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【独家推荐】有了亲水透析膜,高乳化油污水哪里逃

原标题:【独家推荐】有了亲水透析膜,高乳化油污水哪里逃

随着全球经济的发展和列装舰船数量的增加,舰船油污水处理技术备受关注。含油污水不仅会污染海洋环境,也会影响舰船的隐身性能(排放的高乳化油污水会暴露舰船位置)。为了提高油污水处理水平,中国舰船研究设计中心的王良武团队开展了基于亲水透析膜的高乳化油污水分离特性试验,深入分析了影响实际处理效能的各项因素,可为相关污水处理设备上舰提供技术支撑。

基于透析膜的高乳化油污水分离特性试验

王良武 , 李慧子 , 谢承利 , 刘喜元

中国舰船研究, 2017, 12(3): 128-134.

论文背景

随着舰船装备的发展,基于蒸汽动力的机械运动部件产生的油污水呈现出高乳化的趋势,尤其是经蒸汽高温、高压作用的机械运动部件产生的润滑油污水。

与传统舰船舱底油污水相比,其具有高温、高含油、高乳化程度、分离难度大、污染危害大等特征。

国内外很多油污水处理设备大多采用重力分离加膜隔离的技术对乳化油进行深化处理,即以膜隔离作为处理核心,例如美国的横流薄膜处理系统、德国DVZ-SERVICES公司开发的PCM系列装置等,但传统膜分离技术在处理高乳化油污水时存在易堵塞、难清洗等缺点。

本文结合舰船实际作业空间和时间限制,以新型亲水透析膜为核心开展了一系列高乳化油污水的分离特性试验,以寻求适用于舰船高乳化油污水破乳分离的膜孔径及其特性参数。

论文主要内容

利用1000号矿油型汽缸油(GB/T 447-1994)及乳化剂等制备高乳化油污水,根据船舶含油废水处理工艺搭建了基于透析膜组件的高乳化油污水分离试验装置(图1。试验装置由高乳化油调制组件、油污水输送组件以及透析膜组件等组成。

试验中分别制备体积分数为0.005,0.01,0.015,0.02共4种高乳化油污水原液,采用0.1,0.2和0.45 µm共3种孔径的亲水透析膜组件(可拆卸更换),试验温度T 为25~80 ℃(间隔5 ℃)共12 个工况,共计144 组试验。

额定乳化油污水分离能力按0.5m3/h、出水中油的体积分数小于100×10-6为满足设计要求。利用流量计、油份检测仪等仪器设备测量不同孔径透析膜组件处理不同温度、不同浓度高乳化油污水原液的效能,并按MEPC.107(49)决议研究膜组件的抗污性能,以及膜组件频繁自清洗后处理效能的衰减特性。

论文结论:

基于搭建的试验装置,通过采用不同孔径透析膜组件在不同运行温度条件下处理不同含油浓度的高乳化油污水原液,以及对其进行抗污染、分离效能衰减性等方面的试验,得出如下结论:

1)无论是处理后出水的含油量(预先设定要求体积分数小于100×10-6)还是各工况下高乳化油污水处理量,孔径为0.45 µm 的透析膜要优于孔径为0.1及0.2 µm的透析膜。

2)高乳化油污水原液温度处于55~60 ℃时,试验平台对原液的分离效果和处理流量均达到最佳状态,即出水含油量最低、处理流量最大。

3)当试验平台在初始状态下连续运行时间超过32h时,排放水含油量体积分数将超过100×10-6,亲水透析膜组件自净能力的平衡性被打破,实际使用中可适当缩减自清洗周期。

图 1 试验装置示意图

图2 透析膜分离效能衰减性结果

作者简介

王良武,1985年生,2011年获武汉理工大学工学硕士学位,毕业至今在中国舰船研究设计中心工作,主要从事船舶辅助系统的研究设计,主持、参与多项海军装备预研、型号课题研究和装备研制工作。授权实用新型专利2项、发表学术论文14篇、技术秘密1项。

李慧子,1984年生,2011年获得南京理工大学工学硕士学位,毕业至今在中国舰船研究设计中心工作,主要从事船舶保障系统设计工作。主持、参与多项海军装备预研课题及型号课题的研究工作。以第一作者发表论文十余篇,撰写国防科技报告(一级)1篇。

[1] 刘喜元, 李树, 谢承利, 王良武. MBR运行参数对处理船舶含油餐饮废水的影响[J]. 中国舰船研究, 2016, 11(2): 133-138.

[2] 吕东方, 于开录, 岳强. 等离子体技术处理舰船固体废弃物的进展[J]. 中国舰船研究, 2016, 11(1): 89-94.

[3] 刘喜元. 船舶污水处理系统的技术方案[J]. 中国舰船研究, 2006, 1(5-6): 54-56.

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《中国舰船研究》2017年第12卷第3期在www.ship-research.com以及中国舰船研究微信公众号上发布,可在电脑端及微信订阅号中浏览全文。微信专题精选部分文章重点推送。

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