电化学法用于再生水消毒的研究

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1、电化学法用于再生水消毒的研究(申请清华大学工学硕士学位论文)培养单位：环境学院学科：环境科学与工程研究生：赵树理指导教师：席劲瑛副研究员二○一五年六月StudyonreclaimedwaterdisinfectionbyelectrochemicalmethodThesisSubmittedtoTsinghuaUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofMasterOfScienceinEnvironmentalScienceandEngineeringbyZhaoShuliThesisSu

2、pervisor:AssociateProfessorXiJinyingJune,2015摘要摘要近年来，由于全球水资源的短缺，污水的再生利用越来越受到重视，而再生水消毒对于确保再生水安全利用具有重要意义。在水的各种消毒处理工艺中，电化学法具有效率高、成本低、环境友好、操作简便等优点。本论文研究了电化学法用于再生水消毒的特性。通过研究水中大肠杆菌的消毒效果，优化了装置参数，掌握了操作条件的影响。在此基础上，进一步用配水和实际再生水研究了电化学法对水中典型细菌、总异养菌及抗生素抗性菌的灭活特性与细菌复活特性。通过研究得到以下主要结论。电化学装置阳极采用钌铱涂层钛电极板

3、、且极板间距为50mm时，相同能耗下对大肠杆菌的灭活效果最好。在pH值为5~9、水温10~30℃、NaCl浓度为0.01%~0.1%条件下，电化学消毒法对大肠杆菌的灭活率与pH负相关，而与水温和浓度正相关。电化学法对水中普通大肠杆菌、抗性大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌的灭活能力依次降低。在0.05%NaCl浓度下，20V电压下消毒30s，电化学法对枯草芽孢杆菌的对数灭活率可达到3-log以上。消毒后存活的抗性大肠杆菌对四环素、青霉素、氯霉素的抗性，随消毒时间延长呈先下降后上升的规律。对实际污水厂二级出水的消毒试验表明，在25V、100s的消毒条件下，电化学法

4、对水中总异养菌的对数灭活率可达到4-log，产生余氯为2.5mg/L，消毒后消除余氯会显著降低细菌灭活率。电化学法对青霉素抗性菌的灭活能力显著优于总异养菌，对氨苄青霉素和利福平抗性菌的灭活能力与总异养菌相近，而对氯霉素和四环素抗性菌的灭活能力显著低于总异养菌。消毒后存活的抗生素抗性菌占总异养菌的比例一般不超过15%。电化学消毒50s和100s后，污水厂二级出水放置3d后水中细菌经复活与再生长可接近消毒前的水平。复活后抗生素抗性菌占总异养菌的比例与消毒前相比没有显著差别。关键词：电化学消毒；再生水；抗生素抗性；复活IAbstractAbstractInrecentye

5、ars,duetotheglobalshortageofrecycledwater,reuseofwastewaterisgainingincreasingattention,andthedisinfectionofreclaimedwaterisimportantforthesafeuseofreclaimedwater.Asan"environmentallyfriendlytechnology",electrochemicaltechnologyisgainingincreasingattentionbecauseofitshighefficiency,low

6、costandsimpleconfigurationinwaterdisinfectionprocess.Inthistheisis,thecharacteristicsandoptimizationofelectrochemicaldisinfectionmethodforreclaimedwaterarestudied.BystudyingE.coliinwaterdisinfection,weoptimizeddeviceparameters,andgrasptheimpactofoperatingconditions.Onthisbasis,westudyt

7、hedisinfectionofE.coli,Staphylococcusaureus,Bacillussubtilisbyelectrochemical,thenweinvestigatedthedisinfectionoftotalheterotrophicbacteriaandantibiotic-resistantbacteriainreclaimedwater,anddetectingthereactivationofmicroorganism.Bythisstudying,wegetthefollowingconclusions.Thetitaniu