《船舶管理（轮机长）》课件-任务5 防污染设备操作及管理

任务5防污染设备操作及管理（一）船上储存

1．“MARPOL73/78”附则I要求的残油舱凡400总吨及以上船舶，应参照其机型和航

程长短，设置一个或几个足够容量的舱柜，

接收本附则要求不能以其他方式处理的残

油（油泥），如由于净化燃油、各种润滑油和机器处所

的漏油所产生的残油。进出残油舱的管系，除标准排放接头外，应无直接排向舷外的接头。残油舱的设计和建造，应能便利其清洗和将残油排入接收设备。2．“MARPOL附则Ⅳ要求的生活污水系统凡符合本附则的各项规定的每艘船舶，均应配备下列之一的生活污水系统：①生活污水处理装置，该装置应经主

管机关进行型式认可。②经主管机关认可的生活污水粉碎和

消毒系统，该系统应配备令主管机关

满意的各项设施，用于船舶在距最近

陆地不到3nmile时临时储存生活污水。③集污舱的构造应使主管机关满意，

并应设有能指示其集存数量的目视装置。（二）航行中处理1．“MARPOL73/78”附则I对所有船舶机器处所的要求(3)固定不动的旅店客船和水上仓库之类船舶，不必安装滤油设备。(4)主管机关应保证小于400总吨的

船舶尽可能装有将油类或含油混

合物留存船上或按本附则相关规

定将其排放的设备。(1)除本条(3)的规定外，凡400总吨及以上

但小于10000总吨的任何船舶，应装有符合

(滤油设备的设计，应经主管机关批准，而

且应保证通过该系统排放入海的含油混合

物的含油量不超过15ppm)规定的滤油设备。(2)除本条(3)规定之外，凡10000总吨及以上的任何船舶，应装有符合(该系统应装有报警装置，在不能保持这一标准时发出报警。该系统还应装有在排出物的含油量超过15ppm时能保证自动停止含油混合物排放的装置)规定的滤油设备。4．原油洗舱的要求所谓原油洗舱就是在卸油的同时，利用所载货油中的一部分原油在高压下经洗舱机喷射到货舱内，借以把附着在货油舱舱壁、管路、肋骨等表面的油泥、油渣等的清洗方法。装有原油洗舱系统的油船，必须设置惰性气体系统，惰性气体系统的功用就是要使油舱气体中的含氧量控制在8%以下，方能开始洗舱作业，防止因静电引起油船爆炸。

二、油水分离器（一）工作原理油水分离的方法较多，主要有物理分离法、化学分离法和生物处理方法等。物理分离法是利用油水的密度差或过滤吸附等物理现象使油水分离的方法，主要特点是不改变油的化学性质而将油水分离，主要包括重力分离法、过滤分离法、聚结分离法、气浮分离法、吸附分离法、超滤膜分离法及反渗透分离法等；由于船舶条件所限，目前在船用油水分离器中采用最多的方法是物理分离法，而物理法中又以重力分离、聚结分离、过滤分离和吸附分离为主。1．重力分离利用油水的比重差（或密度差），使油浮于上部、而后排入污油柜中，下部清水若符,排放标准则可排出舷外。重力分离法的优点是结构简单，操作方便；缺点是分离精度不高，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50um就很难分离，不能满足15ppm的排放要求。因此，船用油水分离器都采用重力分离法作为第一级分离。2．聚结分离当含油污水通过聚结分离元件时，让它们互相碰撞以使油粒聚合增大，油污水中的微细油珠被聚结成较大的油粒（在这种分离过程中，由于微小油粒逐渐聚合长大，因此这种分离过程称聚结，也叫做粗粒化过程），在外力的作用下，粗粒化后的油粒脱离聚结分离元件的表面，利用油水比重差，克服阻力迅速上浮，从而达到提高油水分离精度满足排放要求的目的。微细油珠的粗粒化过程可分为截留、聚结、脱离和上浮四个步骤。（二）典型结构实际使用的船用油水分离器种类繁多但绝大多数是采用重力分离法，再加上聚结分离或过滤分离或吸附分离等方法，即所谓组合式结构，,以满足国际公约规定的排放标准的要求。下面简要介绍CYF-B型油水分离器、塞里普SFC型油水分离器和真空式油水分离器的基本结构组成及其工作原理。2.对船用油水分离器的要求1）经分离的污水应能满足公约规

