船舶与港口防污染技术(三)幻灯片.ppt

1、船舶与港口防污染技术(三),第四节 船舶含油污水处理技术,1、含油污水的特性测定的基本原理和方法,1）含油污水粒度测定(分离方法选定的依据) 2）含油污水粘度测定(分离方法选定的依据) 3）含油污水密度测定(分离方法选定的依据) 4）含油污水浓度测定（水质排放指标选定的依据）,1）含油污水粒度测定的基本原理和方法,显微照片,库尔特粒度仪：,电阻法（库尔特法）：,原理：根据油粒在通过一个小微孔的瞬间，占据了小微孔中的部分空间而排开了小微孔中的导电液体，使小微孔两端的电阻发生变化的原理测试粒度分布的。小孔两端的电阻的大小与颗粒的体积成正比。当不同大小的粒径颗粒连续通过小微孔时，小微孔的两端将连续产

2、生不同大小的电阻信号，通过计算机对这些电阻信号进行处理就可以得到粒度分布了。 范围：1-120um,粒度分布曲线,2）含油污水粘度测定的基本原理和方法,石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法（GB265-88）,在一定温度下，测定一定体积的液体在重力下流过一个标定好的玻璃毛细管粘度计的时间，粘度计的毛细管常数与流动时间的乘积，即为该温度下测定液体的运动粘度。,3）含油污水密度测定的基本原理和方法,4）含油污水浓度测定的基本原理和方法,紫外吸收法：利用石油烃成分中具有共轭体系(-C=C-C=C-)能吸收紫外线的特性，并根据紫外线被吸收的强度来测定油分浓度的一种方法。该方法操作简单，精密度好，对于

3、芳烃具有很高的灵敏度，最低检测浓度可达0.03-0.05ppm。,不足：由于油品种类不同，芳烃含量不同，必须根据污染源做出相应的曲线进行测量。,含油污水处理方法,物理分离法,化学分离法,电浮分离法,2、船舶含油污水处理技术的种类和基本原理,物理分离是利用油水的密度差或过滤吸附等物理方法使油水分离，主要特点是不改变油的化学性质而将油水分离。,重力分离法 气浮分离法 聚结分离法 吸附分离法 过滤分离法,化学分离法是向含油污水中投放絮凝剂或聚集剂，其中絮凝剂可使油凝聚成凝胶体而沉淀，而聚集剂则是使油凝聚使其上浮，从而达到油水分离的一种方法。,电浮分离法是把含油污水引进装有电极的舱柜中，利用电解产生的

4、气泡在上浮过程中附着油滴而加以分离，从而实现油水分离的方法，实际上是一种物理化学分离方法。,（1）常用的物理分离方法,1、重力分离法 重力分离法是利用油和水的重力差，使水中油滴克服水流阻力上浮与水分离的一种方法。这种方法的优点是结构简单、操作方便，缺点是只能分离自由状态下的油，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。,G,P,F,式中，,雷诺实验,层流状态、过渡状态、紊流状态，,Re=惯性力/粘性力=du/,惯性力加剧湍动，而粘性力抑制湍流。即Re 数可视为惯性力与粘性力之比，其数值大小表明二个力的相对大小。,层流区（2000 ） ：,过渡区（2000-4000 ）：,

5、紊流区（4000 ）,当Re 2000, 处于层流状态，,油粒等速上浮,层流区：,（斯托克斯定律）,2000Re4000,Re 4000,为过渡状态。,为紊流状态。,实际上，油粒上浮很复杂，决不是理想状态，受很多因素影响，所以在实际上必须对单个油滴在静水中上浮的斯托克斯进行修正。,式中：,用重力分离法能否在较短时间内将油水分离，取决于油粒上浮速度，而影响上浮速度的主要因素是油粒直径及油、水密度差和水的粘滞系数。另外由于水的粘滞系数，油和水的密度都随温度的变化而发生较大变化，因此温度对上浮速度也有直接影响。,静置分离法是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

