超声波灭活水中微生物试验研究

为了探讨超声波灭菌作用机制,进一步为超声波用于净水厂污泥无害化处理提供技术支持,试验采用实验室模拟水样,研究了超声功率(250~1 500 W)、频率(25 k Hz和40 k Hz)对大肠菌群灭活效果、超声空化强度和羟基自由基产量的影响.结果表明:相同时间和频率下,在超声功率为250~1 500 W时,大肠菌群灭活率随着功率的增大先逐渐上升,达到1 250 W后,灭活效果变化不明显;相同时间和功率条件下,40 k Hz灭活效果优于25 k Hz.超声空化强度和羟基自由基的产量与灭活率规律相似,超声灭活率随着超声过程中超声空化强度和羟基自由基产量的增大而增大.通过投加自由基掩蔽剂碳酸氢钠(Na HCO3)掩蔽自由基氧化作用判定羟基自由基在超声灭菌过程中的确产生了灭活作用,但作用比较弱.     

单频和双频复合超声对水溶液中腐殖酸的降解

针对模拟水样中的腐殖酸,采用静态实验研究了在低声能密度0.028 W·ml-1条件下,单频超声(68、80、100、125和160 kHz)和双频复合超声(X-Y轴轴向正交超声:80/125 kHz和80/160 kHz;X-X轴轴向平行超声:68/100 kHz和125/160 kHz)在不同时间下对溶解性有机碳(DOC)和三卤甲烷前体物(THMFP)的去除效果。结果表明:在同一声能密度下,低频(68和80 kHz)对DOC和THMFP的去除效果比高频(100、125和160 kHz)下的去除效果好,双频复合超声的去除效果均优于单频超声,且X-Y轴轴向正交超声降解效能均优于X-X轴轴向平行超声。双频复合超声的X-Y轴轴向正交组合80/160 kHz超声25 min去除效果最好,其中DOC和THMFP去除率分别可达到32.6%和66.6%。     

超声波作用条件对微生物灭活效能的影响

实验室配制含微生物水样,考察超声波频率、声能密度、超声时间和工作方式对微生物灭活效能的影响。结果表明,声能密度对超声灭活微生物的影响取决于超声对微生物的作用机制,随声能密度的增加,对细菌总数、总大肠菌群和粪大肠菌群灭活率均呈现先增加后减小再增加的变化趋势;40kHz频率超声对微生物灭活效果好于25kHz;随着超声时间的延长,细菌总数、总大肠菌群和粪大肠菌群灭活率随之增加。相比连续超声作用,一定条件的脉冲超声工作方式具有更好的灭活效果。选择适当的超声频率、声能密度、作用时间和工作方式更有利于超声灭活致病微生物,且能避免了能量的浪费。     

污泥回流比对絮体破碎再絮凝及沉后水水质的影响

采用铁盐污泥回流处理低浊、微污染原水,研究了不同污泥回流比对絮体破碎再絮凝特性和沉后水水质的影响。结果表明:与无污泥回流工艺相比,回流2%~10%的污泥可使絮体的絮凝指数(FI值)大幅提高,但不同回流比条件下的FI值差别不显著;污泥回流使絮体的抗破碎能力有所提高,但破碎后絮体的再絮凝能力明显下降;絮体的成长速率和强度因子随着回流比的增大而逐渐提高,而恢复因子却逐渐降低。另外,回流2%~8%的铁盐污泥能够显著提高对浊度和有机物的去除率,且浊度去除率与絮体恢复因子有较好的相关性。     

单频和双频复合超声对水溶液中腐殖酸的降解

针对模拟水样中的腐殖酸,采用静态实验研究了在低声能密度0.028 W·ml^-1条件下,单频超声（68、80、100、125和160 kHz）和双频复合超声（X-Y轴轴向正交超声：80/125 kHz和80/160 kHz;X-X轴轴向平行超声：68/100 kHz和125/160 kHz）在不同时间下对溶解性有机碳（DOC）和三卤甲烷前体物（THMFP）的去除效果。结果表明：在同一声能密度下,低频（68和80 kHz）对DOC和THMFP的去除效果比高频（100、125和160 kHz）下的去除效果好,双频复合超声的去除效果均优于单频超声,且X-Y轴轴向正交超声降解效能均优于X-X轴轴向平行超声。双频复合超声的X-Y轴轴向正交组合80/160 kHz超声25 min去除效果最好,其中DOC和THMFP去除率分别可达到32.6%和66.6%。