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文檔簡介
1、隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的不斷發(fā)展,遠(yuǎn)洋船舶運輸呈現(xiàn)爆發(fā)式的增長。遠(yuǎn)洋貨輪中壓載水的轉(zhuǎn)移和隨意排放所引起的海洋環(huán)境污染問題,特別是壓載水中致病有害細(xì)菌和繁殖能力強(qiáng)的藻類在轉(zhuǎn)移過程中造成環(huán)境污染和生態(tài)破壞等問題日益嚴(yán)重。因此,壓載水隨意排放已經(jīng)被國際環(huán)境組織確認(rèn)為海洋的四大威脅之一。船舶壓載水所引起的海洋環(huán)境問題已經(jīng)得到國際海事組織的高度重視。針對這一問題,本文提出一種新的壓載水處理方法,即脈沖電弧液電放電船舶壓載水處理方法,研究該方法的基本原
2、理和應(yīng)用效果,重點研究該方法在液中等離子體放電過程中產(chǎn)生沖擊壓力波、液電空化、紫外光解、氧化劑氧化和電磁輻射(EMP)等綜合效應(yīng)及對水中病原體和有害生物殺滅效果的基本規(guī)律。
本文首先研究了脈沖電弧液電放電形成、發(fā)展過程的特點,對脈沖電弧液電放電過程中產(chǎn)生沖擊壓力、離子束密度和等離子體通道半徑、電導(dǎo)率、電阻、溫度、等的規(guī)律進(jìn)行了探索,并應(yīng)用氣泡模型對脈沖液電放電變化規(guī)律進(jìn)行了計算分析。然后設(shè)計制作了脈沖電弧液電放電電源、水處理反
3、應(yīng)器以及放電電極,針對船舶壓載水中以大腸桿菌為代表的細(xì)菌和以藍(lán)藻為代表的藻類以及其他浮游生物開展了系統(tǒng)的大量的滅活實驗。最后總結(jié)分析了光致分解效應(yīng)、液電空穴效應(yīng)、自由基氧化效應(yīng)以及電磁輻射效應(yīng)等作用,分析了放電過程中能量密度隨放電參數(shù)變化規(guī)律,探討了脈沖電弧液電放電技術(shù)應(yīng)用于船舶壓載水處理的可行性。研究結(jié)果表明:
?。?)脈沖電弧液電放電主要包括三個過程:先導(dǎo)放電擊穿過程;主放電過程和液電空化過程。其中,先導(dǎo)擊穿放電過程一般在1
4、0ns以內(nèi),主放電過程中的預(yù)擊穿時延隨著液相放電中液體介質(zhì)的電導(dǎo)率的增加從200ms降低到1ms。
?。?)脈沖電弧液電放電強(qiáng)度與高壓脈沖電源參數(shù)(脈沖電容大小,放電電壓和重復(fù)頻率)以及放電電極參數(shù)(電極距離,電極直徑和電極材料)密切相關(guān)。
?。?)脈沖電弧液電放電能夠產(chǎn)生相當(dāng)強(qiáng)的沖擊壓力波、紫外線、自由基活性基團(tuán)等物化效應(yīng),對大腸桿菌的滅活率達(dá)到99.9%以上,對藻類的滅活率達(dá)到99%以上,能夠滿足國際海事組織對船舶壓
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