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文档简介
团体标准《船舶含油废水资源化利用技术规范》(征求意见稿)编制说明团体标准《船舶含油废水资源化利用技术规范》标准编制组二〇二五年十月项目名称:船舶含油废水资源化利用技术规范项目统一编号:2025-1125本文件起草单位:广西壮族自治区环境保护科学研究院、广西深投环保科技有限公司、广西壮族自治区环境保护产业协会。本文件主要起草人:王忠凯、宋少华、潘正现、陈鹤立、高源、覃霞、魏艳红、朱俊丞、廉宇萍、曹欣、梁郁志、祁莘月、潘俐如、蓝柳生、黄一敏、李阳、梁艳、何少媚、韦薇蓓、覃虎、胡雅兰、岑秋霖、何雅孜、何奕明、吴家仁、覃芳钰。目录TOC\o"1-2"\h\u1346一、任务来源 一、任务来源本标准根据广西标准化协会《广西标准化协会关于下达2025年第三十九批团体标准制修订项目计划的通知》(桂标协〔2025〕350号),立项,项目编号2025-3903。由广西壮族自治区环境保护科学研究院牵头,联合广西深投环保科技有限公司、广西壮族自治区环境保护产业协会共同起草,旨在规范船舶含油废水资源化利用工程的技术流程,填补国内外相关标准空白。二、项目背景及目的意义中华人民共和国生态环境部印发的《防治船舶污染海洋环境管理条例》要求:“从事船舶清舱、洗舱、油料供受、装卸、过驳、修造、打捞、拆解,污染危害性货物装箱、充罐,污染清除作业以及利用船舶进行水上水下施工等作业活动的,应当遵守相关操作规程,并采取必要的安全和防治污染的措施。”;此外,《船舶水污染物控制标准》(GB3552—2018),明确要求水中石油类排放浓度须控制在15mg/L以内。船舶超过《船舶水污染物控制标准》(GB3552—2018)向水域排放船舶含油废水,海事管理机构可依照《中华人民共和国水污染防治法》和《中华人民共和国防治船舶污染内河水域环境管理规定》有关规定予以处罚。目前第三轮第二批中央生态环境保护督察已全面启动,其中船舶污染治理也是长江大保护的重要内容,该行动连续曝光船舶水污染处理、接收及转运等存在的突出问题。2024年广西辖区全年共完成船舶进出沿海、内河港口339.59万艘次、货物吞吐量8.47亿吨,平均吨位达到2000吨级。按每年产生的舱底水约为自身总吨位的10%计算,每艘船会产生约20吨的船舶含油废水,预计现有航道船舶年产生含油废水达6791.8万吨。随着西南陆海新通道建设及平陆运河即将贯通,预计到2027年平陆运河货运总量将分别达到9550万吨、12000万吨,由此产生的年船舶含油废水排放增量也将分别达到760万吨和960万吨。船舶含油废水主要成分包括燃料油、废水、悬浮固体物(以机械杂质、灰分为主)以及少量重金属离子,其中油含量占总量的0.5%,污水的化学需氧量浓度高达2000mg/L。未经处理或处理不彻底的船舶含油废水在被排放至内河航道或海洋中后,会造成严重的油污染,导致水体溶解氧降低,进而严重威胁水及海洋环境的生态安全,削减生物多样性,并且会带来燃料油的资源浪费。目前广西区内企业大多采用重力分离、气浮等简单油水分离技术对船舶含油废水进行处理,但油水分离效果有限、操作管理复杂,尤其是乳化油处理效果差。此外,企业将油水分离后仅对废水采用生化方法进行处置,针对分离后船舶废油的资源化利用技术研究仍处于空白阶段,离心后船舶废油的深度利用只能公式化套用废润滑油的减压蒸馏工艺,由于工艺不匹配造成了能源消耗大、废油回收效率低、塔底灰渣产生量大等问题。因此,规范船舶含油废水资源化利用工程的技术流程,对于保护航运河道生态环境、支持平陆运河航运经济的可持续发展至关重要。现有国内外标准存在显著空白,国内标准《船舶水污染物控制标准》(GB3552—2018)仅规定排放限值,未涉及资源化利用技术流程;国际海事组织(IMO)标准(如MARPOL73/78公约)侧重排放控制,未覆盖船舶含油废水资源化利用全环节。因此,制定本标准有利于船舶含油废水资源化利用工程的设计、施工、验收等环节的技术要求,保障工程的全过程监管,提升资源化水平,提升船舶含油废水处理后的废水达标排放水平以及回用燃料油的质量,促进生态环境的持续改善,保障经济社会的可持续发展,提升社会文明水平。三、标准编制过程(一)成立标准编制工作组团体标准《船舶含油废水资源化利用技术规范》项目任务下达后,随即成立了标准编制工作组,制定标准编写方案,明确任务职责,确定工作技术路线,开展标准研制工作。具体标准编制工作由广西壮族自治区环境保护科学研究院、广西深投环保科技有限公司、广西环保产业协会的相关人员共同协作开展。