CN110921870A - 一种船舶防倒灌油污提取系统及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船舶防倒灌油污提取系统及工作方法；一种船舶防倒灌油污提取系统，固定安装在船舶底部，包括：污水存储模块，通过管道与污水存储模块连通的污水处理装置；所述污水处理装置包括：通过水管连通污水处理装置的过滤装置，连接在过滤装置另一端的分离装置，以及连通在分离装置另一端的油污存储设备。本发明将轮船舱底水洗舱水存储在蓄污池中，通过过滤装置将污水中的固体分离，将过滤后的污水通过出水管进入分离装置中对污水中的油水进行初步分离，分离后的污水向下溢出通过排污管排出船外，分离出的油液经过二级分离装置再次进行分离对油液进行精过滤，以减少提取油液的重量减轻轮船的吃水力，避免船舶油污排入船外。

Description

一种船舶防倒灌油污提取系统及工作方法

技术领域

本发明属船舶污水处理设备领域，尤其是一种船舶防倒灌油污提取系统及工作方法。

背景技术

船舶油污损害赔偿案件日益增多，轮船在行驶，停泊以及装卸货是对周围的水质造成严重污染，轮船排放的污水大多油水混合物，主要包括轮船内部的压舱水、洗舱水、舱底水以及各种轮船配件溢油在冲洗过程中随冲洗水流入水域中对水中生物的栖息环境造成严重的破坏。现有的大多数船舶上都设有污水处理设备，处理达标后排入外部水域，但是海上天气多变，在恶劣天气下轮船在风浪的摇摆下使污水倒灌，简单依靠重力和生物吸附法无法在恶劣天气下对污水中油污清除彻底，从而致使污水排放油污超标。

发明内容

发明目的：提供一种船舶防倒灌油污提取系统及工作方法，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种船舶防倒灌油污提取系统，固定安装在船舶底部，其特征在于，包括：污水存储模块，通过管道与污水存储模块连通的污水处理装置；

所述污水处理装置包括：通过水管连通污水处理装置的过滤装置，连接在过滤装置另一端的分离装置，以及连通在分离装置另一端的油污存储设备。

在进一步的实施例中，所述污水存储模块包括安装在轮船底部的蓄污池，以及固定连接蓄污池的进水管；所述蓄污池的顶部设有支撑面板；所述支撑面板上设有污水处理装置支撑结构；所述蓄污池内部设有液位计。

在进一步的实施例中，所述过滤装置固定安装在蓄污池的内部，包括：设置在过滤装置内部的过滤芯，穿插在过滤芯中的出水管，固定连通在出水管一端的抽水泵，以及固定安装在过滤装置底部的升降装置；所述升降装置固定安装在蓄污池底部，所述升降装置包括：固定安装在蓄污池底部的升降座，以及传动连接升降座的驱动组件，所述升降座固定联接在过滤装置的底部，所述驱动组件通过连接管固定连接升降座。

在进一步的实施例中，所述驱动组件包括：固定安装在连接管底部的液压缸，以及套接在连接管内部的施力管，所述液压缸的活塞杆固定连接在施力管的一端；所述施力管套接在连接管的内部，在液压缸的带动下在连接管中上下运动，进而带动过滤装置在蓄污池中升降。

在进一步的实施例中，所述分离装置包括固定安装在支撑结构上的一级分离装置和二级分离装置；所述一级分离装置为三组设在离心式油水分离器；所述二级分离装置为乳化油分离器，所述离心式油水分离器的一端设有进水口，所述进水口处与出水管连通，所述进水口的一侧设有抽水泵，所述抽水泵将出水管经过过滤的污水抽取至离心式油水分离器内部进行离心分离。

在进一步的实施例中，所述离心式油水分离器包括：固定安装在支撑结构上的托架，固定在托架上的离心筒，安装在离心筒顶部的转动电机，以及安插在离心筒内部的螺旋导流器；所述螺旋导流器的一端与转动电机动力输出端连接；所述离心筒为圆锥型底部开设有下封口，所述离心筒顶部开设有溢出口；所述溢出口一端设有导流板使油液进入分离筒汇集腔；所述汇集腔的一侧开设有导流口，所述下封口与排污管连接将初步分离的污水排出船外；

