Сепаратор нефтесодержащих вод (морской) - Oily water separator (marine)

Смотрите также: Масло-водоотделитель

An сепаратор нефтесодержащей воды (OWS) (морской) - это часть оборудования, предназначенная для судоходства или морской отрасли. Он используется для разделения масляных и водных смесей на отдельные компоненты. Эта страница относится исключительно к сепараторам нефтесодержащих вод на борту морских судов. Их можно найти на борту судов, где они используются для отделения нефти от нефтесодержащих сточных вод, таких как трюм вода перед сбросом сточных вод в окружающую среду. Эти сбросы сточных вод должны соответствовать требованиям, изложенным в Марпол 73/78.[1]

Трюмная вода - это практически неизбежный продукт судовых операций. Утечки масла из работающего оборудования, такого как дизельные генераторы, воздушные компрессоры и главный силовой двигатель. Современные OWS имеют сигнализацию и автоматические закрывающие устройства, которые активируются, когда содержание масла в сточных водах превышает определенный предел (15 ppm: 15 см3 масла в 1 м3 воды).

Цель

Схема трубопроводов сепаратора нефтесодержащих вод

Основная цель судового сепаратора нефтесодержащих вод (OWS) - отделение нефти и других загрязняющих веществ, которые могут быть вредными для океанов. В Международная морская организация (ИМО) публикует правила через Комитет по защите морской среды (MEPC).[2] 18 июля 2003 г. MEPC издал новые правила, которым должно было следовать каждое судно, построенное после этой даты. Этот документ известен как MEPC 107 (49).[3] и в нем подробно описаны пересмотренные руководящие принципы и спецификации для оборудования для предотвращения загрязнения льял машинных помещений судов. Каждый OWS должен обеспечивать чистоту трюмной воды до уровня ниже 15 ppm нефти типа C или сильно эмульгированной нефти, а также любых других загрязняющих веществ, которые могут быть обнаружены. Все мониторы содержания масла (OCM) должен быть защищен от несанкционированного доступа. Кроме того, когда OWS очищается, OCM должен быть активен. OWS должна уметь удалять загрязнения, а также масло. Некоторые из этих загрязняющих агентов включают смазочное масло, чистящие средства, сажу от сгорания, мазут, ржавчину, сточные воды и некоторые другие вещества, которые могут быть вредными для окружающей среды океана.[4]

Содержание трюма

В трюм область - самая низкая область на корабле. Льяльная вода, которая собирается здесь, включает сточную воду или остатки воды из котлов, водосборных резервуаров, питьевой воды и других мест, где вода не может перетекать. Однако трюмная вода включает не только дренаж. Другая система, которая попадает в систему Bilge, происходит из движение площадь корабля. Здесь топливо, смазочные материалы, гидравлическая жидкость, антифриз, растворители, а чистящие химикаты сливаются в трюмы машинного отделения в небольших количествах. OWS предназначен для удаления значительной части этих загрязнителей перед сбросом в окружающую среду (за борт в море).

Конструкция и работа

Все оборудование OWS, новое или старое, может в лабораторных условиях разделять масло и воду, делать это автоматически и производить чистую воду для сброса за борт, которая содержит не более 15 частей на миллион нефти. Оборудование OWS одобрено путем тестирования его со специальными коктейлями из смеси масла и воды. Первоначально эти комбинации были очень простыми, в основном не более чем смесью чистой воды и дизельного топлива, но они стали более сложными под МАРПОЛ MEPC 107 (49).[3][4] Подавляющее большинство из этих многочисленных моделей, производителей и типов оборудования начинаются с того или иного гравитационного отделения льяльных вод. Просто позволить маслу и воде оставаться в покое называется декантирование, и это не всегда соответствует критерию 15 ppm, поэтому каждый производитель добавил к своему оборудованию дополнительные функции, чтобы гарантировать выполнение этого критерия. Разделение, которое происходит внутри OWS, позволяет маслу, всплывающему вверх, автоматически скапливаться в резервуар для отстоя или резервуар для грязного масла.[4] Официального стандарта для обозначения резервуаров нет, но есть некоторые предложения по этому поводу.[5]