表3-1本标准主要起草人序号姓名职务/职称从事专业工作单位责任分工1王忠凯中级工程师环境科学与工程广西壮族自治区环境保护科学研究院主持编写2宋少华工程师应用化学广西深投环保科技有限公司主持编写3潘正现高级工程师生态环境保护广西壮族自治区环境保护科学研究院主持编写4陈鹤立工程师市政给排水广西壮族自治区环境保护产业协会主持编写5高源工程师材料工程广西深投环保科技有限公司主持编写6覃霞工程师环境工程广西壮族自治区环境保护产业协会主持编写7魏艳红高级工程师环境工程广西壮族自治区环境保护科学研究院主持编写8朱俊丞工程师环境工程广西深投环保科技有限公司主持编写9廉宇萍助理工程师环境工程广西壮族自治区环境保护产业协会主持编写10曹欣工程师环境科学与工程广西壮族自治区环境保护科学研究院主持编写11梁郁志工程师环境工程广西深投环保科技有限公司主持编写12祁莘月助理工程师环境工程广西壮族自治区环境保护产业协会主持编写13潘俐如高级工程师环境工程广西壮族自治区环境保护科学研究院主持编写14蓝柳生工程师环境工程广西壮族自治区环境保护科学研究院主持编写15黄一敏工程师环境工程广西壮族自治区环境保护产业协会参与编写16李阳工程师环境工程广西壮族自治区环境保护科学研究院参与编写17梁艳高级工程师环境工程广西壮族自治区环境保护科学研究院参与编写18何少媚工程师环境工程广西壮族自治区环境保护产业协会参与编写19韦薇蓓工程师环境工程广西壮族自治区环境保护科学研究院参与编写20覃虎工程师化学工程与工艺广西深投环保科技有限公司参与编写21胡雅兰工程师土木工程广西壮族自治区环境保护科学研究院参与编写22岑秋霖工程师环境工程、环境化学广西壮族自治区环境保护科学研究院参与编写23何雅孜工程师环境工程广西壮族自治区环境保护科学研究院参与编写、标准宣贯24何奕明工程师环境工程与科学广西壮族自治区环境保护科学研究院参与编写、标准宣贯25吴家仁工程师旅游管理广西深投环保科技有限公司参与编写、标准宣贯26覃芳钰工程师土木工程广西深投环保科技有限公司参与编写、标准宣贯标准编制工作组下设三个组,分别是资料收集组、草案编写组、标准实施组。资料收集组负责国内外有关船舶含油废水的文献资料查询、收集和整理工作,查阅目前社会和科学界对船舶含油废水资源化利用的研究情况及进展;到运营船舶含油废水资源化利用的企业开展实地考察,调研船舶含油废水资源化利用技术的调查情况及存在问题。草案编写组负责起草编写标准草案、征求意见稿、编制说明、送审稿等文件工作,包括召开会议征求意见、网上征求意见以及标准的修订和完善。标准实施组负责在团体标准发布后,开展团体标准宣贯培训、详细解读等工作,对相关工作人员开展船舶含油废水资源化利用操作培训,让相关工作人员严格按照技术要求操作,并对标准实施情况进行分析总结,不断修正完善团体标准。(二)收集整理文献资料标准编制工作组收集了国内与船舶含油废水资源化的相关标准,具体列出如下:GB3552-2018船舶水污染物控制标准GB17411-2015船用燃料油ISO8217:2024船用燃料标准GB18597-2001危险废物贮存污染控制标准GB50054-2011低压配电设计规范GB50268-2008给水排水管道工程施工及验收规范GB50141-2008给水排水构筑物工程施工及验收规范HG/T20508控制室设计规范HG/T20509仪表供电设计规范HG/T20511信号报警及连锁系统设计规范(三)研讨确定标准主体内容标准编制工作组对收集的资料整理研究后,召开了标准编制工作会议,对标准的整体框架结构进行了研究,并对标准的关键性内容进行了初步探讨。经过研究,标准的主体内容确定为术语和定义,基本规定、工艺流程、技术要求、安全与环保控制、施工与验收、运行与维护。(四)调研、形成文本草案、征求意见稿2025年9月—2025年11月,标准起草工作小组进行了广泛调研工作,查阅了大量的国内外文献资料,对船舶含油废水资源化利用技术进行系统总结,并对广西船舶含油废水资源化利用处理进行了大量的试验验证。经标准编制组反复讨论研究,确立了标准基本构架,完成主要内容商讨研究,并对项目工作进行部署和安排。2025年11月—12月,根据广西标准化协会《广西标准化协会关于下达2025年第三十九批团体标准制修订项目计划的通知》(桂标协〔2025〕350号),《船舶含油废水资源化利用技术规范》获立项批准,在前期工作的基础之上,整合关于船舶含油废水资源化利用技术的相关参考资料,并结合前期项目实践验证结果,理清逻辑脉络按照简化、统一等原则编制完成团体标准《船舶含油废水资源化利用技术规范》(草案)。2026年1月—2月,标准编制工作组在北海市组织内部相关领域专家对团体标准《船舶含油废水资源化利用技术规范》(草案)进行征求意见。