ZYFZ系列舱底水分离器试验报告.docx
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ZYFZ系列舱底水分离器试验报告
前言
随着世界工业和交通运输业的不断迅速发展，与其他污染一样，世界上的油污染也不断加剧，油船、油罐事故及含油废水等造成的河流、海洋污染对环境及人类生活构成了极大的威胁，不解决这些问题，将给人类造成更大的破坏。
舱底水分离器即为处理船舶油污水而设计的产品。
ZYF-Z系列舱底水分离器系我公司自主设计的产品，经过几年的生产和销售，取得了一定销量，并在不断的完善。
为了增强ZYF-Z系列舱底水分离器的市场竞争力，同时为了跟上不断提高的先进技术，需要在过滤材料和工艺流程方面作适当的改动，以期望舱底水分离器取得更高的市场竞争力。
对预改动的方面采用小试的方法进行试验和验证，小试的试验装置按照0.1m3/h的处理量进行设计，小试试验装置采用有机玻璃结构，三个主要分离阶段组成一个完整的系统，设计考虑到装置使用的通用性，每个阶段采用独立的筒体，每两个相邻的筒体间采用软管或钢管连接；虑到长久使用性和稳固性，主体结构为有机玻璃结构，在开孔和接管处采用加厚和加固处理；考虑到可观察性和试验方便性，在每个处理阶段设置压力表、取样口，以及设置出水检测点。
试验用液试验液体A柜/B柜/C柜和水柜采用自制钢结构件，试验系统管路的搭建为现场配置；
试验装置主要有有机玻璃试验装置、试验配料系统、试验控制系统，以及相应的管路连接组成。
现对整个试验过程及结果做一个简单的介绍如下：
（附图纸、照片资料）
ZYF-Z系列舱底水分离器小样试验装置系统经过一段时间的小样试验，取得了较理想的试验效果，为ZYF-Z系列舱底水分离器的改进设计提供了一定的技术基础。
一、试验概况
试验时间：
二0一O年十二月～二0一一年四月
试验地点：
环保水处理试验室
试验装置：
ZYF-Z系列舱底水分离器小样试验装置
试验元件：
斜板、滤芯Ⅰ、滤芯Ⅱ、滤芯Ⅲ、滤料
1、轻质燃油（0#ρ=0.84～0.86×103kg/cm3）?
的试验
按照IMOMEPC.107（49）要求分别对斜板、滤芯Ⅰ、滤芯Ⅱ、滤芯Ⅲ、滤料进行轻质燃油的试验。
斜板：
试验液体B通过罐体Ⅰ（装有斜板）压力损失约为0MPa，通量为0.11～0.12m3/h，出水含油量约为0～30ppm（XOC-01油份浓度计读数）。
滤芯Ⅰ：
试验液体B通过罐体Ⅱ（装有滤芯Ⅰ），压力损失随时间增加呈线性上升趋势，通量为0.11～0.12m3/h，出水含油量约为0～7.8ppm（smart-cell油份浓度计读数），工作温度T=5～8℃。
滤芯Ⅱ：
试验液体B通过罐体Ⅱ（装有滤芯Ⅱ），压力损失随时间增加呈线性上升趋势，通量为0.11～0.12m3/h，出水含油量约为0ppm（smart-cell油份浓度计读数），工作温度T=5～8℃。
滤芯Ⅲ：
试验液体B通过罐体Ⅱ（装有滤芯Ⅲ），压力损失随时间增加呈线性上升趋势，通量为0.11～0.12m3/h，出水含油量约为0ppm（smart-cell油份浓度计读数），工作温度T=5～8℃。
滤料：
试验液体B通过罐体Ⅲ（装有滤料），压力损失为0.009MPa,压力损失随时间增加呈线性上升趋势，通量为0.11～0.12m3/h，出水含油量随时间增加呈渐缓线性上升趋势（具体变化趋势见附后图表3），工作温度T=5～8℃。
注：
ppm（smart-cell油份浓度计读数）
2、油和淡水的乳化液（试验液体C）的试验
按照IMOMEPC.107（49）要求分别对斜板、滤芯Ⅰ、滤芯Ⅱ、滤芯Ⅲ、滤料进行单独和组合的试验。
斜板：
试验液体C通过罐体Ⅰ中斜板时，压力损失随时间变化不明显，出水含油量随时间增加呈直线性上升趋势，通量为0.11~0.12m3/h，出水含油量约为0~2360ppm（smart-cell油份浓度计读数），工作水温度T=20℃，罐体Ⅰ中斜板对C液的处理效果不是很明显。
斜板和滤芯Ⅰ的组合试验：
