電場(chǎng)與放電殺菌技術(shù)應(yīng)用于飲用水安全消毒的研究
摘要：使用空氣隔離-同軸降膜反應(yīng)器對(duì)飲用水進(jìn)行電場(chǎng)和放電殺菌,在輸入電壓10kV、頻率12.5kHz、處理時(shí)間50s時(shí),細(xì)菌總數(shù)分別減少了3.77和3.85個(gè)數(shù)量級(jí).研究結(jié)果表明,放電殺菌的能量利用率及殺菌效率均高于電場(chǎng)殺菌.流式細(xì)胞儀和熒光電鏡檢測(cè)發(fā)現(xiàn),電場(chǎng)和放電殺菌均對(duì)細(xì)菌蛋白質(zhì)造成損傷,且電場(chǎng)處理過的細(xì)菌存在可進(jìn)行損傷修復(fù)的亞致死細(xì)胞,而放電殺菌則不存在亞致死現(xiàn)象,表明放電殺菌具有較高的殺滅率.殺菌過程中活性自由基檢測(cè)結(jié)果表明電場(chǎng)殺菌技術(shù)不會(huì)產(chǎn)生自由基等活性物質(zhì),相比較而言電場(chǎng)殺菌具有較高的安全性.
關(guān)鍵詞：飲用水，殺菌，電場(chǎng)，放電
消毒是飲用水處理中的重要環(huán)節(jié),現(xiàn)行的飲用水消毒主要通過投加消毒劑(如氯、氯胺、二氧化氯等)來完成,這就不可避免地帶來消毒副產(chǎn)物(DBP)的問題,從而對(duì)人體健康造成潛在危害.電場(chǎng)和放電技術(shù)的發(fā)展則為飲用水安全消毒提供了新方法,電場(chǎng)對(duì)微生物細(xì)胞有穿孔效應(yīng),作為一種安全的非熱殺菌手段被廣泛用于液態(tài)食品殺菌領(lǐng)域,而放電過程會(huì)產(chǎn)生多種氧化性活性物質(zhì),對(duì)細(xì)菌的殺滅效果更加顯著.
常用的液相電場(chǎng)/放電反應(yīng)器采用液體介質(zhì)將高、低壓電極連通的模式,存在泄漏電流過大的問題.泄漏電流將電能轉(zhuǎn)換為物料的熱能,進(jìn)而造成能量損耗,不利于電壓的增加.同時(shí),電極腐蝕程度加大,不僅帶來電極損害的問題,也會(huì)影響被處理物料的品質(zhì).空氣隔離-同軸降膜電場(chǎng)/放電反應(yīng)器利用空氣層的隔離作用很好地解決了泄漏電流過大的問題.因此,本研究使用該系統(tǒng)對(duì)飲用水進(jìn)行電場(chǎng)/放電消毒,并通過對(duì)處理過程中自由基產(chǎn)生的檢測(cè),討論兩種消毒手段的安全性.同時(shí),通過流式細(xì)胞儀(FCM)和綠色熒光蛋白(GFP)的應(yīng)用對(duì)二者的殺菌機(jī)理進(jìn)行探討,以期為電場(chǎng)/放電技術(shù)用于飲用水安全消毒提供有益探索.
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