船舶油污危害

浅析船舶油污水的危害及处理方法

[关键词] 船舶；油污水；危害；处理方法

[摘要] 分析了船舶含油污水对海洋生物、人类等其他环境因素的危害，论述了国际海事组织、PSC、监控技术防止含油污水污染海洋起到的积极作用，阐述了系列船舶含油污水处理方法。

0引言

世界航运业发展、各国船舶吨位增加，特别是超大型船舶数量的增加，对海洋环境造成了严重的污染。其中船舶动力装置产生的含油污水(机舱舱底污水)是重要的污染源。据统计，一艘船每年排放的机舱舱底水量约是其总吨位的10％，这些舱底水含油浓度约

2000ppm~5000ppm之间。据英氏船级社(LR)统计，1994年世界商船船队的船舶数量已达80676艘，总吨位达7590亿总吨。若每艘船舶产生的油污水未经处理就排入大海，将给海洋带来巨大的污染。

1危害分析

船舶排放至海洋的含油污水若超过海水自身净化能力，就会造成海洋污染，给海洋资源、人类以及生态平衡等产生严重影响：

(1)对水产资源的危害。沿海水域受到含油污水污染后，油膜和油块对海洋生物的卵及幼苗有很大的吸附作用，致其死亡，使水产资源明显减少。并且，浮在表面的油膜使海洋生物生长受到影响、严重时会使海水变臭；

(2)对人类的危害。油中的有毒物质积累于海生物中，致使人类重要的食物来源携带了诸如四苯并芘等致癌物质，对人类的健康带来极大隐患。轻则产生腹泻、恶心、头晕等症状，重则使身体产生癌变；

(3)对水工建筑的危害。码头和水工建筑物上粘附大量油污，将影响其使用寿命及维修保养工作；油污漂到岸边，形成油垢或油皮，破坏海滨的使用价值，恶化了海岸自然环境；

(4)使船东蒙受经济上的损失。《中华人民共和国海洋环境保护法》以及美国《1990年油污法》等国内外法律都严格规定，造成或者有可能造成海洋环境污染损害的，主管部门可以责令限期治理、缴纳排污费、支付消除污染费用、赔偿国家损失、并给予警告或者罚款，因情节严重而致使船东破产的情况也偶有发生。

近年来，国际海事组织对船舶含油污水的排放标准愈加严格，将船舶沿海和特殊区域排放舱底水的含油量不超过15pmm的规定扩展到至所有海区，即公海的排放标准由100pmm减为

15pmm；PSC检查对船舶防污染设备、措施的要求也日趋提高；监视排放的技术不断更新，机载遥感技术或人造卫星海洋污染遥测技术的广泛应用，使航行中的船舶处于被监视中。一旦有违规排放迹象，船舶到港后面对的将是巨额的罚款通知单，直接责任者还可能受到法律的制裁；船舶排污口污水采样、化验和比较，使得违规排放的船舶在铁证面前无话可说。这一切都对防止海洋污染起到积极的作用。

2油污水的处理方法

为从根本上消除含油污水对海洋的污染，船舶应将含油污水通过油水分离器做分离处理，将油回收循环利用，水分分离达标排放。

一般船舶含油污水处理方法有物理分离法、化学分离法、电浮分离法等。物理分离法是利用油水的密度差或过滤吸附等物理现象使油水分离的方法；化学分离法是向含油污水中投放絮凝剂或*****剂，使油凝聚成凝胶体而沉淀或使油凝聚成胶体上浮达到油水分离的一种方法；电浮分离法是把含油污水引进装有电极的舱柜中，利用电解产生的气泡上浮附着油滴实现油水分离的方法，实际上是一种物理化学分离方法；此外还有一种采用活性污泥的生物化学分离方法。

目前船用油水分离器，主要采用物理分离方法。

3常用物理分离方法

3．1重力分离法

即利用油和水的密度差，使水中油滴克服水流阻力上浮与水分离的一种方法。

修正的托克斯定律：

V=β·g(ρ水-ρ油)d2／18μ·φ (1)