试验液体C通过罐体Ⅰ中斜板和罐体Ⅱ中滤芯Ⅰ时，总压力损失随时间增加呈线性上升趋势，通量为0.11~0.12m3/h，出水含油量约为0~45ppm（smart-cell油份浓度计读数），工作水温度T=23℃，斜板和滤芯Ⅰ的组合试验能起到一定的效果，但是不能满足排放要求。
斜板和滤芯Ⅱ的组合试验：
对该组合进行多次试验，液体C通过罐体Ⅰ中斜板和罐体Ⅱ中滤芯Ⅱ时，总压力损失随时间增加呈线性上升趋势，通量为0.11~0.12m3/h，出水含油量约为0~15ppm（smart-cell油份浓度计读数），工作水温度T=25℃~35℃，因压力损失上升到0.035，而停止继续进行。
斜板和滤芯Ⅱ的组合试验能起到明显的效果。
斜板和滤芯Ⅲ的组合试验：
对该组合进行了多次试验，液体C通过罐体Ⅰ中斜板和罐体Ⅱ中滤芯Ⅲ时，总压力损失随时间增加呈线性上升趋势，通量为0.11~0.12m3/h，出水含油量约为0~15ppm（smart-cell油份浓度计读数），工作水温度T=25℃~30℃，斜板和滤芯Ⅲ的组合试验能起到明显的效果。
随压力上升，滤芯上部出现泄露，而停止。
斜板和滤料的组合试验：
对该组合进行了多次试验，当在进口浓度为1000ppm（smart-cell油份浓度计读数）左右时该组合能达到较好的处理效果，经过斜板后，水含油浓度降为500ppm，经过滤料后水含油浓度降为0~20ppm左右，随着进口浓度的增加，出口水样含油浓度浓度将增加，当进口浓度增加3倍时，出口水浓度升为200左右。
通过罐体Ⅰ中斜板和罐体Ⅲ中滤料时，总压力损失随时间增加呈线性上升趋势，通量为0.11~0.12m3/h，工作水温度T=25℃~30℃，斜板和滤料的组合试验能起到一定的效果。
3、泵的运行状况
试验装置系统选用的是DZ-系列柱塞泵，整个试验期间能保持良好的运行状况，但泵的往复运动，会加剧进料液的机械乳化状况。
试验配料系统选用的泵是离心泵，在开始运行的期间状况是良好的，在运行后期，泵的密封方面出现泄露，影响了料液配制的状况。
4、油份浓度计的使用状况
前期使用的油份浓度计是XOC-01油份浓度计，此油份浓度计使用状况稳定，存在测量精度不是很高（测量单位1ppm），测量范围有限状况（0~40ppm）；后期更换了smart-cell油份浓度计，此油份浓度计使用状况稳定，存在测量精度可达0.1ppm，测量范围0~40ppm，同时在校准范围内可读到更高的数值。
二、结论
通过这段时间对油污水分离状况的一些基本的试验，对油污分离分离的过程有了更深的和更直观的了解，同时筛选了较优的滤材和过滤方式，并进行了较长时间的定性、定量试验，获得了一定得结果。
1、斜板：
作为一种特制的预分离结构，在对试验试验液体B和试验液体A的处理效果中起到很大的效果，能使水中的油去除率达到90%以上，对试验液体C的处理效果不是很明显。
该斜板可以长期使用，可以很好作为舱底水分离器的预处理阶段。
2、滤芯：
滤芯Ⅱ和滤芯Ⅲ是粗粒化滤材，在试验试验液体B的处理效果中起到很大的效果，能长期使用；在试验液体C的处理中，亦能起到很好的效果，可以使乳化液聚结，能使水中的乳化油去除率达到90%以上，在对验液体C的处理，能使用3个月左右，解决该问题后，此元件可以做为处理试验液体C的主要元件。
3、滤料：
滤料对试验液体A、试验液体B、试验液体C均有一定的处理效果，当在进口浓度为500ppm（smart-cell油份浓度计读数）左右时滤料能达到较好的处理效果；每24小时反冲洗一次，能增加使用时间，使用寿命约为6个月左右。
4、泵：
柱塞泵能运行状况良好，但会增加机械乳化效果，建议以后可以考虑螺杆泵。
5、油份浓度计：
smart-cell油份浓度计更能满足做试验的需要。
试验过程描述
1.轻质燃油（试验液体B）的试验
斜板：
水和轻质燃油在柱塞泵的作用下，在管道中混合后，进入装有斜板的罐体I中，含油量为4-5%，刚进入罐体I时的状态为白雾状乳化态，然后油滴逐渐在顶部凝聚集合，一段时间后，在罐体I的顶部形成油层。
罐体I的出水通过油份浓度计检测，数值为0ppm。
