脈沖電場-脈沖等離子體新型殺菌技術研究.pdf

1、高壓脈沖電源與不同電極結構的反應器匹配在水處理中有脈沖電場(PEF)和脈沖非熱等離子體(NTP)兩種應用形式。本文分別以油田注水和飲用水為研究對象，開展了對PEF和NTP新型殺菌技術的研究。 首先，以油田注水為研究對象，考察了脈沖頻率、樣品溫度、細菌初始濃度、電導率、電極距離等操作參數對PEF殺菌的影響，并對參數優(yōu)化。開發(fā)了脈沖電場和超聲波聯用殺菌工藝，證實PEF可以有效的去除腐生菌、鐵細菌和硫酸鹽還原菌等有害菌，超聲波和PEF

2、聯用具有協同殺滅腐生菌和鐵細菌的作用。考察了電導率、細菌初始濃度和Fe2+對NTP殺菌的影響，同時考察了曝氣氣源(O2、N2和空氣)和曝氣強度對NTP殺菌的影響，試驗表明曝氣有利于殺菌，曝O2的效果最好。氧氣曝氣強度為667m3/(m3h)時，經過150s的處理，腐生菌、鐵細菌和硫酸鹽還原菌的失活率分別為1.85、4.51和5.70log。 其次，以飲用水為研究對象，系統的考察了PEF和NTP消毒時，單脈沖能量的影響和連續(xù)流條件

3、下的殺菌效果，比較了火花隙開關電源和閘流管開關電源與反應器匹配的殺菌效果，研究了天然水體中存在的腐殖酸對PEF和NTP殺菌效果的影響，結果表明水中的有機物對NTP殺菌的影響很大。 在以上研究的基礎上，以含腐殖酸的自配水以及兩種實際水樣為處理對象，從殺菌效果、速率、成本、安全性等方面比較PEF/NTP、ClO2、UV、H2O2和O3等殺菌方法。研究表明除H2O2外，其他方法均能快速高效殺菌，其中ClO2和UV殺菌受水中有機物影響最

4、大。以自來水廠水源水為處理對象，細菌失活率為1log時，ClO2殺菌最經濟快速。從安全性角度而言，PEF和UV幾乎無消毒副產物，然而PEF殺菌比UV徹底，且受水中有機物影響較小?？偠灾甈EF是一種有優(yōu)勢的高效安全消毒方法，而NTP可用于殺菌和污染物的共去除。 最后，探討了PEF和NTP技術對細胞結構的破壞程度，發(fā)現NTP對細胞結構的破壞比PEF更劇烈。分析了NTP殺菌的機理，證實NTP殺菌是電場和自由基、臭氧等氧化性活性物質的