所述乳化油分离器通过油管连接在离心式油水分离器的导流口，对离心式分离出来的油液再次进行过滤；所述乳化油分离器通过油管连通油污存储设备。

在进一步的实施例中，所述乳化油分离器包括与油管连接的油泵，设置在乳化油分离器中的超滤隔膜，固定开设在乳化油分离器排水口和排油管，所述排油管的一端设有收集腔，所述收集腔的一端设有负压收集器；所述收集腔的另一端通过油管连通油污存储设备；所述排水口经二次分离的污水排出船外；所述排水口位于乳化油分离器的下方；所述排油管安装在乳化油分离器的上方。

在进一步的实施例中，包括如下步骤：

S1、轮船蓄污池中的无线液位计对污水水位进行检测，根据污水水位调整升降装置，进而使升降装置带动过滤装置在蓄污池中升降，使过滤装置始终位于污水水平面下方；

S2、污水在第一抽水泵的驱动下，促使蓄污池中的污水通过出水管流入分离装置；

S3、经过一级分离装置的污水通过进水口进入分离筒，转动电机转动带动螺旋导流器旋转进而使经过进水口的污水在螺旋导流器的螺旋叶片上做高速离心旋转污水中的油水混合物进行涡流运动，密度较大的污水和杂质向下，密度较小的浮油以恒速浮生方式上浮进而从离心筒顶部溢出口溢入汇集腔流向，进入油管，进入乳化油分离器进行再次的乳化油和水分子分离，密度较大的水分子和杂质向下涡流运动从下封口排污管流出排出船外；

S4、在油泵的作用下，分离出来的油液进入乳化油分离器，油液经过超滤隔膜过滤经油液中残余的水分渗透出来，将超过滤后的油液通过负压收集器从乳化油分离器上方排油管排入油污存储设备。

有益效果：本发明将轮船舱底水洗舱水存储在蓄污池中，通过过滤装置将污水中的固体分离，将过滤后的污水通过出水管进入分离装置中对污水中的油水进行初步分离，分离后的污水向下溢出通过排污管排出船外，分离出的油液经过二级分离装置再次进行分离对油液进行精过滤，以减少提取油液的重量减轻轮船的吃水力，避免船舶油污排入船外。

附图说明

图1是本发明船舶防倒灌油污提取系统的结构示意图。

图2是本发明船舶防倒灌油污提取系统的立体图。

图3是本发明过滤装置的安装示意图。

图4是本发明升降装置的结构示意图。

图5是本发明一级分离装置的结构示意图。

图6是本发明收集腔的结构示意图。

图7是本发明二级分离装置的结构示意图。

图8是本发明进水支管的结构示意图。

图9是本发明砂石过滤与储水装置的结构示意图。

附图标记：蓄污池1、进水管100、支撑面板101、支撑结构102、液位计103、过滤装置11、过滤芯110、出水管111、升降装置113、升降座114、驱动组件115、液压缸1150、连接管116、施力管117、一级分离装置20、托架201、离心筒202、转动电机203、螺旋导流器204、下封口205、溢出口206、排污管207、二级分离装置21、油管210、油泵211、超滤隔膜212、排油管214、收集腔215、负压收集器216、排水管217、第一存储腔1a、第二储水腔2a、第一连通管3a、第二连通管4a、抽水泵5a、进水支管6a。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

申请人发现现有的大多数船舶上都设有污水处理设备，处理达标后排入外部水域，但是海上天气多变，在恶劣天气下轮船在风浪的摇摆下使污水倒灌，简单依靠重力和生物吸附法无法在恶劣天气下对污水中油污清除彻底，从而致使污水排放油污超标。

一种船舶防倒灌油污提取系统，固定安装在船舶底部，包括：蓄污池1、进水管100、支撑面板101、支撑结构102、液位计103、过滤装置11、过滤芯110、出水管111、升降装置113、升降座114、驱动组件115、液压缸1150、连接管116、施力管117、一级分离装置20、托架201、离心筒202、转动电机203、螺旋导流器204、下封口205、溢出口206、排污管207、二级分离装置21、油管210、油泵211、超滤隔膜212、排油管214、收集腔215、负压收集器216、排水口217。

其中，污水存储模块，通过管道与污水存储模块连通的污水处理装置。

如图1所示所述污水处理装置包括：通过水管连通污水处理装置的过滤装置11，连接在过滤装置11另一端的分离装置，以及连通在分离装置另一端的油污存储设备。

如图2所示污水存储模块包括安装在轮船底部的蓄污池1，以及固定连接蓄污池1的进水管100；所述蓄污池1的顶部设有支撑面板101；所述支撑面板101上设有污水处理装置支撑结构102；所述蓄污池1内部设有液位计103。液位计103采用磁悬浮液位计103通过导线或无线信号连接控制器，通过控制器控制升降装置113的位置，使过滤装置11始始终位于污水平面下方。

