船舶5PPM油水分離器分析

趙玉文

摘 要：本文介紹了防污染設(shè)備的分類，并針對(duì)船舶安裝的防污染設(shè)備，闡述了防污染設(shè)備的主要組成和各部件功能，描述了防污染設(shè)備的啟停操作過程，并根據(jù)防污染設(shè)備的工作原理和實(shí)際情況，提出了防污染設(shè)備使用中常出現(xiàn)的問題，并對(duì)應(yīng)提出解決方案，給出了防污染設(shè)備的日常維護(hù)保養(yǎng)和管理建議，對(duì)5PPM油水分離器的推廣和使用有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：油水分離器;PPM;折射率;維護(hù)保養(yǎng)

隨著人類對(duì)海洋環(huán)境重要性認(rèn)識(shí)的提高，國(guó)際海事組織制定相應(yīng)公約，即：?73/78防污染公約或MARPOL73/78?，該公約有效地控制了由海灘事故、操作性排放以及人為因素造成的海洋污染，對(duì)保護(hù)海洋環(huán)境起到積極作用，公約有六個(gè)附則，附則Ⅰ：防止油污規(guī)則;附則Ⅱ：控制散裝有毒液體物質(zhì)污染規(guī)則;附則Ⅲ：防止海運(yùn)包裝有害物質(zhì)污染規(guī)則;附則Ⅳ：防止船舶生活污水污染規(guī)則;附則Ⅴ：防止船舶垃圾污染;附則Ⅵ：防止船舶空氣污染規(guī)則，為滿足附則Ⅰ防止油污染的規(guī)定，油水分離器應(yīng)運(yùn)而生;

1 防油污染設(shè)備的種類

油水分離器的最簡(jiǎn)單分類是PPM 分類，分為15PPM和5PPM油水分離器。目前船舶用的最普遍、最廣泛的是15PPM，是?73/78防污染公約?附則Ⅰ強(qiáng)制要求的，隨著人們對(duì)海洋環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，排油控制逐漸從15PPM發(fā)展為5PPM（非強(qiáng)制要求）。按照排污設(shè)備的型號(hào)和廠家分類，實(shí)在太多，但不論哪一種型號(hào)和哪一廠家的生產(chǎn)的油水分離器，都具有相同的工作原理，利用油水的密度不同，對(duì)含油 的污水進(jìn)行分離，干凈的水排出舷外。

2 防污染設(shè)備的主要組成和各部件的功能

2.1 現(xiàn)以某科考船5PPM型油水分離器為例，進(jìn)行分析和論證：5PPM油水分離器BilgeMaster-E2000cleandesign;制造廠：GEA Westfalia Separator Group Gmbh59299 Oelde? Gemany;分油機(jī)型號(hào)：WSE-20-01-037。 5PPM油水分離器的組成如圖1：

螺桿泵（Frequency-controlLed feed pump with safety water fittings）、加熱器（Pre-heater）、分油機(jī)（Self-cleaning WSE separator）、吸附濾器（Adsorption filter）、油分檢測(cè)器（Oil monitor）、污油駁運(yùn)泵（Sludge transfer P/P）、自動(dòng)清洗濾器（Automatic filter 320um）減壓閥（Pressure retaining valve）供給閥（Feed valve）、舷外排出閥（Overboard valve）等部件;管路分為：淡水管路、空氣管路等;淡水管路：供給螺桿泵（Feed pump）、分油機(jī)（Purifier）、油分檢測(cè)器（oil monitor）、冷卻器（Cooler）;空氣管路：供給氣動(dòng)閥件（valves）和污油駁運(yùn)泵（Sludge transfer p/p）。除機(jī)械組成部分外，還有電器部分。

2.2? 各部件功能描述：

（1）污水供給泵必須滿足對(duì)液體的攪動(dòng)最小，防止被泵送液體的乳化，一般選用螺桿泵或往復(fù)泵，污水泵提供從污水艙到分油機(jī)進(jìn)口的動(dòng)力，并保證一定流量;

（2）加熱器（heater）給污油水混合物加熱，經(jīng)過加熱后，增強(qiáng)分離效果;

