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强电场电离放电制取羟基自由基处理铜绿微囊藻的试验研究

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目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 课题背景及意义

1.1.1 课题背景

1.1.2 意义

1.2 富营养化水体中藻类污染及其控制

1.2.1 富营养化的概念

1.2.2 我国湖泊富营养化现状

1.2.3 湖泊富营养化的危害

1.2.4 传统的富营养化水中藻类的去除方法

1.3 采用先进氧化技术除藻

1.3.1 绿色化学

1.3.2 先进氧化方法

1.4 强电离放电产生羟基的先进氧化技术

1.4.1 强电离放电产生羟基的等离子体化学反应过程

1.4.2 采用强电离放电产生羟基除藻的优点

1.5 本课题的研究内容及技术路线

1.5.1 研究内容

1.5.2 技术路线

第二章 铜绿微囊藻的培养

2.1 藻类的基本特征

2.2 蓝藻

2.3 铜绿微囊藻生长曲线的绘制

2.3.1 铜绿微囊藻

2.3.2 实验材料

2.3.3 藻液紫外吸收光谱

2.3.4 铜绿微囊藻生长曲线的绘制

2.3.5 铜绿微囊藻抗氧化性分析

2.4本章小结

第三章 臭氧气体杀灭铜绿微囊藻的试验研究

3.1 臭氧气体杀灭铜绿微囊藻的静态试验研究

3.1.1 试验装置与方法

3.1.2 试验结果与讨论

3.2 臭氧气体杀灭铜绿微囊藻动态试验研究

3.2.1 试验装置与方法

3.2.2 结果与讨论

3.3本章小结

第四章 羟基自由基溶液杀灭铜绿微囊藻试验研究

4.1 试验材料与分析方法

4.1.1 试验装置

4.1.2 试验材料

4.1.3 羟基自由基浓度的确定

4.2 静态试验研究

4.2.1 试验过程

4.2.2 结果与讨论

4.3 小结

第五章 1.5T/H高藻饮用水羟基自由基应急处理试验

5.1 强电离放电制取羟基处理1.5T/H饮用水试验

5.1.1 试验装置

5.1.2 试验条件与检测方法

5.2 羟基自由基杀灭微囊藻的机理探讨

5.2.1 羟基对蛋白质的影响

5.2.2 羟基对核酸的影响

5.2.3 羟基对葡萄糖的影响

5.2.4 脂质过氧化

5.2.5 羟基对脱镁叶绿素的影响

5.2.6 细胞色素脱色

5.3本章小结

第六章 结论和展望

6.1 结论

6.2 创新点

6.3 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文

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摘要

随着人类活动对水域生态系统的影响日益加剧,富营养化已成为全球性的重大水环境问题。目前常用的除藻方法主要有化学药剂法、气浮法、直接过滤法和生物处理法等,但是其安全性、经济性和除藻效率等方面并不能满足水处理的要求。因此,开发和研究安全、高效的除藻方法不仅具有重要的科学和实际意义,而且也是目前水体急需解决的重大环境问题之一。
   本文在采用大气压强电场电离放电产生高浓度羟基溶液的技术进行杀藻研究,探讨羟基浓度、初始含藻量、处理时间、pH值和温度对藻液灭杀效果的影响,进行了相关的单因素和正交实验,研究了羟基自由基杀灭铜绿微囊藻的剂.效关系,并对机理进行了初步的探讨,为该方法的工业化应用提供依据。试验结果表明:
   (1)通过进行臭氧气体杀灭铜绿微囊藻的静态试验,结果表明,当处理水量为400ml,臭氧气体浓度为4 mg/L,pH为7.1,水样水温296K,初始含藻量为9×106个/ml,处理时间为10min时,铜绿微囊藻杀灭率约为82.3%
   (2)采用强电场电离技术制取羟基的实验装置,在较佳的实验室条件下,处理水量200ml,羟基比值浓度为2.618 mg/L,初始含藻量为9×106个/ml,pH值为7.3,水温297K,处理时间为10min时,铜绿微囊藻的杀灭率接近100%。
   (3)通过正交试验得出试验的最优水平组合,强电场电离放电产生羟基自由基杀灭铜绿微囊藻的最优工艺条件为羟基比值浓度2.618 mg/L、初始藻浓度9×106个/ml、水温297K、处理时间15min。通过极差分析,判断出各因素对试验指标影响的主次顺序,其中反应时间对铜绿微囊藻的杀灭率的影响最大,其次是羟基比值浓度和初始藻浓度,水温对铜绿微囊藻的杀灭率的影响最小。
   (4)在前期的试验研究基础上,设计了1.5t/h处理含藻饮用水的试验,确定羟基制取设备完全满足治理含藻饮用水的需要。试验结果表明,在羟基比值浓度为2.068 mg/L时,处理15min后,铜绿微囊藻的杀灭率可达100%。
   (5)羟基自由基主要通过影响蛋白质合成,破坏DNA分子结构,影响膜的通透性,以及细胞色素脱色等方面杀死铜绿微囊藻。
   本文的综合结论是:大气压强电场电离放电产生高浓度羟基溶液的技术对藻类的污染可以起到很好的控制作用,可以有效的杀灭饮用水中的藻细胞。该工艺具有广泛的工业应用前景。

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