CN114988627A - 高效型船舶油污水分离系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高效型船舶油污水分离系统及方法。其包括：旋流过滤器，用于对出自油污水井的油污水旋流过滤；破乳处理装置，用于对经旋流过滤器过滤后的油污水进行破乳处理；油水分离器，油水分离器内采用碳化硅陶瓷膜对破乳处理物进行分离，截留于所述油水分离器内的油膜以及絮凝沉积物吸引后送入污油井内；分离水处理装置，用于对经油水分离器输出分离水的含油浓度检测，当分离水的含油浓度与排水标准匹配时，将所述分离水排水处理，否则，将所述分离水送入油污水井内。本发明能有效实现对船舶油污水的分离，提高油污水的分离效率与可靠性，智能化程度高。

Description

高效型船舶油污水分离系统及方法

技术领域

本发明涉及一种污水分离系统及方法，尤其是一种高效型船舶油污水分离系统及方法。

背景技术

目前，对用于船舶的油污水分离装置，所采用的分离技术主要包括：重力分离法、聚结分离法、吸附分离法以及过滤分离法；其中，重力分离法一般用于粗分离，而聚结、吸附等分离方法则用于细分离和精分离。对常用的船用油污水过滤器，既有利用一种分离技术设计而成的过滤设备，也有利用几种分离技术组合设计而成的过滤设备。

受船舶工作横摇、纵摇等特性限制，重力分离、聚结分离很难实现达标排放的要求；受材料特性的限制，吸附分离、过滤分离、膜分离技术在含油废水处理中应用广泛，但此种分离方式大多都采用有机膜，虽处理效率高，但极易被腐蚀，但存在不耐高温、PH值适应范围窄、机械强度低、孔径分布宽、渗透率低、易水解、易污染、较难清洗再生等缺点，且滤材的耗量大，需要定期更换维护，而更换下的材料如不能及时处理，又会造成二次污染。

受环境保护新标准GB3552-2018限制，目前船舶油污水处理难以达标排放，造成了极大的行船不便。因此，目前船舶油污水处理，特别是对400总吨以上的船舶，处理效果很差，给船舶运营带来困扰。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种高效型船舶油污水分离系统及方法，其能有效实现对船舶油污水的分离，提高油污水的分离效率与可靠性，智能化程度高。

按照本发明提供的技术方案，所述高效型船舶油污水分离系统，包括：

旋流过滤器，用于对出自油污水井的油污水旋流过滤，以滤除送入所述旋流过滤器内油污水中的油污杂质，滤除的油污杂质送入污油井内；

破乳处理装置，用于对经旋流过滤器过滤后的油污水进行破乳处理，破乳处理后的破乳处理物送入油水分离器；

油水分离器，用于对送入破乳处理物所包含的水、油膜以及絮凝沉积物进行分离，将油膜以及絮凝沉积物截留在所述油水分离器内，并输出分离水，其中，油水分离器内采用碳化硅陶瓷膜对破乳处理物进行分离，截留于所述油水分离器内的油膜以及絮凝沉积物吸引送入污油井内；

分离水处理装置，用于对经油水分离器输出分离水的含油浓度检测，当分离水的含油浓度与排水标准匹配时，将所述分离水排水处理，否则，将所述分离水送入油污水井内。

还包括用于将油污水井内的油污水输送至旋流过滤器内的油污水旋流过滤前输送机构；

所述油污水旋流过滤前输送机构包括油污水输送泵以及油污水输送控制电磁阀，油污水输送控制电磁阀处于打开状态时，经油污水输送泵将油污水内的油污水输送至旋流过滤器内。

还包括用于提供将油污杂质以及油水分离器内油膜与絮凝沉积物送入污油井内动力的排污动力机构；

所述排污动力机构包括排污泵以及排污控制电磁阀，将油污杂质和/或油膜与絮凝沉积物送入污油井内时，排污控制电磁阀处于打开状态，通过排污泵将油污杂质、冲洗后的油膜与絮凝沉积物送入污油井内。

所述破乳处理装置包括破乳箱、设置于所述破乳箱内的破乳加热器、用于搅拌的均质搅拌器以及用于将破乳箱内加入所需破乳剂的破乳剂添加装置；

经旋流过滤器旋流过滤后的油污水送入破乳箱内，通过破乳剂添加装置向破乳箱内添加所需的破乳剂，利用均质搅拌器将破乳剂与油污水在破乳箱内搅拌混合均匀，同时利用破乳加热器进行加热处理，以在破乳箱内得到处理后的破乳处理物。

所述破乳剂添加装置包括破乳药剂箱、正极性破乳剂供给泵以及负极性破乳剂供给泵；

其中，在破乳药剂箱内同时存储有正极性破乳剂与负极性破乳剂，正极性破乳剂与负极性破乳剂在破乳药剂箱内相互隔离，通过正极性破乳剂供给泵将破乳药剂箱内的正极性破乳剂添加到破乳箱内，通过负极性破乳剂供给泵将破乳药剂箱内的负极性破乳剂添加到破乳内。

还包括用于对油水分离器进行冲洗的再生蒸汽发生器，所述再生蒸汽发生器产生饱和蒸汽，并将所产生的饱和蒸汽输送至油水分离器内，以利用送入油水分离器内的饱和蒸汽对位于所述油水分离器内碳化硅陶瓷膜清洗，以恢复所述碳化硅陶瓷膜的膜通量。

所述油水分离器包括用于收纳碳化硅陶瓷膜的分离器壳体，若干碳化硅陶瓷膜在分离器壳体内均匀分布；

在所述分离器壳体内设置用于检测压差的器内压力传感器，通过所述器内压力传感器获取分离器壳体内相应的外压室与内压室间的室间压差，当所获取的室间压差与预设冲洗压差匹配时，再生蒸汽发生器产生的饱和蒸汽送入所述分离器壳体内。

