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船舶油污水处理技术介绍

为减少和防止对地表水体的油污染,国际海事组织(IMO)和许多国家都对船舶所排废水的含油浓度作出强制性规定,但这种油污染并没有能被很好地控制。究其原因,虽有各种人为因素,但现有各种处理设备存在的操作复杂、处理速度慢,难以长期高效运行等问题也是一个重要原因。本文对船舶油污水的来源及特点，船舶油污水的处理方法，上海船舶污水处理厂处理工艺流程等作个简单的介绍。

1船舶油污水的来源及特点

1.1 油类在水中存在形态

污水中不同形态的油有着不同的理化性质,在很大程度决定了相应处理方法的选择。通常,油类在水中主要以5种形态存在:

(1)上浮油 油珠颗粒较大,静置后能较快上浮,以连续相的油膜漂浮在水面。通常,进入水体中的油分大部分以此形式存在。

(2)分散油 粒径从数微米到数毫米的细小油滴,可悬浮分散在水相中,但不稳定,可聚并成较大的油珠而上浮到水面,也可转化为乳化油。

(3)乳化油 分散态油滴在表面活性物质作用下或极微小的油滴可以形成乳化油形态,油滴以细颗粒形式稳定悬浮分散于水中。

(4)溶解油 油分以分子状态或化学方式分散于水体中,形成稳定的均相体系。

(5)固体附着油 水中油分粘附于固体悬浮物的表面而形成的油—固体附合物。

1.2船舶油污水的来源

船舶油污水主要包括船舶正常操作过程中排放的含油压载水、含油洗舱水和机舱水三大类[1]。这些含油污水的油分组成、浓度及油分存在的状态与运输石油的工艺操作和船用动力装置的技术管理有关,在水质、水量等方面有较大不同。

(1)含油压载水

(2)含油洗舱水

(3)机舱水

1.3船舶油污水的特点

(1)船舶油污水的水质和水量变化较大。

(2)船舶油污水中只有油和一部分悬浮固体超过规定的排放标准,其它污染物则较少,基本不超标。

(3)船舶油污水中的油大部分以上浮油和分散油的形态存在,也有相当量的乳化油和固体附着油存在,溶解油的量则较少。

2船舶油污水的处理方法

目前对于含油污水已研究和开发出多种处理方法,根据方法原理不同,可分为物理法、物理化学法、化学氧化法、生物化学法和电化学法等五大类[2 ,3]。

2.1物理法

该类方法是根据油与水的密度不同而利用质量力(重力和离心力等)的作用使油滴与水分离的方法。以重力分离法最为常用,另外还有水力旋流法和离心分离法等。

(1)重力分离法

(2)水力旋流法

(3)离心分离法

2.2物理化学法

为了提高对小粒径油滴和乳化油的去除效率, 可采用适当措施使小油滴粘附于适当材料表面或使其聚并为大油滴后上浮从而与水分离,这类方法均属于物理化学法,包括絮凝沉淀法、气浮法、粗粒化法、过滤法、膜分离法和吸附法等。

(1)絮凝沉淀法

(2)气浮法

(3)粗粒化法

(4)过滤法

(5)膜分离法

(6)吸附法

2.3化学氧化法

是指向水中投加氧化剂而将污水中的油分氧化去除的方法。常用的氧化剂有氯气、漂白粉、Fenton 试剂、臭氧和空气中的氧等。由于石油烃类大多性质稳定,所以通常氧化反应设备结构复杂,药剂用量较大,导致较高的处理成本。从实际应用来看,该类方法主要用于污水中溶解油的处理。

2.4生物化学法

(1)好氧法：利用好氧微生物对水中的有机物进行氧化分解的方法。

(2)厌氧法：利用好氧微生物对水中的有机物进行分解的方法。

2.5电化学法

对于含油污水,通过电化学方法,可以实现絮凝、气浮、氧化和吸附等处理过程。

(1)电絮凝法

(2)电气浮法

(3)电氧化法

(4)吸附法

(5)火花法

3上海海运（集团）公司船舶污水处理厂船舶油污水处理工艺流程

油污水—隔油池—沉淀分离池―浮选―过滤－排放

实习地点：上海海运（集团）公司船舶污水处理厂

实习内容：

参观污水处理厂，熟悉工作环境。了解污水处理流程及红外分光测油仪（JDS－107A）使用红外分光测油仪，测水样含油量。配制标准溶液，绘制标准曲线，测量水样含油量。

一．实验原理

红外分光光度法。用四氯化碳萃取水中的油类物质，测定总萃取物，然后将萃取液用硅酸镁吸附，经脱除动植物油等极性物质后，测定石油类。

总萃取物和石油类的含量均由波数分别为2930cm-1（CH2基团中C-H键的伸缩振动）、2960cm-1（CH3基团中C-H键的伸缩振动）和3030cm-1（芳香环中C-H键的伸缩振动）谱带处的吸光度A2930、A2960和A3030进行计算。

