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循环水养殖系统（RAS）可实现全年的连续生产，具有节水、节地、环境友好、高度集约化的特点，是一项在我国正被推广应用的水产养殖新技术。紫外消毒是RAS水处理工艺中的重要环节之一，主要将养殖循环回流水中的有害微生物杀死，达到消毒目的。在《水俣公约》的限制下，RAS紫外消毒单元常用的传统紫外汞灯亟需替代的无汞紫外灯源，新兴的UV-LED灯源将是无汞紫外灯源的一种选择，而当前UV-LED电光转换效率低及生产成本高等缺点限制了其大规模应用。目前，基于UV-LED的高级氧化工艺（如UV-LED与过硫酸氢钾（PMS）联用）是一种节能高效的消毒方法，受到广泛关注。以PMS为主要成分的消毒剂已被用于池塘养殖水体杀菌和灭藻，但UV-LED及其与PMS联用对RAS消毒的研究尚未见有报道。
本文针对上述问题，以大肠杆菌（E.coli CGMCC1.3373）为模式菌株，研究了UV-LED单独作用（UV-LED）和UV-LED与PMS联用（UV-LED/PMS）这两种作为RAS中引入无汞灯源UV-LED的潜在方案的消毒效果及消毒后细菌的复活行为，着重考察了UV-LED波长（275，310和365nm）与PMS浓度（0.1，1和10mg/L）这两个因素对UV-LED/PMS消毒行为的影响，综合消毒效果、电能效率、应用成本和消毒后细菌复活行为等方面考虑，选出UVA-LED（365nm）与1mg/L PMS作为联用的最佳组合应用于实际RAS废水消毒，评估了其对实际RAS废水消毒的可行性，并从主导自由基与细胞生理生化角度初步探讨了UVA-LED与1mg/L PMS联合消毒的机制，为RAS紫外消毒单元中引入UV-LED灯源提供了参考依据。主要结论如下：
（1）低浓度的PMS（0.1和1mg/L）对E.coli无灭活作用；高浓度的PMS（10mg/L）具有杀菌作用，经60min处理后可实现4.39对数灭活值（LRV）E.coli灭活；在0.27mW/cm2紫外强度条件下，UV-LED对E.coli的灭活作用取决于其波长，UVC-LED（275nm）能实现更大程度E.coli的灭活（处理1min，6.54LRV），而UVA-LED对E.coli无灭活作用；UVA-LED对E.coli的灭活 作用与其紫外强度有关，UVA-LED在1.07mW/cm2紫外强度条件下能实现2.89LRV E.coli灭活（处理60min）。
（2）UV-LED与1mg/L PMS联用能显著提高UV-LED单独作用的消毒效果，其基于紫外剂量的灭活常数（kd）较UV-LED单独作用在275nm，310nm和365nm波长处分别提高了25%，64%和139%；实现2LRV E.coli灭活，UV-LED与1mg/L PMS联用同UV-LED单独作用相比能显著降低电能消耗，其所需的紫外剂量在275nm，310nm和365nm波长处分别下降了16.6%，46.2%和42.1%；UVC-LED同其他波长UV-LED相比具有最高的电能效率，其单位电能消耗量（EEO）仅为0.12kWh/m3；UV-LED与1mg/L PMS联用能显著提高UV-LED单独消毒的电能效率，降低UV-LED单独作用的运行成本。
（3）UV-LED及其与1mg/L PMS联用消毒处理后E.coli的复活行为与波长有关，UVC-LED与UVB-LED（310nm）处理实现2LRV灭活后E.coli在8h光照条件下复活百分比分别为22.8%和11.8%，在8h黑暗条件下复活百分比分别为14.6%和2.4%，即在UVC-LED与UVB-LED消毒处理实现2LRV灭活后E.coli均出现一定程度的光复活与暗修复，且UVC-LED处理后E.coli光复活与暗修复程度要高于UVB-LED，而UVA-LED消毒处理后E.coli无光复活与暗修复现象发生；UV-LED与1mg/L PMS联用消毒处理后E.coli的光复活与暗修复程度均要低于UV-LED单独消毒处理，UVC-LED与1mg/L PMS联用消毒处理实现2LRV灭活后E.coli在8h后的光复活与暗修复百分比降为18.9%和13.3%，UVB-LED与1mg/L PMS联用消毒处理实现2LRV灭活后E.coli在8h后的光复活与暗修复百分比降为1.1%和0.6%，即UV-LED与1mg/L PMS处理能够抑制E.coli的复活行为；同一消毒处理后E.coli的光复活程度要高于暗修复，光复活是E.coli复活的主要途径。
