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《大连理工大学》 2010年
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液体电极沿面放电等离子体灭活大肠杆菌的研究

王天威  
【摘要】: 饮用水安全问题引起人们的广泛重视。传统的水体灭菌方法尽管在处理溶液上显示出较为理想的效果,仍存在一定问题,如易产生有毒有害的副产物并引起二次污染、需进行后续处理,费用较高、时间较长等。针对以上问题,本文研究了一种使待处理溶液既作接地电极又作冷却水的气相沿面放电反应器,将气相放电产生的活性粒子在载气的带动下通过曝气装置直接喷射到溶液中,作用于细菌,具有处理效率高、不产生二次污染、无选择性等优点。研究了反应器对大肠杆菌的菌悬液的灭活效果及其影响因素,探讨了大肠杆菌的灭活机理。 论文考察了液体电极沿面放电灭活大肠杆菌过程中影响大肠杆菌灭活效果的电气参数和溶液参数。结果是提高电压,大肠杆菌的灭活效果提高,从能量利用率的角度考虑,实验合适的电压为6 kV;气、液相臭氧浓度随曝气量的增加逐渐下降,臭氧总量随曝气量的增加而略增加,曝气量为4.5 L min-1时大肠杆菌的灭活效果最佳;灭活效果随着放电时间的增加而显著提高;初始含菌量的增加会使单位体积所含菌体数目增多,提高细菌的灭活效果;弱碱性条件有利于大肠杆菌的灭活。通过对大肠杆菌与金黄色葡萄球菌混合的菌悬液进行灭活处理,表明本系统为无差别杀菌。在电压6 kV,频率7 kHz,曝气量4.5 L min-1,放电处理5 min时,可将pH值为7的初始含菌量为107 CFU mL-1的500 mL大肠杆菌菌悬液全部灭活。 探讨了放电灭活大肠杆菌的机理。放电处理前后扫描电镜图和溶液中蛋白质浓度的变化,表明放电处理并未对大肠杆菌的表面结构产生大量破坏。从沿面放电系统产生的热量、过氧化氢、臭氧、紫外线和羟基自由基等几个方面,对其灭菌作用进行规律分析,发现臭氧对大肠杆菌的灭活起主要作用;放电过程中产生的H2O2和紫外线也参与了大肠杆菌的灭活;通过添加羟基自由基捕获剂正丁醇对大肠杆菌灭活效果的影响,表明羟基自由基对大肠杆菌的灭活起一定作用,主要是由放电产生的臭氧分解得到的;而热量对大肠杆菌的灭活效果基本无影响。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:R123.1

【引证文献】
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