给水管网终端自来水消毒的低压脉冲电场技术研究

摘要

随着水环境污染愈加严重，自来水中的病原微生物已经成为引发疾病和危害人类健康的重要原因。现有的水厂消毒工艺难以保证理想的消毒效果，自来水经过给水管网的长距离输送，水中的微生物能够在管网中再生和繁殖，从而导致给水管网终端的出水水质下降。因此，开发应用于给水管网终端的水消毒技术来提升水质尤为重要。
　　脉冲电场作为一种无毒副产物、能耗小、效果好的新型非热消毒技术。本文开展了将低压脉冲电场技术应用于给水管网终端自来水消毒的研究。设计了小型脉冲电场处理室，缩小电极间距至250μm以降低所需电压。通过检测细菌灭活率、处理前后的水质及电极腐蚀程度，来评价低压脉冲电场技术的消毒效果及安全性。
　　首先，设计了由紫铜(阳极)、不锈钢(阴极)、聚四氟乙烯(Teflon)绝缘涂层构成的脉冲电极。以大肠杆菌为实验对象，测试表明：在200 V电压下，经过15min脉冲电场处理，灭菌率达到82%，电极对水质无明显影响，绝缘层覆盖完好。
　　随后，本文设计了同轴微间隙连续处理室。在电极间加入微滤膜能将细菌截留在处理室内，增加脉冲电场对细菌的处理时间。以大肠杆菌为实验对象，测试表明：在电压200V、流量1L/min、处理时间10 min的条件下，脉冲电场灭菌率达到99%，微滤膜的过滤效果达到90%，同时对水质无明显影响。
　　最后，在医院对脉冲电场处理室进行实地测试，以自来水中的细菌总数为实验对象。测试表明：在电压200V、流量1L/min、处理时间10min的条件下，微滤膜可以过滤自来水中90%的细菌，脉冲电场灭菌率达到90%，同时出水水质满足《饮用净水水质标准》。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1研究背景

1.2给水系统中的病原微生物

1.3给水系统中微生物的成因

1.4给水管网终端净水技术应用现状

1.5脉冲电场技术研究现状

1.6 本文研究目的与主要内容

第二章 脉冲电场电极设计与测试

2.1电极设计

2.2细菌实验

2.3水质检测

2.4 电极性能测试

2.5本章小结

第三章 实验室脉冲电场处理室设计与测试

3.1 脉冲电场处理室简介

3.2 脉冲电场处理室的设计

3.3 膜滤效果和脉冲电场杀菌测试

3.4结果与讨论

3.5本章小结

第四章 医院实地测试

4.1简介

4.2直接测试

4.3 间接测试

4.4本章小结

第五章 结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

攻读学位期间所取得的成果

致谢