為適應(yīng)MARPOL73/78公約MEPC.107的決議要求,水面艦船通常通過設(shè)置油污水處理系統(tǒng)對艦上機(jī)爐艙、電站、輔機(jī)艙等艙室內(nèi)的主、輔機(jī)械設(shè)備所產(chǎn)生的含石油類污水進(jìn)行處理,實現(xiàn)油污水的達(dá)標(biāo)排放。而由于水面艦船的大型化,各機(jī)械處所在高溫、高壓下產(chǎn)生的含油污水逐漸增多,大量的含油污水由高溫含油蒸汽冷凝形成。該油污水中的油主要以兩種形式存在,一部分是油滴粒徑極小且穩(wěn)定的乳化油污水;還有一部分是油滴粒徑較大浮在表面的懸浮油。其中,乳化油污水是油和水經(jīng)乳化混合在一起而形成的油包水液分子基團(tuán),該分子基團(tuán)顆粒的粒徑一般在0.5~10μm,有機(jī)物含量很高,并且含有大量表面活性劑及其他添加劑,相比于懸浮油污水更難以分離,易造成目前常用艦船油污水處理裝置的分離效果不佳、油水分離組件的使用壽命降低,影響艦船出航期間油污水處理后水質(zhì)的達(dá)標(biāo)排放。因此,對乳化油污水的處理方法及特點進(jìn)行對比分析,探討適應(yīng)于艦船條件下的乳化油污水破乳技術(shù)途徑;通過開展乳化油污水破乳技術(shù)的相關(guān)試驗,驗證艦船乳化油污水破乳技術(shù)的實際效果。
乳化油污水處理方法及特點
目前常用的乳化油污水破乳處理方法主要包括膜分離法、吸附法、強(qiáng)制過濾法、化學(xué)破乳絮凝法、化學(xué)氧化法以及電化學(xué)法。
1)膜分離法。
膜分離法是當(dāng)油污水通過膜表面時,利用膜的微孔結(jié)構(gòu)截留乳化油和溶解油,從而實現(xiàn)油水分離的方法。簡單的情況是乳化油基于油滴尺寸被膜阻止,而溶解油的被阻止則是基于膜和溶質(zhì)的分子之間的相互作用,而使油黏附在膜表面。其優(yōu)點是原水可以不經(jīng)過破乳直接進(jìn)入膜處理,從而減少配套設(shè)備,且出水水質(zhì)好,但對于高濃度的乳化油污水而言,由于污染程度高,膜表面污染迅速,水通量下降很快,設(shè)計上為了保證一定的沖洗時間間隔及沖洗效果,延長膜組件壽命,必須增大膜面積以降低其單位流量,從而造成裝置體積過大。另外,乳化油污水濃度高,膜組件在線清洗難以徹底,必要時需人工清洗,維護(hù)工作強(qiáng)度大。
2)吸附法。
吸附法是利用吸附介質(zhì)的多孔結(jié)構(gòu),對污水中的油和有機(jī)物進(jìn)行吸附處理,從而實現(xiàn)油水分離的方法。最常見的吸附介質(zhì)是活性炭,以往本所開發(fā)的艙底油污水處理裝置即是采用該法對經(jīng)重力分離后的乳化油污水進(jìn)行處理的。該方法出水水質(zhì)好,設(shè)備體積小,但由于活性炭對油的吸附容量是固定的,當(dāng)進(jìn)水乳化程度很高時,活性炭很快吸附飽和,必須更換,因此會造成更換周期短、成本高及維護(hù)工作量大等問題。如增加活性炭量,又會造成裝置體積過大。只適合于對含油量較小的油污水進(jìn)行深度處理。
3)強(qiáng)制過濾法。
強(qiáng)制過濾法是讓乳化油污水通過過濾介質(zhì),利用過濾介質(zhì)將乳液珠滴的界面膜刺破,使其內(nèi)相聚結(jié)而破乳的方法。該方法破乳效果好,過濾后的污水可以直接進(jìn)行油水重力分離。但對于高濃度乳化油污水,需降低過濾流速以提高破乳效果,造成過濾表面積大,裝置體積大。同時,該方法對乳化油污水的清潔度要求很高,不能有大顆粒固體,以免堵塞過濾介質(zhì)。具體聯(lián)系污水寶或參見http://m.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
4)化學(xué)破乳絮凝法。
化學(xué)破乳絮凝法是含油廢水處理中常見的方法,常與氣浮法聯(lián)合使用。在乳化油污水中投加能起破乳絮凝作用的化學(xué)藥劑,該化學(xué)藥劑通過其本身或者其水解產(chǎn)物的壓縮雙電層、電性中和及吸附架橋等作用實現(xiàn)對乳化油污水的破乳作用。由于破乳后產(chǎn)生的油性絮狀物密度比水輕,會浮到水上從而與水分離。該方法具有破乳效果好速度快及適應(yīng)乳化油污水濃度范圍廣等特點,但也存在絮狀物上浮速度慢,污水停留時間長,裝置體積大等問題。
5)化學(xué)氧化法。
化學(xué)氧化法是利用化學(xué)氧化劑如臭氧,氯氣,二氧化氯等氧化分解污水中的油和COD等污染物以達(dá)到凈化污水的一種方法,為了提高氧化效率,一般需使用催化劑。該方法具有處理時間短,設(shè)備體積小等優(yōu)點;缺點在于使用時需制備或儲存氧化劑和催化劑,設(shè)備復(fù)雜,且部分氧化劑對人員存在一定的安全風(fēng)險及對船舶存在一定的腐蝕風(fēng)險。同時,當(dāng)氧化劑過量投加時,造成排放水質(zhì)中的總殘余氧化劑超標(biāo),會對水體產(chǎn)生二次污染。
6)電化學(xué)法。
電化學(xué)法又稱電絮凝法,利用電解作用犧牲陽極金屬電極(一般為金屬鋁和鐵)形成各種絡(luò)合物,對污水中的乳化油污水進(jìn)行破乳和絮凝;同時電解反應(yīng)時會產(chǎn)生氫氣和氧氣形成微氣泡,具有一定的氣浮作用。該方法具有處理效果好,無需外加絮凝劑等優(yōu)點,但也存在副產(chǎn)物———氫氣,具有爆炸性,存在安全隱患且金屬陽極消耗量大,能耗大等缺陷。