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船舶压载水取样与检测优化及多波段紫外灭活技术研究
| 论文题名： | 船舶压载水取样与检测优化及多波段紫外灭活技术研究 |
| 关键词： | 船舶压载水;取样检测;多波段紫外光催化;微生物灭活 |
| 摘要： | 压载水公约已经生效，但是国标中还没有通用的压载水取样检测方式方法，压载水紫外处理技术也存在处理效率低、缺乏稳定长效处理等问题。基于此，本文为寻求稳定可靠的压载水取样检测方式方法，开展了压载水取样检测研究，同时设计多波段紫外光催化反应器，并对其进行了仿真研究，考察了其对压载水中微生物的灭活效果与机理，从而为寻求一种高效的压载水灭活工艺提供了理论依据。 针对目前压载水取样检测还存在不合理性、不准确性等问题，首先考察对比荧光染色和中性红染色对10～50μm浮游生物的染色效果，发现在染色10～50μm浮游生物时，两种染色方法都能够达到较高准确率，中性红染色可以作为荧光染色的补充。此外开展了压载水取样方式和实船取样检测试验研究，考察了流速、浮游生物浓度和尺寸对结果的影响，为促进我国压载水取样检测标准提案的形成提供帮助。 设计了紫外光催化反应器，采用了紫外灯管三种排列方式对反应器主体结构进行CFD流场仿真和TracePro光强仿真，分析得到直线式、波浪式和方形式紫外光催化反应器的有效灭活区域的流体速度分布均匀，符合设计要求。方形式反应器的平均紫外辐射剂量最大，达到灭活标准。 基于反应器的设计与仿真模拟，建立了多波段紫外光催化生物灭活系统，通过实验考察了该系统对压载水中微生物的灭活效果与机理。结果表明，长波(UVA)、短波(UVC)、真空波(VUV)的联用以及光催化剂Cu-N-TiO2加入时的灭活效果最好，丙二醛(MDA)含量增加到4.36μmol/L，超氧化物歧化酶(SOD)活性下降到89U/mgprot，微藻的叶绿素a降解到3.4μg/L，因此多波段紫外光催化Cu、N双掺杂TiO2(UVA+UVC+VUV/Cu-N-TiO2)生物灭活系统能实现对压载水中微生物的瞬时及长效高效灭活。最终完成了港口压载水接收验证示范试验。 |
| 作者： | 王殷浩 |
| 专业： | 动力工程 |
| 导师： | 施悦 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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