船舶防污染装置课件

船舶防汙染裝置第一節船舶對航運環境的污染及防止措施一、海洋污染和危害海洋給予了人類什麼？海洋污染是哪里來的？有什麼危害？人類可以為保護海洋做什麼?

海洋主要給人類提供的物產有：

1)海洋食品（魚、蝦、海帶等〕；2)海鹽；3)礦物資源（如鈾、銀、金、銅等〕海洋的其他功能還有：

1)調節氣候(吸收二氧化碳)；2)蒸發水分有利降雨;3)提供能源（潮汐能可以利用來發電〕。

引起海洋污染的原因主要有:

1)油船洩漏；2)海洋傾倒工業廢料；3)生活污水直接排進海洋；4)用生活垃圾填海。

海洋污染的危害是:

1)使海洋食品中聚積毒素，人食用後得病；2)使海產減少，危及人類的食物源；3)使浮游生物死亡，海洋吸收二氧化碳能力減低，加速溫室效應；4)使海洋生物死亡或發生畸形，改變整個海洋的生態平衡。

人類為保護海洋正在作出的努力主要有:

1)禁止向海洋傾倒工業廢料；2)生活污水處理之後再排放入海；3)垃圾回收利用,儘量不把海洋作為生活垃圾填海場。石油污染主要是在石油的開採、煉製、貯運和使用過程中進入海洋環境而造成的世界性的嚴重污染之一，人們一方面向大海索取石油，一方面又把石油拋向大海，造成了一次次的“黑潮”。有人初步計算，全世界每年流入大海的石油就有1000萬噸。有機物污染主要是由生活污水、工業廢水和農牧業排水中含有大量有機物質，如碳水化合物、蛋白質、脂肪等排入近海時造成的污染。這些豐富的有機物質和營養鹽使得生物大量繁殖，無論是生前還是死後都消耗了水中的溶解氧，造成海洋中生物的大量死亡，造成魚蝦絕跡，臭氣難聞的“死海”。目前，沿海赤潮的頻繁發生，就是這種污染的結果之一，其造成的經濟損失往往數以千萬，甚至億計。如何防止海洋污染是海洋開發過程中不可忽視的嚴峻的問題。否則，人類對海洋的無禮將得到應有的報復。這確實是一顆人類自埋的“定時炸彈”。一．油類污染船舶油類污染是指由於船舶運輸而使石油及其產晶對海洋環境造成的污染，它的占油類對海洋污染總量的47％．其主要來源是機動船舶購機艙艙底污水、油船壓載污水洗艙污水以及一些海難事故及裝卸事故中的溢油等。機艙艙底污水：普通船舶每年所排機艙污水量約為本船總噸位的10％左右，機艙污水的油分濃度一般在7000～l0000ppm(1ppm＝1／1000000)左右．油船汙壓載水是指油船非清潔壓載艙為航行安全壓人海水後形成的油污水．油船洗艙水指油船清洗貸油艙或油櫃的洗滌水．船舶對海洋的污染以油類污染最為嚴重.2．非油類污染船舶非油類污染主要是指船舶生活污水、固態廢物對水域造成的污染．生活污水是船舶灰水與黑水的統稱。灰水是指源於廚房、浴室、盥洗室等處的污水，黑水是指廁所，醫務室等處的排水.

據上海港1978年的調查，每天在港大小船舶約5400艘，其中機動船舶2038艘、每天排放的糞便達1710t．船舶污水中所含的有機物質在水體中分解時會使其中的溶解氧大量減少，而缺氧會造成魚類和大多數水生物窒息死亡。污水中的無機營養鹽類，尤其是氮和磷過多會使水域“富營養化”，這會使某些有毒或不利於魚類生長的藻類大量繁殖．此外，污水中還古有大量的細菌，是潛在的病源。固態廢物墾指船舶在營運過程中產生的各種固態垃圾．主要有生活垃圾，生產垃圾以及各種廢油污泥。由於固態廢物種類多、成分複雜，有些極難被海水吸收消解．因此必須對之進行處理。