OWS должен быть оснащен измеритель содержания нефти (OCM), который производит отбор проб воды из сброса OWS за борт на содержание нефти. Если содержание масла меньше 15 частей на миллион, OCM позволяет сливать воду за борт. Если содержание масла выше 15 ppm, OCM активирует сигнал тревоги и переместит трехходовой клапан который в течение короткого периода времени будет рециркулировать сбрасываемую за борт воду в резервуар на стороне всасывания OWS.[4]

OCM берет пробу тонкой струйки из выпускной линии за бортом OWS и пропускает свет через пробу на оптический датчик. Поскольку мелкие капли масла будут дифрагировать и рассеивать свет, изменение сигнала на датчике укажет на присутствие масла. При определенной настройке сигнала, примерно равной 15 ppm, датчик сделает вывод, что через нагнетательную линию проходит слишком много масла.[4] Эта калибровка обычно проводится в лаборатории, но может быть проверена с использованием трех проб жидкости на борту судна. Если OCM заканчивает отбор проб определенного количества тяжелой нефти, OCM будет загрязнен, и его необходимо будет промыть или очистить.[4]

Судовое машинное отделение

Очистку можно выполнить, запустив пресная вода через OCM через постоянное соединение или может быть выполнено путем открытия области образца OCM и очистки области образца щеткой для бутылок.[4]

Вода, удаляемая OWS, поступает в нефтесборные пространства. Может быть два этапа. Фильтр первой ступени удаляет присутствующие физические примеси и способствует тонкому разделению. В фильтре второй ступени используются коалесцирующие вставки для окончательного обезжиривания. Коалесценция - это нарушение поверхностного натяжения между каплями масла в смеси масло / вода, в результате чего они соединяются и увеличиваются в размере. Масло из сборных пространств сливается автоматически или вручную. На большинстве современных кораблей масло из резервуаров сливается автоматически.[6]

Журнал учета нефти

Все грузовые суда, к которым применима Конвенция МАРПОЛ, должны иметь нефтяную книжку, в которой главный инженер будет регистрировать все перемещения и сбросы нефти или шлама внутри судна. Это необходимо для того, чтобы власти могли отслеживать, производил ли экипаж судна какие-либо незаконные сбросы нефти в море.

При внесении записей в Журнал нефтяных операций Часть I, дата, операционный код и номер позиции вставляются в соответствующие столбцы, а необходимые сведения должны быть записаны в хронологическом порядке по мере их внесения на борт. Каждая операция должна быть без промедления полностью записана, чтобы все записи в книге, соответствующие этой операции, были завершены.[7]

История нормативов сброса очищенной воды

В 1948 году в США Закон о контроле за загрязнением воды (WPA) был принят федеральным правительством.[8] Этот закон дал право главному хирургу службы общественного здравоохранения разрабатывать программы по уменьшению загрязнения мировых вод. Основная задача заключалась в экономии воды, защите рыб и наличии чистой воды для сельскохозяйственных нужд. WPA также помогло начать процесс строительства водоочистных сооружений. Это необходимо для защиты от загрязнения питьевой водой сточными водами. В 1972 году в WPA были внесены поправки, в которые были включены дополнительные требования, обеспечивающие химическую чистоту воды. Эта поправка также продвинула правила, гарантирующие, что качество воды было на должном уровне.[9] В 1987 году в WPA снова были внесены поправки, чтобы установить еще более строгий контроль за загрязнением водоснабжения. Согласно этой новой поправке, источники воды должны соответствовать определенному набору критериев для борьбы с загрязнением.[10]

МАРПОЛ

Марпол 73/78 - Международная конвенция по предотвращению загрязнения с судов 1973 года, измененная Протоколом 1978 года («Марпол» - сокращение от загрязнения морской среды, а 73/78 - от 1973 и 1978 годов).[11]

Marpol 73/78 - одна из важнейших международных конвенций по охране морской среды. Он был разработан, чтобы свести к минимуму загрязнение морей, в том числе сбросы отходов, загрязнение нефтью и выхлопными газами. Заявленная цель - сохранить морскую среду за счет полного устранения загрязнения нефтью и другими вредными веществами и сведения к минимуму случайного сброса таких веществ.[11]

