摘 要

现阶段，我国经济发展迅速，内河水路运输经历了前所未有的发展。船舶数量和吨位显著增加，给内河水域环境带来了巨大的隐患，内河水域受到的污染越来越严重，尤其是船舶所造成的油类污染，现如今已成为了一个不可忽视的难题。继《中华人民共和国水污染防治法》《中华人民共和国防治船舶污染内河水域环境环境管理规定》等法律法规后，近期又相继发布了《船舶水污染物排放控制标准》《船舶水污染防治技术政策》等保护内河水域环境的相关措施。新文件对船舶含油污水的排放标准更加严格，并拟实现将内河船舶含油污水集中收集并处理，可以看出船舶油类污染已引起了国家的高度重视。

目前船上处理油污水的主要设备是油水分离器。因其技术条件有限且容易发生堵塞，因此处理船舶含油污水的效果不是很理想。船舶的含油污水成分复杂，在船舶实际操作中，尽管浮上油和分散油大多可以通过沉降、过滤等基本操作处理，乳化油也可以先将其破乳再进行处理，但处理后的油污水中依旧存在颗粒极小的分散油和乳化油还有溶解油，这可能会使船舶排放达不到标准。因此，本文结合国内外研究现状，针对船舶油污水中分散油和乳化油的特性，以进行静置分离等预处理后的船舶油污水为实验对象，提出先利用鼠李糖脂对油污水中的油相进行增溶，再采用芬顿氧化法对船舶油污水进行深度处理，并探究其最佳反应时间。通过对比芬顿直接降解的处理效果来验证鼠李糖脂-芬顿降解方法的有效性。实验结果表明芬顿反应对于降解船舶油污水中的有机物是有效的，鼠李糖脂对分散油和乳化油的增溶作用增强了芬顿试剂对船舶油污水中有机物的处理效果，水中的有机污染物得到了充分的降解。最后，本文将所提出的方法与现有的主要船舶油污水处理技术进行对比，探究鼠李糖脂-芬顿技术运用于实际操作的可行性，同时设想出了该技术运用于船上的简易工艺流程，希望能对未来的船舶油污水处理技术提供帮助。

关键词：船舶油污水；鼠李糖脂；芬顿氧化法；深度处理；可行性分析

Abstract

At this stage, China#39;s economy is developing rapidly, and inland waterway transportation has experienced unprecedented development. The number and tonnage of ships have increased significantly, which has brought huge hidden dangers to the inland waters environment. The pollution in the inland waters has become more and more serious, especially the oil pollution caused by ships. Now it has become a problem that cannot be ignored. Following the ' Law of the People#39;s Republic of China on Prevention and Control of Water Pollution' and the 'Regulations of the People#39;s Republic of China on the Prevention and Control of Marine Pollution by the Marine Environment' and other laws and regulations, the relevant measures for the protection of the inland water environment, such as 'Water Pollution Control Standards for Ships' and 'Technical Policies for the Prevention and Control of Ship Water Pollution' have been released recently. The new document sets stricter standards for the discharge of oily sewage from ships, and it is planned to collect and treat the oily sewage of inland vessels. It can be seen that the oil pollution of ships has attracted the attention of our state.

At present, the main equipment for treating oily sewage on board is the oil-water separator. Because of its limited technical conditions and clogging, the effect of treating oily wastewater from ships is not ideal. The oily sewage of the ship is complex in composition. In the actual operation of the ship, although most of the floating oil and the dispersed oil can be treated by basic operations such as sedimentation and filtration, the emulsified oil can be firstly broken and then treated, there are still very small particles of dispersed oil, emulsified oil and dissolved oil in the treated oil sewage, which may cause ship emissions to fall short of standards. Therefore, in view of the characteristics of dispersed oil and emulsified oil in ship oil wastewater, and based on the research status at home and abroad, this paper takes ship oil sewage pretreated by static separation as the experimental object, and then proposes to use the rhamnolipid to solubilize the oil phase in oily wastewater, and Fenton oxidation method is used to treat the oil wastewater in depth. And the optimal reaction time is explored. The validity of the rhamnolipid-Fenton degradation method was verified by comparing the treatment effects of Fenton direct degradation. The experimental results show that the Fenton reaction is effective for degrading organic matter in ship oil wastewater. The solubilization effect of rhamnolipid on dispersing oil and emulsified oil promotes the treatment effect of Fenton reagent on organic matter in ship oil wastewater. Organic pollutants in water have been fully degraded. Finally, this paper compares the proposed method with the existing main marine oil sewage treatment technology, and explores the feasibility of applying rhamnolipid-Fenton technology to practical operation, and then conceives a simple process for the application of this technology on the ship, hoping to provide help for the future marine oil sewage treatment technology.

