超声改性方法对粘土除藻效率的影响及其机制研究

发布时间：2020-09-07 13:11

　　近年来,有害藻华频繁发生,对近海生态环境、渔业、养殖业和旅游景观均造成严重影响,已成为世界性海洋生态灾害。改性粘土法是有害藻华应急处置的有效手段,本文在他人对改性粘土的研究基础上,采用超声方法处理粘土,用以进一步提高粘土对藻细胞的絮凝效率,减小粘土用量,并探讨超声粘土的除藻机制,为如何进一步提高粘土的去除能力提供参考。主要结果如下:(1)将不同超声处理条件下粘土除藻效率比较分析,发现超声处理可以有效提高粘土的除藻效率,超声处理效果受超声时间与超声功率变化的影响。超声处理后,不同粘土的去除率提升幅度存在差异,以东海原甲藻为实验生物时,膨润土去除率提升最明显,蒙脱土次之,高岭土再次之,PAC-MC和AC-MC提升幅度最低。相比于未改性粘土,改性粘土去除率提升幅度较低,主要是因为改性粘土去除率已达到较高水平。实验设计时间范围内,超声处理时间越长,粘土除藻效率越高,超声处理时间可设为15 min-20 min。超声功率增强,粘土去除率变化程度较小,超声处理功率可设置为360 W。(2)将不同超声处理条件下粘土颗粒性质比较分析,发现超声处理导致粘土颗粒粒径减小,并使粘土颗粒更加均匀,颗粒粒径变化程度受超声时间与超声功率影响。由于不同粘土材质和粒径大小不同,超声处理后不同粘土粒径变化也不同。超声处理对粘土的沉降速率具有显著影响,超声处理后高岭土、PAC-MC和AC-MC沉降速率降低,超声蒙脱土沉降速率先升高后降低,超声膨润土沉降速率显著升高。超声处理可改变粘土Zeta电位,电位变化受到多种因素的影响,如粘土种类、溶液中的离子类别和浓度、粘土是否改性等因素。超声处理对粘土悬浮液的pH存在影响,pH变化同样上述因素的影响。(3)将粘土除藻效率与颗粒性质进行相关分析,发现超声处理后粘土颗粒粒径减小是粘土去除率提高的主要原因,超声处理引起的pH与电位变化对粘土去除率影响较小。超声处理时间越长,改性效果越明显的现象在五种粘土中均有一定程度体现,超声时间与颗粒粒径、沉降速率等颗粒性质指标大都为线性关系。
【学位单位】：中国科学院大学(中国科学院海洋研究所)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X55
【部分图文】：

示意图,超声空化,示意图,负压

第一章绪论即通过超声波对材料作用，主要通过超声空化作用发与液体介质作用发生的一种作用，是超声波作用下液增大、缩小乃至于破裂的一系列动力学过程（Brujan 1.1 所示，超声波对液体存在声压，负压期时，液体并在之后的负压期中增大，增大到一定程度后，气泡一过程极短，介于几纳秒到几毫秒间，因此会产生超效应。

【参考文献】