废水紫外线消毒的动力学研究

利用水面照射式紫外线消毒装置对废水消毒的动力学进行了研究,确定了其动力学参数.试验结果表明,当废水的温度为18.5～23℃,浊度为11.7°～20.1°,水层厚度为8 cm,照射2 min时,废水中细菌杀灭率均在99%以上;并且当废水的浊度＜20°,进水菌体浓度＜1.0×105 CFU/mL时,废水紫外线消毒过程可以近似地看成为一级光生化反应,其速率常数κ为0.034～0.058 s-1.该结果可以作为废水紫外线消毒反应器设计和运行管理的参考依据.     

炼化企业中水紫外线消毒及其影响因素

研究水质对254 nm紫外线透射率的影响,通过动态实验考察了照射时间、254 nm紫外线透射率以及紫外线剂量对炼化企业中水消毒效果的影响并同时考察异养菌、硫酸盐还原菌和铁细菌的光复活及暗修复现象。结果表明,有机物是影响炼化企业中水紫外线消毒的重要因素;紫外线对炼化企业中水中的异养菌具有良好的灭活作用;增加照射时间对消毒效果的提升作用受254 nm紫外线透射率的影响;紫外线透射率在较低的范围内时对消毒效果的影响相对较大,在较高的范围内时影响较小;紫外线剂量-响应曲线受254 nm紫外线透射率的影响;剂量的"成分",即照射时间和透射率的不同组合,也会对消毒效果产生影响;在80 mJ/cm2的剂量下,20 h内异养菌出现了较强烈的光复活和暗修复现象,铁细菌仅出现了明显的光复活现象,硫酸盐还原菌没有表现出明显的复活。     

炼化企业中水紫外线消毒及其影响因素简

研究水质对254 nm紫外线透射率的影响,通过动态实验考察了照射时间、254 nm紫外线透射率以及紫外线剂量对炼化企业中水消毒效果的影响并同时考察异养菌、硫酸盐还原菌和铁细菌的光复活及暗修复现象。结果表明,有机物是影响炼化企业中水紫外线消毒的重要因素;紫外线对炼化企业中水中的异养菌具有良好的灭活作用;增加照射时间对消毒效果的提升作用受254 nm紫外线透射率的影响;紫外线透射率在较低的范围内时对消毒效果的影响相对较大,在较高的范围内时影响较小;紫外线剂量-响应曲线受254 nm紫外线透射率的影响;剂量的“成分”,即照射时间和透射率的不同组合,也会对消毒效果产生影响;在80 mJ/cm²的剂量下,20 h内异养菌出现了较强烈的光复活和暗修复现象,铁细菌仅出现了明显的光复活现象,硫酸盐还原菌没有表现出明显的复活。     

一体化水力强化混凝设备及其微污染原水处理工况最优化研究

根据混凝反应的基本原理,针对低浊度微污染原水的特性,设计了一种新型一体化水力强化混凝净水器.研究了使用该设备及相应混凝药剂处理低浊度、微污染珠江原水的最佳工艺条件.实验结果表明,该净水器在较高的进水流速范围内对低浊度原水有很好的处理效果.在适宜条件下,净水器的出水经过沙滤后浊度＜0.12 NTU;在使用CGA和PAC的强化混凝条件下,净水器对原水中所含的有机物也有较好的去除作用.     

饮用水消毒工艺对病毒的灭活

饮用水中的病毒会引发人体健康风险,故消毒是饮用水生物安全的重要屏障。为了比较不同消毒工艺对病毒的灭活效果,在总结水介质中常见病毒的种类及特性的基础上,围绕当前饮用水处理中广泛应用的消毒工艺(氯、氯胺、臭氧、二氧化氯、紫外线),梳理了各种消毒工艺的原理、影响因素、消毒效果及实际应用中的问题。鉴于消毒工艺进水水质对病毒灭活效果影响较大,且饮用水常规、深度处理工艺均可直接、间接强化对病毒的去除效果,故提出"常规处理+深度处理+消毒"协同高效运行的饮用水多级屏障处理工艺,以有效控制病毒等致病微生物引发的饮用水水质风险。     

