专利名称：船舶油水分离器超滤膜分离装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种超滤膜分离装置，特别是一种用于船舶舱底含乳 化油污水处理的船舶油水分离器超滤膜分离装置，属于船舶防污染技术领域。
技术背景现有的船舶油水分离装置，基本上都是传统的机械分离装置，分离后的船 舶舱底水一般都可以满足油份浓度低于15卯m的要求，但是由于大量清洗剂等 化学试剂的使用，使船舶舱底含油污水乳化程度大大增加，传统的机械分离设 备对乳化油却没有相应的分离效果，分离后的舱底水也不符合最新关于船舶油 污水排放的标准。已有的油水分离技术中，申请号为CN02111402. 1名称为"利 用膜分离技术进行油田采油废水深度处理及循环利用的方法"的发明专利，是 涉及一种油田采油废水深度处理及循环利用的方法，用以解决现有油水分离工 艺处理后的水很难达到采油回注水对水质的要求，特别是配合聚合物驱油剂对 水质的高标准要求，该发明专利虽然可以对含油污水进行处理，但结构复杂， 造价昂贵，不适于小型设备采用；申请号为CN00247841.2名称为"超滤膜分 离设备"的实用新型专利是采用了一个能够一边进行膜分离， 一边当超滤膜堵 塞到一定程度后又能反冲洗的膜分离系统，但是该系统主要用于酒类、果汁、 醋、酱油等的除浊、除菌净化处理，因此并不适用于船舶舱底含乳化油污水的 处理。申请号为CN00238164.8名称为"一种膜分离装置"的实用新型专利， 是涉及一种内压膜分离装置，包括膜组件、阀、压力表以及泵，其特征在于反 向进液阀的一端管接在泵与进液阀之间管路的任一位置上，另一端管接在出液 阀与出液口之间管路的任一位置上；反向出液阀的一端管接在进液阀到进液口 之间管路的任一位置上，另一端管接在料液罐内，其特点是可以进行双向膜分 离操作，但该装置不便于操作和管理，经济性和适用性都很差。 发明内容为了克服已有技术的不足和缺陷，填补船舶油水分离技术在船舶舱底水乳 化油分离技术上的空白，满足最新防污染规则，本实用新型提供一种船舶油水分离器超滤膜分离装置。该装置只简单的附加在传统的机械油水分离设备上， 使整个油水分离过程实现全自动化控制。该装置不仅可以根据不同分离要求通 过控制单元控制各电磁阀来调整膜组件的工作状态，使膜组件串联、并联或单 独工作，而且可以自动控制分离液体进入膜组件内部的方向，利用料液进行膜 组件的换向清洗，减少膜组件内部浓差极化现象的发生，减轻超滤膜的污染， 同时可以自动进行膜组件的反清洗，延长膜组件的使用寿命。在24小时无人值 班的情况下装置可以自动安全稳定运行，满足无人值班机舱要求。本实用新型是通过下述技术方案来实现的本实用新型包括第一双向流超 滤膜分离组件、第二双向流超滤膜分离组件、油份报警监测记录仪、清水箱、 控制单元、精滤器、增压泵、第一两位三通电磁阀、第二两位三通电磁阀、第 三两位三通电磁阀、第四两位三通电磁、第五两位三通电磁阀、第六两位三通 电磁阀、第七两位三通电磁阀、第八两位三通电磁阀和第一两位两通电磁阀、 第二两位两通电磁阀、第三两位两通电磁阔。精滤器的进口与机械分离装置的 出口相连，精滤器的出口通过第一两位三通电磁阀分别与第一双向流超滤膜分 离组件上端口和下端口相连，同时，上端口和下端口又通过第四两位三通电磁 阔与舱底相通，第一双向流超滤膜分离组件上部分离液出口和下部分离液出口 通过第二两位三通电磁阀、第三两位三通电磁阀与增压泵进口，目连，第三两位 三通电磁阀通过第二两位两通电磁阀与清水箱连通，第三两位三通电磁阀通过 第三两位两通电磁阀与油份报警监测记录仪的进口相连。