随着含油量的增加到25%，轻质燃油在罐体I中的凝聚时间缩短，出水通过油份浓度计检测，数值为0ppm，试验结束后，拆洗斜板，发现上边均匀吸附有样液和灰尘，累计试验时间为15小时。
（照片）
序号
通量（m3/h）
进/出口压力（Mpa）
温度（℃）
含油浓度（ppm）
1
0.12
0.005/0
16
0
2
0.12
0.007/0
16
0
3
0.12
0.007/0
16
0
4
0.12
0.008/0
16
0
5
0.12
0.007/0
16
0
6
0.12
0.006/0
16
0
7
0.12
0.007/0
16
0
8
0.12
0.007/0
16
0
9
0.12
0.007/0
16
0
…
滤芯I：
水和轻质燃油在柱塞泵的作用下，在管道中混合后，进入装有滤芯I的罐体II中，含油量为7-8%，运行约90分钟后，滤芯I局部有小油滴冒出，小油滴上升到罐体II顶部逐渐凝聚集合，一段时间后，在罐体II的顶部形成油层，此时罐体II的出水通过油份浓度计检测，数值为0ppm。
运行约240分钟后，滤芯I顶部有雾状样液冒出，罐体II上部逐渐变浑浊，出水通过油份浓度计检测，数值为0.4ppm。
运行约300分钟时，罐体由上到下，逐渐变浑浊，出水通过油份浓度计检测，数值为6.8ppm。
运行约340分钟时，含油量为增加到10%，出水通过油份浓度计检测，数值为7ppm，试验结束后，发现滤芯顶部盖板连接处有泄露。
累计试验时间为15小时。
（照片）
序号
通量（m3/h）
进/出口压力（Mpa）
温度（℃）
含油浓度（ppm）
1
0.12
0.012/0.002
8
0
2
0.12
0.013/0.002
8
0
3
0.12
0.014/0.002
8
0
4
0.12
0.015/0.002
8
0
5
0.12
0.017/0.002
8
0
6
0.12
0.017/0.002
8
0
7
0.12
0.016/0.002
8
0
8
0.12
0.015/0.002
8
0
9
0.12
0.016/0.002
8
0.4
…
滤芯II：
水和轻质燃油在柱塞泵的作用下，在管道中混合后，进入装有滤芯II的罐体II中，含油量为2-3%，运行约90分钟后，滤芯II顶部有体积相同的淡黄色透明的油滴均匀冒出，油滴的直径约为5-6mm，与滤芯II外壁上的孔径大小基本相同，油滴上升到罐体II顶部逐渐凝聚集合，一段时间后，在罐体II的顶部形成油层，此时罐体II的出水通过油份浓度计检测，数值为0ppm。
运行约390分钟后，含油量为增加到10%，滤芯II中部开始有体积相同的淡黄色透明的油滴均匀冒出，油滴的直径约为5-6mm，顶部冒出的油滴数量增多，此时罐体II的出水通过油份浓度计检测，数值为0ppm。
运行约450分钟后，含油量为增加到15%，滤芯II筒体四周有体积相同的淡黄色透明的油滴均匀冒出，油滴的直径约为5-6mm，冒出的油滴数量增多，此时罐体II的出水通过油份浓度计检测，数值为0ppm。
运行约900分钟时，含油量为增加到25%-35%，出水通过油份浓度计检测，数值为0ppm。
试验时间为15小时。
（照片）
序号
通量（m3/h）
进/出口压力（Mpa）
温度（℃）
含油浓度（ppm）
1
0.12
0.012/0.002
9
0
2
0.12
0.013/0.002
9
0
3
0.12
0.014/0.002
9
0
4
0.12
0.015/0.002
9
0
5
0.13
0.017/0.002
9
0
6
0.14
0.017/0.002
10
0
7
0.15
0.016/0.002
10
0
8
0.16
0.015/0.002
10
0
9
0.17
0.016/0.002
10
0.4
…
滤芯III：
水和轻质燃油在柱塞泵的作用下，在管道中混合后，进入装有滤芯III的罐体II中，含油量为6%，运行约60分钟后，滤芯III开始有体积相同的淡黄色透明的油滴均匀冒出，油滴的直径约为5-6mm，与滤芯II处理样液B的现象相同。
试验时间为15小时。