经过多次讨论、研究和修订完善,最终形成团体标准《船舶含油废水资源化利用技术规范》(征求意见稿)和编制说明。四、标准制定原则(一)实用性原则本文件是在充分收集现有船舶含油废水资源化利用技术的相关资料和文献基础上,结合前期项目经验总结起草而成,符合当前船舶含油废水资源化利用技术要求,有利于行业的长远发展,具有较强的实用性和可操作性。(二)协调性原则本文件编写过程中充分关注了船舶含油废水资源化利用的技术要求与相关法律法规的协调问题,在内容上与现行法律法规、标准协调一致。(三)规范性原则本文件严格按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写》的要求和规定编写本标准内容,保证标准编写质量。(四)前瞻性原则本文件以当前船舶含油废水资源化利用技术路线和方法为基础,为企业处理船舶含油废水提供了新方法,在标准条款中体现了前瞻性、地域性和先进性,作为对船舶含油废水资源化利用工程操作的指导。五、项目工程现状调研(一)工程技术应用(1)广西北部湾港安船舶环保有限公司污水油技术应用广西北部湾港安船舶环保有限公司污水油经本工艺处理后的质量指标全部达到国际标准ISO08217-RME和RMG180#低硫船用燃料油的要求。表5-1广西北部湾港安船舶环保有限公司成品指标(SGS化验报告)测试项目单位指标要求分析指标备注运动粘度(50℃)mm²/s不大于18076.54合格密度(15℃)kg/m³不大于991912.9合格CCAI--不大于870795合格硫含量%(m/m)不大于0.50/3.50.475合格闪点(闭口杯法)℃不低于60102合格硫化氢含量mg/kg不大于20.6合格酸值mgKOH/g不大于2.52.1合格总潜在沉淀物%(m/m)不大于0.10.025合格微量残炭%(m/m)不大于183.12合格倾点℃不高于30-21合格水含量%(V/m)不大于0.50.15合格灰分%(m/m)不大于0.10.070合格铝+硅mg/kg不大于6058合格钒mg/kg不大于1509合格钙mg/kg不大于3028合格磷mg/kg不大于1578-锌mg/kg不大于1532-钠mg/kg不大于1502合格热值MJ/kg不小于39.844.5(换算)合格燃料油不得含有废润滑油。以下两种情况中任何一种情况成立,将认定燃料油中含有废润滑油:钙含量高于30mg/kg,而且锌含量高于15mg/kg;或者钙含量高于30mg/kg,而且磷含量高于15mg/kg。(2)防城港南鹏船舶环保有限公司污水油中试实验过程与结果①脱水处理将南鹏船舶污水油(水分:60.35%,灰分:2.130%)从吨桶通过泵输送至破乳脱水罐,称重:125kg;升温至80℃,保温沉降24h,排出底部水渣,称重:81kg;底部原料污油通过泵输送至污油吨桶存储,实验重复以上操作4次(废油:120、123、122、122kg,水渣:78、80、79、80kg),总计:污油称重214kg(水分:4.65%,灰分:2.05%),含油污水称重:398kg。(后期物化处置)。②一次破乳脱水脱灰:将脱水处理后的南鹏船舶污水油原料(水分:4.65%,灰分:2.05%)从吨桶通过泵输送至破乳脱水罐,称重:108kg;加热至85℃搅拌循环均匀注入破乳絮凝剂(5%量:54kg),搅拌循环反应1h升温至90℃,停止搅拌和循环,静置保温沉降24h排出底部水渣(称重:85kg);上层油(罐壁抽出口化验:水分:1.52%,灰分:0.95%)通过泵输送至初步处理油吨桶,称重:81kg;底部乳化油(底部化验:1.65%,灰分:0.98%)通过泵输送至乳化油吨桶,称重:24kg;重复以上操作,第二批次实验:原料称重106kg,上层初步处理油称重:79kg,乳化层油原料称重:24kg。乳化层离心分离,乳化层油两批次总重:51kg(卧螺式沉降离心分离机实验初步处理油化验(水分:1.57%,灰分:0.95%)称重:46kg并入初步处理油,含油干渣:5kg)。③二次反应脱灰:将初步处理油吨桶通过泵输送至脱灰反应罐后化验(水分:1.54%,灰分:0.95%)称重:104kg,加热至85℃搅拌循环均匀注入2#螯合脱灰剂(1:1.2灰剂比量:1.2kg),搅拌循环反应2h升温至90℃,停止搅拌和循环,静置保温沉降24h底部水渣称重:2.5kg(后期物化处置);上层油(罐壁抽出口化验:水分:0.42%,灰分:0.06%)通过泵输送至成品油吨桶,称重:77kg;底部高灰油通过泵输送至高灰油吨桶,称重:25kg;第二批次实验:原料称重98kg,上层初步处理油称重:73kg(水分:0.40%,灰分:0.05%),乳化层油原料称重:25kg。