杀灭和降解水中藻细胞与藻毒素的电磁效应

发布时间：2022-07-29 13:22

　　随着工业点污染源的有效控制,非点源污染对地表水体的影响越来越突出,尤其是非点源污染所挟带的大量含氮磷的污染物,使许多水体面临富营养化的威胁。其中藻类的大量繁殖和由此引起的水华,给地表水水质和生态系统带来许多影响。 传统的水处理工艺主要采用预氧化、絮凝、过滤或气浮来去除藻类,其中藻细胞灭活的方法主要有预氧化和消毒,通常使用氯、臭氧、二氧化氯和UV等方式。但是传统的工艺对藻类的去除存在效果低,不能完全杀灭藻类的问题,而且对藻毒素的去除效果较差。电化学氧化利用“电子”作为氧化剂,在处理难降解有机物和杀菌方面得到了大量的研究,它具有效率高,简单易行,一般不需添加化学试剂等优点,在水处理中具有广泛的应用前景。电子和静电水处理技术作为一种新的物理方法,也是在不需添加任何化学试剂下,利用电磁波进行水处理,达到防垢、防腐和杀菌的目的。目前对于电氧化和磁效应处理藻类及藻毒素的研究甚少,因此,本文对杀灭和降解水中藻细胞和藻毒素的电磁效应进行了较深入研究,主要包括电氧化在藻细胞灭活和藻毒素氧化降解方面的效能和机理,以及脉冲变频电磁场对藻细胞的灭活效能与影响机制,为藻类物质的去除探索新的方法和工艺。 ... 

