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超声波除藻
2006年5月16日 10:40   作者:施 阳  

    20世纪90年代日本开始进行超声波抑藻杀藻技术的研究,目前在千叶湖进行较大规模的试验。我国清华大学等单位也进行了一定研究。初步结果表明,适当频率和强度的超声波处理5min就可以严重抑制藻类生长(减少50%)。高效、迅速、简单、无二次污染等显著优点使得超声波抑藻杀藻具有很大的吸引力。

    超声波泛指频率在16kHz以上的声波,是物质介质中的一种弹性机械波,能在水中产生一系列接近于极端的条件,如超过重力加速度几万倍的质点加速度,空化泡破裂产生的瞬间高温和高压(4000K,500大气压)、急剧的放电,以及强烈的冲击波和射流等。由此衍生的二次波、辐射压、声捕捉、自由基、氧化剂等也可能较大程度地改变介质性质[26,27]。

    超声波可能的抑藻杀藻机理有:破坏细胞壁、破坏气胞、破坏活性酶。高强度的超声波能破坏生物细胞壁,使细胞内物质流出,这一点已在工业上运用。藻类细胞的特殊构造是一个占细胞体积50%的气胞,气胞控制藻类细胞的升降运动。超声波引起的冲击波、射流、辐射压等可能破坏气胞。在适当的频率下,气胞甚至能成为空化泡而破裂。同时,空化产生的高温高压和大量自由基,可以破坏藻细胞内活性酶和活性物质,从而影响细胞的生理生化活性。此外,超声波引发的化学效应也能分解藻毒素等藻细胞分泌物和代谢产物。超声波作用受多种因素影响,其中最重要的是频率和强度,对工艺条件的优化是下一步研究的重点。

    比利时科学家托马斯于1999年发明了超声波除藻设备——克藻星。

    这一大小和大可乐瓶差不多的超声波发射器在水中对蓝藻的杀灭威力,给人感觉就像一颗水雷那样有破坏力。它那特殊频率的振荡波,可使方圆100米范围内的蓝藻细胞受到强烈的冲击,细胞向内破裂,蓝藻也随之死亡,水体的能见度也因此有了一个明显的提高。

    为控制蓝藻生长,北京陶然亭大湖17公顷水面,将被14台克藻星所发出的超声波覆盖。这14台设备的功率总共只有750W,运行管理成本很低。

    北京的试验证明,克藻星有明显抑制、阻碍产生水华的作用。但这个设备只是起到“后杀死”的作用,不能从根本上解决湖泊富营养化的问题。

    据悉,克藻星将由浙江温州久耐紧固件公司实现中国制造,克藻星的价格瓶颈将被突破。

 
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