还包括与再生蒸汽发生器适配的超声波清洗器，通过超声波清洗器对所述再生蒸汽发生器进行清洗。

所述分离水处理装置包括用于检测分离水内含油浓度的油份传感器、用于控制排水状态的排水截止阀以及用于控制回流状态的回流截止阀；其中，

通过油份传感器获取分离水的含油浓度与排水标准匹配时，控制排水截止阀处于打开状态，以通过排水截止阀排水；否则，控制回流截止阀处于打开状态，以通过回流截止阀将分离水送入油污水井内。

还包括用于分离水从油水分离器内输出状态的分离水输出电磁阀，控制所述分离式输出电磁阀处于打开状态后，通过油份传感器检测分离水内含油浓度。

还包括用于将破乳处理物输送至油水分离器内的高压输送泵、与所述高压输送泵进口适配的高压第一输送阀以及高压输送泵出口适配的高压第二输送阀；

控制高压第一输送阀以及高压第二输送阀均处于打开状态时，通过高压输送泵将破乳箱内的破乳处理物输送至油水分离器内。

还包括用于流量计量的流量计，通过流量计对由旋流过滤器输送至破乳处理装置内的油污水进行计量。

还包括用于检测破乳箱内温度状态的破乳温度传感器以及用于检测破乳箱内液位状态的破乳液位传感器；

根据破乳温度传感器所检测的温度状态以及破乳液位传感器所检测的液位状态，控制破乳加热器的加热状态、均质搅拌器的搅拌状态以及破乳剂添加装置的破乳剂添加状态，以与破乳处理时的预设温度以及预设液位匹配。

一种高效型船舶油污水分离方法，利用上述油污水分离系统进行油污水分离。

本发明的优点：通过旋流过滤器对油污水进行旋流过滤，以滤除送入所述旋流过滤器内油污水中的油污杂质；通过破乳处理装置对经旋流过滤器过滤后的油污水进行破乳处理；通过油水分离器，将油膜以及絮凝沉积物截留在所述油水分离器内，并输出分离水，其中，油水分离器内采用碳化硅陶瓷膜对破乳处理物进行分离，截留于所述油水分离器内的油膜以及絮凝沉积物经吸引送入污油井内；利用油水分离器内碳化硅陶瓷膜能有效实现对船舶油污水的分离，利用再生蒸汽发生器的饱和蒸汽，能对油水分离器进行冲洗，提高油污水的分离效率与可靠性；整个油污水分离，可由一分离控制器控制，自动化以及智能化程度高。

附图说明

图1为本发明的系统框图。

图2为本发明油水分离器的示意图。

图3为本发明的工作流程图。

附图标记说明：1-排水截止阀、2-回流截止阀、3-再生给水阀、4-分离冲洗电磁阀、5-高压第一输送阀、6-旋流过滤释放电磁阀、7-饱和蒸汽释放电磁阀、8-清洗释放电磁阀、9-高压第二输送阀、10-药剂供给第一电磁阀、11-药剂供给第二电磁阀、12-分离水输出电磁阀、13-油污水输送控制电磁阀、14-排污控制电磁阀、15-流量计、16-油污水井、17-污油井、18-油污水输送泵、19-排污泵、20-旋流过滤器、21-破乳箱、22-均质搅拌器、23-破乳加热器、24-正极性破乳剂供给泵、25-负极性破乳剂供给泵、26-破乳药剂箱、27-高压输送泵、28-碳化硅陶瓷膜、29-油水分离器、30-超声波清洗器、31-再生蒸汽发生器、32-外压室、33-内压室、34-油份传感器、35-器内压力传感器、36-蒸汽进口压力传感器、37-油污水输送第一压力传感器、38-油污水输送第二压力传感器、39-排污第一压力传感器、40-排污第二压力传感器、41-破乳温度传感器、42-破乳液位传感器、43-回流连管、44-冲洗后排污连管、45-分离器壳体、46-分离器主进口、47-分离器排水出口、48-分离器排污出口、49-陶瓷膜座以及50-膜座孔。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示：为了能有效实现对船舶油污水的分离，提高油污水的分离效率与可靠性，本发明高效型船舶油污水分离系统，具体包括：

旋流过滤器20，用于对出自油污水井16的油污水旋流过滤，以滤除送入所述旋流过滤器20内油污水中的油污杂质，滤除的油污杂质送入污油井17内；

破乳处理装置，用于对经旋流过滤器20过滤后的油污水进行破乳处理，破乳处理后的破乳处理物送入油水分离器29；

油水分离器29，用于对送入破乳处理物所包含的水、油膜以及絮凝沉积物进行分离，将油膜以及絮凝沉积物截留在所述油水分离器29内，并输出分离水，其中，油水分离器29内采用碳化硅陶瓷膜28对破乳处理物进行分离，截留于所述油水分离器29内的油膜以及絮凝沉积物吸引送入污油井17内；

分离水处理装置，用于对经油水分离器29输出分离水的含油浓度检测，当分离水的含油浓度与排水标准匹配时，将所述分离水排水处理，否则，将所述分离水送入油污水井16内。

具体地，油污水井16为用于收纳待处理油污水的容器，污油井17为收纳处理油污水中油污以及油污杂质的容器，油污水井16以及污油井17具体可以采用采用现有常用的收纳形式，具体可以根据需要选择，以能分别满足对油污水的收纳、油污以及油污杂质的收纳为准。

在进行油污水分离时，本发明实施例中，需要先利用旋流过滤器20进行旋流过滤，即需要先将油污水井16内的油污水送入旋流过滤器20内，经旋流过滤器20对送入所述旋流过滤器20内的油污水进行过滤，过滤后可得到油污杂质以及旋流过滤后油污水，其中，油污杂质需要送入污油井17内处理，油污杂质可以用吸引方式送入污油井17内，旋流过滤后油污水需要进行后续进一步的分离处理。

具体实施时，通过破乳处理装置对旋流过滤后油污水进行处理，所述破肉处理装置的处理一般可包括加热、搅拌以及利用破乳剂沉淀处理，处理后得到破乳处理物，并将所述破乳处理物送入油水分离器29内进行油水分离。一般地，破乳处理物可包括水、油膜以及絮凝沉积物，通过油水分离器29即将油膜、絮凝沉积物与水分离。

