INSTALAŢII DE BALAST SANTINĂ

SEPARATOARE DE SANTINĂ

Conform cerinţelor internaţionale toate navele cu un tonaj brut de peste 400 tone registru şi petrolierele mai mari de 150 de tone sunt obligate să folosească instalaţii separatoare de reziduri petroliere. În funcţie de mărimea şi tipul navei, precum şi de zona de navigaţie, cerinţele internaţionale, la care a aderat şi ţara noastră, sunt prezentate în tabelul de mai jos.

Capacitatea de separare variază în limite largi, între 5-25 t pe zi, în funcţie de tipul navei, putând ajunge până la 300 t/zi în cazul petrolierelor. Instalaţiile de separare, în cazul cel mai general au funcţionarea prezentată schematic în figura de mai jos. Separatorul de santină funcţionează cu atât mai bine cu cât diametrul particulei de hidrocarbură este mai mare. Din această cauză pompa separatorului de santină trebuie să fie o pompă cu şurub. Procesul de separare implică transferul apei de santină către separator. La iniţierea acestui proces, la locul de colectare este realizată o separare gravitaţională pe baza diferenţei de densitate 9acelor două medii diferite (apa şi hidrocarbura) şi la început sorbul de santină se află numai în apă. Începutul separării este destul de facil pentru că lichidul transferat în separator este format numai din unul din cei doi constituenţi (apa). Acest lucru se întâmplă şi la sfârşitul separării, cu diferenţa că sorbul de santină o să tragă constituentul cu densitatea mai mică (hidrocarbura). La mijlocul procesului amestecul este format dintr-o emulsie ceea ce face ca separatorului să-i fie necesar un timp de separare şi din această cauză trebuie oprită pompa de introducţie a apei. Automatizarea acestui proces este prezentată în figura de mai jos.

1.Tanc de colectare; 2. Sorb de aspiraţie; 3. Pompă cu şurub; 4. Separator de reziduri petroliere;
5.clapet cu reţinere; 6.valvă de trecere manuală; 7. valvă cu acţionare electromagnetică; 8. Tablou comandă; 9. Tanc de reziduri petroliere; 10. Traductori capacitivi.

Funcţionare. Amestecul de apă şi hidrocarburi colectat în tancul 1, este aspirat prin sorbul 2 de către pompa 3 şi transferat în separatorul 4, unde este prelucrat şi evacuat prin armătura de sens 5. Întrucât concentraţia rezidurilor petroliere în apa aspirată nu este constantă şi debitul separatorului va varia între zero şi debitul pompei, evacuarea apei şi a rezidurilor se face automat prin deschiderea valvei comandate electromagnetic 7, care este comandată de traductorii capacitivi 10. Evacuarea rezidurilor către tancul de slop, se poate face şi manual prin deschiderea valvei 6.

INSTALAŢII DE BALAST SANTINĂ

Pincipalele reguli ale convenţiei internaţionale MARPOL 73/78

Anexa IVI la MARPOL 73/78. Se aplică navelor cu un tonaj mai mare de 400 TR şi care transportă mai mult de 15 persoane. La bord trebuie să existe un plan de evacuare a gunoiului şi plăcuţe indicatoare în acest sens. Ca zone speciale sunt definite: Zona Mării Mediterane, Zona Mării Baltice, Zona Mării Negre, Zona Mării Roşii, Zona Mării Nordului, Zona Golfului Persic, Zona Antartică, precum şi Regiunea Caraibelor incluzând Golful Mexic şi Marea Caraibelor.
Evacuarea gunoiului de la bord trebuie să corespundă cerinţelor MARPOL 73/78 şi regulile sunt sintetizate în tabelul de mai jos.

