交变电磁场应用于藻类去除的实验研究

发布时间：2020-07-10 03:04

【摘要】：随着人类经济的发展,环境和人类的关系日益严峻。由于工业用水的大量排放,导致了水体的富营养化。其中最常见的结果就是导致水体中的藻类大量繁殖,这些藻类有的产生异味,有的产生毒素,给人类和自然界带来巨大的损失和灾害。所以,必须对此产生重视,并设计出相应的产品以抑制藻类的生长。因此,本文在对目前通用的除藻技术进行综合分析后,提出了一种新的除藻技术。首先,本文根据目前国内外对于除藻的研究情况进行分析对比,得出各种方法的局限性。其次,研究了磁场对于细胞的影响,提出了一种利用交变的三角波通过电感产生交变磁场来进行除藻的理论,并对于磁场状态和电流形态进行了一系列的基于MAXWELL和MATLAB的仿真及分析。然后,设计了一套能够产生稳定的高频三角波的发生装置,其采用工频市电经过全桥逆变后馈入RL负载产生三角波,控制芯片采用MC9S12XS128单片机,经测试,各个频率下波形状态良好。为了证明整个除藻系统的去除效果,本文根据理论分析搭建了实验平台。通过对各个频率下的藻体去除效果进行对比实验和微观探究,并和正常生长状态下的藻类进行比较,验证了理论的正确性和系统的可行性。这说明本文所设计的除藻装置,对于藻类去除的研究有着一定的积极作用,可以为今后相关的研究提供一些参考。最后,对未来的藻类去除装置进行了展望,并对本文的重要内容进行总结。
【学位授予单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X52
【图文】：

水华,现象

究背景和意义物又被称为原植体植物，是一种具有叶绿素、能进行光合作用活的叶状体植物。藻类植物具有及其广泛的分布范围，对环境应性很强，即使是处于非常严苛的环境下和极其恶劣的气候下环境变为富营养化时，藻类就会在此大量繁殖，并在水面形成称为“水华”。此时，由于藻体数量巨大而且作为单细胞生物以活体藻类会快速消耗溶解在水中的二氧化碳，而死亡的藻类的大量氧气，综合起来，藻体的大量繁殖和代谢会破坏水质的坏整个水质环境，影响水生生物的成长，甚至会耗尽水中氧气。更为严重的是，藻类的次生代谢产物为肝毒素和神经毒素，一系列净化过滤形成为饮用水之后，如果在其中，有部分的藻代谢产物，那它们将会通过食物链影响人类的健康，其代谢的且具有促癌效应。而通常为了提高饮用水的安全性又会采用各会对人体产生额外的损害[2]。因此，消除和控制藻类植物势在

示意图,受电,细胞,示意图

第一章绪论发生，氧气分子将相互连接重新组合形成臭氧，而臭氧本身就具有极强的抑制和杀灭能力，比氯离子快 600-3000 倍，能迅速杀灭微生物。而且，在电子场的作用下，水中被激励的电子易被 O2吸收生成 O2-、H2O2等物质，它们能对细胞膜细胞壁中的各种酶类产生破坏作用，导致菌藻死亡[9]。藻类细胞在电场影响下的示意图如图 1.2 所示。

示意图,空化效应

图 1.2 细胞受电场影响示意图压静电除藻法的作用效果和所处理水的水质硬度、流设备在不同的环境中的作用效果可能会有较大差别。想，需要较高的电压，同时也对配套的安全设施提出了压静电进行藻类灭除，仍然有其限制。声波除藻法波，即是指频率在 16kHz~10MHz 的声波，其作用机有关。超声波的整个传播过程中都伴随着一个周期性在正半周时，其挤压水分子，此时水的密度增大；负此时水的密度减小，这就是空化效应。当超声波具有足液体中的小汽泡发生振动，并随着能量的累积不断生在负半周下，水体的连续性会直接被破坏，而形成空发展、涨大，形成空化泡，在随后的正半周时，这些图 1.3 中表示了空化效应的作用过程。

【参考文献】