CN115301081A - 船舶废气的清洗排水处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供暂时地贮存洗涤器排水并在不产生洗涤器排水的时间段将污染物质浓度降低至能够投弃海洋的程度的船舶废气的清洗排水处理装置。其特征在于，该船舶废气的清洗排水处理装置具有：废气再循环单元，其具有利用洗涤器水来清洗船舶废气的清洗部，使废气的一部分再循环至船舶的发动机而减少废气中的氮氧化物的量；缓冲罐，其贮存在使用了废气再循环单元的洗涤器清洗运转的从启动到停止的运转运行中产生的洗涤器排水；EGR排液罐，其接收并贮存缓冲罐内的洗涤器排水中的在洗涤器清洗运转中增加了的排水；离心分离机，其导入EGR排液罐内的洗涤器排水并对其进行固液分离的净化；以及膜装置，其进一步对由离心分离机净化了的洗涤器水进行净化。

Description

船舶废气的清洗排水处理装置
本申请是申请日为2021年09月08日、申请号为202111048854.3、发明创造名称为：“船舶废气的清洗排水处理装置”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种利用洗涤器清洗来将船舶废气中含有的污染物质转变至液相并进行处理的船舶废气的清洗排水处理装置，详细而言，涉及一种暂时地贮存洗涤器排水并在不产生洗涤器排水的时间段将污染物质浓度(例如SS、油分等)降低至能够投弃海洋的程度的船舶废气的清洗排水处理装置。
背景技术
对于在船舶的发动机、发电机、蒸汽产生器所使用的船舶燃料中含有的硫成分，欧洲、美国已经指定了SECA(SOx Emission Control Area：硫排放控制区)，并规定在SECA内，从2015年起，使用燃料的硫成分不超过0.1％的燃料。
另一方面，在MEPC70(海洋环境保护委员会第70届会议)中，决定从2020年1月1日起将在一般海域中使用的燃油的硫成分浓度的上限强化至0.5％，规定必须使用低硫燃料。
并且，在国际海事组织(IMO)的海洋环境保护委员会第73届会议(MEPC73)中，采纳了禁止不合规燃油的以使用为目的的携带，自2020年3月1日起实施(MARPOL公约附则VI第14条)。
然而，装备有废气清洗装置(洗涤器)的船舶设计为，从船舶的发动机和蒸汽产生器的废气中去除硫氧化物，将硫排出量降低至容许限度以下的水平，因此能够继续携带硫含量超过了0.5％的燃油。
从该背景出发，用于从废气中去除硫氧化物的湿法洗涤器的存在使得能够携带硫含量超过了0.5％的燃油，因此，湿法洗涤器的存在意义变得比以往更为重要。
并且，从2016年1月起开始运用，在指定海域(ECA)时，需要进行Tier3运转。而且，作为指定海域(ECA)中的燃油而言合规的合规油是硫成分为0.1％的燃油。若在此期间使用EGR，则只要废气的处理水的油分浓度满足标准，就认可指定海域(ECA)以外的排水。合规油以外的情况的排水监视项目是pH、PAHs、浊度、硝酸盐。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第6177835号公报
发明内容
发明要解决的问题
船舶在航行了预定时间并到达了预定场所之后停船。由于该停船而不会产生废气。因而，并不是始终产生废气，因此，在产生时进行洗涤器清洗。
在船舶废气所含有的环境污染物质中，含有硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)、煤尘、润滑油的未反应物等。
该环境污染物质的大部分通过洗涤器清洗而从废气侧转移至清洗液侧，进行废气的净化。
在专利文献1中，将污染了的洗涤器水贮存于缓冲罐，利用离心分离机对该缓冲罐内的污水进行处理，使净化后的洗涤器水返回缓冲罐。
在进行洗涤器清洗时，污染了的洗涤器水被输送至缓冲罐。在进行该送液时，以不使缓冲罐内的污水溢流的方式使离心分离机运行而净化污水。
但是，被离心分离机净化后的洗涤器水在返回缓冲罐时会与原来贮存于缓冲罐内的污水混合。该混合水无法满足排放标准，因此无法向海中排放。
已知在洗涤器清洗中，污染了的洗涤器排水会随着时间而增加。例如，废气中的水蒸气通过洗涤器清洗而被冷却，成为冷凝水。该冷凝水使污染了的洗涤器排水增加。另外，在洗涤器排水中含有各种盐，为了防止这些盐因过饱和而析出，会向缓冲罐添加清水而谋求防止析出。因此，由于清水的供给而使洗涤器排水增加。
若在该状态下对该洗涤器排水的增加放任不管，则会从缓冲罐溢流。
因而，期望的是，在利用离心分离机进行了净化之后，向海中排放该增加的量。
但是，也存在无法满足向海中废弃的废弃标准的情况。在专利文献1中，在无法向海中废弃的情况下，将其贮存在污排水罐(附图标记19)中，再次利用离心分离机进行处理。
在专利文献1的离心分离机的处理中，难以使SS浓度的值降低到作为向海中排放的排放目标的200ppm～300ppm以下。能够利用离心分离机通过比重差来分离固成分，但对于不是固体成分而作为SS浓度来检测的悬浮成分(污染物质)，其比重原本就与水相同，难以利用离心分离机进行分离。
