基于CPI波紋板濾油裝置和電絮凝浮選的船舶含油污水二級處理裝置+

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上哈爾濱工程大學國家大學生創(chuàng)新訓練項目申請書院 系 名 稱 動能學院 項 目 名 稱 高效船用污水處理裝置 研 究 周 期 1年 項 目 負 責 人 孟慶會 所在年級、專業(yè) 11級熱能與動力工程 聯 系 電 話 電 子 郵 件 指 導 教 師 周松 哈爾濱工程大學教務處制填寫說明及注意事項 一、申報書須逐項認真填寫，填寫內容必須實事求是，表達明確嚴謹?？杖表椧睢盁o”。二、表格中的字體小四號仿宋體，1.5倍行距；需簽字部分由相關人員以黑色鋼筆或水筆簽名。均用A4 紙打印，于左側裝訂成冊。三、參與計劃的學生要對科學研究或創(chuàng)造發(fā)明有濃厚的興趣，并在導師指導下完成實驗過程；參

2、與學生要自主設計實驗、自主完成實驗、自主管理實驗；注重創(chuàng)新訓練項目實施過程，強調項目實施過程中學生在創(chuàng)新思維和創(chuàng)新實踐方面的收獲。四、參與大學生創(chuàng)新訓練項目的學生不超過3人，項目執(zhí)行時間為1年或2年。五、指導老師應具有中級職稱以上（含），每個指導老師指導的項目數不超過1項。六、創(chuàng)新訓練項目必須先由導師提出意見、由所在院（系）審核后再推薦上報。推薦上報的計劃項目表一式三份（均為原件）報送教務處，同時提交電子文檔。項目名稱高效船用污水處理裝置 項目周期1年項目負責人孟慶會學號班級入學年份2011電話E-mail項目組其他成員學生姓名性別院（系）名稱專業(yè)年級聯系電話黃鵬輝男動能學院輪機工程大三許子豪

3、男動能學院輪機工程大三指導教師姓名周松性別男民族漢職稱教授手機項目來源（在相應位置打）學生自擬項目（ ）、導師提供項目（）1、 項目研究背景（500字以內） 一直以來海洋環(huán)境的保護都是關系世界各國對于可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略把握的重點，隨著現代航運事業(yè)日益發(fā)達，各類船舶的數量迅速增加。其中船舶動力裝置產生的含油污水（機艙艙底污水,油船洗艙水）是重要的污染源，主要以漂浮油、分散油、溶解油及油(固體物)等形式存在。隨著工業(yè)的發(fā)展，含油廢水的排放量與日俱增，對環(huán)境的污染日趨嚴重，主要表現為：油類物質漂浮在水面，形成一層薄膜，能降低空氣中的溶解氧在水中的含量，致使水體中浮游生物因缺氧而死亡，也妨礙水生植物的光合

4、作用，從而影響水體的自凈，甚至使水體變臭，破壞水資源的利用價值。對于魚、蝦、貝類，長期在含油廢水中生存將導致其肉內含有油味，不宜食用，嚴重時還會直接導致水生動物的窒息死亡。據統(tǒng)計一艘船一年排放的艙底水含油濃度約為2000ppm-5000ppm之間，如果這些油污未經處理排入大海，講給海洋帶來巨大的污染。 船舶產生的污水含有油污和重金屬離子等，破壞海洋的生態(tài)平衡，對海洋水質造成污染。另外由于漂浮油和含油重金屬顆粒等的擴散，對旅游區(qū)和海濱造成嚴重的環(huán)境侵害。鑒于排放法規(guī)的日益嚴格，研制新型高效的脫硫設備，適應未來船舶硫排放控制的要求，保證船舶在所有海域自由航行，需要對柴油機排放的廢氣進行脫硫處理，而

5、脫硫產生的廢液也需經嚴格的處理和檢測，達到IMO相應的排放標準后，才可以進行排放。二、項目立論依據1項目研究目的和意義（500字以內）船舶污水處理系統(tǒng)開發(fā)難度較大：1）IMO技術指標高，傳統(tǒng)工業(yè)污水處理裝置無法達到要求。尤其是乳化油的處理，許多廠商仍然按照NEPC60的標準進行生產。2）船舶污水成分復雜，集成度要求高，智能化程度要求高3）受到船舶排水量限制，設備體積和重量都有嚴苛的要求。 該項目以節(jié)能減排為理念，目的在于提供了不僅能減少船舶脫硫設備整體體積、減少原料消耗和能源消耗，也能實現脫硫洗滌水再循環(huán)利用和洗滌水處理2 國內外研究現狀（500字以內） 目前對于含油污水已研究和開發(fā)出多種處理