油份报警监测记录仪 的出口通过第八两位三通电磁阀与大海或舱底连通。精滤器还通过第一两位两 通电磁阀与增压泵出口相连，增压泵出口还通过第五两位三通电磁阀与第二双 向流超滤膜分离组件的上端口和下端口连通。第二双向流超滤膜分离组件的上 端口和下端口同时通过第七两位三通电磁阀与舱底相通，第二双向流超滤膜分 离组件上部分离液出口和下部分离液出口通过第六两位三通电磁阀、第二两位 两通电磁阀和第三两位两通电磁阀分别与清水箱和油份报警监测记录仪相连。 控制单元与各电磁阀的控制端电连接。通过可编程控制(PLC)器控制各电磁阀自动动作，使第一超滤膜分离组件 1和第二超滤膜分离组件2串联、并联或单独工作。两只超滤膜分离组件单独 工作时，可以延长整个装置的稳定工作时间，满足无人值班机舱要求。两只超滤膜组件串联工作时，装置的分离精度可以达到较高的要求，当两只超滤膜组 件并联工作时，装置的分离水通量将增加一倍。经过机械分离的舱底水油份浓度已经低于15ppm，再经过精滤器的进一步 过滤，由电磁阀控制进入膜分离组件。机械分离后水中的油主要以乳化状态存 在，乳化油分子量较大，分子直径一般在0.005~0. 1//w之间，使用超滤膜技术正好可以除去水中的乳化油。当含乳化油的废水进入超滤膜组件内部时，分 子量和分子直径较大的乳化油被截留在膜通道内，从超滤膜组件的上端口或下 端口排往舱底。而透过膜材料的液体水汇集后由上部分离液出口或下部分离液 出口排出。如果分离后的水质满足排放要求，则自动排放至大海，如果不满足 排放要求，油份报警监测记录仪自动报警，分离后的水排放至舱底。由于超滤 膜分离技术不可避免存在浓差极化现象，致使膜通量随使用时间的延长而迅速 降低，导致膜组件的污染。因此本实用新型采用双向流超滤膜分离组件，利用 控制系统不断改变进入超滤膜内部液体的方向，在分离的同时利用料液冲洗超 滤膜内部浓差极化现象比较严重的区域，增加膜的通透量。当超滤膜分离组件 工作一段时间后，超滤膜组件污染较严重而使通量下降时，控制单元会自动控 制打开清水箱阀门，清水则从超滤膜组件上部分离液出口或下部分离液出口进 入超滤膜组件内部进行反向冲洗，冲洗水从超滤膜组件上端口或下端口排往舱 底，冲洗后通量增加。本实用新型的有益效果是采用该船舶油水分离器超滤膜分离装置，对原 有的船舶油水分离器结构不需要作较大的改变，在结构上也没有太大的限制； 它可在任何情况下方便地使用，对船舶舱底含乳化油污水的分离效果显著，分 离后的水清洁度较高，对海洋环境污染很小，是人与自然和谐发展的一项新技 术，具有显著的环境效益、社会效益和经济效益。
图1是本实用新型超滤膜分离装置的结构示意图。图中l.第一双向流超滤膜分离组件，2.第二双向流超滤膜分离组件，3. 油份报警监测记录仪，4.清水箱，5.控制单元，6.精滤器，7.增压泵，8.第一 两位三通电磁阀，9.第二两位三通电磁阀，10.第三两位三通电磁阀，11.第四 两位三通电磁阀，12.第五两位三通电磁阀，13.第六两位三通电磁阀，14.第七两位三通电磁阀，15.第八两位三通电磁阀，16.第一两位两通电磁阀，17.第二两位两通电磁阀，18.第三两位两通电磁阀。