因此，本发明的课题在于，提供一种船舶废气的清洗排水处理装置，其暂时地贮存洗涤器排水，并在不产生洗涤器排水的时间段将污染物质浓度降低至能够海洋投弃的程度。
另外，本发明的其他课题由以下的记载可知。
用于解决问题的方案
上述课题通过以下的各技术方案来解决。
(技术方案1)
一种船舶废气的清洗排水处理装置，其特征在于，
该船舶废气的清洗排水处理装置具有：
废气再循环单元，其具有利用洗涤器水来清洗船舶废气的清洗部，该废气再循环单元使废气的一部分再循环至船舶的发动机而减少废气中的氮氧化物的量；
缓冲罐，其贮存在使用了所述废气再循环单元的洗涤器清洗运转的从启动到停止的运转操作中产生了的洗涤器排水；
EGR排液罐，其接收并贮存所述缓冲罐内的洗涤器排水中的在洗涤器清洗运转中增加了的排水；
离心分离机，借助排水净化泵将贮存于所述EGR排液罐的洗涤器排水向第2缓冲罐导入，该离心分离机导入所述第2缓冲罐内的洗涤器排水并对其进行固液分离的净化；以及
凝聚反应部，在所述排水净化泵和所述离心分离机之间的排水供给管中的任一部位设有添加凝聚剂的添加部位，该凝聚反应部使所添加的所述凝聚剂与洗涤器排水进行凝聚反应，
对于自所述缓冲罐借助洗涤器泵向所述废气再循环单元供给洗涤器水的洗涤器循环系统的洗涤器水，不进行固液分离，而向所述洗涤器循环系统中的任一场所供给清水，
该船舶废气的清洗排水处理装置不具有使由所述离心分离机净化了的洗涤器水返回所述缓冲罐的配管，而具有使由所述离心分离机净化了的洗涤器水返回所述第2缓冲罐的配管。
(技术方案2)
根据技术方案1所述的船舶废气的清洗排水处理装置，其特征在于，
所述凝聚反应部是管道混合器、凝聚反应罐、以及从所述添加部位到所述离心分离机的长度为使凝聚反应成为规定时间的长度的所述排水供给管中的任一者。
(技术方案3)
根据技术方案1或2所述的船舶废气的清洗排水处理装置，其特征在于，
利用排水监视器对由所述离心分离机净化了的洗涤器水进行监视，在满足海域排放标准且为指定海域以外的海域的情况下，向该海域排放，
在不满足所述海域排放标准的情况下，使所述净化了的洗涤器水返回所述第2缓冲罐。
(技术方案4)
根据技术方案1或2所述的船舶废气的清洗排水处理装置，其特征在于，
所述缓冲罐具备浮渣去除装置，该浮渣去除装置使至少包含煤和油分的污染物质作为浮渣浮起并将其去除。
(技术方案5)
根据技术方案1或2所述的船舶废气的清洗排水处理装置，其特征在于，
在借助循环泵向所述废气再循环单元供给洗涤器水时经由所述缓冲罐而进行供给的循环系统中，形成有不经由所述缓冲罐来供给洗涤器水的旁通流路。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种船舶废气的清洗排水处理装置，其暂时地贮存洗涤器排水，并在不产生洗涤器排水的时间段将污染物质浓度降低至能够海洋投弃的程度。
附图说明
图1是表示本发明的船舶废气的清洗排水处理装置的一个示例的流程图。
图2是表示本发明的离心分离机的一个示例的图。
图3是表示本发明的处理液的分离效率和SS浓度的图表。
图4是表示本发明的膜装置的一个示例的图。
图5是表示本发明的船舶废气的清洗排水处理装置的另一个示例的流程图。
图6是表示本发明的船舶废气的清洗排水处理装置的再另一个示例的流程图。
图7是表示本发明的船舶废气的清洗排水处理装置的再另一个示例的流程图。
图8是表示图1所示的清洗排水处理装置的另一个示例的流程图。
图9是表示图7所示的清洗排水处理装置的另一个示例的流程图。
图10是表示利用在实验例3中进行的添加有凝聚剂的液体和未添加有凝聚剂的液体进行空气反洗并研究了过滤量与膜通量的关系的结果的图表。
附图标记说明
1、EGR单元；2、接收槽；3、循环泵；4、阀；5、缓冲罐；6、洗涤器泵；7、8、9、配管；10、氢氧化钠罐；11、泵；12、pH调整计；13、EGR排液罐；14、排水供给配管；15、离心分离机(固液分离机)；16、返回配管；17、排水净化泵；18、控制阀；19、控制阀；20、配管；21、EGR污水罐；22、卸船供给泵；23、凝聚剂罐；24、凝聚剂泵；25、管道混合器；26、控制阀；27、膜装置(固液分离机)；28、排水监视器；29、三通阀；SC1、洗涤器循环系统；SC2、固液分离循环系统。
具体实施方式
以下，基于附图对用于实施本发明的实施方式进行说明。
图1是表示本发明的船舶废气的清洗排水处理装置的一个示例的流程图。
首先，说明船舶废气的概要。
化石燃料中含有硫(S)，其在燃烧过程中与氧(O2)结合而产生二氧化硫(SO2)、三氧化硫(SO3)、亚硫酸(H2SO3)等硫氧化物。这些硫氧化物特别具有容易与水反应的性质，因此与大气中的氧反应，产生导致酸雨的硫酸(H2SO4)。
关于在船舶的发动机、发电机、蒸汽产生器所使用的船舶燃料中含有的硫成分，欧洲、美国已经指定了SECA(SOx Emission Control Area)，并规定在SECA内，从2015年起，使用燃料的硫成分不超过0.1％的燃料。
