低强度超声波辐射活性污泥的生物效应及其应用试验研究
发布时间：2021-04-07 04:46
近年来,低强度超声波辐射提高生物细胞或酶活性的作用效应被大量研究所证实,从而开辟了超声波应用的新领域。将低强度超声波的生物效应运用于强化废水生物处理过程,目前国内外才开始进行探索,相关研究还不深入。论文对频率21kHz40kHz低强度超声波辐射提高污泥生物活性的影响参数和作用机制进行了试验研究;考察了低强度超声波预处理活性污泥对废水有机污染物生物降解过程的作用效应;借助分子生物学研究手段,揭示了低强度超声波辐射对污泥微生物群落结构的影响;研究了低强度超声波辐射强化污泥好氧消化工艺,并推导出超声波输入能量与消化反应速率关系的经验式。主要研究成果如下:①采用频率21kHz40kHz超声波对活性污泥进行辐射,在一定的功率和辐射时间范围内,可有效提高污泥的生物活性。当采用功率40W（功率密度0.05W/mL）、频率28kHz超声波辐射污泥10min后,污泥OUR较辐射前提高129%,蛋白水解酶活力提高23.7%,污泥脱氢酶活性提高24.6%,且强化效应具有时间上的持续性。试验结果表明,超声功率、频率、辐射时间以及污泥的浓度和性质等都对超声波提高污泥活...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：158 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
超声波频率范围及各频段主要作用
超声信号调节细胞功能是将其细胞力学效应转化成细胞的分子和生化效应而起作用。Yang 等[63]发现，超声诱发了钾离子出入鼠胸腺细胞速率变化，增加培养状态下软骨和骨细胞分化过程中钙的摄入量，以及增加细胞内第二信使的活性。Harrison 研究发现，低强度超声不能致肿瘤细胞死亡，但与抗肿瘤药物联合应用，抑瘤效果较单用细胞毒性药物明显增强，并推测原因是超声与细胞膜相互作用，使细胞毒性药物在肿瘤细胞内聚集增加[64]。田三德等[65]研究发现，超声波在特定条件下对酵母作用后，引起酵母对糖类及碳源利用特性方面变化，揭示了超声波的诱变效应，但其突变率低于常规诱变剂。而高强度超声波具有破坏细胞结构，加速细胞溶解的作用，利用该特性可提高细胞合成中间产物或终产物的回收率[66]。2.2.3 超声生物反应器超声波反应器是将超声波引入并在其作用下进行各种反应的容器或系统，其核心是超声波发生器。根据声波产生和引入方式，目前声化学反应器主要有四种：超声清洗槽式反应器、变辐杆浸入式反应器、平行板近场声波处理器和正交反应器。超声生物反应器一般是在现有生物反应器的基础进行改造，以引入超声波，Yusuf Chisti 给出的几种超声生物反应器如图 2.2[25]。超超声声波波探探头头超声波水浴探头
图 3.1 超声波处理装置示意图Fig.3.1 Sketch map of the sonication treatment equipment① 变辐杆式超声波换能器 ② CY-5D 超声波发生器 ③ 固定夹④ 铁架台 ⑤ 磁力搅拌子⑥ 电磁搅拌器 ⑦ 反应瓶⑧ 烧杯(2L)
【参考文献】：
期刊论文
[1]硫酸-苯酚定糖法的改进与初步应用[J]. 徐光域,颜军,郭晓强,刘嵬,李晓光,苟小军. 食品科学. 2005(08)
[2]低强度超声波改善污泥活性[J]. 刘红,闫怡新,王文燕,于勇勇. 环境科学. 2005(04)
[3]污泥吸附性能的研究[J]. 韦林,刘绍根,倪丙杰,洪天求. 工业用水与废水. 2005(01)
[4]超声波—好氧生物接触法处理制药废水[J]. 肖广全,陈玉成,杨志敏,黄毅,刘文艳. 给水排水. 2005(01)
[5]污泥好氧消化影响因素分析[J]. 丁文川,龙腾锐,许龙. 给水排水. 2004(07)
[6]微污染水源水处理中超声波强化生物降解有机污染物研究[J]. 刘红,何韵华,张山立,欧阳威. 环境科学. 2004(03)
[7]城市污水处理厂的规模与效率研究[J]. 褚俊英,陈吉宁,邹骥,王灿. 中国给水排水. 2004(05)
