過濾紫外線技術(shù)處理壓載水的可行性分析

過濾紫外線技術(shù)處理壓載水的可行性分析第一頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二濾-紫外線技術(shù)的壓載水處理方法。過濾作為第一級(jí)預(yù)處理，去除海水里較大的固體懸浮物和微生物。紫外線作為二級(jí)處理，處理海水中殘存較小的的微生物和細(xì)菌。此組合處理方法平均滅活率達(dá)到98%以上第二頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二,且組合設(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，該方法是實(shí)用可行的。論文關(guān)鍵詞：船舶壓載水,過濾,紫外線,微生物概述當(dāng)今，超過90%的國(guó)際貨物是第三頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二通過船舶運(yùn)輸來完成的。壓載水對(duì)保持船舶的平衡穩(wěn)定和船舶的安全有效操作起著至關(guān)重要的作用,船舶壓載操作是船舶安全航行的必備條件。由于船舶的大小和用途不同,每條船可攜帶的壓載水量也不相同,第四頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二少的幾百公斤,大的則超過10萬噸。每年估計(jì)有100億噸的壓載水在全球轉(zhuǎn)移。國(guó)際海事組織壓載水工作小組研究發(fā)現(xiàn)，每天至少有7000個(gè)有機(jī)體等隨船舶壓載水遠(yuǎn)航至他鄉(xiāng)。物種互相入侵，加劇了海第五頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二洋生態(tài)鏈和環(huán)境的惡化。然而在壓載水的眾多處理方法中，我們無法使用單一的方法處理壓載水使得其滿足國(guó)際海事組織的要求?；谶^濾和紫外線技術(shù)對(duì)于壓載水處理的有效性，我們?cè)诒疚姆治隽诉^濾-紫外第六頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二線技術(shù)聯(lián)用處理壓載水的實(shí)用可行性。2、過濾-紫外線技術(shù)處理船舶壓載水的研究現(xiàn)狀上海海運(yùn)學(xué)院的孫永明副教授在研究利用紫外線對(duì)壓載水的處理過程中發(fā)現(xiàn):海水的濁度大小會(huì)影響紫外線的穿透能力,第七頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二從而會(huì)降低紫外線殺滅細(xì)菌、微生物的效果。美國(guó)Maryland大學(xué)研究了過濾和紫外線聯(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50um以上的固體懸浮物可以過濾掉，對(duì)于5第八頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二0um以上的微生物平均滅活率是80%，50um以下的微生物平均滅活率是95%。根據(jù)IMO處理要求，將過濾器過濾精度設(shè)計(jì)為50um，小于此精度的顆粒由紫外線裝置負(fù)責(zé)處理。3、過濾-紫外線第九頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二技術(shù)處理方法優(yōu)勢(shì)介紹(1)結(jié)構(gòu)緊湊，體積??；(2)質(zhì)量輕、易于設(shè)計(jì)、安裝；(3)系統(tǒng)部件比較少，易于維護(hù)、調(diào)節(jié)和控制；(4)過濾-紫外線處理方法屬機(jī)械和物理方法相結(jié)合,處理過程中不添加第十頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二任何化學(xué)藥劑,不會(huì)造成二次污染。此外紫外線處理還具有以下明顯的優(yōu)勢(shì)：(1)高效率：有數(shù)據(jù)表明,在流量為200Lh,400Lh,800Lh時(shí),紫外線殺菌率分別在83%~100%,84%~第十一頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二100%,98%~100%之間,對(duì)有些微生物和病毒,滅活率總在99%以上,且殺滅時(shí)間幾乎是瞬間,節(jié)約大量時(shí)間。(2)廣譜性：紫外線幾乎對(duì)各種細(xì)菌、病毒、藻類都能殺滅。(3)無生物免疫力第十二頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二：紫外線處理只改變了壓載水中生物的DNA結(jié)構(gòu),而傳統(tǒng)方法,在一段時(shí)間內(nèi)可有效果,但時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)產(chǎn)生生物免疫力,影響處理效果。4、過濾-紫外線技術(shù)處理壓載水原理過濾可以去除水中懸浮物以及微第十三頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二生物是毫無疑問的，然而海水中的微生物最小的直徑也就幾微米。如果將濾網(wǎng)的過濾精度設(shè)計(jì)很高雖然過濾效果好，但是需要的壓力過大，并且很快需要反沖洗，否則過程將難以進(jìn)行下去。因此設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)倪^濾第十四頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二精度（50um），這樣的話壓載水中殘存的較微小的微生物將交由紫外線處理。紫外線(UV)是波長(zhǎng)介于可見光(400nm)與X射線(100nm)之間的電磁波，紫外光可劃分為三個(gè)波段：UV-A第十五頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二（長(zhǎng)波段320-400nm）；UV-B（中波段280－320nm）；UV-C（短波段100－280nm），強(qiáng)大的殺菌作用由短波段UV-C中波長(zhǎng)為253.7nm的紫外光所提供。由于UV－第十六頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二C具有較高的光子能量，當(dāng)它照射微生物時(shí)，就能穿透微生物的細(xì)胞膜和細(xì)胞核，破壞其DNA的分子鍵，使其失去復(fù)制能力或失去活性，不久便會(huì)死亡，從而達(dá)到我們處理壓載水的目的。5、過濾-紫外線技第十七頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二術(shù)處理裝置5.1過濾處理裝置選擇50x250目(50um)的金屬絲網(wǎng)作為過濾材質(zhì)?？紤]到低碳鋼不耐腐蝕，容易生銹，因此不管是編制濾網(wǎng)還是打孔濾網(wǎng)的船用過濾器現(xiàn)多以不銹鋼為濾芯，不銹鋼絲第十八頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二網(wǎng)過濾器耐腐蝕、抗震性能好、成本低、效率較高，是比較理想的過濾材料。基于以上的考慮，采用不銹鋼纖維為濾材較為合適。5.2紫外線處理裝置紫外線處理裝置按設(shè)計(jì)方式分為明渠型或封閉性。明渠型第十九頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二為在溝槽中放置由石英管罩住、加以保護(hù)的紫外線消毒燈而使污水從中流出的裝置；封閉式則為將石英管罩住的，加以保護(hù)的紫外線消毒燈裝入圓筒形密封的反應(yīng)器中，反應(yīng)器再與污水管連接的裝置，紫外線燈第二十頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二套在石英管中，與水流平行或垂直。相對(duì)而言，封閉型的不如明渠型的易于監(jiān)測(cè)和維護(hù)。然而封閉型的比明渠型的處理水量大，針對(duì)壓載水需要量大的特點(diǎn)，我們選用封閉型紫外線處理裝置。為了能夠抵制海水第二十一頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二的侵蝕和紫外光線的輻射老化的影響,筒體可由經(jīng)灌注鈦的無毒聚氯乙烯制成,這樣比用不銹鋼制成的設(shè)備來得輕便、耐用、成本低；紫外燈管應(yīng)采用低壓汞燈；石英套管采用氣煉高強(qiáng)度石英管,要求透紫率不第二十二頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二小于80%,工作壓力0.45Mpa。石英套管可隔絕水同紫外光燈接觸,并可維持燈在40C的最佳溫度下工作,因?yàn)樽贤饩€出力與燈管表面溫度有關(guān),當(dāng)溫度40C時(shí),紫外線出力最大,套管可用浸酒精第二十三