船舶與港口防污染技術(shù)(二)

1、船舶與港口防污染技術(shù)船舶與港口防污染技術(shù)( (二二) ) 1973年國際防止船舶造成污染公約年國際防止船舶造成污染公約（MARPOL73公約）公約） 1967年“托雷坎榮”（TORREY CANYON）事故，引發(fā)了世界第 一例大規(guī)模海上溢油慘禍。 背景：背景： 第二節(jié)第二節(jié) 船舶油類及含油污水的排放規(guī)定船舶油類及含油污水的排放規(guī)定 1972年6月在斯德哥爾摩召開了聯(lián)合國人類環(huán)境會議。會議通過了著 名的人類環(huán)境宣言(通稱斯德哥爾摩宣言)、人類環(huán)境行 動計(jì)劃和其他若干建議和決議。 人類的環(huán)境意識、生態(tài)意識在不斷提高，人們更加人類的環(huán)境意識、生態(tài)意識在不斷提高，人們更加 注重海洋環(huán)境污染問題。注重海

2、洋環(huán)境污染問題。 1973年10月8日至11月2日，IMO在英國倫敦召開了國際防止海洋污 染大會，會議通過了1973年國際防止船舶造成污染公約（ MARPOL73），這是有史以來第一部全面性的防止船舶污染的國第一部全面性的防止船舶污染的國 際公約。際公約。 MARPOL 73包括正文、兩個議定書和5個技術(shù)性附則。 議定書議定書：涉及有害物質(zhì)事故的報告，涉及有害物質(zhì)事故的報告，詳細(xì)規(guī)定了排放有害物質(zhì)造成詳細(xì)規(guī)定了排放有害物質(zhì)造成 污染事故的通訊聯(lián)絡(luò)。污染事故的通訊聯(lián)絡(luò)。 議定書議定書 ：關(guān)于爭端的仲裁，關(guān)于爭端的仲裁，詳細(xì)規(guī)定了調(diào)解、解釋條款方面的糾紛詳細(xì)規(guī)定了調(diào)解、解釋條款方面的糾紛 和實(shí)施公

3、約的手續(xù)。和實(shí)施公約的手續(xù)。 防止油污規(guī)則（必選）防止油污規(guī)則（必選） 控制散裝有毒液體物質(zhì)污染規(guī)則（必選）控制散裝有毒液體物質(zhì)污染規(guī)則（必選） 防止海運(yùn)包裝有害物質(zhì)污染規(guī)則防止海運(yùn)包裝有害物質(zhì)污染規(guī)則（任選）（任選） 防止船舶生活污水污染規(guī)則防止船舶生活污水污染規(guī)則（任選）（任選） 防止船舶垃圾污染規(guī)則防止船舶垃圾污染規(guī)則（任選）（任選） 背景：背景： 由于附則附則 和和中關(guān)于防污設(shè)備、接收設(shè)施、以及散裝有毒液體船中關(guān)于防污設(shè)備、接收設(shè)施、以及散裝有毒液體船 的結(jié)構(gòu)要求等問題的結(jié)構(gòu)要求等問題脫離當(dāng)時的實(shí)際，不僅發(fā)展中國家，即使發(fā)達(dá)國家 也感到在技術(shù)上面臨困難，這就導(dǎo)致MARPOL 73遲遲不

4、能生效。截止 1976年，僅有擁有不及1%世界商船總噸位的約旦、肯尼亞、突尼斯三 國批準(zhǔn)了MARPOL 73。 世界范圍發(fā)生多起重大油污事故，既存在油輪航運(yùn)安全問題，又存在既存在油輪航運(yùn)安全問題，又存在 因油輪事故造成對海洋環(huán)境的污染損害問題因油輪事故造成對海洋環(huán)境的污染損害問題。 1973年國際防止船舶造成污染公約的年國際防止船舶造成污染公約的1978年議定書年議定書 （MARPOL73/78公約）公約） 為了加快MARPOL 73的生效， 1978年年2月月IMO召開了油船安全與防污染召開了油船安全與防污染 會議。會議。1978年議定書允許締約國先實(shí)施附則，而附則則可以等到 1978年議定