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施作进一步的描述。 如图1所示，本实用新型包括第一双向流超滤膜分离组件1、第二双向流 超滤膜分离组件2、油份报警监测记录仪3、清水箱4、控制单元5、精滤器6、 增压泵7、第一两位三通电磁阀8、第二两位三通电磁阀9、第三两位三通电磁 阀10、第四两位三通电磁11、第五两位三通电磁阀12、第六两位三通电磁阀 13、第七两位三通电磁阀14、第八两位三通电磁阀15和第一两位两通电磁阀 16、第二两位两通电磁阀17、第三两位两通电磁阀18。精滤器6的进口与机械 分离装置的出口相连，精滤器6的出口通过第一两位三通电磁阀8分别与第一 双向流超滤膜分离组件1上端口和下端口相连，同时，上端口和下端口又通过 第四两位三通电磁阀11与舱底相通，第一双向流超滤膜分离组件1上部分离液 出口和下部分离液出口通过第二两位三通电磁阀9、第三两位三通电磁阀10与 增压泵7进口相连，第四两位三通电磁阀10通过第二两位两通电磁阀17与清 水箱4连通，第三两位三通电磁阀10通过第三两位两通电磁阀18与油份报警 监测记录仪3的进口相连。油份报警监测记录仪3的出口通过第八两位三通电 磁阀15与大海或舱底连通。精滤器6还通过第一两位两通电磁阀16与增压泵 7出口相连，增压泵7的出口通过第五两位三通电磁阀12与第二双向流超滤膜 分离组件2的上端口和下端口连通。第二双向流超滤膜分离组件2的上端口和 下端口同时通过第七两位三通电磁阀14与舱底相通，第二双向流超滤膜分离组 件2上部分离液出口和下部分离液出口通过第六两位三通电磁阀13、第二两位 两通电磁阀17和第三两位两通电磁阀18分别与清水箱4和油份报警监测记录 仪5相连。控制单元5与各电磁阀的控制端电连接。当第一双向流超滤膜分离组件1单独工作时，控制单元.5控制第一两位三 通电磁阀8动作，使a口和b口连通；第二两位三通电磁阀9动作，使b口和 c 口连通；第三两位三通电磁阀IO动作，使a 口和b 口连通；第四两位三通电 磁阀11动作，使b 口和c 口连通。经过机械分离后的油份浓度低于15ppm的舱 底水进入精滤器进行过滤，过滤后的含乳化油的污水通过第一两位三通电磁阀8的a 口和b 口，从膜分离组件的下端口进入膜内部进行分离，分离后的浓縮 液则通过上端口流出，经第四两位三通电磁阀11的b 口和c 口流向舱底。而经 过第一超滤膜分离组件1分离后的水则从膜分离组件的上部分离液出口流出， 并经过第二两位三通电磁阀9的b 口和C 口、第三两位三通电磁阀10的a 口和 b口、第三两位两通电磁阀18后进入油份报警监测记录仪3。分离后的水经油 份报警监测记录仪3的检测，如果分离后水的油份浓度符合相关排放规定，则 控制单元5控制第八两位三通电磁阀15的a 口和b 口连通，使分离后的水排入 大海；如果水中油份浓度不符合相关规定，油份报警监测记录仪3自动报警， 同时控制单元5控制第八两位三通电磁阀15的a 口和c 口连通，使超标水排入 舱底。 一段时间后，控制单元5控制第一两位三通电磁阀8动作，使a 口和c 口连通；第二两位三通电磁阀9动作，使a口和c口连通；第四两位三通电磁 阀11动作，使a 口和c 口连通。此时，含乳化油的舱底水从第一双向流超滤膜 分离组件l的上端口进入膜组件内部，浓縮液从下端口流出，经第四两位三通 电磁阀11流入舱底，而分离后的水从膜分离组件的上部分离液出口流出，经过 第二两位三通电磁阀9、第三两位三通电磁阀10、第三两位两通电磁阀18进入 油份报警检测记录仪，排往大海或舱底。