水华的频繁爆发使得各类灭藻工艺成为了研究热点,其中超声除藻被誉为“高效”、“绿色”的除藻工艺,对蓝绿藻和硅藻均有良好的灭活效果。超声除藻在效果,机理方面现已有众多成果,论文在此前提下对有机物释放引起的副作用和安全性进行考虑。论文选择硅藻作为研究对象,针对超声除藻过程中藻细胞的破坏,胞内有机物的释放,有机物性质的改变和对水处理工艺的影响展开了相关研究。论文主要工作包括以下几个方面:1.通过显微镜镜检得出不同形态的硅藻在超声灭活过程中形态和细胞壁的变化,通过流式细胞仪分析得出不同形态硅藻在超声灭活过程中细胞大小的变化及细胞膜的损伤情况,通过丙二醛浓度和超氧化歧化酶活力在处理过程中的变化得出超声对藻细胞破坏的机理。结果表明,超声除藻对硅藻细胞结构形态造成了破坏,从宏观形态上,单细胞硅藻发生胀裂,平均粒径增加,多细胞硅藻发生细胞解体,细胞平均粒径变小。微观上,硅藻细胞壁和细胞膜在处理初期即出现了很大比例的破坏。机理上,超声处理初期对细胞完整性破坏的主导机制为物理剪切作用,中期为化学氧化机制,藻细胞会对超声产生的羟基自由基进行抗氧化响应。2.对不同形态硅藻在超声灭活中引起的水体中有机物含量的变化进行了研究,从有机物量上的变化初步判断了超声灭活硅藻对水体是否造成影响,同时综合对藻类有机物总量的测定得到了胞内有机物随处理时间的释放情况。结果表明,硅藻在超声除藻初期便引起胞内有机物的快速释放,释放速率随处理时间降低,释放程度大,造成水体中有机物增加量足以对后续水处理工艺造成威胁。3.对在超声除藻过程中藻类有机物性质的变化进行了研究,其中选择有机物亲疏水性,荧光性,分子量作为有机物性质的研究对象。得出,超声除藻起初会造成有机物亲水性组分增加,荧光强度增加,大分子有机物增加,当处理时间变长,蛋白质发生变性致使有机物向疏水性转变,色氨酸被降解致使荧光性减弱,大分子有机物被氧化为小分子物质。4.通过超声除藻对混凝和消毒工艺的影响,从后续工艺方面分析了超声除藻的安全性。结果表明,超声除藻不利于硅藻细胞在后续混凝中的去除,有机物的增加会影响混凝去除水中悬浮物的效果。超声除藻产生的有机物在消毒过程中会生成三氯甲烷和卤乙酸。本文以中频超声为研究对象,从有机物角度进行分析,从细胞破坏到胞内有机物释放,再到到藻类有机物性质的改变,最后回归后续处理工艺,预测了超声除藻产生的有机物对水质的不良影响。本文的相关结论对客观理性认识超声除藻有一定的现实意义。