5、書生效3年后在實(shí)施，給締約國充裕的時間以克服附則在技 術(shù)上存在的困難。 MARPOL73/78公約共20條、兩個議定書和六個附則。 防止油污規(guī)則 控制散裝有毒液體物質(zhì)污染規(guī)則 防止海運(yùn)包裝有害物質(zhì)污染規(guī)則 防止船舶生活污水污染規(guī)則 防止船舶垃圾污染規(guī)則 防止船舶造成大氣污染規(guī)則 地中海區(qū)域地中海區(qū)域 波羅的海區(qū)域波羅的海區(qū)域 黑海區(qū)域黑海區(qū)域 紅海區(qū)域紅海區(qū)域 “海灣海灣”區(qū)域區(qū)域 亞丁灣區(qū)域亞丁灣區(qū)域 南極區(qū)域南極區(qū)域 西北歐水域西北歐水域 阿拉伯海的阿曼區(qū)域阿拉伯海的阿曼區(qū)域 特殊區(qū)域：特殊區(qū)域： “油類油類”指包括原油、燃料油、油泥、油渣和煉制品在內(nèi)的任何形式的石 油。 “船舶船舶”指海

6、洋中運(yùn)行的任何類型的船舶（包括固定或浮動的工作平臺） “油船油船”指建造或改造為主要在其裝貨處所裝運(yùn)散裝油類的船舶。 1、定義、定義 2、適用范圍：、適用范圍： 適用于所有船舶，但主要指適用于所有船舶，但主要指150總噸以上的油船和總噸以上的油船和400總噸以上的非油總噸以上的非油 船。船。 注：注：IMO將將150總噸以下的油船和總噸以下的油船和400總噸以下的非油船的管理機(jī)動權(quán)交給各締總噸以下的非油船的管理機(jī)動權(quán)交給各締 約國。約國。 1）對于油船貨油艙油性混合物的排放 油船不在特殊區(qū)域以內(nèi)； 油船距最近陸地50海里以上； 油船正在航行途中； 油量瞬間排放率不超過30升/海里； 排入海中的

7、總油量，對于現(xiàn)有船而言，不得超過該種貨油總量的 1/15000，對于新油船而言，不得超過該種貨油總量的1/30000； 油船上符合要求的排油監(jiān)控系統(tǒng)、油水分離裝置等在正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 3、 船舶油類及含油污水的排放規(guī)定船舶油類及含油污水的排放規(guī)定 2）對于400總噸及以上的非油船和油船機(jī)艙的艙底（不包括貨油泵艙的艙底水） 的排放 船舶不在特殊區(qū)域以內(nèi)； 不得混有貨油的殘油； 船舶正在航行途中； 排出物的含油量小于15mg/L； 船上符合要求的排油監(jiān)控系統(tǒng)、油水分離設(shè)備、濾油裝置或其他裝置 在正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 3）小于400總噸的非油船，當(dāng)其在特殊區(qū)域以外時，船上應(yīng)設(shè)有有關(guān) 當(dāng)局認(rèn)可的機(jī)艙艙底污水貯柜機(jī)艙艙

8、底污水貯柜，將殘油留存在船上并具備能將其排入 接收設(shè)備的適當(dāng)措施。 第三節(jié)第三節(jié) 運(yùn)油船舶結(jié)構(gòu)的防油污染技術(shù)和設(shè)備要求運(yùn)油船舶結(jié)構(gòu)的防油污染技術(shù)和設(shè)備要求 為了防止或減少油船正常作業(yè)中排放壓載水，洗艙水和機(jī)艙艙 底含油污水，以及油船發(fā)生意外海損事故，如碰撞、擱淺等造成大 量溢油所造成的水域污染，油船的結(jié)構(gòu)必須符合放油污染的要求油船的結(jié)構(gòu)必須符合放油污染的要求。 一、油船防油污染的結(jié)構(gòu)和設(shè)備要求一、油船防油污染的結(jié)構(gòu)和設(shè)備要求 1 1、油船的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求、油船的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求 2 2、油船防油污染結(jié)構(gòu)的專用名詞解釋、油船防油污染結(jié)構(gòu)的專用名詞解釋 （1）ROB（將油類留存船上） 油船卸油和加載