高灰油离心分离,高灰油总重:50kg(卧螺式沉降离心分离机实验初步处理油化验化验(水分:0.35%,灰分:0.06%)称重:44kg并入成品油总计:194kg送第三方检测机构SGS检测,含油干渣:6kg)。本次船舶污油实验综合利用回收率:94.69%表5-2南鹏中试物料平衡进装置出装置原料两批次产品两批次船舶污油-1108船用残渣燃料油RMG180-177船舶污油-2106船用残渣燃料油RMG180-2731#处理剂10.72#处理剂2.3高灰回收油44无盐废水16.5含盐废水4.5废渣6损耗6总计227总计221经过物料衡算,本次物料的损耗主要是容器的沾附和蒸发损耗,损耗量<2.4%,物料整体平衡。如表5-3所示,防城港南鹏船舶环保有限公司污水油经本工艺处理后的质量指标全部达到国际标准ISO08217-RME和RMG180#低硫船用燃料油的要求。表5-3防城港南鹏船舶环保有限公司成品指标(SGS化验报告)测试项目单位指标要求分析指标备注运动粘度(50℃)mm²/s不大于18086.34合格密度(15℃)kg/m³不大于991932.8合格CCAI--不大于870815合格硫含量%(m/m)不大于0.50/3.50.495合格闪点(闭口杯法)℃不低于60112合格硫化氢含量mg/kg不大于20.6合格酸值mgKOH/g不大于2.52.0合格总潜在沉淀物%(m/m)不大于0.10.055合格微量残炭%(m/m)不大于184.19合格倾点℃不高于30-11合格水含量%(V/m)不大于0.50.35合格灰分%(m/m)不大于0.10.059合格铝+硅mg/kg不大于6047合格钒mg/kg不大于1509合格钙mg/kg不大于3022合格磷mg/kg不大于1555-锌mg/kg不大于1517-钠mg/kg不大于1503合格热值MJ/kg不小于39.844.1(换算)合格燃料油不得含有废润滑油。以下两种情况中任何一种情况成立,将认定燃料油中含有废润滑油:钙含量高于30mg/kg,而且锌含量高于15mg/kg;或者钙含量高于30mg/kg,而且磷含量高于15mg/kg。(3)钦州苏南船舶有限公司污水油实验过程与结果由于苏南污水油含水率大,本次中试采用破乳脱水罐进行热力脱水处理。①脱水处理将苏南船舶污水油(水分:40.80%,灰分:2.130%)从吨桶通过泵输送至破乳脱水罐,称重:112kg;升温至80℃,保温沉降24h,排出底部水渣,称重:50kg;底部原料污油通过泵输送至污油吨桶存储,实验重复以上操作3次(废油:110、111、112kg,水渣:50、50、51kg),总计:污油称重244kg(水分:3.50%,灰分:2.15%),含油污水称重:201kg。(后期物化处置)。②一次破乳脱水脱灰:将脱水处理后的苏南船舶污水油原料(水分:3.50%,灰分:2.15%)从吨桶通过泵输送至破乳脱水罐,称重:106kg;加热至85℃搅拌循环均匀注入破乳絮凝剂(5%量:5.3kg),搅拌循环反应1h升温至90℃,停止搅拌和循环,静置保温沉降24h排出底部水渣(称重:6.5kg);上层油(罐壁抽出口化验:水分:1.32%,灰分:0.75%)通过泵输送至初步处理油吨桶,称重:80kg;底部乳化油(底部化验:1.35%,灰分:0.78%)通过泵输送至乳化油吨桶,称重:25kg;重复以上操作,第二批次实验:原料称重102kg,上层初步处理油称重:76kg,乳化层油原料称重(底部化验:1.35%,灰分:0.78%):24kg(卧螺式沉降离心分离机实验初步处理油称重:43kg(水分:1.30%,灰分:0.80%)并入初步处理油,含油干渣:6kg)。③二次反应脱灰:将初步处理油吨桶通过泵输送至脱灰反应罐后化验(水分:1.54%,灰分:0.95%)称重:101kg,加热至85℃搅拌循环均匀注入2#螯合脱灰剂(1:1.2灰剂比量:1.2kg),搅拌循环反应2h升温至90℃,停止搅拌和循环,静置保温沉降24h底部水渣称重:2.1kg(后期物化处置);上层油(罐壁抽出口化验:水分:0.31%,灰分:0.05%)通过泵输送至成品油吨桶,称重:75kg;底部高灰油通过泵输送至高灰油吨桶,称重:25kg;第二批次实验:原料称重98kg,上层初步处理油称重:73kg(水分:0.30%,灰分:0.05%),乳化层油原料称重:25kg。高灰油离心分离,高灰油总重:49kg(卧螺式沉降离心分离机实验初步处理油化验化验(水分:0.34%,灰分:0.07%)称重:41kg并入成品油总计:192kg送第三方检测机构SGS检测,含油干渣:5kg)。