另一方面，在MEPC70(海洋环境保护委员会第70届会议)中，做出了主旨为从2020年1月1日起将在一般海域中使用的燃油的硫成分浓度的上限强化至0.5％的决定，规定必须使用低硫燃料。
并且，在国际海事组织(IMO)的海洋环境保护委员会第73届会议(MEPC73)中，采纳了禁止不合规燃油的以使用为目的的携带，自2020年3月1日起实施(MARPOL公约附则VI第14条)。
然而，装备有废气清洗装置(洗涤器)的船舶设计为，从船舶的发动机和蒸汽产生器的废气中去除硫氧化物，将硫排出量降低至容许限度以下的水平，因此能够继续携带硫含量超过了0.5％的燃油。
从该背景出发，用于从废气中去除硫氧化物的湿法洗涤器的存在使得能够携带硫含量超过了0.5％的燃油，因此，湿法洗涤器的存在意义变得比以往更为重要。
另外，在废气中也含有氮氧化物(NOx)。在船舶用发动机中，实施利用了该氮氧化物的废气再循环(EGR：Exhaust Gas Recirculation)，使从发动机的燃烧室排出来的废气的一部分再循环至发动机的燃烧室。该EGR的意义在于，将基本上没有氧浓度的废气的一部分混合于向发动机供给的氧浓度较高的扫气(供气)，从而能够降低供气的氧浓度，因此，燃烧气体中的氧浓度相对地减少，最高燃烧温度降低，NOx的量减少。
(洗涤器循环系统)
在图1中，示出了形成有洗涤器循环系统SC1的流程，该洗涤器循环系统SC1包括具有湿法洗涤器的废气再循环功能的废气再循环单元(EGR单元)1。
湿法洗涤器具有如下功能：向含有硫氧化物SOx、氮氧化物NOx、煤尘、润滑油的未反应物(例如油分)等环境污染物质的船舶废气喷射洗涤器水，从而将这些环境污染物质(相)从气相转变至液相，去除废气中的环境污染物质(相)。在本发明中，有时也将对该环境污染物质(相)进行相转变并将其去除的功能称作洗涤器清洗。当进行该洗涤器清洗时，会产生含有环境污染物质(相)的污染了的洗涤器排水。
在本实施方式中，EGR单元1具备对废气进行清洗的废气清洗部100、对清洗后的废气进行冷却的EGR冷却器101和收集洗涤器排水的捕雾器102。
借助配管8向废气清洗部100供给作为清洗液的预喷液。废气清洗部100喷射预喷液，使废气和预喷液进行气液接触，对废气进行清洗，使废气中含有的污染物质(相)转移至预喷液，并且，转移有环境污染物质(相)的预喷液作为洗涤器排水而产生。
EGR冷却器101具备冷却废气的功能。用于冷却废气的冷却水能够使用由预喷液喷射了的清洗液。
捕雾器102具备收集含有污染物质的洗涤器排水的功能。能够减少如下风险：洗涤器排水中的雾沫附着于处理装置，蓄积煤烟的污垢，导致处理装置、传感器、发送器等的动作不良。能够利用捕雾器102来避免洗涤器排水中含有的污染物质相向净化后的废气侧供给。
当经过了捕雾器102的、净化后的废气与向发动机供给的扫气混合时，能够降低扫气的氧浓度。经过了捕雾器102的洗涤器排水向接收槽2流动，作为含有废气中的煤、油分等环境污染物质相的冷凝水而被回收。
以使接收槽2的液面成为一定的方式调整阀4的开度，将废气中的冷凝水储存于缓冲罐5。
在缓冲罐5中，能够供给清水。清水在启动洗涤器循环系统时使用。另外，来自废气的各种各样的盐在洗涤器的工艺中溶解于洗涤器水，因此存在盐析沉淀的风险，但若供给清水，则能够减少盐析沉淀的风险。
缓冲罐5内的液体通过洗涤器泵6借助配管7和配管8向废气清洗部100供给清洗液。在清洗液中含有使用泵11从氢氧化钠罐10供给的氢氧化钠。当含有氢氧化钠的清洗液与废气接触时，作为废气中的酸性成分的硫酸被中和。另外，洗涤器泵6借助配管7和配管8作为预喷液向清洗部100供给，洗涤器泵6借助配管9作为冷却水向EGR冷却器101供给。
含有氢氧化钠的清洗液、即洗涤器水借助配管7、配管8和配管9并经过废气清洗部100、EGR冷却器101和捕雾器102而到达接收槽2，利用pH调整计12来测量pH，并为了利用氢氧化钠使硫酸完全中和，通过循环泵3进行循环。
即，在本发明中，形成有自循环泵3向缓冲罐5输送洗涤器水并借助洗涤器泵6从缓冲罐5向EGR单元1供给洗涤器水的洗涤器循环系统SC1。
另外，优选的是，在洗涤器循环系统SC1中，形成有不经由缓冲罐5来向EGR单元1供给高压的洗涤器排水的旁通流路31。另外，优选的是，在旁通流路31设有旁通用阀30。
洗涤器循环系统SC1基于接收槽2的液面、pH调整计12等的数据来调整阀4的开度和旁通用阀30的开度，由此能够对洗涤器水进行控制。
并且，在使高压的洗涤器水循环时，使循环泵3的压力和洗涤器泵6的压力为相同程度的压力，从而能够使清洗液的压力成为预定的压力而向EGR单元1进行供给，并且也能够使来自旁通流路31的洗涤器排水的压力成为预定的压力而进行供给。
能够使循环泵3的压力比大气压高压，优选为0.3MPa～0.5MPa左右，更优选为例如0.4MPa。
