發(fā)布時間：2020-05-07 19:25

【摘要】：隨著國際貿(mào)易的快速發(fā)展,船舶航運事業(yè)蒸蒸日上,海洋生物入侵所帶來的污染問題愈加突出,對海洋環(huán)境的侵害愈加嚴重,已被全球環(huán)境基金組織確認為危害海洋的四大威脅之一。因此,為了保護海洋環(huán)境,有效地控制和減少海洋生物入侵污染問題的加劇,繼續(xù)研究更多更好的海洋防污技術是海洋科學領域深入研究和探索的熱點問題。論文利用煤基多孔炭膜特有的導電性,結(jié)合電化學氧化技術構(gòu)建了膜/電極一體化處理系統(tǒng)。將炭膜設置為陽極,與外加電場相耦合來處理由小球藻、新月菱形藻和扁藻配制的模擬壓載水,考察了電場強度、微藻濃度和電導率等因素對電場強化煤基多孔炭膜系統(tǒng)中滲透通量的影響,并使用掃描電鏡(SEM)觀察煤基多孔炭膜在處理前后膜表面和斷面的污染情況。實驗結(jié)果表明,電場強化煤基多孔炭膜對模擬壓載水中微藻的去除展現(xiàn)出良好的處理效果。與未施加電場相比,滲透通量有了顯著的提高。隨著電場強度的增加,可強化處理系統(tǒng)的滲透過程,提高滲透通量。增大模擬壓載水的電導率使作用在膜表面的電化學反應加劇,產(chǎn)生的氣體可以阻擋微藻細胞對炭膜的污染,從而提高滲透通量。研究還得出增大微藻的濃度可使?jié)B透通量減小。微藻的種類也是影響滲透通量的因素之一,體積較大的扁藻在炭膜上可以形成一層較厚的污染層,導致低滲透通量。為了進一步說明電場強化煤基多孔炭膜具有防污能力,本文進行了加電場與不加電場條件下煤基多孔炭膜抗污染參數(shù)的分析。結(jié)果表明,處理系統(tǒng)與電化學氧化過程的結(jié)合可以提高滲透通量和污染指數(shù)。經(jīng)過化學清洗的煤基多孔炭膜,處理系統(tǒng)仍保持較高的滲透通量,說明其具有良好的再生能力。為了防止電場強化煤基多孔炭膜系統(tǒng)處理后的壓載水中產(chǎn)生的副產(chǎn)物會對環(huán)境造成不良影響,所以需要對處理后的壓載水進行相關副產(chǎn)物的檢測。本文檢測了運用電場強化煤基多孔炭膜系統(tǒng)處理不同電場強度下壓載水中鹵代烴的含量變化,檢測結(jié)果表明,隨著電場強度的增大,除了 CHCl2Br濃度變化不明顯,CHBr3、CHClBr2和CHCl3其他三種物質(zhì)含量變化都很大。在0V/cm、0.15V/cm、0.31V/cm電場強度下,4種物質(zhì)的含量均符合WHO標準。當電場強度為0.46 V/cm時,CHBr3、CHClBr2的含量不符合WHO標準。本文采用的最佳電場強度為0.31 V/cm,所以經(jīng)過電場強化煤基多孔炭膜系統(tǒng)處理后的壓載水中的三鹵甲烷都不會對環(huán)境造成不良影響。
【圖文】：

藻的模擬壓載水經(jīng)過炭膜處理過程進入到膜內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)化成不含微藻的濾出液，在整逡逑個膜過濾實驗過程中，，由于炭膜遭受沉積物堵塞而被污染，跨膜壓差會在一段時逡逑間內(nèi)持續(xù)增大，實驗流程圖如圖２．３所示。圖中采用煤制備的管狀多孔炭膜作為陽逡逑極，置于膜組件的中心［５６］。圍繞膜的鈦板作為陰極。陽極（炭膜）和陰極（鈦板）逡逑分別與直流電源連接。反應槽中的微藻溶液通過蠕動泵連續(xù)輸送到膜組件中，然逡逑后將處理后的溶液泵入濾液槽。壓力計置于膜組件上觀察系統(tǒng)內(nèi)部壓力。圖２．３中逡逑的黑色箭頭顯示了微藻溶液的流動方向。逡逑在膜技術中膜通量是表征膜性能的主要參數(shù)，是指一定壓力下單位時間單位逡逑面積內(nèi)流過膜表面的液體體積，用符號Ｊ表示（公式（２－１）），單位是Ｌ／（ｍ２ｌｂａｒ）。逡逑１７逡逑

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