哈工程船舶辅机--15-船舶防污染

1、12一、海洋污染和危害一、海洋污染和危害引起海洋污染的原因主要有引起海洋污染的原因主要有: : 1) 1) 油船泄漏；油船泄漏； 2) 2) 海洋倾倒工业废料；海洋倾倒工业废料； 3) 3) 生活污水直接排进海洋；生活污水直接排进海洋； 4) 4) 用生活垃圾填海。用生活垃圾填海。 海洋污染的危害是海洋污染的危害是: : 1) 1) 使海洋食品中聚积毒素，人食用后得病；使海洋食品中聚积毒素，人食用后得病； 2) 2) 使海产减少，危及人使海产减少，危及人类的食物源；类的食物源； 3) 3) 使浮游生物死亡，海洋吸收二氧化碳能力减低，加速温室使浮游生物死亡，海洋吸收二氧化碳能力减低，加速温室效应

2、；效应； 4) 4) 使海洋生物死亡或发生畸形，改变整个海洋的生态平衡。使海洋生物死亡或发生畸形，改变整个海洋的生态平衡。 人类为保护海洋正在作出的努力主要有人类为保护海洋正在作出的努力主要有: : 1) 1) 禁止向海洋倾倒工业废料；禁止向海洋倾倒工业废料； 2) 2) 生活污水处理之后再排放入海；生活污水处理之后再排放入海； 3) 3) 垃圾回收利用垃圾回收利用, , 尽量不把海洋作为生活垃圾填海场。尽量不把海洋作为生活垃圾填海场。3二、防止船舶对航运环境污染的公约及法规二、防止船舶对航运环境污染的公约及法规 控制和防止船舶对环境的污染一靠法规，二靠技术控制和防止船舶对环境的污染一靠法规，

3、二靠技术 目前国际上对海运防污最有影响的是目前国际上对海运防污最有影响的是MARPOL 73MARPOL 737878公约，全称公约，全称19731973年防止船舶造成污染国际公约及其年防止船舶造成污染国际公约及其19781978年议定书年议定书。该公约。该公约附有五个技术附则，分别为；附有五个技术附则，分别为；、“防止油污规则防止油污规则”“控制散装有毒液体物质污染规则控制散装有毒液体物质污染规则”、“防止海运包装，集装箱，可移动罐柜或公路及铁路槽罐车装防止海运包装，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运有害物质造成污染规则”、“防止船舶生活污水造成污染规则防止船舶生

4、活污水造成污染规则”、“防止船舶垃圾造成污染规则防止船舶垃圾造成污染规则”4三三 防止船舶对航运环境污染的主要技术措施防止船舶对航运环境污染的主要技术措施 就技术上说，控制船舶对环境污染主要从船体结构、防污设施以及操就技术上说，控制船舶对环境污染主要从船体结构、防污设施以及操作管理三方面人手。作管理三方面人手。 1 1防止油类污染的主要技术措施防止油类污染的主要技术措施 (1)(1)油船的油船的“装于上部装于上部”法法(Load On Top)(Load On Top)及改进的及改进的“装于上部装于上部”法法 所谓所谓“装于上部装于上部“法，是在油舱卸油后，直接将压载水压入未经清洗法，是在油舱

5、卸油后，直接将压载水压入未经清洗的油舱中在航行时将油船下部含油量较低的油舱中在航行时将油船下部含油量较低( (约约50ppm)50ppm)的压载水排人海中，的压载水排人海中，把其余含油量较高的压载水与清洗某些油舱的洗舱水排入指定的做为污油把其余含油量较高的压载水与清洗某些油舱的洗舱水排入指定的做为污油舱的油舱，再经分离排水，在船舶抵港后，货油直接装载于污油的上部。舱的油舱，再经分离排水，在船舶抵港后，货油直接装载于污油的上部。 “ “装于上部法装于上部法”的主要缺陷是不适应短途航行以及恶劣天气航行，原的主要缺陷是不适应短途航行以及恶劣天气航行，原因是油水分离时间短与船舶颠簸，摇晃均不利于油水的