缓冲罐5内的洗涤器排水在成为罐容量以上的情况下会借助未图示的溢流管50向EGR排液罐13(以下，简称作排液罐)输送。
排液罐13内的洗涤器排水是在进行对船舶废气进行清洗的操作时产生的洗涤器排水，且是在洗涤器清洗中增加了的排水。在船舶停船了的情况下，也不会产生废气，因此也不会产生洗涤器排水。
在本发明中，在该船舶的发动机停止的期间的适当时期，对贮存于排液罐13的洗涤器排水进行净化。
如以上说明那样，利用该洗涤器循环系统SC1来进行洗涤器清洗运转。在洗涤器循环系统SC1中，将在洗涤器清洗运转的运转操作中从启动到停止的、运转操作中产生了的洗涤器排水经过缓冲罐5贮存于排液罐13。
(固液分离循环系统)
另外，在图1中，示出了包括固液分离循环系统SC2的循环流程。利用该固液分离循环系统SC2来进行洗涤器排水的净化运转。
在本发明中，离心分离机15作为固液分离机的一个示例来使用。
在排液罐13与离心分离机15之间，连接有用于进行循环的排水供给配管14、返回配管16。在排水供给配管14设有排水净化泵17、控制阀18，在返回配管16设有控制阀19。
驱动排水净化泵17并打开控制阀18、19，利用离心分离机15进行固液分离处理，直至排液罐13内的洗涤器排水到达一定的液面水平。
在本发明中，利用将排液罐13内的洗涤器排水向离心分离机15供给的排水供给配管14和使由所述离心分离机15分离出的分离液向所述排液罐13内返回的返回配管16，在排液罐13与离心分离机15之间形成固液分离循环系统SC2。
对于洗涤器循环系统SC1和固液分离循环系统SC2，在固液分离循环系统SC2中，不使净化后的处理水向洗涤器循环系统SC1返回。因此，两个循环系统毫无关系这一方面也可以说是本发明的特征。也就是说，本发明既能够在洗涤器循环系统SC1的运转中也进行固液分离循环系统SC2的运转，也能够在洗涤器循环系统SC1的运转停止中进行固液分离循环系统SC2的运转。
因此，在洗涤器循环系统不产生船舶废气的时间段，也能够进行洗涤器排水的净化。另外，即使在产生废气时，也能够利用一次性贮存的排液罐13来预先积存被贮存于缓冲罐5的洗涤器排水，以便对该洗涤器排水进行处理。因此，在本发明中，通过设置能够使一次性贮存洗涤器排水的排液罐13，从而能够在任意的时间段进行固液分离循环系统SC2的处理。
在本实施方式中，通过离心分离机15的固液分离，液体侧的分离液返回到排液罐13，固体侧的污泥借助配管20储存于EGR污水罐21，该污泥通过卸船供给泵22而被卸载到陆地。
在本实施方式中，向排水净化泵17出口添加凝聚剂，以有效地进行离心分离机15的固液分离。凝聚剂借助凝聚剂泵24从凝聚剂罐23向排水净化泵17的出口侧的排水供给配管14添加。
通过添加凝聚剂，能够使煤、油等凝聚，提高离心分离机15的固液分离效果。对于无法由离心分离机15回收的物质，由作为固液分离机的另一示例的膜装置27利用全量过滤方式进行去除。
在图1中，在排水净化泵17与离心分离机15之间的排水供给配管14中凝聚剂的添加部位，能够设置管道混合器25。通过管道混合器的搅拌，能够促进凝聚剂与液体的反应。
在本实施方式中，优选的是，在排水供给配管14的到达离心分离机15之前的部位，设置通向排液罐13侧的配管和控制阀32，以使凝聚剂与液体的反应充分地进行。由此，对控制阀32的开闭和离心分离机15的入口侧的控制阀18的开闭进行控制，从而能够在凝聚剂和洗涤器排水充分地反应了之后利用离心分离机15进行处理。
另外，替代管道混合器25，既可以使用滞留时间为30秒以上的未图示的凝聚反应罐，也可以将排水供给配管14的长度设为从凝聚剂泵24的位置到离心分离机15的时间为30秒的程度的配管长度。
凝聚剂的添加量设定为相对于排水净化泵17的流量成为预定的添加浓度这样的流量。
例如，在凝聚剂的添加流量(L/min)＝排水净化泵流量(L/min)×凝聚剂添加浓度(％)的式子中，凝聚剂添加浓度优选在0.01％～0.1％的范围内选择一定的浓度。
离心分离机15的处理液借助具备控制阀26的配管向膜装置27输送。控制阀26能够根据膜装置的处理能力来调整开度。
在膜装置27中穿过了膜的膜处理水利用排水监视器28来确认是否为排水标准值以下，若没有问题，则向海中排放。在膜装置27中未通过膜的固成分向污水罐21输送。
在利用膜装置27对离心分离机15的处理液进行了膜处理的情况下，可认为超过排水标准值的情况较少，但在将离心分离机15的处理液向海中排放的情况下，也存在成为排水标准值以上的情况，因此，根据排水监视器28的值，向海中排放，或者返回排液罐13。该切换通过三通阀29来进行。
向海中排放时的排水监视标准由国际海事组织(IMO)所规定，利用排水监视器28来监视浊度、pH、PAHs(多环芳烃)浓度等。也就是说，能够符合排水监视标准地监视是否满足海域排放标准。
此外，在指定海域中，在作为指定海域中的合规油而使用硫成分为0.1％的燃油的情况下，若由EGR得到的废气的清洗水中的油分浓度满足预定的排水标准，则能够在指定海域以外进行排水，因此，对于在使用了指定海域中的合规油的情况下使用废气处理装置而生成了的处理水，以排水监视标准监视其油分浓度。
