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《中南大学》 2012年
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超声组合技术处理铜绿微囊藻的实验研究

周欢年  
【摘要】:近年来,我国水体富营养化现象日趋严重,由此引发的蓝藻水华现象也越来越频繁,严重的污染了环境,并且给人们的生产生活带来了极大的危害。铜绿微囊藻是蓝藻水华中最具代表性的优势藻种,是水华现象的主要污染物质。超声技术是近年来兴起的一种新型的环境友好技术,超声在水中传播时会在空化泡中产生高温、高压等极端环境,可以降解和破坏水质中的污染物质。本文以超声为主要手段,联合芬顿以及化学混凝技术,研究铜绿微囊藻的去除工艺,为超声应用于实际的工程应用提供技术支持。 首先,本文研究了超声对铜绿微囊藻的直接去除和抑制生长的作用:研究表明200KHz的超声辐照对铜绿微囊藻具有最好的抑藻效果。功率为70W时,对藻液超声辐照4mmin后继续培养,2-3天以后,超声组分的生物量只有对照组的50%左右。超声直接除藻时,在一定的时间内,超声除藻符合一级动力学反应。使用低频超声时,频率为20KHz除藻的效果最好,功率为150W时,10mmin以后藻液的生物量降低了50.2%;利用高频超声时,800KHz效果最佳,功率为50W时,超声辐照60min以后铜绿微囊藻的生物量降低33.3%。 其次,复频和多频超声除藻效果要优于单频超声除藻效果,说明多频超声对于铜绿微囊藻的去除具有协同作用。超声联合芬顿技术除藻的效果要优于单独得使用超声或者芬顿技术,在H202的浓度为0.2mmol/L,Fe2+/H202的比例为1:4时,超声除藻效果最好,超声60min后,OD680由0.239降低到0.140。pH=8.9,温度为35℃时,除藻效果较好。自由基清除剂和曝气等均对超声除藻具有重要影响。 最后,混凝实验研究发现PAC、FeCl3、PFS对铜绿微囊藻的混凝效果不同,在投加量相同情况下,PFS的浊度去除率最高,当PFS的投加量为10mg/L时,浊度去除率达到90%以上。且超声对混凝具有强化作用,在投加量相同的情况下,超声辐照以后藻液浊度的去除率可以提高15%左右。超声强化混凝的最佳功率为40W、超声时间为15s-20s,频率对混凝效果影响不明显。最利用图像法对三种混凝剂产生的絮体进行分形维数的计算,在投加量都为10mg/L时得到三种混凝剂的分形维数分别为1.44、1.74、1.78,PFS混凝后产生的絮体大,均匀,且易于沉降。设计正交实验研究三种因素对絮体形态的影响,结果表明混凝剂的投加量对絮体形态的影响最大,极差达到0.37,而超声频率和功率对絮体形态的影响都较小,极差仅仅分别为0.07和0.03。综合成本等因素,得出最佳工艺条件是在频率为800KHz,功率60W,PFS投加量为10mg/L时,产生的絮体最大,并且易于沉降。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:X173

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【参考文献】
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