本发明实施例中，油水分离器29内采用碳化硅陶瓷膜28对破乳处理物进行分离处理，在处理后，经分离的油膜以及絮凝沉积物以吸引方式送入污油井17内，而分离后的分离水可以从所述油水分离器29内输出。一般地，油水分离器29内的碳化硅陶瓷膜28在使用一段时间后，会产生一定的膜污染，当影响到油水分离器29的油水分离效率时，需要采用冲洗地方式将油膜、絮凝沉积物从碳化硅陶瓷膜28上分离，冲洗后的油膜、絮凝沉积物也会以吸引方式送入污油井17处理。

油水分离器29输出的分离水，可能存在不达标的情况，排水标准具体可为分离水内的含油浓度达到排放标准，具体排放标准可以根据情况选择确定，即排放标准中分离水预设的含油浓度可以根据实际需要选择，以能满足实际的排放需求为准。本发明实施例中，将分离水排放前，需要对分离水中的含油浓度检测，当分离水中含油浓度与排放标准匹配时，即认为符合排放标准，将分离水进行排水处理，排水处理的具体方式可与现有相一致，具体以能满足排水处理的要求为准。当分离水中含油浓度与排放标准不匹配时，则认为对分离水不适应排水处理，需要再次处理，即将分离水输送返回至油污水井16内。输送至油污水井16内后的分离水，作为新待分离的油污水重复上述油水分离过程，可以参考上述说明。

具体实施时，分离水的含油浓度与排放标准匹配，具体是指分离水的含油浓度与排放标准中预设含油浓度相同，或者两者的差值位于一个允许的差值范围内，所述允许的差值范围可以根据实际情况选择，以能满足实际排放标准为准。

进一步地，还包括用于将油污水井16内的油污水输送至旋流过滤器20内的油污水旋流过滤前输送机构；

所述油污水旋流过滤前输送机构包括油污水输送泵18以及油污水输送控制电磁阀13，油污水输送控制电磁阀13处于打开状态时，经油污水输送泵18将油污水井16内的油污水输送至旋流过滤器20内。

本发明实施例中，通过油污水旋流过滤前输送机构将油污水井16内的油污水输送至旋流过滤器20内，即油污水旋流过滤输送机构提供将油污水从油污水井16输送至旋流过滤器20内的动力。

具体实施时，油污水旋流过滤前输送机构包括油污水输送泵18、油污水输送控制电磁阀13，当然，还包括提供油污水输送必须的管路，所述油污水输送管路的情况可以根据需要选择，以能满足对油污水的输送为准。其中，油污水输送泵18提供将油污水井16内的油污水输送到旋流过滤器的动力，为了取得良好的过滤效果，油污水输送泵18的压头和排量要大于能够达到过滤掉油污水内50μm以上直径的油污杂质需要，同时单位时间的处理量，要达到满足对船舶洗舱油污水分离大流量的要求；油污水输送泵18可以选用现有常用的形式，以能满足上述对船舶油污水的输送要求为准。

油污水输送控制电磁阀13可以采用现有常用的受控电磁阀，当油污水输送控制电磁阀13处于打开状态时，则通过处于工作状态的油污水输送泵18可以抽取油污水井16内的油污水并输送至旋流过滤器20内。当然，在具体实施时，还包括油污水输送第一压力传感器37以及油污水输送第二压力传感器38，通过油污水输送第一压力传感器37与油污水输送第二压力传感器38监控油污水输送泵18工作时的压力。一般地，油污水输送第一压力传感器37与油污水输送第二压力传感器38分别设置于油污水输送泵18的进口与出口，油污水输送控制电磁阀13与油污水输送泵18的进口对应。

具体实施时，油污杂质一般为直径50μm以上的杂质，旋流过滤器20可采用现有常用的旋流过滤形式，其中，旋流分离原理是利用离心力场进行两相流体的有效分离，旋流过滤器20的进流段采用阿基米德罗线设计，其旋流器高度、锥角、溢流管直径、溢流管没入深度、排污口直径、油污水切向进口压力等，以能满足过滤油污水中50μm以上直径的油污杂质需要为准。旋流过滤器20的具体形式可以根据需要选择，以能满足对油污水进行旋流过滤为准。

为了能对旋流过滤器20内过滤后油污杂质的排污控制，还包括旋流过滤释放电磁阀6，当旋流过滤释放电磁阀6处于打开状态时，通过与旋流过滤器20以及所述旋流过滤释放电磁阀6适配的管路能将油污杂质送入污油井17内。旋流过滤释放电磁阀6也需采用受控的电磁阀，具体类型可以根据需要选择，以能控制对旋流过滤器20内油污杂质的释放排污为准。所述油污杂质的释放排污，具体是指将油污杂质从旋流过滤器20内排出。

进一步地，所述破乳处理装置包括破乳箱21、设置于所述破乳箱21内的破乳加热器23、用于搅拌的均质搅拌器22以及用于将破乳箱21内加入所需破乳剂的破乳剂添加装置；

经旋流过滤器20旋流过滤后的油污水送入破乳箱21内，通过破乳剂添加装置向破乳箱21内添加所需的破乳剂，利用均质搅拌器22将破乳剂与油污水在破乳箱21内搅拌混合均匀，同时利用破乳加热器23进行加热处理，以在破乳箱21内得到处理后的破乳处理物。

本发明实施例中，通过管路将旋流过滤器20内旋流过滤后油污水送入破乳箱21内，在将旋流过滤后油污水送入破乳箱21内时，可以利用流量计15对送入所述破乳箱21内的旋流过滤后油污水进行流量计量。在流量计量后，根据所计量的流量对破乳加热器23的加热功率、均质搅拌器22的工作状态以及破乳剂添加装置的添加状态进行协调控制，所述协调控制，具体是指以能与送入破乳箱21内旋流过滤后油污水的流量适配为准，具体协调控制的方式可以根据实际需要选择，以能满足实际的破乳处理为准；即采用协调控制，能提高破乳处理的效率与可靠性。

