船舶压载水处理技术研究[论文+开题+综述]

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100 oA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(<o．2rag／L)，好氧生物呼吸作用难以维持而导致死亡。

这种方法有效的减轻对船体的腐蚀，花费少，效率高。

但脱氧处理对鱼类、无脊椎动物幼虫、好氧菌是致命的．但对厌氧菌、孢子等则无能为力。

2.4 其他方法2.4.1 生物技术目前对使用生物技术来去除或减少压载水和沉积物中水生物的研究还只是停留在理论上。

加入新的物种对压载水中可能存在的多种多样的微生物和植物也许不会有太大效果。

而且新加入物种的转移和释放也是一个问题。

基因工程也同样如此。

2.4.2防污镀层现在人们并不认为使用防污镀层是控制外来生物入侵的合适的方法。

因为压载舱表面及其附着物只是问题的一小部分。

压载水是生物的悬浮液，为防止船舶外来生物，必须对压载水进行处理。

镀层可能是毒性很大的材料，会向水中排出致命的化学物质。

这种镀层寿命很短，处理过的压载水可能有毒，因此在排放前还需进行处理。

三、研究的方法与技术路线：1. 压载水在排放中微生物的生成、转移及造成的危害2. 影响压载水处理的因素及控制措施分析3. 通过各种压载水的比较分析，及船舶航行状况对压载水加热处理进行分析和改善三、计划进度：2010.11.19-2010.12.5确定论文题目，师生互选2010.12.6-2010.12.24 查阅资料，外文翻译，撰写文献综述，开题报告2010.12.25-2011.2.20 撰写论文初稿2011.2.21-2011.320 开始实习，论文二稿2011.3.21-2011.4.10 论文三稿，确定并上传终稿;上交毕业实习相关材料等2011.4.11-2011.4.30 准备答辩论文，完成论文答辩四、主要参考文献：[1]李福海.船舶压载水的处理与进展[J].青岛远洋船员学院学报，2008年第4期[2]李春峰，施健，郑志敏.压载水管理系统的探讨[J].沪东中华技术情报，2010，（1）：20-22,15[3]刘瑀，韩敏，宋成文，靳亚.远洋船舶压载水处理措施的研究进展[J].环境科学技术，2009,32（6）：139-143[4] 李迪阳，姜氏倩，王俊英.船舶压载水中有害的管理与控制[J].海岸工程，2001,20（3）：47-53[5]胡国芳.船舶压载水对生态影响及处理技术[J].中国水运，2008.9[6]余运茂，关先锋.船舶压载水处理的探讨[J].中国水运（理论版）.2006.3[7]宋永欣，党坤，宋家慧，殷佩海.船舶压载水处理方法[J].世界海运，2002.4（2）[8]陈爱玲.船舶压载水处理方法[J].青岛远洋船员学院学报，2003年第1期[9]采用羟基自由基快速致死海洋有害生物的压载水处理[J].航海技术，2010,4[10]郑忠，徐鑫.船舶压载水处理规则在船舶设计中的分析[J].江苏船舶，2009.4[11]李艇.船舶压载水处理系统[J].船舶，2008.12（6）[12]李成玉.船舶压载水处理系统的最新成果[J].青岛远洋船员学院学报，2007第4期[13]饶建荣.船舶压载水排放处理技术初探[J].广东造船，2008,10,25[14]刘富斌.关于船舶压载水系统防污染的探讨[J].船舶，2006,8[15]党坤，殷佩海，孙培廷.国内外船舶压载水处理技术现状[J].航海技术，2004第2期[16]陈汝军，郭苹，梁超雄.海船压载水处理设备研发的重要性分析[J].船海工程，2007,1[17]李世信.面对IMO环保会的任务海事界应采取的对策[J].航海技术，2003，第3期[18]谷建龙，张芝涛，胡吉敏，张江华.气液射入压载水排放管中混合过程的数值模拟[J].应用基础与工程科学学报，2009,10[19]赵桥生，张铮铮.无压载水船舶的研究进展[J].舰船科学技术，2009,7[20]许寒冰，马勇.压载水的处理现状[J].船舶设计通讯，2009,1[21]孙雪景，张硕慧.压载水处理技术[J].海事研究，2006第10期[22]王民，刘福生.压载水管理公约的动向和对策[J].航海技术，2004第1期[23]张硕慧，陈轩，公维民，王倩，王琦，张宏磊.异噻唑啉的灭藻效应及其生物毒性试验[J].海洋环境科学，2004,11[24]Zhijian Tang,Michael A.Butkus,Yuefeng F,Xie. Crumb rubber filtration:A potential technology for ballast water treatment[J].Marine Environmental Research.2006,61:410-423[25]David M．Perkovic M. Ballast water vampling as a critical componen t of biological invasion risk management[J]．Marine Pollution Bulletin．2004，49：3l3-318．毕业论文文献综述轮机工程船舶压载水处理技术研究一、研究背景及意义当今世界，全球压载水的不合理排放对海洋环境的污染愈加恶化。