CN203238109U - 船用舱底油水分离设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于处理船舶舱底含各种油性混合物油污水的船用舱底油水分离设备，包括一级分离室、二级滤室、三级精滤器、驱动结构、报警监测记录仪、控制电磁阀、浓度检验装置等，通过一级分离室、二级滤室、三级精滤器的分离方式对舱底油污水进行分离，采用柱塞泵式水泵，以电动机为动力源驱动水泵，通过电控单元实现设备的自动运行，使其适应于各类型航船，可对船舶上卸载的各种燃料油、密度极高的残余渣油以及由氧化铁、表面活性剂等配置的乳化液混合物进行有效处理。处理后的舱底水含油量小于15ppm，与现有船用舱底油水处理装置相比，本实用新型具有油水分离效果显著，分离后油水清洁度较高以及结构相对简单，运行稳定，使用寿命长等优点。

Description

船用舱底油水分离设备

技术领域

   本实用新型涉及船舶防污染技术领域，具体是一种用于处理船舶舱底含各种油性混合物油污水的船用舱底油水分离设备。

背景技术

   据相关资料显示，世界上90%的商品进出口是通过船舶进行运输的。目前，航行于全球的船舶绝大多数是以柴油机为动力，这种船舶在正常营运过程中会产生大量的机舱含油舱底水。

   船舶机舱舱底水主要来自机舱内冷却系统的冷却水泄露，燃油系统中的燃油泄露，润滑系统中的润滑油泄漏，蒸汽供热系统中的凝水泄漏，各种泵轴封口处的泄漏，以及有关机械的泄放水和洗涤水等。这些油和水最终将会流到舱底，汇集于舱底的污水井内，形成一种油水混合物。舱底水的积累对船舶的航行是很不利的，例如其对船体和机械设备有一定腐蚀作用等，而且当舱底水积累过多时还会影响船舶行驶稳定性而直接影响船舶的行驶安全。所以，船底水应定期及时排出舱外。

在以往很长一段时间内是将舱底水通过水泵直接泵出弦外，这样大量含油舱底水排入海洋对海洋产生了巨大的油污染危害。据经验数据估计，一条船每年平均产生的舱底水约为该船总吨位的10%。航行中平均每天约为3~10吨，停泊期间每天为0.5~3吨。据国际海事组织的一份出版物估计，全世界每年随机舱舱底水排入海洋的油类多达数万吨之多。随着人们对自然环境保护意识的提高，人类发现水资源的重要性越来越重要，对水资源环境的关注度也日益增加，各国政府以及海事组织对船舶舱底含油水向弦外排放做出了各种相应的规定。2003年7月，国际海事组织下的海洋环境保护委员会通过了107（49）号决议，即IMO MEPC.107(49)决议。该决议对船用舱底油水处理设备提出了更新跟严格的要求，其明确指出，15 ppm 舱底水分离器须能处理来自机器处所舱底的一切油性混物，并要其对船上可能携载的各种油都有效，令人满意地处理相对密度极高的油或以乳状液形式出现的混合物。清洁工作所用的清洁剂、乳化剂、溶剂或表面活性剂可能会使舱底水乳化。应采取适当措施尽量减少这些物质在船舶舱底水中的存在。由于乳化舱底水始终有可能存在，15 ppm 舱底水分离器须能分离乳状液中的油，使其流出物的含油量不超过15 ppm。

为了适应新法定的要求，油污水处理技术也在不断的改进，目前，应用在船舶上的油水分离装置基本上是机械式分离装置，分离后的船舶船底水一般都可满足油份浓度低于15ppm的要求。然而，随着大量清洗剂等化学试剂的使用，船舶船底含油污水乳化程度大大增加，传统的机械式分离装置对乳化油的分离却没有相应的效果。已有的油水分离技术中，如以下技术仍存在不少问题。

1、专利文献【公开号：CN2039663】公开了一种“船用油水分离器”，该分离器主要由手摇泵、污水桶、油水分离器、油满自动报警装置构成。经该油水分离器分离过的机动船舶污水含油量小于15ppm以下，符合排水标准，不过其只能用于300马力（200KW）以下的内河小型机动船舶，而不适用于海航上的大型或较大型船舶。

