1、船舶與港口防污染技術(shù)(三),第四節(jié) 船舶含油污水處理技術(shù),1、含油污水的特性測定的基本原理和方法,1）含油污水粒度測定(分離方法選定的依據(jù)) 2）含油污水粘度測定(分離方法選定的依據(jù)) 3）含油污水密度測定(分離方法選定的依據(jù)) 4）含油污水濃度測定（水質(zhì)排放指標(biāo)選定的依據(jù)）,1）含油污水粒度測定的基本原理和方法,顯微照片,庫爾特粒度儀：,電阻法（庫爾特法）：,原理：根據(jù)油粒在通過一個小微孔的瞬間，占據(jù)了小微孔中的部分空間而排開了小微孔中的導(dǎo)電液體，使小微孔兩端的電阻發(fā)生變化的原理測試粒度分布的。小孔兩端的電阻的大小與顆粒的體積成正比。當(dāng)不同大小的粒徑顆粒連續(xù)通過小微孔時，小微孔的兩端將連續(xù)產(chǎn)

2、生不同大小的電阻信號，通過計算機(jī)對這些電阻信號進(jìn)行處理就可以得到粒度分布了。 范圍：1-120um,粒度分布曲線,2）含油污水粘度測定的基本原理和方法,石油產(chǎn)品運(yùn)動粘度測定法和動力粘度計算法（GB265-88）,在一定溫度下，測定一定體積的液體在重力下流過一個標(biāo)定好的玻璃毛細(xì)管粘度計的時間，粘度計的毛細(xì)管常數(shù)與流動時間的乘積，即為該溫度下測定液體的運(yùn)動粘度。,3）含油污水密度測定的基本原理和方法,4）含油污水濃度測定的基本原理和方法,紫外吸收法：利用石油烴成分中具有共軛體系(-C=C-C=C-)能吸收紫外線的特性，并根據(jù)紫外線被吸收的強(qiáng)度來測定油分濃度的一種方法。該方法操作簡單，精密度好，對于

3、芳烴具有很高的靈敏度，最低檢測濃度可達(dá)0.03-0.05ppm。,不足：由于油品種類不同，芳烴含量不同，必須根據(jù)污染源做出相應(yīng)的曲線進(jìn)行測量。,含油污水處理方法,物理分離法,化學(xué)分離法,電浮分離法,2、船舶含油污水處理技術(shù)的種類和基本原理,物理分離是利用油水的密度差或過濾吸附等物理方法使油水分離，主要特點(diǎn)是不改變油的化學(xué)性質(zhì)而將油水分離。,重力分離法 氣浮分離法 聚結(jié)分離法 吸附分離法 過濾分離法,化學(xué)分離法是向含油污水中投放絮凝劑或聚集劑，其中絮凝劑可使油凝聚成凝膠體而沉淀，而聚集劑則是使油凝聚使其上浮，從而達(dá)到油水分離的一種方法。,電浮分離法是把含油污水引進(jìn)裝有電極的艙柜中，利用電解產(chǎn)生的

4、氣泡在上浮過程中附著油滴而加以分離，從而實現(xiàn)油水分離的方法，實際上是一種物理化學(xué)分離方法。,（1）常用的物理分離方法,1、重力分離法 重力分離法是利用油和水的重力差，使水中油滴克服水流阻力上浮與水分離的一種方法。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，缺點(diǎn)是只能分離自由狀態(tài)下的油，而不能分離乳化狀態(tài)的油。一般認(rèn)為油粒直徑小于50微米就很難分離。,G,P,F,式中，,雷諾實驗,層流狀態(tài)、過渡狀態(tài)、紊流狀態(tài)，,Re=慣性力/粘性力=du/,慣性力加劇湍動，而粘性力抑制湍流。即Re 數(shù)可視為慣性力與粘性力之比，其數(shù)值大小表明二個力的相對大小。,層流區(qū)（2000 ） ：,過渡區(qū)（2000-4000 ）：,

5、紊流區(qū)（4000 ）,當(dāng)Re 2000, 處于層流狀態(tài)，,油粒等速上浮,層流區(qū)：,（斯托克斯定律）,2000Re4000,Re 4000,為過渡狀態(tài)。,為紊流狀態(tài)。,實際上，油粒上浮很復(fù)雜，決不是理想狀態(tài)，受很多因素影響，所以在實際上必須對單個油滴在靜水中上浮的斯托克斯進(jìn)行修正。,式中：,用重力分離法能否在較短時間內(nèi)將油水分離，取決于油粒上浮速度，而影響上浮速度的主要因素是油粒直徑及油、水密度差和水的粘滯系數(shù)。另外由于水的粘滯系數(shù)，油和水的密度都隨溫度的變化而發(fā)生較大變化，因此溫度對上浮速度也有直接影響。,靜置分離法是將含油污水貯存在艙柜內(nèi)，在單純的重力作用下，經(jīng)過沉淀使油液自然上浮以達(dá)到分離