Key Words：ship oil wastewater; rhamnolipid; Fenton oxidation; advanced processing; feasibility analysis

目录

第一章 绪论 1

1.1研究目的及意义 1

1.2本文研究内容及创新点 2

1.2.1研究内容 2

1.2.2研究创新点 3

第二章 我国船舶油污水处理相关技术 4

2.1船舶油污水处理常用方法 4

2.1.1物理法 4

2.1.1.1重力分离法 4

2.1.1.2离心分离法 4

2.1.1.3气浮法 4

2.1.1.4膜分离法 4

2.1.2化学法 5

2.1.2.1化学氧化法 5

2.1.2.2电化学法 5

2.1.2.3光化学法 5

2.1.2.4絮凝沉降法 5

2.1.3生物法 6

2.2我国船舶油污水处理相关技术研究开展情况 6

2.2.1 相关技术研究开展情况 6

2.2.2 芬顿法在污水处理中的应用 8

第三章 基于鼠李糖脂-芬顿实验方法的船舶油污水处理研究 9

3.1 鼠李糖脂-芬顿反应作用机理 9

3.1.1芬顿反应作用机理 9

3.1.2 鼠李糖脂作用机理 9

3.2 实验设备 10

3.2.1实验试剂 10

3.2.2实验仪器 10

3.3实验步骤 10

3.3.1油污水的采集 10

3.3.2原液预处理 11

3.3.3芬顿直接降解实验 12

3.3.4鼠李糖脂-芬顿降解实验 13

3.4结果分析 14

3.4.1芬顿直接降解实验结果分析 14

3.4.2鼠李糖脂-芬顿降解实验结果分析 16

3.4.3实验结果对比分析 16

3.5本研究应用的可行性分析 18

第四章 结论与展望 20

4.1结论 20

4.2展望 20

参考文献 22

致谢 24

第一章 绪论

1.1研究目的及意义

自“十二五”规划以后，内河水运发展成为国家战略，内河水路运输迅速发展。据我国交通运输部数据显示，我国内河货运量和货运周转量年年持续增加，2013年，货运量32.39亿吨、货物周转量11514.14亿吨公里；2018年货运量和货物周转量就已经分别达到了37.43亿吨和15365.89亿吨公里，短短5年的时间，内河运输货运量和货物周转量分别增加了15.6%和33.45%。在船舶数量日益增长，运输量日益庞大的同时，内河也承载着越来越大的风险。

内河船舶污染主要包括以下几种类型：油类污染、有毒液体物质污染、生活污水污染、垃圾污染、大气污染、噪声污染、压载水污染等，其中，属油类污染造成的后果最为严重。现有的船上处理油污水的装置主要为油水分离器，但其技术条件有限且处理效率不高，因此处理后的船舶含油污水可能无法达到内河排放标准。内河水域不同于沿海和海洋，它自身的净化能力很低，自我修复能力很弱，如果含油污水不能合理地进行处理，肆意排放到内河中去，一旦内河水域造成污染，就会严重破坏生态平衡。再加上内河水域靠近人们的生活区域，不仅是生活用水的主要来源而且是淡水养殖业的重要场所，含有微量油的水通过养殖或灌溉，被生物吸收而富集，一旦进入人体，将会对人类的生命健康产生不可预见的危害。目前，内河防止油类污染已经引起了人们的高度重视。

船舶含油污水成分复杂，主要包括油渣、机舱的残油和含油压载水、洗舱水等。船舶污染内河水域主要通过以下几种途径：船舶未通过检查，违章超标排放舱底含油污水、油船洗舱水、压载水等；船舶的操作性溢油；以及船舶由于发生水上事故而导致的事故性溢油等。目前船上处理油污水的主要设备是油水分离器，但由于船舶油污水成分复杂，且设备的技术条件有限，油水分离器常年处理船舶舱底水后难免会发生堵塞等现象，不仅处理效率变低，导致出水水质难以满足要求，而且难以清洗，给船员带来了很大的工作负担。

虽然近几年来，我国有关部门先后颁布并实施了《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国水污染防治法》及其实施细则《中华人民共和国防治船舶污染内河水域环境管理规定》《内河船舶法定检验技术规则》《船舶水污染物排放控制标准》等涉及内河船舶油污染的法律法规，取得了明显的成绩，但是在内河船舶防污染技术、管理等方面仍然无法满足我国对于绿色航运的发展需求，油类污染现状依旧严峻。IMO相关资料显示，平均每艘船舶每年排出舱底含油污水量为本船总吨位的1/10左右，同时已发现的违法排放的舱底含油污水的油分浓度高达50000ppm。一般来说，当船舶正常航行时，机舱舱底水的油分浓度一般维持在200ppm到1500ppm，压载水含油浓度可高达4000ppm；洗舱水含油浓度甚至可以达到3000ppm^[1]。然而，尽管《防治船舶污染内河水域环境管理规定》要求凡400总吨以上的内河船舶均应装设油分浓度不超过15mg/L的舱底水分离器，但是依旧有很多船舶的油水分离器处理后的油分浓度达不到要求，有的甚至已经老化。很多船舶很少用甚至不用油水分离器，设备使用率和排放达标率无法满足要求。同时，虽然我国已出台相关政策禁止内河船舶违法排放船舶机舱舱底水，但是到目前为止依旧存在偷排等违法排放船舶油污水的现象。船舶油污染处理不得不成为船舶污染防治中的一项重要内容。