INSTALAŢII DE BALAST SANTINĂ

Pincipalele reguli ale convenţiei internaţionale MARPOL 73/78

Anexa IV la MARPOL 73/77. Se aplică navelor cu un tonaj mai mare de 200 TR şi care transportă mai mult de 10 persoane. Ape uzate sunt considerate cele rezultate de la: toalete, pisoare şi sifoane de pardoseală, spălătoare, băi, încăperi medicale, spaţii utilizate pentru transportul animalelor vii şi alte ape amestecate cu cele de sus. Pentru navele menţionate se eliberează un Certificat Internaţional de Prevenire a Poluării cu Ape Uzate – International Sewage Pollution Prevention Certificate (ISPPC) – ISPP
Descărcarea apelor uzate se poate face în următoarele condiţii:
-- malaxate şi dezinfectate, la distanţă mai mare de 4 Mm de uscat.
-- nemalaxate şi nedezinfectate la distanţă mai mare de 12 Mm de uscat.
Pentru a permite racordarea tubulaturilor instalaţiilor de colectare cu tubulaturile de descărcare ale navei, trebuie prevăzut un racord standard care are dimensiunile: De=210 mm, diametrul cercului buloanelor Db=170 mm, fante 4x18 mm, grosimea flaşei 16 mm, buloanele 4x16 mm; de regulă, di=100 mm, iar presiunea de lucru este de 6 Kgf/m2.

INSTALAŢII DE BALAST SANTINĂ

Pincipalele reguli ale convenţiei internaţionale MARPOL 73/78

Anexa III la MARPOL 73/77. Sunt identificate după Codul Maritim Internaţional de Mărfuri Periculoase – cod I.M.D.G. terbuie să se respecte următoarele reguli:
-- ambalajele vor avea un marcaj permanent, rezistent la apă (scufundat în apă 3 luni să se păstreze inscripţia), cu denumirea tehnică corectă a substanţei dăunătoare;
-- ambalajele goale vor fi tratate la fel ca şi substanţa pe care au transportat-o;
-- pe documentele de transport se va folosi denumirea tehnică corectă a substanţei transportate şi cuvintele POLUANT MARIN (MARINE POLLUTANT);

INSTALAŢII DE BALAST SANTINĂ

Pincipalele reguli ale convenţiei internaţionale MARPOL 73/78

Anexa II la MARPOL 73/77. Substanţele lichide nocive (SLN) sunt de 4 categorii, notate cu A, B, C, D:
A – Substanţe lichide nocive care la debalastare sau curăţirea tancurilor prezintă un risc grav pentru resursele marine, sănătatea omului sau pitorescului marin.
B – Substanţe lichide nocive care la debalastare sau curăţirea tancurilor prezintă un risc pentru resursele marine, sănătatea omului sau pitorescului marin.
C – Substanţe lichide nocive care la debalastare sau curăţirea tancurilor prezintă un risc minor pentru resursele marine, sănătatea omului sau pitorescului marin.
D – Substanţe lichide nocive care la debalastare sau curăţirea tancurilor prezintă un risc perceptibil pentru resursele marine, sănătatea omului sau pitorescului marin.
Ca zone speciale sunt specificate: Zona Mării Baltice; Zona Mării Negre;
Se eliberează un Certificat internaţional de prevenire a poluării - I.P.P.C.C.N.L.S. – International Certificate for the Carriage of Noxius Liquid Substances in Bulk – cu durata de maxim 5 ani.
Descărcarea substanţelor lichide nocive:
Din categoria A este interzisă; -apa de balast sau spălare poate fi descărcată când se îndeplinesc condiţiile:
-- nava este în marş cu viteza de 7 noduri (4 noduri nepropulsată)
-- descărcarea se efectuează sub linia de plutire.
-- descărcarea se efectuează la o distanţă mai mare de 12Mm faţă de uscat, unde apa are o adâncime mai mare de 25m.
Din categoria B, este interzisă descărcarea în mare: - apa de balast sau de spălare va fi evacuată dacă sunt îndeplinite următoarele condiţii:
-- nava este în marş cu viteza de 7 noduri (4 noduri nepropulsată)
-- concentraţia aferentă în siaj este mai mică de 1 ppm.
-- cantitatea maximă de marfă descărcată este mai mică de 1 m3 sau 1/3000 din capacitatea tancului (se ia valoarea cea mai mare).
-- descărcarea se efectuează sub linia de plutire.
-- descărcarea se face la o distanţă mai mare de 12 Mm şi la o adâncime a apei mai mare de 25m
Din categoria C, este interzisă descărcarea în mare; - apa de balast sau de spălare va fi evacuată dacă sunt îndeplinite următoarele condiţii:
-- nava este în marş cu viteza de 7 noduri (4 noduri nepropulsată)
-- concentraţia aferentă în siaj este mai mică de 10 ppm.
-- cantitatea maximă de marfă descărcată este mai mică de 3 m3 sau 1/1000 din capacitatea tancului (se ia valoarea cea mai mare).
-- descărcarea se efectuează sub linia de plutire.
-- descărcarea se face la o distanţă mai mare de 12 Mm şi la o adâncime a apei mai mare de 25m.
Din categoria D, este interzisă descărcarea în mare: - apa de balast sau de spălare va fi evacuată dacă sunt îndeplinite următoarele condiţii:
-- nava este în marş cu viteza de 7 noduri (4 noduri nepropulsată);
-- concentraţia aferentă în siaj este mai mică de 9,0%;
-- descărcarea se face la o distanţă mai mare de 12 Mm.

