，所以仅有少量冲洗海水打入污水舱内。这样不仅污水舱内的污水量比单纯用海水清洗时大大减少，而且这部分洗舱水，经过沉淀过滤后排出时，总排油量小于货油总量的130000。3货油中含水量减少由于海水和油接触减少，而且回收水量减少，乳状混合物也减少，故油水分离容易，可以较有效地把水分离出来，所以货油及污油中海水含量大幅度下降。因而历来因油中混有海水而造成炼油厂重大故障的因素减少。,2020/5/30,主讲赵伟,52,4可减少舱内构造物的腐蚀用海水洗舱后，舱内处于高温高湿状态，最容易产生腐蚀，而原油洗舱减少了海水与舱壁接触的机会，可起到防腐蚀作用。5可缩短进厂修理前洗舱及除气工作时间进厂修理前洗舱，如用原油洗舱只需23天，最短12h就可完成，且不需大量人力和费用。同时因清洗比较彻底，舱内没有残留油渣，进厂修理时不易发生火灾爆炸事故。英国自1970年起从防止海洋污染观点出发，开始进行原油洗舱研究，经过二三年试验阶段，1973年某些大型油船，在欧洲各港卸油时，使用原油洗舱。美国于1971年也开始进行原油洗舱试验，1975年发表详细研究报告。日本1973年以后开始研究试验，在1976年就进入实用阶段。我国1978年开始进行高粘度原油洗舱技术研究，1983年大连远洋公司60，000吨级原油油船，开始实施原油洗舱。1988年中华人民共和国港务监督，颁发了我国首批“油船原油洗舱监督员资格证书”，原油洗舱技术在我国推广应用。,2020/5/30,主讲赵伟,53,2020/5/30,主讲赵伟,54,2020/5/30,主讲赵伟,55,2020/5/30,主讲赵伟,56,2、船用油水分离器,一、油水分离的基本方法和重力分离的基本原理油水分离的方法有物理分离法、化学分离法，电气分离法等。物理分离法是利用油水的比重差或过滤吸附等使油水分离化学分离法是向含油污水投放絮凝剂或聚集剂，前者可使油凝聚成凝胶体而沉淀，而后者则使其上浮，电气分离法是把含油污水引进装有电极的舱柜中，利用电极的作用消除油粒的电荷并使其往复运动，以使细小油粒易于聚集在一起而上浮，实现油水的分离。船用油水分离器，目前主要采用物理分离的方法。,2020/5/30,主讲赵伟,57,2020/5/30,主讲赵伟,58,l、常用的物理分离法,1)重力分离在重力场的作用下，利用油和水的密度差使油水彼此分离。优点是结构简单，操作方便，缺点是只能分离自由状态的油，而不能分离乳化状态的油。一般认为油粒直径小于50微米就很难分离。密度差上浮分离法按其作用方式的不同，还可分为静置分离，机械分离和离心分离三种。,2020/5/30,主讲赵伟,59,静置分离将含油污水贮存在舱柜内，在单纯的重力作用下，经过沉淀使油液自然上浮以达到分离的目的。需要较长的时间和较大的装置，难以连续使用。机械分离让含油污水流过斜板、细管和滤器等，使之产生涡流，转折和碰撞，以促使微小油粒聚集成较大的油粒，再经比重差的作用而上浮，从而达到分离的目的。,2020/5/30,主讲赵伟,60,在壳体内装有几组聚合油滴用的细管2。,2020/5/30,主讲赵伟,61,当油污水进入分离器后，粗大的油粒即上浮至顶部，并经一次分离油出口3排走，其余则随污水流落下部，从下部依次流入三组细管，细油滴就会逐渐地聚合成粗油滴而上浮，经分离器顶部的二次分离油出口4排走，已经分油处理后的清洁水由下部排水口5排出舷外。,2020/5/30,主讲赵伟,62,斜板与过滤组合式油水分离器,在这种分离器中，含油污水先后经过三次处理，分离效果相当良好，可使水中的油分浓度降低到5ppm以下。,2020/5/30,主讲赵伟,63,2进入3，较大颗粒的污油上浮，由一次分离油出口4排走，余下的油水则从底部进入装有1的细分离室7，油滴经板组的作用而聚合后，上浮至二次分离油排出口5排走，含有少量剩油的污水，再流过8的细小缝隙，细小油滴再次接触并聚合成较大油滴而上浮，经三次分离油出口6排出，,2020/5/30,主讲赵伟,64,2020/5/30,主讲赵伟,65,2020/5/30,主讲赵伟,66,离心分离利用机械的高速回转，使油、水在离心力和比重差的作用下实现分离。