6、的目的。这种方法需要较长的时间和较大的装置，同时也难以连续使用。,重力分离按其作用方式的不同可分为静置分离、机械分离和离心分离3种。,机械分离法是让含油污水流过斜板、波纹板细板和滤器等，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，再经密度差的作用而上浮，从而达到分离的目的。,油污水的平流速度为u，流道长度为L，高度为h，水流流经该流道的时间为tL/v，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：,流道上越长，高度h越小，平均水流速度v越低，分离器能够分离出的油滴粒径dmin越小。,v,u,因此，如图所示，分离器中加设n层分离板后，油滴的上浮距离减小n倍，则分离器所能分

7、离的最小油滴粒径d mindminn1/2。,加了油滴相互碰撞、聚合的机会，进一步改善了重力分离的效果。实际油水分离器为了增加其分离板的比表面积，通常将分离板设计成峰谷对置的波纹板形，并且为使油污水中的杂质便于下滑沉降，油漓更易聚集、长大，上浮，在分离中一般都把平行板或波纹板组按一定的倾斜角度来放置。,离心分离法是利用高速旋转运动产生的离心力，使油、水在离心力和密度差的作用下实现分离，它的特点是油污水在分离器中的停留时间很短。,离心上浮力,油粒相对水的流动是层流状态，根据斯托克斯定律，油粒所受的阻力为,当离心分离力等于阻力时，即F1=F,由此说明，离心分离的分离速度是重力分离速度的,倍。，此倍

8、数为离心分离因素。,离心分离法，主要选用水旋分离法，即分离器本身固定不动，而使污水沿切线方向流入分离器内。,2、聚结分离法,聚结分离法是指在微小油粒通过多孔材料时，让它们发生相互作用以使油粒聚合增大，从而上浮和分离。在这种分离过程中,由于微小油粒逐渐聚合长大,因此,这种分离过程称为聚结。,聚结作用机理:润湿聚结和碰撞聚结。,润湿聚结：建立在亲油性材料的基础上，当含油废水流经亲油性材料时，分散油粒便在材料表面润湿附着，逐渐，材料表面几乎全被油粒包住，再流来的油粒更容易润湿附着在上面，因而，附着的油粒不断聚结扩大并形成油膜。当大到一定程度以后，由于浮力和水流的冲击作用，油膜开始脱落，脱落的油膜在水

9、中形成较大的油粒，易于分离。,碰撞聚结:建立在疏油性材料的基础上，油粒通过多孔材料孔隙时，多个油粒可能同时与孔壁碰撞或者相互之间碰撞，使它们合并成一个较大的油粒，进而实现分离。,特点与优点： 一般情况下能将油污水中5-10微米的油粒全部除去，甚至更小的油粒也能除去，效果好； 设备紧凑，占地面积小； 一次性投资低，便于分散处理且运行费用低。,3、气浮分离法,气浮分离就是向水中通入大量微小气泡，使待分离物质吸附于上升的气泡表面而浮升到液面，从而使某组分得以分离的方法。,实现气浮分离必须具备以下三个基本条件： 一是必须在水中产生足够数量的细微气泡； 二是必须使气泡能够与悬浮粒子相粘附; 三是必须使待

10、分离的污染物形成不溶性的固态或液态悬浮体 。,如90为疏水性颗粒，易于与气泡粘附。,气浮按其产生气泡的方式分为：溶气法和散气法。 溶气法主要采用加压气浮。 散气法主要有叶轮气浮、布气气浮等。,加压气浮：在加压的情况下，使水中溶解的空气达到饱和，然后急剧降压到常压状态，这时溶解度减小，溶于水中的空气形成细小气泡并以高速上浮，而吸附在气泡上的小油粒也随之益气上浮到水面，达到油水分离的目的。此法形成气泡小，约20100m，处理效果好，应用广泛。 所加压力越高，产生的气泡就越小，气泡与油粒接触面积和接触几率越大，有利于提高油水分离效果。,叶轮气浮：叶轮气浮的充气是靠叶轮高速运转时形成负压，从空气管中吸入空气，空气进入污水中与循环水流被叶轮充分搅拌，形成细小的气泡，经过整流板稳流后，气泡垂直上升，进行气浮。由于叶轮气浮动力消耗大，构造较复杂，一般较少采用。,布气气浮：直接将压缩空气通入气浮池底