定的排放标准2）能自动排油3）在船舶倾斜22.5°时仍能正常

工作4）构造简单、体积小、重量轻，

易于拆洗和检修2．ZYF型舱底水分离器

ZYF型油水分离器与CYF-B型油水分离器不同之处在于，它仅靠重力分离元件配以后置螺杆泵抽吸而达到污水处理目的。真空式油水分离器具有如下特点：①水泵后置，真空抽吸含油污水，进出水泵的液体为处理后的清水，无杂质和泥沙，泵的磨损小，工作可靠。②避免了油污水的乳化，筒内的真空度同时起到了“气浮分离”的效应，提高了油水分离效果。③可采用电动柱塞泵和螺杆泵，密封性好、自吸能力强、磨损小、工作可靠。④分离装置中的聚合元件能自动反向冲洗，不会堵塞，长期使用不需要更换。(2)油分浓度监测装置（15ppm报警装置）公约规定，船舶油水分离器必须在有油分浓度监测装置时才能使用，以便对排放水的含油浓度、排放总量及瞬时排放率进行测定、记录和控制。若排放水中含油浓度超过规定的标准，检测器就发出声光报警，并自动切断舷外排放。轮机人员应立即检查舱底水处理系统的工作情况，并排除故障，直到水中含油浓度符合标准为止。目前，常用光学方法来检测水中含油浓度，它又分为光学浊度法、红外线吸收法、紫外线吸收法和荧光法。（三）操作、维护与保养1．油水分离效果的影响因素油水分离器的分离效果与其结构、内部清洁状况、舱底水泵的形式、污水中油的种类及其含油量、分离温度、工作压力、流量等因素有关。（1）泵的影响污水中油的微粒化、乳化程度越高，油水分离器效果越差，因此，污水通过泵时应尽量不产生乳化、搅拌或节流。容积式泵，如往复柱塞泵、单螺杆泵等乳化程度最小，容易分离。

（2）工作压力的影响油水分离器工作压力对分离性能有显著影响，工作压力提高，泵排出压力就要相应提高，则污水通过泵输送时，严重乳化，分离效果下降，排水含油量显著上升。如果油水分离器在真空条件下工作，比如污水泵不是以一定压力向油水分离器供水，而是从油水分离器出口吸水，这样，泵输送污水所产生的乳化现象可以完全消除。过滤式分离器在真空条件下工作，当过滤元件堵塞时，通流能力降低，而通流速度保持不交，不会影响分离效果。

（3）油种类的影响根据司托克斯公式，油的比重越轻越容易分离，但也容易乳化，而且乳化对分离效果影响更大，因此，比重轻的油更难分离。总的来讲，原油含有大量轻质油分，比较难分离。润滑油比较容易分离，不同种类润滑油、油质劣化程度、各种添加剂等都会影响分离性能。（4）温度的影响若含油污水温度升高及油水的比重差增加，水的黏度降低，则油滴上升速度快，但温度升高通过泵时乳化严重，反而使分离性能下降，因此，综合起来影响不大。如果是低温通过泵，高温下分离可取得良好分离效果，特别是陆用大型静止分离池，提高温度是提高分离效果的有效办法，对于一般船用油水分离器温度的影响与其他因素比是较小的。（5）污水中含油的影响污水中油分浓度高，分离性能当然恶化，油分浓度增加，乳化程度加重。但油滴相互碰撞机会也增加，一部分乳化油滴直径有加大的可能，使分离性能提高。油滴直径加大的程度，同油水分离器的种类、构造有关，但总的影响仍然是浓度增加，分离性能下降。（6）管路的影响油水分离器系统中管路的长度、直径、曲度、阀门、滤器等对分离性能的影响比较复杂。一般来说，管径越大、管路越长，分离性能越好。阀门、滤器、管路弯曲部分等造成的节流、流动状态的变化都会使分离性能下降，使用管理中应注意保持水流在稳定层流状态下流动。