6、静置分离，另外该因是油水分离时间短与船舶颠簸，摇晃均不利于油水的静置分离，另外该方法也不适合成品油运输，因为成品油中掺人海水会影响质量。方法也不适合成品油运输，因为成品油中掺人海水会影响质量。5(2)(2)专用压载舱专用压载舱(Segregated Ballast Tank)(Segregated Ballast Tank) 载重量为载重量为20 000t20 000t及其以上的新油船及载重量为及其以上的新油船及载重量为30000t30000t及其以上及其以上的新成品油船均应设有专用压载舱，使压载舱与货油舱、燃油舱及其的新成品油船均应设有专用压载舱，使压载舱与货油舱、燃油舱及其系统分开专用压载

7、舱的容量应使该船可以不依靠货油舱装载压载水系统分开专用压载舱的容量应使该船可以不依靠货油舱装载压载水而安全地进行压载航行。而安全地进行压载航行。 (3)(3)清洁压载舱清洁压载舱(Clean Ballast Tank)(Clean Ballast Tank) 油船在运营过程中根据其船型、货舱结构、航区特点以及吃水要油船在运营过程中根据其船型、货舱结构、航区特点以及吃水要求等，将部分货油舱改为专门用于装载压水，作为清洁压载舱。清洁求等，将部分货油舱改为专门用于装载压水，作为清洁压载舱。清洁压载舱对船舶结构、泵、管路等方面不作改动，泵与管系仍与货油共压载舱对船舶结构、泵、管路等方面不作改动，泵与管

8、系仍与货油共用一个系统该船型故除了会降低货油装载容积外，还使操作程序变用一个系统该船型故除了会降低货油装载容积外，还使操作程序变得复杂得复杂 (4)(4)原油洗舱原油洗舱(Crude Oil Washing)(Crude Oil Washing) 原油洗舱是指原油油船在卸油的同时，用本船所载原油以高压从原油洗舱是指原油油船在卸油的同时，用本船所载原油以高压从洗舱机喷射到货舱壁面上，借以把附在舱面及构件上的原油和沉积在洗舱机喷射到货舱壁面上，借以把附在舱面及构件上的原油和沉积在舱底的原油残渣清洗掉，井将这些残渣随泵送的货油一起泵送上岸。舱底的原油残渣清洗掉，井将这些残渣随泵送的货油一起泵送上岸。

9、6 (5) (5)防油污染设备防油污染设备 控制船舶机舱污水排放的油分浓度设备有油水分离器和油分浓度控制船舶机舱污水排放的油分浓度设备有油水分离器和油分浓度监控装置，控制油船排放压载水，洗舱水的瞬时排油率和排油总量的监控装置，控制油船排放压载水，洗舱水的瞬时排油率和排油总量的有排油监控系境以及油水界面探测器等有排油监控系境以及油水界面探测器等 2 2防止非油类污染的主要技术措施防止非油类污染的主要技术措施 船舶控制生活污水捧放的主要方法是利用船舶控制生活污水捧放的主要方法是利用生活污水处理装置生活污水处理装置，控，控制固体垃圾排放的主要方法是制固体垃圾排放的主要方法是垃圾焚烧炉垃圾焚烧炉，对于

10、船舶废气及有害气体，对于船舶废气及有害气体排放的控制，可以靠改进船舶动力设备的燃烧状况、对废气进行再处排放的控制，可以靠改进船舶动力设备的燃烧状况、对废气进行再处理以及对油船装卸时产生的油气进行收存等方法进行处理理以及对油船装卸时产生的油气进行收存等方法进行处理7第二节第二节 船舶油水分离器船舶油水分离器油水分离的基本方法油水分离的基本方法 主要有主要有物理分离物理分离、化学分离化学分离和和生化分离生化分离等三类。等三类。l 物理分离是利用油水密度差或聚合、吸附等物理方法物理分离是利用油水密度差或聚合、吸附等物理方法使油水分离。使油水分离。l 化学分离是向含油污水投入絮凝剂，使油凝聚成胶体化学

