论文题目: 电解法处理船舶压载水的应用研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 轮机工程
作者: 党坤
导师: 殷佩海
关键词: 压载水,电解,余氯,动力学模型,过电位
文献来源: 大连海事大学
发表年度: 2005
论文摘要: 随船舶压载水造成的海洋物种对海洋环境的侵害,已被全球环境基金组织（Global Environment Facility简称GEF）确认为危害海洋的四大威胁之一。其它三大威胁是:陆源海洋污染、对海洋生物资源的掠夺性开发利用和海洋栖息环境的物理性改变和破坏。 为有效实施船舶压载水的管理及控制,世界环保基金组织、联合国计划开发署及国际海事组织（GEF/UNDP/IMO）联合实施了全球压载水管理项目（GloBallast programme）,并在全球范围内选择发展中国家的6个港口作为演示地,其中大连代表东亚地区,为6个演示地之一。该项目从2000年3月正式启动,已于2004年12月结束。 本文所研究的课题是全球压载水管理项目中国项目的第1B4C项。获得了GEF/UNDP/IMO和中远集团公司的资金支持。本文研究的目的在于,一方面探索电解灭除海洋微生物的机理,另一方面在于解决电解处理船舶压载水的实际应用问题。 本文对电解法处理船舶压载水的机理做了理论分析,明确了电解处理船舶压载水的机理不是纯一机理,而是综合作用,不单是多种氧化剂包括HClO分子,O·,OH·等联合作用,还包括电场的作用。澄清了以往认为纯粹是次氯酸分解释放单原子氧杀灭微生物的错误概念。 通过大量试验,证明了电解法处理船舶压载水的有效性。所作试验包括:（1）原生海水的直接电解;（2）含不同卤虫浓度的海水直接电解;（3）含不同浓度的单种藻（小新月菱形藻/叉边金藻/塔胞藻）的海水直接电解（定性分析）;（4）含不同浓度的单种藻（盐藻、扁藻及小球藻）的海水直接电解（定量分析）。对试样的分析包括但不限于:水生生物死活的鉴定、杀灭率及不同时段的余氯。 在大量试验数据的基础上,采用非线性拟合方法,通过专用数据分析软件的分析,得出电解处理船舶压载水过程种余氯衰减的动力学模型,即y=a/（1+bt）。且总结出二级模型参数a的初始值通常比理论值稍大。 通过试验,建立了电解灭除两种藻类的动力学模型。对浓度为33.3x107/L的小新月菱形藻,其电解灭除动力学模型可用CA=32.66e-0.58tx107表示,对浓度为106×106/L的叉鞭金藻,其电解灭除动力学模型可用CA=100.63x106/（1+1.97t）表示。 采用实验室金属静态挂片试验的方法,研究了电解处理对压载舱壁的加速腐蚀的影响,证明了以初始余氯浓度为5mg/L处理时,室温下12小时内腐蚀加速不超过35
论文目录:
第1章 引言
1.1 课题研究的背景
1.1.1 船舶压载水及压载量
1.1.2 船舶压载水问题
1.1.3 国际立法进程
1.2 全球性压载水管理项目及课题来源
1.3 国内外压载水处理技术现状
1.3.1 船舶压载水的置换
1.3.2 机械处理
1.3.3 物理法
1.3.4 化学法
1.4 船舶压载水的电解处理技术
1.5 课题研究的主要内容及意义
1.5.1 课题的理论价值及意义
1.5.2 课题的实际价值及意义
1.5.3 课题的理论研究内容
1.5.4 课题的试验研究内容
第2章 电解法处理船舶压载水的机理
2.1 间接氧化灭除
2.1.1 电解产生灭活剂
2.1.2 间接氧化杀生原理
2.2 电场的作用
第3章 电解处理效能的试验研究
3.1 试验系统简介
3.2 含不同卤虫浓度的海水电解
3.2.1 试样材料
3.2.2 试验方法
3.2.3 试验结果及分析
