利用低频低功率超声波强化混凝除藻的试验研究
水资源是社会发展和人类生活的重要资源，湖泊和水库是我国重要的淡水资源。随着社会的快速进步与发展，人类活动造成的地表水污染越来越多，使水体富营养化现象越来越严重，若不加以治理会造成极其严重的后果，不仅破坏水体生态平衡，而且对人类的健康构成威胁。目前，超声波技术具有其独特的优越性，因此在地表水去除藻类的研究中具有不可替代的应用前景。 本课题以实验室纯培养的藻类为研究对象，通过实验室试验，研究了环境因子和藻类自身因素对低频低功率超声波除藻效果的影响，并且在本试验条件下根据藻类生长曲线探究了最适超声功能因子对控藻效果的影响，最后还研究了超声强化混凝的影响因素。 试验结果表明:藻细胞浓度随着超声时间的延长呈现下降的趋势，在5min时出现突跃;对浊度的去除效果较好，均在60％以上，综合比较在本试验条件下，5min为最经济有效的处理时间。在功率与作用时间一定的情况下，本实验中40kHz的超声除藻效果好于20kHz和80kHz，对叶绿素a的去除效果也是一样。因此40kHz为低频范围内最适的超声频率。超声波除藻的效果随着超声功率的增强越来越好，但是当功率超过一定范围后，去除效果不再显著，而是趋于平稳，综合考虑经济性和去除效果，80W时可以达到满意的效果。四个不同的超声功率对浊度的去除率都能达到68％以上。 低频低强度超声波可以抑制藻类生长，并且相同能量的超声波多次作用于藻类比一次性连续处理的方式抑藻效果更佳明显。因此在总能量消耗相同的情况下，低剂量高频次的处理模式有利于提高抑藻效果。 超声波对铜绿微囊藻的去除率随着温度的升高呈现上升趋势，当温度为15℃时，藻浓度的去除率为24％，当温度为35℃时，藻浓度的去除率为24.5％。总体来说温度对超声波除藻有一定的影响。 超声波处理不同的藻类会得到不同效果。对蓝藻的去除效果优于硅藻和绿藻。试验中用40kHz，80W超声波处理5min的去除效果为铜绿微囊藻＞小环藻＞栅藻，去除率分别为47.27％、35.45％和13.8％。可见有气囊的藻类比没有气囊的藻类更容易被去除。 超声强化混凝对蓝藻的去除效果要好于绿藻和硅藻。试验中对铜绿微囊藻的处理效果最好，在超声作用5s时，铜绿微囊藻细胞的去除率为95.51％。超声波能够使藻类混凝去除效率得到提高，并且去除率相同的情况下减少了混凝剂的用量。当聚合氯化铝(PAC)的用量为16mg/L时，超声处理后的浊度比单独混凝的去除率还提升了80.42％。
强化混凝;地表水污染;超声波除藻
青岛理工大学
硕士
环境科学与工程
周利
2014
中文
X523;X506
62
2015-06-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）