式中β——污水中上浮速度的降低系数，通常取0．95；

φ——水流不均匀紊流等影响修正系数，通常取1．35~1．5。

重力分离法能否在较短时间内将油水分离，取决于油粒上浮速度；而影响上浮速度的主要因素是油粒直径及油、水密度。另外，由于水的粘滞系数，油和水的密度随温度的变化而发生较大变化，温度对上浮速度也有直接影响。图1所示是不同品种油粒上浮速度与油粒直径的关系曲线。

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重力分离法的优点：结构简单、操作方便；缺点：只能分离自由状态的油，而不能分离乳化状态的油。一般认为油粒直径<50mm就很难分离。

重力分离法如按其作用方式的不同，还可分为机械分离、静置分离和离心分离3种。

(1)机械分离法：让含油污水流过斜板、波纹板细管和滤器等，使之产生涡流、转折和碰撞，以促使微小油粒*****成较大的油粒，再经密度差的作用而上浮，从而达到分离的目的；

(2)静置分离法：将含油污水贮存在舱柜内，在单纯的重力作用下，经过沉淀使油液自然上浮以达到分离的目的。这种方法需要较长的时间和较大的装置，同时也难以连续使用；

(3)离心分离法：利用高速旋转运动产生的离心力，使油、水在离心力和密度差的作用下实现分离。它的特点是油污水在分离器中的停留时间很短，所以分离器体积较小。离心分离法可采用水旋分离法，即分离器本体固定不动，而使污水沿切线方向流入分离体内，造成旋转运动；也可采用器旋分离法，即分离器本体高速旋转，并带动体内污水一起高速旋转。

3．2过滤分离法

即让油污水通过多孔性介质滤料层，而油污水中的油粒及其他悬浮物被截留，去除油分的水通过滤层排出。这种油水分离的过程主要靠滤料层阻截作用，将油粒及其他悬浮物截留在滤料表面；另外，由于具有很大表面积的滤料对油粒及其他悬浮物的物理吸附作用和对微粒的接触媒介作用，增加了油粒碰撞机会，使小油粒更容易聚合成大油粒而被截留。过滤法所用滤料主要有石英砂、卵石、煤屑、焦炭等粒状介质，和由棉、麻、毛毡、各种人造纤维与金属丝织成的滤布，以及特制的陶瓷塑料制品。这些滤料共同的特点是化学稳定性好，不易溶于水，一般不与污染物质起化学反应，不会产生有害或有毒的新污染物；同时还具有足够的机械强度。因滤料达到饱和状态后，必须进行反冲洗，使滤料重新获得良好过滤性能。如强度不够，会在反冲洗时由于不断碰撞和摩擦而使滤料产生粉末，并随冲洗水流流失，增加滤料损耗；过滤时，粉末又会聚积于滤料表层，增加流动阻力，滤速增大，过滤质量恶化。

使用粒状介质做滤料时，要依据过滤要求及工艺条件选用适宜的滤料粒径的范围及在此范围内各种粒径的数量比例。在一定范围内还应尽可能选用孔隙率大的滤料，即滤料的孔隙体积与整个滤层体积的比值大，水力阻力损失小，滤层含污能力大；过滤效果好。用粒状介质组成的滤料层，理想的状态应是各层粒径沿水流方向逐渐减少。这样，整个滤料的作用都能充分发挥出来，含污能力高，水头损失速度慢，过滤层使用时间增长。如仅用一种滤料做成滤层，当水流方向自上而下流动时，实际难以保持粒径自上而下逐渐减少的状态。因为反冲洗时，整个滤层处于悬浮状态，而且必然有粒径大重量大的滤料悬浮在下层，粒径小重量小的滤料悬浮于上层；反冲洗停止后，就会自然形成粒径上小、下大的滤层，这样的滤层对过滤是很不利的。因此，为提高滤料过滤性能，可改变水流方向或采用两种以上滤料组成多层滤料层。任何一种滤料对污染物的过滤能力都是有一定限度的，随着使用时间的增长，过滤效果会越来越差，在滤料达到饱和以后，必须进行反冲洗，便滤料重新具有良好过滤性能。

3．3聚结分离法

即一种精细的分离方法，在微小油粒通过多孔材料的同时，让它们互相碰撞以使油粒聚合增大，从而上浮和分离。在这种分离过程中，由于微小油粒逐渐聚合长大，因此，这种分离过程称为聚结，也叫做粗粒化过程。粗粒化的程度与聚结元件的材料选择以及材料充填的高度