【摘要】：自20世紀(jì)末起,由于船舶壓載水排放量的逐年增加,衍生出了各類生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、食品健康問題。國際海事組織(IMO)明確規(guī)定船舶壓載水必須經(jīng)過處理后滿足相關(guān)要求才能排放。因此,本論文針對壓載水公約中涉及到的外來生物入侵所引發(fā)的環(huán)境危害問題,構(gòu)建了電場耦合煤基炭膜滅菌系統(tǒng),實現(xiàn)對模擬壓載水中的霍亂弧菌和大腸桿菌的高效處理。論文考察了電壓、菌株類型和濃度、蠕動泵轉(zhuǎn)速、電導(dǎo)率、電極間距等條件對模擬壓載水中霍亂弧菌和大腸桿菌的去除能力,并利用掃描電鏡(SEM)對處理前后細(xì)菌形態(tài)以及炭膜形貌和結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明:隨著模擬壓載水中細(xì)菌濃度的增大,處理系統(tǒng)的通量和滅菌率逐漸降低,當(dāng)濃度低于5.00×104 CFU/mL時,滅菌率可達(dá)到100%;蠕動泵轉(zhuǎn)速為7.5 rpm時處理系統(tǒng)的滅菌效率可達(dá)到100%,繼續(xù)增大轉(zhuǎn)速盡管可以提高模擬壓載水的滲透通量,但同時也不可避免地使一些細(xì)菌在被滅殺之前便滲透過炭膜;增加模擬壓載水的電導(dǎo)率有利于產(chǎn)生更多的總余氯(TRC),進(jìn)而提高處理系統(tǒng)的滅菌率和滲透通量;炭膜電極的滲透通量會隨電極間距的減小而呈下降趨勢,這是由于小間距會產(chǎn)生強(qiáng)電場,從而加劇電化學(xué)反應(yīng),阻礙膜的滲透。論文進(jìn)一步利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀分析了不同操作電壓下系統(tǒng)滅菌處理后模擬壓載水中產(chǎn)生副產(chǎn)物鹵代烷烴的濃度,其中檢測的鹵代烷烴組分主要包括CHC13、CHC12Br、CHClBr2和CHBr3四種物質(zhì),并以上海洋山深水港為例,采用由阿姆斯特丹自由大學(xué)開發(fā)的MAMPEC v3.0軟件對滅菌后的壓載水進(jìn)行環(huán)境風(fēng)險評估。研究結(jié)果表明,CHClBr2的風(fēng)險商值RQ在3.0 V電壓滅菌下為0.99,處于風(fēng)險限的邊緣,其余測得的風(fēng)險商值RQ均較低,由此可見,當(dāng)滅菌系統(tǒng)施加的電壓小于3.0 V時,滅菌系統(tǒng)釋放的鹵代烷烴的濃度不會對海域環(huán)境造成威脅。
【圖文】：

支撐體的選擇上做出了大量的研究和比較，炭膜的機(jī)械強(qiáng)度得到了很大的提升，逡逑其孔隙的結(jié)構(gòu)也得到了相應(yīng)的改善，炭膜種類的增加也滿足了人們對不同分離的逡逑需求（炭膜分類如圖１．４），拓寬了炭膜的應(yīng)用領(lǐng)域［２６］。逡逑炭膜逡逑■邋■逡逑Ｉ邐Ｉ逡逑按形狀邐按分離機(jī)理逡逑｜邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ逡逑平板炭膜邐支撐炭膜邐毛細(xì)管炭膜邐分子篩炭膜逡逑圖１．４炭膜分類圖逡逑Ｆｉｇ．邋１．４邋Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｃａｒｂｏｎ邋ｍｅｍｂｒａｎｅ逡逑由碳材料制備的多孔隙炭膜在許多工業(yè)領(lǐng)域備受關(guān)注。２０世紀(jì)９０年代開始，逡逑大連理工大學(xué)碳資源綜合利用開發(fā)實驗室便從事于炭膜領(lǐng)域的研究，取得了很多逡逑優(yōu)秀的成果，其中主要致力于中空纖維炭膜、瀝青基平板狀炭膜、酚醛樹脂基及逡逑管狀煤基炭膜的制備和研究［２７］。逡逑炭膜的優(yōu)勢：逡逑（１）

（３）檢查裝置的氣密性：將與管路連接的炭膜浸入蒸餾水中，調(diào)整循環(huán)水式逡逑真空泵使其呈逆時針抽入空氣，觀察蒸餾水中炭膜兩端膠水密封性是否良好以及逡逑管壁上產(chǎn)生的氣泡是否均勻密集，若出現(xiàn)漏氣情況，則需及時更換，否則會引起逡逑設(shè)備內(nèi)壓力出現(xiàn)偏差，壓力表示數(shù)不準(zhǔn)確。逡逑（４）將管路未與炭膜連接的一端浸入裝有蒸餾水的燒杯中，，調(diào)整循環(huán)水式真逡逑空泵使其呈順時針抽入蒸餾水，設(shè)備運行約１５ｍｉｎ，保證連接好的管路設(shè)備中注滿逡逑蒸餾水。逡逑（５）根據(jù)所需的菌液濃度配制模擬壓載水，將其倒入燒杯中，把炭膜全部浸逡逑入并放置于壓載水中央，直流穩(wěn)壓電源的正極連接炭膜，負(fù)極與鈦板相連。逡逑（６）啟動電源，運行并調(diào)節(jié)設(shè)備，待壓力表示數(shù)相對穩(wěn)定后，開始進(jìn)行實驗逡逑記錄。逡逑
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U664.9

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2634887