本次船舶污油实验综合利用回收率:95.35%表5-4钦州苏南船舶有限公司中试物料平衡进装置出装置原料两批次产品两批次船舶污油-1101船用残渣燃料油RMG180-175船舶污油-298船用残渣燃料油RMG180-2731#处理剂10.42#处理剂2.4高灰回收油41无盐废水12含盐废水4.2废渣5损耗1.6总计211.8总计210.2经过物料衡算,本次物料的损耗主要是容器的沾附和蒸发损耗,损耗量<1.0%,物料整体平衡。如5-5所示,钦州苏南船舶有限公司污水油经本工艺处理后的质量指标全部达到国际标准ISO08217-RME和RMG180#低硫船用燃料油的要求。表5-5钦州苏南船舶有限公司成品指标(SGS化验报告)测试项目单位指标要求分析指标备注运动粘度(50℃)mm²/s不大于18089.35合格密度(15℃)kg/m³不大于991917.8合格CCAI--不大于870807合格硫含量%(m/m)不大于0.50/3.50.472合格闪点(闭口杯法)℃不低于60120合格硫化氢含量mg/kg不大于20.6合格酸值mgKOH/g不大于2.51.9合格总潜在沉淀物%(m/m)不大于0.10.072合格微量残炭%(m/m)不大于185.18合格倾点℃不高于30-3合格水含量%(V/m)不大于0.50.32合格灰分%(m/m)不大于0.10.059合格铝+硅mg/kg不大于6049合格钒mg/kg不大于1508合格钙mg/kg不大于3025合格磷mg/kg不大于1531-锌mg/kg不大于1522-钠mg/kg不大于1504合格热值MJ/kg不小于39.842.7(换算)合格燃料油不得含有废润滑油。以下两种情况中任何一种情况成立,将认定燃料油中含有废润滑油:钙含量高于30mg/kg,而且锌含量高于15mg/kg;或者钙含量高于30mg/kg,而且磷含量高于15mg/kg。(二)工程现状图片图5-11船舶含油废水原料入装图5-12船舶含油废水恒温加热图5-13船舶含油废水恒温沉降图5-14船舶含油废水物料排水排渣图5-15离心机的安装调试图5-16离心机离心脱渣图5-17离心机安装调试图5-18底泥分离六、标准主要章节内容及确定依据(一)编制依据1.相关法律及政策依据《中华人民共和国环境保护法》(2014修订)《中华人民共和国水污染防治法》(2017年修正)《中华人民共和国水污染防治实施细则》《中华人民共和国标准化法》《中华人民共和国标准化法实施条例》(国务院令第53号)《环境标准管理办法》《广西壮族自治区水污染防治条例》《防城港市“十四五”生态环境保护规划》2.主要技术依据本技术导则编制过程中,编制组对广西区内船舶含油废水资源化利用工程设施设计施工与长效运行情况进行了调查研究,总结了广西船舶含油废水资源化利用的实践经验,同时,参考了相关国家标准、行业标准以及其他省份的地方标准,对船舶含油废水资源化利用工程设施设计与操作作出了规定,主要参考标准如表1所示:表6-1主要参考标准GB3552船舶水污染物排放控制标准GB18597危险废物贮存污染控制标准GB50052供配电系统设计规范GB50054低压配电设计规范GB50303建筑电气工程质量施工验收规范ISO8217船用燃料标准(二)标准主体内容标准共分为7章,主要内容为:(1)编制范围;(2)规范性引用文件;(3)术语和定义;(4)预处理工艺;(5)脱杂提纯工艺;(6)深度处理工艺;(7)安全与环保控制。(三)依据来源1.术语和定义(1)船舶含油废水:船舶在运营过程中产生的,含原油、燃料油、润滑油等油脂及悬浮物、乳化液的废水,包括机舱舱底水、货舱压载水、洗舱水等。主要参照《船舶水污染物排放控制标准》(GB3552-2018)3.1定义,含油废水船舶运营中产生的含有原油、燃油、润滑油和其他各种石油产品及其残余物的污水,包括机器处所油污水和含货油残余物的油污水。经标准编制工作组进行研讨确定。资源化利用:通过物理、化学或生物方法,从船舶含油废水中提取可再利用的油类物质(如燃料油、工业用油),并对处理后废水进行回用或达标排放的过程。主要根据船舶含油废水资源化利用技术特点,经标准编制工作组进行研讨确定。预处理工艺:船舶含油废水进入资源化利用系统前,通过物理方法去除粗大杂质、部分悬浮物及浮油,降低后续处理负荷的工艺单元。说明:根据预处理工艺仅采用格栅过滤、离心分离等物理操作的特点,经标准编制工作组研讨确定。废油脱杂提纯工艺:对预处理后船舶含油废水中分离出的废油进行破乳、脱灰、分离、提纯,将其转化为符合后续回用油深度处理工艺要求的油产品的工艺过程。根据脱杂提纯工艺针对废油灰分多、粘稠度高的特性,及“去除残留灰分、保障后续深度处理效果”的目的,经标准编制工作组研讨确定。废油深度处理工艺:对脱杂提纯后的油产品进行金属富集分离,进一步去除灰分及金属离子(钠、铝、硅、钙、钒等),使其达到回用燃料油标准的工艺过程。