大连海事大学船舶防污染技术海上溢油处理技术.ppt

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1、,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,第十三章 海上溢油处理技术,1,第十三章 海上溢油处理技术,主要内容：海上溢油的自然动态；溢油围控；溢油回收；溢油的化学处理及其他处理方法；溢油应急处理技术；海面溢油监测技术；溢油应急计划。,Chapter 13 The technology of dealing with oil spill in the sea,溢油在海洋环境中的自然过程:进入海洋环境的溢油，随着时间的推移，会逐渐消失，这是海洋的自净作用。因此，尽管每年都有大量石油进入海洋，但不会在海洋中堆集。溢油消失所需的时间与油的物理、化学

2、特性有关，也与溢油量的多少、海况及气象条件等有关。,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,2,第一节 海上溢油的自然动态,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,第十三章 海上溢油处理技术,第十三章 海上溢油处理技术,Section 1 The natural dynamic of oil spill,溢油在海洋环境中的自然过程,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,3,Marine Pollution Prevention Te

3、chnology,船舶防污染技术,第十三章 海上溢油处理技术,第十三章 海上溢油处理技术,一、漂移 由于受风、海流及海况的影响而导致的溢油平行运动过程叫漂移。它是影响溢油运动的主要因素之一。二、扩散 海面溢油在某些海洋环境条件影响下，产生的水平扩散过程。一方面决定溢油扩散面积的大小；另一方面由于其表面积增大，溢油的挥发、溶解、分散和光氧化还原过程都会受到不同程度的影响。,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,4,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,第十三章 海上溢油处理技术,第十三

4、章 海上溢油处理技术,三、风化 石油或烃类溢散到海面上后其组分和性质随时间发生变化、最后从海面消失的过程即为溢油的风化，是物理作用、化学作用和生物降解综合作用的结果。广义的风化概念包括蒸发、分散、溶解、乳化、沉降、生物降解、化学氧化等过程，其中最重要的是蒸发和乳化过程。,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,5,第十三章 海上溢油处理技术,1.蒸发：指石油溢出后变为气体向四周大气散布的过程。挥 发数量一般占总溢油量的20-40%。2.分散：在风浪的作用下，溢油被破碎成小油粒，分散进入 水体中。3.溶解：溢油在一定能量的搅动下，形成油粒均匀

5、进入海水 中的过程。4.乳化：使原来不能混合的两种液体混合起来，把其中一种 液体变成微小的颗粒分散在另一种液体中的过程。形成油包水乳化液，生成类似“巧克力奶油冻”的黏 液，最终形成沥青块。,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,6,第十三章 海上溢油处理技术,5.沉降:溢油附着在悬浮颗粒或自身絮凝沉入海底的过程。6.光氧化:溢油在阳光的照射下，经历氧化、磁化、水解并产生 氧化物的降解过程。7.生物降解:分解烃类的微生物，由于它们的代谢以分解石油作 为碳素和能量的来源，海洋环境中的烃类残留物才 不至于大量积累。,Marine Polluti

6、on Prevention Technology,船舶防污染技术,7,第十三章 海上溢油处理技术,在溢油发生后的处理：首先应防止石油继续溢漏，采取调驳货油等手段；然后抑制溢油的扩散，即用围油栏将溢油围住；继之采取适当措施将溢油回收；最后在不可能回收的情况下，应采取果断措施将溢油消除，诸如现场焚烧、分散剂处理、强化生物降解、沉降处理等等。溢油围控：将溢油控制在较小范围并阻止其进一步扩散和漂移 所采取的措施。,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,8,第二节 海上溢油的围控,Marine Pollution Prevention Techno

7、logy,船舶防污染技术,第十三章 海上溢油处理技术,Section 2 Oil spill control,一、围油栏的作用：围控与集中、溢油导流和防止潜在溢油三种作用。对围油栏的要求：1.能有效围油，而不使其扩散；2.有风、流、浪时也能工作；3.具有足够的强度和寿命；4.便于保存、运输、施放；5.海水中性能稳定；6.易于修理；7.特种围油栏要求耐火、吸油等。,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,9,第十三章 海上溢油处理技术,二、影响滞油的因素 1.水流对滞油的影响：流速超过一定数值后，滞油将从围油栏底部漏走。临界速度一般小于1m/