11、分离是向含油污水投入絮凝剂，使油凝聚成胶体而沉淀；或使水电解产生气泡，以粘附油液上浮，以而沉淀；或使水电解产生气泡，以粘附油液上浮，以此实现油水分离。此实现油水分离。1 1 生化分离是利用好气微生物对油分解氧化来控制油分生化分离是利用好气微生物对油分解氧化来控制油分浓度。浓度。81 1、重力分离法、重力分离法 重力分离是在重力插内利用油水密度差使油上浮而与水分离这种方法简重力分离是在重力插内利用油水密度差使油上浮而与水分离这种方法简单、方便，主要单、方便，主要 用于处理粒径在用于处理粒径在505060m60m以上的较大油粒，对于更细小的、以上的较大油粒，对于更细小的、呈乳化状态的油粒呈乳化状态

12、的油粒(10m)(10m)则难以分离。其具体方法有静置分离和流道分离则难以分离。其具体方法有静置分离和流道分离 (1)(1)静置分离静置分离 静置分离即将油污水静置于舱柜中一段时间，利用油水密度差使油滴上浮静置分离即将油污水静置于舱柜中一段时间，利用油水密度差使油滴上浮分离。分离。 静置时间越长，分离效果越好。静置分离时，悬浮在水中的油粒受重力、静置时间越长，分离效果越好。静置分离时，悬浮在水中的油粒受重力、浮力和运动阻力三种力的作用。浮力和运动阻力三种力的作用。船上的油水分离设备以物理分离方法为主；船上的油水分离设备以物理分离方法为主；物理分离法分类：物理分离法分类：1、重力分离、重力分离、

13、2、多孔介质分离、多孔介质分离1、重力分离、重力分离（1）静止分离法；（）静止分离法；（2）流道分离法）流道分离法2、多孔介子分离、多孔介子分离（1）过滤分离法；（）过滤分离法；（2）聚合分离法；（）聚合分离法；（3）吸附分离法）吸附分离法9rFGP重力重力 G 浮力浮力 P 油滴上浮阻力油滴上浮阻力 Fr当三种力达到平当三种力达到平衡时，油滴即会衡时，油滴即会稳定地等速上浮，稳定地等速上浮，这时：这时：油滴的上浮速度即为：油滴的上浮速度即为：221818dgudguowow油滴直径油滴直径m m油的密度油的密度kg/mkg/m3 3水的密度水的密度kg/mkg/m3 3因此，油滴直径增大，上

14、浮速度将大大加快；适当提高污水温，可增大水、油密度因此，油滴直径增大，上浮速度将大大加快；适当提高污水温，可增大水、油密度差，有利油水分离差，有利油水分离。但水温较高时油密度的效果明显减弱，油却变稀更易乳化，对但水温较高时油密度的效果明显减弱，油却变稀更易乳化，对油水分离反而不利。油水分离反而不利。分析上浮速度式可知：分析上浮速度式可知：油滴的油滴的上浮速度与油滴直径的平方，上浮速度与油滴直径的平方，与水油密度差成正比。与水油密度差成正比。与水的粘度成反比。与水的粘度成反比。10(2)(2)流道分离流道分离 静置分离需要较长的时间和较大的容器，工作也难以连续进行，因静置分离需要较长的时间和较大

15、的容器，工作也难以连续进行，因此在实际的油水分离过程中，常使油污水流此在实际的油水分离过程中，常使油污水流过多层平行板过多层平行板，波纹板波纹板以及以及锥形板锥形板等的流道。等的流道。 流道分离方法以提高油水的分离效果。设流道如图所示，流道分离方法以提高油水的分离效果。设流道如图所示，油污水的平油污水的平流速度为流速度为u u，流道长度为，流道长度为L L，高度为，高度为h h，水流为层流，则流经该流槽的时间水流为层流，则流经该流槽的时间为为t tL L/ /u u，由此可得出油滴流经此流道时能被分离出来的条件是上浮速，由此可得出油滴流经此流道时能被分离出来的条件是上浮速度：度：Lhuthv1

16、1分析该式可知，流道上越长，分析该式可知，流道上越长，高度高度h h越小，平均水流速度越小，平均水流速度u u越低，分离器能够分离出的越低，分离器能够分离出的油滴粒径油滴粒径d dminmin越小。因此，越小。因此，如图所示，分离器中加设如图所示，分离器中加设n n层分离板后，油滴的上浮距层分离板后，油滴的上浮距离减小离减小n n倍。倍。Lhuthu12 2 2多孔介质分离法多孔介质分离法l 多孔介质分离法是让油污水通过多孔介质把分多孔介质分离法是让油污水通过多孔介质把分 散的油散的油粒从连续的水流中分离出来的一种方法。粒从连续的水流中分离出来的一种方法。l 按具体过程可分为按具体过程可分为油

