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基本信息

項(xiàng)目名稱：
船舶壓載水旋流-紫外線滅菌系統(tǒng)研究
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
船舶壓載水已經(jīng)給各沿海國(guó)家造成了難以彌補(bǔ)的損失， IMO于2004年2月在總部倫敦通過(guò)了《國(guó)際船舶壓載水和沉積物控制與管理公約》，制定了船舶壓載水處理標(biāo)準(zhǔn)。本文"著重從實(shí)用性角度介紹了旋流-紫外線組合的壓載水處理方法"旋流分離作為第一級(jí)預(yù)處理,分離較海水密度大的固體懸浮顆粒和微生物,紫外線作為二級(jí)處理,滅活海水中殘存的微生物和細(xì)菌"此組合處理壓載水平均滅活率達(dá)到98%以上,組合設(shè)備簡(jiǎn)單易于維護(hù)保養(yǎng),投資維護(hù)費(fèi)用低,處理成本約是傳統(tǒng)方法的1/5,經(jīng)理論分析,該方法實(shí)用可行。本文采用理論分析和實(shí)驗(yàn)研究等方法進(jìn)行了一些探索性的研究。
詳細(xì)介紹：
船舶壓載水已經(jīng)給各沿海國(guó)家造成了難以彌補(bǔ)的損失， IMO于2004年2月在總部倫敦通過(guò)了《國(guó)際船舶壓載水和沉積物控制與管理公約》，制定了船舶壓載水處理標(biāo)準(zhǔn)。本文"著重從實(shí)用性角度介紹了旋流-紫外線組合的壓載水處理方法"旋流分離作為第一級(jí)預(yù)處理,分離較海水密度大的固體懸浮顆粒和微生物,紫外線作為二級(jí)處理,滅活海水中殘存的微生物和細(xì)菌"此組合處理壓載水平均滅活率達(dá)到98%以上,組合設(shè)備簡(jiǎn)單易于維護(hù)保養(yǎng),投資維護(hù)費(fèi)用低,處理成本約是傳統(tǒng)方法的1/5,經(jīng)理論分析,該方法實(shí)用可行。本文采用理論分析和實(shí)驗(yàn)研究等方法進(jìn)行了一些探索性的研究。 壓載水成為污染海洋環(huán)境的重要因素，壓載水問(wèn)題已經(jīng)給海洋環(huán)境和各沿海國(guó)家造成了難以彌補(bǔ)的社會(huì)損失，IMO和各沿海國(guó)家都致力于壓載水防治方法的研究。在此形勢(shì)下，本文從系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、滅菌的理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等方面，重點(diǎn)研究了船舶壓載水旋流-紫外滅菌系統(tǒng)。 可以預(yù)見(jiàn)，在海洋環(huán)境形勢(shì)日益嚴(yán)峻、有關(guān)壓載水處理公約即將生效的今天，在科研人員不懈的努力下，紫外線壓載水處理技術(shù)以其自身的優(yōu)勢(shì)，必將有著廣闊的發(fā)展前景，并將對(duì)社會(huì)的發(fā)展做出重要的貢獻(xiàn)。

作品圖片

  • 船舶壓載水旋流-紫外線滅菌系統(tǒng)研究
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作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

本文采用理論分析和實(shí)驗(yàn)研究等方法進(jìn)行了一些探索性的研究，這些研究主要有以下幾個(gè)部分： 1、介紹了船舶壓載水對(duì)全球環(huán)境的危害和對(duì)各地區(qū)造成的重大損失，對(duì)比分析了現(xiàn)行的各種處理方法，指出了紫外線處理方法的優(yōu)勢(shì)。 2、簡(jiǎn)介旋流分離濾器原理，運(yùn)用一級(jí)旋流分離濾器對(duì)海水進(jìn)行預(yù)處理，使處理后的水質(zhì)能滿足紫外線燈管處理海水的濁度要求。 3、探討了紫外線處理方法的原理及影響處理效果的因素，并著重介紹了紫外線劑量對(duì)處理效果的影響。 4、設(shè)計(jì)了紫外線反應(yīng)器，并對(duì)所設(shè)計(jì)的反應(yīng)器進(jìn)行了水力分析，指出了所設(shè)計(jì)模型在結(jié)構(gòu)上的不足，并在加工制造的過(guò)程中予以彌補(bǔ)。 5、基于前期充分的理論研究，設(shè)計(jì)了壓載水處理流程并搭建了紫外線船舶壓載水處理系統(tǒng)，并進(jìn)行了調(diào)試。 6、在調(diào)試紫外線船舶壓載水處理系統(tǒng)合適后，實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃培養(yǎng)藻類并進(jìn)行初步試驗(yàn)，為下一步擴(kuò)大流量和實(shí)船應(yīng)用打下基礎(chǔ)。

