用水安全問題一直以來都是人們生活關(guān)注的重點。消毒是水處理流程中必不可少的工藝,是保障人們用水安全及控制水體污染的重要環(huán)節(jié)。通過消毒可以有效地殺死水中的病原微生物�！渡铒嬘盟畼�(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)中規(guī)定總大腸菌群數(shù)(MPN/1 OOmL或CFU/1OOmL)不得檢出,《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)中一級A標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定糞大腸菌群數(shù)≤103個/L。本課題探討了單獨UVC-LED及UVA-LED協(xié)同臭氧滅活大腸桿菌的效果,并對其滅活機(jī)理進(jìn)行了初步研究。目前我國常用的消毒方法主要有,液氯消毒、二氧化氯消毒、紫外消毒、臭氧消毒等。但從安全、環(huán)保、成本等角度考慮,這些傳統(tǒng)的消毒方法均存在著一定的問題。UV-LED作為一種新型紫外光源,同樣具備有效的殺菌能力,且無需添加化學(xué)藥劑、無消毒副產(chǎn)物、環(huán)保、無污染、高效節(jié)能,其在水處理領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。UV-LED按波長從高到低可以分為三個波段,即 UVA-LED(315-400nm)、UVB-LED(280-315nm)、UVC-LED(200-280nm)。本試驗選用了 UVC-LED(275nm)和 UVA-LED(365nm)兩種光源。試驗探討了 UVC-LED滅活水中大腸桿菌的效果,紫外輻照劑量為24.48mJ/cm2時,大腸桿菌滅活對數(shù)值即可超過4�？疾炝� UV-LED參數(shù)(波長、紫外輻照強(qiáng)度),各種水質(zhì)因素(溫度、pH值、濁度、HA與無機(jī)離子)對UVC-LED滅活大腸桿菌的影響。UV-LED波長越短,對大腸桿菌滅活效果越好;UVC-LED輻照強(qiáng)度越強(qiáng),對大腸桿菌滅活效果越好;溫度、pH值、濁度、HA對大腸桿菌滅活效果影響不大;Cu2+存在較利于UVC-LED滅活大腸桿菌;Ca2+存在不利于滅活大腸桿菌;Zn2+、Cl-,CO32-,SO42-存在對UVC-LED滅活大腸桿菌效果無明顯影響。與UVC-LED相比,單獨UVA-LED處理對大腸桿菌的滅活效果不佳,試驗探討了UVA-LED協(xié)同臭氧滅活大腸桿菌的效果。UVA-LED輻照可以提高臭氧的氧化能力,兩者共同作用可以在一定程度上提高大腸桿菌滅活對數(shù)值�？疾炝顺粞跬都觿┝�,各種水質(zhì)因素(溫度、pH值、濁度、HA與無機(jī)離子)對UVA-LED協(xié)同臭氧滅活大腸桿菌的影響。臭氧投加劑量越高,大腸桿菌滅活效果越好;溫度和濁度對大腸桿菌滅活效果影響不大;降低pH值可以促進(jìn)UVA-LED協(xié)同臭氧滅活大腸桿菌;在一定范圍內(nèi),HA將抑制協(xié)同作用下大腸桿菌的滅活。Cu2+存在促進(jìn)UVA-LED協(xié)同臭氧滅活大腸桿菌;Ca2+、CO32-存在抑制大腸桿菌的滅活;Zn2+、Cl-、SO42-存在對UVA-LED協(xié)同臭氧滅活大腸桿菌無明顯影響。通過掃描電鏡觀察,體系溶解性蛋白以及核酸溢出情況檢測研究了 UVC-LED及UVA-LED協(xié)同臭氧滅活大腸桿菌的機(jī)理。UVC-LED主要通過破壞大腸桿菌核酸達(dá)到殺菌效果,同時UVC-LED對大腸桿菌的蛋白質(zhì)也具有一定的破壞能力。而UVA-LED協(xié)同臭氧主要通過三種機(jī)制滅活大腸桿菌:UVA-LED通過紫外輻照直接殺死大腸桿菌;臭氧分子直接與部分細(xì)胞器發(fā)生氧化作用,使大腸桿菌失活;臭氧分子自行或在UVA-LED輻照下分解釋放活性氧原子,與各部分細(xì)胞器發(fā)生間接氧化作用,最終使大腸桿菌溶解死亡。
【學(xué)位單位】：沈陽建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU991.2
【部分圖文】：

２．２試驗裝置與方法逡逑２．２．１試驗裝置逡逑本試驗裝置如圖２－１所示，裝置主體為內(nèi)管直徑８ｃｍ、外管直徑１２ｃｍ的套管，其高逡逑度為３０ｃｍ。裝置內(nèi)管外部用錫紙封住以排除其他光源干擾，外管與低溫恒溫槽相連，以逡逑維持整個反應(yīng)體系處于某一恒定溫度。消毒試驗過程中，將制備好的菌懸液注入反應(yīng)器內(nèi)逡逑管中，采取浸入式對菌懸液進(jìn)行ＵＶ－ＬＥＤ輻照。逡逑

以４０ｍＡ的恒定正向電流工作，每個ＵＶＣ－ＬＥＤ單元在４０ｍＡ電流下的正向電壓約為６．９Ｖ，逡逑輸出功率為２．８ｍＷ。其在溫度為２２．３°Ｃ，濕度５５％下以４０ｍＡ恒定電流工作，測得光譜數(shù)逡逑據(jù)如圖３－１所示：逡逑１．０邋一邋■逡逑０邋８邋一邋ＪＴ逡逑０．６邐ｙ￣＼邐逡逑０２邋一ＴＶ逡逑0．0邋邐邐邐邐逡逑２００邐２５０邐３００邐３５０邐４００逡逑波長（ｎｍ邋）逡逑圖３－１邋ＵＶＣ－ＬＥＤ光譜數(shù)據(jù)逡逑Ｆｉｇ．３－１邋Ｓｐｅｃｔｒａｌ邋ｄａｔａ邋ｏｆ邋ＵＶＣ－ＬＥＤ逡逑本試驗裝置如圖２－１所示，光源由兩個ＵＶＣ－ＬＥＤ陣列組成，兩個陣列相對布置于石逡逑

圖３－２輻照時間對大腸桿菌滅活效果的影響逡逑Ｆｉｇ．３－２邋Ｅｆｆｅｃｔ邋ｏｆ邋ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ邋ｔｉｍｅ邋ｏｎ邋ｉｎａｃｔｉｖａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ逡逑由圖３－２可以看出，在不同波長ＵＹ－ＬＥＤ作用下，隨著輻照時間的延長，滅活對數(shù)值逡逑隨之增加，且２７５ｎｍＵＶＣ－ＬＥＤ對大腸桿菌的滅活效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好過３６５ｎｍＵＶＡ－ＬＥＤ。當(dāng)逡逑輻照時間為５ｍｉｎ時，２７５ｎｍＵＶＣ－ＬＥＤ對大腸桿菌的滅活對數(shù)值便能超過５，而對于３６５ｎｍ逡逑ＵＶＡ－ＬＥＤ，大腸桿菌滅活對數(shù)值為０．２３。而將輻照時間延長至６０ｍｉｎ時，ＵＶＡ－ＬＥＤ滅活逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2812786