Observaţie: În zonele speciale trebuie să se facă prespălarea tancurilor şi reziduurile să fie evacuate în instalaţiile de colecţie portuare (A, B).
Excepţii: Numai dacă descărcarea este: necesară pentru siguranţa vieţii pe mare sau pentru salvarea de vieţi omeneşti, rezultatul unei avarii sau are loc pentru reducerea pagubelor prin poluare.
Jurnalul de înregistrare a mărfii – Cargo Record Book se completează pentru fiecare tanc:

1) încărcarea mărfii

2) transferul intern de marfă

3) descărcarea mărfii

4) curăţarea tancurilor de marfă

5) evacuarea reziduurilor la instalaţia de colectare

6) descărcarea în mare sau eliminarea prin ventilare a reziduurilor; se eliberează pe 5 ani şi se păstrează 3 ani de la ultima menţiune completată.

INSTALAŢII DE BALAST SANTINĂ

Pincipalele reguli ale convenţiei internaţionale MARPOL 73/78

Anexa I la MARPOL 73/78. Se aplică navelor petroliere mai mari de 150 de tone şi alte nave mai mari de 400 de tone şi constă din respectarea următoarelor reguli:
-- eliberarea unui Certificat internaţional de prevenire a poluării cu hidrocarburi IOPP (IOPP – International oil pollution prevention certificate)
-- durata de eliberare este mai mică de 5 ani.
-- sunt considerate zone speciale: zona Mării Mediterane, zona Mării Negre, zona Mării Baltice, zona Mării Roşii, „zona golfurilor (22°30` N, 59°48` E) şi (25°04` N, 61°25` E)”, zona Golfului Aden, zona Antactică.
-- în zonele speciale, orice descărcare de hidrocarburi este interzisă.
-- apa de santină evacuată va avea cmax H<15 ppm.
-- orice navă cu tonaj brut mai mare de 400 t va fi dotată cu tanc de reziduuri de hidrocarburi.
-- pentru a permite racordarea tubulaturilor instalaţiilor de colectare reziduri, flanşele sunt standardizate la dimensiunile: De=215mm, Di=dt, Db=183 (diametrul cercului buloanelor), diametrul găurilor Dg=6x22mm. Grosimea flanşei 20 mm. Buloane şi piuliţe 6x6x20mm şi lungimi corespunzătoare.
-- fiecare petrolier (mai mare de 150 tone) şi navă (mai mare de 400 tone) trebuie să poarte un Jurnal de înregistrare a hidrocarburilor ORB – Oil Record Book.
-- jurnalul se completează la: balastarea tancurilor cu combustibil, descărcarea apei de spălare a tancurilor de combustibil, evacuarea reziduurilor de hidrocarburi şi a apei de santină a compartimentului maşini, încărcarea, descărcarea şi transferul intern al hidrocarburilor marfă, închiderea valvulelor după operaţiunile desemnate în jurnalul O.R.B.
-- fiecare petrolier (mai mare de 150 t) şi navă (mai mare de 400 t) trebuie să aibă la bord un plan de urgenţă contra poluării cu hidrocarburi.
-- informaţiile ce se înregistrează în jurnalul ORB sunt codate şi ca urmare a efectuării operaţiunilor cu hidrocarburi în compartimentul maşini şi asupra operaţiunilor de balastare şi manipulare a mărfii la petroliere.

