【正文】 船舶艙底含油污水處理技術(shù)研究摘 要船舶船艙底水處理裝置是船舶的重要防污染設(shè)備之一。隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和船舶數(shù)量的增加，船舶含油污水對海洋環(huán)境的污染也越來越嚴(yán)重，含油污水處理技術(shù)在船舶防污染、污水凈化處理方面的綜合效果，作為一種比較成熟的處理方式在遠(yuǎn)洋船舶上得到廣泛應(yīng)用。由于現(xiàn)有的油污水分離裝置在處理乳化液上存在困難，傳統(tǒng)的船舶油污水分離裝置單純依靠機(jī)械分離已經(jīng)無法滿足 (49)決議的相關(guān)規(guī)定。如果繼續(xù)使用原有的油污水分離裝置，仍會(huì)對海洋環(huán)境造成危害。針對船舶艙底水中乳化油難以分離的問題，本文通過對膜分離超濾技術(shù)的深入研究，設(shè)計(jì)出新型油污水分離裝置，不僅可以提高其分離乳化油的能力，而且可以實(shí)現(xiàn)裝置的全自動(dòng)化運(yùn)行，從根本上克服了船舶艙底水中乳化油對海洋環(huán)境造成的危害。本文首先對傳統(tǒng)的油污水分離方法和乳化油油水分離技術(shù)進(jìn)行分析研究，確定超濾膜分離技術(shù)作為主要研究對象，在分析膜分離基本原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了分離乳化液的超濾膜分離試驗(yàn)系統(tǒng)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分別繪制通量與時(shí)間，壓力，溫度的變化趨勢，在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，提出了合理選用膜組件的方法，優(yōu)化配置濾器和料液預(yù)處理技術(shù)，優(yōu)化膜I分離的操作條件以及采用雙向流技術(shù)和定期反沖洗等措施預(yù)防超濾膜組件污染，有效提高膜組件的使用壽命。針對膜組件的污染問題，本文在超濾的基本傳質(zhì)理論基礎(chǔ)上，依據(jù)流體力學(xué)知識(shí)導(dǎo)出了滲透壓、濾餅層阻力公式，推出關(guān)于膜通量模型方程，并利用 Matlab 控制系統(tǒng)仿真模塊對膜通量模型進(jìn)行仿真研究，驗(yàn)證了模型的正確性。最后通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，研制了新型的船舶艙底含油污水分離裝置并進(jìn)行大量的試驗(yàn)研究，最終通過中國船級(jí)社型式認(rèn)可試驗(yàn)，進(jìn)一步發(fā)展了船舶含油污水處理技術(shù)。關(guān)鍵詞：船舶艙底水 乳化油 膜分離II超濾膜污染The Study on the Technology of Bilge Oilwater Separating inShipsABSTRACTBilge water treatment equipments on the ships are one of the importantantipollution equipments. With the global economic development andincrease in the number of ships. The pollution done by the oily wastewaterfrom the ships to environment has bee increasingly serious. As a mostmature technology to deal with oily wastewater, wastewater treatmentequipment is being more and more widely used on ships as a result of itsintegrated sound effects.As some kind of equipments designed according to the rules(49) have difficulty in dealing with the emulsified oil, the bilgewater which has already been disposed by these kinds of equipments is stillharmful to the environment. In order to solve the difficulty in separating theemulsified oil from the wastewater, this thesis do a deep research on themembrane separation technology， then design a new kind of oilwaterseparator which is capable of separating the emulsified oil from the bilgewater. Now we can prevent the environment from being polluted by theIIIemulsified oil.In this thesis, we first do a pression between the monly usedmethods and emulsified oilwater separation technology then chose themembrane separation technology as the main research object. Then we designa kind of new ultra filtration membrane separation system. Based on the dateobtained from the experiment, we draw curves between the flux and time,pressure, temperature. Then effective measures are presented to make areasonable selection of membrane module, optimize the allocation of liquidfilters and the operating conditions of