（4）UVA-LED与1mg/L PMS联用对E.coli灭活具有协同效应，其消毒作用是由UVA-LED辐射与联用过程中产生的活性基团共同决定的；HO·和SO4·﹣参与UVA-LED与1mg/L PMS联用消毒过程，其中HO·是起主导作用的活性基团，水样中Cl﹣对联用消毒过程也起着重要作用；细胞膜损伤、细胞内抗氧化酶失活和细胞质蛋白氧化是UVA-LED与1mg/L PMS联用杀菌可能的作用途径；UVA-LED与PMS联用对实际RAS废水具有一定的消毒效果，实际应用中还需考虑水质和反应器设计等因素去实现UVA-LED与PMS联用的消毒潜力。
本文针对上述问题，以大肠杆菌（E.coli CGMCC1.3373）为模式菌株，研究了UV-LED单独作用（UV-LED）和UV-LED与PMS联用（UV-LED/PMS）这两种作为RAS中引入无汞灯源UV-LED的潜在方案的消毒效果及消毒后细菌的复活行为，着重考察了UV-LED波长（275，310和365nm）与PMS浓度（0.1，1和10mg/L）这两个因素对UV-LED/PMS消毒行为的影响，综合消毒效果、电能效率、应用成本和消毒后细菌复活行为等方面考虑，选出UVA-LED（365nm）与1mg/L PMS作为联用的最佳组合应用于实际RAS废水消毒，评估了其对实际RAS废水消毒的可行性，并从主导自由基与细胞生理生化角度初步探讨了UVA-LED与1mg/L PMS联合消毒的机制，为RAS紫外消毒单元中引入UV-LED灯源提供了参考依据。主要结论如下：
（1）低浓度的PMS（0.1和1mg/L）对E.coli无灭活作用；高浓度的PMS（10mg/L）具有杀菌作用，经60min处理后可实现4.39对数灭活值（LRV）E.coli灭活；在0.27mW/cm2紫外强度条件下，UV-LED对E.coli的灭活作用取决于其波长，UVC-LED（275nm）能实现更大程度E.coli的灭活（处理1min，6.54LRV），而UVA-LED对E.coli无灭活作用；UVA-LED对E.coli的灭活 作用与其紫外强度有关，UVA-LED在1.07mW/cm2紫外强度条件下能实现2.89LRV E.coli灭活（处理60min）。
（2）UV-LED与1mg/L PMS联用能显著提高UV-LED单独作用的消毒效果，其基于紫外剂量的灭活常数（kd）较UV-LED单独作用在275nm，310nm和365nm波长处分别提高了25%，64%和139%；实现2LRV E.coli灭活，UV-LED与1mg/L PMS联用同UV-LED单独作用相比能显著降低电能消耗，其所需的紫外剂量在275nm，310nm和365nm波长处分别下降了16.6%，46.2%和42.1%；UVC-LED同其他波长UV-LED相比具有最高的电能效率，其单位电能消耗量（EEO）仅为0.12kWh/m3；UV-LED与1mg/L PMS联用能显著提高UV-LED单独消毒的电能效率，降低UV-LED单独作用的运行成本。
（3）UV-LED及其与1mg/L PMS联用消毒处理后E.coli的复活行为与波长有关，UVC-LED与UVB-LED（310nm）处理实现2LRV灭活后E.coli在8h光照条件下复活百分比分别为22.8%和11.8%，在8h黑暗条件下复活百分比分别为14.6%和2.4%，即在UVC-LED与UVB-LED消毒处理实现2LRV灭活后E.coli均出现一定程度的光复活与暗修复，且UVC-LED处理后E.coli光复活与暗修复程度要高于UVB-LED，而UVA-LED消毒处理后E.coli无光复活与暗修复现象发生；UV-LED与1mg/L PMS联用消毒处理后E.coli的光复活与暗修复程度均要低于UV-LED单独消毒处理，UVC-LED与1mg/L PMS联用消毒处理实现2LRV灭活后E.coli在8h后的光复活与暗修复百分比降为18.9%和13.3%，UVB-LED与1mg/L PMS联用消毒处理实现2LRV灭活后E.coli在8h后的光复活与暗修复百分比降为1.1%和0.6%，即UV-LED与1mg/L PMS处理能够抑制E.coli的复活行为；同一消毒处理后E.coli的光复活程度要高于暗修复，光复活是E.coli复活的主要途径。
（4）UVA-LED与1mg/L PMS联用对E.coli灭活具有协同效应，其消毒作用是由UVA-LED辐射与联用过程中产生的活性基团共同决定的；HO·和SO4·﹣参与UVA-LED与1mg/L PMS联用消毒过程，其中HO·是起主导作用的活性基团，水样中Cl﹣对联用消毒过程也起着重要作用；细胞膜损伤、细胞内抗氧化酶失活和细胞质蛋白氧化是UVA-LED与1mg/L PMS联用杀菌可能的作用途径；UVA-LED与PMS联用对实际RAS废水具有一定的消毒效果，实际应用中还需考虑水质和反应器设计等因素去实现UVA-LED与PMS联用的消毒潜力。