（7）流量的影响油水分离器流量增加，油水在分离器内停留的时间减少，流速增加，分离效果必然下

降。（8）旁通的影响舱底水分离系统的污水泵，往往用船上原有的舱底水泵，而排量大于分离器处理量时，多余部分经旁通管再返回污水井，这部分经泵排出乳化的污水，下次再被泵吸入，会更进一步乳化，所以送入油水分离器内的油污水乳化程度相当严重，使油水离器性能显著下降。如果油水分离器分离效果佳时，可采

用以下措施：①改为间歇工作；②分层抽吸；③适当加温，对分离器内污水加热至

40—60℃，使油与水的比重差加大，

增大浮力，水的黏度也降低，从而减

少油滴上浮的阻力，增加油滴上浮速度。④改用输水平稳的污水泵（如单螺杆泵）

以减轻油污水的乳化程度，使进入分离

器的油。⑤减小分离量。2．运行管理

(1)起动的检查及准备③油水分离器在首次使用或清洗后

投入使用时应先注满清水，以便

有助于洗掉可能黏附的油污和杂

质，避免油污水对分离器的污染。④起动污水泵前应先打开舷外排出

阀，检查自动排油装置和应急操

纵手轮是否处于正常位置。②使用注意事项B．运行中特别注意避免油水分离器超负荷。所谓超负荷，即超过其达到排放标准的分

离能力。检验超负荷的方法：一是检查低位检验旋塞，当它有油流出时

说明积油过多，应立即排油，如果自动

排油失灵应改为手动排油；二是通过出水口水样的观察，如果发现有

可见的油迹，应停止分离器工作。F．为保证分离效果，采用加热的方法提高分

离效果。蒸汽加热器一般用0.25~0.3MPa的饱和蒸汽

加热到40~60°为宜，以加速油滴上浮和黏

附内壁上的污油脱落。J．定期进行清洗分离器内部或调换集结元

件，一般1~2个月应清洗一次，为清洗沉积

在分离元件表面上的蜡质等黏附物，最好

用50~60°的热水清洗，但也有的分离器不

能用热水或蒸汽清洗，这一点应引起注意。

一定不能用任何种类清洁剂清洗油水分离

器。三、焚烧炉按要求安装的焚烧炉，在该炉运行期间须随时对燃烧室烟气出口温度进行监测。如焚烧炉为连续进料型，在燃烧室烟气出口温度低于850℃的最小许可温度时，不应将废弃物送入该焚烧炉装置。如焚烧炉为分批装料型，该装置应设计成其燃料室烟气出口温度在起动后5min内达600℃

，且随后稳定在不低于850℃的温度上。（一）工作原理焚烧炉用来处理油渣、废油、生活污水处理装置中产生的污泥、食品残渣以及机舱产生的废棉纱和其他可燃的固体垃圾等。其中污油通过污油燃烧器燃烧；固体垃圾经投料口送入炉内燃烧；生活污泥可送入污油柜中与污油混合，

经粉碎泵循环粉碎后，通过污油燃烧

器送入炉内燃烧。污油和生活污水装置产生的污泥焚烧前需作预处理，将二者均匀混合，用粉碎泵反复处理，使其中的固相杂质充分搅拌、粉碎和乳化，减少沉淀和放残的需要，用蒸汽加热提高其流动性。装置的这一预处理系统包括污油混合柜（柜内装有加热管、搅拌器等）、粉碎泵和循环泵等。（三）操作、维护与保养①可燃的固体垃圾应在点炉前打开炉

