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本论文针对近年来海水养殖业面临的最主要问题,即海水污染和水资源节约问题,在国家自然科学基金项目(项目批准号:30671620)“海水封闭循环水养殖系统重要元素及能量收支的研究”支持下,提出了对养殖循环水所必须的消毒过程采用超声波技术的设想。
海水养殖循环水常用的消毒方法有:氯化消毒法、二氧化氯消毒法、臭氧消毒法和紫外线消毒法。这些方法都各有优缺点,其中氯化消毒法、臭氧消毒法虽然杀菌效率高,但是存在二次污染和残留毒性,而紫外线消毒法虽然没有二次污染和残留毒性,但是其杀菌效率较低受水中悬浮物影响较大且耗能较高。超声波消毒是一种新颖的方法,它没有二次污染和残留毒性,使用方便。因此,研究超声波在养殖循环水的消毒中的应用具有重要意义。
在海水养殖循环水消毒过程中主要需要杀灭的是细菌和藻类,所以本文重点研究了超声波对细菌和藻类的杀灭效果,找出当超声波频率为22KHz、变幅杆为6mm 时,杀灭率随超声时间、超声功率、水样体积的变化规律,同时对超声波在杀灭养殖废水中常见的生物饵料单胞藻和细菌的过程中对海水水质理化指标:溶解氧 (DO)、pH值、温度的影响进行了研究。
研究结果表明:频率为22KHz、变幅杆为6mm的超声波对不同的藻和细菌有不同的杀灭效果,对形状不规则的小新月菱形藻和无细胞壁的绿色巴夫藻有较好的杀灭效果,对细菌和形状规则且有细胞壁的小球藻杀灭效果不显著,对钝顶螺旋藻在短时间内没有杀灭效果反而有助于它的繁殖,但长时间的杀灭不经济且容易损坏仪器;对前三种藻和细菌的杀灭率均随超声时间的增长,超声功率的增大,水样体积的变小而增大,在实验条件下超声时间为120s、超声功率800W、水样体积为150mL时杀灭率最大;在杀灭过程中水样温度随超声时间的增长,超声功率的增大,水样体积的变小而增大,溶解氧随超声时间的增长,超声功率的增大,水样体积的变小而减少,在实验条件下分别在120s、800W、150mL 时最少,pH值在整个杀灭过程中基本维持不变;通过正交实验得知,在实验条件下各因素最佳组合为超声时间120s、超声功率800W、水样体积150mL。
因此可以得知,超声波对生物饵料中某些单胞藻和细菌有较好的杀灭效果,即对不同的单胞藻和细菌在一定超声频率、超声时间、超声功率、水量等工艺条件下,都可以取得较好的杀灭效果,超声波处理是一项适合海水养殖循环水消毒处理的可行技术,必将拥有良好的应用前景。