Решение задачи предотвращения загрязнения моря с судов является частью общей проблемы сохранения окружающей среды. Морской флот ежегодно сбрасывает в океан с судовыми нефтесодержащими водами около 700 тыс.т нефти. Источниками образования нефтесодержащих трюмных вод на газовозах являются протечки топлива, масла через неплотности соединений комплектующего оборудования энергетических установок и обслуживающих их систем, протечки через сальники насосов и арматуры, аварийные выливы нефтепродуктов и др. Согласно требованиям Приложения I («Правила предотвращения загрязнения моря нефтью») Международной конвенции МАРПОЛ-73/78 вне пределов особых районов степень очистки сбрасываемых за борт нефтесодержащих вод должна быть не более 100 ч/млн. В особых районах вне пределов 12-мильной зоны степень очистки должна составлять не более 15 ч/млн, а в пределах 12-мильной зоны и ряде регионов (бассейны Балтийского, Черного, Средиземного, Красного морей и Персидского залива) сброс нефтесодержащих трюмных вод вообще запрещен. Последний случай требует установки на судне специальной цистерны для сбора нефтесодержащих трюмных вод достаточной емкости.
Для обеспечения той или иной степени очистки используют различные технологические схемы, включающие в себя разные способы очистки. При этом существует правило: если достаточная степень очистки нефтесодержащих вод не превышает 100 мг/л – применяют более простые и дешевые способы очистки, а если следует обеспечить степень очистки 15 мг/л и менее, то технология очистки значительно усложняется, В зависимости от характера используемых процессов все способы очистки можно разделить на гравитационные, физико-химические, химические и биохимические (табл.26).
Наиболее прост, нетрудоемок и экономичен способ гравитационного отстоя. Он основан на свойстве всплытия грубодисперсных частиц нефтепродуктов на поверхность, позволяет очищать нефте-содержащие воды до концентрации нефтепродуктов 100 мг/л, но не обеспечивает стабильного качества очистки. Флотация представляет собой процесс извлечения из нефтесодержащих вод диспергированных з воде нефтяных частиц всплывающими пузырьками воздуха.
Адсорбция (фильтрация) используется для глубокой очистки от нефтепродуктов, в том числе и находящихся в эмульгированном состоянии. Этот способ основан на принципе поглощения дисперсных нефтяных частиц поверхностью адсорбционного материала (кокс, активированный уголь, зола, синтетические материалы и др.). Он позволяет обеспечить степень очистки до 10 мг/л. Поэтому адсорбционные фильтры часто применяют в качестве дополнительных доочистных устройств к сепараторам (например, «Турбуло», «Аквамарин», СКМ и др.).
Химический способ (озонирование) представляет собой процесс гглубокой очистки нефтесодержащих вод, включающих в себя эмульгированные и растворенные нефтепродукты.Озонирование сопровождается одновременным обеззараживанием и обесцвечиванием воды, а также насыщением ее кислородом.
Наконец, биологическая очистка заключается в том, что в специальных емкостях определенной формы нефтепродукты поглощаются микроорганизмами, которые используют нефтяные частицы для своей жизнедеятельности и развития.
Наличие множества способов очистки нефтесодержащих вод привело к созданию разнообразных конструкций сепарационных установок, среди них «Фрам» и «Фрамарин» (Голландия), Тидропур» и «Софранс» (Франция), «ПП Матик» и «Аквамарин» (Швеция), «Турбуло» и GSF (ФРГ), TPS и М10 (Япония), «Серекс» (США), отечественные УКФ, СТВ-Ф, УСА. УСГК-0,4, УСФ-4, СКМ с фильтром ФДН-М и ДР Например, в машинном отделении судов-газовозов типа «Мос-совег установлен сепаратор льяльных вод пропускной способностью 5 м3/ч. Он оборудован автоматическим устройством, управляющим чистотой сбрасывания за борт очищенных трюмных вод. Однако сепарационные установки не исполуьзуются самостоятельно, а входят в состав судовых систем сбора и очистки нефтесодержащих трюмных вод, предназначенных для их сбора и последующей передачи на берег или в плавучий сборщик трюмных вод, а также для очистки нефтесодержащих трюмных вод до допустимой концентрации в них нефтепродуктов при откачке этих вод за борт. Система состоит из оборудования для сепарации и фильтрации нефтесодержащих вод, насосов, приемных и напорных трубопроводов, арматуры, цистерн для сбора нефтесодержащих трюмных зод и нефтеостатков, системы автоматического замера нефтесодержания и управления сбросом очищенной воды за борт.
