高梯度磁分离技术对船舶压载水的处理效能研究

发布时间：2020-04-13 19:51

【摘要】：随着IMO公约正式实施,履约国船舶排放压载水必须满足严格的标准要求,港口、港区也应设置压载水应急处理系统以降低外来生物入侵风险。因此,根据我国对船舶压载水的高效处理技术的需求,论文采用磁絮凝与高梯度磁分离技术耦合处理方法,展开对船舶压载水高效梯级分离的试验研究和机制分析,对相应工艺提出优化建议。本研究选用麦秸秆粉末作为基础材料,将Fe_3O_4颗粒植入在麦秸秆表面,从而实现麦秸秆磁种在吸附完水中有害物质后可以通过外加磁场的方式将其除去。考察不同制备条件对麦秸秆磁种性能的影响,确定麦秸秆磁种最优制备参数。通过SEM、EDS、XRD、磁滞回线四种方法对麦秸秆磁种性质进行分析。在最优条件下制备的麦秸秆磁种相对于普通磁粉对藻类的去除率提升了34.14%,浊度去除率提升16.63%。利用静态试验分析不同絮凝剂+麦秸秆磁种组合药剂及其投加量对压载水的处理效果,确定最优絮凝剂种类及其投加量。当PFS与麦秸秆磁种投加量分别为400mg/L和25mg/L时,藻类及浊度去除效果均为最优。其中,相对于单独使用麦秸秆磁种,PFS+麦秸秆磁种组合药剂使藻类去除率提高了19.86%,浊度去除率提高了17.81%。设计高梯度磁分离装置并对装置性能进行了测试,然后通过单因素动态试验定性的考察在高梯度磁分离装置中,磁场强度、水流速度、滤片数目三个影响因素对藻类及浊度去除效果的影响。对本研究结果进行分析,得到高梯度磁分离技术处理船舶压载水时的工况宜控制在:磁场强度为7.47mT~20mT,水流速度为1L/h~5L/h,滤片数目为28个,麦秸秆磁种投加量为400mg/L,此时藻类及浊度去除率可达到70%以上。采用响应曲面试验优化磁絮凝—高梯度磁耦合处理船舶压载水工艺,具体分析麦秸秆磁种投加量、PFS投加量、磁场强度、水流速度对船舶压载水中藻类去除效果的影响,得到影响因素中磁场强度水流速度麦秸秆磁种投加量PFS投加量,并确定最佳模拟运行条件为:PFS投加量为25.8mg/L,麦秸秆磁种投加量为398.98mg/L,磁场强度为20mT,水流速度为6.91L/h,此时藻类去除率为88.32%。本研究采用改良廉价磁种用于磁絮凝—高梯度磁分离耦合处理船舶压载水,在降低磁种成本的同时增大了磁种对于水中微生物与悬浮杂质的吸附能力,在磁种吸附杂后又可利用高梯度磁分离装置快速的将其与压载水分离,满足了港口、港区对于船舶压载水高效绿色的处理需求,具有较高的应用效能与工程价值。
【图文】：

麦秸秆磁种制备装置

麦秸秆磁种扫描电镜图
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U664.92

【参考文献】

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本文编号：2626368