二、防止船舶對航運環境污染的公約及法規

控制和防止船舶對環境的污染一靠法規，二靠技術．1．國際公約、目前國際上對海運防汙最有影響的是MARPOL73／78公約，全稱《1973年防止船舶造成污染國際公約及其1978年議定書》。該公約附有五個技術附則，分別為；Ⅰ、“防止油污規則”Ⅱ．“控制散裝有毒液體物質污染規則”Ⅲ、“防止海運包裝，集裝箱，可移動罐櫃或公路及鐵路槽罐車裝運有害物質造成污染規則”Ⅳ、“防止船舶生活污水造成污染規則”Ⅴ、“防止船舶垃圾造成污染規則”三，防止船舶對航運環境污染的主要技術措施就技術上說，控制船舶對環境污染主要從船體結構、防汙設施以及操作管理三方面人手。

1．防止油類污染的主要技術措施

(1)油船的“裝於上部”法(LoadOnTop)及改進的“裝於上部”法所謂“裝於上部“法，是在油艙卸油後，直接將壓載水壓人未經清洗的油艙中．在航行時將油船下部含油量較低(約50ppm)的壓載水排人海中，把其餘含油量較高的壓載水與清洗某些油艙的洗艙水排入指定的做為汙油艙的油艙，再經分離排水，在船舶抵港後，貨油直接裝載於汙油的上部。“裝於上部法”的主要缺陷是不適應短途航行以及惡劣天氣航行，原因是油水分離時間短與船舶顛簸，搖晃均不利於油水的靜置分離，另外該方法也不適合成晶油運輸，因為成品油中摻人海水會影響品質(2)專用壓載艙(SegregatedBallastTank)MARPOL公約規定凡載重量為20000t及其以上的新油船及載重量為30000t及其以上的新成品油船均應設有專用壓載艙，使壓載艙與貨油艙、燃油艙及其系統分開．專用壓載艙的容量應使該船可以不依靠貨油艙裝載壓載水而安全地進行壓載航行。

(3)清潔壓載艙(CleanBallastTank)

油船在運營過程中根據其船型、貨艙結構、航區特點以及吃水要求等，將部分貨油艙改為專門用於裝載壓載水，作為清潔壓載艙(CBT)。清潔壓載艙對船舶結構、泵、管路等方面不作改動，泵與管系仍與貨油共用一個系統．該船型故除了會降低貨油裝載客積外，還使操作程式變得複雜。CBT所要求的艙容應至少滿足上述SBT最小艙容的要求。

(4)原油洗艙(CrudeOilWashing)

原油洗艙是指原油油船在卸油的同時，用本船所載原油以高壓從洗艙機噴射到貨艙壁面上，藉以把附在艙面及構件上的原油和沉積在艙底的原油殘渣清洗掉，井將這些殘渣隨泵送的貨油一起泵送上岸。(5)防油污染設備控制船舶機艙污水排放的油分濃度設備有油水分離器和油分濃度監控裝置，控制油船排放壓載水，洗艙水的暫態排油率和排抽總量的有排油監控系境以及油／水界面探測器等．

2．防止非油類污染的主要技術措施船舶控制生活污水捧放的主要方法是利用生活污水處理裝置，控制固體垃圾排放的主要方法是垃圾焚燒爐，對於船舶廢氣及有害氣體排放的控制，可以靠改進船舶動力設備的燃燒狀況、對廢氣進行再處理以及對油船裝卸時產生的油氣進行收存等方法進行處理．第二節船舶油水分離器和排油監控裝置一、油水分離的基本方法主要有物理分離、化學分離和生化分離等三類。物理分離是利用油水密度差或聚合、吸附等物理方法使油水分離。化學分離是向含油污水投入絮凝劑，使油凝聚成膠體而沉澱；或使水電解產生氣泡，以粘附油液上浮，以此實現油水分離。生化分離是利用好氣微生物對油分解氧化來控制油分濃度。1、重力分離法重力分離是在重力插內利用油水密度差使油上浮而與水分離．這種方法簡單、方便，主要用於處理粒徑在50～60μm以上的較大油粒，對於更細小的、呈乳化狀態的油粒(<10μm)則難以分離。其具體方法有靜置分離和流道分離．