Так как количество трюмных вод неопределенно и обусловлено многими факторами, ориентировочно его можно оценить в зависимости от водоизмещения судна. Таким же образом определяется пропускная способность сепараторов и фильтров при условии осушения льял и сборных колодцев один раз в вахту с продолжительностью работы 1 ч. В обоснованных случаях и при согласовании с заказчиком допускается применение сепараторов с увеличенной на один-два порядка пропускной способностью против табличных значений. При необходимости установки сепараторов с пропускной способностью более 10 м3/ч предусматривается
параллельное включение сепарационных установок. Для предотвращения образования стойких нефтеводяных эмульсий в системе рекомендуется использовать насосы объемного типа с подачей, не превышающей пропускную способность сепарационной установки. Для проверки качества очистки у сепараторов и фильтров на отливных участках предусматриваются пробоотборные устройства рекомендуемого IMO образца. Необходимо обеспечить периодическую прокачку сепаратора забортной водой. Трубопроводы системы для предотвращения образования стойких нефтеводяных эмульсий должны иметь конструкцию, исключающую образование застойных зон и обеспечивающую минимальное гидравлическое сопротивление. Внутренние диаметры трубопроводов определяются гидравлическим расчетом исходя из минимальной скорости потока в приемных отростках не менее 0,7-1,0 м/с, а для максимальной – как во всасывающем, так и в напорном трубопроводах – не более допустимой по критерию надежности. Трубопровод выдачи нефтесодержащих вод выводится на оба борта. Выходные патрубки устанавливаются на открытых участках палубы или в станциях приема топлива. 0,ни должны быть снабжены отличительными планками и переходными фланцами международного образца для подсоединения к ним гибкого шланга в любом порту мира.
Для сбора нефтесодержащих трюмных вод и нефтеостатков машинные и котельные отделения оборудуются встроенными или вкладными цистернами. Вместимость цистерн нефтесодержащих вод выбирается исходя из обеспечения сбора трюмных и других нефтесодержащих вод, накапливающихся на судне за время стоянкй в порту или нахождения в запрещенных для слива нефтесодержащих вод районах. В цистерну сбора нефтеостатков отводят нефть, отделяющуюся в сепараторе трюмных вод, утечки топлива и масла из поддонов механизмов и оборудования, утечки топлива и масла, образующиеся при бункеровка, утечки и сливы, предусмотренные конструкцией отдельных элементов топливной и масляной систем. Цистерны оборудуются световой и звуковой сигнализацией, срабатывающей при заполнении на 80%. Для условно чистых трюмных вод рекомендуется предусматривать отдельную цистерну.
Система автоматического замера, регистрации и управления сбросом отсепарированной воды за борт снабжается самописцем для непрерывной регистрации чистоты сбрасываемых вод с указанием даты сброса и времени суток. Система должна автоматически прекращать сброс при превышении допустимого уровня нефтесодержания. На работоспособности такой системы не отражаются качка и вибрация судна, крен до 22,5°. Контрольно-измерительные приборы системы сбора и очистки нефтесодержащих вод обеспечивают надежный контроль основных параметров: напора и высоты всасывания насосов, температуры воды, давления в полостях сепаратора и др. Средства автоматического управления системой должны обеспечивать пуск насоса при достижении определенного уровня трюмных вод в льялах и сборных колодцах, слив отделяющихся в сепараторе нефтеостатков в цистерну, остановку насоса при повышении давления в сепараторе свыше допустимого и др.
Согласно схеме возможна откачка нефтесодержащих трюмных вод через сепаратор или контрольный прибор содержания нефтепродуктов. Участок напорного трубопровода от насоса до сепаратора выполнен с минимальным гидравлическим сопротивлением. В начальный период работы сепаратора в системе предусмотрен обратный слив воды в сборную емкость для обеспечения качества очистки.
Автоматический сигнализирующий прибор контроля содержания нефтепродуктов в откачиваемой трюмной воде, установленный ка выходе из напорной магистрали, при повышении уровня нефтесодержания обеспечивает обратный сброс вод в сборную цистерну или останавливает насос.
Нефтеостатки, скапливающиеся в сепараторе, подаются в специальную цистерну. Кроме того, имеется возможность прокачки сепаратора трюмных вод забортной водой, получаемой через приемный кингстон балластной системы.
Выдача нефтесодержащих трюмных вод осуществляется с открытой палубы на оба борта.