什么是船舶油水处理装置？
船舶油水处理装置，也常被称为油水分离器，是一种专门用于处理船舶含油废水的设备，它的核心功能是将船舶在正常运营中产生的、混合了油和水的污水进行分离，使其排放出的水质符合国际海事组织规定的排放标准,从而最大限度地减少对海洋环境的污染。
主要来源的含油废水包括：
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- 机舱舱底水： 这是最主要的来源，包括主机、辅机、齿轮箱等设备的润滑油、燃油泄漏，与舱内的冷凝水、冲洗水等混合形成的油污水。
- 油船的洗舱水： 油船在更换货油或进坞维修时,清洗货油舱产生的含油海水。
- 甲板排水： 甲板上的机械设备（如舵机、锚机）泄漏的油与雨水混合形成的污水。
- 其他： 如油渣柜的排放水、焚烧炉的排污水等。
工作原理
船舶油水处理装置的核心原理是利用油和水的密度差，通过物理方法将它们分离,现代装置通常结合了多种技术以提高分离效率和精度。
基本物理分离过程（重力分离）
这是最基础的原理,也是早期油水分离器的主要方式。
- 过程： 将油水混合泵入一个有一定容积的分离舱（称为“聚集分离舱”），由于油的密度比水小，油滴会自然而然地向上漂浮，聚集在舱室的上部；而水则沉在底部。
- 局限： 这种方法对于粒径较大、易于分离的油滴效果较好，但对于乳化油（油滴非常小，像牛奶一样均匀分散在水中）或含有大量表面活性剂的废水,分离效果很差。
提高分离效率的关键技术
为了应对更复杂的乳化油污水,现代油水处理装置通常集成了以下技术：
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聚结分离技术： 这是目前最主流和高效的技术。
（图片来源网络，侵删）- 原理： 让油水混合物通过一个由特殊材料制成的聚结元件（Coalescer），这些元件具有巨大的比表面积和亲油疏水的特性，微小的油滴在流经聚结元件时，会像滚雪球一样不断吸附、碰撞、合并，形成更大的油滴，当油滴增大到其浮力足以克服水流阻力时，就会迅速上浮,从而实现高效分离。
- 效果： 能有效处理粒径小至20微米的油滴,对乳化油有很好的破乳和分离效果。
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吸附技术：
- 原理： 在分离舱内或末端设置活性炭等多孔吸附材料，这些材料能像海绵一样，将水中残留的微量油分吸附掉,进一步净化水质。
- 应用： 通常作为最后一道“精加工”工序,确保出水水质达标。
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超声波/离心分离技术：
- 超声波： 利用超声波的空化效应，破坏油滴的乳化状态，使小油滴重新聚结成大油滴,便于分离。
- 离心分离： 利用高速旋转产生的离心力，将密度不同的油和水分离开，这种方法分离速度很快，但设备复杂、能耗高，通常用于处理高浓度的油污水,如油船洗舱水。
主要组成部分
一个完整的船舶油水处理系统通常包括以下几个部分：
- 泵组： 通常为螺杆泵或齿轮泵，用于将舱底水等含油污水吸入装置，螺杆泵因其流量稳定、剪切力小（不易再次乳化油滴）而更受青睐。
- 加热器： 适当加热（通常在40-50°C）可以降低油的粘度，加快油滴的上浮速度,提高分离效率。
- 粗滤器： 在进入分离舱前，滤除污水中的固体杂质（如铁锈、碎屑）,防止堵塞聚结元件。
- 聚集分离舱： 核心部件，内部装有聚结元件,是油水分离的主要场所。
- 自动排油装置： 这是装置的“大脑”，通过油份浓度计实时监测分离后上层油层的浓度，当油位达到设定值或油浓度超标时，自动开启电磁阀，将油排入油渣柜,而不是直接排海。
- 油份浓度计： 核心监测设备，通常利用紫外荧光法或红外散射法测量水中油份的浓度,是判断排放是否达标的关键。
- 15ppm报警装置： 这是国际法规强制要求的，当排放水的油份浓度超过15ppm时，会自动发出声光报警，并自动关闭三通电磁阀，阻止不合格的水排入海，同时将其导入标准排放接头或舱底水舱。
- 控制系统： 通常为PLC（可编程逻辑控制器），用于控制整个系统的运行、监测、报警和联锁保护。
- 标准排放接头： 用于接受港口国检查或接受接收设施时,连接管路。
- 油渣柜： 用于暂时储存从分离装置排出的油渣和污油，待积累到一定量后,交由港口接收设施处理。
国际法规与标准
船舶油水处理装置的设计、制造和使用必须严格遵守国际公约,其中最重要的是：
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- MARPOL 73/78公约附则I： 防止油污染规则，这是最核心的法规，明确规定了：
- 排放标准： 船舶在航行中，经油水分离器处理后的排放水，其含油量不得超过 15ppm (毫克/升)。
- 排放条件： 船舶必须正在航行；油水分离设备和滤油系统正在运转；排放水的含油浓度不大于15ppm。
- IMO MEPC.107(49)决议： 《燃油舱保护性能标准》,对油水分离装置的性能测试和认证提出了具体要求。
- 船级社规范： 如中国船级社、DNV、LR等，对设备的结构材料、安全设计、试验等有详细规定。
操作、维护与常见问题
操作要点：
- 启动前检查： 检查管路阀门状态、油位、电源等。
- 正常运行： 确保装置处于“自动”运行模式，密切关注油位计、浓度计和报警装置。
- 排放操作： 必须在远离陆地（通常要求离岸12海里以上）且船舶航速大于4节的情况下,才能打开15ppm报警装置的旁通阀进行排放。
- 记录： 详细填写《油类记录簿》，记录装置的运行时间、排放量、油渣处理情况等。
维护保养：
- 定期清洗： 定期清洗粗滤器和聚结元件,防止堵塞。
- 校准： 定期对油份浓度计进行校准,确保测量准确。
- 检查管路： 检查管路有无泄漏、阀门是否灵活。
- 保养油渣柜： 定期将油渣柜中的污油排出。
常见问题：
- 出水含油量超标： 原因可能是聚结元件堵塞、油份浓度计故障、系统内旁通泄漏、乳化严重等。
- 无法自动排油： 可能是油位计故障、电磁阀卡死或控制系统失灵。
- 设备振动或噪音大： 可能是泵气蚀、管路固定松动或内部有异物。
发展趋势
- 更高的分离精度： 研发能处理更小粒径油滴（如5ppm甚至1ppm）的聚结材料和技术。
- 智能化与自动化： 集成更多传感器，利用AI算法进行故障诊断和运行优化,实现无人值守。
- 模块化设计： 设备更紧凑，易于安装和维护,适用于各种类型和吨位的船舶。
- 新材料应用： 使用更耐腐蚀、耐污染、长寿命的新型聚结材料。
- 零排放技术： 结合船用污水处理装置，将分离出的油渣进行焚烧处理，将分离出的水进行深度净化，最终实现机舱污水的“零排放”。
船舶油水处理装置是现代船舶的“环保卫士”，它通过精密的物理分离技术，将船舶运营中产生的含油废水转化为符合国际标准的水，是保护海洋生态环境、履行国际公约、保障船舶安全航行不可或缺的关键设备，随着环保法规的日益严格，油水处理技术也在不断向着更高效、更智能、更可靠的方向发展。
