超声波抑制藻类

对于藻类的控制与去除技术归结起来只要有两个方面：一是针对水体的藻类抑制；二是在水厂通过采用一定的净水工艺来提高藻类的去除率，使出水满足饮用水卫生标准。水体抑藻技术包括在集水区内控制N、P的含量或者在藻类大量繁殖前设法控制一定的条件使藻类不能形成优势藻种，从源头上尽量减少富营养化程度或者带来的影响，其他主要方法包括生物控制、换水法、化学法及底泥疏浚等。
  总之，抑藻除藻技术预加有很多年的研究，但是对各个工艺的研究还不够完善，而且由于地域经济条件的限制和水质条件的变化，抑藻除藻技术的大规模应用还存在很多的问题，众多的学者还在这方面进行更深入的探索和研究。随着超声停泊技术以及声化学的不断发展，将超声波用于于除藻抑藻方面日益引起人们的重视，超声抑藻除藻技术以其情节、高效、反应条件温和、速度快等显著特点，在藻类控制领域有着广阔的应用前景。
  
  

目前水厂去除藻类的常用工艺以及措施对比

方  法	原理或工艺	优  点	缺  点
化学试剂法	向水体中投加大量化学试剂，利用化学试剂来杀灭水中的藻类。	——	对藻类以及其他生物发生毒害作用，冰在底泥累积而形成长期污染；底泥疏浚费用极高，清楚的底泥会造成二次污染。
强化混凝沉淀除藻	为提高常规的混凝效果采用一系列的强化措施，包括提高混凝剂用量，改变混凝条件，二次混凝等。	加快藻累的混凝沉淀速率	不能完全去除原水中的藻类
气浮法	采用微气泡黏附于絮藻，实现絮粒的强制性上浮，已达到固液分离而去除藻细胞。	去除低密度藻类，比一般的沉淀方法更有效。	只适合处理含藻、低浊、悬浮颗粒密度较小的原水
直接过滤除藻	调节滤速，以达到去除藻的效果	不用添加任何试剂	不能完全彻底的去除原水中的藻类
生物预处理	在常规净水工艺之前增设生物处理工艺，借助微生物群的新陈代谢活动，对藻类进行初步的去除。	对于特定水源，对藻的出去此熬过随着藻优势种群的不同而变化，对蓝藻的去除率达到90%	对藻类的去除率不高，只能作为一种预处理工艺，生物滤池在高藻期需较频繁的反冲洗。
臭氧—生物活性炭深度处理工艺	利用臭氧的氧化脱色、除臭、助凝等性质，提高藻类以及藻毒数的去除率；活性炭在过滤作用中，颗粒活性碳表面可以在一定的条件下形成生物膜，进一步去除藻类。	对藻毒素的去除率可以达到100%	在做深度处理之前，还需要进行相应的常规处理
膜技术	利用膜对混合物各组分选择透过性能的差异来实现分离	是可以100%除藻	需要较高的投资和运行费用

  超声波抑藻技术
  超声波技术作为一种无力的手段和工具，能够在水中产生一系列接近于极端的条件，如急剧的放电、局部和瞬间的几千度高温、几千个大气压高压等。超声空化中进入空化泡的水蒸气在高温和高压下发生分裂，产生·OH，·OH在已知氧化剂中氧化能力仅次于氟。同时，·OH是一种广谱氧化剂，可以与几乎所有物质发生反应。因此，存在于超声场中的有机物，包括重要的生命大分子如蛋白质与核酸等，可以在空化作用下发生迅速的化学反应，其机理包括热解反应和自由基的氧化反应。通常来说，疏水性、易挥发的有机物可进入空化泡内惊醒类似燃烧化学反应的热解反应；亲水性、难挥发的有机物在空化泡气液界面上或在水溶液中同·OH进行氧化反应。
  超声波作用于和生物体时，会引发一系列生物效应，目前超声应用的研究已经证明了超声波可以激活生物细胞，促进代谢。较低强度的超声波不会破坏细胞的完整结构，却可以增强细胞的代谢活动及增加细胞膜的透性和选择性，同时促进酶的生物催化活性。较高强度的超声波作用则可使酶变性，使细胞内含胶体物受强烈振荡后发生絮凝沉淀、凝胶发生液化或乳化，从而使细菌失去生物活性。此外，超声波空化产生的瞬间高温及温度变化、瞬间高压和压力变化，使液体中某些细菌致死，病毒失活，甚至使体积较小的一些微生物的细胞壁破坏。更高强度的超声波可以破坏细胞壁，从而使细胞内物质释放出来，这些生物效应也同样适用于超声波对藻体的作用。由于藻类细胞结构的特殊性，超声抑藻除藻还有一项特别的机理，就是利用藻细胞内的气囊作为空化泡的空化核，在空化泡破裂时打破气囊而导致藻细胞失支控制浮动的能力。
  对自然水体中藻类进行超声辐照，发现处理前后藻类发生明显变化，结果见下表：
  

自然水样超声处理前后藻类鉴定结果

水样编号	鉴定结果
自然水	1.   外观呈深绿色。   2.   藻种分类：优势种为葡萄藻属（70%），次优种分别为平裂藻属（12%）、微囊藻属（10%）。其他有绿藻门的小球藻、栅藻、盘星藻；硅藻门的直链藻、舟形藻；蓝藻门的蓝纤维藻、黏球藻等
自然水经超声处理	1.   外观呈深绿色。   2.   藻种分类：优势种为葡萄藻属（61%），次优种分别为平裂藻属（17%）、小球藻属（9%）、微囊藻属（7%）。其他有绿藻门的栅藻、盘星藻、硅藻门的直链藻、舟形藻；蓝藻门的蓝纤维藻、黏球藻等。   3.   与未强超声处理的水样相比，小球藻数量比例相对增加；葡萄藻群整体外观挤压变形，群体细胞呈不规则形状

  可以看出，超声作用后对水样中的藻类产生了明显的作用，而且对不同的藻类产生的作用效果不同。超声作用后，优势种葡萄藻属及次优种微囊藻所占比例均有所下降，而且葡萄外观挤压变形，说明超声对其产生了明显的作用；而小球藻等所占比例增加，说明超声对其作用相对较弱。

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