油污水在分离器中的停留时间很短，分离器体积较小。,2020/5/30,主讲赵伟,67,2)过滤分离,让某一粒度的物质通过滤器，大于该粒度的物质则不能通过。利用这样的滤器可以有效地进行油水分离，但这样的滤器容易堵塞，必须经常进行反向冲洗。船用油水分离器中所使用的滤器，通常大都采用可让微小油粒通过的滤器，在微小油粒通过滤多孔材料的同时，互相碰撞以使油粒聚合增大，从而上浮和分离。由于微小油粒逐渐聚合长大，也叫做粗粒化过程。粗粒化的程度与聚合元件的材料选择以及材料充填的高度和密度等有关。利用滤器的油水分离器价格便宜，装置紧凑，特别是在大型油水分离器中，使用滤器进行细分离，效果比较良好。,2020/5/30,主讲赵伟,68,3)吸附分离,利用多孔性吸附材料直接吸附水中的微小油滴，以达到油水分离的目的。常用的吸附剂有砂、活性碳和各种高分子化合物等。随着吸附过程的进行，吸附材料会出现“饱和”现象需要经常对吸附材料进行“再生”，以恢复其吸附能力。“再生”处理过程比较复杂，按这种原理连续处理大量的油，在结构上存有一定困难，通常只作为附加装置或在小船上使用。如日本生产的一种小型油水分离器PBOS（重力吸附过滤组合式油水分离器）,2020/5/30,主讲赵伟,69,4)浮选分离,浮选分离就是在含油污水中注入空气，形成气泡，以使浮动着的油滴能够附着于气泡表面，随同上浮，达到油水分离的目的。向污油水加压，使空气溶解在含油污水中，然后再降压至大气压力，以使溶于水中的空气变为微小气泡，粘附油粒，一起上浮，达到油水分离的效果。,2020/5/30,主讲赵伟,70,2020/5/30,主讲赵伟,71,5)超声分离,超声分离是借助于对含油污水发射超声波的方法，引起油粒振动，使微小油粒互相碰撞、聚集、扩大而分离上浮的。超声分离性能良好，能分离用普通方法难以分出的乳化油。在使用时必须正确掌握振动频率，否则，水中的油粒非但不能聚合，反而还会乳化，以致难以分离。超声分离装置价格较高，大型装置中也难以采用。目前，在船上实际应用的油污水分离装置，既有按上述各种方法之中的一种设计而成的，也有按上述几种方法组合设计而成的。其中重力分离一般用于粗分离，而过滤吸附则用于细分离和精分离。,2020/5/30,主讲赵伟,72,(二)油水分离的工作原理，结构和性能,1、多层斜板式油水分离器(译名为“托勃罗”式TURBULO),船用油水分离器种类很多，分离效果在含油浓度为100ppm以内的，以利用机械重力分离的多层斜扳式、细管式等装置较晋遢。分离效果在含油浓度为15ppm以内的，以采用机械重力分离和粗粒化元件组合的装置最普遍。如果分离效果要求在5ppm以内，则装置还应附有吸附材料，作进一步分离。,2020/5/30,主讲赵伟,73,壳体上部为粗分离室，下部为细分离室。油污水自上部切向流入作螺旋流动，油粒上浮进行粗分离。随后液流经上部多孔阻滞板整流后，进入下部多层斜板间(流速极慢，Re2)，在板间狭窄通道内，细小油粒碰撞，聚集，变大。当浮力大于本身重量和粘滞阻力时，油粒上浮，沿斜板下表面往外流动，油粒继续扩大。脱离斜板边缘，直接上浮至集油罩排出。处理过的水经斜板中央的带孔集水管，引出分离器。,2020/5/30,主讲赵伟,74,为了降低油分粘度，壳体内有蒸汽加热盘管(加热温度一般为40-60)。还装有自动控制排油的两个油位电极和浮球控制的空气泄放阀等。能保证在船舶倾斜15时正常工作，能使油污水的含油量降至100ppm以下。目前很少单独使用。,2020/5/30,主讲赵伟,75,2直流式油水分离器,该装置为七十年代国产24000t油船分离压舱水而设计制造的，属重力分离的油水分离器。