9、壓載水采用“裝于上部法裝于上部法”。 所謂所謂“裝于上部裝于上部“法，是在油艙卸油后，直接將壓載水壓入未經(jīng)清洗的油法，是在油艙卸油后，直接將壓載水壓入未經(jīng)清洗的油 艙中在航行時將油船下部含油量較低艙中在航行時將油船下部含油量較低(約約50ppm)的壓載水排入海中的壓載水排入海中（排排 水過程采用排油監(jiān)控設(shè)備和油水界面探測器，并配以油水分離器、多級沉水過程采用排油監(jiān)控設(shè)備和油水界面探測器，并配以油水分離器、多級沉 淀艙，以確保油量瞬時排放率小于淀艙，以確保油量瞬時排放率小于30升海里）升海里），把其余含油量較高的壓，把其余含油量較高的壓 載水與清洗某些油艙的洗艙水排入指定的做為污油艙的油艙，再經(jīng)

10、分離排載水與清洗某些油艙的洗艙水排入指定的做為污油艙的油艙，再經(jīng)分離排 水，在船舶抵港后，貨油直接裝載于污油的上部。水，在船舶抵港后，貨油直接裝載于污油的上部。 “裝于上部法裝于上部法”的的主要缺陷主要缺陷是是不適應(yīng)短途航行以及惡劣天氣航行不適應(yīng)短途航行以及惡劣天氣航行，原因，原因 是油水分離時間短與船舶顛簸，搖晃均不利于油水的靜置分離，另外該是油水分離時間短與船舶顛簸，搖晃均不利于油水的靜置分離，另外該 方法也方法也不適合成品油運(yùn)輸不適合成品油運(yùn)輸，因?yàn)槌善酚椭袚饺牒Ｋ畷绊戀|(zhì)量。，因?yàn)槌善酚椭袚饺牒Ｋ畷绊戀|(zhì)量。 （2）SBT（專用壓載艙） 凡載重量為凡載重量為20 000t及其以上的新原

11、油油船及其以上的新原油油船及載重量為及載重量為30000t及其以及其以 上的新成品油船上的新成品油船均應(yīng)設(shè)有專用壓載艙，使壓載艙與貨油艙、燃油艙及均應(yīng)設(shè)有專用壓載艙，使壓載艙與貨油艙、燃油艙及 其系統(tǒng)分開。專用壓載艙的容量應(yīng)使該船可以不依靠貨油艙裝載壓載其系統(tǒng)分開。專用壓載艙的容量應(yīng)使該船可以不依靠貨油艙裝載壓載 水而安全地進(jìn)行壓載航行。水而安全地進(jìn)行壓載航行。 （3）SBT/PL（專用壓載艙的保護(hù)位置專用壓載艙的保護(hù)位置） 在載重量為在載重量為20 000t及其以上的新原油油船及載重量為及其以上的新原油油船及載重量為30000t及其以上及其以上 的新成品油船除了在貨油區(qū)設(shè)置專用壓載艙外，還要

12、求在油船長度范的新成品油船除了在貨油區(qū)設(shè)置專用壓載艙外，還要求在油船長度范 圍內(nèi)的易損部位處圍內(nèi)的易損部位處合理布置專用壓載艙合理布置專用壓載艙。在萬一發(fā)生擱淺或碰撞時能。在萬一發(fā)生擱淺或碰撞時能 提供防止油類外流的保護(hù)措施。實(shí)際上他同專用壓載艙是一個整體，提供防止油類外流的保護(hù)措施。實(shí)際上他同專用壓載艙是一個整體， 即在設(shè)計(jì)中不僅要考慮專用壓載艙的壓載容積，還要考慮專用壓載艙即在設(shè)計(jì)中不僅要考慮專用壓載艙的壓載容積，還要考慮專用壓載艙 的保護(hù)位置。的保護(hù)位置。 （4）CBT（清潔壓載艙） 油船在運(yùn)營過程中根據(jù)其船型、貨艙結(jié)構(gòu)、航區(qū)特點(diǎn)以及吃水油船在運(yùn)營過程中根據(jù)其船型、貨艙結(jié)構(gòu)、航區(qū)特點(diǎn)以及