在图1所示的示例中，示出了排水监视器28对经过了膜装置27的膜处理液进行全部容量监视的情况下的结构的一个示例。
对于经过了膜装置27的膜处理液，从装置整体的省空间化、装置的规格上的限制等观点出发，优选进行部分监视。并且，关于公约的排水监视规定，即使以部分监视的方式进行监视，也能够无问题地应对。在部分监视中，使经过了膜装置27的膜处理液的一部分向后述的分支流路60分支，利用排水监视器28对分支出来的膜处理液进行监视。详细内容随后叙述。
接下来，基于图2说明将煤、凝聚物作为固体成分进行处理回收的离心分离机15。
离心分离机15的转子150构成为以旋转轴线X为中心进行旋转，利用分离室151进行洗涤器排水的固液分离，分离为分离液和固体成分。
分离室151通过将多张圆锥台形的分离板152层叠而构成，以实现液体的高效的分离。
作为处理对象的污水借助延伸到转子150中的入口管153从上部入口154供给。
分离水借助分离液排出管155向分离液出口156排出。
在转子150的下部中的污泥空间158设有用于将固液分离出的沉淀物等高密度的成分排出的出口157。
污染了的液体从装置的上部入口154进入，向分离板152内供给，在离心力的作用下，比重较重的物质蓄积于污泥空间158，比重较轻的物质向出口156流动。
需要将蓄积于污泥空间158的物质定期地排出。在没有适当地将蓄积于污泥空间158的物质排出的情况下，蓄积的物质会被扬起，污泥可能混入出口侧。
在图3示出对此进行了验证的实验例。使用图2所示的离心分离机15，以原液的供给量为12.7(L/min)、原液的SS浓度为723.6(mg/L)、凝聚剂添加浓度为0.09％，分析处理液的SS浓度，根据分离效率(％)＝(原液的SS浓度－处理液的SS浓度)/(原液的SS浓度)的式子，求出分离效率，将其推移示于图3。
由图3可知，处理液的SS浓度随着时间经过而减少。由此，推测污泥混入了出口侧。
膜装置27的处理是固液分离的第二阶段的处理，对无法由离心分离机15回收处理的固形物进行回收。膜装置27是在可靠地满足向海中排放的海域排放标准这方面较佳的装置。通过包括膜装置27，从而不仅能够回收无法由离心分离机15回收处理的固形物，还能够通过膜处理利用膜去除液体中的氯化物离子、硫酸离子(SO4 2－)、硝酸离子(NO3 －)，因此能够在不使用pH调整剂的情况下将膜处理后的处理水的pH提高到可靠地满足向海中排放的海域排放标准的程度。
作为膜装置27的控制方法，可举出使压差为一定而对流量降低进行确认的方法和使流量为一定而对压差上升进行确认的方法。
在后述的实验例(实验例3)中，利用使压差为一定而对流量降低进行确认的方法进行了实验，但在实施方式中，也可以使用任一方法。
作为膜，使用中空纤维膜。中空纤维膜的材质例如优选使用亲水化聚偏氟乙烯(PVD)。
在膜的过滤方式中，存在全量过滤方式和错流过滤方式，但在本发明中优选为全量过滤方式。无论在哪种过滤方式中，都优选定期地进行清洗。
另外，在杂质为油分等具有粘着性的物质时，存在即使利用空气进行逆清洗也无法恢复过滤性能的情况，因此，在本发明中，期望针对油分等具有粘着性的物质的对策。在本发明中，油分利用离心分离机15与煤一起被回收处理，或者是，作为优选的方式，若油分能够利用浮渣处理在离心分离机15之前的阶段进行处理，则在膜处理中油分的影响较少。
基于图4对能够优选用于本发明的膜装置27的一个示例进行说明。
在图4中，附图标记270是膜装置主体，其形成为圆筒状。
上部形成有处理液贮存部271并设有处理液配管272。在处理液贮存部271的下部悬挂有多个中空纤维膜273。
中空纤维膜273的上部埋设于将原液供给部274和处理液贮存部271分隔开的管板275中。多个中空纤维膜(膜组件)273以其顶端在处理液贮存部271开口的方式固定于管板275。
在本发明中，优选为从一张管板275悬挂有多个中空纤维膜(膜组件)273的构造。
在管板275固定多个中空纤维膜273的方法没有特别限定，例如也可以是，在多个中空纤维膜273的周围，使用作为管板材料的树脂、粘接剂来固定中空纤维膜273。通过树脂、粘接剂固化而形成管板275。
中空纤维膜273的上部穿过管板275并在处理液贮存部271开口。中空纤维膜273的下部悬挂于原液供给部274内。
在中空纤维膜273的表面形成有细孔，能够通过来自外部的压力使原液向中空纤维的内部过滤、或者能够对中空纤维膜273的中空进行抽吸而进行过滤。
中空纤维膜273的下部的顶端不在原液供给部274内开口。这是为了防止原液的沾污。在图4中，示出了相邻的膜彼此呈U字状连接的形态，但并不限定于此，只要构成为将顶端密封等不在原液供给部274内开口即可。
向原液供给部274供给原液的是原液供给管276。原液供给管276从膜装置主体220的中心的下方朝向上方设置。在原液供给管276设有多个原液排出部277。