3.3 原生海水的直接电解
3.3.1 材料的选取
3.3.2 试验方法及程序
3.3.3 试验结果及分析
3.4 单种藻的电解灭除Ⅰ(定性分析)
3.4.1 试样材料
3.4.2 试验及检测方法
3.4.3 试验结果
3.4.4 结果分析及结论
3.5 单种藻电解灭除Ⅱ(定量分析)
3.5.1 试验材料
3.5.2 试验及检测方法
3.5.3 试验结果及分析
3.5.4 小结
第4章 余氯衰减的动力学模型
4.1 使用软件及求模方法
4.2 余氯衰减的动力学模型
4.3 模型的再验证
4.4 小结
第5章 电解除藻的动力学模型
5.1 电解灭除小新月菱形藻的动力学模型
5.1.1 试验材料
5.1.2 试验及检测方法
5.1.3 试验及检测结果
5.1.4 动力学模型拟合
5.2 电解灭除叉鞭金藻的动力学模型
5.2.1 试验材料
5.2.2 试验及检测方法
5.2.3 试验及检测结果
5.2.4 动力学模型拟合
5.3 小结
第6章 电解处理对压载舱壁腐蚀的实验研究
6.1 实验材料的选取和试样准备
6.2 试验系统
6.3 试验方法及步骤
6.3.1 试验方法
6.3.2 试验步骤
6.4 试验数据的处理
6.5 试验结果及讨论
6.5.1 表面宏观检查
6.5.2 试验结果及讨论
6.6 小结
第7章 电解处理的环境可接受性
7.1 氯仿及氯仿形成的影响因素
7.1.1 氯仿及其性质
7.1.2 氯仿对环境的影响
7.1.3 环境标准
7.1.4 氯仿形成的影响因素
7.1.5 氯仿实验室监测方法
7.2 电解处理压载水是否产生氯仿
7.3 电解处理对海水性质的改变
第8章 电解发生器的设计计算及参数选取
8.1 电解槽结构形式
8.2 阳极尺寸的理论计算
8.2.1 总电流的计算
8.2.2 工作电流密度的选取
8.2.3 阳极尺寸的确定
8.2.4 极距的确定
8.2.5 阴极尺寸及电流密度的确定
8.3 电极材料的选择
8.3.1 阳极材料
8.3.2 阴极材料
8.4 理论分解电压的分析和计算
8.4.1 理论分解电压的影响因素
8.4.2 理论分解电压的计算
8.5 槽电压的分析计算
8.5.1 过电位
8.5.2 电解液的电压降
8.5.3 阴阳极及接触电阻的欧姆电压降
8.6 电极过程的热衡算
8.7 运行费用估算
8.8 发生器的结构尺寸及主要性能参数
第9章 电解发生器的实验室测试
9.1 国际公约的要求及检测标准
9.2 电解发生器的实验室测试
9.2.1 检测系统
9.2.2 检测方法及结果
第10章 结论及展望
10.1 全文总结
10.2 展望
攻读学位期间公开发表的论文
攻读学位期间参与的科研项目
致谢
参考文献
附录Ⅰ 不受欢迎的外来生物前10名
附录Ⅱ 余氯衰减动力学模型拟合参数
附录Ⅲ 电解除藻动力学模型拟合参数
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研究生履历
发布时间: 2006-08-05
参考文献
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- [2].船舶压载水置换优化设计方法研究[D]. 陈静.大连理工大学2011
- [3].羟基自由基的高效生成及处理船舶压载水的海洋环境安全研究[D]. 张拿慧.大连海事大学2013
- [4].臭氧/光催化高效生物灭活及在船舶压载水处理中的应用[D]. 吴东海.哈尔滨工业大学2011
- [5].船舶压载水电解处理与微流控检测关键技术研究[D]. 孙金阳.大连海事大学2015
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