紫外线-茶多酚/次氯酸钠联合消毒管网微生物特性分析

紫外线对微生物的杀灭效果较好,但持续性差,引入茶多酚作为辅助消毒剂,采用管网动态模拟系统,对比了紫外线-茶多酚联合消毒和紫外线-次氯酸钠联合消毒后管网微生物的总量、群落分布和有机物荧光特性变化。结果表明,紫外线-茶多酚联合消毒对微生物的灭活效果比紫外线-次氯酸钠联合消毒更好,并且对致病菌和耐氯性细菌也有很强的杀灭能力。紫外线-茶多酚联合消毒后,酪氨酸类物质荧光和类腐殖酸物质荧光特性产生变化,说明这2类物质含量大量减少,可能会影响微生物的生长;此外,管壁生物膜中出现了儿茶素、表儿茶素类物质,这说明茶多酚与管壁微生物发生了相互作用;紫外线-次氯酸钠联合消毒后酪氨酸类的荧光特征峰发生蓝移,这说明次氯酸进入微生物内发挥氧化作用。     

紫外线消毒对3种大肠杆菌的灭活效果和耐药性影响

为了考察紫外线消毒对水中细菌的灭活效果及耐药性的影响,使用3种具有不同耐药性的大肠杆菌(大肠杆菌ATCC25922、对四环素和磺胺甲恶唑二重耐药的大肠杆菌SER2以及对四环素、磺胺甲恶唑、氨苄西林、庆大霉素、链霉素和头孢噻肟六重耐药的大肠杆菌SER6)进行紫外线消毒实验。通过平板计数法研究了不同剂量的紫外线辐照对大肠杆菌的灭活率,并利用K-B纸片琼脂扩散法和扫描电子显微镜分别考察了紫外线消毒后大肠杆菌耐药性和细胞形态的变化。结果表明,在20 m J/cm2的紫外线辐照剂量下大肠杆菌ATCC25922、SER2和SER6的对数灭活率分别为4.75、5.04和3.83。大肠杆菌ATCC25922和SER2的紫外线消毒灭活效果基本相同,而大肠杆菌SER6的灭活率偏低。经80 m J/cm2的紫外线消毒之后,大肠杆菌SER6对庆大霉素药敏纸片抑菌环直径较消毒前发生了显著变化(p0.05)。高辐照剂量(200m J/cm2)的紫外线消毒能够造成菌株形态上的破坏,这是导致其灭活的原因之一。     

紫外线消毒后耐药性大肠埃希氏菌的光复活特性

为了考察耐药性大肠埃希氏菌在紫外线消毒后的光复活特性及耐药性的变化,选用从城市污水处理厂分离得到的多重耐药性大肠埃希氏菌SER8作为受试菌株进行紫外线消毒和光复活研究。考察不同剂量紫外线辐照对大肠埃希氏菌SER8的光复活率和光复活速率的影响,以及在磷酸盐缓冲溶液和二沉池出水中复活情况的差别。采用Kirby-Bauer纸片琼脂扩散法考察在紫外线消毒和光复活过程中大肠埃希氏菌SER8对四环素、氨苄西林、诺氟沙星、链霉素、庆大霉素、头孢噻肟、磺胺甲恶唑、环丙沙星和氯霉素的耐药表型。结果表明,在10~40 mJ·cm~(-2)紫外线辐照剂量范围内,大肠埃希氏菌SER8的光复活率和光复活速率基本上随着紫外线辐照剂量的增大而减小。在紫外线消毒后接受日光灯照射的48 h内,大肠埃希氏菌SER8在二沉池出水中的复活率基本与磷酸盐缓冲溶液中的相似,但在48~72 h阶段存在一定的差异。接受20 mJ·cm~(-2)紫外线辐照后经日光灯照射48 h的过程中,大肠埃希氏菌SER8对9种抗生素的耐药表型均未发生变化。     

