Inactivation and injury assessment of Escherichia coli during solar and photocatalytic disinfection in LDPE bags

Solar disinfection (SODIS) of Escherichia coli suspensions in low-density polyethylene bag reactors was investigated as a low-cost disinfection method suitable for application in developing countries. The efficiency of a range of SODIS reactor configurations was examined (single skin (SS), double skin, black-backed single skin, silver-backed single skin (SBSS) and composite-backed single skin) using E. coli suspended in model and real surface water. Titanium dioxide was added to the reactors to improve the efficiency of the SODIS process. The effect of turbidity was also assessed. In addition to viable counts, E. coli injury was characterised through spread-plate analysis using selective and non-selective media. The optimal reactor configuration was determined to be the SBSS bag (t₅₀ = 9.0 min) demonstrating the importance of UVA photons, as opposed to infrared in the SODIS disinfection mechanism. Complete inactivation (6.5-log) was achieved in the presence of turbidity (50 NTU) using the SBSS bag within 180 min simulated solar exposure. The addition of titanium dioxide (0.025 g L⁻¹) significantly enhanced E. coli inactivation in the SS reactor, with 6-log inactivation observed within 90 min simulated solar exposure. During the early stages of both SODIS and photocatalytic disinfection, injured E. coli were detected; however, irreversible injury was caused and re-growth was not observed. Experiments under solar conditions were undertaken with total inactivation (6.5-log) observed in the SS reactor within 240 min, incomplete inactivation (4-log) was observed in SODIS bottles exposed to the same solar conditions.     

氨氮浓度对次氯酸钠消毒中水的影响

研究了氨氮浓度对次氯酸钠消毒中水的影响,讨论了中水氨氮浓度、氯胺浓度、总余氯浓度、消毒接触时间和总大肠菌群指标的变化关系。结果表明,氨氮随消毒接触时间呈先降低再升高的趋势,中水氨氮浓度越高,其变化幅度越小,反之,则变化幅度较大;氯胺浓度随消毒接触时间的延长先升高再降低,而总余氯量则逐渐降低,并有一定的持续消毒作用;此外,总余氯随次氯酸钠投加量的增加呈先升高后降低再逐渐升高的趋势,整个反应过程符合折点加氯消毒理论;当次氯酸钠投加量与氨氮的比值（以后简称C1／N）为25／1时,氨氮消耗掉的次氯酸钠量最多,生成的总余氯量最少;当C1／N比大于25／1时,消毒后中水氨氮浓度为零,反之,则随C1／N比升高逐渐降低;而当氨氮浓度相同时,中水消毒达标的主要影响因素是水中总大肠菌群的数量。     

H3PMo12O40/活性白土UV - H2O2催化氧化降解甲基橙

采用浸渍吸附法制备了H3PMo12O40/活性白土催化剂,并考察了H3 PMo12O40/活性白土对偶氮染料甲基橙的UV-H2O2降解的催化性能.实验结果表明,当H2O2加入量为0.4 mol/L、H3PMo12O40/活性白土加入量为0.30 g/L、溶液初始pH为2、反应温度为70℃、反应时间为1.0h时,甲基橙去...     

二氧化氯应用于二次供水安全消毒的静态研究

采用二氧化氯（ClO2）作为二次供水的消毒剂进行静态实验研究,考察了ClO2投加量、氨氮与CODMn浓度及pH对ClO2衰减及消毒副产物氯酸盐（ClO3^-）和亚氯酸盐（ClO2）的生成影响,并建立了ClO3-和ClO2生成浓度的经验预测模型。结果表明：前4h内,随着消毒剂初始投加浓度提高,ClO2的衰减速率增加,4h后降解则较缓慢。ClO2加入水中,立即有ClO3^-与ClO2^-生成,4h后基本达到稳定,且随着药剂投加量的增加,ClO3^-和ClO2-的生成量逐渐增大。氨氮、CODMn及pH的升高,可加速ClO2的衰减,同时可促进ClO3^-和ClO2-的生成。其中,氨氮浓度从0．085mg／L升高到0．585mg／LClO3^-与ClO2-的生成浓度分别增加了6．49μg／L和8．32μg／L;CODMn从1．13mg／L升高到3．13mg／L,ClO3^-与ClO2-的生成浓度分别增加了13．75μg／L和9．23μg／L;pH从6．49升高到8．45,ClO3^-与ClO2-的生成浓度分别增加了13．28μg／L和10．01μg／L。     

不同密度沉水植物腐解过程中水体DOM变化特征

选取白洋淀淀区的泥、水以及晒干的优势沉水植物金鱼藻、轮藻为研究对象,设置6个密度梯度模拟实验,分别于实验进行的50 d和100 d采集水样,运用紫外和荧光光谱技术研究沉水植物腐解阶段水体中溶解性有机质(DOM)的变化。结果显示,同步荧光光谱中,类蛋白峰荧光强度的变化不具规律性,类腐殖质峰荧光强度随密度的增加呈上升趋势,I2/I1的值随着密度的增加或时间的推移均逐渐增大;三维荧光光谱中,随着密度的增加,类富里酸荧光峰A和C的强度逐渐增加,而类色氨酸荧光峰T1的强度变化不大,腐解植物的密度大于3 kg/m3时各组均产生了类海洋腐殖质荧光峰B且强度随密度的增加逐渐增强,C峰的强度与水样中的COD和TP呈显著正相关;紫外光谱测定中,A253/A203的值随着密度的增加或时间的推移而逐渐增大,水体中的芳香族化合物也增多。     

