一种利用高压脉冲电场处理微藻破壁的方法及其在污水处理中的应用.pdf

本发明公开了一种利用高压脉冲电场处理微藻破壁的方法，将含有微藻的水体在高压脉冲电场处理室中进行高压脉冲电场处理，所述高压脉冲处理参数为：脉冲幅度为0-15KV，脉冲频率为100～1500Hz，脉冲宽度为0～10us，高压脉冲电场两极板之间的距离为0.5-3cm。本发明还公开了上述方法在污水处理中的应用。本发明利用高压脉冲电场处理微藻，产生破壁效果，致使微藻灭活，本发明还为饮用水、地表水等水处理中微藻灭活提供新的方法。

权利要求书
1.  一种利用高压脉冲电场处理微藻破壁的方法，其特征在于：将含有微藻的水体在高压脉冲电场处理室中进行高压脉冲电场处理，所述高压脉冲处理参数为：脉冲幅度为0-15KV，脉冲频率为100～1500Hz，脉冲宽度为0～10us，高压脉冲电场两极板之间的距离为0.5-3cm。

2.  如权利要求1所述利用高压脉冲电场处理微藻破壁的方法，其特征在于：所述高压脉冲处理参数为：脉冲幅度为7～15KV，脉冲频率为800～1500Hz，脉冲宽度为4～10us，处理时间为30-90min。

3.  如权利要求1所述利用高压脉冲电场处理微藻破壁的方法，其特征在于：所述水体中的微藻为小球藻。

4.  如权利要求1所述的利用高压脉冲电场处理微藻破壁的方法在污水处理中的应用。

5.  如权利要求4所述的应用，其特征在于包括如下步骤：
（1）调节预处理污染水体中的微藻浓度；
（2）调节水体的pH值和初始温度；
（3）开启高压脉冲电场处理室外围冷水循环装置；
（4）将水体在高压脉冲电场处理室中进行高压脉冲电场处理。