超声波/紫外线一体化反应器用于污水消毒的中试研究

采用自行设计的超声波/紫外线一体化推流式反应器对污水厂二级出水进行消毒实验,考察了超声波协同紫外线消毒的消毒效率以及对消毒过程对水质和紫外灯管结垢的影响。结果表明:超声波协同紫外线消毒可以强化单独紫外线的消毒效率,且超声波功率密度越大,水力停留时间越长,消毒效果越好;当超声波功率密度为70 W·L-1,水力停留时间60 s时,粪大肠杆菌的对数去除率可以达到3.85 log,比单独紫外消毒增加了40.7%。同时,超声波协同紫外线消毒还可以降低紫外灯管的结垢速率。虽然超声波的引入会对水质(COD、UV254和浊度)产生轻微波动,但是并不影响出水水质。     

三氯乙醛水溶液的半导体光催化降解研究

本文以人工光源（高压汞灯和汞氙灯）和太阳光为光源，分别对三氯乙醛水溶液和氯油车间含氯有机废水的半导体光催化降解进行了研究。结果表明，在人工光源照射下，０．４％（质量）的ＴｉＯ２或ＴｉＯ２／ＷＯ３能促使三氯乙醛降解；在太阳光照射下，以上催化剂又能加速含氯有机废水的光降解。     

鼠伤寒沙门氏菌的紫外灭活及光复活抑制的研究

研究了鼠伤寒沙门氏菌的紫外失活动力学、在日光灯下的光复活现象以及氯对其光复活的抑制。结果表明,鼠伤寒沙门氏菌的紫外失活动力学曲线分为滞后区、一级动力学区、拖尾区三阶段,在PBS中的一级动力学失活速率常数为0.9041 cm2/mJ。而紫外灭活后的鼠伤寒沙门氏菌在日光灯下存在光复活。当紫外剂量为10 mJ/cm2时,鼠伤寒沙门氏菌在日光灯下照射3 h内发生明显的光复活,浓度从8.6×103CFU/mL增加到4.1×106 CFU/mL;但是在紫外消毒后,投加1 mg/L的氯可以有效抑制该细菌的光复活,投加2 mg/L的氯可以在10 min内全部灭活。因此,紫外-氯联合消毒能够有效的抑制鼠伤寒沙门氏菌细菌光复活,使其得到高效灭活。     

折点加氯反应在次氯酸钠消毒中水中的应用

为研究中水消毒过程,对次氯酸钠消毒中水的折点加氯反应与消毒效果之间的关系进行研究。通过探讨加氯量位于折点曲线不同位置的消毒效果,分析接触时间和氨氮浓度的影响,得出了根据氨氮浓度确定的接触时间和加氯量公式。结果表明,氨氮浓度〈2 mg/L时,将加氯量控制在折点之后接触反应30 min,氨氮浓度〉2 mg/L时,将加氯量控制在峰点附近接触反应60 min均可实现中水消毒要求。     

臭氧-氯联合灭活饮用水中枯草芽孢杆菌芽孢的研究

以枯草芽孢杆菌芽孢为模型微生物,研究了实际水体中单独氯消毒、单独臭氧消毒和臭氧-自由氯联合作用的灭菌效果.结果表明,枯草芽孢杆菌芽孢对单独氯消毒的抗性很大,6 mg/L氯作用240 min后灭活率仅为0.84个对数级;臭氧对枯草芽孢杆菌芽孢有较好的灭活效果,臭氧作用5 min,对其有4.68个对数级的灭活率.与单独氯消...     

回用生活污水的电化学消毒试验研究

对北京某中水站回用于杂用水的生活污水进行电化学消毒试验。试验结果表明 ,生活污水经生物接触氧化、活性炭吸附后 ,流经电化学消毒器停留 2 0s、耗电 0 .30kWh/m3 、消毒器出水放置 1h后 ,总大肠菌群数 <3个 /L ,满足生活杂用水的卫生学指标。当余氯浓度及接触时间相等的条件下 ,电化学消毒法的杀菌效果好于加氯消毒。E .coli细胞经电化学消毒和加氯消毒处理后 ,扫描电镜观察的结果表明 :2种方法作用后的细胞在形态上的变化是不相同的 ,说明电化学消毒的消毒机制不仅仅取决于电解产氯的作用 ,还有其他的杀菌作用     

Point-of-use water disinfection using UV light-emitting diodes to reduce bacterial contamination