如图3所示过滤装置11固定安装在蓄污池1的内部，包括：设置在过滤装置11内部的过滤芯110，穿插在过滤芯110中的出水管111，固定连通在出水管111一端的抽水泵，以及固定安装在过滤装置11底部的升降装置113；所述升降装置113固定安装在蓄污池1底部，所述升降装置113包括：固定安装在蓄污池1底部的升降座114，以及传动连接升降座114的驱动组件115，如图4所示的所述升降座114固定联接在过滤装置11的底部，所述驱动组件115通过施力管117固定连接升降座114。驱动组件115包括：固定安装在连接管116底部的液压缸1150，以及套接在连接管116内部的施力管117，所述液压缸1150的活塞杆固定连接在施力管117的一端；所述施力管117套接在连接管116的内部，所述施力管117的一端固定联接过滤装置11，所述施力管117在液压缸1150的带动下在连接管116中上下运动，进而带动过滤装置11在蓄污池1中升降。

如图5至图7所示的所述分离装置包括固定安装在支撑结构102上的一级分离装置20和二级分离装置21；所述一级分离装置20为三组设在离心式油水分离器；所述二级分离装置21为乳化油分离器，所述离心式油水分离器的一端设有进水口，所述进水口处与出水管111连通，所述进水口的一侧设有抽水泵，所述抽水泵将出水管111经过过滤的污水抽取至离心式油水分离器内部进行离心分离。

所述离心式油水分离器包括：固定安装在支撑结构102上的托架201，固定在托架201上的离心筒202，安装在离心筒202顶部的转动电机203，以及安插在离心筒202内部的螺旋导流器204；所述螺旋导流器204的一端与转动电机203动力输出端连接；所述离心筒202为圆锥型底部开设有下封口205，所述离心筒202顶部开设有溢出口206；所述溢出口206一端设有导流板使油液进入分离筒汇集腔；所述汇集腔的一侧开设有导流口，所述下封口205与排污管207连接将初步分离的污水排出船外；

所述乳化油分离器通过油管210连接在离心式油水分离器的导流口，对离心式分离出来的油液再次进行过滤；所述乳化油分离器中的收集腔215通过油管210连通油污存储设备，对精过滤的油液进行收集。

所述乳化油分离器包括与油管210连接的油泵211，设置在乳化油分离器中的超滤隔膜212，固定开设在乳化油分离器排水口217和排油管214，所述排水口217位于乳化油分离器的下方；所述排油管210安装在乳化油分离器的上方。所述油泵211安装在支撑结构102上，所述排油管214的一端连通收集腔215，所述收集腔215的一端设有负压收集器216，所述负压收集器216的一端连通真空装置，另一端连通收集腔215，真空装置运转时收集腔215和排油管210呈低压状态，可使油液从上方吸取至收集腔215；所述收集腔215的另一端通过油管210连通油污存储设备；所述排水口217连通排污管207将经二次分离的污水排出船外。

工作原理如下：轮船蓄污池1中的液位计103对污水水位进行检测，将检测的蓄污池的水位发送至控制器，控制器根据污水水位调整升降装置113液压缸活塞杆的升降高度，活塞杆带动施力管117在液压缸1150的带动下在连接管116中上下运动，进而带动过滤装置11在蓄污池1中升降。，使过滤装置11始终位于污水水平面下方；污水在第一抽水泵的驱动下，促使蓄污池1中的污水通过过滤装置中的过滤芯进行过滤将污水中的固体和杂质排除在过滤装置外，过滤后的污水从出水管111抽取至分离装置的一级分离中；经过一级分离装置20的污水通过进水口进入分离筒，转动电机203转动带动螺旋导流器204旋转进而使经过进水口的污水在螺旋导流器204的螺旋叶片上做高速离心旋转污水中的油水混合物进行涡流运动，密度较大的污水和杂质向下，密度较小的浮油以恒速浮生方式上浮进而从离心筒202顶部溢出口206溢入汇集腔流向，进入油管210，进入乳化油分离器进行再次的乳化油和水分子分离，密度较大的水分子和杂质向下涡流运动从下封口205排污管207流出排出船外；在油泵211的作用下，分离出来的油液进入乳化油分离器，油液经过超滤隔膜212过滤将油液中残余的水分渗透出来，将超过滤后的油液通过负压收集器216中的真空装置进行抽取，进而使过滤后的油液从乳化油分离器上方排油管214排入收集腔，最终提取入油污存储设备。

