船舶油污水中有机污染物的处理新技术研究开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着我国水运和旅游经济的快速发展,内河船舶的数量和吨位也在不断上升,相应的内河船舶造成的油类污染事件也越来越频繁。船舶油污染处理是船舶污染防治中一项重要内容。船舶含油污水成分复杂,包括油渣、机舱的残油和含油舱底水以及油轮的含油压载水、含油洗舱水在内的含油污染物。一般来说,当船舶航行正常作业时,机舱舱底水含油浓度一般在200ppm至1500ppm之间;压载水含油浓度可高达4000ppm;洗舱水含油浓度可高达3000ppm[1]。如果不能合理地进行处理,肆意排放到内河中去,一旦内河水域造成污染,就会严重破坏生态平衡。同时,内河水域靠近人们的生活区域,不仅是生活用水的主要来源而且是淡水养殖业的重要场所,含有微量油的水用于养殖或灌溉时,被生物吸收而富集,通过食物链进入人体,将会对人类的生命健康产生直接的危害。因此,内河防止油污染已引起人们的关切和重视。

近几年来,虽然我国有关部门先后颁布并实施了“中华人民共和国环境保护法”、“中华人民共和国水污染防治法”及其实施细则、“内河船舶防污染结构与设备规范”、“船舶水污染物排放控制标准”等有关防止油污染部分(下文称“规范”)的法规,取得了明显的成绩,但是与国家防污要求相比,还存在差距,油类污染现状依旧严峻。尤其是违法排放船舶机舱舱底水作为一种长期存在的现象一直到目前也没有被杜绝。imo资料显示,世界平均单船每年排出机舱舱底含油污水量为本船总吨位的1/10,已发现的违法排出的机舱舱底污水的含油量高达50000ppm。机舱舱底水中含有的浮油一般是粘度较大的持久性油类,很难靠海洋环境自身的净化作用来消化。这种污染对海洋渔业、风景旅游区、敏感海洋生态区域等都会带来不小的负面影响。这无疑与我国航运大国的地位极不相适应,与航运强国的方向更是格格不入。

根据船舶油污水的性质,其处理方法也有所不同。目前对船舶含油污水的处理,主要分为物理法、物理化学法、化学氧化法、生物化学法和电化学法等五大类。其中物理法包括重力分离法、水力旋流法、离心分离法等;物理化学法包括絮凝沉淀法、气浮法、粗粒化法、过滤法、膜分离法、吸附法、电解分离法等;生物化学法包括厌氧法、好氧法、活性污泥法等;电化学法包括电絮凝法、电气浮法、电氧化法、电吸附法、电火花法、电芬顿法等。我国的油水分离装置(或油水分离器)大多数是根据stocks公式为基本工作原理,利用燃油、滑油与水及其他杂质(铁锈、漆皮等)的密度差对油水进行重力分离,代表装置为获得国际金奖的yscz型油污水分离装置。然而,这种传统的油水分离器只能粗略的将大颗粒油和水进行分离,并不能处理乳化油。即使采用混凝气浮、沉淀加生物法等传统处理方法处理,一般都会破乳不彻底。为满足imo于2004年在新的执行标准中提出的增加对含乳化油“c”液的试验要求,国内开发了许多新型的油水处理装置,这些装置在原装置处理系统的基础上深化处理工艺,优化了原始的油水处理装置。下面将对国内船舶油污水处理现状进行阐述。

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2. 研究的基本内容与方案

1、研究目标与内容

本研究的研究内容共包括三个方面:

(一) (一)我国船舶油污水处理相关技术现状

对我国现有的船舶油污水处理技术现状进行分析,找出我国船舶油污水处理技术领域存在的不足,并说明本研究提出方法的优越性。

(二)芬顿氧化法单独处理船舶油污水中有机污染物的初步实验研究

对油污水原液进行预处理,用芬顿氧化法单独对船舶油污水进行实验。

(三) 表面活性剂与芬顿氧化法联合作用处理船舶油污水中有机污染物实验研究

利用表面活性剂对油相进行增溶,分析其效果;然后将表面活性剂强化作用芬顿氧化法对船舶油污水进行处理。对比芬顿试剂直接降解实验方法,分析利用表面活性剂强化作用芬顿氧化法对处理船舶油污水中有机污染物的作用效果,以此来验证本研究提出方法的有效性。

2、技术方案及措施

本研究综合分析国内船舶油污水处理工艺的现状,找到国内船舶油污水处理工艺的不足,结合我国内河具体情况,提出将低浓度生物表面活性剂强化作用于芬顿氧化法处理船舶油污水。首先,前往内河船舶实地取样并对其进行预处理;接着进行增溶实验分析表面活性剂的效果;然后用芬顿氧化法直接对船舶油污水进行降解,同时确定各影响因素及其最佳参数;最后分析验证表面活性剂对芬顿氧化法降解船舶油污水的强化作用。

技术路线如下图所示


图1 技术路线图


3. 研究计划与安排

2月18日-3月15日,查阅相关文献资料,并联系导师,编写开题报告,确定毕业论文的大体内容框架和研究方向。

3月16日-4月15日,根据导师意见进一步修正和确定论文方向和具体内容;阅读相关文献,并完成20000个字符的英文文献翻译;取得实验水样;确定实验方案,根据实验方案争取完成实验。

4月16日-5月12日,进一步完善实验,并按任务书要求开始论文撰写,进一步完成论文撰写的技术环节,查阅文献,充实内容,保持与指导教师的联系,在此期间完成论文初稿。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 万培宏. 内河船舶防止油污染设备检验[j]. 黑龙江交通科技, 2005, 28(9).

[2] 董宏. 电芬顿法处理船舶油废水的动力学及其仿真系统研究[d]. 大连海事大学, 2008.

[3] 田珊珊. 絮凝技术在船舶舱底油污水处理中的应用研究[d]. 武汉理工大学, 2007.

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