(1)靜置分離靜置分離即將油污水靜置於艙櫃中一段時間，利用油水密度差使油滴上浮分離。靜置時間越長，分離效果越好。靜置分離時，懸浮在水中的油粒受重力、浮力和運動阻力三種力的作用。船上的油水分離設備以物理分離方法為主；物理分離法分類：1、重力分離、2、多孔介子分離1、重力分離－－－（1）靜止分離法；（2）流道分離法2、多孔介子分離－（1）過濾分離法；（2）聚合分離法；（3）吸附分離法重力G浮力P油滴上浮阻力Fr當三種力達到平衡時，油滴即會穩定地等速上浮，這時：油滴的上浮速度即為：油滴直徑m油的密度kg/m3水的密度kg/m3水的動力粘度Pa·s因此，油滴直徑增大，上浮速度將大大加快；適當提高污水溫，可增大水、油密度差，有利油水分離。但水溫較高時降低污水粘度來增大水，油密度的效果明顯減弱，油卻變稀更易乳化，對油水分離反而不利。分析上浮速度式可知：油滴的上浮速度與油滴直徑的平方，與水油密度差成正比，與水的粘度成反比。(2)流道分離靜置分離需要較長的時間和較大的容器，工作也難以連續進行，因此在實際的油水分離過程中，常使油污水流過多層平行板，波紋板以及錐形板等的流道。流道分離方法以提高油水的分離效果。設流道如圖所示，油污水的平流速度為u，流道長度為L，高度為h，水流為Re<2的層流，則流經該流遭的時間為t＝L/u，由此可得出油滴流經此流道時能被分離出來的條件是上浮速度：分析該式可知，流道上越長，高度h越小，平均水流速度u越低，分離器能夠分離出的油滴粒徑dmin越小。因此，如圖15—2(a)所示，分離器中加設n層分離板後，油滴的上浮距離減小n倍，則分離器所能分離的最小油滴粒徑d2min＝dmin／n1/2。加了油滴相互碰撞、聚合的機會，進一步改善了重力分離的效果。實際油水分離器為了增加其分離板的比表面積，通常將分離板設計成圖15—3所示的峰穀對置的波紋板形，並且為使油污水中的雜質便於下滑沉降，油漓更易聚集、長大，上浮，在分離中一般都把平行板或波紋板組按一定的傾斜角度來放置，見圖15-2。2．多孔介質分離法多孔介質分離法是讓油污水通過多孔介質把分散的油粒從連續的水流中分離出來的一種方法。按具體過程可分為油粒遷移與油粒附著兩個方面。遷移是指分散的油粒脫離液流而接觸多孔介質表面；附著則是指油粒較穩定地粘附在多孔介質的表面。按起主導作用又可分為過濾分離、聚合分離、吸附分離。過濾分離－－聚合分離－－吸附分離－－具體過程油粒遷移過程包括直接攔截，擴散遷移、慣性遷移、重力遷移等多種機理。直接攔截是當油粒中心與多孔介質表面的距離小於或等於其自身半徑時(如油粒O1)，油粒從其原來的流線被截留，當多孔介質的孔隙小於油漓粒徑時，攔截的形式即是所謂的篩分。如圖15·4所示，擴散遷移是油粒由於布朗運動使其接觸到多孔介質的表面。慣性遷移是油粒作曲線運動時由於慣性作用而脫離流線與多孔介質相接觸。重力遷移是由於油水密度差使油粒與水產生相對運動而與多孔介質相接觸．附著過程有物理吸附與化學吸附兩種機理

物理吸附是基於靜電引力與分子引力；

化學吸附是基於原子間的化學價健力。

化學吸附要比物理吸附穩定。根據對油的附著能力強弱，材料有非親油性、中等親油性和強親油性之分．從另一角度說，疏油性材料親水，而親油性材料疏水。主導作用(1)過濾分離過濾分離主要是利用直接攔截機理將多孔介質篩分點以上的油粒截留篩分的一種油水分離方法。過濾分離所用的多孔介質大多用非親抽性材料，如粒狀介質(石英砂等)、濾布和特製的陶瓷塑膠製品。

