城市污水病原菌紫外线灭活及其复活研究.pdf

摘 要 水是生命之源,污水再生利用是解决我国水资源短缺问题、缓解污水排放 对环境压力的有效措施。消毒是污水再生利用安全的首要保障。紫外线消毒技 术由于其高效广谱灭菌、尚未发现有毒有害消毒副产物、操作简单以及操作运 行费用低等优点逐渐取代常规氯消毒技术而成为新的消毒趋势。但紫外线消毒 缺乏持续消毒能力,经紫外线消毒出水存在微生物的复活现象,从而降低了消 毒效率,成为该技术推广的限制因素。本文的目的是通过研究典型城市污水处 理工艺出水的紫外线消毒情况、病原微生物的复活和生长特性,探索提供合理 的复活控制策略,为再生水安全技术体系的建立提供理论依据。 本文以普通大肠杆菌、粪大肠杆菌、枯草芽孢等纯培养菌种以及污水中的 一般细菌、大肠菌群和粪大肠菌群为对象,利用低压紫外平行光仪研究了低压 紫外线对病原指示菌的灭活及其复活特性。研究发现紫外线可以有效地杀灭大 肠杆菌、粪大肠杆菌、枯草芽孢和污水中的指示微生物如细菌总数、大肠菌群 和粪大肠菌群等,为出水微生物达标提供保障。 研究发现光复活程度与紫外线照射剂量成负相关,与复活光照时间成正相 2 2 关,紫外线照射剂量起主导作用。紫外线剂量从 5 mJ/cm 增加到 40 mJ/cm ,大 5 -1 肠杆菌的昀大复活值从 10 CFU/mL降到 10 CFU/mL,复活速率由 3.6 h 降为 -4 -1 3.0×10 h 。研究得到光复活潜能预测模型及关键参数值,可用来预测昀大复活 值,并指导紫外线消毒剂量的设计。 通过物理和化学方法从降低复活初始值、延长复活启动期和抑制复活过程 2 三个手段研究了控制光复活的措施。提高紫外线剂量至 80 mJ/cm 可抑制大肠杆 -4 -4 菌和粪大肠杆菌光复活 24 h后的光复活率分别为 6.1×10 %和 8.3×10 %。延迟 -4 见光 24 h 可抑制大肠杆菌及粪大肠杆菌光复活率分别为 0.3%和 4.0×10 %。3 mg/L过氧乙酸(PAA)在紫外线照射下产生羟基自由基强化前期消毒效果,将 -4 大肠杆菌的光复活率控制在 10 %以下。氯联合消毒(昀低加氯量为 3 mg/L) 可控制大肠杆菌光复活 24 h内不发生。UV/氯和 PAA/UV为值得推荐的消毒方 式。 关键词:污水;紫外线;消毒;光复活;控制;大肠杆菌 IAbstract Water is the source of life .Wastewater reclamation is becoming an important way to solve the problem of water shortage, as well as eliminating of water pollution caused by wastewater discharge. Disinfection ensures safety of wastewater reclamation. Ultraviolet UV disinfection becomes an alternative to chlorine disinfection, because of high-efficiency and wide-spectrum inactivation, non identified toxic disinfection by products, easy and safe operation,and low costHowever, reactivation, including photoreactivation and dark repair, shows up as the obstacle to popularization of UV disinfection. Thus, the objective of this study is to evaluate safety of UV disinfection of reclaimed wastewater, including disinfection efficiency, the following reactivation and the possible measures to control photoreactivationEscherichia coli E. coli, fecal coliform and Bacillus subtilis were used as tested microorganisms, total coliform, total fecal coliform and total bacterial number were used as indicators. L