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.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
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- ZYFZ 系列 底水 分离器 试验报告