Separator wody zaolejonej (morski)
Separator wody zaolejonej ( OWS ) (morski) to element wyposażenia charakterystyczny dla branży żeglugowej lub morskiej. Służy do rozdzielania mieszanin oleju i wody na ich oddzielne składniki. Ta strona dotyczy wyłącznie separatorów wody zaolejonej na statkach morskich. Znajdują się one na pokładach statków, gdzie są wykorzystywane do oddzielania ropy naftowej od zaolejonych ścieków, takich jak zęzowa , zanim ścieki zostaną odprowadzone do środowiska. Te zrzuty ścieków muszą spełniać wymagania ustanowione w Marpol 73/78 .
Woda zęzowa jest prawie nieuniknionym produktem ubocznym operacji na statku. Wycieki oleju z działających maszyn, takich jak generatory diesla, sprężarki powietrza i główny silnik napędowy. Nowoczesne OWS są wyposażone w alarmy i automatyczne urządzenia zamykające, które są uruchamiane, gdy zawartość oleju w ściekach przekroczy określoną granicę (15 ppm : 15 cm3 oleju w 1m3 wody).
Zamiar
.jpg)
Głównym celem okrętowego separatora wody zaolejonej (OWS) jest oddzielenie oleju i innych zanieczyszczeń, które mogą być szkodliwe dla oceanów. Międzynarodowa Organizacja Morska (IMO) publikuje przepisy za pośrednictwem Komitetu Ochrony Środowiska Morskiego (MEPC). 18 lipca 2003 r. MEPC wydało nowe przepisy, których musiał przestrzegać każdy statek zbudowany po tej dacie. Dokument ten jest znany jako MEPC 107(49) i wyszczególnia zmienione wytyczne i specyfikacje dotyczące wyposażenia zapobiegającego zanieczyszczeniom w zęzach przedziału maszynowego na statkach. Każdy OWS musi być w stanie uzyskać czystą wodę zęzową poniżej 15 ppm oleju typu C lub mocno zemulgowanego oleju oraz wszelkich innych zanieczyszczeń, które mogą zostać znalezione. Wszystkie monitory zawartości oleju (OCM) musi być odporny na manipulacje. Również za każdym razem, gdy OWS jest czyszczony, OCM musi być aktywny. OWS musi być w stanie usunąć zanieczyszczenia, a także olej. Niektóre z tych czynników zanieczyszczających obejmują olej smarowy, środki czyszczące, sadzę ze spalania, olej opałowy, rdzę, ścieki i kilka innych rzeczy, które mogą być szkodliwe dla środowiska oceanicznego.
Zawartość zęzy
Obszar zęzy to najniższy obszar na statku. Gromadzące się tu wody zęzowe to wody drenażowe lub resztkowe z kotłów, zbiorników zbierających wodę, woda pitna i inne miejsca, gdzie woda nie może się przelewać. Jednak woda zęzowa to nie tylko odprowadzanie wody. Inny system, który wpływa do systemu zęzowego, pochodzi z napędu statku. Tutaj paliwa , smary , płyn hydrauliczny , płyn niezamarzający , rozpuszczalniki , a chemikalia czyszczące spływają do zęz maszynowni w małych ilościach. OWS ma na celu usunięcie dużej części tych zanieczyszczeń przed odprowadzeniem ich do środowiska (za burtę do morza).