在原液供给管276连接有供水泵278(也能够使用图1的排水净化泵17)、压力计279(PI-1)、控制阀AV1、供给管280。
另外，在原液供给管276连接有空气供给源(未图示)、流量计281(FI-3)、控制阀AV8、空气供给配管282。
在处理液配管272设有压力计283(PI-2)、控制阀AV2、流量计284(FI-1)。
另外，在处理液配管272连接有空气供给配管285、控制阀AV5。
排放管286形成于膜装置主体270的下部，排放管287形成于膜装置主体270的上部。
在排放管286，连接有排放排出配管288并设有控制阀AV4。在排放管287，借助排放排出配管289连接于排放排出配管288。在排放管287连接有控制阀AV3。
空气供给配管290设有空气供给源(未图示)、流量计291(FI-2)、控制阀AV6，该空气供给配管290与膜装置主体270下部连接。
另外，从处理液配管272设有排放排出配管292，该排放排出配管292具有控制阀AV7。
对使以上的膜装置27运转的方法的一个示例进行说明。
首先，向膜组件内部填充原水而排出空气。打开图4所示的控制阀AV1、AV3，关闭除此以外的控制阀AV2、AV4～AV8。
接下来，利用中空纤维膜对原水进行过滤、固液分离。打开控制阀AV1、AV2，关闭除此以外的控制阀AV3、AV4～AV8。
接下来，从处理液贮存部271侧加压空气，利用残留在中空纤维膜内的处理水进行反洗。打开控制阀AV4、AV5，关闭除此以外的控制阀AV1、AV2、AV3、AV6～AV8。
接下来，利用从空气供给配管290供给的空气泡从下部使中空纤维膜摆动而使附着于膜表面的污染物剥离。打开控制阀AV3、AV6，关闭控制阀AV1、AV2、AV4、AV5、AV7、AV8。
接下来，利用从空气供给配管282自原液供给管276的原液排出部277供给的空气泡从上部使中空纤维膜摆动而使附着于膜表面的污染物剥离。打开控制阀AV8、AV3，关闭控制阀AV1、AV2、AV4、AV5、AV6、AV7。
接下来，将含有剥离物的水加压排出。打开控制阀AV8、AV4，关闭控制阀AV1、AV2、AV3、AV5、AV6、AV7。
另外，在本发明中，中空纤维膜使用了全量过滤方式，为了不使在离心分离机15混入到分离液中的气泡穿过该中空纤维膜，优选定期地排出空气。
具体而言，在膜处理前，在空气量较多的情况下无法完全排出空气、若控制阀(AV3)保持为打开着的状态则排放量较多，因此，优选的是，使控制阀(AV3)打开预定时间，一边补充原水，一边进行空气排出。由此，能够在膜处理前去除混入到分离液中的气泡，进行稳定的膜处理。
另外，在处理工序中不使用空气排出用的控制阀，因此，混入到分离液中的气泡容易蓄积，因此，在膜处理后、在进行了膜清洗之后、在膜处理前，进行空气排出。在膜处理前，进行定期的空气排出，从而能够稳定地进行膜处理。
此外，对于膜装置，在膜处理前，打开控制阀(AV3)，在进行了膜装置内的空气排出之后，关闭控制阀(AV3)，打开控制阀(AV2)，而进行膜处理。并且，还优选的是，以在膜处理过程中也以预定时间间隔将空气排出的控制阀(AV3)打开一定时间的方式进行膜处理。不仅在膜处理前，在膜处理过程中也以预定时间间隔进行空气排出，从而能够进行更稳定的膜处理。
作为排出空气的方法，能够通过设置空气排出阀的方法、间歇地打开用于将空气排放排出的控制阀(AV3)来进行。空气的排出目的地并不限于排液罐13，也可以是缓冲罐5。
在本实施方式中，为了从向排液罐13输送的洗涤器排水中至少去除煤、油分，优选的是，在缓冲罐5具备定期地回收浮渣的浮渣去除装置。
基于图5说明具备浮渣去除装置的情况的实施方式。
图5是表示本发明的船舶废气的清洗排水处理装置的另一个示例的流程图。在图5中，附图标记与图1相同的部位是相同的结构，因此省略其说明。
如图5所示，设有对缓冲罐5内的洗涤器排水的液面状况进行监视的液面传感器5a。根据液面传感器5a，在成为预定的液面高度以上的情况下，借助配管5b向排液罐13输送。在配管5b设有控制阀5c，控制阀5c构成为根据来自液面传感器5a的控制信号进行开闭。
在本实施方式中，缓冲罐5内的浮渣浮在液面上，利用未图示的浮渣去除装置去除，借助溢流管5d向污水罐21输送，缓冲罐5内的利用浮渣去除装置进行了浮渣去除处理的洗涤器排水借助配管5b向排液罐13输送。
在本实施方式中，为了将煤和油浮起而成的聚集物作为浮渣产生，优选在从洗涤器循环系统SC1到缓冲罐5的流路设有产生气泡的气泡产生部。气泡产生部例示为使在从洗涤器循环系统SC1到缓冲罐5的流路设置的阀4作为减压阀发挥功能等的减压机构。气泡产生部只要在结果上具备使处于缓冲罐5内的煤和油浮渣化的机构即可，并不限定于减压机构。
例如，在此，溶解于洗涤器排水的气体是由于洗涤器循环系统SC1中的比大气压高的高压的洗涤器水与废气的接触而溶解于所生成洗涤器排水的气体。溶解有该气体的高压的洗涤器排水利用减压机构减压而成为大气压，由此，溶解的气体释出，作为气泡产生。通过利用该产生的气泡，能够使缓冲罐5内的煤、油分浮渣化。
