低頻低功率超聲除藻技術(shù)及其現(xiàn)場應(yīng)用研究.pdf

1、富營養(yǎng)化水體中富含滋養(yǎng)植物生長的無機營養(yǎng)成分，導(dǎo)致水體出現(xiàn)一系列相應(yīng)的變化，使藻類或其它生物迅速繁殖，影響水質(zhì)并擾亂了水體中的生態(tài)平衡，進而影響水質(zhì)的利用價值。水華是水體富營養(yǎng)化的直接后果，破壞了水體正常生態(tài)平衡、釋放藻毒素污染水源，嚴(yán)重危害人類的健康。利用超聲除藻見效迅速、不引起水體二次污染，是一種環(huán)境友好除藻技術(shù)。 本文對自行構(gòu)建的低頻低功率超聲除藻技術(shù)進行了實驗與現(xiàn)場應(yīng)用研究。通過實驗室研究，優(yōu)化了超聲除藻的工藝參數(shù)，檢

2、測了超聲處理前后的水體理化性質(zhì)變化，同時探討了超聲對水生生物亞急性毒性效應(yīng)。水華爆發(fā)期間，在太湖建立了4400余平方米的實驗現(xiàn)場，考察超聲在現(xiàn)場湖庫中清除水華的效果。 一、低頻低功率超聲除藻的實驗研究 以人工培養(yǎng)的銅綠微囊藻為超聲輻照對象，對比超聲作用前后藻溶液中葉綠素、胞外與胞內(nèi)藻毒素LR、COD、TP和TN等含量變化，優(yōu)化超聲除藻技術(shù)參數(shù)；并探討超聲除藻的作用特性。研究結(jié)果表明，低頻低功率超聲除藻裝置的優(yōu)化除藻參

3、數(shù)為頻率20kHz，功率40W，輻射時間15s；在該參數(shù)的超聲作用下，藻細胞受損，浮游能力被破壞，藻細胞整體沉降到水體底部，藻濃度下降約48．8％。在此過程中，水體中葉綠素a含量、COD降低，IP和TN的分布發(fā)生改變。但未觀察到水體中藻毒素濃度和pH、溫度等理化指標(biāo)的改變。由此提示，低頻低功率超聲除藻技術(shù)可能是一項對環(huán)境友好的高效除藻技術(shù)。 二、低頻低功率超聲對水生生物的影響研究 以20尾鯽魚科成年紅色雄性獅子頭金魚

4、為受試對象，采用頻率為20kHz、功率分別為0、40、80W的超聲每天輻照8h，進行連續(xù)30天的亞急性毒性實驗以探討低頻低功率超聲對水生生物的生物安全性。研究結(jié)果表明，低頻低功率超聲對鯽魚科成年紅色雄性獅子頭金魚的生長、行為、形態(tài)、組織病理等指標(biāo)均無異常影響。低頻低功率超聲除藻技術(shù)對水生生物可能是安全的。 三、低頻低功率超聲除藻裝置的太湖現(xiàn)場應(yīng)用研究 為考察低頻低功率超聲除藻裝置對自然湖泊水華的實際處理效果，在太湖設(shè)

5、立約400平方米的水域以移動超聲處理1小時、連續(xù)對比觀察14天的方式觀察低頻低功率超聲除藻裝置對水華的現(xiàn)場處理能力。實驗結(jié)果表明：在超聲處理結(jié)束1h后，水體表層藻密度由×107個/ml降至×105個/ml，透明度由0cm上升至35cm，葉綠素a降至初始濃度的3．3％，水體的藻毒素LR含量未見升高、TN和TP出現(xiàn)大幅度下降。超聲處理結(jié)束14d后，水體的藻密度為κ104個/mL，透明度為133cm，葉綠素a含量下降了93．3％。由此表明，低

6、頻低功率超聲對藻類有明顯的清除作用，能造成藻細胞受損，浮游能力被破壞而整體向水體底部沉降。不會造成水體二次污染。該技術(shù)安全可靠，處理效率高，尤其適于在水華發(fā)生期間的應(yīng)急處理。 四、超聲-電混凝復(fù)合除藻技術(shù)的初步研究 自行構(gòu)建了電混凝裝置和超聲-電混凝復(fù)合裝置并初步評價了其除藻作用的效果。實驗結(jié)果表明，電混凝裝置對微囊藻具有明顯的凝聚沉降作用，其最佳除藻參數(shù)為電流強度1．2A，處理時間120s。但超聲與電混凝處理工藝初