Судовые системы очистки воды используются на судах для удаления загрязнений и солей из морской воды, чтобы сделать ее пригодной для использования в различных процессах на судне. Эти системы могут включать в себя обратный осмос, ультрафильтрацию или дистилляцию.
Системы очистки вод играют важную роль в сохранении экологии, так как помогают уменьшить загрязнение водных ресурсов и снизить негативное воздействие на окружающую среду. Очищенная вода может быть безопасно возвращена в природу, что способствует сохранению экосистем и поддержанию биоразнообразия.
Источники загрязнения и способы очистки нефтесодержащих и сточных вод
Предотвращение загрязнения Мирового океана, как составная часть охраны окружающей среды, является важнейшей международной проблемой. Основной источник загрязнения морской среды – нефть и нефтепродукты. По различным причинам в океан ежегодно попадает несколько миллионов тонн нефтепродуктов. Другими загрязняющими веществами могут быть:
- бытовые сточные воды и отходы (с камбуза, душевых и других мест общего пользования);
- ртуть и соединения ртути;
- радиоактивные отходы;
- синтетические материалы (сети, тросы и др.).
Во избежание роста загрязнений принят ряд мер как национального, так и международного характера. Начиная с 1926 года принято несколько Международных конвенций по предотвращению загрязнения морской среды (Мирового океана и особых водных районов: Балтийского, Средиземного морей и др.). На основании Международных конвенций были изданы Указ Президиума Верховного Совета СССР «Об усилении ответственности за загрязнение моря веществами, вредными для здоровья людей или для живых ресурсов моря» от 26 февраля 1974 г. и ряд постановлений Совета Министров СССР о борьбе с загрязнениями моря вредными веществами. Во исполнение указанных документов Минрыбхозом СССР (институт Гипрорыбфлот) было разработано «Наставление по предотвращению загрязнения моря нефтью», которое является обязательным для всех судов флота рыбной промышленности и береговых предприятий.
При эксплуатации судового оборудования постоянно происходят утечки воды, топлива, масла через сальниковые уплотнення насосов, двигателей, компрессоров, через арматуру. Утечки имеют место при проведении осмотров и ремонтов технических средств судна и во время бункеровки. Поэтому в льялах машинно-котельных отделений ежедневно накапливаются нефтесодержащие (льяльные) воды, количество которых зависит от типа судна, технического состояния оборудования, его эксплуатации. Нефтесодержащие воды также образуются при очистке топливных и масляных танков, при балластировке танков и других операциях. Эти воды также требуют очистки. Поэтому каждое судно должно быть оборудовано сепарационной установкой, соответствующей Межправительственной морской консультативной организации (ИМКО). На судах валовой вместимостью более 10 000 рег. т сепарационные установки должны быть оборудованы системой автоматического замера нефтесодержания и управления сбросом. В случае отсутствия установки нефтесодержащие воды передаются на судно-сборщик или в емкость при заходе в порт. Сливной трубопровод на палубе судна должен иметь специальный фланец международного образца для возможности подсоединения шлангов в иностранных портах.
В Наставлении Минрыбхоза России отражены все требования Международных конвенций и регламентируются степень очистки и сброс нефтесодержащих и сточных вод, мусора и других отходов. Например, при работе судов валовой вместимостью более 400 рег. т в 12-мильной зоне степень очистки нефтесодержащих вод должна быть не более 15 частей на миллион (15 мл/л или иногда приблизительно принимают по массе 15 мг/л). В особых районах указанная степень очистки предъявляется к судам независимо от их валовой вместимости.
В зоне от 12 до 50 миль степень очистки сбрасываемых нефтесодержащих вод должна быть не более 100 мг/л. За пределами 50-мильной зоны вне особых районов сброс нефтесодержащих вод с судов ограничивается мгновенной интенсивностью, измеряемой в литрах нефти на каждую милю пройденного пути. При этом сброс осуществляется через специальные отстойные танки, а также ограничивается по общему количеству.
Сброс сточных вод с мест общего пользования разрешается только за пределами 12-мильной зоны, при этом судно должно идти со скоростью не менее 4 уз. В пределах 12-мильной зоны Судовые устройства мембранного типа для очистки водысброс сточных вод может осуществляться только через специальные установки, где происходит их обработка (измельчение, обеззараживание). При этом на поверхности воды не должны появляться видимые плавающие твердые частицы и не должно быть изменения цвета воды. Суда, не оборудованные установками для обработки сточных вод, должны их накапливать в специальных цистернах и сдавать в порту или на суда-сборщики. Некоторые государства предъявляют другие требования (более или менее жесткие) к очистке и сбросу нефтесодержащих и сточных вод, при этом учитываются тип, назначение судна, численность экипажа и т. д.
Сброс мусора, пищевых и твердых отходов разрешается также на определенном расстоянии от берега. Густые остатки топлива из фильтров и сепараторов, промасленная ветошь сжигаются в специальных печах или собираются в контейнеры и сдаются в порту.