Konstrukcja i działanie
Wszystkie urządzenia OWS, nowe lub stare, mogą w warunkach laboratoryjnych oddzielać olej i wodę, robić to automatycznie i wytwarzać czystą wodę do odprowadzania za burtę, która zawiera nie więcej niż 15 części na milion oleju. Sprzęt OWS jest zatwierdzany poprzez testowanie go z określonymi koktajlami zmieszanego oleju i wody. Początkowo te kombinacje były bardzo proste, w zasadzie niczym więcej niż mieszanką czystej wody i oleju napędowego, ale stały się bardziej wyrafinowane w ramach MARPOL MEPC 107(49). Zdecydowana większość z tych wielu modeli, producentów i typów sprzętu zaczyna się od pewnego rodzaju separacji grawitacyjnej wody zęzowej. Po prostu pozostawienie oleju i wody w spokoju nazywa się dekantacji , a to nie zawsze spełnia kryterium 15 ppm, dlatego każdy producent dodawał do swojego sprzętu dodatkowe funkcje, aby to kryterium było spełnione. Separacja, która ma miejsce wewnątrz OWS, umożliwia automatyczne zbieranie oleju, który unosi się do góry, do zbiornika szlamu lub zbiornika na brudny olej. Nie ma oficjalnego standardu dotyczącego konwencji nazewnictwa czołgów, ale są pewne propozycje.
OWS musi być wyposażony w miernik zawartości oleju (OCM), który pobiera próbki wody odprowadzanej za burtę OWS pod kątem zawartości oleju. Jeśli zawartość oleju jest mniejsza niż 15 ppm, OCM umożliwia odprowadzenie wody za burtę. zawór trójdrogowy, który w krótkim czasie zawróci odprowadzaną wodę zaburtową do zbiornika po stronie ssącej OWS.
OCM pobiera strużkę próbki z przewodu odprowadzającego za burtę OWS i przepuszcza światło przez próbkę do czujnika optycznego. Ponieważ małe kropelki oleju będą uginać i rozpraszać światło, zmiana sygnału na czujniku wskaże obecność oleju. Przy pewnym ustawieniu sygnału, które jest w przybliżeniu równoważne 15 ppm, czujnik stwierdzi, że przez przewód tłoczny przepływa za dużo oleju. Ta kalibracja zwykle odbywa się w laboratorium, ale można ją przetestować za pomocą trzech próbek cieczy znajdujących się na pokładzie naczynia. Jeśli OCM pobierze próbkę pewnej ilości ciężkiego oleju, OCM zostanie zanieczyszczony i będzie musiał zostać przepłukany lub oczyszczony.
.JPG)
Czyszczenie można wykonać, przepuszczając świeżą wodę przez OCM przez stałe połączenie lub przez otwarcie obszaru próbki OCM i wyszorowanie obszaru próbki szczotką do butelek.
Woda usunięta przez OWS przepływa do przestrzeni zbiorczych oleju. Mogą być dwa etapy. Filtr pierwszego stopnia usuwa obecne zanieczyszczenia fizyczne i sprzyja drobnej separacji. Filtr drugiego stopnia wykorzystuje wkłady koalescencyjne w celu osiągnięcia ostatecznego odolejenia. Koalescencja to rozpad napięcia powierzchniowego między kropelkami oleju w mieszaninie olej/woda, co powoduje ich łączenie i powiększanie się. Olej z przestrzeni zbiorczych jest odprowadzany automatycznie lub ręcznie. Na większości nowoczesnych statków olej z przestrzeni zbiorczych jest odprowadzany automatycznie.
Książeczka olejowa
Wszystkie statki towarowe, na których obowiązuje Konwencja MARPOL, muszą posiadać książkę zapisów olejowych, w której główny mechanik będzie odnotowywał wszystkie transfery i zrzuty oleju lub szlamu na statku. Jest to konieczne, aby władze mogły monitorować, czy załoga statku dokonała jakichkolwiek nielegalnych zrzutów ropy naftowej na morzu.
Przy dokonywaniu wpisów w księdze zapisów olejowych , Część I, w odpowiednich kolumnach umieszcza się datę, kod operacyjny i numer pozycji, a wymagane dane szczegółowe podaje się w porządku chronologicznym, zgodnie z ich dokonaniem na statku. Każdą operację należy bezzwłocznie w pełni zarejestrować, tak aby wszystkie wpisy w księdze dotyczące tej operacji zostały zakończone.
