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随着经济社会的发展,我国的水环境问题日益突出,其中水体富营养化等水环境问题已经成为一个全球性的环境问题。由水体富营养化引起的水华现象也愈发严重,给人们工作生活造成了极大的不便,同时也制约了经济社会的进一步发展。目前,治理藻类水华的方法大致可分为物理、化学和生物方法,但这些方法普遍存在着见效慢和二次污染问题。而超声波技术作为一种新兴的环保型除藻技术,其见效快,无污染及可控性好等特点引起了人们极大的关注。本文旨在通过研究不同因素对超声除藻效果的影响,为超声波技术在水华处理中的进一步应用提供理论和技术支持。本文首先研究了低功率超声对藻类的抑制效果,然后从超声因素对藻类的生长影响出发,研究了超声功率、超声频率及超声辐照时间对藻类生长的抑制和即时去除效果。研究表明,超声频率600kHz时,低功率超声即对藻类有较好的处理效果。当频率及辐照时间一定时,作用效果随功率增大而增大,但逐渐趋于饱和,本文采用40W即能达到经济性和除藻效果兼顾。辐照时间和功率一定时,超声频率600kHz,处理效果较好。频率和功率一定时,辐照5min能达到满意效果。采用600kHz、40W超声辐照铜绿微囊藻液5min,即时除藻率可达26%以上,培养5d后控藻率可达93.56%。其次,环境因素及藻类自身的因素对除藻效果的影响研究表明:①光照强度对超声除藻作用有影响,超声处理藻类效果会随着光照强度的增加呈现先增加后下降的趋势,即具有最佳光照强度,当光照强度超过这个值时,处理效果反而变差。②温度越高,对藻液处理效果越好。超声波处理铜绿微囊藻效果随着温度增加呈现上升趋势。③超声除藻效果受到pH值影响,在一定范围内pH值越高,处理效果越好。④超声处理时曝气对处理效果的影响规律性不明显,但总体而言,微量曝气有利于超声除藻。⑤藻类自身的形态和结构对超声除藻效果影响较大。相比较而言,长条形状的藻类比球状藻更容易受到超声影响,有伪空泡的藻类比无伪空泡的藻类更容易受到超声抑制。⑥超声对延滞期的藻类的抑制作用强于对数期和稳定期,对光反应时期的藻液的处理效果高于黑暗时期。⑦超声对微囊藻的处理效果随初始浓度增高而降低,因此在浓度较低时进行处理可以取得较好的效果。⑧同等超声条件下,处理的藻液越多,处理效果越差。最后,对超声除藻机理的探讨表明,超声辐照会对藻细胞结构产生影响,对铜绿微囊藻、斜生栅藻和针杆藻的作用效果也有所不同。这表明超声对不同形态和结构的藻类会产生不同的影响。此外,超声作用还会抑制细胞生长,降低藻细胞生长速率,同时超声作用会对藻细胞光合作用产生影响,会损伤叶绿素a和藻胆蛋白,抑制其合成。而且,超声辐照会损伤细胞伪空泡,增加其沉降性。对自然水体中藻类的超声处理研究可知,超声处理过后澎溪河渠马渡口断面藻类月均去除率达到59.08%,可见超声除藻工艺对水体中藻类的去除有较好效果。