[8]超声波对酿酒酵母诱变作用的初探[J]. 田三德,孙鹏,任红涛. 北京工商大学学报(自然科学版). 2004(01)
[9]超声波对菠萝果蛋白酶活性和光谱的影响[J]. 朱国辉,黄卓烈,徐凤彩,詹福建,巫光宏,丘泰球. 应用声学. 2003(06)
[10]我国城市污水处理厂运行状况及加强监管对策[J]. 孙振世,陆芳. 中国环境管理. 2003(05)
硕士论文
[1]低强度超声波对啤酒酵母生物效应的实验研究[D]. 时兰春.重庆大学 2002
本文编号：3122828
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：158 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
超声波频率范围及各频段主要作用
超声信号调节细胞功能是将其细胞力学效应转化成细胞的分子和生化效应而起作用。Yang 等[63]发现，超声诱发了钾离子出入鼠胸腺细胞速率变化，增加培养状态下软骨和骨细胞分化过程中钙的摄入量，以及增加细胞内第二信使的活性。Harrison 研究发现，低强度超声不能致肿瘤细胞死亡，但与抗肿瘤药物联合应用，抑瘤效果较单用细胞毒性药物明显增强，并推测原因是超声与细胞膜相互作用，使细胞毒性药物在肿瘤细胞内聚集增加[64]。田三德等[65]研究发现，超声波在特定条件下对酵母作用后，引起酵母对糖类及碳源利用特性方面变化，揭示了超声波的诱变效应，但其突变率低于常规诱变剂。而高强度超声波具有破坏细胞结构，加速细胞溶解的作用，利用该特性可提高细胞合成中间产物或终产物的回收率[66]。2.2.3 超声生物反应器超声波反应器是将超声波引入并在其作用下进行各种反应的容器或系统，其核心是超声波发生器。根据声波产生和引入方式，目前声化学反应器主要有四种：超声清洗槽式反应器、变辐杆浸入式反应器、平行板近场声波处理器和正交反应器。超声生物反应器一般是在现有生物反应器的基础进行改造，以引入超声波，Yusuf Chisti 给出的几种超声生物反应器如图 2.2[25]。超超声声波波探探头头超声波水浴探头
图 3.1 超声波处理装置示意图Fig.3.1 Sketch map of the sonication treatment equipment① 变辐杆式超声波换能器 ② CY-5D 超声波发生器 ③ 固定夹④ 铁架台 ⑤ 磁力搅拌子⑥ 电磁搅拌器 ⑦ 反应瓶⑧ 烧杯(2L)
【参考文献】：
期刊论文
[1]硫酸-苯酚定糖法的改进与初步应用[J]. 徐光域,颜军,郭晓强,刘嵬,李晓光,苟小军. 食品科学. 2005(08)
[2]低强度超声波改善污泥活性[J]. 刘红,闫怡新,王文燕,于勇勇. 环境科学. 2005(04)
[3]污泥吸附性能的研究[J]. 韦林,刘绍根,倪丙杰,洪天求. 工业用水与废水. 2005(01)
[4]超声波—好氧生物接触法处理制药废水[J]. 肖广全,陈玉成,杨志敏,黄毅,刘文艳. 给水排水. 2005(01)
[5]污泥好氧消化影响因素分析[J]. 丁文川,龙腾锐,许龙. 给水排水. 2004(07)
[6]微污染水源水处理中超声波强化生物降解有机污染物研究[J]. 刘红,何韵华,张山立,欧阳威. 环境科学. 2004(03)
[7]城市污水处理厂的规模与效率研究[J]. 褚俊英,陈吉宁,邹骥,王灿. 中国给水排水. 2004(05)
[8]超声波对酿酒酵母诱变作用的初探[J]. 田三德,孙鹏,任红涛. 北京工商大学学报(自然科学版). 2004(01)
[9]超声波对菠萝果蛋白酶活性和光谱的影响[J]. 朱国辉,黄卓烈,徐凤彩,詹福建,巫光宏,丘泰球. 应用声学. 2003(06)
[10]我国城市污水处理厂运行状况及加强监管对策[J]. 孙振世,陆芳. 中国环境管理. 2003(05)
硕士论文
[1]低强度超声波对啤酒酵母生物效应的实验研究[D]. 时兰春.重庆大学 2002
本文编号：3122828
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/3122828.html