（3）分油機(jī)（purifier）是主要設(shè)備，作用是：除去油污水中大部分油分和雜質(zhì)，然后進(jìn)入吸附濾器;進(jìn)行油水的精分離;

（4） 吸附濾器（Adsorption filter）：精分離污油水作用，油污水經(jīng)過分油機(jī)后，除去大部分油分和雜質(zhì)后，進(jìn)入到吸附濾器，除去剩余的部分油分和雜質(zhì)。

（5） 油渣駁運(yùn)泵（Sludge transfer p/p）：提供污水從小污油艙到污油艙的動(dòng)力，污油泵的啟停，受小污油柜的液位高低控制。

（6）油分檢測(cè)器（Oil monitor）是系統(tǒng)的監(jiān)工，檢測(cè)排往舷外的污水是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)（5PPM）。工作原理是：利用光在不同介質(zhì)中的折射率和折射后的光的強(qiáng)度不同，對(duì)排舷外污水進(jìn)行檢測(cè)。

2.3 電器部分：包括控制電路和非控制電路兩部分，控制電路（CPU）由6個(gè)模式組成：

2.3.1“ Overboard” 模式

此模式只有離最近的陸地大于15海里并且在航行中使用;“Overboard model” 控制排舷外污水閥的通斷，當(dāng)OMD檢測(cè)到PPM值大于5時(shí)，關(guān)閉排舷外閥，使污水流回污水艙，避免造成環(huán)境的污染;當(dāng)OMD檢測(cè)值小于5PPM時(shí)，接通排舷外閥，干凈的水排出舷外。其中“Flush OMD”模式，用來矯正OMD的零PPM值和沖洗OMD內(nèi)部。（圖2）。

2.3.2? “Automatic speed regulation，feed pump”模式

污水供給泵有兩種模式，自動(dòng)模式和手動(dòng)模式。在手動(dòng)模式時(shí)，按上下鍵控制泵的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)泵的流量;在自動(dòng)模式時(shí)，泵的轉(zhuǎn)速是受排舷外污水的濃度（PPM），進(jìn)行自動(dòng)控制的，見圖3。

2.3.3? “Tank clean model”模式

使用此模式的條件必須滿足如下：①污水艙的液位接近最低液位;②離最近的陸地或者港口小于15海里;③排出舷外的污水中，乳化油或者雜質(zhì)的含量較高;④當(dāng)選擇“Start up installation automatically model”，系統(tǒng)啟動(dòng)結(jié)束后，停留在“Tank clean model”;總之，“Tank clean model”主要是禁止不達(dá)標(biāo)的污水排出舷外，保護(hù)海洋環(huán)境。

2.3.4? “Switch adsorption filter on and off manually”模式

此模式是選擇吸附濾器的通斷，僅在“BilgeMaster”的部分型號(hào)中存在，只能在“Overboard model”下能使用。其作用是污水在排舷外前，判斷排舷外污水的濃度，根據(jù)污水中含油量，自動(dòng)選擇吸附濾器的通斷。（見圖2和4）

2.3.5? “CombiMaster”模式

油水分離器在此模式下，利用計(jì)量泵的自動(dòng)啟停，對(duì)小污水艙的油污水進(jìn)行處理，這個(gè)功能在“Overboard ”模式下，嚴(yán)禁使用，并且只在含有“污油計(jì)量泵”的系統(tǒng)中存在。使用者在選擇“CombiMaster”模式后，計(jì)量泵開始工作，排舷外閥關(guān)閉，污水艙閥打開，此時(shí)的油水分離器相當(dāng)于“Tank clean”模式下的功用.控制顯示屏上，顯示“Sludge treated model - no overboard possible”，見圖5。

2.3.6? ?“BilgeMaster model”模式

根據(jù)排放舷外污水的濃度（PPM），系統(tǒng)自動(dòng)控制污水的排放。當(dāng)選擇“BilgeMaster”時(shí)，分油機(jī)自動(dòng)進(jìn)入排渣模式，排渣時(shí)間間隔自動(dòng)調(diào)節(jié)為3600秒或可以手動(dòng)調(diào)節(jié)排渣時(shí)間間隔，排渣結(jié)束后，油水分離器通過檢測(cè)排舷外污水的濃度，自動(dòng)控制排弦外閥的通斷，避免污水的意外排放，保證海洋環(huán)境的安全。

