本文關(guān)鍵詞：超聲場耦合化學(xué)法對飲用水大腸桿菌滅活研究

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【摘要】：由于人口激增和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)快速增長,我國不少城鄉(xiāng)飲用水源被細(xì)菌病毒等污染物嚴(yán)重侵蝕,直接危害著人類健康。而現(xiàn)有的傳統(tǒng)飲用水滅菌消毒技術(shù)多采用氯為主要消毒劑,氯化消毒效果不高且產(chǎn)生一系列有害的副產(chǎn)物,出水水質(zhì)難以完全達到國家新頒的生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。因此,研究高效低耗安全的飲用水消毒技術(shù)是非常必要的。物理殺菌消毒法(紫外,超聲波等)不用或少用化學(xué)消毒劑,與化學(xué)消毒技術(shù)耦合可望顯著提高滅菌率、經(jīng)濟性和安全性。鑒于超聲場耦合化學(xué)法的飲用水消毒技術(shù)基礎(chǔ)研究較少,本文使用超聲場耦合化學(xué)法分別在超聲槽反應(yīng)器和實驗室自行設(shè)計的超聲場耦合化學(xué)法飲水連續(xù)安全處理裝置中進行了小試及中試,并研究不同操作條件(單獨超聲、單獨化學(xué)試劑消毒、超聲功率、化學(xué)試劑濃度、作用時間、工藝順序等)對大腸桿菌滅活效果及安全性的影響。論文的研究結(jié)果表明:(1)以100mL的初始濃度為104 CFU/mL的大腸桿菌菌懸液作為研究對象做單獨超聲處理時,頻率為59 kHz的超聲場比頻率為40 kHz時的滅菌效果要好。功率為90 W,輻射時間60 min,大腸桿菌的滅活效果較佳,對數(shù)滅活率為1.8。(2)以100mL的初始濃度為104 CFU/mL的大腸桿菌菌懸液作為研究對象做單獨次氯酸鈉消毒處理時,隨著次氯酸鈉濃度的增大,大腸桿菌的滅活效果增加,但同時余氯量也會增大。有效氯濃度為12.0 mg/L的次氯酸鈉中反應(yīng)30 min,大腸桿菌對數(shù)滅活率為2.9。(3)以100mL的初始濃度為104 CFU/mL的大腸桿菌菌懸液作為研究對象,用超聲槽和次氯酸鈉溶液對盛在錐形瓶內(nèi)的菌懸液進行處理并比較,發(fā)現(xiàn)超聲波可以有效加強氯的滅菌效果,5 min的超聲波預(yù)處理使大腸桿菌的對數(shù)滅活率提高了95%。(4)用超聲場反應(yīng)裝置對大量的含大腸桿菌的模擬水進行中試連續(xù)超聲處理時,頻率70 kHz,功率密度20 W/L,水樣體積6.5L,超聲輻照時間為1小時內(nèi),大腸桿菌的對數(shù)滅活率為1.7。(5)綜合考慮滅菌效果和余氯量控制,室溫下,連續(xù)式混響超聲場耦合化學(xué)法飲水安全處理工藝的最佳工藝是水樣在超聲頻率為100 kHz,功率密度20 W/L下預(yù)處理10 min后,進入化學(xué)反應(yīng)罐內(nèi)與有效氯氯濃度為12.0 mg/L的次氯酸鈉進行反應(yīng)30 min,大腸桿菌對數(shù)滅活率4.52。本論文綜合研究結(jié)果表明,超聲場耦合化學(xué)法滅殺大腸桿菌具有顯著的效果及相當(dāng)大的優(yōu)越性�？偠灾�,超聲場耦合化學(xué)法飲用水消毒殺菌技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：飲用水 超聲場 次氯酸鈉 消毒滅菌
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O644.3;R123.6
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-29
• 1.1 研究的背景和意義12-14
• 1.2 超聲波在滅菌方面的進展14-21
• 1.2.1 國內(nèi)超聲滅菌進展14-17
• 1.2.2 國外超聲滅菌進展17-21
• 1.3 超聲波滅菌原理21-27
• 1.3.1 超聲空化理論21-24
• 1.3.2 影響空化效果的因素24-26
• 1.3.3 超聲空化滅菌機理26-27
• 1.4 超聲場耦合化學(xué)法滅菌的優(yōu)越性27-28
• 1.5 本課題的來源及研究的內(nèi)容28-29
• 第二章 實驗設(shè)備與檢測方法29-42
• 2.1 實驗設(shè)備29-34
• 2.1.1 超聲處理裝置29-32
• 2.1.2 連續(xù)式超聲場耦合化學(xué)法飲水安全處理裝置32-34
• 2.2 主要實驗儀器及試劑34-36
• 2.3 大腸桿菌的分析測試方法36-37
• 2.3.1 平皿計數(shù)法36
• 2.3.2 濾膜法36-37
• 2.4 氯含量的分析測試方法37-38
• 2.5 H_2O_2的分析測試方法38-40
• 2.6 實驗操作40-42
• 2.6.1 小試消毒滅菌實驗操作40
• 2.6.2 擴大中試單獨超聲的實驗操作40-41
• 2.6.3 連續(xù)式超聲場耦合化學(xué)法飲水安全處理的實驗操作41-42
• 第三章 大腸桿菌的小試滅活效果42-52
• 3.1 引言42-43
• 3.2 次氯酸鈉單獨消毒43-45
• 3.3 超聲波單獨消毒45-48
• 3.3.1 超聲場下不同功率對滅活率的影響45-46
• 3.3.2 超聲作用時間和頻率對滅活率的影響46-48
• 3.4 超聲波與氯協(xié)同殺菌48-50
• 3.5 章節(jié)小結(jié)50-52
• 第四章 超聲滅菌中試研究52-69
• 4.1 引言52
• 4.2 試驗菌種的選擇、培植及檢測方法52-54
• 4.2.1 試驗菌種的選擇52-53
• 4.2.2 菌液的配置步驟53
• 4.2.3 滅菌率的檢測方法53-54
• 4.3 超聲作用時間對滅活效果的影響54-55
• 4.4 超聲參數(shù)對滅活效果的影響55-62
• 4.4.1 超聲電功率密度對大腸桿菌滅活效果的影響55-58
• 4.4.2 超聲頻率對滅活效果的影響58-62
• 4.5 處理液體積對滅活效果的影響62-64
• 4.6 液體溫度對滅活效果的影響64-66
• 4.7 超聲場滅活大腸桿菌的主要因素——空化效應(yīng)66-67
• 4.8 章節(jié)小結(jié)67-69
• 第五章 連續(xù)式超聲場耦合化學(xué)法飲用水滅菌處理69-75
• 5.1 引言69
• 5.2 正交實驗69-74
• 5.2.1 正交實驗理論69-71
• 5.2.2 連續(xù)式超聲場耦合化學(xué)法滅菌正交實驗設(shè)計及分析71-74
• 5.3 本章小結(jié)74-75
• 結(jié)論、創(chuàng)新與展望75-79
• 結(jié)論75-76
• 創(chuàng)新76-77
• 展望77-79
• 參考文獻79-86
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果86-87
• 致謝87-88
• 附件88

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