文档介绍：第二节船舶油水分离器和排油监控装置
一、油水分离的基本方法
主要有物理分离、化学分离和生化分离等三类。
物理分离是利用油水密度差或聚合、吸附等物理方法使油水分离。
化学分离是向含油污水投入絮凝剂,使油凝聚成胶体而沉淀;或使水电解产生气泡,以粘附油液上浮,以此实现油水分离。
生化分离是利用好气微生物对油分解氧化来控制油分浓度。
1、重力分离法
、方便,主要用于处理粒径在50~60μm以上的较大油粒,对于更细小的、呈乳化状态的油粒(<10μm)则难以分离。其具体方法有静置分离和流道分离.
(1)静置分离
静置分离即将油污水静置于舱柜中一段时间,利用油水密度差使油滴上浮分离。
静置时间越长,分离效果越好。静置分离时,悬浮在水中的油粒受重力、浮力和运动阻力三种力的作用。
船上的油水分离设备以物理分离方法为主;
物理分离法分类:1、重力分离、2、多孔介子分离
1、重力分离---(1)静止分离法;(2)流道分离法
2、多孔介子分离-(1)过滤分离法;(2)聚合分离法;(3)吸附分离法
重力 G
浮力 P
油滴上浮阻力 Fr
当三种力达到平衡时,油滴即会稳定地等速上浮,这时:
油滴的上浮速度即为:
油滴直径m
油的密度kg/m3
水的密度kg/m3
水的动力粘度Pa·s
因此,油滴直径增大,上浮速度将大大加快;适当提高污水温,可增大水、油密度差,有利油水分离。但水温较高时降低污水粘度来增大水,油密度的效果明显减弱,油却变稀更易乳化,对油水分离反而不利。
分析上浮速度式可知:油滴的上浮速度与油滴直径的平方,与水油密度差成正比,与水的粘度成反比。
(2)流道分离
静置分离需要较长的时间和较大的容器,工作也难以连续进行,因此在实际的油水分离过程中,常使油污水流过多层平行板,波纹板以及锥形板等的流道。
流道分离方法以提高油水的分离效果。设流道如图所示,油污水的平流速度为u,流道长度为L,高度为h,水流为Re<2的层流,则流经该流遭的时间为t=L/u,由此可得出油滴流经此流道时能被分离出来的条件是上浮速度:
分析该式可知,流道上越长,高度h越小,平均水流速度u越低,分离器能够分离出的油滴粒径dmin越小。因此,如图15—2(a)所示,分离器中加设n层分离板后,油滴的上浮距离减小n倍,则分离器所能分离的最小油滴粒径d 2min=dmin/n1/2。
加了油滴相互碰撞、聚合的机会,进一步改善了重力分离的效果。实际油水分离器为了增加其分离板的比表面积,通常将分离板设计成图15—3所示的峰谷对置的波纹板形,并且为使油污水中的杂质便于下滑沉降,油漓更易聚集、长大,上浮,在分离中一般都把平行板或波纹板组按一定的倾斜角度来放置,见图15-2。
多孔介质分离法是让油污水通过多孔介质把分散的油粒从连续的水流中分离出来的一种方法。
按具体过程可分为油粒迁移与油粒附着两个方面。
迁移是指分散的油粒脱离液流而接触多孔介质表面;
附着则是指油粒较稳定地粘附在多孔介质的表面。
按起主导作用又可分为过滤分离、聚合分离、吸附分离。
具体过程
油粒迁移过程包括直接拦截,扩散迁移、惯性迁移、重力迁移等多种机理。
直接拦截是当油粒中心与多孔介质表面的距离小于或等于其自身半径时(如油粒O1),油粒从其原来的流线被截留,当多孔介质的孔隙小于油漓粒径时,拦截的形式即是所谓的筛分。如图15·4所示,
扩散迁移是油粒由于布朗运动使其接触到多孔介质的表面。
惯性迁移是油粒作曲线运动时由于惯性作用而脱离流线与多孔介质相接触。
重力迁移是由于油水密度差使油粒与水产生相对运动而与多孔介质相接触.
附着过程有物理吸附与化学吸附两种机理
物理吸附是基于静电引力与分子引力;
化学吸附是基于原子间的化学价健力。
化学吸附要比物理吸附稳定。
根据对油的附着能力强弱,材料有非亲油性、,疏油性材料亲水,而亲油性材料疏水。
主导作用
(1)过滤分离
过滤分离主要是利用直接拦截机理将多孔介质筛分点以上的油粒截留筛分的一种油水分离方法。过滤分离所用的多孔介质大多用非亲抽性材料,如粒状介质(石英砂等)、滤布和特制的陶瓷塑料制品。
(2)聚合分离
油粒在拦截、扩散等多种机理作用下迁移到多孔介质表面,并在其上铺展、聚合,当油粒聚合长大到一定粒径时,在水动力、浮力以及毛细管力的作用下被推动向前,最终剥离并以大油粒的形式脱离多孔介质的表面,上浮与水分离。
(3)吸附分离
吸附分离是利用高比表面积的多孔强亲油性材料,将迁移到多孔体内表面微孔中的细徽油粒吸附,从而完成油水分离。