8、s。2.波浪对滞油的影响：波浪影响围油栏的吃水和干弦，滞油从围油栏上部或 底部逸出，应改变围油栏的柔软性和浮力重量比。3.风对滞油的影响：风会使围油栏发生倒伏，滞油从上面逸出。,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,10,第十三章 海上溢油处理技术,三、围油栏结构,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,11,第十三章 海上溢油处理技术,围油栏的基本构造,1 浮体：提供浮力，有固体浮体和气体浮体两种。2 裙体或挡油屏体：直立于水中，起挡油作用。3 配重体：位于裙体或挡油屏体下部，使裙体

9、或挡油屏体在水 中保持直立，选择浮体和配重体大小能使围油栏具 有一定的水上高度和吃水深度。,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,12,第十三章 海上溢油处理技术,4 加强带：增加围油栏强度。5 支撑体：支撑挡油屏体以便挡油屏体在水中直立不倒。6 绳索：是围油栏承受张力的部件。7 连接件：是连接各节围油栏的部件，通过它可以连接所需 长度的围油栏。,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,13,第十三章 海上溢油处理技术,1.螺杆金属板连接式；2.拉链式；3.铰链式；4.绳式；5.握合式

10、,四、围油栏的种类1.固体浮子式 性能：浮力小，抗风、浪、流的能力较差，抗拉强度、稳定性差，只能适用下平静水域或风、浪、流不大的气象海况条件下且使用年限短，属于中型围油栏。评价：该种围油栏结构简单、加工制造容易，轻便、易操作、价格便宜，在适宜的条件，仍被采用。,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,14,第十三章 海上溢油处理技术,2.充气式围油栏 性能：属于轻、中型围油栏，浮力大、本体柔软，具有较强的抗风、浪、流的性能，乘波性、稳定性和滞油性能一般较固体浮子式围油栏为好，但价格昂贵。评价：适用气象海况的能力强，寿命长，得到了广泛的应用。

11、但是一次性充其量大，充气设备昂贵，操作麻烦。,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,15,第十三章 海上溢油处理技术,3.固体气体混合浮子式围油栏 性能：单纯的充气围油栏的充气压力难以测量和控制，临 时充气又将拖延处理紧急事故的时间；固体浮子式 储存体积大，运输拖放困难：有些厂家综合二者的 优点，发明了混合式围油栏。,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,16,第十三章 海上溢油处理技术,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,1

12、7,第十三章 海上溢油处理技术,固体气体混合浮子式围油栏,4.双体围油栏 双体围油栏，可以在很大程度上提高围油栏的滞油能力，滞油的临界速度可以达到1.4节左右。主要用在较高潮流条件下防止溢油扩散以及大量溢油时和集油器一起组成回收溢油系统。,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,18,第十三章 海上溢油处理技术,5.防火围油栏 有阻燃型和防火型两种。,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,19,第十三章 海上溢油处理技术,6.物理围油栏 即气幕式围油栏，它主要由空压机、多孔管组成。即将

13、多孔管铺设在水下，由空压机供给压缩空气，当压缩空气从管孔中逸出时形成气泡上浮，同时伴随产生上升的水流，上升水流形成的表面流，使水面隆起，防止溢油的扩散。能拦住0.7节以下的水面溢油。,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,20,第十三章 海上溢油处理技术,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,21,第十三章 海上溢油处理技术,7.化学围油栏 化学围油栏，实际上是一种化学试剂，也叫集油剂。水面上的溢油由于自身的扩散压而扩散，如果在溢油的周围撒上扩散压比溢油大的物质就可以抑制油的扩散，收

14、缩溢油，从而将溢油集中起来，使其起到围油栏的作用。适用于大面积薄油膜。,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,22,第十三章 海上溢油处理技术,8.吸油围油栏 是围油栏与吸油材料两者的结合。9.简易围油栏,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,23,第十三章 海上溢油处理技术,五、围油栏的布放1.开阔水域布放 1）单船布放方式,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,24,第十三章 海上溢油处理技术,2）两船布放方式 3）三船布放