6、的目的。這種方法需要較長的時間和較大的裝置，同時也難以連續(xù)使用。,重力分離按其作用方式的不同可分為靜置分離、機(jī)械分離和離心分離3種。,機(jī)械分離法是讓含油污水流過斜板、波紋板細(xì)板和濾器等，使之產(chǎn)生渦流、轉(zhuǎn)折和碰撞，以促使微小油粒聚集成較大的油粒，再經(jīng)密度差的作用而上浮，從而達(dá)到分離的目的。,油污水的平流速度為u，流道長度為L，高度為h，水流流經(jīng)該流道的時間為tL/v，由此可得出油滴流經(jīng)此流道時能被分離出來的條件是上浮速度：,流道上越長，高度h越小，平均水流速度v越低，分離器能夠分離出的油滴粒徑dmin越小。,v,u,因此，如圖所示，分離器中加設(shè)n層分離板后，油滴的上浮距離減小n倍，則分離器所能分

7、離的最小油滴粒徑d mindminn1/2。,加了油滴相互碰撞、聚合的機(jī)會，進(jìn)一步改善了重力分離的效果。實際油水分離器為了增加其分離板的比表面積，通常將分離板設(shè)計成峰谷對置的波紋板形，并且為使油污水中的雜質(zhì)便于下滑沉降，油漓更易聚集、長大，上浮，在分離中一般都把平行板或波紋板組按一定的傾斜角度來放置。,離心分離法是利用高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動產(chǎn)生的離心力，使油、水在離心力和密度差的作用下實現(xiàn)分離，它的特點(diǎn)是油污水在分離器中的停留時間很短。,離心上浮力,油粒相對水的流動是層流狀態(tài)，根據(jù)斯托克斯定律，油粒所受的阻力為,當(dāng)離心分離力等于阻力時，即F1=F,由此說明，離心分離的分離速度是重力分離速度的,倍。，此倍

8、數(shù)為離心分離因素。,離心分離法，主要選用水旋分離法，即分離器本身固定不動，而使污水沿切線方向流入分離器內(nèi)。,2、聚結(jié)分離法,聚結(jié)分離法是指在微小油粒通過多孔材料時，讓它們發(fā)生相互作用以使油粒聚合增大，從而上浮和分離。在這種分離過程中,由于微小油粒逐漸聚合長大,因此,這種分離過程稱為聚結(jié)。,聚結(jié)作用機(jī)理:潤濕聚結(jié)和碰撞聚結(jié)。,潤濕聚結(jié)：建立在親油性材料的基礎(chǔ)上，當(dāng)含油廢水流經(jīng)親油性材料時，分散油粒便在材料表面潤濕附著，逐漸，材料表面幾乎全被油粒包住，再流來的油粒更容易潤濕附著在上面，因而，附著的油粒不斷聚結(jié)擴(kuò)大并形成油膜。當(dāng)大到一定程度以后，由于浮力和水流的沖擊作用，油膜開始脫落，脫落的油膜在水

9、中形成較大的油粒，易于分離。,碰撞聚結(jié):建立在疏油性材料的基礎(chǔ)上，油粒通過多孔材料孔隙時，多個油?？赡芡瑫r與孔壁碰撞或者相互之間碰撞，使它們合并成一個較大的油粒，進(jìn)而實現(xiàn)分離。,特點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn)： 一般情況下能將油污水中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； 設(shè)備緊湊，占地面積??； 一次性投資低，便于分散處理且運(yùn)行費(fèi)用低。,3、氣浮分離法,氣浮分離就是向水中通入大量微小氣泡，使待分離物質(zhì)吸附于上升的氣泡表面而浮升到液面，從而使某組分得以分離的方法。,實現(xiàn)氣浮分離必須具備以下三個基本條件： 一是必須在水中產(chǎn)生足夠數(shù)量的細(xì)微氣泡； 二是必須使氣泡能夠與懸浮粒子相粘附; 三是必須使待

10、分離的污染物形成不溶性的固態(tài)或液態(tài)懸浮體 。,如90為疏水性顆粒，易于與氣泡粘附。,氣浮按其產(chǎn)生氣泡的方式分為：溶氣法和散氣法。 溶氣法主要采用加壓氣浮。 散氣法主要有葉輪氣浮、布?xì)鈿飧〉取?加壓氣?。涸诩訅旱那闆r下，使水中溶解的空氣達(dá)到飽和，然后急劇降壓到常壓狀態(tài)，這時溶解度減小，溶于水中的空氣形成細(xì)小氣泡并以高速上浮，而吸附在氣泡上的小油粒也隨之益氣上浮到水面，達(dá)到油水分離的目的。此法形成氣泡小，約20100m，處理效果好，應(yīng)用廣泛。 所加壓力越高，產(chǎn)生的氣泡就越小，氣泡與油粒接觸面積和接觸幾率越大，有利于提高油水分離效果。,葉輪氣?。喝~輪氣浮的充氣是靠葉輪高速運(yùn)轉(zhuǎn)時形成負(fù)壓，從空氣管中吸入空氣，空氣進(jìn)入污水中與循環(huán)水流被葉輪充分?jǐn)嚢?，形成?xì)小的氣泡，經(jīng)過整流板穩(wěn)流后，氣泡垂直上升，進(jìn)行氣浮。由于葉輪氣浮動力消耗大，構(gòu)造較復(fù)雜，一般較少采用。,布?xì)鈿飧。褐苯訉嚎s空氣通入氣浮池底