水體富營養(yǎng)化和藻類水華暴發(fā)是全球性的水環(huán)境問題。世界各地,不論發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家,都有藻類水華暴發(fā)及藻類污染現(xiàn)象的發(fā)生。藍(lán)藻水華暴發(fā)會導(dǎo)致水體缺氧、水體異味、甚至供水系統(tǒng)堵塞;有的藻類還會產(chǎn)生藻毒素,嚴(yán)重威脅水生生物、家畜以及人類的健康.本文昆山超聲儀器有限公司淺談超聲波對藍(lán)藻的影響。
藍(lán)藻之所以難處理,是由于在自然水體中藍(lán)藻細(xì)胞聚集成群,細(xì)胞內(nèi)有偽空胞,群體外面由膠被包裹。偽空胞為藍(lán)藻細(xì)胞提供浮力,使藍(lán)藻上浮不易沉淀去除;膠被對藍(lán)藻群體起保護(hù)作用,阻礙混凝劑結(jié)合,影響絮凝性能。有研究表明,超聲波能使藍(lán)藻偽空胞破裂,進(jìn)而減弱其浮力調(diào)節(jié)能力,使藍(lán)藻細(xì)胞沉降下來。目前,超聲波對實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)藻細(xì)胞影響的機(jī)理及效果已被廣泛認(rèn)可,但對超聲波破壞偽空胞的研究多為定性研究,而不同超聲波處理?xiàng)l件對偽空胞影響的研究較少,且超聲波處理藍(lán)藻的技術(shù)參數(shù)沒有統(tǒng)一的定論。
(1)超聲波破壞藍(lán)藻偽空胞的動力學(xué)模型為一級動力學(xué)模型,反應(yīng)速率常數(shù) k 隨著超聲波功率密度的增大而增大,并逐步趨于飽和。
(2)短時間低功率(5s,40kHz,超聲波功率密度為0.5~16.7W·L-1)的超聲波,可以在不破碎藻細(xì)胞的情況下基本完全破壞藍(lán)藻細(xì)胞內(nèi)的偽空胞,改善藍(lán)藻群體沉降性能,降低水體pH,且對水體DTN、DTP的影響<5%;而超聲波功率密度為16.7W·L-1的超聲波處理藻樣30min后,藻液DTN增加了9.1%。
(3)在保證出水安全的前提下,綜合考慮處理效果和經(jīng)濟(jì)成本,超聲波處理滇池藻樣的最佳條件為超聲波功率密度16.7W·L-1,處理時間5s,該條件下藍(lán)藻偽空胞破壞率、沉降率分別為84%、80%。
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