2、专利文献【公开号：101597094A】公开了一种“艇船用油水分离器及其分离方法”，该油水分离器将分离箱体分成四个分离腔，逐级分离过滤，第一分离腔通过平流式布朗斜板初分，第二分离腔内通过蒸汽加热破乳装置和固体配乳剂破乳，第三分离腔通过中级过滤心过滤，第四分离腔通过超滤芯超滤。经过初分、破乳、过滤、超滤四步处理后船舶舱底水含油量可符合IMO MEPC.107(49)决议的排放标准，但该装置结构较复杂，第二分离腔采用蒸汽加热破乳更是增加了结构的复杂性，成本较高。

3、专利文献【公开号：CN202186905U】公开了“一种船用船底废油水分离装置”，该分离装置包括蒸汽排气管、蒸汽排气扇、控制面板、放残口、水箱等，采用通过加热蒸发的方式，将舱底水中的水分蒸发，将剩下的少量油污进行回收处理。该分离装置由于采用电加热的方法将水分加热蒸发，同时蒸发后的水分还需要蒸汽排气扇予以排出，其耗能大，处理油水能力有限。

4、专利文献【公开号：201240878Y】公开了“一种船用油水分离装置”，该分离装置通过将一级重力分离室和二级重力分离室串联并在两重力分离室之间设有聚结器以达到油水分离的目的。但是，该分离室前后两级皆采用重力分离腔，当所要处理的油污水含油量较大时其处理能力不一定能符合IMO MEPC.107(49)决议的排放标准，且该装置对乳化油的处理效果欠佳。

5、专利文献【公开号：CN201085998Y】则公开了一种“船舶用油水分离器超滤膜分离装置”，该装置是在传统的机械分离装置后面增加一套由两只超滤膜组件构成的全自动超滤膜分离装置，其对船舶舱底含乳化油污水的分离效果显著。但是，该超滤膜分离装置额外的增加了油水处理设备的体积和复杂度，不便于维护和使用，同时也需要更高的制造和运行成本。

    综上所述，传统的船用油水分离技术主要存在耗能大，对某些油性混合物处理效果欠佳，结构复杂，制造和运行成本过高等问题。

发明内容

本实用新型的目的是设计一种与现有油水分离装置相比技术上更先进，结构上更合理简单，能够实现全自动运行和手动控制并能进行实时监测的船用舱底油水分离设备，以解决现有油水分离技术上对某些油性混合物处理效果欠佳以及耗能大，结构复杂，制造和运行成本过高的缺陷。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：一种船用舱底油水分离设备，包括一级分离室、二级滤室、三级精滤器、驱动结构、水泵、电控单元、浓度报警器、报警监测记录仪、控制电磁阀、浓度检验装置、集油室等。所述水泵为柱塞泵，其入口直接与油水管道连接，出口则与控制控制阀相连，柱塞泵经控制电磁阀后与一级分离室上端口相连，一级分离室下端口与二级滤室上端口相连，二级滤室下端口与三级精滤器上端口相连，三级精滤器下端口与浓度检验装置相连，浓度检验装置内设有油份浓度计；所述一级分离室、二级滤室、三级精滤器的排油端口经控制电磁阀后分别与集油室相连；所述水泵由驱动机构驱动，驱动机构的启闭情况由电控单元自动控制。

所述一级分离室采用斜板重力和聚集分离室，所述二级滤室采用纤维滤室，三级精滤器为超滤膜渗透分离室。

所述一级分离室由第一除油板总成和第二除油板总成构成，第一除油板总成为斜板重力分离室，第二除油板总成为聚集分离室，且位于第一除油板总成的上部。

所述驱动机构由电动机和减速箱组成，电动机输出的动力经减速箱减速后驱动水泵运转。

所述电控单元采用PLC（Programmable Logical Controller， 可编程逻辑控制器）控制器为控制核心，电控单元与报警监测记录仪相连，并设有打印输出端口。

本实用新型的显著效果在于：本实用新型通过一级分离室、二级滤室、三级精滤器的分离方式对舱底油污水进行分离，采用柱塞泵式水泵，以电动机为动力源驱动水泵，通过电控单元实现设备的自动运行，使其适应于各类型航船，可对船舶上卸载的各种燃料油、密度极高的残余渣油以及由氧化铁、表面活性剂等配置的乳化液混合物进行有效处理。处理后的舱底水含油量小于15ppm，符合IMO MEPC.107(49)决议要求。与现有船用舱底油水处理装置相比，本实用新型具有油水分离效果显著，分离后油水清洁度较高以及结构相对简单，运行稳定，使用寿命长等特点，且能够进行实时监测记录和打印输出。