门送入焚烧炉内，切不可在焚烧炉工

作时打开炉门。②焚烧炉在点火前应扫气30s以上，驱

除炉内油气，防止爆炸。③焚烧炉污油柜加温到80～l00℃，并

放掉残水。④用柴油引燃焚烧炉，待炉温达到一

定温度（约600℃）后，再逐渐引入污

油燃烧。污油中含有30%～50%水时，一

般仍可连续燃烧。四、生活污水处理装置(一）工作原理无排放型生活污水处理装置通常包含船上

储存方式和再循环处理方式；排放型生活污水处理装置必须按照国际公

约和相关规定的排放要求，对生活污水进行

相应处理后再排放。船上一般选用的都是排放型生活污水处理

方式，并按其净化方式的不同有生化处理、

物理化学处理等方式。2．排放型生活污水处理方式(1)生化处理方式该方法通过建立和保持微生物（细菌）生长的适宜条件，利用该微生物群体来消化分解污水中的有机物，使之生成对环境无害的二氧化碳和水，而微生物在此过程中得以繁殖。生物处理法有好氧生物法和厌氧生物法两大类；好氧生物法又分为活性污泥法和生物膜法两种。船上常用以好氧菌为主的活性污泥对污水中的有机物质进行分解处理。（2）物理一化学处理方式物理一化学处理方式的原理是通过凝聚、沉淀、过滤等过程消除水中的固体物质，使之与可溶性有机物质相脱离来降低生活污水中的BOD5值，然后让液体通过活性炭使之被消毒，最后将符合要求的处理后的生活污水排出舷外。采用物理～化学法处理污水的装置体积小，使用灵活，对污水量的变化适应性较强，工作过程可全面实现自动化。但是，该处理方式的药剂使用量较大，运行成本较高。如果停机一段时间再起动的话，由于生物膜中尚有细菌的孢子存活，因此比常规曝气法起动时间要快得多。经过沉淀处理过的污水最后进入消毒柜用含氯药品杀菌，然后由排放泵排至舷外。污泥排放周期视污水性质和负荷而定，一般三个月左右排放一次多余污泥是适当的。在船上定员减少或船员上岸休息等造成低负荷甚至零负荷时，可以利用装置上的“连续／断续”开关转向“断续”，意即自动断续起停气泵，使细菌呈抑止繁殖状态，同时也可节约能耗，待恢复正常运行时可很快“起动”装置。五、压载水处理技术81．压载水置换该方法以生态学和生物学原理作为其理论基础第一，反向引入的可能性是不存在的。生活在淡水、河口以及绝大部分浅海中的生物不可能在深海环境中生存下来。同理，深海压载水中的生物在排入淡水、河口或浅海中时也不可能生存。第二，被排入深海中后，幸存下来的生物通过其他船舶的置换压载水操作被带到近海水域的可能性也非常小。根据这一原理，IMOA．868(20)号决议指出，压载水置换应该在深水、公海和尽可能远离海岸处进行。该方法被认为是目前减少压载水排放带来的外来方法之一。目前主要采用以下两种置换方法：

(1)排空一注入法此方法的基本原理是将压载舱的压载水全部排出，直到把压载水排空为止，然后用深海海水重新加满。该方法中，压载水的排空和注入通过已有的压载水管系和压载泵就可以实现。IMO规则推荐应在压载舱完全没有吸入时，才可以将压载水排出舱外。因此，在满负荷压载时，载荷大的变化将会影响到船舶的稳性、结构强度、吃水以及纵倾。(2)溢流法巴西提出了一种新的置换压载水的方法——稀释法，即用3倍于舱容的水量从顶边舱注入，底部流出。此方法比底部注入、顶部流出产生的紊流大，有利于搅起沉积物，效果更好。2．过滤及旋流分离过滤法处理压载水被认为是对环境最无害的方法，主要包括快速沙滤、筛漏、布质筛漏过滤器和一系列的膜过滤器，可去除压载水中的微生物和病原体。但像病毒和细菌最小的直径只有0.02µm和0.lµm，原生动物最小的直径是2µm。旋流分离法就是利用水流在管路中高速流动产生的分离作用，将液体的水和固体的生物及病原体分离开。3．化学处理方法该方法主要是采用杀虫剂来杀灭水生物，所