13、吃水 要求等，將部分要求等，將部分貨油艙改為專門用于裝載壓載水貨油艙改為專門用于裝載壓載水，作為清潔壓載，作為清潔壓載 艙艙(CBT)。清潔壓載艙對船舶結(jié)構(gòu)、泵、管路等方面不作改動，清潔壓載艙對船舶結(jié)構(gòu)、泵、管路等方面不作改動， 泵與管系仍與貨油共用一個系統(tǒng)該船型故除了會降低貨油裝載泵與管系仍與貨油共用一個系統(tǒng)該船型故除了會降低貨油裝載 客積外，還使操作程序變得復(fù)雜?？头e外，還使操作程序變得復(fù)雜。CBT所要求的艙容應(yīng)至少滿足所要求的艙容應(yīng)至少滿足 上述上述SBT最小艙容的要求。最小艙容的要求。 （5）COW（原油洗艙）（原油洗艙） 原油洗艙是指原油油船在卸油的同時，用本船所載原油以高壓從洗原油

14、洗艙是指原油油船在卸油的同時，用本船所載原油以高壓從洗 艙機(jī)噴射到貨艙壁面上，借以把附在艙壁及構(gòu)件上的原油和沉積在艙艙機(jī)噴射到貨艙壁面上，借以把附在艙壁及構(gòu)件上的原油和沉積在艙 底的原油殘?jiān)逑吹簦⒁揽吭捅旧硭哂械娜芙庾饔?，使油渣溶底的原油殘?jiān)逑吹?，并依靠原油本身所具有的溶解作用，使油渣?解在原油中，然后通過貨油泵將這些油渣連同原油一起卸往岸上油庫解在原油中，然后通過貨油泵將這些油渣連同原油一起卸往岸上油庫 。 二、非油船防油污染的結(jié)構(gòu)和設(shè)備要求二、非油船防油污染的結(jié)構(gòu)和設(shè)備要求 1、不得在任何燃油艙燃油艙內(nèi)裝載壓載水，限制首尖艙內(nèi)載油； 2、裝設(shè)艙底水排油監(jiān)控和油水分離設(shè)備，濾油設(shè)

15、備； 3、設(shè)置機(jī)艙殘油艙； 4、裝設(shè)油類標(biāo)準(zhǔn)排放接頭。 為了便于將船上的機(jī)艙艙底污水或殘油柜內(nèi)的油渣排治安上的接 收或油污水回收船。需要在船舶開敞甲板的排除管路上裝備標(biāo)準(zhǔn) 的排放接頭。 三、化學(xué)品液貨船裝運(yùn)油類時防油污染的結(jié)構(gòu)和設(shè)備要求三、化學(xué)品液貨船裝運(yùn)油類時防油污染的結(jié)構(gòu)和設(shè)備要求 任何化學(xué)品船裝運(yùn)散裝貨油或部分散裝貨油時，均應(yīng)視為油船。任何化學(xué)品船裝運(yùn)散裝貨油或部分散裝貨油時，均應(yīng)視為油船。 1、應(yīng)持有按照散裝運(yùn)輸危險化學(xué)品船舶構(gòu)造和設(shè)備規(guī)則要求而簽發(fā)的適 裝證書 2、應(yīng)在貨油艙區(qū)域裝設(shè)下述設(shè)備： （1）經(jīng)MEPC 60（33）號決議通過的型式的能分離出含油量少于15mg/L 排出物能力

16、的油水分離器。 （2）具有足夠容積的貯藏艙足夠容積的貯藏艙，以便儲存分離出來的油，并備有能將這種 殘油排至接收設(shè)備的相應(yīng)設(shè)備。 （3）具有用于收集洗艙水的收集艙收集艙。任何一個貨艙均可指定為收集艙。 （4）保證舷外排放口位于最大滿載水線以上。 四、油水界面探測儀及排油監(jiān)控系統(tǒng)四、油水界面探測儀及排油監(jiān)控系統(tǒng) 公約中規(guī)定“凡凡150150總噸及以上的油船均應(yīng)備有經(jīng)國家主管機(jī)關(guān)認(rèn)總噸及以上的油船均應(yīng)備有經(jīng)國家主管機(jī)關(guān)認(rèn) 可的有效的可的有效的油水界面探測儀油水界面探測儀，以迅速和準(zhǔn)確的測定污油水艙中的油，以迅速和準(zhǔn)確的測定污油水艙中的油 水界面情況，防止在排放油污水時造成意外污染。水界面情況，防止在

