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船舶压载水处理系统设计及应用的研究的开题报告
一、选题背景及意义
船舶压载水处理系统（BallastWaterTreatmentSystem，BWTS）是为了防止非本地水生物因搭乘船只进入新的水域，并对该水域的生态环境和经济造成危害而发明的。然而，目前全球上海公约、2004年国际海事组织公约等法规对船舶压载水排放所设的标准让船舶行业面临巨大挑战。
因此，本研究旨在通过对船舶压载水处理系统的设计及应用进行研究，探讨如何有效管理船舶压载水的排放，达到环保、安全、经济等多重目标。
二、研究内容与方法
本研究将首先对船舶压载水及其对环境造成的危害进行分析，并介绍现有的BWTS技术及其优缺点。然后，将从系统设计与结构、工艺流程和控制方式等方面入手，探讨如何构建一种高效、先进、可靠、经济的船舶压载水处理系统，并介绍该系统的工作原理及对船舶压载水进行处理的具体操作流程。最后，通过大量实验数据分析，评估该系统在不同环境下的处理效果，并结合船舶实际应用场景，探讨该系统的实用性。
本研究主要采用文献研究、实验分析、数学建模等方法。其中，文献研究将主要针对船舶压载水及其处理技术相关的文献资料进行搜集、整理和分析；实验分析则主要涉及到系统的建模、仿真以及实际测试和数据采集；数学建模则将以MATLAB等软件为基础，对所涉及到的数据进行统计和分析，并对模型进行优化和改进。
三、预期成果及其贡献
本研究的主要成果包括：
（1）针对船舶压载水及其处理技术的分析报告，对船舶压载水处理系统进行系统性的、深入的研究和讨论，从各个方面试图解决船舶压载水在运输和排放过程中可能带来的生态和经济危害问题。
（2）根据研究结果和实际应用要求，设计并构建出一种可行的、高效的船舶压载水处理系统，并评估其在实验环境中的处理效果和实用性。
（3）对船舶压载水处理系统的核心技术问题进行深入讨论和研究，并提出该领域的未来发展方向和研究方向，以期对该领域的进一步发展和改进贡献一份力量。
四、研究计划及进度安排
本研究预计的时间安排为两年。其中，第一年主要用于文献研究、现有技术分析和系统设计等方面的研究工作；第二年则主要用于实验分析、数据处理及研究结果的总结和演示等方面的研究工作。
具体的研究进度安排如下：
第一年：
1.1月：确定研究方向，检索并分析相关文献；
2.2月：对船舶压载水及其处理技术进行分析，撰写研究报告；
3.3月-6月：开展系统设计及工艺流程分析，定制试验流程，并进行数据采集和初步处理；
4.7月-9月：通过仿真和小规模实验对系统进行验证和优化，并根据实验数据对前期设计进行改进；
5.10月-12月：对研究成果加以总结和汇报，准备论文第一稿。
第二年：
1.1月-4月：进行大规模实验，并提取关键数据进行分析和优化；
2.5月-7月：总结实验数据，完善系统设计和工艺流程，并对研究成果进行系统化整理和汇报；
3.8月-10月：架设实际系统并进行调试及效果验证，对研究成果不断进行迭代和完善；
4.11月-12月：对研究结果进行总结和演示，并提出进一步研究方向和展望，完成毕业论文。
五、预计存在的问题和解决途径
1.BWTS设计难度大，如何能达到处理效果更佳，造价更低的目标？
解决途径：针对系统结构和工艺流程等方面进行科学合理规划和优化，就能提高系统的性能和降低系统成本。
2.如何选择适当的BWTS技术，保证处理后水的质量达到规定标准？
解决途径：结合现有技术特点，分析各种技术的优缺点，将技术优化融合起来，制定更加科学合理的工艺方案。
3.实际应用场景与实验室环境存在差异，如何保证实验结果的可靠性？
解决途径：设计能够模拟实际应用环境的实验装置，进行现场实验，并保证实验条件科学合理、熟练掌握实验操作技能。
六、参考文献
[1]李垚.船舶压载水环保技术研究[J].船舶运输技术,2017,39(07):89-90.
[2]周皓.浅谈船舶压载水治理的意义和方法[J].建筑科技与设计,2018,13(06):291-291.
[3]YueWu,XunPan,XiangshiTan,DehouTao.Areviewofballastwatertreatmenttechnology:withaparticularfocusonelectrochlorinationmethods[J].JournalofEnvironmentalManagement,2017,200:146-155.