6、方法，分為物理法、物理化學法、化學氧化法、生物化學法和電化學法等。 物理法是根據油和水的密度不同而利用重力和離心方法使油和水分離的方法，包括重力分離法、水力旋流法和離心分離法等。其中，物理法對較小的油滴和固體物質去除效果較差?；瘜W氧化法常用的氧化反應設備結構復雜，藥劑用量較大，導致較高的處理成本。生物化學法一般只用于較低濃度的含油污水處理，厭氧微生物對油的分解能力強于好氧微生物，又因分解過程不需其他物質，所以比較適于較高濃度的含油污水處理。電化學法處理過后的污水中含有原子氧，污水的腐蝕性會增強。 在申請?zhí)枮?.9的專利一種油田含油污水集成處理工藝中提出了一種油田含油污水集成處理工藝，工藝流程為

7、：沉砂除油破乳氣浮微波強化芬頓絮凝氣浮精密過濾活性炭纖維氈催化臭氧化超濾清水。集成化處理工藝可實現連續(xù)除油、破乳、高級氧化、絮凝、催化臭氧化、膜分離操作。設備占地面積小，適用于多種含油廢水，處理效果明顯。 在申請?zhí)枮?.6的專利含油污水處理工藝及處理設備中提出了一種氣浮與膜技術結合對含油污水深度處理的工藝。首先采用溶氣氣浮工藝處理污水，得到的產水在采用超濾膜處理系統(tǒng)及反滲透處理系統(tǒng)進行深度凈化。 在申請?zhí)枮?.8的專利船舶艙底含油污水的集成處理裝置及方法中提出了一種船舶艙底含油污水的集成處理裝置及方法。艙底含油污水通過初級管路經過格柵，進入到調節(jié)池中，再進入到絮凝反應池中，混凝劑聚合和助凝劑分

8、別通過加藥機投入到絮凝反應池中，絮凝反應池帶有攪拌機，經過絮凝之后進入到重力式油水分離器，下部為斜板結構，底部由污物斗收集，由排污閥控制的排污管排出，通過重力式油水分離單元，而超濾后的濃縮水通過排水管排出膜分離單元。三、項目實施方案（2500字以內）項目研究目標、研究內容和擬解決的關鍵問題：項目研究目標：利用生物膜技術和電絮凝的方法提供一種適用于船舶的含油污水處理系統(tǒng)，超前應對未來的海洋環(huán)境保護要求。研究內容：船舶含油污水的處理主要任務是除去污水中的油類、COD、SS，硝酸鹽等含氮物質。當下，許多國內老式船舶的污水處理系統(tǒng)任然按照舊的國際公約設計，已經不能滿足當下的形勢。隨著我國的經濟開放，我

9、們的各項標準也要和國際接軌。我們希望能夠為我國船舶制造業(yè)提供一種清潔、高效、廉價的船舶油污水處理設備。圖1 IMO、ECA及歐盟港口船舶污水硫含量標準根據相關資料，可知船舶含油污水具有如下特點： (1) 船舶含油污水中只有油和一部分固體雜質、懸浮物超過國家規(guī)定的污水排放標準其它有毒有害物質均不超標。 (2) 船舶油污水中油的分散狀態(tài)主要為浮上油和分散油，不含表面活性劑的乳化油。 (3) 船舶油污水中分散油滴的粒徑分布測定結果表明粒度小于10微米的油即乳化油的含量約占油污含量的15%左右。 我們所設計的含油污水處理裝置包括一級處理和二級處理 圖2 含油污水處理流程圖1） 重力預處理。重力分離法是

10、初級處理方法，它利用油和水的密度差和油水不相溶性，在靜止或流動狀態(tài)下實現油珠、懸浮物和水的分離。重力除油法可除去廢水中的大顆粒浮油和大部分分散達到初步除去廢水中的浮油和大部分分散油，達到了初步除油和除雜質的目的。分散在水中的油珠在浮力作用下緩慢上浮、分層、油珠上浮速度取決于油珠顆粒的大小、油和水的密度差、流動狀態(tài)以及流體黏度。其關系可以用Strokes和Newton等定律來描述。重力分離的特點是能接受任何濃度的含油污水，同時除去大量的污油。CPI (Coagulated Plate Interceptor)為波紋斜板式隔油裝置，也是由殼牌(Shell)石油公司研制出來的一種斜板式油水分離池。和

