目前,为控制船舶压载水排放造成的外来生物入侵问题,船舶压载水公约已于2019年初正式生效,包括我国在内的多个国家都必须安装船舶压载水处理系统,以满足公约规定的船舶压载水排放标准。为探寻绿色、高效的压载水固液分离方法,本文通过试验和仿真分析,开展了对滤网滤器的结构设计和优化分析,得到滤网滤器对公约排放标准内藻类和其他生物的过滤效能和适用范围,具体研究成果如下:完成滤网滤器的设计制作及调试运行。为有效分离船舶压载水中大于50μm的藻类及其他生物,本文运用Fluent软件对滤网过滤器的结构参数和运行工况进行优化,考察了过滤精度、进水流量、安装方式等参数对过滤器内部流场的影响,得到其稳定高效运行的最优工况。针对大于50μm的物质的高效分离,滤网过滤精度选择40μm;过滤器安装方式宜选用立式安装,如采用卧式安装将出水口设置在下方;壳体直径80mm,高度250mm;滤芯外径60mm,高度240mm;滤芯材质为不锈钢316L,滤芯支撑层开孔个数为150个。结合达西定律、泊肃叶方程和KOZENY-CARMAN方程以及孔隙率与渗透度之间的关系计算得到过滤器的总压差为0.01827MPa,符合经验设计标准。通过试验研究得到该滤网滤器对船舶压载水的固液分离效能。试验采用浒苔藻藻粉模拟船舶压载水中大于50μm的物质,通过改变进水流量、浓度、盐度等条件,考察不同种形式滤芯的固液分离效能,在提高处理效率的同时分析滤网阻塞成因的变化。试验结果表明,进水条件对过滤器固液分离效能没有明显影响,其中采用平面型滤芯滤网过滤器对压载水中藻粉的去除率为88.669%～92.299%,采用折褶型滤芯的去除率为87.543%～90.890%;折褶型滤芯造成的压力变化小于平面型滤芯造成的压力变化,压差受进水流量、进水浓度影响显著,受盐度影响不显著,确定滤网进水流量不宜超过12.5L/min,进水浓度不宜超过6mg/L。运用响应曲面分析得到过滤器滤网阻塞变化的显著影响因子。通过分析阻塞压差的影响因子,发现进水流量和运行时间对过滤器两端压差变化的影响交互作用最强,其次是进水浓度,盐度最弱。结合船舶压载水实际处理情况,确定该滤网滤器的最佳运行条件:进水流量上限为12.5L/min,进水浓度控制在6mg/L以下,运行时间不超过65s,去除率稳定在87%～92%。本文的研究成果可为船舶压载水的过滤处理技术提供相应的理论依据,以满足压载水排放的绿色、高效的处理需求。