破乳箱21具体可以采用现有常用的箱体形式，破乳加热器23设置于破乳箱21内，或者采用其他能实现对破乳箱21内液体加热的形式，具体可以根据需要选择。均质搅拌器22能实现所需的搅拌操作，通过均质搅拌器22能对破乳箱21内的旋流过滤后油污水、破乳剂进行搅拌，以便能将破乳剂与油污水在破乳箱21内均匀混合，确保实现对旋流过滤后油污水的破乳处理。均质搅拌器22可以采用现有常用的形式，以能满足对破乳箱21内油污水与破乳剂间的搅拌需求为准。

进一步地，还包括用于检测破乳箱21内温度状态的破乳温度传感器41以及用于检测破乳箱21内液位状态的破乳液位传感器42；

根据破乳温度传感器41所检测的温度状态以及破乳液位传感器42所检测的液位状态，控制破乳加热器23的加热状态、均质搅拌器22的搅拌状态以及破乳剂添加装置的破乳剂添加状态，以与破乳处理时的预设温度以及预设液位匹配。

具体实施时，在破乳箱21上还设置破乳温度传感器41以及破乳液位传感器42，其中，通过破乳温度传感器41能对破乳箱21内破乳加热器23的加热温度进行监控，或者对破乳箱21内油污水与破乳剂的温度进行监控。所述监控，具体可以为当达到所需的温度后，停止破乳加热器23的加热状态，或者，调整破乳加热器23的加热功率，以能匹配实际的破乳处理需求为准，具体监控破乳加热器23工作的方式可以根据实际需要选择，此处不再赘述。

通过破乳液位传感器42能获取破乳箱21内的液位，当获取破乳箱21内的液位后，可以调整进入破乳箱21内旋流过滤后油污水的量或者流速，避免出现溢流或者无法满足实际破乳处理的情况。具体利用破乳温度传感器41以及破乳液位传感器42进行实际监控等处理，可以根据实际需要选择，以能满足实际应用场景需求为准。

具体实施时，可以根据实际的破乳处理，预先配置一预设温度以及预设液位，预设温度可根据预设液位适配，即预设液位不同时，预设温度也有所不同，具体以能匹配实际的破乳处理需求为准。从而破乳处理的需求，可以设置破乳箱21内的液位与温度，通过破乳温度传感器41进行温度采集反馈以及通过破乳液位传感器42进行液位采集反馈，能对整个破乳的过程进行智能控制，可进一步提高对油污水处理的效率与可靠性。

进一步地，所述破乳剂添加装置包括破乳药剂箱26、正极性破乳剂供给泵24以及负极性破乳剂供给泵25；

其中，在破乳药剂箱26内同时存储有正极性破乳剂与负极性破乳剂，正极性破乳剂与负极性破乳剂在破乳药剂箱26内相互隔离，通过正极性破乳剂供给泵24将破乳药剂箱26内的正极性破乳剂添加到破乳箱21内，通过负极性破乳剂供给泵25将破乳药剂箱26内的负极性破乳剂添加到破乳箱21内。

具体实施时，为了加强絮凝效果，可将不同电荷类型的两种破乳剂复合使用。在先使用阳离子型有机絮凝剂破乳，后用阴离子型有机絮凝剂絮凝的情况下，可实现对油污水达到了99％的除油效率。正极性破乳剂即为阳离子型有机絮凝剂破乳，负极性破乳剂为阴离子型有机絮凝剂。

为了达到上述除油效率，在破乳药剂箱26内同时存储正极性破乳剂与负极性破乳剂，但所述正极性破乳剂与负极性破乳剂在破乳药剂箱26内相互隔离，即正极性破乳剂与负极性破乳剂在破乳药剂箱26内不会混合。本发明实施例中，通过正极性破乳剂供给泵24能抽取破乳药剂箱26内的正极性破乳剂，并将所抽取的正极性破乳剂添加到破乳箱21内。同理，通过负极性破乳剂供给泵25抽取破乳药剂箱26内的负极性破乳剂，并将所抽取的负极性破乳剂添加到破乳箱21内。

由上述说明可知，在添加破乳剂时，需要先利用正极性破乳剂供给泵24向破乳箱21内添加正极性破乳剂，经过所需时间间隔后，再利用负极性破乳剂供给泵25添加负极性破乳剂。正极性破乳剂、负极性破乳剂添加到破乳箱21内后，需要利用均质搅拌器22搅拌，同时，利用破乳加热器23进行加热处理。

具体实施时，利用正极性破乳剂供给泵24添加正极性破乳剂、利用负极性破乳剂供给泵25添加负极性破乳剂时，均需要对添加的正极性破乳剂、负极性破乳剂进行计量，以达到控制添加到破乳箱21内的剂量。本发明实施例中，正极性破乳剂供给泵24与负极性破乳剂供给泵25优选采用蠕动泵，且蠕动泵的电机采用变频电机，可有效控制投入破乳箱21的剂量，具体实现控制添加到破乳箱21内的计量方式以及过程可以根据实际需要选择，以能满足实际控制需求为准

本发明实施例中，破乳处理装置还包括药剂供给第一电磁阀10以及药剂供给第二电磁阀11，其中，药剂供给第一电磁阀10与正极性破乳剂供给泵24对应，药剂供给第二电磁阀11与负极性破乳剂供给泵25对应。当药剂供给第一电磁阀10处于打开状态时，才能通过正极性破乳剂供给泵24抽取并添加所需的正极性破乳剂；同理，当药剂供给第二电磁阀11处于打开状态时，才能通过负极性破乳剂供给泵25抽取并添加所需的负极性破乳剂。药剂供给第一电磁阀10以及药剂供给第二电磁阀11具体可以采用现有常用的电磁阀，具体控制药剂供给第一电磁阀10以及药剂供给第二电磁阀11的开关状态的方式与现有相一致，为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。

