压载水水质与UV杀菌相关性研究
发布时间：2021-04-22 01:09
UV（紫外线）杀菌技术作为一种高效、安全、环保的压载水处理技术,被广泛应用于跨洋运输船舶压载水处理领域中。但是在实际技术应用中,UV杀菌装置对压载水的处理能力要低于理论预期值,这是因为水中的泥沙、菌悬液、铁、锰等金属离子和腐殖质等物质对UV光线具有吸收和阻碍作用,使得待处理物接受到的UV辐照剂量下降,处理效果减弱。本文主要研究水质中的浊度和色度值对于UV杀菌效果的影响,通过研究在不同水质（浊度和色度）条件下,UV杀菌单元不同功率对小球藻的除藻率,探究水质、UV杀菌单元功率和除藻率三者之间的联系,实现以UV技术为核心的压载水系统的低成本、低能耗以及高效率,对提升UV压载水装置的实船应用具有重要意义。本文的主要研究内容如下:（1）结合《压载水公约》的要求,介绍了本课题的研究背景和意义,将基础理论和实验需求相结合,设计了一套处理量为10m3/h的卧式-垂直UV杀菌单元,包括UV灯管的选择、杀菌单元腔体的设计和石英套管密封设计等工作。（2）为了探究水质对UV杀菌效果的影响,将微生物粒子化,设置不同的紫外穿透率（35）UVT,采用DPM离散相模型对粒子接受的UV辐照剂量进行...
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景
1.1.1 生物入侵现状和危害
1.1.2 压载水公约的生效历程和具体要求
1.1.3 压载水公约的实施现状和未来方向
1.2 压载水处理方法和UV法在压载水处理中的应用研究
1.2.1 压载水处理方法
1.2.2 UV法处理压载水的应用
1.3 课题的研究目的与意义
1.4 课题的主要工作及研究内容
第2章 UV杀菌技术的机理研究
2.1 UV杀菌技术理论
2.1.1 UV杀菌技术理论
2.1.2 Beer–Lambert定律
2.1.3 紫外杀菌动力学
2.2 影响UV杀菌效果的因素
2.2.1 水质对UV杀菌的影响
2.2.2 处理水量对UV杀菌的影响
2.2.3 目标微生物种类对UV杀菌的影响
2.3 UV杀菌单元的设计
2.3.1 UV杀菌单元的设计准则
2.3.2 UV灯管的选择
2.3.3 UV杀菌器腔体设计
2.4 本章小结
第3章 UV杀菌单元的建模与辐照剂量模拟
3.1 模型的建立与选择
3.1.1 UV杀菌单元模型
3.1.2 湍流模型
3.2 UV有效辐照剂量的求解
3.2.1 UV有效辐照剂量的定义
3.2.2 求解
3.3 UV辐照强度的求解
3.4 边界条件设置及流场特征
3.4.1 边界条件设置
3.4.2 UV腔体的流场特征
3.5 不同△UVT的UV辐照剂量模拟
3.6 本章小结
第4章 实验装置及方案设计
4.1 实验装置和仪器
4.1.1 主要实验仪器
4.1.2 US处理单元
4.1.3 UV杀菌单元
4.1.4 US/UV协同处理系统
4.2 实验水样配置和藻类培养
4.2.1 实验水样的配置
4.2.2 藻类的培养
4.3 实验检测方法
4.3.1 UV辐照强度的测定方法
4.3.2 小球藻灭活效果的分析方法
4.4 仿真-生物验证实验
4.4.1 仿真-生物验证方案
4.4.2 验证结果分析
4.5 本章小结
第5章 色度对US/UV除藻性能影响分析
5.1 色度实验方案设计
5.1.1 单一UV除藻实验
5.1.2 US/UV协同除藻实验
5.2 色度对US/UV除藻性能影响分析
5.2.1 单一UV单元的除藻效果
5.2.2 US/UV协同系统的除藻效果
5.2.3 相关性分析
5.3 色度与UV辐照透射率的分析
5.3.1 色度范围较大时UV辐照透射率的逐步回归分析
5.3.2 回归结论
5.4 误差分析
5.5 本章小结
第6章 浊度对US/UV除藻性能影响分析
6.1 浊度实验方案设计
6.1.1 单一UV除藻实验
6.1.2 US/UV协同除藻实验
6.2 浊度对US/UV除藻性能影响分析
6.2.1 单一UV单元的除藻效果
6.2.2 US/UV协同系统的除藻效果
6.2.3 相关性分析
6.3 浊度与UV辐照透射率的分析
6.3.1 浊度范围较大时的UV辐照透射率的回归分析
6.3.2 回归结论分析
6.4 本章小结
结论与展望
结论
展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
中文详细摘要
【参考文献】：
期刊论文
[1]船舶压载水处理技术及其产业化应用成果[J]. 曹伟. 中国水运. 2013(07)
[2]UV+US的压载水杀菌器实验装置设计与实验分析[J]. 佘建国,孟宪振,陈宁,柯林华. 船舶工程. 2013(02)
博士论文
[1]国际海事安全法律制度研究[D]. 许民强.大连海事大学 2015
[2]紫外线诱导的细胞DNA损伤模式研究[D]. 张坤.西北大学 2009
硕士论文
[1]《压载水公约》生效给我国带来的挑战及我国的法律对策[D]. 莫良珊.大连海事大学 2017