The treatment process described in this research explores the impact of exposing water samples containing fecal coliforms to the radiation produced by single ultraviolet (UV) light-emitting diodes (LEDs) operating at 265 nm. UV LEDs are long lasting, compact in size and produce more efficient light output than traditional mercury-vapour bulbs, making them ideal for application in point-of-use disinfection systems, such as in remote areas. In this study, contaminated water samples containing either a pure culture of Escherichia coli or tertiary effluent from the City of Regina Wastewater Treatment Plant were used to study the application and efficiency of using UV LEDs for water disinfection. The results indicate that bacterial inactivation was achieved in a time-dependent manner, with 1- and 2.5-log E. coli reductions in water following 20 and 50 min of UV LED exposure, respectively. Ultraviolet radiation was less effective in reducing coliform bacteria in wastewater samples due to the elevated turbidity levels. Further work remains to be completed to optimize the application of UV LEDs for point-of-use disinfection systems; however, the results from this study support that bacterial inactivation using UV LEDs is possible, meriting further future technological development of the LEDs.     

氯胺消毒对三卤甲烷类消毒副产物的控制研究

在氯消毒研究的基础上,研究氯胺对消毒副产物的控制,将氯与氨氮的比值降至5,能够使单独氯消毒所生成消毒副产物减少89%,二溴一氯甲烷也不再检出;消毒副产物的生成量与氯胺的投加量呈很好的线性关系;接触时间对消毒副产物的生成量影响很小,24 h增加缓慢;pH升高至8消毒副产物的总量比pH为7时减少82.3%,一溴二氯甲烷不再检出;氯胺代替氯消毒能够很好地控制溴代消毒副产物种类和总量.     

氯胺消毒对三卤甲烷类消毒副产物的控制研究

在氯消毒研究的基础上,研究氯胺对消毒副产物的控制,将氯与氨氮的比值降至5,能够使单独氯消毒所生成消毒副产物减少89%,二溴一氯甲烷也不再检出;消毒副产物的生成量与氯胺的投加量呈很好的线性关系;接触时间对消毒副产物的生成量影响很小,24 h增加缓慢;pH升高至8消毒副产物的总量比pH为7时减少82.3%,一溴二氯甲烷不再检出;氯胺代替氯消毒能够很好地控制溴代消毒副产物种类和总量.     

Computational fluid dynamics analysis of the effects of reactor configuration on disinfection efficiency.

The efficacy of disinfection processes in water purification systems is governed by several key factors, including reactor hydraulics, disinfectant chemistry, and microbial inactivation kinetics. The objective of this work was to develop a computational fluid dynamics (CFD) model to predict velocity fields, mass transport, chlorine decay, and microbial inactivation in a continuous flow reactor. The CFD model was also used to evaluate disinfection efficiency in alternative reactor designs. The CFD reactor analysis demonstrates that disinfection efficiency is affected by both kinetics and mixing state (i.e., degree of micromixing or segregation). Residence time distributions (RTDs) derived from tracer analysis do not describe intrinsic mixing conditions. The CFD-based disinfection models account for reactor mixing patterns by resolution of the reactor velocity field and thus provide a better prediction of microbial inactivation than models that use an RTD.     

Effects of thiocyanate on the formation of free cyanide during chlorination and ultraviolet disinfection of publicly owned treatment works secondary effluent.

Cyanide has been detected in effluent of some publicly owned treatment works (POTWs) at levels exceeding influent concentration. Thiocyanate (SCN-) is a cyanide-related compound encountered in most POTW influents and may be decomposed to free cyanide (CN-) under some circumstances. Effects of SCN- on the formation of cyanide during chlorination and UV disinfection were studied through a laboratory study with synthetic solutions and POTW secondary effluent. Results indicated that CN- was detected in SCN- solutions after chlorination in which the chlorine dose or reaction time was not sufficient to destroy SCN-completely, thus ensuring no residual chlorine to destroy any CN-produced. It was also found that SCN can be broken down to yield cyanide by UV irradiation. In addition, SCN- was observed to cause significant positive error in the conventional total cyanide analysis technique involving acidic distillation and colorimetric measurement when nitrate was present in the sample.