本发明将轮船舱底水洗舱水存储在蓄污池1中，通过过滤装置11将污水中的固体分离，将过滤后的污水通过出水管111进入分离装置中对污水中的油水进行初步分离，分离后的污水向下溢出通过排污管207排出船外，分离出的油液经过二级分离装置21再次进行分离对油液进行精过滤，以减少提取油液的重量减轻轮船的吃水力，避免船舶油污排入船外。

在进一步的实施例中，由于风力海浪海流等因素，船体会发生晃动，当存留的污水较少时，例如在污水处理的末期，污水的水平面较低时，如果船体晃动，则进水管的末端会有部分时间无法接触到污水，导致污水与空气同时进入管体内，如果长时间进入管体的都是空气，会造成水泵的声音很大，而且会损坏水泵，降低使用寿命。如果空气比例过大，会造成抽水泵5a停机。

为此，在所述进水管的末端设置有至少两个进水支管6a，进水支管6a分别位于船体中轴线的两侧，使其在船体倾斜时，保证至少一个进水管能够与污水接触，减少进入进水管的空气。当蓄污池1的体积较大时，在蓄污池1的四角或中轴线的两侧均设置多个进水支管6a，减少进入管体内空气的比例。

在进一步的实施例中，当蓄污池1内无法设置多个进水支管6a时，在所述蓄污池1内设置主动补偿装置，所述补偿装置的一端与外部连通，另一端与蓄污池1连通。当污水较少，进入管体内空气的比例较大时，启动补偿装置，向蓄污池1内补充部分水，降低污水的含污比例，同时使抽水泵5a能够正常工作。通过循环上述补偿过程，降低残留污水的含污比例，停止工作。例如第一次的含污比例为30%，增加2倍的干净水，则第一次补偿后，比例降低为10%，如此，第二次补偿后，比例为3.3%，直至符合排污要求。

在进一步的实施例中，含有固体，例如沙子等，这些固体物质会破坏水泵的叶轮，导致其寿命较短。同时，每次抽水泵5a工作时，需要向抽水泵5a中注水，排除管体内的空气后，才能开机。为此，所述蓄污池1与抽水泵5a之间设置有砂石过滤与储水装置，所述砂石过滤与储水装置包括第一存储腔1a和第二储水腔2a，第一储水腔位于蓄污池1的上方，第一储水腔与蓄污池1设置有第一连通管3a，第一连通管3a与第一储水腔的连通位置位于第一储水腔的上方，第一储水腔与抽水泵5a之间设置有第二连通管4a，第二连通管4a的末端延伸至第一储水腔内部的上方，抽水泵5a的出水端与第二储水腔2a连通，第二储水腔2a的容积大于第一连通管3a和第二连通管4a的容积之和。第二储水腔2a与一级分离装置连通。第二储水腔2a位于抽水泵5a的上方。

优选地，第二储水腔2a的容积大于第一连通管3a、第二连通管4a以及第一储水腔中位于第二连通管4a末端上方的体积之和。使抽水泵5a停机时，第二储水腔2a中的水倒流，将进入第一连通管3a、第二连通管4a，以及第一储水腔中的空气排出。保证水泵与第一储水腔中充满水。以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种船舶防倒灌油污提取系统，固定安装在船舶底部，其特征在于，包括：

污水存储模块，通过管道与污水存储模块连通的污水处理装置；

所述污水处理装置包括：通过水管连通污水处理装置的过滤装置，连接在过滤装置另一端的分离装置，以及连通在分离装置另一端的油污存储设备。

2.根据权利要求1所述的一种船舶防倒灌油污提取系统，其特征在于，所述污水存储模块包括安装在轮船底部的蓄污池，以及固定连接蓄污池的进水管；所述蓄污池的顶部设有支撑面板；所述支撑面板上设有污水处理装置支撑结构；所述蓄污池内部设有液位计。

