超聲及其強(qiáng)化技術(shù)處理船舶壓載水的研究.pdf

1、隨著海洋運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展,需要更多的船舶來(lái)往于世界各國(guó)水域之間。由船舶壓載水裝換所引起的海洋生物入侵問(wèn)題給海洋生態(tài)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展都帶來(lái)了越來(lái)越嚴(yán)重的威脅。IMO已明確提出要求通過(guò)控制和管理船舶壓載水的排放來(lái)減少和最終消除有害水生物的危害。目前研究采用的有機(jī)械、物理、以及化學(xué)等多種單一的方法,但是應(yīng)用于船舶上均存在一定的局限性,處理效果不理想,因此需要找到一種方法來(lái)有效地控制和防止壓載水傳播帶來(lái)的危害。
　　超聲波處理技術(shù)是一種新穎、

2、清潔的水處理技術(shù)。它是集高級(jí)氧化、熱解、超臨界氧化等技術(shù)于一體的新技術(shù)。超聲不僅可以改變反應(yīng)條件,提高反應(yīng)速率,甚至能使一些難以進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)得以實(shí)現(xiàn),在水污染控制方面具有廣闊的研究前景。
　　針對(duì)壓載水的特點(diǎn),結(jié)合其他船舶壓載水處理工藝特性,本論文提出了采用超聲及其強(qiáng)化技術(shù)來(lái)處理船舶壓載水。根據(jù)國(guó)際海事組織公約D-2中的規(guī)定和近年來(lái)頻繁發(fā)生的赤潮現(xiàn)象,選取小球藻作為受試藻種配置模擬壓載水。文中研究了超聲參數(shù)以及其他因素對(duì)壓載水中

3、小球藻的去除效果、規(guī)律的影響等,并對(duì)反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了研究。
　　通過(guò)實(shí)驗(yàn),得到超聲處理船舶壓載水具有良好的效果。在固定功率和頻率的條件下,改變超聲輻照時(shí)間,發(fā)現(xiàn)隨著時(shí)間的延長(zhǎng),超聲處理效果增強(qiáng)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)效果,選擇6min為最佳處理時(shí)間。調(diào)節(jié)超聲反應(yīng)器的功率,得到在頻率為40kHz的情況下,超聲輻照6min,隨著強(qiáng)度的提高,除藻的效果趨向飽和,因此選擇90W為后續(xù)實(shí)驗(yàn)超聲功率。在低頻范圍內(nèi),超聲頻率對(duì)小球藻的去除效果沒(méi)有明顯差別,但是

4、由于不同藻類細(xì)胞的特性,諧振頻率存在差異,最佳頻率也不同。還研究了不同超聲輻照模式下,藻類的去除效果及規(guī)律。
　　另外,研究了超聲強(qiáng)化技術(shù)對(duì)船舶壓載水的處理效果。首先研究了超聲強(qiáng)化混凝的效果,混凝實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)FeCl3、PAC和Al2(SO4)3對(duì)小球藻的混凝效果不同,在投加量相同的情況下,PAC對(duì)小球藻的去除率最高。當(dāng)PAC的投加量為40mg/L時(shí),藻類的去除率達(dá)到80％以上。且超聲對(duì)混凝有強(qiáng)化作用,在投加量相同的情況下,超聲輻