基于超聲原理的除藻抑藻技術(shù)研究
發(fā)布時間:2022-11-04 20:51
緩流水體的富營養(yǎng)化導(dǎo)致的水華頻發(fā)現(xiàn)象是當(dāng)前重要的環(huán)境問題之一,水華的爆發(fā)不僅破壞生態(tài)平衡,而且嚴重影響居民的飲用水安全,水華的去除技術(shù)即除藻抑藻技術(shù)有重要的研究意義和社會價值;谀壳皣鴥(nèi)超聲除藻抑藻技術(shù)在應(yīng)用方面存在的作用范圍小,除藻裝置使用不便等問題,本文通過COMSOLMultipHysics對超聲場進行了數(shù)值仿真,分析了超聲頻率、加載電壓等因素對聲場的聲壓分布、有效作用距離的影響,并設(shè)計實驗進行驗證;以銅綠微囊藻為實驗對象,通過超聲除藻抑藻單因素實驗研究超聲頻率、功率密度、作用時間、作用模式以及pH值五個參數(shù)對于超聲除藻抑藻效果的影響并對超聲參數(shù)的優(yōu)化進行分析;在此基礎(chǔ)上設(shè)計了可用于大面積水域持續(xù)作業(yè)的超聲波除藻抑藻裝置。研究表明超聲場中聲壓隨著距離的增加快速下降,超聲產(chǎn)生的聲壓與加載電壓呈線性關(guān)系,加載電壓越高,產(chǎn)生的聲壓越大。超聲頻率越高,能量越容易被水體吸收,在水中衰減越快,傳播距離也越小,主聲束越窄,近場和遠場的分界線越大,指向性越好。超聲頻率較低時,作用區(qū)域較大,適用于大面積水域的除藻抑藻作業(yè)。對超聲除藻抑藻單因素實驗結(jié)果表明,超聲的頻率越高,除藻抑藻效果越好,超聲作...
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
Abstract
1. 緒論
1.1 研究背景
1.1.1 水體富營養(yǎng)化
1.1.2 水華的產(chǎn)生及危害
1.1.3 常用的除藻方法
1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究進展
1.2.1 聲場參數(shù)的影響
1.2.2 超聲波聲場的研究
1.2.3 超聲除藻設(shè)備
1.3 研究內(nèi)容
2. 超聲除藻抑藻機理的研究
2.1 超聲場的基本理論
2.2 超聲場的物理性質(zhì)
2.2.1 超聲波的衰減和吸收
2.2.2 超聲在水中產(chǎn)生的作用
2.3 超聲空化作用對藍藻的影響
2.4 本章小結(jié)
3. 超聲聲場的仿真與實驗研究
3.1 數(shù)值模擬方法
3.2 確定邊界條件
3.3 模擬對象、參數(shù)和工況
3.4 模擬結(jié)果、分析
3.5 超聲聲場的實驗驗證
3.6 超聲有效作用距離
3.7 本章小結(jié)
4. 超聲除藻抑藻實驗的材料和方法
4.1 藻種及培養(yǎng)
4.2 分析測定方法
4.2.1 葉綠素a濃度的測量
4.2.2 藻密度的測定
4.2.3 pH的測定
4.2.4 超聲輻射功率密度的測定
4.2.5 除藻抑藻效果的評價方法
4.3 超聲除藻抑藻實驗裝置
4.4 本章小結(jié)
5. 超聲除藻抑藻單因素實驗及除藻抑藻儀的設(shè)計
5.1 超聲除藻抑藻單因素實驗
5.1.1 超聲頻率的影響
5.1.2 超聲功率密度的影響
5.1.3 超聲作用時間的影響
5.1.4 pH的影響
5.1.5 超聲作用模式的影響
5.2 超聲除藻抑藻參數(shù)選擇
5.3 超聲除藻抑藻儀的總體設(shè)計
5.3.1 裝置總體設(shè)計
5.3.2 設(shè)計計算
5.4 本章小結(jié)
6. 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻
作者簡歷
【參考文獻】:
期刊論文
[1]2014中國環(huán)境狀況公報發(fā)布[J]. 本刊編輯部. 中國能源. 2015(08)
[2]幾種除藻劑對銅綠微囊藻生長的毒性效應(yīng)[J]. 李今,華江環(huán). 沈陽師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2011(03)
[3]超聲空化效應(yīng)及其應(yīng)用[J]. 張嬋,鄭爽英. 水資源與水工程學(xué)報. 2009(01)
[4]超聲波熱效應(yīng)的應(yīng)用研究[J]. 盧行芳. 浙江工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報. 2008(04)
[5]超聲效應(yīng)及其在機械領(lǐng)域中的應(yīng)用[J]. 彭麗英. 中國農(nóng)機化. 2008(04)
[6]荷花和睡蓮種植水對銅綠微囊藻生長的抑制作用研究[J]. 李磊,侯文華. 環(huán)境科學(xué). 2007(10)
[7]我國湖泊藍藻水華的廣泛性及其危害[J]. 吳應(yīng)根. 中學(xué)生物學(xué). 2007(09)
[8]藥劑抑制銅綠微囊藻生長的試驗研究[J]. 周律,邢麗貞,段艷萍. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2007(05)
[9]淺談富營養(yǎng)化水體藻毒素產(chǎn)生、檢測及去除[J]. 姜煒. 有色冶金設(shè)計與研究. 2003(01)
[10]水體富營養(yǎng)化的形成及影響[J]. 李穎. 內(nèi)蒙古石油化工. 2002(04)
博士論文
