多頻次低頻率低強度超聲波除（控）藻技術.pdf

《多頻次低頻率低強度超聲波除（控）藻技術.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、High&NewTechnology多頻次低頻率低強度超聲波除(控)藻技術劉軻翟(中國船舶重工集團公司第七一五研究所，浙江杭州310023l【摘要】隨著社會經(jīng)濟發(fā)展和工業(yè)化進程的加快，生態(tài)環(huán)境R為氣泡半徑；q為粘滯系數(shù)；o為表面張力；P為介質(zhì)密度；也受到了嚴重的破壞。其中，水體富營養(yǎng)化的加劇，導致了河流、PO為環(huán)境壓力?？梢怨浪愠?，水常見的微囊藻、魚腥藻的最佳抑制湖泊、水庫中藻類水華頻發(fā)，既影響美觀，也破壞了水生生物多樣工況在20—80kHz問。性，且威脅著人類飲用水的安全。相比于傳統(tǒng)的除藻技術，多頻次3．2超聲波的聲強度(功率)也是超聲波除藻的重要因素低頻低強度超聲波除藻技術以其高效、

2、節(jié)能、速度快及環(huán)境友好性聲強，一般用W／cm2表示。在15kHz時，產(chǎn)生空化氣泡所需的聲等優(yōu)點，受到了越來越多的關注。本文論述了超聲波除藻技術的基強為0．16—2．6W／cm，而500kHz時，產(chǎn)生空化氣泡所需的聲強為本原理，影響除藻效果的各種因素及低頻(60kHzg~下)低強度(50W100—400W／cⅢ2。理論上，同一頻率下聲功率的增加能使空化作用更以下)超聲波實際應用情況。加劇烈，除藻效果也更好。但在實際應用過程中，藻類細胞對聲波【關鍵詞】超聲波除(控)藻技術；低頻率；低強度；多頻次具有一定的飽和效應。同時，過高的聲強度不但會對水生生物產(chǎn)生一定的影響，而且所產(chǎn)生的大量空化氣泡也會

3、阻礙聲波在水體中的1應用背景傳播，影響除藻范圍：而且，過于強烈的空化作用會將藻類細胞直隨著經(jīng)濟的發(fā)展和工業(yè)化進程的加快，人類在生產(chǎn)和生活中所接打碎，使細胞中的藻毒素釋放到水中，反而影響水質(zhì)。排放的氮、磷污染物超出了環(huán)境的承載力，導致了水體富營養(yǎng)化程有研究表明，低強度的超聲輻射并不會對水生動植物產(chǎn)生影響，度的加劇。海洋、湖泊、河流、水庫等每年都有藻類水華現(xiàn)象發(fā)生。也是除藻效果和除藻范圍較為理想的結合。因此，實際應用時，多根據(jù)2014年中國環(huán)境狀況公報，26個國控重點湖泊(水庫)中，大部選擇低強度的超聲輻射。分都在富營養(yǎng)化狀態(tài)。而其中發(fā)生的藻類水華，以藍藻門的微囊藻3．3超聲波輻射時間(頻次

4、)也會影響超聲除藻的性能和魚腥藻最為常見。隨著超聲輻射時間的增加，超聲除藻的效果也會增強，達到一大面積的藻類水華暴發(fā)，不僅會嚴重影響水生生態(tài)系統(tǒng)的平衡，定劑量后，藻類的去除率變化不大。這是由于固定超聲設備在一定而且也對人類以及陸地動物的身體健康構成威脅，影響人們生活和的功率和頻率輻射下，它所產(chǎn)生的空化強度是一定的，延長超聲處77665544生產(chǎn)。理時間不能改變超聲空化強度，所以在超聲處理時間方面應合理控∞O∞O∞O∞O鼬0∞0∞O∞0超聲波除藻技術被普遍認為是一種相對安全的除藻技術。近年制。來，國內(nèi)外學者對各種模式的超聲波除藻技術進行了大量的研究，另外，不同的處理模式對藻類的抑制效果不同

5、。對藻類進行多利用超聲波進行除藻、控藻己成為當前除藻技術的研究熱點之一。頻次超聲輻射，可以增強對藻類的抑制效果。處理頻次越高，對藻2超聲波除藻技術基本原理類的即時去除越有利，多次作用比單次作用的即時去除效果可以提超聲波對藻類的作用機理與其在水中產(chǎn)生的空化效應和機械效高59．09％。所以在實際處理時，多頻次間歇性超聲處理將是控藻和應有關。抑制藻類生長的一個有效的方法2．1空化作用原理4多頻次低頻率低強度超聲實際處理效果及結論超聲波在水體中的傳播過程存在一個正負壓強的交變周期。在同暨南大學水生生物研究所、廣東省水庫藍藻防治中心合作，正壓相位時其對水分子擠壓使水的密度增大，負壓相位時又使水分在

6、廣州市從化流溪湖水庫中建立小型重富營養(yǎng)化藻類培養(yǎng)圍格，進子稀疏離散，水的密度減小。當振幅足夠大時，負壓相位下水分子行超聲波抑藻實驗。間的平均距離會超過水的臨界分子距離，使水體的連續(xù)性遭到破壞，4．1不同頻率段的處理效果并形成空化核。空化核迅速膨脹形成空化泡，在隨后的正壓相位時利用頻率帶寬為2O一50kHz，60—100kHz，100—150kHz的三這些空化泡又被迅速壓縮甚至崩潰，這就是超聲空化效應。種寬頻帶超聲換能器，搭配智能超聲電源，對富含魚腥藻的水體進藻細胞內(nèi)部的偽空泡在超聲波作用下發(fā)生空化，形成空化泡，行處理，每天3O分鐘，共6天。隨后空化泡發(fā)生崩潰。崩潰產(chǎn)生的沖擊波和高溫高壓能

7、夠破壞藻細胞內(nèi)部的活性物質(zhì)，也能破壞細胞內(nèi)的結構，干擾葉綠素的合成；同時產(chǎn)生的自由基也可將細胞破裂所釋放出來的藻毒素氧化。2．2機械作用原理：在適當頻率下，超聲波引起的沖擊波、射流和輻射壓能使藻類七細胞發(fā)生彈性振動，當達到一定聲強時，藻類細胞的機械振動超過一其彈性極限，造成細胞壁和偽空泡破裂，使藻類細胞喪失部分活性黼和生存能力。這就是超聲波機械效應的作用。3影響超聲波除藻效果的因素在超聲波除藻過程中，超聲波的頻率、聲強度和輻射時間(