说明:根据深度处理工艺“确保回用燃料油达标”的核心目的,经标准编制工作组研讨确定。主要根据船舶含油废水资源化利用技术特点,经标准编制工作组进行研讨确定。2.工艺设计“船舶含油废水资源化利用技术”的工艺参数是广西深投环保科技有限公司在自主研发和工程应用实践过程中确定的。(1)工艺流程研究表明,船舶含油废水中主要以船用燃料油为主,掺杂有水分、总沉淀物、灰分、铝加硅、钙及重金属等组分,其中废油中灰分又分为两部分,一部分为不溶于油的外来杂质所形成的灰分,另一部分为可溶于油的金属有机化合物(如有机钙、锌、镁添加剂)所形成的灰分,可溶性灰份主要以环烷酸盐、羧酸盐、酸盐、卟啉、非卟啉化合物形式存在。上述的掺杂杂质由于船舶含油废水粘度较大,因此采用一般方法很难脱除,本技术综合利用脱杂提纯工艺和深度处理工艺,将含油废水中的水份、灰分、总沉淀物等进行脱除,得到合格的船舶燃料油。工艺流程图如下:图6-1工艺流程图工艺原理:①脱杂提纯工艺脱杂提纯主要是通过向船舶含油废水中加入除杂剂,使其发挥静电、吸附桥以及网捕卷扫作用,导致乳化油滴的稳定性被破坏,使其分散并降低它的粘附性,然后利用絮凝沉降而实现油、水、灰分分离的目的。除杂剂在85-90℃温度下与船舶含油废水中的清洗剂、乳化剂等易形成稳定胶体物质反应,破坏胶体稳定体系,同时中和电荷,使带电微粒凝聚增大,过程分为:分层、絮凝、膜排水、聚结四个阶段,除杂剂加入乳化含油废水后,污水表面的油水就会扩散,除杂剂的界面活性高于了油中的界面活性,通过吸附和置换的功效使油水分离,杂质相互凝结从而沉降到底部,油水两相发生分离后,使包裹在油内的水分、重金属、机械杂质等在密度差环境下快速剥离沉入罐底,达到脱除杂质的目的。②深度处理工艺:为了进一步脱除船舶含油废水中可溶性灰分,以磷酸盐、螯合剂为主要成分深度处理反应药剂在一定条件下与钙、锌、镁等有机金属化合物产生化学反应,生成既不溶于油也不溶于水的钙、锌、镁等无机盐沉淀物,从油中分离出去。由于船舶含油废水的灰分极其微小,通过机械离心分离机很难脱除,只有先改变油品中杂质、灰分分子结构,使得微粒凝聚颗粒增大,与油品中分子量比重增大,进而沉降在中下部油品中,同时配合高效离心分离机使油品杂质复合物从油品中剥离出来,在提高船舶油回收率的同时也提高了油品品质,实现了船舶含油废水的资源化利用。(2)技术试验研究实验参数设置试验采用单因素控制变量法,分别对除杂药剂添加量、除杂阶段沉降温度、除杂阶段沉降时间三个核心工艺参数开展梯度探究,其中除杂药剂添加量设置原料油质量的3%、4%、5%三个梯度,探究时固定沉降温度为90℃、一次沉降时间为24小时;除杂阶段沉降温度设置85℃、87℃、90℃三个梯度,探究时固定除杂剂添加量为5%、一次沉降时间为24小时;除杂阶段沉降时间设置20小时、24小时、30小时三个梯度,探究时固定除杂剂添加量为5%、沉降温度为90℃。表6-2单因素控制变量参数设置表控制变量梯度设置固定基准条件除杂药剂添加量原料油质量的3%、4%、5%沉降温度90℃、一次沉降时间24h除杂阶段沉降温度85℃、87℃、90℃除杂剂添加量5%、一次沉降时间24h除杂阶段沉降时间20h、24h、30h除杂剂添加量5%、沉降温度90℃实验参数探究①除杂药剂添加量影响表6-3除杂药剂添加量影响添加量处理效果表现总产率区间3%除杂能力不足,低灰油灰分去除率仅72%~78%,精制后再生油灰分普遍为0.12%~0.15%,不符合产品标准86%~87%4%除杂效果基本达标,低灰油灰分去除率88%~91%,精制后再生油灰分0.07%~0.09%,但高杂质原料处理后指标接近临界值89%~90%5%除杂效果最优,低灰油灰分去除率达94%~96%,三类原料精制后灰分稳定在0.02%~0.055%区间,远低于标准限值,药剂成本增幅可控90.8%~92.2%试验表明,5%为最优除杂药剂添加量。②沉降温度影响表6-4沉降温度影响沉降温度处理效果表现总产率区间85℃油品粘度高,杂质沉降速率慢,一次沉降后低灰油水分0.8%~1.2%,精制后易出现水分超标问题87%~88%87℃沉降效果有所提升,低灰油水分0.3%~0.5%,灰分去除率90%~92%,但产品稳定性不足,部分批次总沉淀物接近限值89%~90.5%90℃油品流动性最佳,杂质和水分沉降效率最高,一次沉降后低灰油水分稳定低于0.2%,灰分去除率达94%以上,产品指标稳定性最优90.8%~92.2%试验表明,90℃为最优沉降温度。