对于船舶正常操作过程中排放的三大类含油压载水、含油洗舱水和机舱水，及其五种形态上浮油、分散油、乳化油、溶解油、固体附着油，因此，由上述说明可知，对破乳处理装置，采用了正极性破乳剂与负极性破乳剂，在破乳剂的作用下，乳化油、溶解油将形成絮凝沉积物，由于破乳箱加热固体附着油将成为上浮油与水中的上浮油和分散油结合，形成大片油膜；即破乳处理物一般同时包含水、油膜以及絮凝沉积物。

进一步地，破乳处理装置处理后的破乳处理物，一般可通过高压输送泵27输送至油水分离器29内，当然，在高压输送泵27的进口端设置一适配的高压第一输送阀5，在高压输送泵27的出口端设置一适配的高压第二输送阀9，通过高压第一输送阀5、高压第二输送阀9与高压输送泵27配合，能对破乳处理物输送至油水分离器29内的过程进行调节与控制。

具体实施时，高压第一输送阀5、高压第二输送阀9均采用常用的电磁阀，其中，高压第一输送阀5位于破乳箱21与高压输送泵27的进口端之间，高压第二输送阀9位于高压输送泵27的出口与油水分离器29相应的进口之间。高压输送泵27具体可以采用现有常用的形式，以能满足将破乳处理物输送至油水分离器29内为准，此处不再赘述。

进一步地，还包括用于对油水分离器29进行冲洗的再生蒸汽发生器31，所述再生蒸汽发生器31产生饱和蒸汽，并将所产生的饱和蒸汽输送至油水分离器29内，以利用送入油水分离器29内的饱和蒸汽对位于所述油水分离器29内碳化硅陶瓷膜28清洗，以恢复所述碳化硅陶瓷膜28的膜通量。

本发明实施例中，对油水分离器29进行冲洗，具体是指利用再生蒸汽发生器31产生的饱和蒸汽对油水分离器29内的碳化硅陶瓷膜28进行冲洗。饱和蒸汽进入油水分离器29内时，能融化和反向冲洗碳化硅陶瓷膜28内壁沉积的絮凝沉积物和油膜，实现对油水分离器29内碳化硅套陶瓷膜28的清洗，以恢复所述碳化硅陶瓷膜28的膜通量，确保油水分离器29进行油水分离的效率。

具体实施时，所述油水分离器29包括用于收纳碳化硅陶瓷膜28的分离器壳体45，若干碳化硅陶瓷膜28在分离器壳体45内均匀分布。分离器壳体45可以为不锈钢耐压壳体，碳化硅陶瓷膜28呈棒状。碳化硅陶瓷膜28是由特定的无机材料经高温烧结而成，具有多孔结构的精密陶瓷过滤材料，其除了具有无机膜的一般性能外，还具有许多一般无机膜所不具备的优点。碳化硅陶瓷膜28在分离器壳体45内呈竖直分布，多根碳化硅陶瓷膜28相互平行，具体在分离器壳体45内的分布情况，以能满足对水、油膜以及絮凝沉积物的分离为准。

如图2所示，为油水分离器29的一种具体实施示意图，在分离器壳体45内设置陶瓷膜座49，多根碳化硅陶瓷膜28竖直置于陶瓷膜座49内，碳化硅陶瓷膜28的长度小于分离器壳体45的高度。碳化硅陶瓷膜28呈蜂窝煤状，碳化硅陶瓷膜28位于陶瓷膜座49内后，碳化硅陶瓷膜28与陶瓷膜座49上的膜座孔50对应，以便能由分离器主进口46进入的破乳处理物通过膜座孔50进入相应的碳化硅陶瓷膜28内，以利用碳化硅陶瓷膜28进行分离。

碳化硅陶瓷膜28与陶瓷膜座49的结合部一般采用密封膜进行密封。分离器主进口46位于分离器壳体45的上端部，在分离器壳体45的下端部设置分离器排污口48，分离器壳体45的下部设置分离器排水口47。经过碳化硅陶瓷膜28过滤后形成的分离水能近分离器排水口47排出，而油膜以及絮凝沉积物大部分落入分离器壳体45内的底部。

在对水、油膜以及絮凝沉积物分离时，油膜以及絮凝沉积物会附着在碳化硅陶瓷膜28上，实现将水与油膜以及絮凝沉积物间的分离。为了实现将冲洗后的油膜与絮凝沉积物送入污油井17，所述分离器壳体45的分离器排污口48与冲洗后排污连管44连接，在冲洗后排污连管44上设置分离冲洗电磁阀4，当分离冲洗电磁阀4处于打开状态时，则可以将分离后的油膜与絮凝沉积物从分离器壳体45内排出。分离冲洗电磁阀4可以采用现有常用的电磁阀，具体类型可以根据需要选择，以能满足将冲洗后的油膜与絮凝沉积物从分离器壳体内排出，并送入污油井17均可。

本发明实施例中，再生蒸汽发生器31可以采用现有常用的形式，再生蒸汽发生器31利用其内的电加热管对加注到所述再生蒸汽发生器31的水加热，并能生成饱和蒸汽，具体生成饱和蒸汽的方式以及过程与现有相一致，以能生成所需的饱和蒸汽为准。一般地，通过再生给水阀3可以向所述再生蒸汽发生器31内加注水，当再生给水阀3关闭时，则停止向再生蒸汽发生器31内加注水。再生给水阀3一般可采用现有常用的电磁阀。

再生蒸汽发生器31向油水分离器29内送入饱和蒸汽时，受饱和蒸汽释放电磁阀7控制，即饱和蒸汽释放电磁阀7设置于饱和蒸汽输送的管路上，当饱和蒸汽释放电磁阀7处于打开状态时，则饱和蒸汽能送入油水分离器29内，否则，饱和蒸汽无法送入油水分离器29内。

由上述说明可知，饱和蒸汽送入油水分离器29内后，融化和反向冲洗碳化硅陶瓷膜28内壁沉积的絮凝沉积物和油膜，使之随蒸汽冷凝水一起经分离器壳体45的分离器排污口47排出油水分离器29，并经打开状态的分离冲洗电磁阀4可送入污油井17内。

