【摘要】：緩流水體的富營(yíng)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(wèn)題之一,水華的爆發(fā)不僅破壞生態(tài)平衡,而且嚴(yán)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(huì)價(jià)值�；�于目前國(guó)內(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(wèn)題,本文通過(guò)COMSOLMultipHysics對(duì)超聲場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值仿真,分析了超聲頻率、加載電壓等因素對(duì)聲場(chǎng)的聲壓分布、有效作用距離的影響,并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證;以銅綠微囊藻為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,通過(guò)超聲除藻抑藻單因素實(shí)驗(yàn)研究超聲頻率、功率密度、作用時(shí)間、作用模式以及pH值五個(gè)參數(shù)對(duì)于超聲除藻抑藻效果的影響并對(duì)超聲參數(shù)的優(yōu)化進(jìn)行分析;在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)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(chǎng)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(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)的分界線越大,指向性越好。超聲頻率較低時(shí),作用區(qū)域較大,適用于大面積水域的除藻抑藻作業(yè)。對(duì)超聲除藻抑藻單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,超聲的頻率越高,除藻抑藻效果越好,超聲作用36h之后,效果趨于穩(wěn)定;超聲輻射功率密度越大,除藻抑藻效果越好;功率密度較低時(shí),受機(jī)械作用損傷的藻細(xì)胞仍然有一定的增殖能力,藻濃度在48h后出現(xiàn)回升現(xiàn)象;當(dāng)超聲輻射功率密度≥0.05W/mL時(shí),除藻抑藻的效果會(huì)飽和,高強(qiáng)度超聲作用時(shí)間過(guò)長(zhǎng),既不經(jīng)濟(jì)也不環(huán)保;超聲波的除藻抑藻效果不受pH值影響;二次超聲作用的除藻效果要明顯好于一次超聲作用,在低超聲輻射功率密度時(shí),微囊藻在超聲作用36h～48h細(xì)胞完成修復(fù),藻密度開始回升。參數(shù)優(yōu)化后超聲除藻抑藻裝置的超聲頻率為20kHz,超聲輻射功率密度為0.0001W/mL,超聲作用兩次,兩次時(shí)間間隔為36h,每次作用時(shí)間為1min。預(yù)計(jì)該裝置在全國(guó)推廣使用,將推動(dòng)我國(guó)藻類治理技術(shù)的發(fā)展,開闊水環(huán)境治理的思路,并產(chǎn)生一定的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。