船舶压载水处理技术研究【开题报告】 5页

'毕业论文开题报告轮机工程船舶压载水处理技术研究一、选题的背景与意义随着对海洋环境保护意识的日益提高，人们已经意识到船舶压载水的随意排放是造成海洋间有害水生物和病原体传播的最主要途径，破坏了全球海洋生物物种的多样性。每年全球船舶携带的压载水有100多亿吨，全球每天在压载水中携带的生物3000～4000种。到目前为止，全球已确认有500种左右的外来生物物种是由船舶压载水传播的。因压载水引起的外来生物入侵，已成为海洋面临的“四大危害”之一。压载水的大量排放，使海洋环境日趋恶化，海洋生态环境被破坏，尤其是一些沿岸及河口水域已遭到严重的污染损害，也危害到人类的健康，为了人类的健康，也为子孙后代创造一个良好的生态环境，使人类社会可持续发展，必需严格控制对海洋的污染，船舶污染物的控制是目前航运界主要考虑的问题之一。压载水本身无害，但是泵入压载舱后，只要能通过压载泵入口的任何物质都有可能自然地混入其中。若压载舱种水域的含盐量，温度及含氧量等与原水域很相似，这些生物就很可能得以立足，所以，人们对压载水的处理问题越来越引起人们的重视，隔离或者减少外来生物进入海洋使海洋环境得以保护在当今也显得任重道远。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题：1．压载水污染带来的危害及后果在中国，据有关方面对渤海湾船舶压载水入侵生物现状调查发现，4种有毒藻类通过船舶压载水传播到我国，并造成大面积的赤潮灾害。据国家环保官方记载，2008年我国由于生物入侵造成的直接经济损失高达574亿元，海洋生物入侵是主要成因之一。近年来，我国海岸赤潮越来越严重，其原因是生存能力较强的赤潮生物的危害。而在国外，海洋外来生物也对各国海岸大势施虐。1990年，美国的栉水母侵入黑海，吞噬了那里大量的浮游生物，致使黑海鱼苗几乎枯竭。1996年侵入美国和加拿大交界五大湖生物就有139种，而侵入的斑马贝大量繁殖，阻塞水下结构和管路，给当地造成的经济损失已达到数十亿美元。因为外来的海洋生物不能为海洋清除、吸收，这些生物一旦被引进，事实上也不可能被消灭掉，甚至还可能造成巨大的经济损失，导致巨大的灾难。2．压载水处理的现有技术，各种处理技术的原理、方法、优缺点（存在问题）。2.1机械法2.1.1过滤法 过滤法是通过选择合适网目的滤网，除去不同的生物种群，可直接过滤掉外来生物。用于其它方法的预处理，很难用于处理大量压载水，是一种对环境危害最小的压载水处理方法。过滤法的主要问题在于近海打入的压载水含有大量的絮状物，容易阻塞滤网，需要经常对滤网进行反冲洗，既耗能又花费很多的时间。2.1.2更换压载水是目前有效，也很有前途的一种压载水处理技术，尤其在深海中更换压载水，将有效的防止有害生物和病原体的传播。具体的方法：船舶在航行途中的水深500m以上或距岸超过200海里或离航行超过48h的航程处，对在港口或沿海加人的压载水通过全部更换或3倍于舱容量水量的注人，将舱内的水更换成大洋海水。但其不能完全除去水中的有害生物，存在操作、运行时间过长，能耗高的问题，且在恶劣天气和海况下，不利于船舶的航行安全。2.2物理法2.2.1加热法利用高温热力效应使压载水中的有害生物、病菌的细胞蛋白质受热变性凝固而死亡。加热法不产生化学副产物和残余物造成二次污染，是一种极具发展潜力的处理方法，但也存在处理时间长、能耗高、热应力影响船舶航行安全的问题。一系列的制约因素使加热法的应用受到某些限制:1)航程时间。航线过短则不能把水加热到所需温度或不能保持所需时间。2)处理压载水时所需的流量。余热热源所能提供的能量是有限的。这样，处理压载水时的流量就有所限制。3)平均水温。如果在寒带或冬季水温较低时，加热处理所需热量输入就会增加。还需考虑高温压载水通过舱壁向外散热，这会消耗大量热量，使得在特殊情况下有可能能源供应不足，不能使压载水加热到所需温度，这样效率会大大降低。所以减少热量的大量流失，是研究加热处理法亟待要解决的问题。2.2.2紫外线照射法紫外线照射能使细胞核酸产生光化学反应。使DNA不能正常复制，生物组织不能进行细胞分裂，对于短生命期的微生物经过处理后将会大量减少，若时间够长将可以杀死全部生物。且在处理过程中不存在二次污染，管理简便，成本低。但当海水污浊或灯管被沉积物污染时，受影响较大。2.2.3电子脉冲和等离子脉冲技术对生物的破坏就是基于由电子脉冲和等离子脉冲技术所产生的X射线和高能紫外线放射而产生的水和电子的反应，由此产生的穴蚀也可杀死生物。它们不产生有毒化学残余物，但会产生气态分解产物二氧化碳。电子脉冲和等离子脉冲技术用在船上的话，其费用会比较高。2.3化学法2.3.1臭氧法 臭氧(0)是一种强氧化剂，在环境中产生氧原子(O)，能迅速杀死压载水中的微生物和病原体，而且不存在二次污染问题。但臭氧处于高处不稳定状态，只能现场制备，费用高且投加量不易调节，需较高的管理和维护技术。2.3.2氯化法利用漂白粉、氯气及其衍生物杀灭水中的微生物，在陆地被广泛采用。即时调节性较强，只要针对不同海域含不同生物的海水，相应的调整氯的浓度即可；不足在于会加快舱壁的腐蚀，并放出氯臭。2.3.3强电离放电法羟基自由基(·OH或HO-)是已知氧化性最强的氧自由基，会氧化分解入侵生物的氨基酸、损伤其脱氧核糖核酸等，达到生物灭活的目的。大连海事大学白希尧等采用强电场电离氧、水分子，在分子层次上按羟基物质结构加工成羟基溶液，再把它加入压载水主输送管道内，直接在压载水输送管道中杀灭浮游植物、细菌。该方法在低浓度下能100oA杀灭浮游植物、细菌，且不存在任何残留药剂。2.3.4脱氧处理当水中的溶解氧浓度较低时(