进一步地，在所述分离器壳体45内设置用于检测压差的器内压力传感器35，通过所述器内压力传感器35获取分离器壳体45内相应的外压室32与内压室33间的室间压差，当所获取的室间压差与预设冲洗压差匹配时，再生蒸汽发生器31产生的饱和蒸汽送入所述分离器壳体45内。

本发明实施例中，碳化硅陶瓷膜28在分离器壳体内的长度小于分离器壳体的高度，从而在分离器壳体45内的上部形成外压室32；在分离器壳体45内，与分离器排水口47直接连通的腔体形成设内压室33。

为了能对利用饱和蒸汽对油水分离器29冲洗的状态控制，在分离器壳体内设置器内压力传感器35，通过所述器内压力传感器35获取分离器壳体内相应的外压室32与内压室33间的室间压差，即当所获取的室间压差与预设冲洗压差匹配时，再生蒸汽发生器31产生的饱和蒸汽送入所述分离器壳体内。预设冲洗压差，预设冲洗压差具体是指整个油水分离器29无法高效进行分离时的压差，具体可以根据需要选择，以能满足油水分离器29进行高效分离的目的为准。室间压差与预设冲洗压差匹配，具体是指室间压差与预设冲洗压差相一致，或者两者之间的差值位于一个允许的范围内，具体所允许的范围可根据实际需要选择，以能满足实际应用需求为准。

具体实施时，通过若干棒状的碳化硅陶瓷膜28使分离器壳体45分成内压室33与外压室32，破乳处理物送入油水分离器29内后，在分离器壳体45内，被内压室33内的碳化硅陶瓷膜28截留，水得以通过碳化硅陶瓷膜28的亲水微孔过滤出。当油水分离器29的碳化硅陶瓷膜28因油污水分离作业内壁沉积絮凝沉积物和油膜产生饱和阻塞时，碳化硅陶瓷膜28的分离效率降低时，室间压差会升高，当所获取的室间压差与预设冲洗压差匹配时，控制饱和蒸汽释放电磁阀7处于打开状态，以向油水分离器29内送入饱和蒸汽，通过反压、融化与蒸汽冲洗，清除掉碳化硅陶瓷膜28内壁的絮凝沉积物和油膜，使碳化硅陶瓷膜28恢复油污水分离效率。

当然，停止油污水分离作业后，也需要利用再生蒸汽发生器31都要向所述油水分离器29内饱和蒸汽，使油水分离器29内碳化硅陶瓷膜28恢复原有工作效能。

本发明实施例中，在油水分离器29的饱和蒸汽进气口设置蒸汽进口压力传感器36，所述饱和蒸汽进口压力传感器36可以采用现有常用的压力传感器形式，以能获取饱和蒸汽进气口的蒸汽进口压力为准。通过蒸汽进口压力传感器36能对蒸汽进口的压力状态进行监控，确保进入油水分离器29内的饱和蒸汽满足实际的冲洗要求。饱和蒸汽进气口设置于分离器壳体45的上部，饱和蒸汽进气口直接与外压室32连通，图2中未示出饱和蒸汽进气口在分离器壳体45上的分布情况。

进一步地，还包括与再生蒸汽发生器31适配的超声波清洗器30，通过超声波清洗器30对所述再生蒸汽发生器31进行清洗。

本发明实施例中，超声波清洗器30可以采用现有常用的形式，可采用本技术领域常用的技术手段实现超声波清洗器30与再生蒸汽发生器31的配合，通过超声波清洗器30实现对再生蒸汽发生器31的清洗，具体超声清洗的方式可以根据需要选择，以能满足实际的超声清洗为准。在再生蒸汽发生器31上设置污垢水排接管，在污垢水排接管上设置清洗释放电磁阀8，当清洗释放电磁阀8处于打开状态时，则可以将再生蒸汽发生器31内的液态水排出。

具体实施时，当监测到再生蒸汽发生器31的加热效率降低，产生蒸汽时间延长时，则可启动超声波清洗器30，对再生蒸汽发生器31内壁及电加热管外壁进行超声清洗，清洗后的含垢污水通过清洗释放电磁阀8由接外排。

进一步地，还包括用于提供将油污杂质以及冲洗后的油膜与絮凝沉积物送入污油井17内动力的排污动力机构；

所述排污动力机构包括排污泵19以及排污控制电磁阀14，将油污杂质和/或冲洗后的油膜与絮凝沉积物送入污油井17内时，排污控制电磁阀14处于打开状态，通过排污泵19的吸引力将油污杂质、冲洗后的油膜与絮凝沉积物送入污油井17内。

本发明实施例中，排污动力机构，具体是指提供排污动力，以便将油污杂质以及冲洗后的油膜与絮凝沉积物送入污油井17内。具体实施时，排污动力机构包括排污泵19以及排污控制电磁阀14，其中，排污泵19可以采用现有常用的形式，以能提供排污动力为准，排污控制电磁阀14与排污泵19的排污出口对应，即排污泵19工作时，且需要排污控制电磁阀14处于打开状态，才能将所需油污杂质或截留分离后的油膜与絮凝沉积物送入污油井17内。

具体实施时，旋流过滤释放电磁阀6设置于旋流过滤释放管路上，旋流过滤释放管路的一端与旋流过滤器20连接并连通，旋流过滤释放管路的另一端与排污泵19的进口端适配连接并连通。冲洗后排污连管44的一端与分离器壳体连接并连通，冲洗后排污连管44的另一端与排污泵19的进口端适配连接。

当需要将油污杂质排入到污油井17内时，则需要将旋流过滤释放电磁阀6以及排污控制电磁阀14均处于打开状态，从而，当排污泵19打开时，能将旋流过滤器20内的油污杂质依次经旋流过滤释放电磁阀6、排污泵19以及排污控制电磁阀14进入污油井17内。当需要将分离截留的油膜与絮凝沉积物送入污油井17内时，则需要将分离冲洗电磁阀4以及排污控制电磁阀14均处于打开状态，从而，当排污泵19打开时，能将油水分离器29内冲洗后的油膜与絮凝沉积物依次经分离冲洗电磁阀4、排污泵19以及排污控制电磁阀14进入污油井17内。