3 油水分離器的啟停步驟

3.1 油水分離器的啟停分為兩種方式

一種是：手動(dòng)啟停;一種是：自動(dòng)啟停。

油水分離器的型號(hào)是“BilgeMaster-E2000cleandesign”的分油機(jī)為例，“BilgeMaster” 型號(hào)油水分離器是典型的利用離心分離法的原理，根據(jù)含油污水中的油與水的密度差，當(dāng)含油污水進(jìn)入分油機(jī)后，利用分油機(jī)的分離筒高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，使污油水在離心力的作用下分離;

3.2? 油水分離器的手動(dòng)啟停

這種型號(hào)的油水分離器只存在手動(dòng)啟停模式，啟動(dòng)前，檢查系統(tǒng)的控制部分和非控制部分，控制電路是否正常、分油機(jī)的油位、皮帶、各個(gè)閥件的開關(guān)狀態(tài)、螺桿泵吸口的濾器的清潔度等等。油水分離器的啟動(dòng)條件滿足后，合上主電源（6）- 啟動(dòng)分油機(jī)（3）- 污水供給泵（4）- 加熱器等主要部件（圖6），最后在控制面板上，按下“Pro on”按鍵，系統(tǒng)順利的啟動(dòng)。油水分離器的停止，按照啟動(dòng)的逆操作進(jìn)行。

3.3? 油水分離器的自動(dòng)啟停

油水分離器自動(dòng)啟動(dòng)前的檢查，啟動(dòng)條件滿足后，按下“Unit on”（圖7），油水分離器按照CPU設(shè)定程序啟動(dòng)。

4 常見問題和建議解決方案

4.1 油水分離器效果欠佳

“BilgeMaster-E2000cleandesign”型號(hào)油水分離器，處理含油泥等的污水，分離效果欠佳，增加工作量。

4.1.1 分油機(jī)除雜不完全

污油水經(jīng)過分油機(jī)后，除去污水中大部分的油分和大顆粒的雜質(zhì)，而污水中的溶解的其他成分（油泥等），無法去除掉;

4.1.2? 污吸附濾器的臟堵原因

污水經(jīng)過高速旋轉(zhuǎn)的分油機(jī)后，部分與水的密度相近的雜質(zhì)，經(jīng)過分油機(jī)的高速攪拌，使得雜質(zhì)更好的溶解在水中，無法分離。雜質(zhì)會(huì)直接進(jìn)入吸附濾器，使濾器臟堵。濾器的拆卸或更換，增加工作量和備件消耗。

建議：油污水在進(jìn)分油機(jī)前，充分的沉淀，增加沉淀柜;在分油機(jī)的排出端，增加半透膜裝置。

4.2 加熱器缺少上、下泄放裝置

4.2.1 加熱器造成腐蝕

油水分離器停止運(yùn)行后，加熱器中會(huì)殘留油污水，如果油水分離器長(zhǎng)時(shí)間不用，在厭氧菌的作用下，油污水會(huì)在加熱器內(nèi)發(fā)酵，對(duì)加熱器殼體和加熱盤管產(chǎn)生腐蝕。

4.2.2 加熱器內(nèi)的氣體無法卸放

油水分離器在第一次投入使用或者放空后，加熱器內(nèi)的存在的氣體;還有加熱過程中產(chǎn)生的氣體等。建議：安裝上、下放泄閥（全自動(dòng)）。

4.3 吸附濾器的清洗不方便、不安全

油泥中含有苯系物、酚類、芘、蒽等有惡臭的有毒物質(zhì)，以及銅、鋅、鉻、汞等重金屬，對(duì)人體健康有害，濾器的清洗，需要專門的清洗工具和地點(diǎn);清洗后的污水的怎么處理等。