（照片）
序号
通量（m3/h）
进/出口压力（Mpa）
温度（℃）
含油浓度（ppm）
1
0.12
0.016/0.006
20
0
2
0.12
0.016/0.006
20
0
3
0.12
0.016/0.006
20
0
4
0.12
0.017/0.006
20
0
5
0.13
0.017/0.006
20
0
6
0.14
0.017/0.006
20
0
7
0.15
0.018/0.006
20
0
8
0.16
0.018/0.006
20
0
9
0.17
0.019/0.006
20
0
…
滤料：
水和轻质燃油在柱塞泵的作用下，在管道中混合后，进入装有滤料的罐体III中，含油量为7-8%，进入罐体III时的状态为白雾状乳化态，然后油滴逐渐在顶部凝聚集合，一段时间后，在罐体III的顶部形成油层。
罐体III的出水通过油份浓度计检测，数值为0.1ppm。
随着运行时间的增加，出水通过油份浓度计检测，数值逐渐增加到1.9ppm，试验结束后，拆洗滤料，滤料由上到下，样液的气味逐渐变淡，累计试验时间为15小时。
（照片）
序号
通量（m3/h）
进/出口压力（Mpa）
温度（℃）
含油浓度（ppm）
1
0.12
0.009/0
4
0.1
2
0.12
0.009/0
4
0.2
3
0.12
0.009/0
4
0.2
4
0.12
0.009/0
4
0.3
5
0.13
0.009/0
4
0.4
6
0.14
0.009/0
4
0.5
7
0.15
0.009/0
4
0.6
8
0.16
0.009/0
4
0.7
9
0.17
0.009/0
4
0.8
…
2.油和淡水的乳化液（试验液体C）的试验
斜板：
水和乳化液在柱塞泵的作用下，在管道中混合后，进入装有斜板的罐体I中，含油量为约6%，刚进入罐体I时的状态为褐色乳化态，罐体I内液体的颜色逐渐变浑浊，一段时间后，在罐体I的顶部形成油层。
罐体I的出水通过油份浓度计检测，数值为由0ppm逐渐上升，含油量的最大值为2360ppm。
试验结束后，拆洗斜板，发现斜板上边均匀吸附有样液C，累计试验时间为15小时。
（照片）
序号
通量（m3/h）
进/出口压力（Mpa）
温度（℃）
含油浓度（ppm）
1
0.12
0.005/0
25
0.9
2
0.12
0.007/0
25
40
3
0.12
0.007/0
25
150
4
0.12
0.008/0
25
190
5
0.12
0.007/0
25
210
6
0.12
0.006/0
25
300
7
0.12
0.007/0
25
370
8
0.12
0.007/0
25
580
9
0.12
0.007/0
25
1360
…
斜板+滤芯I：
水和乳化油在柱塞泵的作用下，在管道中混合后，进入装有斜板的罐体I中，含油量为6%，刚进入罐体I时的状态为褐色乳化态，罐I出水进入装有滤芯I的罐II中，经过一段时间的运行，罐I中的液体逐渐变浑浊，顶部聚积有试验液体，运行约90分钟后，罐II中的水逐渐变浑浊，罐体II的出水通过油份浓度计检测，数值为由0ppm逐渐上升到45ppm。
罐II顶部无试验液体聚积现象。
累计试验时间为15小时。
（照片）
序
号
通量
（m3/h）
罐I进/出口压力（Mpa）
罐II进/出口压力
（Mpa）
温度
（℃）
含油浓度
（ppm）
1
0.12
0.015
0.018/0.006
21
0
2
0.12
0.015
0.018/0.006
21
0
3
0.12
0.015
0.018/0.006
21
0
4
0.12
0.015
0.018/0.006
21
2.3
5
0.12
0.015
0.018/0.006
21
6.7
6
0.12
0.015
0.018/0.006
21
15
7
0.12
0.015
0.018/0.006
21
18.3
8
0.12
0.015
0.018/0.006
21
18.3
9
0.12
0.015
0.018/0.006
21
18.3