Historia przepisów dotyczących odprowadzania ścieków oczyszczonych
W 1948 roku w USA uchwalono ustawę o kontroli zanieczyszczenia wody (WPA) została przyjęta przez rząd federalny. Ustawa ta nadała ogólnemu chirurgowi publicznej służby zdrowia uprawnienia do tworzenia programów zmniejszających ilość zanieczyszczeń w wodach świata. Głównym celem było oszczędzanie wody, ochrona ryb i posiadanie czystej wody do użytku rolniczego. WPA pomogła również rozpocząć proces budowy stacji uzdatniania wody. Ma to na celu ochronę przed ściekami z zanieczyszczającej wody pitnej. W 1972 r. WPA zostało zmienione, aby zawierało więcej wymagań w celu zapewnienia, że woda jest chemicznie zdrowa. Ta poprawka rozszerzyła również przepisy zapewniające jakość wody na odpowiednim poziomie. W 1987 r. WPA została ponownie zmieniona, aby wprowadzić jeszcze bardziej rygorystyczną kontrolę zanieczyszczenia wody. Dzięki tej nowej poprawce źródła wody musiały spełniać określony zestaw kryteriów w celu zwalczania zanieczyszczeń.
MARPOL
Marpol 73/78 to Międzynarodowa konwencja o zapobieganiu zanieczyszczaniu morza przez statki z 1973 r., zmieniona Protokołem z 1978 r. („Marpol” to skrót od zanieczyszczenia mórz, a 73/78 skrót od lat 1973 i 1978).
Marpol 73/78 to jedna z najważniejszych międzynarodowych konwencji dotyczących środowiska morskiego. Został zaprojektowany w celu zminimalizowania zanieczyszczenia mórz, w tym dumpingu, zanieczyszczenia olejami i spalinami. Jej deklarowanym celem jest ochrona środowiska morskiego poprzez całkowitą eliminację zanieczyszczeń olejami i innymi szkodliwymi substancjami oraz minimalizację przypadkowych zrzutów takich substancji.
Aktualne przepisy
Stany Zjednoczone
Przepisy ustawy o czystej wodzie ograniczają to, co może być zrzucane do morza z OWS na wodach USA. Obecne limity wynoszą < 15 mg/l ropy dla zrzutów w promieniu 12 mil morskich od brzegu lub 100 mg/l poza tym limitem.
Europy i Kanady
Kraje europejskie i Kanada mają surowsze przepisy dotyczące zrzutów, a zrzuty muszą zawierać mniej niż 5 mg/l zanieczyszczeń.
Zrzut wód zanieczyszczonych ropą podlega również międzynarodowym kontrolom, takim jak Międzynarodowa konwencja o zapobieganiu zanieczyszczaniu morza przez statki ( MAPOL ) oraz Międzynarodowa Organizacja Morska (IMO). Organizacje te wyznaczają ścisłe granice ochrony życia morskiego i środowiska przybrzeżnego. Agencje te wymagają prowadzenia rejestrów wszelkich zrzutów zanieczyszczonej wody.
typy
Separator płyt grawitacyjnych
Separator płytowy grawitacyjny zawiera szereg płyt oleofilowych , przez które przepływa zanieczyszczona woda. Olej w wodzie łączy się na spodniej stronie płyty, ostatecznie tworząc kropelki, zanim połączy się w ciekły olej, który wypływa z płyt i gromadzi się na górze komory. Olej gromadzący się na górze jest następnie przenoszony do zbiornika oleju odpadowego na statku, skąd jest następnie odprowadzany do oczyszczalni na lądzie. Ten typ separatora wody zaolejonej jest powszechny na statkach, ale ma wady, które zmniejszają wydajność. Cząsteczki oleju o wielkości dwudziestu mikrometrów lub mniejsze nie są rozdzielane. Różnorodność oleistych odpadów w wodzie zęzowej może ograniczać skuteczność usuwania, zwłaszcza w przypadku obecności bardzo gęstych i bardzo lepkich olejów, takich jak olej bunkrowy . Zanieczyszczone płytki należy wymieniać, co zwiększa koszty eksploatacji.