membrane separation. And thenmethods to extended service life of membrane separation unit are given byuse of twoway flow technology and regular backwashing, which are helpfulto prevent ultra filtration membrane oilwater separator from being membranestained.For membrane fouling problem, new formula is given to calculateosmotic pressure and cake layer resistance based on the basic mass transfertheory and the knowledge of fluid mechanics, are dthe introduction of fluxabout the new model equations, To verify the correctness of the model,membrane flux model simulation is set up by the use of controlling simulationsystem in Matlab. Finally, the rationality of the design is tested throughcertification testing and product testing.IVKeywords ： Bilge Water, Emulsified Oil, Membrane Separation, Ultrafiltration, Membrane FoulingV上海交通大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：崔建偉日期：年月日上海交通大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)上海交通大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。保密□，在本學(xué)位論文屬于不保密□。（請?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打“√”）學(xué)位論文作者簽名：崔建偉年解密后適用本授權(quán)書。指導(dǎo)教師簽名：徐筱欣日期：年月日日期：年月日上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文第 1 章 緒論1. 緒論 研究背景船舶含油污水主要是指船舶艙底水，船舶艙底水處理一直是船舶防污染領(lǐng)域的一項(xiàng)重要內(nèi)容。船舶艙底含油污水成份極其復(fù)雜，所含油種多，由于使用很多活性劑等化學(xué)試劑，導(dǎo)致其乳化程度高，要實(shí)現(xiàn)油污水的分離并達(dá)到國際海事組織規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)有很大難度。船舶機(jī)艙艙底水來自機(jī)艙內(nèi)冷卻系統(tǒng)中海水、淡水的泄漏；燃油、滑油系統(tǒng)中燃油、滑油的泄漏；蒸汽供熱系統(tǒng)中凝水泄漏；各種泵軸密封處的泄漏，有關(guān)機(jī)械設(shè)備的泄放水和洗滌水等[1]。艙底水中的油一般呈三種物理狀態(tài), 即浮上油, 分散油和乳化油[2]。其中乳化油最難分離。由于洗滌劑等化學(xué)試劑的使用，船舶艙底水乳化油含量大大增加，傳統(tǒng)的艙底水分離技術(shù)基本上是機(jī)械分離技術(shù)，即靠重力分離、聚結(jié)分離等方法除去含油污水中的浮油，對艙底水中所含的浮油基本上都可以除去。但卻并不能除去污水中的乳化油。乳化油在污水中呈乳濁狀，細(xì)小的油珠外邊包著一層水化膜且具有一定量的負(fù)電荷，水中含有一定量的表面活性劑，使乳化物呈穩(wěn)定狀態(tài)。乳化油顆粒直徑一般在 ～10μm 之間，且顆粒之間難以合并，能長期保持穩(wěn)定，難以分離。船舶艙底水的水量與船舶類型、噸位及功率有關(guān), 還與船舶航行、停泊作業(yè)時(shí)間的長短和維修及管理狀況有關(guān)。一般一艘船平均艙底水每天產(chǎn)生量大約是船舶總噸的0. 02%～ 0. 05% , 即每年平均為該船總噸位的 10% 左右，而污水中含油量可高達(dá)50 000 mg／L。含大量乳化油的艙底水如果不經(jīng)分離直接排放進(jìn)入大海，可能造成海洋環(huán)境的污染，進(jìn)而影響人類的生存環(huán)境[2]。國際海事組織也因此修訂了有關(guān)船舶艙底水排放的標(biāo)準(zhǔn)，排放水水中乳化油含量不得高于 15ppm 。由于國際海事組織最新防污染規(guī)則的制定，嚴(yán)格限制含有污水中乳化油的排放。因此，傳統(tǒng)的油污水分離裝置單純的對浮油和分散油的分離已經(jīng)不能滿足新的防污染規(guī)則，必須對原有油污水分離裝置進(jìn)行改進(jìn)，提高其分離乳化油的能力，使分離后的水質(zhì)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。目前在1上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文第 1 章 緒論國內(nèi)，船舶艙底含油污水處理技術(shù)仍處于初始發(fā)展階段，具有很高的研究意義和實(shí)用價(jià)值。 船舶艙底含油污水的處理方法油水分離的方法較多，有物理分離法、化學(xué)分離法、電浮分離法等，物理分離法是利用油水的密度差或過濾吸附等物理現(xiàn)象使油水分離的方法，主要特點(diǎn)是不改變油的化學(xué)性質(zhì)而將油水分離，主要包括重力分離法、過濾分離法、聚結(jié)分離法、氣浮分離法、吸附分離法、超濾膜分離法及反滲透分離法等?；瘜W(xué)分離法是向含油污水中投放絮凝劑或聚結(jié)劑，其中絮凝劑可使油凝聚成凝膠體而沉淀，而聚結(jié)劑則使油凝聚成膠體使其上浮，從而達(dá)到油水分離的一種方法。電浮分離法使把含油污水引進(jìn)裝有電極的艙柜中，利用電解產(chǎn)生的氣泡在上浮過程中附著油滴而加以分離，從而實(shí)現(xiàn)油水分離的方法，實(shí)際上