17、排放油污水時造成意外污染?！?目前經(jīng)常采用的有固定式油水界面探測計(jì)固定式油水界面探測計(jì)和便攜式油水界面探測計(jì)便攜式油水界面探測計(jì)兩種。 固定式固定式 便攜式便攜式 排油監(jiān)控系統(tǒng)排油監(jiān)控系統(tǒng)是用來監(jiān)測與控制油船含油壓載水或洗艙水排放的系統(tǒng)。該系 統(tǒng)應(yīng)能連續(xù)記錄“每海里排放油類的升數(shù)和排油總量，或代替排油總量，記 錄排除含油污水的油分濃度和流量” 控制部分 處理機(jī)：接受油分濃度，流量和船舶速度的信號，并將信號轉(zhuǎn)換成每海 里的排油量及排油總量。 發(fā)訊裝置：提供報警和指令給舷外排放控制裝置，負(fù)責(zé)向啟動連鎖裝置 提供信號，防止油分計(jì)完全進(jìn)入工作狀態(tài)之前排放含油污水。 記錄裝置：需要時提供被排放含油污水狀

18、態(tài)的連續(xù)打印記錄。 人工越控系統(tǒng)：當(dāng)排油監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，可使用手動控制操作。 排油監(jiān)控系統(tǒng)排油監(jiān)控系統(tǒng)的組成：的組成： 油分計(jì)油分計(jì)-用于測量含油污水中的油分濃度值（mg/L） 流量系統(tǒng)流量系統(tǒng)-用以指示單位時間內(nèi)排出含油污水的量（L/h） 船舶速度指示器船舶速度指示器-用以指示船舶航速（海里/小時） 取樣系統(tǒng)取樣系統(tǒng)-用以傳遞代表性的含油污水至油分計(jì) 停止舷外排放的控制裝置停止舷外排放的控制裝置-控制舷外排放閥的開關(guān)或回流到污油水艙的 循環(huán)閥裝置 第四節(jié)第四節(jié) 船舶含油污水處理技術(shù)船舶含油污水處理技術(shù) 1 1、含油污水的特性測定的基本原理和方法、含油污水的特性測定的基本原理和方法 1）含

19、油污水粒度粒度測定(分離方法選定的依據(jù)) 2）含油污水粘度粘度測定(分離方法選定的依據(jù)) 3）含油污水密度密度測定(分離方法選定的依據(jù)) 4）含油污水濃度測定（水質(zhì)排放指標(biāo)選定的依據(jù)） 1）含油污水粒度粒度測定的基本原理和方法 顯微照片 庫爾特粒度儀： 電阻法（庫爾特法）：電阻法（庫爾特法）： 原理：原理：根據(jù)油粒在通過一個小微孔的瞬間， 占據(jù)了小微孔中的部分空間而排開了小微孔 中的導(dǎo)電液體，使小微孔兩端的電阻發(fā)生變 化的原理測試粒度分布的。小孔兩端的電阻小孔兩端的電阻 的大小與顆粒的體積成正比的大小與顆粒的體積成正比。當(dāng)不同大小的 粒徑顆粒連續(xù)通過小微孔時，小微孔的兩端 將連續(xù)產(chǎn)生不同大小的

20、電阻信號，通過計(jì)算 機(jī)對這些電阻信號進(jìn)行處理就可以得到粒度 分布了。 范圍：范圍：1-120um 粒度分布曲線 2）含油污水粘度粘度測定的基本原理和方法 石油產(chǎn)品運(yùn)動粘度測定法和動力粘度計(jì)算法石油產(chǎn)品運(yùn)動粘度測定法和動力粘度計(jì)算法（GB265-88） 在一定溫度下，測定一定體積的液體在重力測定一定體積的液體在重力 下流過一個標(biāo)定好的玻璃毛細(xì)管粘度計(jì)的時下流過一個標(biāo)定好的玻璃毛細(xì)管粘度計(jì)的時 間，間，粘度計(jì)的毛細(xì)管常數(shù)與流動時間的乘積 ，即為該溫度下測定液體的運(yùn)動粘度。 3）含油污水密度密度測定的基本原理和方法 4）含油污水濃度濃度測定的基本原理和方法 紫外吸收法：紫外吸收法：利用石油烴成分中具

