海洋船舶油污水处理技术进展

摘要:分析了船舶含油污水的来源及其对环境因素的危害,阐述了船舶含油污水处理方法和研究进展。

关键词:船舶 油污水 处理方法

1、引言

随着全球航运业的发展和海上运输贸易量的增大,世界各国船舶吨位和数量都不断增长,对海洋生态环境和人类造成了严重的危害。特别是船舶油污水已经成为海洋的污染物之一。国际海事组织环保委员会对船舶油污水排放的控制及相关规则也做了修正,如何采取有效的处理方法对船舶油污水进行处理,对保护海洋环境有着重要的现实意义。

2、船舶油污水的来源

船舶油污水除船舶失事造成大量溢油以及设备失修,误操作等原因引起的跑油、冒油事故外,主要来源有一下几种:(1)含油洗舱水:在船舶进行修理前或更换运油品种时,需用高压水将油舱内残存的油冲洗干净,洗舱水含油量与船舶载重量有关,一般为30000mg/L,主要含油、泥和铁锈,此外还有微量的酚等,而且其中大量的油分以乳化形式存在。(2)含油压载水:机舱水含油压载水油船在卸完原油后,为确保安全航行,在返航时需压载一定数量的水量,油舱内未卸净的油与水混合,压载水中油的浓度可达3000mg/L～5000mg/L,绝大部分是浮上油和分散油,乳化程度低且品种单纯,较容易处理。(3)机舱水:机舱水是机舱内各闸阀和管路中漏出的水与机器在运转过程中漏出的油、主辅机燃料油、加油时溢出油、洗刷时的流入油等混在一起的油污水。舱底油污水是多种油类的混合物,油的品种复杂,含油浓度多在2000mg/L～5000mg/L,且相当多的油分以乳化形式存在。

3、船舶油污水的处理方法

目前,对于船舶油污水的处理已经研究和开发出多种处理方法,世界各国多采用的含油污水的处理方法主要有物理法,物理化学法,化学氧化法,生物法等。

3.1 物理法

此类方法是利用油和水的密度差使油滴和水分分离的方法,在确定油污水处理方法时,应首先考虑物理法,主要是由于物理法简单易行,管理方便,运行费用低,而且产生的废渣也容易处理,同时不会产生二次污染。最常用的重力分离法和水力旋流法。

(1)重力分离法;此方法是利用水和油的密度差,使上浮油和分散有克服水流阻力上浮进而除去水中油分的方法。油粒上浮速度是决定油分能否在短时间内被分离的决定性因素,取决于油粒直径的大小,油和水的密度差,流体的粘度以及温度,可用修正的托克斯定律来描述。图1给出了油粒上浮速度与油粒直径的关系曲线。

图1 油粒上浮速度与油粒直径的关系曲线

(2)水力旋流法;该法使含油污水在压力下沿着筒壁切向高速进入圆筒,在圆筒内部高速旋转,利用圆筒高速旋转的离心力使油和水得到分离,由于油和水密度的不同,水会聚集在旋流的外侧,上浮油和分散油则在中央。这种方法较重力分离法效率油很大提高,设备也有大幅减少,但因高速旋转水流需消耗很大能量,而且对设备维护要求高,所以只是适用于小量油污水的初步处理。

3.2 物理化学法

物理化学法通过在油污水中添加适当的化学材料,使细微油粒吸附在材料表面或使其聚集成大油滴而上浮,从而实现油与水的分离,主要的有气浮分离法、絮凝沉淀法、过滤法等。

(1)气浮分离法;利用产生的微小气泡粘附油污水中的细微油粒上浮从而达到水油分离的方法。气浮原理主要是由于液体表面张力的作用,因为液体表面分子和液体内部分子受到的分子引力不相同,表面分子受到不均衡的力的作用将表面分子拉向液体的内部,且尽力缩小液体的表面积。油污水中难以通过重力分离或者分离速度较慢的分散油、乳化油可通过此法进行处理。

(2)絮凝沉淀法;为了提高常规重力分离法对微小油滴和乳化油的除去效率,通常可在油污水中投放絮凝剂,使乳化油破乳形成矾花,进而再利用重力分离法去除水中的油分。实际工程中此方法应用较多,但是处理后会产生大量的污泥,仍需进一步处理。

(3)过滤法;过滤法是在油污水流过滤床过程中,通过筛分、惯性碰撞、表面粘力等作用将小粒径油滴截留在过滤介质表面并不断聚集形成大粒径油滴然后上浮分离的方法。常用滤料有高分子聚合物、石英砂、玻璃纤维等。改方法所需设备简单、容易操作且投资小,但是存在处理速度慢以及随着运行时间的增加可能出现的油膜被突破的危险,所以一般必须先对含油污水进行反冲洗,以保证设备的正常运行。

3.3 生物法

(1)厌氧法;厌氧法是利用厌氧微生物分解水中有机物的方法。通常厌氧反应速率比较慢,耗时较长且当废水量很大时,所需设备较大。目前的研究主要集中于升流式厌氧污泥床和厌氧接触反应器,同时这两种工艺也应用较多。

(2)好氧法;同厌氧法相似,好氧法是利用好氧微生物氧化分解水中的有机物的方法。该方法一般只适用于含油浓度较低的油污水的处理。

4、结语

综上所述,目前对船舶油污水的处理已经研发出多种处理方法,但是在油污水的实际处理方面,还没有一种行之有效的方法能够满足对分散油、浮上油、乳化油都能很好处理的法,所以在实际中,多需要将上述方法有效结合起来,进行多级处理,从而实现油污水的合理排放。

参考文献

[1]许海梁,熊德琪,殷佩海.船舶油污水处理技术进展[J].交通环保,2000(6).

[2]姬钰.浅析船舶油污水的危害及处理方法[J]船舶,2009(2).

[3]尹晓峰,马艳玲,金玉涛.船舶废水处理技术综述[J].船舶科学技术,2010(12).

[4]白韬光.船舶污水处理技术及其发展趋势[J].上海造船,2006(2).