附图说明

    图1是本实用新型的装置示意图。

图2是本实用新型的工作流程图。

图3是本实用新型一级分离室的结构示意图。

    其中：1——一级分离室；2——二级滤室；3——三级精滤器；4——电控箱；5——电动机；6——减速箱；7——水泵；8——驱动机构；9——电控单元；10——第三电磁阀；11——第二电磁阀；12——第四电磁阀；13——第五电磁阀；14——第六电磁阀；15——第七电磁阀；16——第八电磁阀；17——第九电磁阀；18——浓度检验装置；19——浓度报警器；20——报警监测记录仪；21——第一电磁阀；22——第一除油板总成；23——第二除油板总成。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施作进一步的描述。

如图2所示，本实用新型包括一级分离室1、二级滤室2、三级精滤器3、驱动机构8、水泵7、电控单元9、浓度报警器19、报警监测记录仪20、管路系统、第一电磁阀21、第二电磁阀11、第三电磁阀10、第四电磁阀12、第五电磁阀13、第六电磁阀14、第七电磁阀15、第八电磁阀16、第九电磁阀17、浓度检验装置18、集油室、机架等。所述水泵7为柱塞泵，其入口直接接与油水管道连接，出口则与第一电磁阀21相连，柱塞泵经第一电磁阀21后与一级分离室1上端口相连，一级分离室1下端口通过第三电磁阀10与二级滤室2上端口相连，三级精滤器3下端口通过第四电磁阀12与三级精滤器3上端口相连，三级精滤器3下端口与浓度检验装置18相连，浓度检验装置18内设有油份浓度计；所述一级分离室1的排油端口通过第二电磁阀11与集油室相连，二级滤室2的排油端口通过第五电磁阀13与集油室连接，三级精滤器3的排油端口通过第六电磁阀14与集油室相连；所述水泵7由驱动机构8驱动，驱动机构8的启闭情况则由控制单元9自动控制。

所述第一电磁阀21为流量控制阀，其具有控制管道开闭及限制流量的双重作用。

如图1所示，所述驱动机构8由电动机5和减速箱6组成，电动机5输出的动力经减速箱6减速后驱动水泵7运转。电动机5的运转情况由电控单元9自动控制，同时也设置了手动控制开关。

如图3所示，所述一级分离室1采用斜板重力和聚集分离的双分离结构，其由第一除油板总成22和第二除油板总成23构成。第一除油板总成22为斜板重力分离室，第二除油板总成23为聚集分离室，且位于第一除油板总成22的上部。

所述二级滤室2采用纤维滤室，三级精滤器3为超滤膜渗透分离室。

所述电控单元9及相应控制电路安装于电控箱中，其采用PLC控制器为控制核心。PLC控制器以船底水液位探针、流量控制传感器、油水界面计、油份浓度计等传感设备传来的信号作为控制信号，并根据存储在ROM中的预设值做相应处理及运算后驱动相应的各驱动机构8，从而达到自动控制整个油水分离过程、油水浓度检验的目的，使分离后的舱底水含油浓度低于15ppm。

电控单元9与报警监测记录仪20及浓度报警器19相连接，同时设有打印输出端口。油份浓度计检验出经三级精滤室处理后的舱底水含油量并输出相应信号，电控单元9将此信号处理后传送给报警检测记录仪，航行管理员可对通过报警检测记录仪20对检测情况进行实时观察与分析。若检测发现舱底水含油量超过标定值（15ppm），则电控单元9立即驱动浓度报警器19发出报警，控制第八电磁阀16关闭，第七电磁阀15开启，舱底水被迫回流到三级精滤室3重新过滤，以达到排放标准。

舱底油污水经水泵7、第一电磁阀21出水口流入第一除油板总成22底部, 舱底油污水中的大部分油藉比重差上浮至分离器集油室顶部，细油滴在亲水疏油材料斜板内聚结。随后，舱底油水流入第二除油板总成23被进一步除油，当油在第二除油板总成23顶部积聚到一定数量时，油位升高，油水界面计发出讯号，第二电磁阀11关闭，第三电磁阀10自动打开，清水从底部进入二级滤室2，顶起的浮油通过第二电磁阀11排出至集油室。此时，柱塞泵不工作。排油完毕后自动复位，继续处理舱底油污水。在这个过程中油和油脂被大量的吸附以及大量的复杂的重金属、有机物、TSS、BTEX、PCB和许多水中污染物被萃取。 