二．试剂和材料

四氯化碳（CCl4）：在2600cm-1~3300cm-1之间扫描，其吸光度应不超过0.03（1cm比

色皿、空气池作参比）。

硅酸镁吸附柱无水硫酸钠（Na2SO4）氯化钠（NaCl）盐酸（HCl）盐酸溶液：1+5 氢氧化钠（NaOH）溶液硫酸铝（Al2(SO4)3.˙18H2O）溶液正十六烷（CH3(CH2)14 CH3）姥鲛烷（2.6.10.14-四甲基十五烷）甲苯（C6H5CH3）

三．仪器和设备

仪器：红外分光光度计，能在3400cm-1至2400 cm-1之间进行扫描操作，并配1cm和4cm

带盖石英比色皿。

分液漏斗：1000ml，活塞上不得使用油性润滑剂。

容量瓶：50ml、100ml和1000ml。

玻璃砂芯漏斗：G-1型40ml。

采样瓶：玻璃瓶。

四．采样和样品保存

采样：油类物质要单独采样，不允许在实验室内再分样。采样时，应连同表面水一并采集，并在样品瓶上作一标记，用以确定样品体积。当只测定水中乳化状态和溶解性油类物质时，应避开漂浮在水体表面的油膜层，在水面下20~50cm处取样。当需要报告一段时间内油类物质的平均浓度时，应在规定的时间间隔分别采样而后分别测定。样品保存：样品如不能在24h内测定，采样后应加盐酸酸化至Ph≤2，2~5C下冷藏保存。

五．实验步骤

1． 直接萃取：将一定体积的水样全部倾入分液漏斗中，加盐酸酸化至pH≤2，用20ml四

氯化碳洗涤采样瓶后移入分液漏斗中，加约20g氯化钠，充分振荡2min，并经常开启活塞排气。静置分层后，将萃取液经已放置约10mm厚度无水硫

酸钠（4.4）的玻璃砂芯漏斗流入容量瓶内。用20ml四氯化碳重复萃取一次。

取适量的四氯化碳洗涤玻璃砂芯漏斗，洗涤液一并流入容量瓶。加四氯化碳

稀释至标线定容，并摇匀。

将萃取液分成两份，一份直接用于测定总萃取物，另一份经硅酸镁吸附后

用于测定石油类。

2． 吸附：取适量的萃取液（7.1）通过硅酸镁吸附柱（4.3）,弃去前约5ml的滤出液，余下

部分接入玻璃瓶，用于测定石油类。

3． 样品测定

以四氯化碳作参比溶液，使用适当光程的比色皿，在3400cm-1至2400 cm-1之间分别对萃取液（7.1）和硅酸镁吸附后滤出液（7.2）进行扫描，于3300 cm-1至2600 cm-1之间划一直线作基线，在2930 cm-

1、2960 cm-1和3030 cm-1处分别测量萃取液（7.1）和硅酸镁吸附后滤出液（7.2）的吸光度A2930、A2960和A3030，并分别计算总萃取物和石油类的含量。

用红外分光测油仪（JDS－107A）测定水样。

并做空白试验。以水代替试料，加入与测定时相同体积的试剂，并使用相同光程的比色皿，按以上有关步骤进行空白试验。

附：红外分光测油仪（JDS－107A）操作系统

4结语

综上所述,对于船舶油污水,目前已研究开发出多种处理方法,但对于实际的污水处理而言,要实现含油污水的达标排放,无论是在船上,还是接受含油污水的处理厂,其处理设备必须对上浮油、分散油、乳化油和固体附着油都有很好的去除并可有效适应水质和水量的变化,目前还没有任何一种方法能够达到这些要求,所以实际工作中必须将上述各种方法进行有效组合,通过多级处理工艺,经济高效的达到要求的处理效果。

5参考文献

[1]沈永生 船舶油污水处理技术经济分析[J ]1 交通环保, 1997 ,18(1):17～20.[2]郑元景 污水厌氧生物处理北京: 中国建筑工业出版社, 19882

[3]冯孝善, 厌氧消化技术杭州: 浙江科学技术出版社, 1988

[4]董良飞 1 大型客轮生活污水处理技术的研究[硕士学位论文 ]1 西安: 西安公路交通大学, 1996