Действующие правила

Соединенные Штаты Америки

Положения в Закон о чистой воде ограничить то, что может быть сброшено в море с OWS в водах США. Текущие ограничения <15 мг / л Нефть для сбросов в пределах 12 морских миль от берега или 100 мг / л за пределами этого ограничения.[12]

Европа и Канада

Европейские страны и Канада имеют более строгие правила в отношении сброса, и сбросы должны содержать менее 5 мг / л загрязняющих веществ.[13]

Сброс загрязненных нефтью вод также подлежит международному контролю, например Международной конвенции по предотвращению загрязнения с судов (МАРПОЛ ) и Международной морской организацией (ИМО). Эти организации устанавливают строгие ограничения для защиты морской флоры и фауны и прибрежной среды. Эти агентства требуют ведения журналов любых сбросов загрязненной воды.[14]

Типы

Для более полного списка см. Масло-водоотделитель.

Сепаратор с гравитационной пластиной

Морской сепаратор нефтесодержащих вод

Гравитационный пластинчатый сепаратор содержит ряд олеофильный пластины, через которые протекает загрязненная вода. Масло в воде сливается на нижней стороне пластины, в конечном итоге образуя капли, а затем сливается в жидкое масло, которое всплывает с пластин и накапливается в верхней части камеры. Масло, накапливающееся в верхней части, затем переносится в резервуар для отработанного масла на судне, откуда оно позже сбрасывается на берег очистных сооружений. Этот тип сепаратора нефтесодержащей воды очень распространен на кораблях, но у него есть некоторые недостатки, снижающие эффективность. Частицы масла двадцать микрометры или меньше не разделяются. Разнообразие нефтесодержащих отходов в трюмных водах может ограничивать эффективность удаления, особенно в случае очень плотных и высоковязких нефтей, таких как бункерное масло присутствуют. При загрязнении пластины необходимо заменять, что увеличивает эксплуатационные расходы.[15]

Электрохимический

Очистка сточных вод от масел и загрязнений электрохимический эмульгирование активно ведется исследованиями и разработками. Электрохимическое эмульгирование включает образование электролитических пузырьков, которые притягивают загрязняющие вещества, такие как шлам, и переносят их в верхнюю часть камеры обработки. Оказавшись наверху камеры обработки, масло и другие загрязнители переносятся в резервуар для отработанного масла.[16]

Биоремедиация

Биоремедиация это использование микроорганизмы для очистки загрязненной воды. Для микроорганизмов необходима тщательно управляемая среда, которая включает питательные вещества и углеводороды, такие как масло или другие загрязнители, а также кислород.

В экспериментальных исследованиях биовосстановление использовалось как одна стадия многоступенчатого процесса очистки с использованием пластинчатого сепаратора для удаления большинства загрязняющих веществ и позволяла обрабатывать загрязняющие вещества в очень низких концентрациях, включая такие органические загрязнители, как глицерин, растворители, реактивное топливо, моющие средства и фосфаты. После очистки загрязненной воды единственными остаточными продуктами были углекислый газ, вода и органический ил.[15]

Центробежный

А центробежный водомасляный сепаратор, центробежный водомасляный сепаратор или же центробежный сепаратор жидкость-жидкость это устройство, предназначенное для отделения масла от воды центрифугированием. Обычно он содержит цилиндрический контейнер, который вращается внутри более крупного стационарного контейнера. Более плотная жидкость, обычно вода, скапливается на периферии вращающегося контейнера и собирается со стороны устройства, тогда как менее плотная жидкость, обычно масло, накапливается на оси вращения и собирается из центра. Центробежные водомасляные сепараторы используются для очистки сточных вод и для ликвидации разливов нефти в море или на озере. Центробежные водомасляные сепараторы также используются для фильтрации дизельного топлива и смазочных масел путем удаления из них частиц отходов и примесей.