21、有共軛體系(-C=C-C=C-)能吸收紫外 線的特性，并根據(jù)紫外線被吸收的強(qiáng)度來測定油分濃度的一種方法。該 方法操作簡單，精密度好，對于芳烴具有很高的靈敏度，最低檢測濃度 可達(dá)0.03-0.05ppm。 不足：不足：由于油品種類不同，芳烴含量不同，必須根據(jù)污染源做出相應(yīng)的 曲線進(jìn)行測量。 含油污水處理方法含油污水處理方法 物理分離法物理分離法 化學(xué)分離法化學(xué)分離法 電浮分離法電浮分離法 2 2、船舶含油污水處理技術(shù)的種類和基本原理、船舶含油污水處理技術(shù)的種類和基本原理 物理分離物理分離是利用油水的密度差或過濾吸附等物理方法使油水分離，主要 特點(diǎn)是不改變油的化學(xué)性質(zhì)而將油水分離不改變油的化學(xué)性質(zhì)

22、而將油水分離。 重力分離法重力分離法 氣浮分離法氣浮分離法 聚結(jié)分離法聚結(jié)分離法 吸附分離法吸附分離法 化學(xué)分離法化學(xué)分離法是向含油污水中投放絮凝劑絮凝劑或聚集劑聚集劑，其中絮凝劑可使油凝絮凝劑可使油凝 聚成凝膠體而沉淀，聚成凝膠體而沉淀，而聚集劑則是使油凝聚使其上浮聚集劑則是使油凝聚使其上浮，從而達(dá)到油水分 離的一種方法。 電浮分離法電浮分離法是把含油污水引進(jìn)裝有電極的艙柜中，利用電解產(chǎn)生的氣泡電解產(chǎn)生的氣泡 在上浮過程中附著油滴而加以分離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 是一種物理化學(xué)分離方法。 （1）常用的物理分離方法 1）重力分離法 重力分離法是利用油和水

23、的重力差油和水的重力差，使水中油滴克服水流阻力上浮 與水分離的一種方法。這種方法的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，缺點(diǎn)缺點(diǎn)是 只能分離自由狀態(tài)下的油，而不能分離乳化狀態(tài)的油。一般認(rèn)為油粒直 徑小于50微米就很難分離。 G P F g d G o 3 6 g d P w 3 6 )m油粒直徑（d ）油的密度（ 3 o Kg/m ）水的密度（ 3 w Kg/m ）重力加速度（ 2 s/mg 式中， 24 22 ud F 阻力系數(shù) ）油粒上浮速度（m/su 雷諾實(shí)驗(yàn)雷諾實(shí)驗(yàn) 層流狀態(tài)、過渡狀態(tài)、紊流狀態(tài)，層流狀態(tài)、過渡狀態(tài)、紊流狀態(tài)， Re=慣性力慣性力/粘性力粘性力=du / 慣性力加劇湍動，而粘性

24、力抑制湍流。即慣性力加劇湍動，而粘性力抑制湍流。即Re 數(shù)可視為慣性力與粘性力之比，其數(shù)數(shù)可視為慣性力與粘性力之比，其數(shù) 值大小表明二個力的相對大小。值大小表明二個力的相對大小。 Re 24 層流區(qū)（2000 ） ： 5 . 0 Re 5 .18 過渡區(qū)（2000-4000 ）： 43. 0 紊流區(qū)（4000 ） 當(dāng)當(dāng)Re 2000, 處于層流狀態(tài)，處于層流狀態(tài)， FGP dt du m 0FGP 0 dt du 油粒等速上浮 du du 2424 Re 24 18 )( 2 w gd u o 0 2466 22 o 3 w 3 ud g d g d 層流區(qū)： （斯托克斯定律）（斯托克斯定律） 2000Re4000 5 . 0 Re 5 .18 43. 0 29. 0 w 14. 1714. 0 w 714. 0 )(153. 0 dg u o Re 4000 w w )( 74. 1