UVA-LED滅活對數(shù)期擬柱孢藻的效能及對混凝工藝的影響分析.pdf

1、隨著國內(nèi)工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)以及環(huán)境污染的加劇，加上環(huán)境污染源的復(fù)雜不可控性，導(dǎo)致國內(nèi)湖泊藍(lán)藻水華頻發(fā)。擬柱孢藻適應(yīng)性強(qiáng)，并且分泌成為新興優(yōu)勢藻種，而國內(nèi)對于擬柱孢藻去除與滅活的研究較少。由于擬柱孢藻對數(shù)期時(shí)藻毒素90％位于胞內(nèi)，因此選擇對數(shù)期擬柱孢藻作為研究對象。
　　UV-LED相比于傳統(tǒng)汞燈具有單色光、超長壽命、能耗低、安全、設(shè)備小型化等特點(diǎn)，成為水處理工藝殺菌消毒的新興手段。首先確定實(shí)驗(yàn)室條件下擬柱孢藻生長曲線，后采用UVA-

2、LED作為藻滅活裝置，并對UVA-LED滅活擬柱孢藻過程中藻細(xì)胞的破壞、胞內(nèi)有機(jī)物的降解釋放以及藻對混凝的影響展開相關(guān)研究。
　　研究藻液起始密度、光照強(qiáng)度因素對于擬柱孢藻生長曲線的影響。結(jié)果表明藻液起始密度影響藻群落生長，濃度越高，達(dá)到穩(wěn)定期時(shí)間越快，順序依次為：藻液：培養(yǎng)基=1:1>1:2>1:5；擬柱孢藻可以適應(yīng)高的光照強(qiáng)度，在3500lx（58.3~70μmol/(m2·s)）下生長速率最快，大于2500lx（41.7~5

3、0μmol/(m2·s))與1500lx（25~30μmol/(m2·s)）。
　　研究光能密度、溫度、藻細(xì)胞起始濃度對于UVA-LED滅活擬柱孢藻的影響。擬柱孢藻能夠承受一定的光能密度，659.145mw/cm2光能密度下處理20min以后變化才較為明顯，光能密度與滅活反應(yīng)速率之間存在正相關(guān)關(guān)系，隨著光能密度的增大，反應(yīng)速率逐漸增強(qiáng)；溫度對于 UV-LED處理擬柱孢藻滅活有影響，25℃下效果最優(yōu)，反應(yīng)速率高于20℃與15℃；藻細(xì)

4、胞起始濃度越低滅活效果越好，在擬柱孢藻細(xì)胞濃度在7×107個(gè)/L的情況下，滅活效率可以達(dá)到90%以上。
　　并在顯微鏡下對比觀察經(jīng)過 UVA-LED滅活過的擬柱孢藻的形態(tài)變化。滅活30min可以對擬柱孢藻產(chǎn)生影響，擬柱孢藻在細(xì)胞壁內(nèi)陷處或環(huán)節(jié)連接處產(chǎn)生斷裂，此時(shí)胞內(nèi)有機(jī)物沒有完全釋放到水體中。
　　研究UVA-LED滅活擬柱孢藻過程中，有機(jī)物降解釋放情況，采用TOC以及熒光光譜掃描進(jìn)行分析。結(jié)果表明：UVA照射前10min以

5、內(nèi)，胞外有機(jī)物及總有機(jī)物變化不大，20min以后，有機(jī)物有所釋放并且有所降解，主要降解腐殖酸類有機(jī)物。20min之前集中在胞外有機(jī)物的去除，在20~30min時(shí)，約27.5%的胞內(nèi)有機(jī)物釋放到水體中。
　　研究混凝去除含擬柱孢藻配水的最佳條件，并且研究UVA-LED處理擬柱孢藻后對混凝的影響，利用分形維數(shù)進(jìn)行分析，研究絮體變化與擬柱孢藻含量、混凝劑等的關(guān)系，并分析UVA-LED滅活擬柱孢藻的隱患。結(jié)果表明：氯化鐵最佳投加量為60m

6、g/L，最佳pH=3，最佳擬柱孢藻密度為25ml/L（3.35×107個(gè)/L），隨著氯化鐵投加量以及擬柱孢藻濃度的提高，分形維數(shù)顯著提高。分維數(shù)值與混凝濁度去除率有一定正相關(guān)關(guān)系，一般分維數(shù)值越大，濁度去除率越高。UVA-LED滅活藻液不利于后續(xù)混凝工藝，滅活時(shí)間愈長，混凝效果愈差，分形維數(shù)隨效果變差而降低。
　　本文以擬柱孢藻為研究對象，選取對數(shù)期擬柱孢藻進(jìn)行UVA-LED滅活研究，從細(xì)胞形態(tài)、有機(jī)物釋放降解以及對混凝工藝的影響