③沉降时间影响表6-5沉降时间影响沉降时间处理效果表现总产率区间20h沉降时间不足,杂质分离不彻底,低灰油总沉淀物0.12%~0.18%,精制后易出现沉淀物超标问题88%~89%24h杂质沉降完全,低灰油总沉淀物低于0.06%,灰分、水分均达预期效果,较30h处理周期缩短20%,兼顾处理效果和生产效率90.8%~92.2%30h处理效果与24h无明显差异,但处理周期延长,能耗和时间成本增加,无额外增益90.5%~91.8%试验表明,24h为最优沉降时间。试验结果综合单因素探索结果,确定小型实验最优工艺条件为:除杂药剂添加量为原料油质量的5%,除杂阶段沉降温度90℃,除杂阶段沉降时间24h。采用上述最优条件对三类原料开展验证实验,试验结果如下:①伟龙船舶有限公司污水油实验过程与结果取伟龙船舶含油废水2000g,在90°C下,静置12h,进行油水分离,取得上层油样1500g,底部含油水样450g,上层油样投加5%的除杂剂充分混合,继续在90°C情况下保持恒温24h后进行分离,取得1400g低灰油,100g高灰油,之后将低灰油继续在90°C恒温下,投加1%的反应剂充分混合,恒温沉降48h,进行分层分离,取得合格产品1280g,50g高灰油(一二次高灰油合计150g),剩余高灰油通过继续离心分离,可以得到低灰油90g,合格品再生率为85.3%(合格品与脱水污油比),低灰油回收率6%(低灰油与脱水污油比),进行二次脱灰,达到合格产品。此次实验总产率为91.3%。表6-6伟龙船舶含油废水再生后数值对比表检测指标污水油指数值再生油数值产品标准值密度0.9250g/cm³0.9210g/cm³<0.991g/cm³水分20%0.07%<0.5%灰分1.25%0.052%<0.1(m/m)%总沉淀物1.89%0.055%<0.1(m/m)%含硫0.68%0.48%<0.50/3.5图6-2伟龙船舶含油废水小型实验流程示意图②苏南船舶有限公司污水油实验过程与结果取2000g苏南油样,在90°C下,静置12h,进行油水分离,取得上层油样1650g(化验分析:灰分0.55%,水分0.4%),底部油水样250g,根据此油品化验分析结果无需添加除杂剂脱水脱杂,直接将低灰油继续在90°C恒温下,投加0.9%的反应剂充分混合,恒温沉降48h,进行分层分离,取得合格产品1410.5g,高灰油200g,剩余高灰油通过离心分离,可以得到低灰油110g,合格品再生率为85.5%(合格品与脱水污油比),低灰油回收率6.7%(低灰油与脱水污油比),进行二次脱灰,达到合格产品。此次实验总产率为92.2%。表6-7苏南船舶含油废水再生后数值对比表检测指标污水油指数值再生油数值产品标准值密度0.9250g/cm³0.9180g/cm³<0.991g/cm³水分10%0.05%<0.5%灰分0.95%0.018%<0.1(m/m)%总沉淀物1.35%0.021%<0.1(m/m)%含硫0.48%0.45%<0.50/3.5图6-3苏南船舶含油废水小型实验流程示意图③广西北部湾港安船舶环保有限公司污油实验过程与结果取港安船舶含油废水1500g,在90°C下,静置12h,进行油水分离,取得上层油样1450g,底部含油水样50g,上层油样投加5%的除杂剂充分混合,继续在90°C情况下保持恒温24h后进行分离,取得1370g低灰油,50g高灰油,之后将低灰油继续在90°C恒温下,投加1.2%的反应剂充分混合,恒温沉降48h,进行分层分离,取得合格产品1230g,90g高灰油(一二次高灰油合计150)。剩余高灰油通过继续离心分离,可以得到低灰油90g,合格品再生率为84.8%(合格品与脱水污油比),低灰油回收率6%(低灰油与脱水污油比),进行二次脱灰,达到合格产品。此次实验总产率为90.8%。表6-8港安船舶含油废水再生后数值对比表检测指标污水油指数值再生油数值产品标准值密度0.9350g/cm³0.9280g/cm³<0.991g/cm³水分1%0.05%<0.5%灰分1.95%0.052%<0.1(m/m)%总沉淀物2.35%0.055%<0.1(m/m)%含硫0.62%0.43%<0.50/3.5图6-4港安船舶含油废水小型实验流程示意图图6-5探究实验现场照片(物料进行加热搅拌)图6-6探究实验现场照片(滴加药剂)图6-7探究实验现场照片(物料恒温沉降)图6-8探究实验现场照片(底泥烘干)图6-9探究实验现场照片(物料脱水分离后)图6-10探究实验现场照片(物料加热搅拌)(3)广西北部湾港安船舶环保有限公司污水油技术应用①一次破乳脱水脱灰:将港安船舶污水油原料(水分:2.70%,灰分:1.960%)从吨桶通过泵输送至破乳脱水罐,称重:105kg;根据油品检测数据及小试结果。