17、粒迁移油粒迁移与与油粒附着油粒附着两个方面。两个方面。迁移迁移是指分散的油粒脱离液流而接触多孔介质表面；是指分散的油粒脱离液流而接触多孔介质表面；附着附着则是指油粒较稳定地粘附在多孔介质的表面。则是指油粒较稳定地粘附在多孔介质的表面。l 按起主导作用又可分为按起主导作用又可分为过滤分离过滤分离、聚合分离聚合分离、吸附分离吸附分离。13二、影响油水分离器性能的因素二、影响油水分离器性能的因素1 1、泵的影响、泵的影响 油水分离效果在很大程度上取决于油滴粒径。当含油污水通过泵时，油水分离效果在很大程度上取决于油滴粒径。当含油污水通过泵时，泵的容积效率越低、转速越高、搅动越激烈，则油粒越易破碎乳化，

18、分泵的容积效率越低、转速越高、搅动越激烈，则油粒越易破碎乳化，分离效果越差。实验表明，螺杆泵和三作用柱塞泵效果较好，其它如齿轮离效果越差。实验表明，螺杆泵和三作用柱塞泵效果较好，其它如齿轮泵、离心泵、活塞泵等均不理想。目前多以自吸性能力好、对杂质不太泵、离心泵、活塞泵等均不理想。目前多以自吸性能力好、对杂质不太敏感的单螺杆泵为油水分离器的供水泵。敏感的单螺杆泵为油水分离器的供水泵。2 2、工作压力的影响、工作压力的影响 油水分离器工作压力越高，供水泵的排出压力就越高，供水泵的容油水分离器工作压力越高，供水泵的排出压力就越高，供水泵的容积效率就越低，含油污水通过泵时对污油的乳化作用就越大，因而分

19、离积效率就越低，含油污水通过泵时对污油的乳化作用就越大，因而分离效果越差。效果越差。3 3、油种类的影响、油种类的影响根据司托克斯公式，油的密度越小越易分离；但密度小的油往往粘度也根据司托克斯公式，油的密度越小越易分离；但密度小的油往往粘度也小，容易乳化。由乳化对分离效果的影响相对更大，因此密度小的油常小，容易乳化。由乳化对分离效果的影响相对更大，因此密度小的油常常更难分离。常更难分离。144 4温度的影响温度的影响 适当的加温有利于油、水分离，而且使分离出来的油更容墨从集油室中排适当的加温有利于油、水分离，而且使分离出来的油更容墨从集油室中排出，然而，加温也会使油变稀，更屠乳化，反而会使分离

20、效果变差。出，然而，加温也会使油变稀，更屠乳化，反而会使分离效果变差。5 5流量的影响流量的影响 流量越大，含油污水在分离器中停留时间越短，分离效果越差，当流量超流量越大，含油污水在分离器中停留时间越短，分离效果越差，当流量超过油水分离器额定处理量时，分离效果会明显下降，油分浓度可能会达不到标过油水分离器额定处理量时，分离效果会明显下降，油分浓度可能会达不到标准。准。6 6油分浓度的影响油分浓度的影响 油分浓度越高，油粒在分离器中的碰撞机会越多，越易于分离，但油分浓油分浓度越高，油粒在分离器中的碰撞机会越多，越易于分离，但油分浓度高的污水通过泵时也越易于乳化，又不利于分离。度高的污水通过泵时也

21、越易于乳化，又不利于分离。 7 7管路与泵流量调节的影响管路与泵流量调节的影响 管路的尺寸、弯度与附件等对分离性能的影响较复杂，如能在管路中保持管路的尺寸、弯度与附件等对分离性能的影响较复杂，如能在管路中保持层流状态，则管路越长，流速越低，越利于抽水分离，而附件越多，则对液体层流状态，则管路越长，流速越低，越利于抽水分离，而附件越多，则对液体扰动越大，越不利于分离。扰动越大，越不利于分离。 8 8、水质的影响、水质的影响 水质对分离效果也有很大影响污水中含海水量越多，油水密度差越大，则水质对分离效果也有很大影响污水中含海水量越多，油水密度差越大，则油水越易分离，油粒与海水中的离子结合后，也易于

