船用油水分離器工作原理

一械千里

船用油水分離器是船舶防止含油污水污染海洋的關(guān)鍵設(shè)備，其工作原理基于油和水的物理特性差異(密度、表面張力、粒徑等)，通過(guò)多級(jí)分離技術(shù)將污水中的油分控制在國(guó)際海事組織(IMO)規(guī)定的 15ppm 以下(即每升污水含油量≤15 毫克)。
一、預(yù)處理階段：去除大顆粒雜質(zhì)
含油污水(如機(jī)艙艙底水、燃油艙清洗水)首先進(jìn)入預(yù)處理腔，通過(guò)以下方式初步凈化：
格柵過(guò)濾：攔截污水中的固體雜質(zhì)(如金屬碎屑、纖維、泥沙)，避免后續(xù)部件堵塞。
破乳(針對(duì)乳化油)：若污水中含有穩(wěn)定的乳化油(油滴粒徑<1μm，與水形成乳濁液)，通過(guò)添加破乳劑(如聚合氯化鋁)或采用電解、超聲技術(shù)破壞油滴表面的乳化膜，使小油滴凝聚成大顆粒，便于后續(xù)分離。

二、主要分離階段：多級(jí)物理分離技術(shù)
根據(jù)油滴大小和設(shè)備設(shè)計(jì)，通過(guò)多級(jí)組合實(shí)現(xiàn)高效分離：
重力分離(初級(jí)分離)
利用油與水的密度差(油密度約 0.8-0.9g/cm3，水約 1g/cm3)，污水進(jìn)入靜置分離腔后流速降低(通常<0.05m/s)，油滴因浮力上升至液面形成油層，水則下沉至底部。此階段可分離粒徑>100μm 的浮油，分離效率約 60%-70%。
關(guān)鍵設(shè)計(jì)：分離腔采用傾斜板(波紋板或平行板)結(jié)構(gòu)，增加油滴上浮路徑和停留時(shí)間，同時(shí)減少水流擾動(dòng)，提升分離效率。
聚結(jié)分離(次級(jí)分離)
剩余含細(xì)小油滴(10-100μm)的污水進(jìn)入聚結(jié)區(qū)，通過(guò)填充親油材料(如聚丙烯纖維、陶瓷填料)實(shí)現(xiàn)分離：
油滴與親油材料表面接觸時(shí)，因表面張力吸附在材料表面，逐漸凝聚成更大油滴(“聚結(jié)效應(yīng)”)，當(dāng)油滴重力超過(guò)浮力時(shí)，上浮至頂部集油區(qū)。
水則通過(guò)材料間隙流向下一階段，此階段可分離 10-100μm 的油滴。
精細(xì)過(guò)濾(深度分離)
經(jīng)過(guò)前兩級(jí)分離后，水中仍殘留少量微小油滴(<10μm)，需通過(guò)精細(xì)過(guò)濾單元處理：
采用疏水型過(guò)濾膜(如聚四氟乙烯膜)或超細(xì)纖維濾芯，利用 “攔截效應(yīng)” 和 “吸附效應(yīng)” 捕獲微小油滴，同時(shí)允許水通過(guò)。
部分設(shè)備會(huì)結(jié)合離心分離技術(shù)(高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，將油滴甩向腔壁)，進(jìn)一步提升分離效率，使最終出水油分≤15ppm。

三、油分收集與排放控制
油分收集：分離出的油液(浮油和聚結(jié)油)通過(guò)頂部集油腔匯集，經(jīng)手動(dòng)或自動(dòng)排油閥排入污油艙，等待后續(xù)處理(如焚燒或回收)。
排放監(jiān)控：處理后的水需經(jīng)過(guò)油分濃度探測(cè)器(如紫外吸收式、紅外散射式傳感器)檢測(cè)，達(dá)標(biāo)(≤15ppm)后通過(guò)排放閥排出船外;若不達(dá)標(biāo)，將自動(dòng)回流至分離器重新處理，防止超標(biāo)排放。

四、輔助系統(tǒng)保障運(yùn)行
加熱系統(tǒng)：低溫環(huán)境下，通過(guò)電加熱或熱水伴熱防止油液凝固、黏度升高，確保分離效率。
反沖洗系統(tǒng)：定期用清水或壓縮空氣反沖聚結(jié)材料和濾芯，清除表面附著的油污和雜質(zhì)，延長(zhǎng)使用壽命。
船用油水分離器的核心是通過(guò) “預(yù)處理→重力分離→聚結(jié)分離→精細(xì)過(guò)濾” 的多級(jí)協(xié)同，結(jié)合實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)含油污水的合規(guī)排放，是船舶防污染的強(qiáng)制設(shè)備。