作为本发明的优选的形态，优选以洗涤器循环系统SC1内的压力为0.3MPa～0.5MPa左右的高压进行循环运转，进一步优选为0.4MPa。
例如，将在洗涤器循环系统SC1中循环的高压的、与废气接触后的洗涤器水减压至0.1MPa左右，从而在向缓冲罐5输送时，溶解于洗涤器水的气体释出而产生气泡。通过利用该气泡，能够使缓冲罐5内的煤和油在液面浮渣化。
另外，例如，在本实施方式中，替代进行减压的机构，还优选的是，在从洗涤器循环系统SC1到缓冲罐5的流路设置气液混合器。
对于气液混合器，在从洗涤器循环系统SC1到缓冲罐5的流路设置将外部空气和流路相连的配管，能够由该配管利用喷射器作用。由此，由于流动有比大气气压高的高压的洗涤器排水，因此能够使空气混合于高压的洗涤器排水。其结果，能够在缓冲罐内产生使煤、油分浮渣化的气泡。
在本形态中，在缓冲罐5中，利用气泡使煤和油浮渣化而成的浮渣由浮渣去除装置去除，因此，利用离心分离机15对在缓冲罐5中去除了利用气泡使煤和油浮起而成的浮渣后的洗涤器排水进行处理，因而，与未去除浮渣而由离心分离机15进行处理的情况相比，能够抑制离心分离机15的每单位处理时间内的固体成分排出量，能够延长离心分离机15的处理时间。
另外，在本实施方式中，也存在仅通过浮渣处理和膜装置27的膜处理就能够满足处理液的向海中排放的排水规定值的情况。在该情况下，离心分离机15作为膜装置27的预处理装置发挥功能。
在本实施方式中，在膜装置27中穿过了膜的膜处理水到达上述的三通阀29。另一方面，利用膜处理而未穿过膜的固形物利用上述的膜装置的膜清洗而向污水罐21输送。在本实施方式中，为了对残留于膜装置的膜的固成分进行清洗，还优选使用洗涤剂作为药液。基于图6说明使用了药液的情况下的流程。
图6是表示本发明的船舶废气的清洗排水处理装置的另一个示例的流程图。在图6中，附图标记与图1相同的部位是相同的结构，因此省略其说明。
在利用投入到膜装置27的药液进行清洗的情况下，利用药液对膜装置27进行清洗，通过清洗而排出来的污水从配管40a向污水罐21输送。
也存在未使用药液地对膜装置27进行清洗的情况。在该情况下，例如，在膜分离出的固形物的浓度较稀的情况下，设有从膜装置27通向排液罐13的配管40b，返回排液罐13，以浓缩固形物的浓度。在配管40a设有阀41a，在配管40b设有阀41b，根据药液的使用状况，进行阀的开闭，执行处理。
无论在哪种情况下，都能够对膜装置27进行清洗而使膜上的污物掉落，因此能够稳定地运用膜装置27。
基于图7，对本发明的另一实施方式进行说明。
图7是表示本发明的船舶废气的清洗排水处理装置的再另一个示例的流程图。在图7中，附图标记与图1相同的部位是相同的结构，因此省略其说明。
在图7中，借助排水净化泵17将贮存于排液罐13的洗涤器排水向固液分离循环系统SC2的第2缓冲罐33输送。利用循环泵34将贮存于第2缓冲罐33的洗涤器排水向离心分离机15输送。
在向离心分离机15输送时，通过在排水净化泵17与离心分离机15之间的排水供给配管14中凝聚剂的添加部位设置的管道混合器25的搅拌，能够促进凝聚剂与液体的反应。
根据管道混合器25的反应的状态，控制控制阀18、控制阀32的开闭，从而能够在可靠地进行了凝聚反应之后，向离心分离机15输送。
接下来，基于图8、图9说明进行上述的部分监视的形态。
图8是表示图1所示的清洗排水处理装置的另一个示例的流程图，图9是表示图7所示的清洗排水处理装置的另一个示例的流程图。在图8和图9中，与图1和图7相同的附图标记是相同的结构，因此省略其说明。
如图8所示，清洗排水处理装置优选以对经过了膜装置27的膜处理液的一部分进行分支的方式设置分支流路60。在本实施方式中，在分支流路60设置排水监视器28，对分支出的膜处理液进行监视。分支流路60的一侧连接于膜装置27与三通阀29之间，分支流路60的另一侧连接于排液罐13。经过分支流路60的被部分监视了的膜处理液再次返回到排液罐13。
在经过了膜装置27的膜处理液中，存在溶解的气体未完全排出而释出成为气泡的情况。在该情况下，存在具备光学式传感器的排水监视器28误检测的情况。为了防止该排水监视器28的误检测，优选在分支流路60内的位于排水监视器28的上游侧的部位设置脱泡装置61。通过设置脱泡装置61，能够进行稳定的测量。作为脱泡装置61，只要具有脱泡的功能即可，例如，可举出中空纤维膜装置、真空装置。
另外，当持续地进行运转时，存在膜装置27发生堵塞而使膜的入口压力上升的情况。因此，在膜装置27的前后产生有压差，在经过了膜装置27的膜处理液中，存在溶解气体增加了的情况。即使在该情况下，由于设有脱泡装置61，因而也能够进行稳定的测量。
本实施方式中的图8所示的分支流路60也能够适用于图5、图6所示的处理流程的形态。
