第二节 船舶油水分离器 和排油监控装置15-2船舶油水分离器和排油监控装置 15-2-1油水分离的基本方法 主要有物理分离、化学 分离和生化分离等三类。 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。 化学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,以此实现油水分离。 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。15-2-1油 水分离的基本方法1、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.这种方法简单、方便,主要 用于处理粒径 在50~60μm以上的较大油粒,对于更细小的、呈乳化状态的油粒(<10μm)则难以分离。其具体方法有静置分离和流道分离. (1)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、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;物理分离法分类:1、重力分离、2、多孔 介子分离1、重力分离---(1)静止分离法;(2)流道分离法2、多孔介子分离-(1)过滤分离法;(2)聚合分离法;(3)吸附分离法 15-2-1油水分离的基本方法重力 G 浮力 P 油滴上浮阻力 Fr当三种力达到平衡时,油滴即会稳定地等速上浮,这时:油滴的上 浮速度即为:油滴直径m油的密度kg/m3水的密度kg/m3水的动力粘度Pa·s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。但水温较高时降低污水粘度来增大水,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 。分析上浮速度式可知:油滴的上浮速度与油滴直径的平方,与水油密度差成正比,与水的粘度成反比。15-2-1油水分离的基本方法(2)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,因此在实际的油水分离过程中,常使油污水流过多层平行板,波纹板 以及锥形板等的流道。 流道分离方法以提高油水的分离效果。设流道如图所示,油污水的平流速度为u,流道长度为L,高度为h,水流为R e<2的层流,则流经该流遭的时间为t=L/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度:15-2-1油水分离的基本方 法分析该式可知,流道上越长,高度h越小,平均水流速度u越低,分离器能够分离出的油滴粒径dmin越小。因此,如图15—2(a)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,则分离器所能分离的最小油滴粒径d 2min=dmin/n1/2。15-2-1油水 分离的基本方法加了油滴相互碰撞、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 成图15—3所示的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,见图15-2。随着平行板层数的增多,可分离的油粒径显著减小,分离板单位流量表面积大大增大,降低了分离板吸 附油粒的表面负荷率,可吸附更多的油粒;同时多曾平行板的设置,也保证了液流的层流状态。有利于油水分离。15-2-1油水分离的基本方法 2.多孔介质分离法 多孔介质分离法是让油污水通过多孔介质把分 散的油粒从连续的水流中分离出来的一种方法。 按具体过程 可分为油粒迁移与油粒附着两个方面。迁移是指分散的油粒脱离液流而接触多孔介质表面;附着则是指油粒较稳定地粘附在多孔介质的表面。 按起主导作用又可分为过滤分离、聚合分离、吸附分离。15-2-1油水分离的基本方法(1)过滤分离 过滤分离主要是利用直接拦截 机理将多孔介质筛分点以上的油粒截留筛分的一种油水分离方法。过滤分离所用的多孔介质大多用非亲抽性材料,如粒状介质(石英砂等)、滤布和 特制的陶 瓷塑料制品。 (2)聚合分离 油粒在拦截、扩散等多种机理作用下迁移到多孔介质表面,并在其上铺展、聚合,当油粒聚合长 大到一定粒径时,在水动力、浮力以及毛细管力的作用下被推动向前,最终剥离并以大油粒的形式脱离多孔介质的表面,上浮与水分离。 (3)吸 附分离 吸附分离是利用高比表面积的多孔强亲油性材料,将迁移到多孔体内表面微孔中的细徽油粒吸附,从而完成油水分离。15-2-2 影响油水分离器性能的因素1、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,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。2、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。3、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。15-2-2影响油水分离 器性能的因素4.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.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。6.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,但油分浓度高的污水通过泵时也越易于乳化,又不利于分离。 15-2-2影响油水分离器性能的因素 7.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。 8、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。15-2-3船用油水分离器实例1、特勃罗(TURBULO )TEF-S型油水分离器分两级;一级为重力分离筒。上,粗分离;下,细分离。二级是聚合分离15-2-3船用油水分离器实例2、塞里普( SEREP)SFC型油水分离器分三级:重力分离聚合分离吸附分离15-2-4油水分离器选用、安装、管理一、选用有证书,符合规定要求, 轻,小、便修理。二、安装保持压力、防止虹吸,排水管加装背压阀,防倒灌加装止回阀。少弯、少阀、少接头。三、管理首次使用灌满清水,停用 前也改换清水,运行中及时排放污油,3-6个月80度热水洗泡2小时一次15-2-5油水分离器自动排油装置由油位检测装置和排油阀2部分 组成。油位检测分为:1、电容式---根据油水的介电常数不同的原理。2、电阻式---根据油水的导电率不同的原理。排油阀分为电磁阀和气 动阀两种自动油位检测15-2-5油水分离器自动排油装置自动排油阀油位检测电极6和7自动排水阀15-2-6油分浓度检测常用方法1、光学浊度法利用油水乳化后的透光性和折射性原理。油分月大折射越强Is,透射越弱Id。2、荧光反射法利用紫外线照射油粒而产生荧光的原理,油粒越多,荧光越强荧光IsId光的散射效应荧光反射法油分浓度测定15-2-3船用油水分离器实例15-2-3船用油水分离器实例 |
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