15、方式,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,25,第十三章 海上溢油处理技术,2.近岸和河流中的布放 肩章式和交错肩章式,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,26,第十三章 海上溢油处理技术,六、围油栏用锚 1.锚的种类：海军锚、丹福斯锚、四爪锚、单臂锚 2.锚的重量和数目的确定 确定锚的重量和数目主要根据围油栏所受的力和锚的固有强度。3.锚绳及其长度 锚绳有尼龙绳和丙纶绳。锚的固定角度应当小于30，因此锚绳长度要大于2倍的水深。,Marine Pollution Preventi

16、on Technology,船舶防污染技术,27,第十三章 海上溢油处理技术,4.锚定围油栏的步骤,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,28,第十三章 海上溢油处理技术,1-围油拦 2-浮标 3-锚 4-船舶,七、围油栏的回收和存储 1.围油栏的回收 2.围油栏清洗 用干净的水冲刷，或用高压蒸气冲洗或者适用分散剂刷洗。3.围油栏的储存和保养 存储地点应尽可能靠近码头、作业点和敏感资源保护地，并保证围油栏存放地点方便车辆船舶的进出。平整地叠好，堆放在干燥通风的地方，以防霉烂。注意不能曝晒或雨淋。目的：让围油栏具有良好的备用状态。,Mari

17、ne Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,29,第十三章 海上溢油处理技术,溢油回收是指在不改变溢油形态的情况下利用各种手段将油从水面或陆面上分离出来，以清除水面或陆面溢油。一、撇油器 专门设计用来回收水面溢油/油水混合物而不改变其物理、化学性质的任何机械设备。工作原理：利用油和油水混合物的流动特性、油水的密度差以 及材料对油/油水混合物的吸附性，将油从水面上 分离出来。,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,30,第三节 溢油回收,Marine Pollution Prevention Tec

18、hnology,船舶防污染技术,第十三章 海上溢油处理技术,Section 3 Oil spill recovery,1.吸附式撇油器1）吸附带式撇油器,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,31,第十三章 海上溢油处理技术,2）吸油绳式撇油器,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,32,第十三章 海上溢油处理技术,3）转盘式撇油器,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,33,第十三章 海上溢油处理技术,4）桶式撇油器,Mari

19、ne Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,34,第十三章 海上溢油处理技术,2.真空吸引式撇油器,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,35,第十三章 海上溢油处理技术,3.导入式撇油器1）倾斜板式撇油器,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,36,第十三章 海上溢油处理技术,2）堰式集油器3）螺旋输送式集油器,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,37,第十三章 海上溢油处理技术,4

20、.网式撇油器1）机械旋转笼式撇油器,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,38,第十三章 海上溢油处理技术,2）拖网式回收装置,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,39,第十三章 海上溢油处理技术,5.电磁流体海洋溢油回收技术 海水与油或化工原料的导电性不同，在磁场和电场作用下，油和水“分道扬镳”，实现分离。通过这种电磁流体动力过程，将溢油从海水中分离和回收。特点：特别适合现有技术难以回收的轻质油和化工原料的分离回收；回收比较彻底，回收油的含水率低；对海洋环境影响小。,Marine

21、 Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,40,第十三章 海上溢油处理技术,二、溢油吸附材料定义：溢油渗透到材料内部或吸附于表面的材料。多孔隙比重小材料，吸收和吸附海面浮油后仍能漂浮。用吸油材料一般作为浮油清除工作的补充手段。1.吸附材料的分类 1）天然吸附材料：锯末、稻草、谷壳；2）合成吸附材料：聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯等。,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,41,第十三章 海上溢油处理技术,2.吸油材料的应用场合 1）油未扩散时清除围油栏以外的油以及围油栏内的油；2）吸附较薄油层；3）溢油达到

22、岸边不易处理时；4）对水面上的浮油进行阻拦或作记号。3.使用吸附材料的注意事项 1）不失时机使用和回收；2）选择使用不同种的吸油材料；3）密集使用吸油材料。,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,42,第十三章 海上溢油处理技术,三、凝油剂定义：是指加入溢油中可使溢油胶凝成粘稠的直至坚硬的油 块，或者本身能高效地吸留油，最后形成一种便于回收 的凝结物的溢油化学处理剂。凝油剂的使用步骤：1）溢油的固化 2）凝固油的回收 3）回收后凝固油的处理,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,43