3.根据权利要求1所述的一种船舶防倒灌油污提取系统，其特征在于，所述过滤装置固定安装在蓄污池的内部，包括：设置在过滤装置内部的过滤芯，穿插在过滤芯中的出水管，固定连通在出水管一端的抽水泵，以及固定安装在过滤装置底部的升降装置；所述升降装置固定安装在蓄污池底部，所述升降装置包括：固定安装在蓄污池底部的升降座，以及传动连接升降座的驱动组件，所述升降座固定联接在过滤装置的底部，所述驱动组件通过连接管固定连接升降座。

4.根据权利要求3所述的一种船舶防倒灌油污提取系统，其特征在于，所述驱动组件包括：固定安装在连接管底部的液压缸，以及套接在连接管内部的施力管，所述液压缸的活塞杆固定连接在施力管的一端；所述施力管套接在连接管的内部，在液压缸的带动下在连接管中上下运动，进而带动过滤装置在蓄污池中升降。

5.根据权利要求1所述的一种船舶防倒灌油污提取系统，其特征在于，所述分离装置包括固定安装在支撑结构上的一级分离装置和二级分离装置；所述一级分离装置为三组设在离心式油水分离器；所述二级分离装置为乳化油分离器，所述离心式油水分离器的一端设有进水口，所述进水口处与出水管连通，所述进水口的一侧设有抽水泵，所述抽水泵将出水管经过过滤的污水抽取至离心式油水分离器内部进行离心分离。

6.根据权利要求5所述的一种船舶防倒灌油污提取系统，其特征在于，所述离心式油水分离器包括：固定安装在支撑结构上的托架，固定在托架上的离心筒，安装在离心筒顶部的转动电机，以及安插在离心筒内部的螺旋导流器；所述螺旋导流器的一端与转动电机动力输出端连接；所述离心筒为圆锥型底部开设有下封口，所述离心筒顶部开设有溢出口；所述溢出口一端设有导流板使油液进入分离筒汇集腔；所述汇集腔的一侧开设有导流口，所述下封口与排污管连接将初步分离的污水排出船外；

所述乳化油分离器通过油管连接在离心式油水分离器的导流口，对离心式分离出来的油液再次进行过滤；所述乳化油分离器通过油管连通油污存储设备。

7.根据权利要求5所述的一种船舶防倒灌油污提取系统，其特征在于，所述乳化油分离器包括与油管连接的油泵，设置在乳化油分离器中的超滤隔膜，固定开设在乳化油分离器排水口和排油管，所述排油管的一端设有收集腔，所述收集腔的一端设有负压收集器；所述收集腔的另一端通过油管连通油污存储设备；所述排水口经二次分离的污水排出船外；所述排水口位于乳化油分离器的下方；所述排油管安装在乳化油分离器的上方。

8.根据权利要求1所述的一种船舶防倒灌油污提取系统，其特征在于，所述进水管的末端设置有至少两个进水支管，进水支管分别位于船体中轴线的两侧，使其在船体倾斜时，保证至少一个进水管能够与污水接触。

9.一种船舶防倒灌油污提取系统工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、轮船蓄污池中的无线液位计对污水水位进行检测，根据污水水位调整升降装置，进而使升降装置带动过滤装置在蓄污池中升降，使过滤装置始终位于污水水平面下方；

S2、污水在第一抽水泵的驱动下，促使蓄污池中的污水通过出水管流入分离装置；

S3、经过一级分离装置的污水通过进水口进入分离筒，转动电机转动带动螺旋导流器旋转进而使经过进水口的污水在螺旋导流器的螺旋叶片上做高速离心旋转污水中的油水混合物进行涡流运动，密度较大的污水和杂质向下，密度较小的浮油以恒速浮生方式上浮进而从离心筒顶部溢出口溢入汇集腔流向，进入油管，进入乳化油分离器进行再次的乳化油和水分子分离，密度较大的水分子和杂质向下涡流运动从下封口排污管流出排出船外；

S4、在油泵的作用下，分离出来的油液进入乳化油分离器，油液经过超滤隔膜过滤经油液中残余的水分渗透出来，将超过滤后的油液通过负压收集器从乳化油分离器上方排油管排入油污存储设备。

10.根据权利要求9所述的一种船舶防倒灌油污提取系统工作方法，其特征在于，当污水较少，进入管体内空气的比例大于80%时，启动补偿装置，向蓄污池内补充部分水，降低污水的含污比例，同时使抽水泵能够正常工作。

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