论文部分内容阅读
随着社会工业化的发展,人类向水体中排入了大量的含氮、磷的污染物质,大大加速自然水体的富营养化进程,造成水体中藻类疯长,“水华”爆发日益频繁,产生了一系列的环境问题。目前水体藻类的控制方法有很多种,但是由于各种方法的技术上限制,在安全性、经济性和除藻效率等方面并不能满足要求。超声波作为一种清洁、高效的除藻手段,被称为环境友好技术,具有操作条件温和、适用范围广泛、可以单独或与其它水处理技术联合使用的优点,越来越受到人们的重视。目前整个三峡库区浮游藻类的群落结构以绿藻的种类数最多,位居首位。蛋白核小球藻是绿藻中较常见,易形成水华的典型种类。目前,运用超声波技术去除和抑制微囊藻、螺旋藻等蓝藻的研究较为广泛,对于超声辐照去除蛋白核小球藻的研究还比较少。 本文首先用单因素试验研究了超声频率、超声功率和超声辐照时间三个控制参数对超声波去除蛋白核小球藻的影响,选定合适的范围作进一步试验;然后用中心组合设计及响应面分析确定三个控制参数的最佳值,为超声波应用于水体中控制蛋白核小球藻水华提供理论基础。根据实验结果,得到如下结论: (1)通过超声辐照去除蛋白核小球藻对叶绿素a的单因素分析,藻细胞去除效果随着超声频率的升高先增加后减小,在80kHz左右出现最优值。超声功率的提高可以提高去除较果。5min后增加辐照时间对去除效果无明显影响。 (2)采用响应面法中的CCD模型研究超声辐照去除蛋白核小球藻的优化超声频率、超声功率及辐超时间,以叶绿素a去除率为响应值建立的二次多项式回归方程肯有高度显著性(P<0.0001),R2=0.9987,且失拟项不显著,回归方程与实际情况拟合性良好。超声频率、超声功率和辐照时间以及三者的交互作用对处理效果均有显著影响。 (3)对应藻密度107个/ml,超声功率选取100W时,优选超声频率为77kHz,辐照时间为7.0min,叶绿素a去除率达到60%以上。 (4)因为藻细胞具有自身保护机制,可以抵御外部损伤,所以空化作用产生的羟基自由基不是对超声辐照去除蛋白核小球藻的最主要机理。