Elektrochemiczny
Oczyszczanie ścieków z olejów i zanieczyszczeń za pomocą elektrochemicznej emulgacji jest aktywnie badane i rozwijane. Emulgacja elektrochemiczna obejmuje wytwarzanie pęcherzyków elektrolitycznych, które przyciągają zanieczyszczenia, takie jak szlam, i przenoszą je na górę komory obróbki. Po dotarciu do górnej części komory oczyszczającej olej i inne zanieczyszczenia są przenoszone do zbiornika na zużyty olej.
Bioremediacja
Bioremediacja to wykorzystanie mikroorganizmów do oczyszczania zanieczyszczonej wody. Dla mikroorganizmów potrzebne jest starannie zarządzane środowisko, które zawiera składniki odżywcze i węglowodory, takie jak olej lub inne zanieczyszczenia, oraz tlen.
W badaniach na skalę pilotażową bioremediacja była stosowana jako jeden etap w wieloetapowym procesie oczyszczania z użyciem separatora płytowego w celu usunięcia większości zanieczyszczeń i umożliwiała oczyszczanie zanieczyszczeń w bardzo niskich stężeniach, w tym zanieczyszczeń organicznych, takich jak gliceryna, rozpuszczalniki, paliwo do silników odrzutowych, detergenty i fosforany. Po oczyszczeniu zanieczyszczonej wody jedynymi produktami resztkowymi były dwutlenek węgla, woda i osad organiczny.
Odśrodkowy
Odśrodkowy separator woda-olej , odśrodkowy separator olej-woda lub odśrodkowy separator ciecz-ciecz to urządzenie przeznaczone do oddzielania oleju i wody poprzez wirowanie. Zwykle zawiera cylindryczny pojemnik, który obraca się wewnątrz większego stacjonarnego pojemnika. Gęstsza ciecz, zwykle woda, gromadzi się na obrzeżach obracającego się pojemnika i jest zbierana z boku urządzenia, podczas gdy mniej gęsta ciecz, zwykle olej, gromadzi się na osi obrotu i jest zbierana od środka. Odśrodkowe separatory olejowo-wodne stosowane są do oczyszczania ścieków oraz do oczyszczania rozlewisk ropy na morzu lub jeziorze. Odśrodkowe separatory olejowo-wodne służą również do filtrowania olejów napędowych i smarowych poprzez usuwanie z nich cząstek odpadowych i zanieczyszczeń.
Problemy
Na prawidłowo eksploatowanym statku obecne byłyby tylko niewielkie ilości zęz, o ile nie występują awarie sprzętu. Ale nawet najlepiej eksploatowane statki mają awarie sprzętu, co szybko prowadzi do skażenia zęz. Czasami te zanieczyszczenia są ogromne i stanowią poważne wyzwanie dla załogi, z którą trzeba sobie poradzić w sposób zgodny z prawem.
Idealny system OWS ułatwi agencjom egzekwowania przepisów ustalenie, czy przepisy systemu OWS są łamane. Obecnie nie ma jasnej i skutecznej metody ustalania, czy przepisy są łamane, czy nie. Na najbardziej podstawowym poziomie absolutny brak jakiejkolwiek standaryzacji systemów OWS sprawia, że wstępne dochodzenie jest mylące, brudne, czasochłonne, a czasem po prostu błędne. W przemyśle morskim istnieje długa i ważna tradycja „wspólności” w morskich dochodzeniach kryminalistycznych, w której wszystkie zainteresowane strony badają te same rzeczy w tym samym czasie. Jednak ze względu na przestępczy charakter naruszeń OWS odchodzi się od koncepcji solidarności, co prowadzi do bardzo słabych technicznych metod dochodzeniowych i poważnych niepotrzebnych zakłóceń w eksploatacji statków.
Podejmowane są różne wysiłki w celu poprawy ogólnego podejścia do systemu OWS. W 2015 roku na konferencji MAX1 Studies Conference, która odbyła się w Wilmington w Karolinie Północnej, liderzy morscy z wielu różnych sektorów zebrali się, aby omówić potencjalne rozwiązania problemów związanych z zarządzaniem strumieniem odpadów.