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低压直流式电化学消毒法是现场制备消毒剂的一种水处理技术。目前对于电化学消毒法的消毒机理还没有统一的认识,因此限制了该技术在水处理领域的应用。该论文的目的是对电化学消毒法的消毒机理进行研究,并探讨在实际水处理应用中该技术可能的应用范围。
该论文的主要研究内容包括:电化学消毒法影响因素的研究;研究了电场、电解产生的氯消毒剂在电化学消毒体系中的作用以及体系中羟基自由基的测定;对细胞形态进行了研究,比较电化学法和氯消毒法对细胞形态的影响;电化学消毒法处理实际生产、生活用水的应用研究。
上述研究得到以下主要结论:
电化学消毒法具有良好的消毒效果,当水中氯离子浓度为600mg/L,停留时间为15s时,杀菌率可达到99.9%,耗电量为0.015kWh/m3。影响电化学消毒法消毒效果的因素众多,其中水中氯离子浓度、电流密度和停留时间对杀菌率的影响较大。电化学消毒体系中,电场的杀菌作用比较微弱;电解产氯起着主要的杀菌作用;消毒效果相同时,电化学消毒的Ct值比氯消毒低1-2个数量级,表明电化学消毒体系中除电解产生的氯消毒剂之外,还存在对有害微生物具有杀灭作用的其它强氧化性物质。采用自旋捕捉-电子自旋共振技术和化学探针法在电化学消毒体系中检测到羟基自由基的存在,实验条件下的浓度约为10-15mol/L。扫描电镜、透射电镜观察与荧光显微镜计数的研究结果表明,电化学消毒体系中发生细胞解体现象。与氯消毒法处理后的细胞形态有很大差异。在生活杂用水、高含盐油田回注水和养殖海水的电化学消毒研究表明电化学消毒法适合处理氯离子浓度较高的水;当氯离子浓度较低时,如果水质较好,悬浮物浓度较低,电化学消毒方法也同样适用。