INSTALAŢII DE BALAST SANTINĂ

Pincipalele reguli ale convenţiei internaţionale MARPOL 73/78

Convenţia MARPOL 73/78 este o reglementare juridică internaţională adoptată de Conferinţa internaţională privind poluarea marină, convocată de Organizaţia Maritimă Internaţională (IMO), în perioada 8 oct. – 2 nov. din 1973 pentru prevenirea poluării de către nave şi modificată Protocolul din 6 - 17 febr. 1978 referitor la Convenţia Internaţională din 1973 pentru prevenirea poluării de către nave. Aplicarea regulilor stabilite de convenţie, constă în respectarea celor cinci anexe a căror semnificaţie este dată după cum urmează:
Anexa I – Reguli pentru prevenirea poluării cu hidrocarburi;
Anexa II – Reguli pentru controlul poluării cu substanţe lichide nocive în vrac;
Anexa III - Reguli pentru prevenirea poluării cu substanţe dăunătoare transportate pe nave sub formă ambalată;
Anexa IV - Reguli pentru prevenirea poluării cu ape uzate de la nave;
Anexa V - Reguli pentru prevenirea poluării cu gunoi de la nave.

INSTALAŢII DE BALAST SANTINĂ

Metode de separare a hidrocarburilor din apa de santină
--- Separare prin centrifugare. ---

Acest procedeu are la bază producerea unor câmpuri de forţe centrifuge, ce realizează accelerări ale particulelor, cu valori cuprinse peste (2-3) g (g – acceleraţia gravitaţională).
Separarea se poate realiza în două moduri:

a) Separea celor două medii cu ajutorul şicanelor. Şicanele sunt elemente constructive ce provoacă devierea particulelor pe o traiectorie curbilinie, unde se manifestă câmpuri de forţe centrifugale de separare. Şicanele pot fi de două tipuri: şicane sus - jos – sus şi şicane de tip jos–sus –jos.

Sunt utilizate numai şicanele sus-jos-sus, care realizează separarea eficientă a celor două medii. Din figură se observă că la şicanele jos-sus-jos după separare, are loc o nouă intersecţie a celor două medii, care face ca utilizarea acestora să nu fie eficientă.
b) Separarea prin hidroclonare

Separare prin hidrociclonare

Acest procedeu are la bază turbionarea fluidului, realizând o accelerare a acestuia cu cel puţin 2g (g-acceleraţia gravitaţională).
Diferenţa de densitate va face ca apa să ocupe exteriorul separatorului, iar amestecul de combustibil se va dispune central, de unde este captat şi trimis la tancul de reziduri. Este o varianta mai simpla ca prima, dar mai puţin eficace.
Separarea prin filtrare. Este o varianta des întâlnită în combinaţie cu celelalte procedee. În general filtrele se utilizează în finalul operaţiunilor de separare unde au fost deja utilizate alte procedee.
De obicei se utilizează filtre de tip textil, ce reţin particulele fine de combustibil şi realizează performanţe bune, adică concentraţia hidrocarburilor în apă ajunge în limitele prescrise, la valori de c=7-8 p.p.m.

Observaţie: Filtrele au fiabilitate scăzută, deoarece se înfundă. Periodic acestea sunt suflate cu aer comprimat, spălate sau chiar înlocuite.

