近年來(lái),低強(qiáng)度超聲波輻射提高生物細(xì)胞或酶活性的作用效應(yīng)被大量研究所證實(shí),從而開(kāi)辟了超聲波應(yīng)用的新領(lǐng)域。將低強(qiáng)度超聲波的生物效應(yīng)運(yùn)用于強(qiáng)化廢水生物處理過(guò)程,目前國(guó)內(nèi)外才開(kāi)始進(jìn)行探索,相關(guān)研究還不深入。論文對(duì)頻率21kHz⁴0kHz低強(qiáng)度超聲波輻射提高污泥生物活性的影響參數(shù)和作用機(jī)制進(jìn)行了試驗(yàn)研究;考察了低強(qiáng)度超聲波預(yù)處理活性污泥對(duì)廢水有機(jī)污染物生物降解過(guò)程的作用效應(yīng);借助分子生物學(xué)研究手段,揭示了低強(qiáng)度超聲波輻射對(duì)污泥微生物群落結(jié)構(gòu)的影響;研究了低強(qiáng)度超聲波輻射強(qiáng)化污泥好氧消化工藝,并推導(dǎo)出超聲波輸入能量與消化反應(yīng)速率關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)式。主要研究成果如下:①采用頻率21kHz⁴0kHz超聲波對(duì)活性污泥進(jìn)行輻射,在一定的功率和輻射時(shí)間范圍內(nèi),可有效提高污泥的生物活性。當(dāng)采用功率40W（功率密度0.05W/mL）、頻率28kHz超聲波輻射污泥10min后,污泥OUR較輻射前提高129%,蛋白水解酶活力提高23.7%,污泥脫氫酶活性提高24.6%,且強(qiáng)化效應(yīng)具有時(shí)間上的持續(xù)性。試驗(yàn)結(jié)果表明,超聲功率、頻率、輻射時(shí)間以及污泥的濃度和性質(zhì)等都對(duì)超聲波提高污泥活... 

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【部分圖文】：

超聲波頻率范圍及各頻段主要作用

超聲信號(hào)調(diào)節(jié)細(xì)胞功能是將其細(xì)胞力學(xué)效應(yīng)轉(zhuǎn)化成細(xì)胞的分子和生化效應(yīng)而起作用。Yang 等[63]發(fā)現(xiàn)，超聲誘發(fā)了鉀離子出入鼠胸腺細(xì)胞速率變化，增加培養(yǎng)狀態(tài)下軟骨和骨細(xì)胞分化過(guò)程中鈣的攝入量，以及增加細(xì)胞內(nèi)第二信使的活性。Harrison 研究發(fā)現(xiàn)，低強(qiáng)度超聲不能致腫瘤細(xì)胞死亡，但與抗腫瘤藥物聯(lián)合應(yīng)用，抑瘤效果較單用細(xì)胞毒性藥物明顯增強(qiáng)，并推測(cè)原因是超聲與細(xì)胞膜相互作用，使細(xì)胞毒性藥物在腫瘤細(xì)胞內(nèi)聚集增加[64]。田三德等[65]研究發(fā)現(xiàn)，超聲波在特定條件下對(duì)酵母作用后，引起酵母對(duì)糖類(lèi)及碳源利用特性方面變化，揭示了超聲波的誘變效應(yīng)，但其突變率低于常規(guī)誘變劑。而高強(qiáng)度超聲波具有破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，加速細(xì)胞溶解的作用，利用該特性可提高細(xì)胞合成中間產(chǎn)物或終產(chǎn)物的回收率[66]。2.2.3 超聲生物反應(yīng)器超聲波反應(yīng)器是將超聲波引入并在其作用下進(jìn)行各種反應(yīng)的容器或系統(tǒng)，其核心是超聲波發(fā)生器。根據(jù)聲波產(chǎn)生和引入方式，目前聲化學(xué)反應(yīng)器主要有四種：超聲清洗槽式反應(yīng)器、變輻桿浸入式反應(yīng)器、平行板近場(chǎng)聲波處理器和正交反應(yīng)器。超聲生物反應(yīng)器一般是在現(xiàn)有生物反應(yīng)器的基礎(chǔ)進(jìn)行改造，以引入超聲波，Yusuf Chisti 給出的幾種超聲生物反應(yīng)器如圖 2.2[25]。超超聲聲波波探探頭頭超聲波水浴探頭

圖 3.1 超聲波處理裝置示意圖Fig.3.1 Sketch map of the sonication treatment equipment① 變輻桿式超聲波換能器 ② CY-5D 超聲波發(fā)生器 ③ 固定夾④ 鐵架臺(tái) ⑤ 磁力攪拌子⑥ 電磁攪拌器 ⑦ 反應(yīng)瓶⑧ 燒杯(2L)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]低強(qiáng)度超聲波對(duì)啤酒酵母生物效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 時(shí)蘭春.重慶大學(xué) 2002



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