论文部分内容阅读
由于人口激增和工农业生产快速增长,我国不少城乡饮用水源被细菌病毒等污染物严重侵蚀,直接危害着人类健康。而现有的传统饮用水灭菌消毒技术多采用氯为主要消毒剂,氯化消毒效果不高且产生一系列有害的副产物,出水水质难以完全达到国家新颁的生活饮用水卫生标准。因此,研究高效低耗安全的饮用水消毒技术是非常必要的。物理杀菌消毒法(紫外,超声波等)不用或少用化学消毒剂,与化学消毒技术耦合可望显著提高灭菌率、经济性和安全性。鉴于超声场耦合化学法的饮用水消毒技术基础研究较少,本文使用超声场耦合化学法分别在超声槽反应器和实验室自行设计的超声场耦合化学法饮水连续安全处理装置中进行了小试及中试,并研究不同操作条件(单独超声、单独化学试剂消毒、超声功率、化学试剂浓度、作用时间、工艺顺序等)对大肠杆菌灭活效果及安全性的影响。论文的研究结果表明:(1)以100mL的初始浓度为104 CFU/mL的大肠杆菌菌悬液作为研究对象做单独超声处理时,频率为59 kHz的超声场比频率为40 kHz时的灭菌效果要好。功率为90 W,辐射时间60 min,大肠杆菌的灭活效果较佳,对数灭活率为1.8。(2)以100mL的初始浓度为104 CFU/mL的大肠杆菌菌悬液作为研究对象做单独次氯酸钠消毒处理时,随着次氯酸钠浓度的增大,大肠杆菌的灭活效果增加,但同时余氯量也会增大。有效氯浓度为12.0 mg/L的次氯酸钠中反应30 min,大肠杆菌对数灭活率为2.9。(3)以100mL的初始浓度为104 CFU/mL的大肠杆菌菌悬液作为研究对象,用超声槽和次氯酸钠溶液对盛在锥形瓶内的菌悬液进行处理并比较,发现超声波可以有效加强氯的灭菌效果,5 min的超声波预处理使大肠杆菌的对数灭活率提高了95%。(4)用超声场反应装置对大量的含大肠杆菌的模拟水进行中试连续超声处理时,频率70 kHz,功率密度20 W/L,水样体积6.5L,超声辐照时间为1小时内,大肠杆菌的对数灭活率为1.7。(5)综合考虑灭菌效果和余氯量控制,室温下,连续式混响超声场耦合化学法饮水安全处理工艺的最佳工艺是水样在超声频率为100 kHz,功率密度20 W/L下预处理10 min后,进入化学反应罐内与有效氯氯浓度为12.0 mg/L的次氯酸钠进行反应30 min,大肠杆菌对数灭活率4.52。本论文综合研究结果表明,超声场耦合化学法灭杀大肠杆菌具有显著的效果及相当大的优越性。总而言之,超声场耦合化学法饮用水消毒杀菌技术具有广阔的应用前景。