Particle monitoring techniques for water treatment applications

１　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＰａｒｔｉｃｌｅｓｉｎｎａｔｕｒａｌｗａｔｅｒｓａｒｅｏｆｔｅｎｔｏｏｓｍａｌｌｔｏｂｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｒｅｍｏｖｅｄｂｙｔｈｅｓｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ．Ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ／ｆｌｏｃｃｕｌａｔｉｏｎｃａｕｓｅｓｆｉｎｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｔｏａｇｇｒｅｇａｔｅｉｎｔｏｌａｒｇｅｒｕｎｉｔｓ（ｆｌｏｃｓ）ｗｈｉｃｈｃａｎｂｅｍｏｒｅｅａｓｉｌｙｓｅｐａｒａｔｅｄ．Ｉｎｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｌｔｓｏｆａｌｕｍｉ…     

水体中隐孢子虫卵囊的检出及其活力分析

从水中检测隐孢子虫卵囊是评价水源传播人类隐孢子虫病风险的第一步，从水中检出的卵囊的活力需要进行测定才能估计水源爆发的真正风险，应用聚丙烯盒式过滤器和美国环保局（USEPA）1622过滤方法的囊式过滤器（Gelman,Michigan,USA)，分别过滤了当地（法国鲁昂）的环境水和供给水，并用免疫磁分离技术（IMS）进行分离。用免疫荧光检测法（IFA）从浓缩的水样中检测到了隐孢子虫卵囊。环境水中的卵囊浓度是每升水中0.12-2.7个卵囊；供给水中的卵囊浓度是每升水中0.03-0.06个卵囊，用新生小鼠模型初步评价了检出卵囊的感染力。结果证明了隐孢子虫卵囊在环境中尤其是水中的广泛分布；同时表明，评估水源传播的隐孢子虫病的风险时，不仅要从水中检出卵囊，而且要测定检出的卵囊的活力。表1参22。     

常规水处理厂中小隐孢子虫卵囊的去除效果

介绍了小隐孢子虫卵囊的特点及其对人体的危害，分析了pH、混凝剂种类与投加量、电导率和天然有机物含量等对小隐孢子虫卵囊的Zeta电位的影响，总结了混凝－沉淀－过滤和直接过滤对小隐孢子虫卵囊的去除效果，探讨了水温、水质、混凝剂种类与投加量、滤料层组成和滤速等对去除效果的影响。     

紫外/超声协同灭活隐孢子虫的影响因素及机制

为研究UV/US（Ultraviolet/Ultrasonic,紫外/超声）协同对水中隐孢子虫的灭活机制,采用UV灯（功率为14 W）与US发生器（频率为20 kHz,功率为150 W）组合装置协同灭活隐孢子虫,考察pH、温度、浊度和HA（腐殖酸）对UV/US协同灭活隐孢子虫的影响,并通过SEM（扫描电镜）、蛋白质试验和琼脂糖凝胶电泳检测对灭活机制进行了探讨.结果表明:pH对UV/US杀灭隐孢子虫的影响不大,碱性条件下灭活率略高于中性和酸性条件;温度对灭活率有一定影响,5℃下灭活率较低,随温度的上升,灭活率逐渐提高,25℃下10 min灭活率可达99%以上;悬浮物抑制隐孢子虫的灭活,浊度为40 NTU时,UV/US作用25 min的灭活率仅为93.88%;HA对灭活的影响表现为低浓度促进,高浓度抑制;ρ（HA）高于10 mg/L时,继续增大ρ（HA）对隐孢子虫灭活率影响不大.研究显示:UV/US协同作用对隐孢子虫的灭活机制主要是使其卵囊破裂,同时损伤了隐孢子虫胞内的DNA.      