科學(xué)性、先進(jìn)性

本文主要研究的是過(guò)濾輔助紫外線的處理方法。此系統(tǒng)除具有結(jié)構(gòu)緊湊，體積小、質(zhì)量輕、系統(tǒng)部件比較少易于設(shè)計(jì)、安裝，易于維護(hù)、調(diào)節(jié)和控制等優(yōu)勢(shì)外紫外線壓載水處理還有其獨(dú)自的特點(diǎn)： （1）高效率。 （2）廣譜性。 滅活的廣譜性是最高的，對(duì)幾乎所有的細(xì)菌、病毒、微生物都能高效率殺滅。 （3）無(wú)二次污染。 不會(huì)對(duì)水體和周圍環(huán)境產(chǎn)生二次污染； （4）無(wú)生物免疫力。 （5）運(yùn)行安全、可靠。 傳統(tǒng)的消毒技術(shù)如采用氯化物或臭氧，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作人員以及周圍環(huán)境產(chǎn)生潛在的威脅，需要特別小心； （6）運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

無(wú)

作品所處階段

實(shí)驗(yàn)室階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

合作轉(zhuǎn)讓

作品可展示的形式

模型 圖紙 現(xiàn)場(chǎng)演示 圖片 樣品

使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

（1）保證船舶的穩(wěn)性和強(qiáng)度以確保船舶和船員安全； （2）對(duì)環(huán)境無(wú)二次污染，不破環(huán)生態(tài)平衡； （3）能有效的殺死潛在的入侵生物，尤其是已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)的有害生物； （4）現(xiàn)有技術(shù)上可行，對(duì)船舶結(jié)構(gòu)改動(dòng)較??； （5）操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)船操作； （6）費(fèi)用較低。 目前，還沒(méi)有理想的船舶壓載水處理裝置，而經(jīng)本文分析，船舶壓載水旋流-紫外線滅菌系統(tǒng)有廣闊的發(fā)展前景，如果技術(shù)達(dá)到要求滿足《國(guó)際船舶壓載水及沉積物控制和管理公約》并實(shí)船應(yīng)用成熟后，必將在2014占領(lǐng)船舶壓載水市場(chǎng)。

同類課題研究水平概述

紫外線水處理技術(shù)的應(yīng)用研究是在20世紀(jì)末21世紀(jì)初興起的，國(guó)外使用UV輻射進(jìn)行滅菌消毒已有多年歷史。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到1995年，紫外線消毒技術(shù)在美國(guó)污水處理中的應(yīng)用已達(dá)5%，并呈逐年上升趨勢(shì)[38]。國(guó)際上一些對(duì)細(xì)菌排放有嚴(yán)格要求的地區(qū)，大多采用了紫外線方法。我國(guó)很多的生活污水和工業(yè)污水處理廠也采用了紫外線方法。 紫外線用于處理船舶壓載水國(guó)外也進(jìn)行了大量的研究[39,40]：美國(guó)Maryland大學(xué)研究了過(guò)濾和紫外線聯(lián)用的壓載水處理技術(shù)，研究結(jié)果表明：在5次實(shí)驗(yàn)中，顆粒尺寸為50μm以上的固體懸浮物可以過(guò)濾掉，對(duì)于50μm以上的微生物平均滅活率是80%，50μm以下的微生物平均滅活率是95%。芬蘭Helsinki等幾所大學(xué)做了以下的工作：（1）防止外來(lái)生物入侵的方法；（2）未來(lái)可應(yīng)用于處理船舶壓載水的技術(shù)（3）臭氧（O3），紫外線（UV），超聲波（US）和H2O2單一及聯(lián)用的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，并對(duì)每種方法的效果進(jìn)行評(píng)估。得出以下結(jié)論：第一，單一技術(shù)的滅活率都可達(dá)到99%以上；第二，滅活率最高的組合是US+UV和UV+ H2O2。 文獻(xiàn)[41]中利用UV+O3的壓載水處理方法，進(jìn)行了UV+O3, UV，O3動(dòng)態(tài)海水處理對(duì)比實(shí)驗(yàn)，得出如下結(jié)論：滅菌效果由好到壞的順序依次是UV+O3、UV和O3。其中臭氧的滅菌效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于UV+O3和UV，UV+O3和UV滅菌效果都在99%以上，考慮到UV+O3不會(huì)產(chǎn)生光復(fù)活現(xiàn)象以及剩余臭氧分子的持續(xù)滅菌作用，故認(rèn)為UV+O3工藝滅菌效果好于UV。文獻(xiàn)[42]中對(duì)紫外線處理船舶壓載水的可行性進(jìn)行了初步研究，指出紫外線可以用于船舶壓載水的處理，配合船舶主機(jī)缸套冷卻水處理效果更好。 挪威研發(fā)的OPTIMAR紫外線壓載水處理設(shè)備是第一個(gè)用于實(shí)船的設(shè)備。在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)紫外線反應(yīng)器處理量的連續(xù)調(diào)節(jié)，可以達(dá)到7000m3/h。 國(guó)內(nèi)很少有人研究紫外線裝置處理船舶壓載水，目前主要有大連海事大學(xué)正在研究，另外還有哈爾濱工業(yè)大學(xué)也進(jìn)行了一些研究,目前都處于實(shí)驗(yàn)室階段，故在此不做詳述。
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