[2]电催化/紫外复合船舶压载水微藻灭活技术研究[D]. 苏婷.哈尔滨工业大学 2016
[3]UV/US压载水管理系统的优化及相关性实验研究[D]. 孟梦.江苏科技大学 2016
[4]旋流净化与强紫外+超声混流压载水系统研究[D]. 焦晨.江苏科技大学 2014
[5]低压紫外工艺对压载水浮游生物的杀灭效率研究[D]. 刘亮.上海海洋大学 2014
[6]再生铜反射炉内多场耦合数值仿真与优化研究[D]. 李刚.中南大学 2010
本文编号：3152860
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景
1.1.1 生物入侵现状和危害
1.1.2 压载水公约的生效历程和具体要求
1.1.3 压载水公约的实施现状和未来方向
1.2 压载水处理方法和UV法在压载水处理中的应用研究
1.2.1 压载水处理方法
1.2.2 UV法处理压载水的应用
1.3 课题的研究目的与意义
1.4 课题的主要工作及研究内容
第2章 UV杀菌技术的机理研究
2.1 UV杀菌技术理论
2.1.1 UV杀菌技术理论
2.1.2 Beer–Lambert定律
2.1.3 紫外杀菌动力学
2.2 影响UV杀菌效果的因素
2.2.1 水质对UV杀菌的影响
2.2.2 处理水量对UV杀菌的影响
2.2.3 目标微生物种类对UV杀菌的影响
2.3 UV杀菌单元的设计
2.3.1 UV杀菌单元的设计准则
2.3.2 UV灯管的选择
2.3.3 UV杀菌器腔体设计
2.4 本章小结
第3章 UV杀菌单元的建模与辐照剂量模拟
3.1 模型的建立与选择
3.1.1 UV杀菌单元模型
3.1.2 湍流模型
3.2 UV有效辐照剂量的求解
3.2.1 UV有效辐照剂量的定义
3.2.2 求解
3.3 UV辐照强度的求解
3.4 边界条件设置及流场特征
3.4.1 边界条件设置
3.4.2 UV腔体的流场特征
3.5 不同△UVT的UV辐照剂量模拟
3.6 本章小结
第4章 实验装置及方案设计
4.1 实验装置和仪器
4.1.1 主要实验仪器
4.1.2 US处理单元
4.1.3 UV杀菌单元
4.1.4 US/UV协同处理系统
4.2 实验水样配置和藻类培养
4.2.1 实验水样的配置
4.2.2 藻类的培养
4.3 实验检测方法
4.3.1 UV辐照强度的测定方法
4.3.2 小球藻灭活效果的分析方法
4.4 仿真-生物验证实验
4.4.1 仿真-生物验证方案
4.4.2 验证结果分析
4.5 本章小结
第5章 色度对US/UV除藻性能影响分析
5.1 色度实验方案设计
5.1.1 单一UV除藻实验
5.1.2 US/UV协同除藻实验
5.2 色度对US/UV除藻性能影响分析
5.2.1 单一UV单元的除藻效果
5.2.2 US/UV协同系统的除藻效果
5.2.3 相关性分析
5.3 色度与UV辐照透射率的分析
5.3.1 色度范围较大时UV辐照透射率的逐步回归分析
5.3.2 回归结论
5.4 误差分析
5.5 本章小结
第6章 浊度对US/UV除藻性能影响分析
6.1 浊度实验方案设计
6.1.1 单一UV除藻实验
6.1.2 US/UV协同除藻实验
6.2 浊度对US/UV除藻性能影响分析
6.2.1 单一UV单元的除藻效果
6.2.2 US/UV协同系统的除藻效果
6.2.3 相关性分析
6.3 浊度与UV辐照透射率的分析
6.3.1 浊度范围较大时的UV辐照透射率的回归分析
6.3.2 回归结论分析
6.4 本章小结
结论与展望
结论
展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
中文详细摘要
【参考文献】：
期刊论文
[1]船舶压载水处理技术及其产业化应用成果[J]. 曹伟. 中国水运. 2013(07)
[2]UV+US的压载水杀菌器实验装置设计与实验分析[J]. 佘建国,孟宪振,陈宁,柯林华. 船舶工程. 2013(02)
博士论文
[1]国际海事安全法律制度研究[D]. 许民强.大连海事大学 2015
[2]紫外线诱导的细胞DNA损伤模式研究[D]. 张坤.西北大学 2009
硕士论文
[1]《压载水公约》生效给我国带来的挑战及我国的法律对策[D]. 莫良珊.大连海事大学 2017
[2]电催化/紫外复合船舶压载水微藻灭活技术研究[D]. 苏婷.哈尔滨工业大学 2016
[3]UV/US压载水管理系统的优化及相关性实验研究[D]. 孟梦.江苏科技大学 2016
[4]旋流净化与强紫外+超声混流压载水系统研究[D]. 焦晨.江苏科技大学 2014
[5]低压紫外工艺对压载水浮游生物的杀灭效率研究[D]. 刘亮.上海海洋大学 2014
[6]再生铜反射炉内多场耦合数值仿真与优化研究[D]. 李刚.中南大学 2010
本文编号：3152860
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/chuanbolw/3152860.html