Separator de santină

La bordul unei nave sunt folosite, pentru separare, o serie din procedeele prezentate. Structura finală a instalaţiei de separare a reziduurilor, trebuie să corespundă scopului propus (concentraţia apei deversate peste bord să fie mai mică de 15 P.P.M.) şi aceasta se obţine ca urmare a combinării procedeelor prezentate. O combinaţie devenită deja clasică, separator gravitaţional cu talere şi filtru – cu separare în două trepte, are elementele prezentate în figură:
1 Pompe de circulaţie;
2 Separator gravitaţional cu talere;
3 Treapta a doua de separare cu cartuş de filtrare;
4 Traductorul aparatului de măsură a concentraţiei ;
5 Aparat de măsură, a concentraţiei combustibilului în apa deversată peste bord;
6 Sistem de înregistrare a concentraţiei apelor deversate ;
7 Valvă cu trei căi comandată electromagnetic de aparatul de măsură, comandă şi înregistrare 5.

Funcţionare: Aparatul de măsură 5, măsoară prin intermediul traductorului 4, concentraţia combustibilului în apa deversată. Dacă concentraţia se află în limitele admise, valvula 7 este comandată să realizeze deversarea apei peste bord. În cazul în care concentraţia depăşeşte valoarea admisibilă de 15 p.p.m. aparatul de măsură 5 semnalizează sonor şi acustic operatorul instalaţiei de separare şi comandă valvula 7 să întoarcă lichidul la separare către tancul de colectare a rezidurilor.
Problema poluării apare în mod pregnant la navele petroliere, unde există posibilitatea poluării mediului marin cu apele ce rezultă din spălarea magaziilor de marfă (tancuri). La aceste nave se impun reguli foarte stricte referitoare la spălarea tancurilor de marfă. Normele internaţionale prevăd deja ca destinaţia tancurilor de marfă să fie unică, adică acestea nu pot fi utilizate la navigaţia fără marfă, ca tancuri de balast. Deversarea apelor prelucrate este monitorizată prin înregistrarea datelor aparaturii de măsurare a concentraţiei de hidrocarburi.
Separatoarele de santină utilizate la bordul navelor maritime funcţionează pe baza principiilor de separare prezentate, combinându-le între ele. În scopul măririi eficienţei de separare de cele mai multe ori amestecul apă – reziduri este încălzit prin intermediul unor serpentine cu abur sau electrice cu rol în fluidificarea în vederea transferului a hidrocarburilor reziduale. Funcţionarea este de cele mai multe ori automatizată, pe baza primirii unor semnale electrice de la traductoarele ce sunt montate în interiorul corpului separatorului.

INSTALAŢII DE BALAST SANTINĂ

Metode de separare a hidrocarburilor din apa de santină

--- Separarea prin flotare ---

Procedeul constă în insuflarea aerului comprimat prin partea inferioară a recipientului (separatorului), în care sunt introduse apele reziduale.

Separator de santină prin flotare

Particulele de combustibil aderă la bulele de aer şi urcă la suprafaţă odată cu acestea.
Este o soluţie eficientă atunci când particulele de combustibil au densitatea apropiată de densitatea apei.

INSTALAŢII DE BALAST SANTINĂ

Metode de separare a hidrocarburilor din apa de santină
--- Separare prin aglomerare ---

Separarea prin aglomerare urmăreşte mărirea dimensiunilor particulelor (are ca urmare creşterea forţei arhimedice) şi separarea lor ulterioară prin procedeul gravitaţional.
Aceasta operaţiune se efectuează prin montarea înaintea separatorului gravitaţional a unui recipient de aglomerare, recipient prevăzut cu nişte talere ce realizează această operaţiune de mărire a diametrului particulei.

În timpul curgerii particulele de hidrocarburi aderă una la cealaltă şi astfel se obţine mărirea diametrului, ceea ce măreşte mult capacitatea de separare a hidrocarburilor din apă.
Observaţie: Concentraţia combustibilului în apa deversată ce a fost supusă acestui procedeu, ajunge la (40 – 50) P.P.M (pentru a ajunge la concentraţia prescrisă se combină cu alt procedeu).

Separator de santină cu talere