Применяются следующие способы очистки нефтесодержащих вод на судах:
- отстой;
- коалесцирование (укрупнение);
- флотация;
- фильтрация.
Что такое отстой?
Отстой является первоначальной очисткой нефтесодержащих вод.
В результате различной плотности по сравнению с водой нефтепродукты накапливаются в верхней части нефтеводяной смеси. Время отстоя зависит от скорости расслоения нефтесодержащих вод. Крупные частицы нефтепродуктов более интенсивно отделяются и всплывают на поверхность, мелкие частицы отделяются медленнее. Для ускорения процесса отстоя смесь подогревают до 30-50 °С. Нефтепродукты, эмульгированные в воде, под действием силы тяжести практически не отделяются. Для их отделения применяют искусственные методы.
Коалесцирование (укрупнение) частиц нефтепродуктов может производиться в механических устройствах (фильтрующие элементы, отбойные тарелки и др.) или с применением специальных веществ – коагулянтов. В зависимости от применяемых коагулянтов укрупненные частицы или всплывают наверх, или выпадают в осадок.
Способ флотации состоит в насыщении нефтеводяной смеси пузырьками воздуха, которые при всплытии захватывают частицы нефтепродуктов и выносят их на поверхность. Образующаяся нефтеводяная пена удаляется в цистерну грязного топлива и масла.
При фильтрации загрязненная вода проходит через слой фильтрующих элементов, в которых частицы нефтепродуктов задерживаются. В качестве фильтрующих материалов применяются:
- кокс;
- стекловата;
- опилки;
- асбестовые материалы и др.
Системы очистки и удаления нефтесодержащих вод и отходов
Принципиальная схема очистки нефтесодержащих вод изображена на рис. 1.
Осушительный насос 1 откачивает загрязненную воду из льял или какого-либо танка и подает ее в отстойную цистерну 2. При естественном отстое степень очистки достигает 3-5 г/л. С верхней части отстойной цистерны нефтепродукты поступают в сборник отстоев 3, по мере его наполнения нефтепродукты через магнитный (соленоидный) клапан 4 удаляются в танк грязного топлива и масла. Сборник отстоев может отсутствовать, в этом случае нефтепродукты поступают непосредственно в танк грязного топлива. Дальнейшая очистка льяльной воды происходит в сепараторе 5. Очищенная до необходимой нормы вода удаляется за борт.
На рис. 2 изображен коалесцирующий сепаратор «Атлантик».
Перегородка 6 разделяет цилиндрический корпус сепаратора на две части. В левой части установлены коалесцирующие патроны 1, через которые прокачивается загрязненная нефтью вода. Проходя через патроны, мелкие частицы нефтепродуктов укрупняются и поступают в правую часть сепаратора. Укрупненные частицы всплывают наверх и скапливаются в нефтесборной полости 2, откуда удаляются через патрубок 4 с клапанами. Клапаны 3 служат для выпуска воздуха. Очищенная вода удаляется за борт по трубе с нижней части сепаратора. Для контроля наполнения и Судовые установки очистки нефтесодержащих водработы сепаратора служат манометры 5.
Устройство флотационного сепаратора СТВ-10ф показано на рис. 3.
В блоке 3 помещен вращающийся от электродвигателя 1 цилиндр 2 с лопатками (импеллер). При вращении импеллера поступающая вода под действием центробежной силы отбрасывается к периферии. При этом по воздушной трубе вследствие создавшегося разрежения в импеллер поступает воздух, который перемешивается с водой и в виде мелких пузырьков и частиц выбрасывается во флотационную камеру. В камере воздушные пузырьки всплывают и захватывают с собой частицы нефтепродуктов. На поверхности флотационной камеры образуется пена, состоящая из нефтевоздушной смеси. Пена удаляется пеноснимателем в пеносборный бак, а затем в танк грязного топлива.
Читайте также: Судовые системы бытового водоснабжения
Для повышения эффективности работы сепаратора вводится флотореагент (вспениватель). В качестве флотореагеитов используются nоверхностно-активные вещества, например, спирт оксисинтеза ИМ-68.
На судах нашли более широкое применение сепараторы коалесцирующего типа. Они эффективнее в работе и проще в эксплуатации.
В соответствии с Международными требованиями на каждом судне, работающем на жидком топливе, должен быть «Журнал нефтяных операций». В журнале отмечаются все работы, связанные с перекачиванием и использованием нефтепродуктов:
- бункеровка топливом и маслом;
- прием балласта в топливные танки;
- слив за борт очищенных льяльных вод;
- очистка и слив балласта;
- удаление нефтеостатков;
- загрязнение моря в аварийных случаях и т д.
Загрязнение морской среды нефтью через сепарационную установку не снимает ответственности с администрации судна.
