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电催化/紫外复合船舶压载水微藻灭活技术研究
| 论文题名： | 电催化/紫外复合船舶压载水微藻灭活技术研究 |
| 关键词： | 船舶压载水;微藻;灭活设备;电催化;紫外辐射 |
| 摘要： | 船舶压载水在船舶的运行中提供安全的保障，但由此引起的生物物种入侵问题也日益严重。国际海事组织制定了公约要求压载水的排放必须满足统一的标准，因此探索高效的船舶压载水处理方式及处理设备是现阶段的首要任务。电催化和紫外辐射技术复合处理船舶压载水，不仅可以实现电催化的高效灭活性能，同时由于紫外的存在可以节约电催化系统的电流输出，减少处理时间。本课题运用电催化和紫外复合技术处理船舶压载水，实现了水中微藻的灭活，为压载水处理技术的研究提供理论支持。 本文建立了电催化/紫外复合船舶压载水处理系统，建立了微藻大型培养模式，探究并比较了不同阳极材料电催化系统的灭活微藻性能，选择电催化性能较好的阳极材料进行电催化/紫外复合系统对微藻灭活性能的探究，证明了电催化/紫外复合灭活压载水中微藻的可行性和高效性。 通过改变水力停留时间和电流密度等条件进行Ti/SnO2阳极和Ti/SnO2-RuO2阳极电催化系统的灭藻性能探究，证明了钛基复合涂层电极的电催化性能优于钛基单一涂层电极。灭藻实验的结果表明，不同阳极电催化系统的灭藻效果均随水力停留时间的增加而提高，随电流密度的增大而提高。Ti/SnO2阳极在HRT3.0s电流密度190mA/cm2条件下杜氏盐藻的即时杀灭率达到IMO公约的要求，在HRT3.0s电流密度160mA/cm2条件下，反应出水在暗处放置两小时后杜氏盐藻的灭活效果可以达到IMO公约的要求；Ti/SnO2阳极在HRT3.0s电流密度200mA/cm2条件下灭活青岛大扁藻出水中活藻数约为100cells/mL。Ti/SnO2-RuO2阳极在HRT3.0s电流密度110mA/cm2或HRT2.5s电流密度180mA/cm2条件下青岛大扁藻的即时杀灭率可达到IMO公约的要求，该条件下杜氏盐藻被完全杀灭；在HRT2.0s电流密度190mA/cm2、HRT2.5s电流密度160mA/cm2和HRT3.0s电流密度80mA/cm2条件下，出水4小时后青岛大扁藻的含量达到IMO的出水要求。 选择电催化性能更好的Ti/SnO2-RuO2电极作为电催化/紫外复合处理系统的阳极材料，探究了电催化/紫外复合船舶压载水处理系统对混合微藻的灭活性能。结果表明复合系统对微藻的灭活效果随水力停留时间的增加而提高，随着电流密度的增大而提高。在HRT3.0s电流密度140mA/cm2、HRT2.0s电流密度160mA/cm2或HRT1.0s电流密度180mA/cm2条件下可以实现微藻的即时灭活，达到IMO公约的要求。在HRT1.0s电流密度130mA/cm2、HRT2.0s电流密度130mA/cm2和HRT3.0s电流密度100mA/cm2条件，复合系统反应出水在暗处放置4小时后的微藻灭活效果可以达到IMO的出水要求。 相比于单独电催化系统，在较短水力停留时间下电催化/紫外复合系统对微藻的持续灭活效果更好，实现微藻灭活所需的电流条件更小，有利于延长电极的使用寿命，节约处理成本。 |
| 作者： | 苏婷 |
| 专业： | 海洋科学 |
| 导师： | 尤宏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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