建議：吸附濾器改裝為自動(dòng)旋轉(zhuǎn)濾器，并且自帶海水反洗沖洗裝置;油水分離器在供給泵的吸口，加裝海水或者淡水管路。

5“BilgeMaster-E2000claeandesign”型號(hào)油水分離器的維護(hù)保養(yǎng)和運(yùn)行管理

5.1 油水分離器的維護(hù)保養(yǎng)

油水分離器的維護(hù)保養(yǎng)：①分油機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)（機(jī)和電）;②污水供給泵濾器的清潔;③油分檢測(cè)器濾器的檢查和更換以及腔室的清潔;④減壓閥的檢查和清潔;⑤舷外轉(zhuǎn)換閥的檢查和保養(yǎng);⑥控制箱內(nèi)清潔和檢查;⑦吸附濾器的拆解和清洗;⑧小污油柜液位傳感器的檢查和測(cè)試;⑨5PPM報(bào)警測(cè)試;⑩控制電路以及元件的檢查。

5.2? 油水分離器的運(yùn)行管理

5.2.1 油水分離器運(yùn)行前

（1）通知駕駛臺(tái)，獲得允許;記錄油水分離器運(yùn)行開始時(shí)，船舶的坐標(biāo)，時(shí)間;

（2）油水分離器在運(yùn)轉(zhuǎn)前，測(cè)試5PPM報(bào)警、排舷外閥的轉(zhuǎn)換是否正常;

（3）運(yùn)轉(zhuǎn)部件的檢查：油水分離器的污水供給泵或者分油機(jī)的檢查;

（4）控制電路的檢查，污水艙和小污油柜的液位傳感器的檢查等;

（5）熟讀油水分離器的說明書，熟悉各個(gè)部件的工作原理。

5.2.2 油水分離器運(yùn)行中管理

（1）定期檢查5PPM或者15PPM報(bào)警是否正常。當(dāng)報(bào)警激活時(shí)，確定排舷外閥、污水供給泵或者分油機(jī)的動(dòng)作情況。

（2）檢查運(yùn)動(dòng)部件的震動(dòng)。污水駁運(yùn)泵或者分油機(jī)震動(dòng)出現(xiàn)時(shí)，立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行檢查。

（3）控制箱上電流、壓力、閥的開關(guān)等的檢查。如吸附濾器殼體上安全閥開啟，表明濾器的臟堵;污水供給泵的吸口壓力下降表明濾器的臟堵;分油機(jī)的電流過大，可能機(jī)械故障或者電器故障。

（4）定期測(cè)量污油艙和污水艙。根據(jù)污水艙的實(shí)際情況，確定合適的停機(jī)液位，嚴(yán)禁排空污水艙。

（5）油水分離器的泄漏檢查。包括油、水 氣、電等的泄漏檢查。

（6）注意含有分油機(jī)的油水分離器的檢查，如油位的高低和皮帶的松緊等。

總之，油水分離器在運(yùn)行期間，船舶值班人員應(yīng)對(duì)其加強(qiáng)巡視。在應(yīng)急情況下，立即停止油水分離器的運(yùn)轉(zhuǎn)，避免對(duì)海洋環(huán)境造成污染。

6 結(jié)束語(yǔ)

油水分離器作為船舶防污染的重要設(shè)備，船舶人員應(yīng)該非常熟悉的掌握，油水分離器的工作原理、各部件的功能、操作，尤其懂得常見故障的排出。做好日常的維護(hù)保養(yǎng)工作，使設(shè)備保持隨時(shí)可用。從油水分離器的發(fā)展過程（15PPM-5PPM），可以看出，人們對(duì)環(huán)境污染的認(rèn)知性的提高。油水分離器在?73/78防污染公約?附則Ⅰ中，起到重要的作用;作為船舶人員，認(rèn)真學(xué)習(xí)國(guó)際防污染規(guī)則，熟悉和掌握規(guī)則的內(nèi)容，這樣不僅滿足國(guó)際公約的要求，也保護(hù)了我們的海洋環(huán)境，為造福人類做出貢獻(xiàn);鑒于人們保護(hù)海洋環(huán)境的決心，油水分離器的發(fā)展前景廣闊，對(duì)于未來油水分離器的精度要求更高，向更精密的方向發(fā)展（0PPM）。

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