近年來,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)化廢水生物處理過程,目前國內(nèi)外才開始進(jìn)行探索,相關(guān)研究還不深入。論文對頻率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)處理活性污泥對廢水有機(jī)污染物生物降解過程的作用效應(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超聲波對活性污泥進(jìn)行輻射,在一定的功率和輻射時間范圍內(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)具有時間上的持續(xù)性。試驗(yàn)結(jié)果表明,超聲功率、頻率、輻射時間以及污泥的濃度和性質(zhì)等都對超聲波提高污泥活... 

【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

超聲波頻率范圍及各頻段主要作用

超聲信號調(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酵母作用后，引起酵母對糖類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 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
[1]硫酸-苯酚定糖法的改進(jìn)與初步應(yīng)用[J]. 徐光域,顏軍,郭曉強(qiáng),劉嵬,李曉光,茍小軍.  食品科學(xué). 2005(08)
[2]低強(qiáng)度超聲波改善污泥活性[J]. 劉紅,閆怡新,王文燕,于勇勇.  環(huán)境科學(xué). 2005(04)
[3]污泥吸附性能的研究[J]. 韋林,劉紹根,倪丙杰,洪天求.  工業(yè)用水與廢水. 2005(01)
[4]超聲波—好氧生物接觸法處理制藥廢水[J]. 肖廣全,陳玉成,楊志敏,黃毅,劉文艷.  給水排水. 2005(01)
[5]污泥好氧消化影響因素分析[J]. 丁文川,龍騰銳,許龍.  給水排水. 2004(07)
[6]微污染水源水處理中超聲波強(qiáng)化生物降解有機(jī)污染物研究[J]. 劉紅,何韻華,張山立,歐陽威.  環(huán)境科學(xué). 2004(03)
[7]城市污水處理廠的規(guī)模與效率研究[J]. 褚俊英,陳吉寧,鄒驥,王燦.  中國給水排水. 2004(05)
[8]超聲波對釀酒酵母誘變作用的初探[J]. 田三德,孫鵬,任紅濤.  北京工商大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2004(01)
[9]超聲波對菠蘿果蛋白酶活性和光譜的影響[J]. 朱國輝,黃卓烈,徐鳳彩,詹福建,巫光宏,丘泰球.  應(yīng)用聲學(xué). 2003(06)
[10]我國城市污水處理廠運(yùn)行狀況及加強(qiáng)監(jiān)管對策[J]. 孫振世,陸芳.  中國環(huán)境管理. 2003(05)

碩士論文
[1]低強(qiáng)度超聲波對啤酒酵母生物效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 時蘭春.重慶大學(xué) 2002



本文編號：3122828