舰船乳化油污水破乳技术

发布时间:2018-3-22 16:04:34

  为适应MARPOL73/78公约MEPC.107的决议要求,水面舰船通常通过设置油污水处理系统对舰上机炉舱、电站、辅机舱等舱室内的主、辅机械设备所产生的含石油类污水进行处理,实现油污水的达标排放。而由于水面舰船的大型化,各机械处所在高温、高压下产生的含油污水逐渐增多,大量的含油污水由高温含油蒸汽冷凝形成。该油污水中的油主要以两种形式存在,一部分是油滴粒径极小且稳定的乳化油污水;还有一部分是油滴粒径较大浮在表面的悬浮油。其中,乳化油污水是油和水经乳化混合在一起而形成的油包水液分子基团,该分子基团颗粒的粒径一般在0.5~10μm,有机物含量很高,并且含有大量表面活性剂及其他添加剂,相比于悬浮油污水更难以分离,易造成目前常用舰船油污水处理装置的分离效果不佳、油水分离组件的使用寿命降低,影响舰船出航期间油污水处理后水质的达标排放。因此,对乳化油污水的处理方法及特点进行对比分析,探讨适应于舰船条件下的乳化油污水破乳技术途径;通过开展乳化油污水破乳技术的相关试验,验证舰船乳化油污水破乳技术的实际效果。

  乳化油污水处理方法及特点

  目前常用的乳化油污水破乳处理方法主要包括膜分离法、吸附法、强制过滤法、化学破乳絮凝法、化学氧化法以及电化学法。

  1)膜分离法。

  膜分离法是当油污水通过膜表面时,利用膜的微孔结构截留乳化油和溶解油,从而实现油水分离的方法。简单的情况是乳化油基于油滴尺寸被膜阻止,而溶解油的被阻止则是基于膜和溶质的分子之间的相互作用,而使油黏附在膜表面。其优点是原水可以不经过破乳直接进入膜处理,从而减少配套设备,且出水水质好,但对于高浓度的乳化油污水而言,由于污染程度高,膜表面污染迅速,水通量下降很快,设计上为了保证一定的冲洗时间间隔及冲洗效果,延长膜组件寿命,必须增大膜面积以降低其单位流量,从而造成装置体积过大。另外,乳化油污水浓度高,膜组件在线清洗难以彻底,必要时需人工清洗,维护工作强度大。

  2)吸附法。

  吸附法是利用吸附介质的多孔结构,对污水中的油和有机物进行吸附处理,从而实现油水分离的方法。最常见的吸附介质是活性炭,以往本所开发的舱底油污水处理装置即是采用该法对经重力分离后的乳化油污水进行处理的。该方法出水水质好,设备体积小,但由于活性炭对油的吸附容量是固定的,当进水乳化程度很高时,活性炭很快吸附饱和,必须更换,因此会造成更换周期短、成本高及维护工作量大等问题。如增加活性炭量,又会造成装置体积过大。只适合于对含油量较小的油污水进行深度处理。

  3)强制过滤法。

  强制过滤法是让乳化油污水通过过滤介质,利用过滤介质将乳液珠滴的界面膜刺破,使其内相聚结而破乳的方法。该方法破乳效果好,过滤后的污水可以直接进行油水重力分离。但对于高浓度乳化油污水,需降低过滤流速以提高破乳效果,造成过滤表面积大,装置体积大。同时,该方法对乳化油污水的清洁度要求很高,不能有大颗粒固体,以免堵塞过滤介质。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。

  4)化学破乳絮凝法。

  化学破乳絮凝法是含油废水处理中常见的方法,常与气浮法联合使用。在乳化油污水中投加能起破乳絮凝作用的化学药剂,该化学药剂通过其本身或者其水解产物的压缩双电层、电性中和及吸附架桥等作用实现对乳化油污水的破乳作用。由于破乳后产生的油性絮状物密度比水轻,会浮到水上从而与水分离。该方法具有破乳效果好速度快及适应乳化油污水浓度范围广等特点,但也存在絮状物上浮速度慢,污水停留时间长,装置体积大等问题。

  5)化学氧化法。

  化学氧化法是利用化学氧化剂如臭氧,氯气,二氧化氯等氧化分解污水中的油和COD等污染物以达到净化污水的一种方法,为了提高氧化效率,一般需使用催化剂。该方法具有处理时间短,设备体积小等优点;缺点在于使用时需制备或储存氧化剂和催化剂,设备复杂,且部分氧化剂对人员存在一定的安全风险及对船舶存在一定的腐蚀风险。同时,当氧化剂过量投加时,造成排放水质中的总残余氧化剂超标,会对水体产生二次污染。

  6)电化学法。

  电化学法又称电絮凝法,利用电解作用牺牲阳极金属电极(一般为金属铝和铁)形成各种络合物,对污水中的乳化油污水进行破乳和絮凝;同时电解反应时会产生氢气和氧气形成微气泡,具有一定的气浮作用。该方法具有处理效果好,无需外加絮凝剂等优点,但也存在副产物———氢气,具有爆炸性,存在安全隐患且金属阳极消耗量大,能耗大等缺陷。

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