处理能力50t/h被分离水的最大压力0.3MPa油温20油的密度0.985g/cm3加热蒸汽压力0.3MPa分离后水中油分浓度100ppm,2020/5/30,主讲赵伟,76,2020/5/30,主讲赵伟,77,清水,孔式滤板,油污水自上部进入后，先穿过锥形孔式滤板3，实现第一次分离。后经下部内套7，穿过小的锥形孔式滤板5，几次转折，进行第二次分离。分离出的油滴经油上升管8浮至顶部排出，清水则由中央的出水管10排至舷外。,2020/5/30,主讲赵伟,78,FeaturesandBenefits1、Notsusceptible易受影响的tooverloadbysuspended悬浮的solids固体.Notaffectedbyfluctuating变动,上下摇动oilconcentrations浓度.2、Operatesautomatically.Non-biological,non-chemicalprinciplesofoperation.Withstands抵挡heavyvibration,andviolent猛烈的motion.Idealforshipsandtruck-mountedapplications.3、Salinity盐度levelsintheinputwaterdonotaffecttheefficiencyofthesystem.Lowenergyconsumptionperunitvolumeoftreatedwater.4、Lowoperatingcost.ExceedsInternationalMaritimeOrganization(IMO)MARPOL73/74requirementsforoil/waterdischarge.ExceedsU.S.EPA美国环保总署regulatoryrequirementsforoil/waterdischarge.Lloydsapproved,2020/5/30,主讲赵伟,79,3、YSCZ型船舶油水分离器,这种装置为上海船舶设备研究所研制，适用于处理舱底油污水。它采用铜丝网组成油滴聚合器。,2020/5/30,主讲赵伟,80,2020/5/30,主讲赵伟,81,油污水经粗滤器，由柱塞泵切向进入第一级分离筒，粗大油粒上浮分离，油污水则向下，由外向里进入第一级油滴聚合器进行分离。随后又进入第二级分离筒内的油滴聚合器微小的油粒从里向外进一步聚合，再上浮分离。处理效果可达到含油量小于10ppm。装置呈两个分离筒组合式。,2020/5/30,主讲赵伟,82,4、CYFB型油水分离器,国产CYFB型船舶油水分离器，用来处理船舶机舱舱底水，是一种重力分离(波纹板组)加聚合(粗粒化)分离的组合式分离器。粗粒化材料用聚丙稀纤维制成。整个油水分离器是两级圆筒形布置，包容于一个柜式外壳中，处理效果达到小于10ppm，能在船舶倾斜22.5时正常进行。该装置采用由橡胶制成定子衬套的单螺杆泵，抽送舱底水。橡胶过度磨损后会造成内部泄漏和使油水乳化，及时更换。加热蒸汽压力小于0.3MPa，压缩空气压力调至0.50.6MPa。,2020/5/30,主讲赵伟,83,含油污水经扩散喷嘴进入分离器，大颗粒油滴即上浮到左集油室1的顶部，而含有小颗粒油滴的污水则向下进入由峰谷对置的多层波纹板组构成的重力分离装置中。由于双波纹板组的湿周大，含油污水处于层流状态，并在特有的水腔结构内使中小颗粒的油滴相互碰撞，聚合而成较大的油滴。当从波纹板组流出后，油滴就会因受到浮力的作用而上浮到右集油室的顶部。含有更小颗粒油滴的污水通过滤器，滤除水中的固态悬浮粒子和机械杂质，顺次进入第一、第二聚合元件。由于聚合元件的特殊聚合功能，残留在水中的细微油滴就将在其中聚结成较大油滴,上浮至中间集油室。,2020/5/30,主讲赵伟,84,2020/5/30,主讲赵伟,85,聚集在左、右集油室中的污油，通过油位检测器发出的信号，控制自动排油阀，经污油排出管排往污油柜，中间集油室则由于污油量较少，采用人工定期排放(通常约半个月排放一次)。