当然，具体实施时，还包括排污第一压力传感器39与排污第二压力传感器40，排污第一压力传感器39、排污第二压力传感器40分别与排污泵19的进口端与出口端对应，通过排污第一压力传感器39、排污第二压力传感器40能监控排污泵19进口端、出口端相应的工作压力，以能对排污泵19的工作状态进行监控。

进一步地，所述分离水处理装置包括用于检测分离水内含油浓度的油份传感器34、用于控制排水状态的排水截止阀1以及用于控制回流状态的回流截止阀2；其中，

通过油份传感器34获取分离水的含油浓度与排水标准匹配时，控制排水截止阀1处于打开状态，以通过排水截止阀1排水；否则，控制回流截止阀2处于打开状态，以通过回流截止阀2将分离水送入油污水井16内。

本发明实施例中，油份传感器34可以采用现有常用的形式，具体以能检测分离水内含油浓度为准，此处不再赘述。分离水的含油浓度与排水标注匹配，具体可以参考上述说明，此处不再赘述。

当排水截止阀1处于打开状态时，回流截止阀2需要处于关闭状态，此时，通过排水截止阀1排水。而当回流截止阀2处于打开状态时，则排水截止阀1需要处于关闭状态，则通过回流截止阀2将分离水送入油污水井16内。当然，排水截止阀1与回流截止阀2可同时处于关闭状态，此时，既不排水，也不将分离水送入油污水井16内。此外，还包括分离水输出电磁阀12，所述分离水输出电磁阀12与分离器排水口47对应，通过分离水输出电磁阀12能将分离水从油水分离器29内释放，以便被油份传感器34检测分离水的含油浓度。

具体实施时，回流截止阀2装配于回流连管43上，即回流截止阀2处于打开状态时，则通过回流连管43将分流式送入油污水井16内。

当然，在具体实施时，为了能实现上述油污水分离过程，还需要配置一分离控制器，所述分离控制器与上述的旋流分离器20、破乳处理装置、油水分离器29以及分离水处理装置的受控部件电连接，通过分离控制器实现整个油污水分离的自动控制，具体以能控制实现油污水分离过程为准，此处不再赘述。

综上，可得到本发明的高效型船舶油污水分离方法，具体地，所述分离方法主要利用上油污水分离系统进行油污水分离。

如图3所示，为本发明进行油污水分离的流程图，具体地，工作开始时，先控制油污水输送控制电磁阀13处于打开状态，启动输送泵即为启动油污水输送泵18，以便将油污水送入旋流分离器20内。当需要将油污杂质送入污油井17内时，需要控制旋流过滤释放电磁阀6处于打开状态，启动排污泵19以及控制排污控制电磁阀14处于打开状态，以便将油污杂质送入污油井17内。

当需要破乳处理时，需要同时开启均质搅拌器22、破乳加热器23，控制药剂供给第一电磁阀10处于打开状态，开启正极性破乳剂供给泵24，以通过正极性破乳剂供给泵24将正极性破乳剂添加到破乳箱21内。然后，控制药剂供给第二电磁阀11处于打开状态，通过负极性破乳剂供给泵25将负极性破乳剂添加到破乳箱21内，整个过程保持均质搅拌器22以及破乳加热器23的工作状态。

负极性破乳剂添加到破乳箱21后，大约经15s后，控制高压第一输送阀5以及高压第二输送阀9处于打开状态，通过高压输送泵27将破乳处理物送入油水分离器29内。当需要排出油膜和絮凝沉积物时，则控制分离冲洗电磁阀4处于打开状态，以便通过排污动力机构排入污油井17内。分离后的分离水，经分离水输出电磁阀12排出油水分离器29外，并能被油份传感器34检测，以确定分离水是直接排水，还是返回到油污水井16内。上述的排水，具体是指将分离水直接排到舷外。

当室内压差与预设冲洗压差匹配时，利用再生蒸汽发生器31的饱和蒸汽对油水分离器29进行冲洗，利用超声波清洗器30可以对再生蒸汽发生器31进行超声清洗，具体对油水分离器29进行冲洗，以及对再生蒸汽发生器31进行超声清洗的过程具体均可以参考上述说明，此处不再赘述。

图2中，打开阀13，具体是指控制油污水输送控制电磁阀13处于打开状态，其余的情况类似，可以参考所述“打开阀13”的说明，如打开阀10，即控制药剂供给第一电磁阀10处于打开状态，此处不再一一列举说明。

在具体油污水分离时，重复上述过程，以实现所需的船舶油污水分离。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及该系统的工作特性。但是以上所述仅为本发明的具体实施例，本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式均应涵盖在本发明的保护范围之中。

Claims (14)

1.一种高效型船舶油污水分离系统，其特征是，包括：

旋流过滤器(20)，用于对出自油污水井(16)的油污水旋流过滤，以滤除送入所述旋流过滤器(20)内油污水中的油污杂质，滤除的油污杂质送入污油井(17)内；

破乳处理装置，用于对经旋流过滤器(20)过滤后的油污水进行破乳处理，破乳处理后的破乳处理物送入油水分离器(29)；

油水分离器(29)，用于对送入破乳处理物所包含的水、油膜以及絮凝沉积物进行分离，将油膜以及絮凝沉积物截留在所述油水分离器(29)内，并输出分离水，其中，油水分离器(29)内采用碳化硅陶瓷膜(28)对破乳处理物进行分离，截留于所述油水分离器(29)内的油膜以及絮凝沉积物吸引送入污油井(17)内；

分离水处理装置，用于对经油水分离器(29)输出分离水的含油浓度检测，当分离水的含油浓度与排水标准匹配时，将所述分离水排水处理，否则，将所述分离水送入油污水井(16)内。