【文章页数】：99 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
独创性声明
摘要
ABSTRACT
1 引言
2 国内外研究状况
    2.1 非点源污染对地表水环境的影响
        2.1.1 非点源污染的主要成因
        2.1.2 非点源污染对地表水环境的影响
    2.2 藻类污染防治技术研究
        2.2.1 藻类污染对饮用水处理的影响
        2.2.2 除藻技术
            2.2.2.1 预氧化
            2.2.2.2 混凝
            2.2.2.3 过滤
            2.2.2.4 气浮
            2.2.2.5 生物处理
            2.2.2.6 静电和电子处理
    2.3 蓝藻毒素防治技术研究
        2.3.1 蓝藻毒素的结构及毒性机理
        2.3.2 蓝藻毒素的去除方法
            2.3.2.1 混凝-沉淀
            2.3.2.2 活性炭吸附
            2.3.2.3 氯氧化
            2.3.2.4 臭氧氧化
            2.3.2.5 芬顿(Fenton)氧化
            2.3.2.6 光催化氧化
            2.3.2.7 生物法
    2.4 电化学氧化在水处理中的应用
        2.4.1 电化学氧化和解水中有机污物的研究
        2.4.2 电化学氧化在杀菌灭藻方面的研究
    2.5 本文研究的目的和内容
3 电化学氧化杀藻的研究
    3.1 概述
    3.2 实验材料与方法
        3.2.1 藻种的选择与培养
            3.2.1.1 实验藻种的选择
            3.2.1.2 藻的培养
        3.2.2 实验装置
        3.2.3 分析测试方法
            3.2.3.1 藻细胞计数即细胞密度的测定
            3.2.3.2 叶绿素a(Chla)的测定
            3.2.3.3 藻液光密度值(OD)的测定
            3.2.3.4 溶解性有机碳(DOC)的测定
            3.2.3.5 pH值的测定
            3.2.3.6 电导率的测定
            3.2.3.7 UV254和UV387的测定
        3.2.4 实验仪器与试剂
        3.2.5 实验方法
            3.2.5.1 电化学氧化杀藻效能实验
            3.2.5.2 电氧化杀藻影响因素机制实验
            3.2.5.3 电化学氧化处理官厅水样实验
    3.3 电化学氧化杀藻效能研究
        3.3.1 电化学氧化杀藻的效能
            3.3.1.1 细胞密度的变化
            3.3.1.2 藻细胞活性的变化
            3.3.1.3 pH值的变化
            3.3.1.4 电导率的变化
            3.3.1.5 光密度值的变化
            3.3.1.6 DOC的变化
            3.3.1.7 叶绿素a的去除率
            3.3.1.8 藻细胞的电子扫描电镜(SEM)分析
        3.3.2 杀藻影响因素机制分析
            3.3.2.1 细胞密度、叶绿素a与光密度之间的线性关系
            3.3.2.2 藻细胞密度的影响
            3.3.2.3 藻细胞活性的影响
            3.3.2.4 藻细胞种类的影响
            3.3.2.5 电流密度的影响
            3.3.2.6 电极材料的影响
            3.3.2.7 流量的影响
        3.3.3 电化学氧化处理官厅水样
            3.3.3.1 叶绿素a的去除
            3.3.3.2 处理过程DOC的变化
            3.3.3.3 处理过程UV254和UV387的变化
            3.3.3.4 处理过程中pH值的变化
            3.3.3.5 处理过程中电导率的变化
    3.4 实验小结
4 电化学氧化去除藻毒素的研究
    4.1 概述
    4.2 实验材料与方法
        4.2.1 藻毒素的分离提取
            4.2.1.1 藻细胞内毒素的分离提取
            4.2.1.2 藻细胞外毒素的分离提取
            4.2.1.3 藻毒素的SPE富集与分离
        4.2.2 藻毒素的HPLC分析测试方法
        4.2.3 实验仪器与试剂
        4.2.4 实验方法
        4.2.5 实验装置
    4.3 电化学氧化去除藻毒素MC-LR的结果
        4.3.1 电氧化过程中细胞内外藻毒素MC-LR的变化
            4.3.1.1 细胞外藻毒素MC-LR的变化
            4.3.1.2 细胞内藻毒素MC-LR的变化
            4.3.1.3 电氧化过程中藻毒素的去除率
        4.3.2 电氧化处理后藻毒素的释放
        4.3.3 电流密度对藻毒素去除的影响
        4.3.4 细胞密度对藻毒素降解的影响
        4.3.5 电解质类型对藻毒素去除的影响
    4.4 实验小结
5 脉冲变频电磁场杀藻研究
    5.1 概述
    5.2 实验材料与方法
        5.2.1 藻的培养
        5.2.2 实验装置与原理
        5.2.3 分析测试方法
            5.2.3.1 细胞密度的测定
            5.2.3.2 藻液光密度的测定
        5.2.4 实验仪器与试剂
        5.2.5 实验方法
    5.3 脉冲变频电磁场杀藻效能研究
        5.3.1 变频磁场对循环水样的处理效果
            5.3.1.1 对照样品的生长状况
            5.3.1.2 A档磁场对循环水样的处理效果
            5.3.1.3 B档磁场对循环水样的处理效果
            5.3.1.4 C档磁场对循环水样的处理效果
            5.3.1.5 D档磁场对循环水样的处理效果
            5.3.1.6 磁感应强度对循环水样处理的影响
            5.3.1.7 藻细胞的荧光显微分析
        5.3.2 磁场对静置水样的处理效果
    5.4 实验小结
6 结论与建议
    6.1 结论
    6.2 建议
参考文献
作者简介
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[3]农业活动非点源污染与地下水的污染与防治[J]. 唐莲,白丹,蒋任飞,刘振中.  水土保持研究. 2003(04)
[4]水库水中微囊藻毒素的预氧化处理[J]. 贾瑞宝,李冬,王珂,王占生.  中国给水排水. 2003(03)
[5]饮用净水的直流电解消毒应用研究[J]. 梁好,韦朝海,盛选军,谢先春,易路景,梁运莲.  工业水处理. 2002(11)
[6]电化学杀藻水处理实验[J]. 吴星五,唐秀华,朱爱莲,高廷耀.  工业水处理. 2002(08)
[7]北京密云水库流域非点源污染现状研究[J]. 王晓燕,王一峋,蔡新广,许谦,李廷芳.  环境科学与技术. 2002(04)
[8]饮用水预臭氧化技术的进展[J]. 孙昕,张金松.  给水排水. 2002(04)
[9]高锰酸钾预氧化的除藻效果[J]. 李思敏,王龙,李清雪,许吉现,张胜.  中国给水排水. 2002(03)
[10]农业面源污染对水体富营养化的影响及其防治措施[J]. 全为民,严力蛟.  生态学报. 2002(03)



本文编号：3666539