電化學(xué)技術(shù)控制生物膜和軍團(tuán)菌的機(jī)理研究.pdf

1、近些年，我國(guó)城市發(fā)展日新月異，現(xiàn)代化設(shè)施在給人們帶來(lái)舒適的同時(shí)，也為軍團(tuán)菌的孳生創(chuàng)造了有利條件，人們接觸軍團(tuán)菌的機(jī)會(huì)越來(lái)越多。軍團(tuán)菌與水的關(guān)系非常密切?，F(xiàn)在人們逐漸認(rèn)識(shí)到軍團(tuán)病的發(fā)作不僅僅是空調(diào)系統(tǒng)問(wèn)題，而且是一個(gè)供水問(wèn)題，當(dāng)與人類生活密切的水源系統(tǒng)一旦被該菌污染，便有可能會(huì)引起軍團(tuán)病的散發(fā)和爆發(fā)流行。 常用的軍團(tuán)菌控制方法諸如氯消毒、銅和銀的正離子消毒、臭氧消毒、紫外線(UV)消毒等方法都存在各種各樣的缺陷，除各自方法本身特點(diǎn)

2、原因外，另一主要原因就是由于軍團(tuán)菌易寄生在水生細(xì)菌、原生動(dòng)物、生物膜的特性所造成的。電化學(xué)技術(shù)是一種新型的水處理技術(shù)。近年來(lái)，電化學(xué)技術(shù)用于水處理消毒取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，該技術(shù)的應(yīng)用也逐步涉及到多個(gè)領(lǐng)域。研究表明電化學(xué)技術(shù)的多種殺菌機(jī)制可以有效控制生物膜的形成，而且具有持續(xù)殺菌的作用。實(shí)踐也表明該技術(shù)用于水處理殺菌、消毒是經(jīng)濟(jì)高效的。 本課題將電化學(xué)殺菌、消毒技術(shù)用于軍團(tuán)菌的控制，將為目前亟待解決的軍團(tuán)菌控制問(wèn)題開(kāi)辟了新途徑。此外

3、對(duì)該技術(shù)殺滅軍團(tuán)菌機(jī)理方面的初步研究及探討其作用規(guī)律，也將為在生產(chǎn)實(shí)踐中推廣和合理應(yīng)用該類裝置提供理論依據(jù)。 本論文從生物膜和軍團(tuán)菌微觀結(jié)構(gòu)兩個(gè)角度，對(duì)運(yùn)用電化學(xué)技術(shù)控制軍團(tuán)菌進(jìn)行了研究，研究思路如下： 一、軍團(tuán)菌具有可存活在生物膜內(nèi)的生長(zhǎng)特性，使其可處在生物膜的保護(hù)作用下，從而導(dǎo)致傳統(tǒng)的殺菌消毒措施往往不能取得理想的效果。因而，首先從環(huán)境因素角度考察，研究電化學(xué)殺菌、消毒技術(shù)對(duì)生物膜和總菌的控制。 二、從微觀學(xué)

4、角度出發(fā)，實(shí)驗(yàn)采用電化學(xué)方法、加氯消毒、Fenton試劑消毒三種不同的方法，作用于含有初始軍團(tuán)菌濃度為N0的純菌水樣，在各自的反應(yīng)條件下，作用一段時(shí)間后測(cè)其殺菌率，并利用掃描電鏡來(lái)觀察經(jīng)過(guò)不同方法處理后，軍團(tuán)菌細(xì)胞表面結(jié)構(gòu)的變化。 由上研究得出如下結(jié)論： 1、電化學(xué)方法對(duì)于控制模擬循環(huán)水系統(tǒng)中生物膜和總菌均具有較理想的效果： a)在不同電流密度條件下，處理72h后，生物膜去除效率分別為η=42.7％(5mA/cm

5、2)與η=76.05％(20mA/cm2)。 b)通電處理過(guò)程中，每天測(cè)系統(tǒng)內(nèi)細(xì)菌總數(shù)，發(fā)現(xiàn)細(xì)菌總數(shù)不斷減少，處理72h時(shí)，細(xì)菌總數(shù)減少到25個(gè)/ml。與此同時(shí)測(cè)得空白對(duì)照組在處理過(guò)程中，細(xì)菌總數(shù)則是不斷增加，表現(xiàn)出相反的變化趨勢(shì)。 2、通過(guò)軍團(tuán)菌微觀表面結(jié)構(gòu)觀察發(fā)現(xiàn)，電化學(xué)消毒結(jié)果與加氯消毒結(jié)果明顯不同，而與Fenton試劑消毒結(jié)果相似。由此，表明電化學(xué)方法對(duì)于軍團(tuán)菌的控制，其機(jī)理是與單純加氯消毒不同的，在通電的過(guò)程中