[1]水體中微囊藻的超聲控制技術(shù)研究[D]. 范功端.重慶大學(xué) 2012
碩士論文
[1]環(huán)形陣列超聲檢測仿真技術(shù)研究[D]. 韓鵬.中北大學(xué) 2010
[2]滇池水質(zhì)時空分布模擬及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評價[D]. 呂磊.云南財經(jīng)大學(xué) 2010
[3]流速對水體富營養(yǎng)化的影響研究[D]. 蔣文清.重慶交通大學(xué) 2009
[4]基于MATLAB的超聲波聲場模擬及可視化研究[D]. 蒙海英.大連理工大學(xué) 2008
本文編號:3701314
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
Abstract
1. 緒論
1.1 研究背景
1.1.1 水體富營養(yǎng)化
1.1.2 水華的產(chǎn)生及危害
1.1.3 常用的除藻方法
1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究進展
1.2.1 聲場參數(shù)的影響
1.2.2 超聲波聲場的研究
1.2.3 超聲除藻設(shè)備
1.3 研究內(nèi)容
2. 超聲除藻抑藻機理的研究
2.1 超聲場的基本理論
2.2 超聲場的物理性質(zhì)
2.2.1 超聲波的衰減和吸收
2.2.2 超聲在水中產(chǎn)生的作用
2.3 超聲空化作用對藍藻的影響
2.4 本章小結(jié)
3. 超聲聲場的仿真與實驗研究
3.1 數(shù)值模擬方法
3.2 確定邊界條件
3.3 模擬對象、參數(shù)和工況
3.4 模擬結(jié)果、分析
3.5 超聲聲場的實驗驗證
3.6 超聲有效作用距離
3.7 本章小結(jié)
4. 超聲除藻抑藻實驗的材料和方法
4.1 藻種及培養(yǎng)
4.2 分析測定方法
4.2.1 葉綠素a濃度的測量
4.2.2 藻密度的測定
4.2.3 pH的測定
4.2.4 超聲輻射功率密度的測定
4.2.5 除藻抑藻效果的評價方法
4.3 超聲除藻抑藻實驗裝置
4.4 本章小結(jié)
5. 超聲除藻抑藻單因素實驗及除藻抑藻儀的設(shè)計
5.1 超聲除藻抑藻單因素實驗
5.1.1 超聲頻率的影響
5.1.2 超聲功率密度的影響
5.1.3 超聲作用時間的影響
5.1.4 pH的影響
5.1.5 超聲作用模式的影響
5.2 超聲除藻抑藻參數(shù)選擇
5.3 超聲除藻抑藻儀的總體設(shè)計
5.3.1 裝置總體設(shè)計
5.3.2 設(shè)計計算
5.4 本章小結(jié)
6. 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻
作者簡歷
【參考文獻】:
期刊論文
[1]2014中國環(huán)境狀況公報發(fā)布[J]. 本刊編輯部. 中國能源. 2015(08)
[2]幾種除藻劑對銅綠微囊藻生長的毒性效應(yīng)[J]. 李今,華江環(huán). 沈陽師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2011(03)
[3]超聲空化效應(yīng)及其應(yīng)用[J]. 張嬋,鄭爽英. 水資源與水工程學(xué)報. 2009(01)
[4]超聲波熱效應(yīng)的應(yīng)用研究[J]. 盧行芳. 浙江工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報. 2008(04)
[5]超聲效應(yīng)及其在機械領(lǐng)域中的應(yīng)用[J]. 彭麗英. 中國農(nóng)機化. 2008(04)
[6]荷花和睡蓮種植水對銅綠微囊藻生長的抑制作用研究[J]. 李磊,侯文華. 環(huán)境科學(xué). 2007(10)
[7]我國湖泊藍藻水華的廣泛性及其危害[J]. 吳應(yīng)根. 中學(xué)生物學(xué). 2007(09)
[8]藥劑抑制銅綠微囊藻生長的試驗研究[J]. 周律,邢麗貞,段艷萍. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2007(05)
[9]淺談富營養(yǎng)化水體藻毒素產(chǎn)生、檢測及去除[J]. 姜煒. 有色冶金設(shè)計與研究. 2003(01)
[10]水體富營養(yǎng)化的形成及影響[J]. 李穎. 內(nèi)蒙古石油化工. 2002(04)
博士論文
[1]水體中微囊藻的超聲控制技術(shù)研究[D]. 范功端.重慶大學(xué) 2012
碩士論文
[1]環(huán)形陣列超聲檢測仿真技術(shù)研究[D]. 韓鵬.中北大學(xué) 2010
[2]滇池水質(zhì)時空分布模擬及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評價[D]. 呂磊.云南財經(jīng)大學(xué) 2010
[3]流速對水體富營養(yǎng)化的影響研究[D]. 蔣文清.重慶交通大學(xué) 2009
[4]基于MATLAB的超聲波聲場模擬及可視化研究[D]. 蒙海英.大連理工大學(xué) 2008
本文編號:3701314
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