…
斜板+滤芯II：
水和乳化油在柱塞泵的作用下，在管道中混合后，进入装有斜板的罐体I中，含油量为6%，刚进入罐体I时的状态为褐色乳化态，罐I出水进入装有滤芯II的罐II中，运行约40分钟后，罐I中的液体逐渐变浑浊，顶部聚积有试验液体，罐II中滤芯II表面局部有褐色的样液漫漫渗出，罐体II的出水通过油份浓度计检测，数值为由0ppm，渗出的样液开始在滤芯II表面凝聚，形成一定体积的油滴后上升到罐II顶部，此时罐体II的出水通过油份浓度计检测，数值上升为8.0ppm，并在较长的时间内一直维持在8.0ppm附近，累计试验时间为15小时。
（照片）。
序
号
通量
（m3/h）
罐I进/出口压力（Mpa）
罐II进/出口压力
（Mpa）
温度
（℃）
含油浓度
（ppm）
1
0.12
0.015
0.021/0.008
23
0.5
2
0.12
0.017
0.022/0.008
23
1.5
3
0.12
0.018
0.021/0.008
23
0
4
0.12
0.018
0.022/0.008
23
2.3
5
0.12
0.020
0.025/0.008
23
2.7
6
0.12
0.020
0.021/0.008
23
3.0
7
0.12
0.020
0.022/0.008
23
2.9
8
0.12
0.020
0.023/0.008
23
9.2
9
0.12
0.020
0.025/0.008
23
25.7
…
斜板+滤芯III：
水和乳化油在柱塞泵的作用下，在管道中混合后，进入装有斜板的罐体I中，含油量为6%，刚进入罐体I时的状态为褐色乳化态，罐I出水进入装有滤芯III的罐II中，运行约40分钟后，罐I中的液体逐渐变浑浊，顶部聚积有试验液体，运行约480分钟后，罐II中滤芯II表面底部有褐色的样液漫漫渗出，渗出的样液开始在滤芯II表面凝聚，形成一定体积的油滴后上升到罐II顶部，此时罐体II的出水通过油份浓度计检测，数值上升为0ppm，在以后较长的时间内一直维持在2.0ppm附近，观察到试验现象与滤芯II基本相同，累计试验时间为15小时。
（照片）。
序
号
通量
（m3/h）
罐I进/出口压力（Mpa）
罐II进/出口压力
（Mpa）
温度
（℃）
含油浓度
（ppm）
1
0.12
0.014
0.018/0.008
30
0
2
0.12
0.014
0.018/0.008
30
0.3
3
0.12
0.014
0.018/0.008
30
0.4
4
0.12
0.015
0.019/0.007
34
0.5
5
0.12
0.018
0.021/0.007
34
0.6
6
0.12
0.019
0.022/0.007
34
0.7
7
0.12
0.020
0.022/0.007
35
0.8
8
0.12
0.020
0.022/0.007
35
0.9
9
0.12
0.021
0.024/0.007
35
1.9
…
斜板+滤料：
水和乳化油在柱塞泵的作用下，在管道中混合后，进入装有斜板的罐体I中，含油量为6%，刚进入罐体I时的状态为褐色乳化态，罐I出水进入装有滤料的罐III中，罐I中的液体逐渐变浑浊，顶部聚积有试验液体，罐体III的出水通过油份浓度计检测，数值为3.3ppm，运行约90分钟后，罐体III的出水通过油份浓度计检测，数值为15.2ppm。
通过肉眼观察，可以看到滤料的上部由于吸附了试验样液C而颜色变深。
累计试验时间为15小时。
（照片）。
序
号
通量
（m3/h）
罐I进口压力（Mpa）
罐II进口压力
（Mpa）
温度
（℃）
含油浓度
（ppm）
1
0.12
0.011
0.006
25
3.3
2
0.12
0.011
0.006
25
2.5
3
0.12
0.011
0.006
25
2.1
4
0.12
0.011
0.006
25
2.3
5
0.12
0.011
0.006
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