超聲波除藻技術(shù)
20世紀(jì)90年代日本開(kāi)始進(jìn)行超聲波抑藻殺藻技術(shù)的研究，目前在千葉湖進(jìn)行較大規(guī)模的試驗(yàn)。我國(guó)清華大學(xué)等單位也進(jìn)行了一定研究。初步結(jié)果表明，適當(dāng)頻率和強(qiáng)度的超聲波處理5min就可以嚴(yán)重抑制藻類生長(zhǎng)(減少50%)。高效、迅速、簡(jiǎn)單、無(wú)二次污染等顯著優(yōu)點(diǎn)使得超聲波抑藻殺藻具有很大的吸引力。
超聲波是指振動(dòng)頻率大于20KHz以上的（還有一種說(shuō)法是振動(dòng)頻率大于16KHz以上），其每秒的振動(dòng)次數(shù)（頻率）甚高，超出了人耳聽(tīng)覺(jué)的上限（20000Hz），人們將這種聽(tīng)不見(jiàn)的聲波叫做超聲波。超聲波是物理介質(zhì)中的一種彈性機(jī)械波，和電、磁、光等同樣是一種物理能量形式，超聲和可聞聲本質(zhì)上是一致的，它們的共同點(diǎn)都是一種機(jī)械振動(dòng)，通常以縱波的方式在彈性介質(zhì)內(nèi)會(huì)傳播，是一種能量的傳播形式，其不同點(diǎn)是超聲頻率高，波長(zhǎng)短，在一定距離內(nèi)沿直線傳播具有良好的束射性和方向性。超聲波能在水中產(chǎn)生一系列接近于極端的條件,如超過(guò)重力加速度幾萬(wàn)倍的質(zhì)點(diǎn)加速度，空化泡破裂產(chǎn)生的瞬間高溫和高壓(4000K,500大氣壓)、急劇的放電,以及強(qiáng)烈的沖擊波和射流等。由此衍生的二次波、輻射壓、聲捕捉、自由基、氧化劑等也可能較大程度地改變介質(zhì)性質(zhì)。
超聲波在傳播時(shí)，方向性強(qiáng)，能量易于集中； 能在各種不同媒質(zhì)中傳播，且可傳播足夠遠(yuǎn)的距離；超聲波是一種波動(dòng)形式，它可以作為探測(cè)與負(fù)載信息的載體或媒介（如B超等用作診斷）；超聲波同時(shí)又是一種能量形式，當(dāng)其強(qiáng)度超過(guò)一定值時(shí)，它就可以通過(guò)與傳播超聲波的媒質(zhì)的相互作用，去影響，改變以致破壞后者的狀態(tài)，性質(zhì)及結(jié)構(gòu)（用作治療）？稍跉怏w、液體、固體、固熔體等介質(zhì)中有效傳播；超聲波會(huì)產(chǎn)生反射、干涉、疊加和共振現(xiàn)象。 超聲波在液體介質(zhì)中傳播時(shí)，可在界面上產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊和空化現(xiàn)象。
根據(jù)超聲波這種特點(diǎn)，比利時(shí)科學(xué)家Hilaire Thomas先生于1999年發(fā)明了第一臺(tái)超聲波除藻設(shè)備，其主要目的是解決開(kāi)放性水域中的水藻問(wèn)題。超聲波可能的抑藻殺藻機(jī)理有：破壞細(xì)胞壁、破壞氣胞、破壞活性酶。高強(qiáng)度的超聲波能破壞生物細(xì)胞壁，使細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)流出，這一點(diǎn)已在工業(yè)上運(yùn)用。藻類細(xì)胞的特殊構(gòu)造是一個(gè)占細(xì)胞體積50%的氣胞，氣胞控制藻類細(xì)胞的升降運(yùn)動(dòng)。超聲波引起的沖擊波、射流、輻射壓等可能破壞氣胞。在適當(dāng)?shù)念l率下，氣胞甚至能成為空化泡而破裂。同時(shí)，空化產(chǎn)生的高溫高壓和大量自由基，可以破壞藻細(xì)胞內(nèi)活性酶和活性物質(zhì)，從而影響細(xì)胞的生理生化活性。此外，超聲波引發(fā)的化學(xué)效應(yīng)也能分解藻毒素等藻細(xì)胞分泌物和代謝產(chǎn)物。超聲波作用受多種因素影響，其中最重要的是頻率和強(qiáng)度，對(duì)工藝條件的優(yōu)化是下一步研究的重點(diǎn)。
超聲波有以下技術(shù)特點(diǎn)：⑴、高科技超聲波滅藻殺菌，防止水藻再生。⑵、對(duì)水中生物無(wú)害，維持水域的生態(tài)平衡，無(wú)二次污染。⑶、獨(dú)家專利，已在歐美各國(guó)廣泛使用，能耗低，效果顯著。⑷、使用范圍廣泛，不同系列產(chǎn)品可適應(yīng)不同的需求。⑸、能耗低
超聲波除藻的原理：發(fā)明人Hilaire Thomas通過(guò)對(duì)超聲波的多年研究。掌握了運(yùn)用特殊頻率的超聲波所產(chǎn)生的震蕩波，作用于水藻外壁并使之破裂、死亡，以達(dá)到消滅水藻平衡水環(huán)境生態(tài)的目的。超聲波抑藻殺藻機(jī)理是：破壞細(xì)胞壁、破壞氣胞、破壞活性酶。藻類細(xì)胞的特殊構(gòu)造是一個(gè)占細(xì)胞體積50% 的氣胞，氣胞控制藻類細(xì)胞的升降運(yùn)動(dòng)。超聲波引起的沖擊波、射流、輻射壓等可以破壞氣胞。在適當(dāng)?shù)念l率下，氣胞成為空化泡而破裂；同時(shí)，空化產(chǎn)生的高溫高壓和大量自由基，可破壞藻細(xì)胞內(nèi)活性酶和活性物質(zhì)，從而影響細(xì)胞的生理生化活性。此外，超聲波引發(fā)的化學(xué)效應(yīng)也能分解藻毒素等藻細(xì)胞分泌物和代謝產(chǎn)物。
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