水环境中隐孢子虫和贾第鞭毛虫检测方法研究

我国最新《城市供水水质标准》(2005年6月)提出了关于隐孢子虫和贾第鞭毛虫的控制指标,但其推荐检测方法还没有产生.本文针对美国EPA1623检测方法中的3个关键步骤,在浓缩、分离和染色等过程中进行了相应的改进或替代,并对各种备选的方案进行了探讨和比较分析.结果表明,微孔滤膜过滤→乙酸乙酯福尔马林分离→改良抗酸 铁苏木联合染色具有较好的敏感性,操作简单且成本较低,适宜作为国内普通自来水厂的初级检测方法.图2表4参20     

Inactivation of Cryptosporidium by ozone and cell ultrastructures

The fluorescence staining method and scanning electron microscopy (SEM) were used to study the effect of ozone (O3) inactivating Cryptosporidium in water and cell ultrastructures variation to shed light on the mechanism of inactivation preliminarily.Results indicated that O3 had a stronger inactivating capability.When the concentration of O3 was above 3.0 mg/L and the contact time was up to 7 min,a significant inactivating effect could be achieved.The turbidity on inactivation effects was also found to be statistically significant in artificial water.With increases in turbidity,the inactivating effect decreased.Inactivation rate improved with a temperature increase from 5 to 25°C,but decreased beyond this.The inactivating capability of O3 was found to be stronger under acidic than that under alkalic conditions.When the concentration of organic matter in the reaction system was increased,the competition between Cryptosporidium and organics with O3 probably took place,thereby reducing the inactivation rate.In addition,the cellular morphology of Cryptosporidium varied with different contact times.At zero contact time,cells were rotundity and sphericity,at 60 sec they became folded,underwent emboly,and burst at 480 sec,the cell membrane of Cryptosporidium shrinked and collapsed completely.     

污水再生处理絮凝工艺去除病原性原虫的机制分析

通过考察在不同的絮凝剂种类、投加量、pH和温度等操作条件下隐孢子虫和贾第鞭毛虫(以下简称"两虫")的去除特性,探讨了污水深度处理絮凝工艺去除病原性原虫的作用机制.研究发现,污水经絮凝处理后,水样中胶体的平均ζ电位与2种荧光微球(两虫替代物)去除率和剩余浊度的线性相关度不高(R:0.49、0.48、0.65);而2种荧光微球之间的去除率线性相关性较高(R=0.99),并且与水样剩余浊度的变化趋势呈一定的指数相关关系(R=0.92、0.95).因此,在本研究的各种絮凝工况下.卷扫网捕是去除病原性原虫和浊度的重要作用机制.在相同操作条件下,贾第鞭毛虫的去除率大于隐孢子虫.     

超声灭活饮用水中隐孢子虫研究

为研究超声对饮用水中隐孢子虫(Cryptosporidium parvum)的灭活情况,考察了超声频率、功率、pH值和温度对灭活率的影响,通过形态学观察初步探讨了超声灭活隐孢子虫的机制,并进行了灭活动力学分析.结果表明,低频有利于隐孢子虫灭活,19.8kHz, pH7.2,温度(20±1)℃条件下超声15min灭活率可达92.5%,频率升高灭活率反而下降.在本实验条件下,超声功率103W对隐孢子虫的灭活效果与151W的相近,pH值对超声灭活隐孢子虫的影响不大,36℃超声灭活15min灭活率为95.6%,而在9℃下超声15min灭活率为88.3%,水温升高有利于灭活.灭活前后的形态学变化表明超声空化作用导致细胞膜破坏,细胞质流出从而起到灭活孢囊的效果.超声灭活隐孢子虫遵循假一级反应动力学,灭活隐孢子虫以低频率高功率的效果最好,可认为隐孢子虫的灭活以超声空化的强度为主.     

水质对污水再生絮凝工艺中病原性原虫去除的影响

采用荧光微球模拟隐孢子虫和贾第鞭毛虫(简称两虫),考察了有机物和颗粒物的浓度、组成等水质特性对污水再生处理絮凝工艺中两虫去除特性的影响.结果表明,腐殖酸浓度增加可提高水样中胶体浓度,从而提高对两虫的去除率;而酪氨酸虽然能改变胶体表面性质,但不参与絮凝过程,故对两虫的去除率无明显影响.水样初始浊度对两虫去除率影响较小;但水样中颗粒物的粒径分布,特别是1nm～100μm粒子的比例与对两虫去除效果间存在较好的相关关系.     

常规水处理厂中小隐孢子虫卵囊的去除效果

介绍了小隐孢子虫卵囊的特点及其对人体的危害,分析了pH、混凝剂种类与投加量、电导率和天然有机物含量等对小隐孢子虫卵囊的Zeta电位的影响,总结了混凝-沉淀-过滤和直接过滤对小隐孢子虫卵囊的去除效果,探讨了水温、水质、混凝剂种类与投加量、滤料层组成和滤速等对去除效果的影响.