23、,第十三章 海上溢油处理技术,应用场合：1）使原油、重质油、轻质油以至某些化学药品凝结。2）凝油剂可以处理油包水乳化物，即“巧可力奶油冻”。将油 包水乳化物加以凝结，同时“吐出”油中所包容的水分。3）凝油剂可控制轻质溢油的扩展，降低溢油的蒸气压，并使 其凝结。4）堵塞事故油船的裂口，然后倒载，可大大减少海上溢油 量。,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,44,第十三章 海上溢油处理技术,四、油回收船1.油回收船的种类 船体形式：单体、双体 船体尺寸：小型、中型、大型2.油回收船的选择 根据溢油量、海况、周围的环境、设备的操作性能和经济性

24、等方面进行综合考虑。,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,45,第十三章 海上溢油处理技术,溢油回收在薄油层时效率较低，使用分散剂或生物降解会获得良好的处理效果。一、分散剂 当油的控制和回收不太可能时，有时应适当地使用化学分散剂将油从海面清除，以防止形成稳定的油包水乳化物。分散剂功能：1）使油分散成细小液滴;2）阻止分散后的油滴又重新聚合。,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,46,第四节 溢油的化学处理及其他处理方法,Marine Pollution Prevention Te

25、chnology,船舶防污染技术,第十三章 海上溢油处理技术,Section 4 Chemical treatment of oil spill and others,1.化学分散剂的基本组成、作用机理及分类1）基本组成 表面活性剂和溶剂。2）作用机理 将油分散成小油滴，并阻止油滴的重新组合。,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,47,第十三章 海上溢油处理技术,3）分类：常规型和浓缩型分散剂烃类溶剂分散剂（常规型分散剂）（1）以烃类为溶剂，并含有1520表面活性剂。（2）要求纯分散剂用于油面而不应该用海水预先稀释。浓缩分散剂（1）以醇

26、或乙醇为溶剂，通常含有浓缩度较高的表面活性剂。（2）可以纯分散剂使用或者用海水予稀释使用。,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,48,第十三章 海上溢油处理技术,2、影响分散效率的因素1）溢油厚度 溢油分散剂适于处理大面积的厚度较薄溢油。油膜厚度大于1mm时，就不宜使用溢油分散剂。2）溢油的比重和挥发性 溢油分散剂适合处理粘度小于2000cSt的流动的油 品，不适合处理稳定的油包水乳化液，以及倾点接近或 高于水温的油品，它对粘度高含水多的“奶油冻”无效。,Marine Pollution Prevention Technology,船舶

27、防污染技术,49,第十三章 海上溢油处理技术,3）水温 水温低不利于分散剂的使用4）溢油分散剂对油包水乳化液的乳化能力 油包水乳化液包水率在30%以上，不能使用分散剂。5）火灾 溢油有火灾、爆炸危险时，应使用分散剂，且溢油 分散剂的使用量不受限制！6）海况 分散剂处理溢油的最佳海况是0.2m-3.0m浪高。浪高大于3.0m，溢油可自行分散，浪高小于0.2m，溢油与分散剂不能充分混合，效率很低。,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,50,第十三章 海上溢油处理技术,3.溢油分散剂的使用管理1）法律、法规的要求 溢油分散剂只改变油在海水中的

28、存在形态，不改变溢油的化学性质，并且使用不当还会造成水体的二次污染，因此对其使用有严格规定。中华人民共和国海洋环境保护法 防治船舶污染海洋环境管理条例 溢油分散剂使用准则 消油剂产品检验管理办法,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,51,第十三章 海上溢油处理技术,2）不同水域对分散剂使用的要求 a.开阔海域 当分散剂造成的损害远比没有处理的油膜造成的危害大得多时，就不宜使用。b.近海和海滨 1）敏感的海上环境不用；2）不一定要喷洒的海洋环境，如裸露的海岸、开阔的海 滩等；3）专家建议需要注意的环境慎用，如低能沙滩、遮蔽岩 石海岸等；4

