電解法處理船舶壓載水的可行性研究

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1、電解法處理船舶壓載水的可行性研究[2009-03-24]作者：admin來源：摘要：通過實驗室模擬的一套電解裝置處理系統(tǒng)，對電解海水法能否處理船舶壓載水，以及電解海水法處理船舶壓載水造成二次污染的一些爭議進行了實驗驗證。探索了電解法處理船舶壓載水的有效性和在船舶上實施的可2行性。防止船舶壓載水引進外來生物的污染，是當今海洋環(huán)境保護的一個重大課題，聯(lián)合國全球環(huán)?；?GEF)組織把船舶通過壓載水將有害生物引進新環(huán)境，并對其產(chǎn)生影響列為海洋的4大危害之一。國際海事組織(IMO)為此通過了一個專門用于控制和管理壓載水的公約一《國際船舶壓載水及沉積

2、物控制和管理公約》。目前國際上正在研究的船舶壓載水處理方法很多，主要有：1.物理處理法：即采用熱、超聲波、紫外線、銀離子、磁化等；2.機械處理法：即用過濾法和改善船舶設(shè)計；3.化學處理法：采用臭氧、抽氧、氯化處理等，電解海水法就屬直接電化學氯化處理方法。國際上對電解法處理船舶壓載水可能造成的二次污染存在較大的爭議，認為電解滅殺海生物后會產(chǎn)生一種致癌物質(zhì)氯仿(THM)，因此，國家科學技術(shù)部項目“船舶壓載水處理裝置的開發(fā)研究”項目組，在開展課題研究時，對電解海水法能否處理船舶壓載水，能否開發(fā)出壓載水處理裝置以及對該方法處理船舶壓載水造成二次污染

3、的一些爭議進行了實驗驗證。1實驗方法1.1實驗的依據(jù)從電化學的角度出發(fā)，現(xiàn)場消毒技術(shù)可以分為：間接電化學氯消毒、直接電化學氯消毒。我們采用直接電化學氯消毒：1.海水中始終存在氯離子，它在電場作用下，會通過陽極反應(yīng)生成氯氣，進而生成高效消毒劑次氯酸；2.陰極反應(yīng)產(chǎn)生極具活力的殺菌劑過氧化氫離子；3.根據(jù)“細胞膜電場機械壓縮理論”，電場作用不僅會因電擊穿造成細胞膜穿透，還會造成膜蛋白，特別是對電壓敏感的膜蛋白酶功能失調(diào)，導致細胞死亡。1.2實驗路線采用直接電解海水的電化學氯消毒方法1.3實驗設(shè)備加工制作了一套實驗室用的電解處理系統(tǒng)，其設(shè)備清單見

4、表1。表1實驗設(shè)備清單序號名稱規(guī)格數(shù)量1恒電源控制儀輸入：AC380V／50HZ，3Φ輸出：DC8V，300Al臺2電解裝置500m×400mm×1200mm250mm×100mm×980mm2個2個3電極Ti-Ru-Ir.Ti-Ru6套4抽水泵5m3／h1臺5儲水池3m31個6取樣池3m31個7備用水罐1m3；0.5m32只8流量計9管件及閥門若干1.4實驗水樣和檢測2005年10月22日在上海外高橋第五集裝箱碼頭，抽取中遠集運所屬船舶“青云河”輪艉尖艙所載美國長灘港的海水10t，運至實驗室。水樣檢測由上海出入境檢驗檢疫局的檢測人員上船和

5、實驗室現(xiàn)場抽樣。1.5實驗裝置流程圖整個實驗流程如圖1所示。1.6實驗中有效氯測定按GJ125.2-89中的方法進行有效氯測定。2實驗結(jié)果2.1有效氯的分解實驗在電解過程中生成的Cl2、NaClO是強氧化劑，同時它在光合作用下又能分解，具有不穩(wěn)定性。在實驗中，我們通過幾組電解液的取樣、比色，觀察其顏色的變化，來確定有效氯濃度是在變化的，實驗數(shù)據(jù)見表2。表2有效氯的分解試驗序號有效氯濃度／mg／L不同靜止時間下的有效氯濃度14060min70min105min140min160min10mg/L0.9mg/L0.7mg/L0.3mg/L0.0

6、5mg/L24070min90min110.70min130min160min100.9mg/L0.7mg/L0.3mg/L0.05mg/L34060min90min100min120min150min100.7mg/L0.3mg/L0.05mg/L0.9mg/L44045min80min110min130min140min100.9mg/L0.7mg/L0.3mg/L0.05mg/L從以上數(shù)據(jù)可以看出：含有效氯40mg／L的電解液經(jīng)過45～70min的放置后，濃度降為10mg／L，放置140～160min后，濃度為0.05mg／L。2.2

7、電解裝置的殺菌效果我們委托上海出入境檢驗檢疫局對壓載水進入電解裝置前后的水樣進行了按IMO《國際船舶壓載水及沉積物控制和管理公約》對壓載水性能標準規(guī)定的存活生物、指標微生物的檢測，并對電解滅殺海生物后會產(chǎn)生一種致癌物質(zhì)氯仿(THM)也進行了處理前后的檢測，測試結(jié)果見表3。表3船舶壓載水進入電解裝置處理前后的數(shù)據(jù)對比取樣日期取樣地點檢測項目結(jié)果數(shù)據(jù)單位檢測方法2005年10月22日“青云河”輪艉尖艙和艉尖艙壓載水泵排出口處存活生物檢測10～50um2098個／1000mL.50um1282個／500L非標方法霍亂弧菌未檢出CFU／25gWS-

8、2002B大腸桿菌O-157：H7未檢出CFU／25gGB/T4789.30-2003溶血性鏈球菌未檢出CFU／25gGBl579-4995氯仿NDug／L生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范20