接下来，如图9所示，清洗排水处理装置优选设置对经过了离心分离机15的分离液的一部分进行抽取的分支流路60。在本实施方式中，分支流路60的一侧连接于离心分离机15与三通阀29之间，分支流路60的另一侧连接于第2缓冲罐33。分支流路60的结构与图8相同，因此省略说明。
在经过了离心分离机15的分离液中，存在因离心分离机15而混入有气体的情况、或溶解着的气体未完全排出而释出成为气泡的情况，因此，为了去除该气泡，优选设置脱泡装置61。由此，能够利用位于脱泡装置61的下游的排水监视器28来进行稳定的测量。
如上所述，根据本实施方式，通过进行部分监视，能够有助于排水监视器、脱泡装置这样的装置整体的省空间化，并且，即使装置整体的流量存在规格上的限制，也能够利用未图示的阀等调整向分支流路分支的流量，从而维持监视状态。并且，关于公约的排水监视规定，以部分监视的方式进行监视，也能够无问题地应对。
(实验例)
以下，说明实验例。
实验例1
1.提取离心分离机入口的洗涤器排水、离心分离机出口(膜装置入口)的分离液和膜装置出口的膜处理液，分析成分并测量了pH。
2.结果
将各液的成分的分析结果和所测量的pH的结果示于表1。
【表1】
Figure BDA0003759258020000211
3.评价
在膜装置出口提取的膜处理液的pH为8，离心分离机入口的洗涤器排水的pH为7.2，离心分离机出口的分离液的pH为7.5。
膜处理液的pH变高的原因推测主要是由于液体中的氯化物离子、硫酸离子(SO4 2－)、NO3 －离子被膜去除。
实验例2
1.样品使用了以下的样品。
样品1：离心分离机入口的洗涤器排水
样品2：离心分离机出口的分离液
样品3：膜装置出口的膜处理液
2.凝聚剂
使用了碱式氯化铝和二甲胺－环氧氯丙烷共聚物的混合液体(重量比1：1)。
添加量以使添加浓度成为0.05％的方式进行了添加。
3.结果
对于凝聚剂的添加效果，利用便携式浊度计测量浊度值并将其结果示于表2。
【表2】
Figure BDA0003759258020000221
由表2可知，通过添加了凝聚剂，从而离心分离机出口的浊度和膜装置出口的浊度降低。
实验例3
利用在实验例2中进行的添加有凝聚剂的液体和未添加有凝聚剂的液体，在每50L/m2的过滤量时进行空气反洗，研究了过滤量与膜通量的关系。
对于未添加凝聚剂的情况、添加了0.05％的凝聚剂的情况、添加了0.1％的凝聚剂的情况分别进行了实验。将其结果示于图10。
由该实验结果可知，在未添加凝聚剂的情况下实施了空气反洗，但通量未恢复，但在添加有0.05％、0.1％的凝聚剂的样品的情况下，通过进行空气反洗，通量恢复。
能够认为，通过添加了凝聚剂，从而液体中的煤、油分在电荷上中和且粗大化，能够通过反洗来去除。

Claims (5)

1.一种船舶废气的清洗排水处理装置，其特征在于，
该船舶废气的清洗排水处理装置具有：
废气再循环单元，其具有利用洗涤器水来清洗船舶废气的清洗部，该废气再循环单元使废气的一部分再循环至船舶的发动机而减少废气中的氮氧化物的量；
缓冲罐，其贮存在使用了所述废气再循环单元的洗涤器清洗运转的从启动到停止的运转操作中产生了的洗涤器排水；
EGR排液罐，其接收并贮存所述缓冲罐内的洗涤器排水中的在洗涤器清洗运转中增加了的排水；
离心分离机，借助排水净化泵将贮存于所述EGR排液罐的洗涤器排水向第2缓冲罐导入，该离心分离机导入所述第2缓冲罐内的洗涤器排水并对其进行固液分离的净化；以及
凝聚反应部，在所述排水净化泵和所述离心分离机之间的排水供给管中的任一部位设有添加凝聚剂的添加部位，该凝聚反应部使所添加的所述凝聚剂与洗涤器排水进行凝聚反应，
对于自所述缓冲罐借助洗涤器泵向所述废气再循环单元供给洗涤器水的洗涤器循环系统的洗涤器水，不进行固液分离，而向所述洗涤器循环系统中的任一场所供给清水，
该船舶废气的清洗排水处理装置不具有使由所述离心分离机净化了的洗涤器水返回所述缓冲罐的配管，而具有使由所述离心分离机净化了的洗涤器水返回所述第2缓冲罐的配管。
2.根据权利要求1所述的船舶废气的清洗排水处理装置，其特征在于，
所述凝聚反应部是管道混合器、凝聚反应罐、以及从所述添加部位到所述离心分离机的长度为使凝聚反应成为规定时间的长度的所述排水供给管中的任一者。
3.根据权利要求1或2所述的船舶废气的清洗排水处理装置，其特征在于，
利用排水监视器对由所述离心分离机净化了的洗涤器水进行监视，在满足海域排放标准且为指定海域以外的海域的情况下，向该海域排放，
在不满足所述海域排放标准的情况下，使所述净化了的洗涤器水返回所述第2缓冲罐。
4.根据权利要求1或2所述的船舶废气的清洗排水处理装置，其特征在于，
所述缓冲罐具备浮渣去除装置，该浮渣去除装置使至少包含煤和油分的污染物质作为浮渣浮起并将其去除。
5.根据权利要求1或2所述的船舶废气的清洗排水处理装置，其特征在于，
在借助循环泵向所述废气再循环单元供给洗涤器水时经由所述缓冲罐而进行供给的循环系统中，形成有不经由所述缓冲罐来供给洗涤器水的旁通流路。
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