29、）在淡水水域禁用。,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,52,第十三章 海上溢油处理技术,4.溢油分散剂的喷洒方法1）船舶喷洒 2）飞机喷洒,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,53,第十三章 海上溢油处理技术,二、现场焚烧 1.溢油燃烧的适用条件 1）油膜厚度：大于2毫米，才能维持水面油层的正常燃烧。2）油的乳化情况：溢油尚处于较新鲜状态（溢油后12天）时进行，即在油中含水量应小于30%时。3）海况：浪高小于1m，风速小于8m/s。2.燃烧地点的选择 焚烧点应与海岸、船坞、森林

30、和海岸通讯设施保持适当的距离，并远离生态敏感区、人口密集地区和停泊在附近水域的其它船舶，火势也不应波及周边地区的其它浮油。,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,54,第十三章 海上溢油处理技术,3.点火技术 油膜较薄时，先使油层增厚，达到燃烧的条件再点火燃烧。更省事的办法就是由直升飞机向油膜上倾倒一些汽油。4.溢油就地燃烧的优缺点 优点：除油率高、方便、经济、适用性强、后勤工作少、操作简便。缺点：溢油状况限制、大气污染。,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,55,第十三章 海上溢

31、油处理技术,三、生物降解 用微生物治理污染的方法：1.在被污染的地区或其附近分离微生物，大量繁殖并增强其活性;2.向被污染地区引进新的微生物，进行遗传改良，用于处理污染物。,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,56,第十三章 海上溢油处理技术,第五节 溢油应急处理技术,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,第十三章 海上溢油处理技术,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,第十三章 海上溢油处理技术,一、海上溢油的应急处理 事故

32、溢油发生在不同水域产生的影响是不一样的，因 而溢油清除的活动也有所不同。1.远海（大于12海里）由于远海地区的海域比较开阔，溢油的清除活动应根据溢油的行为动态、溢油的性征及海况来确定。,Section 5 Emergency treatment of oil spill,（1）对溢油的行为动态要有一个准确的预测；（2）抑制溢油的扩散；（3）机械式海面溢油回收装置在很多方面还带有理想色 彩，大部分只能在平静的海况下才能使用；（4）如果油膜较厚（大于1毫米），宜采用机械回收办法。,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,第十三章 海上溢油处理技

33、术,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,第十三章 海上溢油处理技术,2 近海的溢油清除作业（小于12海里）在近海，随着漏油的发现，应该立即开始下列行动：（1）识别和发现漏油源；（2）识别溢油品种，确认其爆炸和有毒性质；在确定溢油的数量和预测溢油的动态之后，如果有某些重要资源需要保护，则要确定采用最佳防护措施，把人和设备进行有效地定位。（3）根据现场情况采取最佳清除污染的措施,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,第十三章 海上溢油处理技术,Marine Pollution Prev

34、ention Technology,船舶防污染技术,第十三章 海上溢油处理技术,第六节 海面溢油监测技术,虽然溢油模型是可以信赖的，但对海上油膜的去向和动态的估计，应通过有规律的监视加以确认。溢油监测是通过各种遥感技术、信息传输和处理来判断海面溢油信息的过程。遥感监测主要依据油膜在不同光谱区反射、散射、吸收不同的特性，选择适当的光谱区监测溢油，并设法增强油膜与其背景海水之间的反差，以达到确定油膜范围、估算油膜厚度，进而达到估算溢油量的目的。,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,第十三章 海上溢油处理技术,Marine Pollution

35、 Prevention Technology,船舶防污染技术,第十三章 海上溢油处理技术,Section 6 Monitoring technology of oil spill,Section 6 Monitoring technology of oil spill,第七节 溢油应急计划,为了应付突发的溢油事故，以便能及时控制和有效地清除油污染，就需制定溢油应急计划。1.应急分级：基于溢油规模和应急能力。第一级应急通常针对小型的地方性溢油，将7t的溢 油量作为第一级反应的上限标准；第二级应急通常针对超过当地主管部门的权利或反 应能力的中等规模溢油，针对7700t;第三级应急通常针对大型溢油或关系到国家利益,规 模700t以上。,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,第十三章 海上溢油处理技术,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,第十三章 海上溢油处理技术,Section 7 Emergency plan of oil spill,Marine Pollution Prevention Technology,船舶防污染技术,第九章 防止船舶噪声污染,62,The end of chapter 13,