2.根据权利要求1所述的高效型船舶油污水分离系统，其特征是：还包括用于将油污水井(16)内的油污水输送至旋流过滤器(20)内的油污水旋流过滤前输送机构；

所述油污水旋流过滤前输送机构包括油污水输送泵(18)以及油污水输送控制电磁阀(13)，油污水输送控制电磁阀(13)处于打开状态时，经油污水输送泵(18)将油污水井(16)内的油污水输送至旋流过滤器(20)内。

3.根据权利要求1所述的高效型船舶油污水分离系统，其特征是：还包括用于提供将油污杂质以及油水分离器(29)内油膜与絮凝沉积物送入污油井(17)内动力的排污动力机构；

所述排污动力机构包括排污泵(19)以及排污控制电磁阀(14)，将油污杂质和/或油膜与絮凝沉积物送入污油井(17)内时，排污控制电磁阀(14)处于打开状态，通过排污泵(19)将油污杂质、冲洗后的油膜与絮凝沉积物送入污油井(17)内。

4.根据权利要求1所述的高效型船舶油污水分离系统，其特征是：所述破乳处理装置包括破乳箱(21)、设置于所述破乳箱(21)内的破乳加热器(23)、用于搅拌的均质搅拌器(22)以及用于将破乳箱(21)内加入所需破乳剂的破乳剂添加装置；

经旋流过滤器(20)旋流过滤后的油污水送入破乳箱(21)内，通过破乳剂添加装置向破乳箱(21)内添加所需的破乳剂，利用均质搅拌器(22)将破乳剂与油污水在破乳箱(21)内搅拌混合均匀，同时利用破乳加热器(23)进行加热处理，以在破乳箱(21)内得到处理后的破乳处理物。

5.根据权利要求1所述的高效型船舶油污水分离系统，其特征是：所述破乳剂添加装置包括破乳药剂箱(26)、正极性破乳剂供给泵(24)以及负极性破乳剂供给泵(25)；

其中，在破乳药剂箱(26)内同时存储有正极性破乳剂与负极性破乳剂，正极性破乳剂与负极性破乳剂在破乳药剂箱(26)内相互隔离，通过正极性破乳剂供给泵(24)将破乳药剂箱(26)内的正极性破乳剂添加到破乳箱(21)内，通过负极性破乳剂供给泵(25)将破乳药剂箱(26)内的负极性破乳剂添加到破乳箱(21)内。

6.根据权利要求1至5任一项所述的高效型船舶油污水分离系统，其特征是：还包括用于对油水分离器(29)进行冲洗的再生蒸汽发生器(31)，所述再生蒸汽发生器(31)产生饱和蒸汽，并将所产生的饱和蒸汽输送至油水分离器(29)内，以利用送入油水分离器(29)内的饱和蒸汽对位于所述油水分离器(29)内碳化硅陶瓷膜(28)清洗，以恢复所述碳化硅陶瓷膜(28)的膜通量。

7.根据权利要求6所述的高效型船舶油污水分离系统，其特征是：所述油水分离器(29)包括用于收纳碳化硅陶瓷膜(28)的分离器壳体，若干碳化硅陶瓷膜(28)在分离器壳体内均匀分布；

在所述分离器壳体内设置用于检测压差的器内压力传感器(35)，通过所述器内压力传感器(35)获取分离器壳体内相应的外压室(32)与内压室(33)间的室间压差，当所获取的室间压差与预设冲洗压差匹配时，再生蒸汽发生器(31)产生的饱和蒸汽送入所述分离器壳体内。

8.根据权利要求6所述的高效型船舶油污水分离系统，其特征是：还包括与再生蒸汽发生器(31)适配的超声波清洗器(30)，通过超声波清洗器(30)对所述再生蒸汽发生器(31)进行清洗。

9.根据权利要求1至5任一项所述的高效型船舶油污水分离系统，其特征是：所述分离水处理装置包括用于检测分离水内含油浓度的油份传感器(34)、用于控制排水状态的排水截止阀(1)以及用于控制回流状态的回流截止阀(2)；其中，

通过油份传感器(34)获取分离水的含油浓度与排水标准匹配时，控制排水截止阀(1)处于打开状态，以通过排水截止阀(1)排水；否则，控制回流截止阀(2)处于打开状态，以通过回流截止阀(2)将分离水送入油污水井(16)内。

10.根据权利要求9所述的高效型船舶油污水分离系统，其特征是：还包括用于分离水从油水分离器(29)内输出状态的分离水输出电磁阀(12)，控制所述分离式输出电磁阀(12)处于打开状态后，通过油份传感器(34)检测分离水内含油浓度。

11.根据权利要求1至5任一项所述的高效型船舶油污水分离系统，其特征是：还包括用于将破乳处理物输送至油水分离器(29)内的高压输送泵(27)、与所述高压输送泵(27)进口适配的高压第一输送阀(5)以及高压输送泵(27)出口适配的高压第二输送阀(9)；

控制高压第一输送阀(5)以及高压第二输送阀(9)均处于打开状态时，通过高压输送泵(27)将破乳箱(21)内的破乳处理物输送至油水分离器(29)内。

12.根据权利要求1至5任一项所述的高效型船舶油污水分离系统，其特征是：还包括用于流量计量的流量计(15)，通过流量计(15)对由旋流过滤器(20)输送至破乳处理装置内的油污水进行计量。

13.根据权利要求4或5所述的高效型船舶油污水分离系统，其特征是：还包括用于检测破乳箱(21)内温度状态的破乳温度传感器(41)以及用于检测破乳箱(21)内液位状态的破乳液位传感器(42)；

根据破乳温度传感器(41)所检测的温度状态以及破乳液位传感器(42)所检测的液位状态，控制破乳加热器(23)的加热状态、均质搅拌器(22)的搅拌状态以及破乳剂添加装置的破乳剂添加状态，以与破乳处理时的预设温度以及预设液位匹配。

14.一种高效型船舶油污水分离方法，其特征是：利用上述权利要求1～权利要求13任一项的油污水分离系统进行油污水分离。

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