11、PPI型油水分離池一樣，它也是一種斜板式分離裝置。但斜板的形狀不是平板，而是波紋板。而且，由于斜板的間距為20mm40mm ，所以可以使每單位容積的分離面積增大。設計分離大于60m的油珠。其優(yōu)點是油水分離效果好，停留時間短(一般不超過30分鐘)，占地面積小。3)電絮凝浮選法的特點是使用可溶性陽極（即犧牲陽極），通過電化學反應，即產生了分離所需的氣泡，也產生了是懸浮物凝聚的絮凝劑。氣浮與乳化油油滴相遇，使乳化油快速上浮，陽極電解材料與污染物結合經過水解、聚合、氧化還原反應，產生絮體加速沉降。除此之外，反應產生的氧氣可以用于氧化水中的Na2SO3 等耗氧物質，提高水中溶氧量DO。電絮凝法的主要優(yōu)點

12、在于反應不需要添加化學藥劑，節(jié)約了空間，而且沒有化學殘留。 圖3 電絮凝浮選原理圖2.項目的研究方法、技術路線、實驗方案及可行性分析1) 查閱相關文獻，考察前人的研究，對設計的方案和設備的選擇做出了一個整體性的概括和研究，其中包括：工藝整體流程的確定，預處理設備、過濾器、反應器選擇；通過計算，確定裝置的規(guī)格，進行元件和相關設備的采購。2) 建立模型，模擬船舶污水處理環(huán)境，根據船舶污水的主要成分和污染物，人工調配含油污水進行反復實驗。3) 按照相關指標對獲得的凈化水水質進行檢驗（擬采用如下表格），通過重力沉降電絮凝浮選生物膜處理方法使污水最終達到IMO公約中的標準。4) 搭建控制和檢測系統(tǒng)，使設

13、備更加智能化和人性化。對設備的可靠性和穩(wěn)定性進行檢驗，使設備可以適應船舶航行時的特殊環(huán)境 表1 水質分析表 項 目流量m3/hpH油類mg/LSSg/LCOD（NaSO3）mg/LDOmg/L硝酸鹽 g/L 數 量 -3本項目的創(chuàng)新之處1） 本裝置才用先進的反滲透膜技術和電絮凝氣浮法設計，設備體積小、污水處理成本低，節(jié)能環(huán)保，并可以除去水中大部分污染物。2）采用物理方法，不需要經常性藥品補給，NaOH可以從海水中獲得，適用于遠洋船只。4 項目研究的預期成果含油污水經過凈化裝置處理之后，滿足估計海事組織（IMO）在NEPC107提出的水質標準，達到排放和循環(huán)使用的要求:1) 污水中油類檢測的指標

14、為多環(huán)芳烴含量（PAH），根據相關規(guī)定PAH< 2.25 mg/L2) 化學耗氧量COD< 30 mg/L<253) 渾濁度 NTU (FNU) Ph>6.5四、項目經費預算整體裝置加工費用：5000元裝置零件購置費用：2000元相關檢測裝置費用：2000元實驗所需化學藥劑：1000元 五、指導教師意見（600字以內）項目研究的選題意義、項目研究方案的科學性、可行性 本裝置以節(jié)能減排作為設計理念，采用復合型的設計方案，遵循了IMO的處理標準，相信此系統(tǒng)可以在遠洋船舶上得到很好的應用。 整個裝置運行過程中不需要添加化學藥品也不會產生有害物質，適應船艙的封閉環(huán)境，同時能夠很

15、好的體現當今社會的環(huán)保理念。 導師簽字： 年 月 日六、院系推薦意見院系蓋章（簽字）：年 月 日七、學校評審意見學校蓋章（簽字）：年 月 日 八、申請者承諾本人保證上述填報內容的真實性。如果獲得資助，我與本項目組的全體成員將嚴格遵守學校的有關規(guī)定，在不影響課程學習的同時，充分保證投入項目研究的時間，并按計劃認真開展研究工作，在項目研究過程中或結束時，自覺接受學校對本項目的中期檢查和結題驗收，并按時提交工作總結和結題報告。 申請者（簽名）： 年 月 日九、指導教師承諾本人承諾，愿意作為 “國家大學生創(chuàng)新性實驗計劃”項目的指導教師，認真負責審閱項目內容，全程指導學生進行研究性學習和創(chuàng)新性實驗，認真組織學生討論交流及審查學生