(2)聚合分離油粒在攔截、擴散等多種機理作用下遷移到多孔介質表面，並在其上鋪展、聚合，當油粒聚合長大到一定粒徑時，在水動力、浮力以及毛細管力的作用下被推動向前，最終剝離並以大油粒的形式脫離多孔介質的表面，上浮與水分離。

(3)吸附分離吸附分離是利用高比表面積的多孔強親油性材料，將遷移到多孔體內表面微孔中的細徽油粒吸附，從而完成油水分離。二、影響油水分離器性能的因素1、泵的影響油水分離效果在很大程度上取決於油滴粒徑。當含油污水通過泵時，泵的容積效率越低、轉速越高、攪動越激烈，則油粒越易破碎乳化，分離效果越差。實驗表明，螺杆泵和三作用柱塞泵效果較好，其他如齒輪泵、離心泵、活塞泵等均不理想。目前多以自吸性能力好、對雜質不太敏感的單螺杆泵為油水分離器的供水泵。2、工作壓力的影響油水分離器工作壓力越高，供水泵的排出壓力就越高，供水泵的容積效率就越低，含油污水通過泵時對汙油的乳化作用就越大，因而分離效果越差。3、油種類的影響根據司托克斯公式，油的密度越小越易分離；但密度小的油往往粘度也小，容易乳化。由乳化對分離效果的影響相對更大，因此密度小的油常常更難分離。4．溫度的影響適當的加溫有利於油、水分離，而且使分離出來的油更容墨從集油室中排出，然而，加溫也會使油變稀，更屠乳化，反而會使分離效果變差。5．流量的影響流量越大，含油污水在分離器中停留時間越短，分離效果越差，當流量超過油水分離器額定處理量時，分離效果會明顯下降，油分濃度可能會達不到標準。6．油分濃度的影響油分濃度越高，油粒在分離器中的碰撞機會越多，越易於分離，但油分濃度高的污水通過泵時也越易於乳化，又不利於分離。

7．管路與泵流量調節的影響管路的尺寸、彎度與附件等對分離性能的影響較複雜，如能在管路中保持層流狀態，則管路越長，流速越低，越利於抽水分離，而附件越多，則對液體擾動越大，越不利於分離。

8、水質的影響水質對分離效果也有很大影響．污水中含海水量越多，油水密度差越大，則油水越易分離，油粒與海水中的離子結合後，也易於相互結合成長為大油粒，這有利於油水分離。第三節船舶生活污水處理裝置

船舶生活污水指廁所，醫務室、廚房和盥洗室等處的所有廢水與廢物。在12nmile以內，生活污水必須經過處理達到有關捧放標準，否則不得隨意搏放。一、船舶生活污水處理方式

1、收集儲存處理在船上設置生活污水儲存裝置。

2．生物化學處理生物化學處理是利用微生物來消化分解污水中的有機物，以此使污水淨化。船上大多使用的是活性污泥法。使用這種方法應先培植好氣性微生物．在有氧與適宜的溫度下，這些微生物吸收污水中的有機物質，通過其自身的消化分解作用，最終將有機構轉化成簡單的無機物。微生物在此過程中也得以繁殖。

3．物理化學處理圖15－18是物化處理系統的工作流程圖。物化處理就是先用物理方法對污水進行固液分離，然後向存放液體的處理櫃中加入具有絮凝作用的化學藥劑，從而在污水中產生絮凝膠團並吸附污水中的有機懸浮物質，同時污水中的大腸桿菌群也被化學藥劑殺死，再經過沉澱櫃沉澱後，污水得到淨化，淨水可排住舷外或迴圈使用，另一方面，分離出的固態污泥存人污泥櫃中，然後進焚燒爐焚燒或在允許區域排揮往舷外，這種系統可以實現“無排揮放”要求。第四節船舶垃圾處理