Проблемы

На правильно эксплуатируемом судне будет присутствовать только небольшое количество трюма до тех пор, пока не будет отказов оборудования. Но даже на наиболее эксплуатируемых судах оборудование выходит из строя, что быстро приводит к загрязнению льяльных вод. Иногда эти загрязняющие вещества являются огромными и представляют серьезную проблему для экипажа, с которой необходимо справиться законным образом.[4]

Правильно спроектированная система OWS позволит контролирующим органам легко и легко определить, нарушаются ли правила системы OWS. В настоящее время не существует четкого и эффективного метода определения того, нарушаются правила или нет. На самом базовом уровне абсолютное отсутствие какой-либо стандартизации систем OWS делает первоначальное расследование запутанным, грязным, трудоемким, а иногда и совершенно неверным. В морской индустрии существует давняя и важная традиция «совместности» в морских судебно-медицинских расследованиях, когда все заинтересованные стороны исследуют одни и те же вещи в одно и то же время. Однако из-за криминального характера нарушений OWS от концепции единства отказываются, что приводит к очень плохим техническим методам расследования и серьезным ненужным сбоям в работе судов.[4]

Прилагаются различные усилия для улучшения общего системного подхода OWS. В 2015 году на исследовательской конференции MAX1, проходившей в Уилмингтоне, штат Северная Каролина, лидеры морского судоходства из разных секторов собрались, чтобы обсудить потенциальные решения проблем, связанных с управлением потоками отходов.[17]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "Хронология". Мартин, Оттауэй, ван Хеммен и Долан, Inc.. Получено 2015-07-15.
  2. ^ Международная морская организация (21 мая 2013 г.). «65-я сессия Комитета ИМО по защите морской среды продвигает внедрение энергоэффективности».
  3. ^ а б MEPC 107 (49)
  4. ^ а б c d е ж грамм час я Ван Хеммен Х. Ф. «Первоначальные рекомендации по проектированию и эксплуатации системы сепаратора льяльных нефтесодержащих вод» (PDF). Мартин, Оттауэй, ван Хеммен и Долан, Inc..
  5. ^ «Соглашение о присвоении имен трюмным и отстойным танкам» (PDF). Martin, Ottaway, van Hemmen & Dolan, Inc. (Технический меморандум). Martin, Ottaway, van Hemmen & Dolan, Inc., май 2012 г.. Получено 20 июля, 2016.
  6. ^ «Принципы работы и руководство по сепаратору нефтесодержащих вод». Машинные помещения. Машинные помещения. 2010 г.. Получено 1 июня, 2015.
  7. ^ «Журнал нефтедобычи судов» (PDF). Береговая охрана США. Архивировано из оригинал (PDF) 1 мая 2015 г.. Получено 2 июня, 2015.
  8. ^ Агентство по охране окружающей среды (17 декабря 2012 г.). «Закон о чистой воде».
  9. ^ Служба рыболовства и дикой природы США (2013). «Федеральный закон о контроле за загрязнением воды (Закон о чистой воде)».
  10. ^ Агентство по охране окружающей среды США (2012). «История стандартов качества воды».
  11. ^ а б «МАРПОЛ73-78: Краткая история - список поправок на сегодняшний день и где их найти». МАРПОЛ73-78: Краткая история - список поправок на сегодняшний день и где их найти. ИМО. 2012 г.
  12. ^ EPA. «Фаза 1, окончательное правило и технический документ о разработке единых национальных стандартов сброса: надводное судно, сепаратор трюмных вод / нефтесодержащих вод: характер сброса» (PDF).
  13. ^ Ghidossi, R .; Veyret, D .; Скотто, Дж .; Жалабер Т. и Мулен П. (2009). «Паромная очистка нефтесодержащих сточных вод». Технология разделения и очистки. 64 (3): 296–303. Дои:10.1016 / j.seppur.2008.10.013.
  14. ^ GARD AS (декабрь 2013 г.). «Предотвращение загрязнения нефти».
  15. ^ а б Caplan, J. A .; Ньютон, К. и Келемен, Д. (2000). «Технический отчет: Новый водомасляный сепаратор для очистки нефтесодержащих льяльных вод». Новости морских технологий и SNAME. 37 (2): 111.
  16. ^ Ян, К. (2007). «Электрохимическая коагуляция для деэмульгирования нефтесодержащих вод». Технология разделения и очистки. 54 (3): 388–395. Дои:10.1016 / j.seppur.2006.10.019.
  17. ^ "MAX1 Исследования". MAX1 Исследования. Получено 2015-08-13.