当第一双向流超滤膜分离组件1工作一段时间后，由于污染使第一超滤膜 分离组件1的通透量下降较大时，控制单元5控制第一两位三通电磁阀8关闭， 第一两位两通电磁阀16打开，第五两位三通电磁阀12动作使a 口和c 口连通， 第六两位三通电磁阀13动作使b 口和c 口连通，第七两位三通电磁阀14动作 使b口和c口连通。此时，经过精滤器6过滤后的含乳化油的舱底水经过第一 两位两通电磁阀16、第五两位三通电磁阀12从第二双向流超滤膜分离组件2 的下端口进入膜组件内部进行分离，浓縮液从上端口经第七两位三通电磁阀14 排入舱底。分离后的水从上部分离液出口经第六两位三通电磁阀13、第四两位 两通电磁阀18、油份浓度报警监测仪3、第八两位三通电磁阀15排往大海或舱 底。 一段时间后，控制单元5控制第五两位三通电磁阀12动作使a 口和b 口连 通，第六两位三通电磁阀13动作使a 口和c 口连通，第七两位三通电磁阀14 动作使a 口和c 口连通,则含乳化油的舱底水从膜分离组件的上端口流入膜内部 进行分离，浓縮液从下端口流入舱底，分离后的水则从下部分离液出口流出排往大海或舱底。两只膜分离组件单独连续运行可以延长整个膜分离装置的工作 时间，可以使装置长时间在无人值班的情况下稳定正常运行。当所需分离精度较高时，可使第一双向流超滤膜分离组件1和第二双向流 超滤膜分离组件2串联工作。此时控制单元5控制第三两位三通电磁阀10的a 口和c口连通，增压泵7开始工作，第一两位两通电磁阀16关闭，两只膜分离 组件同单独工作时状况相同，同时进行分离工作。由于经过一级膜分离后管路内的压强降低较大，为满足二级分离所需的足够压力，在管路中增加一个增压 泵7。当所需分离通量较大时，第一双向流超滤膜分离组件1和第二双向流超滤 膜分离组件2并联工作。此时控制单元5控制第三两位三通电磁阔10的a 口和 b口连通、第一两位两通电磁阔16打开，两只膜分离组件同单独同作时状况相 同，同时进行分离工作。当第一双向流超滤膜分离组件1和第二双向流超滤膜分离组件2工作相当 长一段时间后，通量下降很大或污染较为严重时，超滤膜分离装置自动停止工 作，开始进行膜组件的反冲洗。此时，控制单元5控制第二两位两通电磁阀17 打开，清水分做两路，其中一路经过第三两位三通电磁阀10、第二两位三通电 磁阀9从第一双向流超滤膜分离组件1的上部分离液出口或下部分离液出口进 入膜组件内部，冲洗水从第一双向流超滤膜分离组件1的上端口或下端口流出 并经过第四两位三通电磁阔11流入舱底。另一路经第六两位三通电磁阀13从 第二双向流超滤膜分离组件2的上部分离液出口或下部分离液出口进入膜组件 内部，冲洗水从第二双向流超滤膜分离组件2的上端口或下端口流经第七两位 三通电磁阀14排入舱底。控制单元5控制第二两位两通电磁阀9、第四两位三 通电磁阀ll、第六两位三通电磁阀13、第七两位三通电磁阀14分别动作，改 变流入膜组件内部或流出膜组件的冲洗水方向，使冲洗更加充分彻底，以使冲 洗后膜组件的通量得到尽可能大的恢复。第一双向流超滤膜分离组件1和第二双向流超滤膜分离组件2采用天津工 大膜天膜集团生产的MT系列UIF910-AP-a型双向流中空纤维超滤膜组件抗污染 型超滤膜；油份报警监测记录仪3，是采用九江共创机械设备有限公司的 X0C-0115ppm型舱底水报警装置。