经一级分离室1处理过的油污水进入二级滤室2进行再次处理。当油在二级滤室2顶部积聚到一定数量时，油位升高，油水界面计发出讯号，第五电磁阀13关闭，第四电磁阀12自动打开，清水从底部进入三级精滤器3，顶起的浮油通过第四电磁阀12排出至集油室。舱底油水经三级精滤室3精处理后排放至舷外。如果排油超标会自动转向三级处理，关闭第八电磁阀16,打开第七电磁阀15，使超标水进入三级精滤室3进行再次处理。

第一除油板总成22利用其流程长的特性，使细小的油粒充分接触并逐渐长大并上浮，大部分油在这一级被聚集排出，只有很少量的细小油粒被输送到下一级-纤维滤室内，因此重力分离器能够大大延了聚结滤芯的使用寿命。

二级纤维滤室2采用了上疏下密的连续梯度密度滤床结构 ，不对称纤维束滤料组成的滤床在水流的压实作用下，水流经过滤层时产生阻力，从上到下，水头损失逐步减少，水流速度越来越快，滤料的压实程度就越来越高，孔隙度越来越小，这样沿水流方向，自动形成连续的梯度密度滤层分布，形成了一个倒金字塔的构造。该结构十分有利于水中固体悬浮物的有效分离，即滤床上部脱附的颗粒很容易在下部窄通道的滤床中被捕获而截留，实现高滤速和高精度过滤的统一，提高过滤器截污量，延长过滤周期。其过滤精度高，过滤速度快，纳污量大。

经过前面两级分离后水中的油主要以乳化物的形式存在，乳化油分子量较大，其分子直径一般在0.005~0.1之间，三级精滤器3使用超滤膜技术后正好可以出去水中的乳化油。当含乳化油的废水进入超滤膜组件内部时，分子量和分子直径较大的乳化油被截留在膜通道内，从超滤膜的上端口排往集油室。

使用本实用新型后的除油参数数据与一般的同类设备数据对比表如下：

设备	处理后的舱底水含油量
		本实用新型	2~5 ppm
现有的同类设备	≥7ppm

经测定，使用本实用新型处理后的船舱底部油水含油量比现有的同类设备大幅度降低，油水分离效果显著。

Claims (5)

1. 一种船用舱底油水分离设备，包括一级分离室（1）、二级滤室（2）、三级精滤器（3）、驱动机构（8）、水泵（7）、电控单元（9）、浓度报警器（19）、报警监测记录仪（20）、控制电磁阀、浓度检验装置（18）、集油室等，其特征在于：所述水泵（7）为柱塞泵，其入口直接接与油水管道连接，出口则与控制电磁阀相连，柱塞泵经控制电磁阀后与一级分离室（1）上端口相连，一级分离室（1）下端口与二级滤室（2）上端口相连，二级滤室（2）下端口与三级精滤器（3）上端口相连，三级精滤器（3）下端口与浓度检验装置（18）相连，浓度检验装置（18）内设有油份浓度计；所述一级分离室（1）、二级滤室（2）、三级精滤器（3）的排油端口经控制电磁阀后分别与集油室相连；所述水泵（7）由驱动机构（8）驱动，驱动机构（8）的启闭情况由电控单元（9）自动控制。

2.根据权利要求1所述的船用舱底油水分离设备，其特征在于：所述一级分离室（1）采用斜板重力和聚集分离室，所述二级滤室（2）采用纤维滤室，三级精滤器（3）为超滤膜渗透分离室。

3.根据权利要求1或2所述的船用舱底油水分离设备，其特征在于：所述一级分离室（1）由第一除油板总成（22）和第二除油板总成（23）构成，第一除油板总成（22）为斜板重力分离室，第二除油板总成（23）为聚集分离室，且位于第一除油板总成（22）的上部。

4.根据权利要求1所述的船用舱底油水分离设备，其特征在于：所述驱动机构（8）由电动机（5）和减速箱（6）组成，电动机（5）输出的动力经减速箱（6）减速后驱动水泵（7）运转。

5.根据权利要求1所述的船用舱底油水分离设备，其特征在于：所述电控单元（9）采用PLC控制器为控制核心，电控单元（9）与报警监测记录仪（20）相连，并设有打印输出端口。

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