第七講 船舶海上溢油處理技術

第七講船舶海上溢油處理技術

盡管有了嚴格的法規(guī)和先進的技術設備，人們的防污染意識也在不斷提高，但是突發(fā)性的溢油事故還是時有發(fā)生。事故發(fā)生后，能否準確預測溢油的動態(tài)，能否迅速而有效地進行應急處理，對控制污染、減少污染損失起關鍵性作用。一、船舶溢油在海上的變化海洋對石油等污染物有一定的自凈化能力。經過一段時間的物理、化學變化后，海面溢油會自然消失。如圖9-1所示。1、漂移：溢油在海面上的平行運動。它受風、流、海況的影響。按風速3%、海流100%矢量相加的速度和方向漂移，如圖9-2所示。2、擴散：溢油受重力、表面張力、慣性力和粘滯力的影響，迅速在海面擴散，形成油膜。據試驗，1立方米中東原油溢入海洋10分鐘后，擴散成直徑48m，厚0．5mm的圓斑形油膜，100分鐘后，擴散為100m厚

0．１mm的圓斑油膜。3、風化：石油溢散到海面后，其組分和性質隨時間變化，最后從海面消失的過程。包括蒸發(fā)、溶解、乳化、分散、沉降、光氧化和生物降解等過程。1）蒸發(fā)過程：輕組分揮發(fā)進入大氣。受氣溫、風浪等影響。煤油和汽油等成品油溢出后，在數小時內能完全蒸發(fā)，重原油和燃料油只有少量蒸發(fā)，且蒸發(fā)后的殘油密度和粘度都將增大，影響其它狀態(tài)變化及消除技術的選擇。2）分散過程：溢油形成小的油滴進入水體的過程?？墒褂靡缬陀帽?，根據海況和油種查出溢油的分散數量。3）溶解：相對于蒸發(fā)量，溶解量要小得多（蒸發(fā)速度比溶解速度快10~1000倍），但溶于海水的大多是有毒的芳香烴，對環(huán)境危害很大。

4）乳化：溢油在海面由于海流、潮汐、風浪等的攪動，形成水包油或油包水兩種形式的乳化液。通常是形成油包水的“巧克力奶油凍”粘液，最終形成瀝青。5）沉降：溢油附著在懸浮顆粒或自身絮凝沉入海底的過程。沉入海底的石油當溫度升高或在海流、海浪作用下，還可能重新懸浮于海面。6）光氧化過程：溢油在太陽光下，經歷氧化、磁化、水解并產生氧化物的降解過程。它對溢油的溶解、乳化過程影響很大，并且使油對生物的毒性增加。7）生物降解：海水中的海洋細菌如霉菌和酵母菌等吞食石油的過程。生物降解是海上石油的最終歸宿。影響生物降解的主要因素是溫度、氧及養(yǎng)料尤其是氮氧化合物等。海面溢油的風化過程如圖9-1所示。

二、海上溢油處理設備及材料

海上溢油的應急處理：首先應該防止石油繼續(xù)溢漏；然后要抑制溢出石油的擴散；再采取適當措施將溢油回收；在不可能回收的情況下，則應采取果斷措施將溢油消除。

海上溢油處理設備、材料和方法：圍油欄、集油器、油回收船、吸油材料、凝油劑、分散劑、現場焚燒、微生物降解、沉降處理。

影響海上溢油處理的因素：溢油的種類、溢油的數量、海況。(一)、圍油欄圍油欄的作用：將溢油圍堵在一定范圍，同時將水面薄油層收集、集中到一點，便于人力或機械回收。圍油欄分類：機械（固體）圍油欄、化學（液體）圍油欄、物理（氣體）圍油欄、吸油圍油欄。1、機械（固體）圍油欄

基本構造：浮體、裙體、配重、其他附件。連接方式：圖9-7

滯油條件：風—10~17m/s、浪—1.5~3m、流—1~1.5m/s。實例。2、化學（氣體）圍油欄集油劑的擴散壓比溢油大，可以抑制油的擴散，起到圍油的目的。3、物理（氣體）圍油欄也稱氣幕圍油欄。常用于嵌入式油碼頭、河口等地。4、吸油圍油欄親油性吸附材料制成的管網，起擋油和吸油作用。用于較薄油層。圍油欄的鋪設方法：圖9-25（二）集油器根據回收能力分為：小型集油器---＜10t/h

中型集油器---10~200t/h

大型集油器---＞200t/h根據回收原理分為：1、吸附式集油器

吸附帶式；吸油繩式。2、滾筒式集油器

工作原理；實例。3、轉盤式集油器：圖9-324、真空吸引式集油器：圖9-335、導入式集油器

傾斜板式；堰式；螺旋輸送式。6、離心式集油器

旋渦式；水力渦輪式。7、網式集油器

機械旋轉籠式；拉網式。（三）油回收船按船體類型分：單體船和雙體船兩種。按船體尺寸分：小型船、中型船和大型船。性能比較：表9-16（四）吸油材料

特點：親油疏水、內部孔隙多、比重小能浮在水面。有無機材料、天然有機材料和人造高分子材料。

處理過程：投入收集搬運油回收再利用燃燒燃燒（五）凝油劑能使溢油膠凝成粘稠或固態(tài)油塊的化學處理劑。

處理過程：固化、回收、處理。（六）分散劑分散劑的主要成分是一種表面活性劑，其分子結構中一部分親油，另一部分親水。它能促使浮油分散成細小的液滴，并阻止分散后的油滴重新聚合。（圖9-42）油分散劑的使用條件：溢油厚度：0.025~1mm溢油比重：小于0.93油層粘度：小于2000cSt水溫：水溫低于15℃，應采用低溫型分散劑對油包水乳化液：包水率小于30%火災：可以緊急采用海況：浪高0.2~3.0米

使用油分散劑必須取得主管機關批準。

（七）現場焚燒

適用條件：油膜厚度---大于2mm

油乳化情況---含水小于30%

海況---浪高小于1m，風速小于15~20kn

注意火勢不能波及岸上設備、森林等。焚燒導致大氣污染。（八）微生物降解利用能降解石油烴的微生物處理溢油。效果好，設備簡單，成本低，不產生二次污染，適合于處理大面積溢油。應用前景廣闊。

影響微生物降解力的因素：溫度：必須適合