针对目前国内船舶油污水处理工艺的现状和主要特点，本文尝试采用具有良好应用前景的芬顿氧化法深度处理已进行物理分离后的船舶油污水，并结合一种生物表面活性剂以期达到更好的效果，以满足IMO标准以及国家对于绿色航运的发展要求，进一步扩展芬顿试剂和表面活性剂的应用范畴，丰富船舶含油污水的处理方法，为未来开发新的船舶油污水处理技术提供可靠的实验指导和技术支持。

1.2本文研究内容及创新点

1.2.1研究内容

本研究综合分析国内船舶油污水处理工艺的现状，找到国内船舶油污水处理工艺的不足，结合我国内河具体情况，提出将低浓度生物表面活性剂强化作用于芬顿氧化法对船舶油污水进行深度处理。首先，前往内河船舶实地取样并对其进行静置、分液等预处理；然后用芬顿试剂直接对船舶油污水进行降解；接着将表面活性剂联合芬顿试剂降解船舶油污水；然后对两种方法的测量结果进行对比分析，以验证本研究所提出方法的有效性；最后将本研究所提出的方法与船上现有的船舶油污水处理技术进行对比，以验证该方法在实际运用中的可行性。研究内容主要包括以下四个方面：

（1）芬顿氧化法单独处理船舶油污水中有机污染物的初步实验研究。对油污水原液进行预处理，用芬顿氧化法单独对船舶油污水进行实验。

（2）表面活性剂与芬顿氧化法联合作用处理船舶油污水中有机污染物实验研究。利用表面活性剂对油相进行增溶，然后将表面活性剂强化作用芬顿氧化法处理船舶油污水。

（3）对比芬顿试剂直接降解实验方法，分析利用表面活性剂强化作用芬顿氧化法对处理船舶油污水中有机污染物的作用效果，以验证本研究所提出方法的有效性。

（4）将鼠李糖脂-芬顿技术与船上现有的油污水处理技术进行对比分析，以验证该技术运用于船上实际操作的可行性，同时设想出该技术实际运用于处理船舶油污水的简易工艺流程。

本项目研究技术路线图如下图所示：

图2.1 技术路线图

1.2.2研究创新点

（1）考虑到船舶油污水中含有难降解有机物，本文结合现有的船舶油污水处理技术的优缺点，提出利用芬顿反应产生的具有强氧化能力的OH۰对船舶油污水进行处理。

（2）考虑到经船上传统的油水分离器处理后的油污水中依旧存在肉眼不可见的乳化油和分散油，将具有增溶作用的鼠李糖脂引入船舶油污水对油滴进行增溶，增加油相在水相中的溶解度，提高芬顿反应的处理效率，尽可能的使有机物得到充分降解。

第二章 我国船舶油污水处理相关技术

2.1船舶油污水处理常用方法

经过学者们长达数年的研究，目前已有很多船舶含油污水的处理方法，按照原理可将其分为物理法、化学法、生物法三大类^[2,3]。物理法采用重力分离、离心分离、气浮、过滤还有膜分离等一系列物理方法处理船舶油污水。化学法是向油污水投加药剂使污水得到净化的方法，主要包括化学氧化法、电化学法、光化学法、絮凝沉降法等^[4]。生物法主要根据微生物的好痒性和厌氧性来降解油污水，目前应用于船上的生物法属活性污泥法使用较为广泛。

2.1.1物理法

2.1.1.1重力分离法

重力分离法是根据油与水的不同密度和不相溶性，将油和水进行分离的方法，是船上的基本操作之一，适用于集中处理大批量油污水，结构简单，且成本不高，对油污水的油分状态具有要求，处理后油污水的油分浓度一般达不到IMO标准，因此在船上实际操作中主要用于油污水的预处理。

2.1.1.2离心分离法

离心分离法是依靠油污水中各成分所产生的离心力不同来实现油水分离的方法。若是处理粒径微小的分散油和乳化油，需要上万的转速，因此对于设备的技术要求较高。目前在水环境治理领域应用最广泛的离心分离方法是水力旋流法，因运行费用较高，一般适用于含油废水较少的情况，如开采石油等。

以上是毕业论文大纲或资料介绍，该课题完整毕业论文、开题报告、任务书、程序设计、图纸设计等资料请添加微信获取，微信号：bysjorg。

相关图片展示：