一种超声辐射铜绿微囊藻细胞失活的方法与流程

本发明涉及水体处理技术领域，具体为一种超声辐射铜绿微囊藻细胞失活的方法。

背景技术：

随着水体富营养化问题越来越严重，有害藻类水华现象时有发生，对生态系统产生严重的负面影响，甚至威胁饮用水源。目前，藻类去除的主要技术有微滤，气浮，紫外辐射，化学预氧化，电化学，超声辐射等。其中，一种有效处理藻细胞的方法是超声辐射，也被称作“环境友好型”技术。

现有研究超声除藻主要采用超声的激烈的模式，使藻细胞灭活、裂解或破碎，造成胞内物或藻毒素的溢出。但研究也发现蓝藻毒素在细胞内产生，活的蓝藻向细胞外分泌毒素的量很少，只有当蓝藻死后才将毒素释放出来。因此，如何控制超声辐射条件，使藻群失活(即在适宜的培养条件下，之前被破坏的气囊，叶绿素可以再生，藻群可能恢复活性)，但细胞壁、细胞膜完整，可控制营养物质及藻毒素的释放量，减少滤池的堵塞以及消毒副产物的生成。

因此需要对现有超声除藻进行探索改进，使超声除藻改变藻群形态、藻群的理化特性和生物活性，提高对藻群的去除效能，控制藻毒素释放水平，以达到安全性除藻的目的。

技术实现要素：

针对现有超声除藻技术中存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是：针对现有超声辐射去除铜绿微囊藻的技术中胞内有机物(iom)释放量大、藻毒素(mcs)释放量大的问题，而提供一种藻细胞胞内物(iom)释放少，藻毒素(mcs)释放少的超声辐射除藻方法，用于强化给水处理工艺中铜绿微囊藻细胞去除应急处理方法。

为解决以上现有问题，本发明提供一种超声辐射铜绿微囊藻细胞失活的方法。本发明通过以下技术方案实现。

一种超声辐射铜绿微囊藻细胞失活的方法，包括以下步骤：

s1.采用700～800khz平面型超声换能器，在均匀声场下，超声辐射处理藻细胞，使藻细胞处于失活状态；

s2.超声辐射的参数为：

频率：700～800khz；功率密度：0.08w/ml～0.095w/ml；辐射时间为：5min～10min；

s3.通过步骤s1和步骤s2的超声辐射，藻细胞处于失活状态；

s4.通过上述超声参数的试验，藻密度在10³～10⁷个/ml的藻细胞达到失活效果。

优选的，所述步骤s2超声频率采用740khz。

更优选的，所述步骤s2超声辐射功率密度采用0.09w/ml；辐射时间为8min。

本发明的有益效果：

本发明一种超声辐射铜绿微囊藻细胞失活的方法通过采用特定超声频率、功率密度以及辐射时间能降低藻细胞胞内物(iom)和藻毒素(mcs)的释放量，用于强化给水处理工艺中铜绿微囊藻细胞去除应急处理方法；本方法对藻细胞气囊破碎，提升了藻细胞的沉降性能；可以破坏藻细胞光合系统，抑制了叶绿素对二氧化碳的吸收与氧气的生成，提升藻细胞的沉降性能。

本发明能够使铜绿微囊藻细胞失活，改变藻群形态、藻群的理化特性和生物活性，降低胞内有机物的释放，在藻细胞失活的状态下通过混凝沉淀去除，提升给水工艺除藻效能，达到保证安全性除藻的目的。

附图说明

图1为本发明一种超声辐射铜绿微囊藻细胞失活的方法装置结构示意图。

其中：1.超声换能器；2.水听器；3.藻溶液；4.冷凝装置；5.示波器；6.超声发生器；7.功率放大器

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案作更为详细、完整的说明。

一种超声辐射铜绿微囊藻细胞失活的方法，包括以下步骤：

s1.采用700～800khz平面型超声换能器，在均匀声场下，超声辐射处理藻细胞，使藻细胞处于失活状态；

s2.超声辐射的参数为：

频率：700～800khz；功率密度：0.08w/ml～0.095w/ml；辐射时间为：5min～10min；

s3.通过步骤s1和步骤s2的超声辐射，藻细胞处于失活状态；

s4.通过上述超声参数的试验，藻密度在10³～10⁷个/ml的藻细胞达到失活效果，藻类水华爆发的藻密度也在此范围之内。

优选的，所述步骤s2超声频率采用740khz。

更优选的，所述步骤s2超声辐射功率密度采用0.09w/ml；辐射时间为8min。

图1为本发明一种超声辐射铜绿微囊藻细胞失活的方法装置结构示意图。如图所示，超声发生器6产生超声波，经功率放大器7放大后由超声换能器1自下而上对藻溶液3进行超声辐射；水听器2采集藻溶液3内的超声辐射的相关数据并在示波器5处显示；冷凝装置4控制藻溶液3的温度。

具体实施例1

一种超声辐射铜绿微囊藻细胞失活的方法，包括以下步骤：

s1.采用740khz平面型超声换能器，在均匀声场下，超声辐射处理藻细胞，使藻细胞处于失活状态；

s2.超声辐射的参数为：

频率：740khz；功率密度：0.09w/ml；辐射时间为：8min；

s3.通过步骤s1和步骤s2的超声辐射，藻细胞处于失活状态；

s4.通过上述超声参数的试验，藻密度在10³～10⁷个/ml的藻细胞达到失活效果，藻类水华爆发的藻密度也在此范围之内。

具体实施例2

一种超声辐射铜绿微囊藻细胞失活的方法，包括以下步骤：

s1.采用700khz平面型超声换能器，在均匀声场下，超声辐射处理藻细胞，使藻细胞处于失活状态；

s2.超声辐射的参数为：

频率：700khz；功率密度：0.08w/ml；辐射时间为：5min；

s3.通过步骤s1和步骤s2的超声辐射，藻细胞处于失活状态；

s4.通过上述超声参数的试验，藻密度在10³～10⁷个/ml的藻细胞达到失活效果，藻类水华爆发的藻密度也在此范围之内。

具体实施例3

一种超声辐射铜绿微囊藻细胞失活的方法，包括以下步骤：

s1.采用800khz平面型超声换能器，在均匀声场下，超声辐射处理藻细胞，使藻细胞处于失活状态；

s2.超声辐射的参数为：

频率：800khz；功率密度：0.095w/ml；辐射时间为：10min；

s3.通过步骤s1和步骤s2的超声辐射，藻细胞处于失活状态；

s4.通过上述超声参数的试验，藻密度在10³～10⁷个/ml的藻细胞达到失活效果，藻类水华爆发的藻密度也在此范围之内。

除藻效果测试

以铜绿微囊藻研究对象，用具体实施例1～3的超声辐射条件分别处理三种不同浓度的藻细胞密度水体：藻细胞密度1.5±0.5×10³、1.5±0.5×10⁵、1.5±0.5×10⁷cell/ml，检测处理后的藻类细胞失活率，统计结果如下表。

由上表可以看出，本实施例1～3都能达到很好的藻细胞失活效果，其中实施例3的超声波处理效果最好，但是较实施例1增加不明显且能耗增加，以实施例1为最优具体实施例。

显然，所描述的实施例仅是本发明的个别实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施，都属于本发明的保护范围。