加热至85℃搅拌循环均匀注入破乳絮凝剂5%添加量:5.25kg),搅拌循环反应1h升温至90℃,停止搅拌和循环,静置保温沉降24h排出底部水渣称重:4.5kg(后期物化处置);上层油(罐壁抽出口化验:水分:0.95%,灰分:0.83%)通过泵输送至初步处理油吨桶,称重:80kg;底部乳化油(通过离心分离)通过泵输送至乳化油吨桶,称重:26kg;重复以上操作,第二批次实验:原料称重104kg,上层初步处理油称重:78kg(水分:0.92%,灰分:0.85%),乳化层油原料称重:25kg。乳化层离心分离,乳化层油两批次总重:51kg(卧螺式沉降离心分离机实验初步处理油化验(水分:0.97%,灰分:0.95%)称重:46kg并入初步处理油,含油干渣:50kg)。②二次反应脱灰:将初步处理油吨桶通过泵输送至脱灰反应罐,取样化验(水分:0.94%,灰分:0.84%)后称重:103kg;加热至85℃搅拌循环均匀注入螯合脱灰剂(1:1.2灰剂比量:1kg),搅拌循环反应2h升温至90℃,停止搅拌和循环,静置保温沉降24h底部水渣称重:2kg(后期物化处置);上层油(罐壁抽出口化验:水分:0.90%,灰分:0.06%)通过泵输送至成品油吨桶,称重:77kg;底部高灰油通过泵输送至高灰油吨桶,称重:25kg;重复以上操作,第二批次实验:原料称重101kg,底部水渣称重:2kg(后期物化处置);上层初步处理油称重:75kg(水分:0.22%,灰分:0.05%),乳化层油原料称重:25kg。高灰油离心分离,高灰油总重:50kg(卧螺式沉降离心分离机实验初步处理油化验化验(水分:0.20%,灰分:0.08%)称重:45kg并入成品油总计:197kg送第三方检测机构SGS检测,含油干渣:50kg)。船舶污油综合利用回收率为96.73%。表6-9港安中试物料平衡进装置出装置原料两批次产品两批次船舶污油-1105船用残渣燃料油RMG180-177船舶污油-2104船用残渣燃料油RMG180-275破乳絮凝剂10.45螯合脱灰剂2.2高灰回收油45无盐废水9含盐废水4废渣10损耗1.65总计221.65总计220经过物料衡算,本次物料的损耗主要是容器的沾附和蒸发损耗,损耗量<1.0%,物料整体平衡。如下表5-5所示,广西北部湾港安船舶环保有限公司污水油经本工艺处理后的质量指标全部达到国际标准ISO08217-RME和RMG180#低硫船用燃料油的要求。表6-10广西北部湾港安船舶环保有限公司成品指标(SGS化验报告)测试项目单位指标要求分析指标备注运动粘度(50℃)mm²/s不大于18076.54合格密度(15℃)kg/m³不大于991912.9合格CCAI--不大于870795合格硫含量%(m/m)不大于0.50/3.50.475合格闪点(闭口杯法)℃不低于60102合格硫化氢含量mg/kg不大于20.6合格酸值mgKOH/g不大于2.52.1合格总潜在沉淀物%(m/m)不大于0.10.025合格微量残炭%(m/m)不大于183.12合格倾点℃不高于30-21合格水含量%(V/m)不大于0.50.15合格灰分%(m/m)不大于0.10.070合格铝+硅mg/kg不大于6058合格钒mg/kg不大于1509合格钙mg/kg不大于3028合格磷mg/kg不大于1578-锌mg/kg不大于1532-钠mg/kg不大于1502合格热值MJ/kg不小于39.844.5(换算)合格燃料油不得含有废润滑油。以下两种情况中任何一种情况成立,将认定燃料油中含有废润滑油:钙含量高于30mg/kg,而且锌含量高于15mg/kg;或者钙含量高于30mg/kg,而且磷含量高于15mg/kg。结合试验和应用情况,确定各流程工艺参数。(4)预处理工艺本章规定预处理阶段的工艺要求、操作参数及质量控制,为后续资源化利用提供合格进水。工艺目的:去除船舶含油废水中粗大杂质及灰分,防止后续设备堵塞,降低处理负荷,保障后续脱杂提纯工艺稳定运行。工艺单元:包括格栅过滤、离心预处理。操作流程:用机械格栅(栅间距5~10mm),去除纤维、塑料等杂质;每日检查运行状态,栅渣堆积超栅渠1/3时清渣,清渣后冲洗表面。采用机械离心方式分离船舶含油废水,实现油相、水相、渣相应实现有效分层,满足后续脱杂提纯工艺的进料要求。操作原则:格栅过滤应定期检查运行状态,栅渣堆积至规定程度时启动清渣,清渣后冲洗格栅表面;离心预处理应采用机械离心方式分离船舶含油废水进行处置。质量要求:预处理后出水应无明显粗大杂质,满足后续脱杂提纯工艺进水要求。(5)脱杂提纯工艺本章规定废油回收的核心工艺,明确脱杂提纯的技术路线、操作参数及产品质量要求。工艺目的:废船舶油灰分多,粘稠度高。絮凝搅拌时间和沉降时间会对絮凝效果产生较大影响,残留的灰分过多会影响下一步螯合脱灰过程的效果
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