6.  如权利要求5所述的应用，其特征在于：所述步骤（1）中通过稀释或离心浓缩方法，将预处理污染水体中微藻密度调整到10~104ind/ml。

7.  如权利要求5所述的应用，其特征在于：所述步骤（2）中利用HCl或NaOH溶液，调节水体pH值为6.5~7.5；后放置在15~25℃恒温培养箱内1h。

8.  如权利要求5所述的应用，其特征在于：所述步骤（3）中所述冷水循环装置中，循环冷水温度为4~10℃，水循环速度为0.2~1.0m/s。

说明书一种利用高压脉冲电场处理微藻破壁的方法及其在污水处理中的应用
技术领域
本发明涉及微藻灭活处理技术领域，具体涉及一种利用高压脉冲电场处理微藻破壁的方法及其在污水处理中的应用。
背景技术
随着我国工业化的发展，人民的生活水平逐渐升高，然而随之而来的环境水体污染却愈来愈严重，“水健康”的问题愈加引起人们的重视。被誉为“我国水生理科学的拓荒者”的著名水营养学家李复兴曾经说过：人们总是在一些特定时间里才会注意到日常生活中应该密切关注的问题，中国目前的情况是水盲多于文盲，很多人不知道自己该喝什么水，什么样的水算是健康水。
水体污染包括无机物污染，如重金属、硝酸盐类等；有机物污染，如烃类物等；生物类污染，包括细菌、藻类等。其中因藻类大量繁殖引起的水源污染，造成许多自来水厂被迫减产或停产。藻类及其副产物给传统净水工艺带来的诸多不利影响，主要表现在：使饮用水产生令人厌恶的臭味；藻类及其可溶性代谢产物是氯化消毒副产物的前体物；影响沉淀效果；滤池运行周期缩短，反冲水量增加；造成管网水质恶化，加速配水系统的腐蚀和结垢。
一些传统的微藻灭活方法，存在诸多弊端和不足，亟需探索一种新的微藻灭活方法，以降低水源中微藻的灭活成本。
发明内容
为克服上述技术缺陷，本发明公开了一种利用高压脉冲电场处理微藻的方法，产生破壁效果，致使微藻灭活，具有能耗低、处理时间短、灭活效率高、操作简单、不产生污染等优点。
本发明还公开上述方法在污水处理中的应用，为饮用水、地表水等水处理中微藻灭活提供新的方法。
本发明的技术方案如下：一种利用高压脉冲电场处理微藻破壁的方法，将含有微藻的水体在高压脉冲电场处理室中进行高压脉冲电场处理，所述高压脉冲处理参数为：脉冲幅度为0-15KV，脉冲频率为100～1500Hz，脉冲宽度为0～10us，高压脉冲电场两极板之间的距离为0.5-3cm。
所述高压脉冲处理参数为：脉冲幅度为7～15KV，脉冲频率为800～1500Hz，脉冲宽度为4～10us，处理时间为30-90min。
所述水体中的微藻为小球藻。
本发明还公开了上述利用高压脉冲电场处理微藻破壁的方法在污水处理中的应用。
本发明的应用，包括如下步骤：
（1）调节预处理污染水体中的微藻浓度；
（2）调节水体的pH值和初始温度；
（3）开启高压脉冲电场处理室外围冷水循环装置；
（4）将水体在高压脉冲电场处理室中进行高压脉冲电场处理。
所述步骤（1）中通过稀释或离心浓缩方法，将预处理污染水体中微藻密度调整到10~104ind/ml。
所述步骤（2）中利用HCl或NaOH溶液，调节水体pH值为6.5~7.5；后放置在15~25℃恒温培养箱内1h。
所述步骤（3）中所述冷水循环装置中，循环冷水温度为4~10℃，水循环速度为0.2~1.0m/s。
本发明的有益效果为：本发明利用高效、节能、学科交叉的理念，创造性的将高压脉冲电场引进微藻的灭活领域，并优化处理工艺，为高压脉冲电场灭活微藻的难题提供一种新的解决方案，可以产生巨大的经济效益和额外的生态效益。本发明公开的污水处理的方法具有能耗低、处理时间短、灭活效率高、操作简单、不产生污染等优点，解决了饮用水、地表水中微藻的灭活问题，为水处理灭活领域提供一种技术途径。
附图说明
图1是实施例1中高压脉冲处理时间对微藻破壁的影响结果；
图2是实施例2中脉宽对微藻破壁的影响结果。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步阐述。
实施例1：
（1）调节预处理污染水体中的微藻浓度为104 ind/ml；
（2）调节水体的pH值为7.1，后放置在20℃恒温培养箱内1h；
（3）开启高压脉冲电场处理室外围冷水循环装置，循环冷水温度为8℃，水循环速度为0.2~1.0m/s；
（4）将水体在高压脉冲电场处理室中进行高压脉冲电场处理，脉冲幅度U=15KV，脉冲频率f=500Hz，脉宽D=5us固定不变，通过调节处理时间T分别为：30min、60min、90min，高压脉冲电场两极板之间的距离为3cm。
处理结果如图1所示。从图1可以看出，随着高压脉冲处理时间的增加，微藻的破壁率和致死率均呈现增加趋势。在15KV条件下处理90min时，微藻的破壁率和致死率分别达到78.42%和60.98%。
实施例2：
（1）调节预处理污染水体中的微藻浓度为103ind/ml；
（2）调节水体的pH值为6.8，后放置在18℃恒温培养箱内1h；
（3）开启高压脉冲电场处理室外围冷水循环装置，循环冷水温度为5℃，水循环速度为0.2~1.0m/s；
（4）将高压脉冲电场参数设定为：脉冲处理时间T=60min，脉冲频率f=1000Hz，脉冲幅度U=10KV，通过调节脉宽为：2us、5 us、8 us、10 us，高压脉冲电场两极板之间的距离为1cm。
处理结果如图2所示。从图2可以看出，随着脉宽的增加，微藻的破壁率和致死率均呈现增加趋势。达到10 us的时候，微藻的破壁率和致死率基本达到顶峰。
由上可见，本发明利用高压脉冲电场处理微藻，产生破壁效果，致使微藻灭活，而且应用到水处理中，使得该污水处理的方法具有能耗低、处理时间短、灭活效率高、操作简单、不产生污染等优点，解决了饮用水、地表水中微藻的灭活问题，为水处理灭活领域提供一种技术途径。
综上所述，但本发明并不局限于上述实施方式，本领域一般技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化，均在本发明的保护范围之内。