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超声及其强化技术处理船舶压载水的研究
| 论文题名： | 超声及其强化技术处理船舶压载水的研究 |
| 关键词： | 船舶;压载水;超声波;强化技术;小球藻;混凝效果 |
| 摘要： | 随着海洋运输业的发展,需要更多的船舶来往于世界各国水域之间。由船舶压载水装换所引起的海洋生物入侵问题给海洋生态环境和可持续发展都带来了越来越严重的威胁。IMO已明确提出要求通过控制和管理船舶压载水的排放来减少和最终消除有害水生物的危害。目前研究采用的有机械、物理、以及化学等多种单一的方法,但是应用于船舶上均存在一定的局限性,处理效果不理想,因此需要找到一种方法来有效地控制和防止压载水传播带来的危害。 超声波处理技术是一种新颖、清洁的水处理技术。它是集高级氧化、热解、超临界氧化等技术于一体的新技术。超声不仅可以改变反应条件,提高反应速率,甚至能使一些难以进行的化学反应得以实现,在水污染控制方面具有广阔的研究前景。 针对压载水的特点,结合其他船舶压载水处理工艺特性,本论文提出了采用超声及其强化技术来处理船舶压载水。根据国际海事组织公约D-2中的规定和近年来频繁发生的赤潮现象,选取小球藻作为受试藻种配置模拟压载水。文中研究了超声参数以及其他因素对压载水中小球藻的去除效果、规律的影响等,并对反应机理进行了研究。 通过实验,得到超声处理船舶压载水具有良好的效果。在固定功率和频率的条件下,改变超声辐照时间,发现随着时间的延长,超声处理效果增强。根据实验效果,选择6min为最佳处理时间。调节超声反应器的功率,得到在频率为40kHz的情况下,超声辐照6min,随着强度的提高,除藻的效果趋向饱和,因此选择90W为后续实验超声功率。在低频范围内,超声频率对小球藻的去除效果没有明显差别,但是由于不同藻类细胞的特性,谐振频率存在差异,最佳频率也不同。还研究了不同超声辐照模式下,藻类的去除效果及规律。 另外,研究了超声强化技术对船舶压载水的处理效果。首先研究了超声强化混凝的效果,混凝实验研究发现FeCl3、PAC和Al2(SO4)3对小球藻的混凝效果不同,在投加量相同的情况下,PAC对小球藻的去除率最高。当PAC的投加量为40mg/L时,藻类的去除率达到80％以上。且超声对混凝有强化作用,在投加量相同的情况下,超声辐照以后,藻液的去除效果可以提高20%左右。超声强化混凝的最佳功率为90W,最佳辐照时间是30s。在低频范围内,频率对混凝效果影响不明显。研究了超声强化H2O2对藻类的去除效果,超声与H2O2联合作用时,只有在H2O2浓度低的情况下,才会表现出一定的协同作用,超声强化H2O2除藻的最佳pH值在中性左右。 |
| 作者： | 康凯 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 朱丽楠 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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