UVA-LED灭活对数期拟柱孢藻的效能及对混凝工艺的影响分析

发布时间：2017-11-12 09:16

  本文关键词：UVA-LED灭活对数期拟柱孢藻的效能及对混凝工艺的影响分析

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【摘要】：随着国内工业化进程的推进以及环境污染的加剧,加上环境污染源的复杂不可控性,导致国内湖泊蓝藻水华频发。拟柱孢藻适应性强,并且分泌成为新兴优势藻种,而国内对于拟柱孢藻去除与灭活的研究较少。由于拟柱孢藻对数期时藻毒素90%位于胞内,因此选择对数期拟柱孢藻作为研究对象。UV-LED相比于传统汞灯具有单色光、超长寿命、能耗低、安全、设备小型化等特点,成为水处理工艺杀菌消毒的新兴手段。首先确定实验室条件下拟柱孢藻生长曲线,后采用UVA-LED作为藻灭活装置,并对UVA-LED灭活拟柱孢藻过程中藻细胞的破坏、胞内有机物的降解释放以及藻对混凝的影响展开相关研究。研究藻液起始密度、光照强度因素对于拟柱孢藻生长曲线的影响。结果表明藻液起始密度影响藻群落生长,浓度越高,达到稳定期时间越快,顺序依次为:藻液:培养基=1:11:21:5;拟柱孢藻可以适应高的光照强度,在3500lx(58.3~70μmol/(m2·s))下生长速率最快,大于2500lx(41.7~50μmol/(m2·s))与1500lx(25~30μmol/(m2·s))。研究光能密度、温度、藻细胞起始浓度对于UVA-LED灭活拟柱孢藻的影响。拟柱孢藻能够承受一定的光能密度,659.145mw/cm2光能密度下处理20min以后变化才较为明显,光能密度与灭活反应速率之间存在正相关关系,随着光能密度的增大,反应速率逐渐增强;温度对于UV-LED处理拟柱孢藻灭活有影响,25℃下效果最优,反应速率高于20℃与15℃;藻细胞起始浓度越低灭活效果越好,在拟柱孢藻细胞浓度在7×107个/L的情况下,灭活效率可以达到90%以上。并在显微镜下对比观察经过UVA-LED灭活过的拟柱孢藻的形态变化。灭活30min可以对拟柱孢藻产生影响,拟柱孢藻在细胞壁内陷处或环节连接处产生断裂,此时胞内有机物没有完全释放到水体中。研究UVA-LED灭活拟柱孢藻过程中,有机物降解释放情况,采用TOC以及荧光光谱扫描进行分析。结果表明:UVA照射前10min以内,胞外有机物及总有机物变化不大,20min以后,有机物有所释放并且有所降解,主要降解腐殖酸类有机物。20min之前集中在胞外有机物的去除,在20~30min时,约27.5%的胞内有机物释放到水体中。研究混凝去除含拟柱孢藻配水的最佳条件,并且研究UVA-LED处理拟柱孢藻后对混凝的影响,利用分形维数进行分析,研究絮体变化与拟柱孢藻含量、混凝剂等的关系,并分析UVA-LED灭活拟柱孢藻的隐患。结果表明:氯化铁最佳投加量为60mg/L,最佳pH=3,最佳拟柱孢藻密度为25ml/L(3.35×107个/L),随着氯化铁投加量以及拟柱孢藻浓度的提高,分形维数显著提高。分维数值与混凝浊度去除率有一定正相关关系,一般分维数值越大,浊度去除率越高。UVA-LED灭活藻液不利于后续混凝工艺,灭活时间愈长,混凝效果愈差,分形维数随效果变差而降低。本文以拟柱孢藻为研究对象,选取对数期拟柱孢藻进行UVA-LED灭活研究,从细胞形态、有机物释放降解以及对混凝工艺的影响进行研究分析,为UVA-LED的现实应用提供理论指导。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU991.2

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1 范培震;UVA-LED灭活对数期拟柱孢藻的效能及对混凝工艺的影响分析[D];重庆大学;2016年

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本文编号：1175271