22、相互结合成长为大油粒，油水越易分离，油粒与海水中的离子结合后，也易于相互结合成长为大油粒，这有利于油水分离。这有利于油水分离。15p 船舶生活污水指厕所，医务室、厨房和盥洗室船舶生活污水指厕所，医务室、厨房和盥洗室等处的所有废水与废物。等处的所有废水与废物。p 在在12nmile12nmile以内，生活污水必须经过处理达到有以内，生活污水必须经过处理达到有关排放标准，否则不得随意排放。关排放标准，否则不得随意排放。16一、船舶生活污水处理方式一、船舶生活污水处理方式 1 1、收集储存处理、收集储存处理在船上设置生活污水储存装置。在船上设置生活污水储存装置。 2 2生物化学处理生物化学处理 生物

23、化学处理是利用微生物来消化分解污水中的有机物，以此使污水生物化学处理是利用微生物来消化分解污水中的有机物，以此使污水净化。船上大多使用的是活性污泥法。使用这种方法应先培植好气性微生净化。船上大多使用的是活性污泥法。使用这种方法应先培植好气性微生物在有氧与适宜的温度下，这些微生物吸收污水中的有机物质，通过其物在有氧与适宜的温度下，这些微生物吸收污水中的有机物质，通过其自身的消化分解作用，最终将有机构转化成简单的无机物。微生物在此过自身的消化分解作用，最终将有机构转化成简单的无机物。微生物在此过程中也得以繁殖。程中也得以繁殖。 3 3物理化学处理物理化学处理 物化处理就是先用物理方法对污水进行固液

24、分离，然后向存放液体的物化处理就是先用物理方法对污水进行固液分离，然后向存放液体的处理柜中加入具有絮凝作用的化学药剂，从而在污水中产生絮凝胶团并吸处理柜中加入具有絮凝作用的化学药剂，从而在污水中产生絮凝胶团并吸附污水中的有机悬浮物质，同时污水中的大肠杆菌群也被化学药剂杀死，附污水中的有机悬浮物质，同时污水中的大肠杆菌群也被化学药剂杀死，再经过沉淀柜沉淀后，污水得到净化，净水可排住舷外或循环使用，另一再经过沉淀柜沉淀后，污水得到净化，净水可排住舷外或循环使用，另一方面，分离出的固态污泥存人污泥柜中，然后进焚烧炉焚烧或在允许区域方面，分离出的固态污泥存人污泥柜中，然后进焚烧炉焚烧或在允许区域排挥往

25、舷外，这种系统可以实现排挥往舷外，这种系统可以实现“无排挥放无排挥放”要求。要求。171819 一、船舶垃圾源一、船舶垃圾源 船舶垃圾按来源主要分为生活垃圾与生产垃圾。船舶垃圾按来源主要分为生活垃圾与生产垃圾。 生活垃圾主要源于以下场合：一是厨房垃圾，主要有食品残渣、骨生活垃圾主要源于以下场合：一是厨房垃圾，主要有食品残渣、骨头、空瓶、罐头盒以及塑料食品袋等，大多是固体垃圾，再是舱室垃头、空瓶、罐头盒以及塑料食品袋等，大多是固体垃圾，再是舱室垃圾，主要有塑料袋、废纸、空瓶、木箱以及破布等，大多也是固体垃圾，主要有塑料袋、废纸、空瓶、木箱以及破布等，大多也是固体垃圾，另外还有生活污水处理装置排出的污泥，这些污渣含水量较大，圾，另外还有生活污水处理装置排出的污泥，这些污渣含水量较大，属于液体垃圾。属于液体垃圾。 生产垃圾主要有两类，一类是船舶正常营运生产而产生的垃圾，主生产垃圾主要有两类，一类是船舶正常营运生产而产生的垃圾，主要有废油、污油，油泥、废滤芯、木料、橡胶、金属渣，棉纱头和抹要有废油、污油，油泥、废滤芯、木料、橡胶、金属渣，棉纱头和抹布等，另一类是扫舱产生的扫舱垃圾，主要有垫舱物、衬料，包装材布等，另一类是扫舱产生的扫舱垃