分离后的清水经排水口排往舷外。该装置滤器16设在内部，清洗不便，新设计已将其移出。,2020/5/30,主讲赵伟,86,CYF型油水分离器在首次投入运行前，应先注满清水，为此需关闭通往舱底的吸入阀1，打开海水吸入阀2，起动污水泵4，同时打开分离器各腔室的上部旋塞，使空气排出，直至旋塞出水时，再将其关闭。如此连续运转一小时，以清除在安装时管壁可能沾污的油分，然后关闭海水吸入阀2，打开舱底吸入阀1和压缩空气截止阀22，调整气压至0.50.6MPa并将自动排油转换开关放在自动位置，分离器即可投入正常运行。,2020/5/30,主讲赵伟,87,2020/5/30,主讲赵伟,88,当气温较低或污油粘度较高时，为使油水易于分离，可打开蒸汽截止阀8、9，以进行加热。为了检查自动排油的可靠性，各集油室均设有检验旋塞，若检验旋塞出油，而相应的集油室未见自动排油，即表明自动排油失灵，此时可将控制箱上的相应转换开关转到“手动”位置，用手动遥控排油，直至检验旋塞出水时，再将转换开关转回至“自动”位置。如果自动排油和手动遥控排油都失灵，则可直接打开气动隔膜阀16进行人工排油。油水分离器在使用一定时期后，特别是因操作不当而引起内部严重油污染时，需及时进行冲洗。冲洗时，应打开截止阀8、9，通入压力为0.2-0.3MPa的蒸汽，将分离器内的污水加热，以去除粘附于分离器内壁、波纹板组和滤器上的油污，并在加热温度达到6070时停止加热。然后起动污水泵4，排除清洗后的污油。分离器右侧壁上的过滤器19每隔半年左右即需清洗一次。细分离室中的聚合元件16和17经长期使用失效后，也须换新。检查滤器或换新聚合元件前，应先对分离器进行冲洗。冲洗完毕后，再打开底部泄放旋塞将冲洗下来的污油排空。清洗滤器或换新滤器材料时，要保证充填密度均匀，不得有局部孔隙存在。,2020/5/30,主讲赵伟,89,2020/5/30,主讲赵伟,90,2020/5/30,主讲赵伟,91,5、YSC型油水分离器,YSC型油水分离器由三级粗粒化装置组合而成，整体安装在一个柜式壳体内。含油量低于10ppm.它由三级处理装置组合而成，主要是利用过滤分离原理，使经过聚合后的大油滴上浮而与水分离。,2020/5/30,主讲赵伟,92,第一级滤器的下部过滤材料是砂，上部为聚氯乙烯合成纤维，第二、三级的过滤材料均采用聚氯乙烯合成纤维。含油污水由电动柱塞泵输送至油水分离器的第一级，粗大油粒即上浮至分离筒顶部。经第一级处理后的污水经第二级，进一步分离细小油粒，使其聚合上浮至分离筒的顶部，经处理后的水再经第三级过滤处理，由分离筒的下部排至舷外。,2020/5/30,主讲赵伟,93,当聚集于分离筒顶部的油层达到一定厚度时，液位电极7发出讯号，使电磁阀6打开自动排油。该型油水分离器还配有反冲冲洗系统。经过较长时间使用后，如聚合滤芯(主要是第一级滤芯)堵塞，可将阀门1、4关闭，打开阀门2、3，进行反冲洗。冲洗完毕后，打开阀门1、4，关闭阀门2、3再投入使用。,2020/5/30,主讲赵伟,94,船用型,陆用型,2020/5/30,主讲赵伟,95,2020/5/30,主讲赵伟,96,6塞里普(SEREF)SFC型油水分离器吸附材料要定期(工作10h)反冲洗(约1020分钟）和适量添加，但不必更换，管理较方便。由于通过吸附层的阻力随其吸油量增加而上升，当吸附饱和时就要反冲洗。装置用清水排出泵17的吸入压力作为信号，由低压继电器报警，可保证清水排出时含油量小于15ppm。吸附材料是专门处理过的微小砂粒(直径为23mm)，其表面涂一层化学薄膜，有良好的亲油性。粗粒化区由许多金属板组构成。,重力分离加吸附分离的组合式分离器，它由内外两个圆筒构成，进行三级分离。内筒和外筒间是重力分离区，为第一级分离区。内筒下部是粗粒化区，为第二级分离区。内部上部装有吸附材料，为第三级分离区。经吸附处理后，含油浓度可低于5ppm。整个装置构造简单，占地小，