船用油水分离器工作原理

一械千里

船用油水分离器是船舶防止含油污水污染海洋的关键设备，其工作原理基于油和水的物理特性差异(密度、表面张力、粒径等)，通过多级分离技术将污水中的油分控制在国际海事组织(IMO)规定的 15ppm 以下(即每升污水含油量≤15 毫克)。
一、预处理阶段：去除大颗粒杂质
含油污水(如机舱舱底水、燃油舱清洗水)首先进入预处理腔，通过以下方式初步净化：
格栅过滤：拦截污水中的固体杂质(如金属碎屑、纤维、泥沙)，避免后续部件堵塞。
破乳(针对乳化油)：若污水中含有稳定的乳化油(油滴粒径<1μm，与水形成乳浊液)，通过添加破乳剂(如聚合氯化铝)或采用电解、超声技术破坏油滴表面的乳化膜，使小油滴凝聚成大颗粒，便于后续分离。

二、主要分离阶段：多级物理分离技术
根据油滴大小和设备设计，通过多级组合实现高效分离：
重力分离(初级分离)
利用油与水的密度差(油密度约 0.8-0.9g/cm³，水约 1g/cm³)，污水进入静置分离腔后流速降低(通常<0.05m/s)，油滴因浮力上升至液面形成油层，水则下沉至底部。此阶段可分离粒径>100μm 的浮油，分离效率约 60%-70%。
关键设计：分离腔采用倾斜板(波纹板或平行板)结构，增加油滴上浮路径和停留时间，同时减少水流扰动，提升分离效率。
聚结分离(次级分离)
剩余含细小油滴(10-100μm)的污水进入聚结区，通过填充亲油材料(如聚丙烯纤维、陶瓷填料)实现分离：
油滴与亲油材料表面接触时，因表面张力吸附在材料表面，逐渐凝聚成更大油滴(“聚结效应”)，当油滴重力超过浮力时，上浮至顶部集油区。
水则通过材料间隙流向下一阶段，此阶段可分离 10-100μm 的油滴。
精细过滤(深度分离)
经过前两级分离后，水中仍残留少量微小油滴(<10μm)，需通过精细过滤单元处理：
采用疏水型过滤膜(如聚四氟乙烯膜)或超细纤维滤芯，利用 “拦截效应” 和 “吸附效应” 捕获微小油滴，同时允许水通过。
部分设备会结合离心分离技术(高速旋转产生离心力，将油滴甩向腔壁)，进一步提升分离效率，使最终出水油分≤15ppm。

三、油分收集与排放控制
油分收集：分离出的油液(浮油和聚结油)通过顶部集油腔汇集，经手动或自动排油阀排入污油舱，等待后续处理(如焚烧或回收)。
排放监控：处理后的水需经过油分浓度探测器(如紫外吸收式、红外散射式传感器)检测，达标(≤15ppm)后通过排放阀排出船外;若不达标，将自动回流至分离器重新处理，防止超标排放。

四、辅助系统保障运行
加热系统：低温环境下，通过电加热或热水伴热防止油液凝固、黏度升高，确保分离效率。
反冲洗系统：定期用清水或压缩空气反冲聚结材料和滤芯，清除表面附着的油污和杂质，延长使用寿命。
船用油水分离器的核心是通过 “预处理→重力分离→聚结分离→精细过滤” 的多级协同，结合实时监控技术，实现含油污水的合规排放，是船舶防污染的强制设备。