紫外光促进盐酸聚苯胺催化H_2O_2氧化处理罗丹明B废水

以苯胺和过硫酸铵为主要原料合成了盐酸聚苯胺（HClPANI）催化剂,并通过FTIR、XRD、SEM和EDS对催化剂进行了表征。研究了在紫外光照下、HClPANI催化H2O2氧化处理罗丹明B染料废水工艺参数,探讨了各种因素对废水脱色效果的影响,并对催化氧化机理进行了初步探讨。结果表明,催化剂HClPANI对催化H2O2氧化处理罗丹明B具有较好的催化活性、稳定性和重复使用性能。UV-H2O2-HClPANI体系产生了明显的协同效应,在pH=3、200 mg/L的罗丹明B废水中,30%H2O2用量为1.2 mL/L、HClPANI用量1 g/L、反应温度25℃、紫外灯功率500 W、光照70 min,罗丹明B脱色率达到了98.2%。     

紫外催化湿式双氧水氧化处理化学镀铜废液

利用化学镀铜废液自身含有的铜作为催化剂,应用紫外催化湿式双氧水氧化工艺处理化学镀铜废液取得了良好效果。通过单因素实验确定的推荐工艺条件为：pH=2.0（保持原始值不变）;不额外投加铜催化剂;H₂O₂用量为2倍理论量。在此条件下处理化学镀铜废液180 min,COD去除率可达到96.6%;之后采用沉淀法回收铜,调节处理后废水pH到9.5,铜的回收率可达到99.8%。     

河流型水源地源水典型氯化消毒副产物及其前体物的强化去除工艺

以长三角某典型河流型水源地源水为研究对象,设计了传统工艺及基于凹凸棒土处理单元的6种强化工艺,对各工艺及其处理单元应用于典型氯化消毒副产物(三卤甲烷和卤乙酸)及其前体物控制的技术和经济可行性进行了系统分析。结果表明,预O3+凹土强化混凝+O3-GAC强化的工艺对上述2种消毒副产物及其前体物的控制效果最佳;在传统工艺中单纯增加O3处理也能在一定程度上提高其对消毒副产物前体物的去除效果;KMnO4控制消毒副产物的效果一般,但KMnO4处理可强化后续单元对消毒副产物前体物的去除效果。各工艺处理出水中三卤甲烷和卤乙酸单项指标均能达标,但传统工艺和经凹土强化混凝+GAC强化的工艺出水三卤甲烷4种化合物的实测浓度与其各自限值的比值之和均大于1.0,不能满足水质要求,必须进行强化处理。凹土强化混凝单元在6种强化工艺条件下对三卤甲烷生成潜能(THMFP)和卤乙酸生成潜能(HAAFP)的去除率较传统混凝单元平均提高15.99%和4.92%;各强化工艺对THMFP和HAAFP的去除率较传统工艺均提高20%以上(除凹土强化混凝+GAC强化的工艺外),消毒副产物产生量降低40%以上,工艺成本降低20%以上。     

避光处理对污水紫外线消毒后大肠杆菌光复活的影响研究

以大肠杆菌为受试菌种,研究了避光处理对紫外线消毒后三级出水中细菌光复活的影响.将紫外线消毒后的水样避光放置一定时间后再置于光复活条件下,研究了大肠杆菌的复活特性.结果表明,避光放置6h以内,见光后大肠杆菌的光复活能力即刻恢复,并最终达到与非避光处理基本相同的最大复活值;5 mJ/cm2和20mJ/cm2紫外线剂量照射后,最大复活百分比分别为31.1%和0.45%,复活速率分别为1.67×104CFU·(mL·h)-1和125 CFU·(mL·h)-1.延长避光时间至24 h,5 mJ/cm2和20mJ/cm2紫外线剂量照射后的大肠杆菌见光后,最大复活百分比分别减小到10.0%和0.3%,复活速率分别减小到830CFU·(mL·h)-1和20CFU·(mL·h)-1.以上结果表明,延迟消毒后出水见光时间,只能在一定程度上推迟或削弱大肠杆菌的光复活,并不能有效保证复活受到抑制,即紫外线消毒后出水中的微生物仍然存在高的复活风险.     

南水北调中线工程总干渠河南段原水中消毒副产物前体物变化规律

以取自南水北调中线总干渠河南段沿线10个分水口门的原水为研究对象,探究了原水中有机物的相对分子质量分布和亲疏水性分布规律;并且研究了原水在氯化和氯胺化条件下消毒副产物生成潜能的变化规律.分离实验结果表明,南水北调沿程原水中的有机物以小分子和强疏水性为主,1×103区间的溶解性有机碳(DOC)所占的比例最大,质量分数约为57%,强疏水性组分的DOC含量最高,占到总量的50%左右;氯化及氯胺化消毒副产物生成潜能分析实验结果表明,氯化及氯胺化后主要生成了两种含碳消毒副产物(三氯甲烷和一溴二氯甲烷)和两种含氮消毒副产物(二氯乙腈和三氯硝基甲烷).氯化三氯甲烷生成潜能约为120μg·L-1,与氯化生成潜能相比,氯胺化三氯甲烷生成潜能减少了90%左右,一溴二氯甲烷减少了84.9%左右,生成的两种含氮消毒副产物增加了,其中二氯乙腈的生成量增加了约2.3倍,但总含氮消毒副产物生成潜能仍旧较低,均小于6μg·L-1.本研究成果可为南水北调中线工程河南段沿线城市的水厂工艺选择和优化提供有效的理论和技术支持.