权利要求1. 一种船舶油水分离器超滤膜分离装置，包括第一双向流超滤膜分离组件(1)、第二双向流超滤膜分离组件(2)、油份报警监测记录仪(3)、清水箱(4)、控制单元(5)、精滤器(6)、增压泵(7)、第一两位三通电磁阀(8)、第二两位三通电磁阀(9)、第三两位三通电磁阀(10)、第四两位三通电磁(11)、第五两位三通电磁阀(12)、第六两位三通电磁阀(13)、第七两位三通电磁阀(14)、第八两位三通电磁阀(15)和第一两位两通电磁阀(16)、第二两位两通电磁阀(17)、第三两位两通电磁阀(18)，其特征在于精滤器(6)的进口与机械分离装置的出口相连，精滤器(6)的出口通过第一两位三通电磁阀(8)分别与第一双向流超滤膜分离组件(1)上端口和下端口相连，上端口和下端口又通过第四两位三通电磁阀(11)与舱底相通，第一双向流超滤膜分离组件(1)上部分离液出口和下部分离液出口通过第二两位三通电磁阀(9)、第三两位三通电磁阀(10)与增压泵(7)进口相连，第三两位三通电磁阀(10)通过第二两位两通电磁阀(17)与清水箱(4)连通，第三两位三通电磁阀(10)通过第三两位两通电磁阀(18)与油份报警监测记录仪(3)的进口相连，油份报警监测记录仪(3)的出口通过第八两位三通电磁阀(15)与大海或舱底连通，精滤器(6)还通过第一两位两通电磁阀(16)与增压泵(7)出口相连，增压泵(7)的出口还通过第五两位三通电磁阀(12)与第二双向流超滤膜分离组件(2)的上端口和下端口连通，第二双向流超滤膜分离组件(2)的上端口和下端口同时通过第七两位三通电磁阀(14)与舱底相通，第二双向流超滤膜分离组件(2)上部分离液出口和下部分离液出口通过第六两位三通电磁阀(13)、第二两位两通电磁阀(17)和第三两位两通电磁阀(18)分别与清水箱(4)和油份报警监测记录仪(5)相连，控制单元(5)与各电磁阀的控制端电连接。
2. 根据权利要求1所述的船舶油水分离器超滤膜分离装置，其特征是所述 的第一双向流超滤膜分离组件(1)和第二双向流超滤膜分离组件(2)，均采用 天津工大膜天膜集团生产的MT系列UIF910-AP-a型双向流中空纤维超滤膜组件 抗污染型超滤膜；油份报警监测记录仪(3)，是采用九江共创机械设备有限公 司的XOC-0115ppm型舱底水报警装置。
专利摘要船舶油水分离器超滤膜分离装置，属于船舶防污染技术领域。包括两只双向流超滤膜组件、油份报警监测记录仪、清水箱、控制单元、精滤器、增压泵、两位两通电磁阀和两位三通电磁阀。本实用新型不需对传统的机械分离装置做较大的改变，只增加了一套全自动超滤膜分离装置分离乳化油。两只超滤膜组件可单独运行、并联运行或者串联运行，以满足不同运行条件。该装置也可以进行自清洗和反冲洗，以提高超滤膜组件的分离效率，延长超滤膜的使用寿命。该装置可在任何情况下方便使用，对船舶舱底含乳化油污水的分离效果显著，分离后的水清洁度较高，对海洋环境污染很小，是人与自然和谐发展的一项新技术，具有显著的环境效益、社会效益和经济效益。
文档编号B01D61/18GK201085998SQ200720072910
公开日2008年7月16日 申请日期2007年7月26日 优先权日2007年7月26日
发明者周晓洁, 崔建伟, 峰 巢, 徐筱欣, 董玉海, 谢少伟, 韩小波 申请人:上海交通大学