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鍵設備，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)，通過多級分離技術將污水中的油分控制在國際海事組織(IMO)規定的 15ppm 以下(即每升污水含油量≤15 毫克)。
一、預處理階段：去除大顆粒雜質
含油污水(如機艙艙底水、燃油艙清洗水)首先進入預處理腔，通過以下方式初步凈化：
格柵過濾：攔截污水中的固體雜質(如金屬碎屑、纖維、泥沙)，避免后續部件堵塞。
破乳(針對乳化油)：若污水中含有穩定的乳化油(油滴粒徑<1μm，與水形成乳濁液)，通過添加破乳劑(如聚合氯化鋁)或采用電解、超聲技術破壞油滴表面的乳化膜，使小油滴凝聚成大顆粒，便于后續分離。

二、主要分離階段：多級物理分離技術
根據油滴大小和設備設計，通過多級組合實現高效分離：
重力分離(初級分離)
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%。
關鍵設計：分離腔采用傾斜板(波紋板或平行板)結構，增加油滴上浮路徑和停留時間，同時減少水流擾動，提升分離效率。
聚結分離(次級分離)
剩余含細小油滴(10-100μm)的污水進入聚結區，通過填充親油材料(如聚丙烯纖維、陶瓷填料)實現分離：
油滴與親油材料表面接觸時，因表面張力吸附在材料表面，逐漸凝聚成更大油滴(“聚結效應”)，當油滴重力超過浮力時，上浮至頂部集油區。
水則通過材料間隙流向下一階段，此階段可分離 10-100μm 的油滴。
精細過濾(深度分離)
經過前兩級分離后，水中仍殘留少量微小油滴(<10μm)，需通過精細過濾單元處理：
采用疏水型過濾膜(如聚四氟乙烯膜)或超細纖維濾芯，利用 “攔截效應” 和 “吸附效應” 捕獲微小油滴，同時允許水通過。
部分設備會結合離心分離技術(高速旋轉產生離心力，將油滴甩向腔壁)，進一步提升分離效率，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(浮油和聚結油)通過頂部集油腔匯集，經手動或自動排油閥排入污油艙，等待后續處理(如焚燒或回收)。
排放監控：處理后的水需經過油分濃度探測器(如紫外吸收式、紅外散射式傳感器)檢測，達標(≤15ppm)后通過排放閥排出船外;若不達標，將自動回流至分離器重新處理，防止超標排放。

四、輔助系統保障運行
加熱系統：低溫環境下，通過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：定期用清水或壓縮空氣反沖聚結材料和濾芯，清除表面附著的油污和雜質，延長使用壽命。
船用油水分離器的核心是通過 “預處理→重力分離→聚結分離→精細過濾” 的多級協同，結合實時監控技術，實現含油污水的合規排放，是船舶防污染的強制設備。