饮用水处理过程中超声灭菌的实验研究

为了人们的饮水卫生与安全，水源水在被饮用之前要经过一系列的处理过程，其中消毒灭菌是必不可少的措施之一。从漂白粉问世到现在世界各国普遍采用氯来消毒，氯在控制传染病方面取得了无可非议的成效。然而，人们的进一步研究发现氯消毒后的水中有大量的“三致”副产物，这对人们的健康又构成了新的威胁。并且，随着现代工农业的迅猛发展，水源水质不断恶化，越来越多的有机物进入水源水体，相当多的水源水体呈现微污染状态，氯消毒的化学安全性已难以得到保证。另外，有些病原微生物具有变异功能，能形成菌落或孢子，对氯消毒具有很大的抵抗力而难以被灭活。这就迫使人们寻求新的更安全更优越的消毒灭菌方法。 近年来，随着对超声研究的深入，有些学者开始探讨把超声技术应用到饮用水的处理过程中，并从不同角度进行了研究，发现如果把超声和其它杀菌工艺联合起来，灭菌效果会更好。但资料显示目前对超声灭菌的研究还比较零散，还没有找到超声灭菌的有实用价值的规律，超声与其它工艺的联合灭菌作用也尚处于探索之中。因此，对于超声灭菌还需大量的研究、探索工作。 本文通过实验对超声灭菌进行了初步的探讨，主要做了以下几方面的工作： (1)设计加工了超声菌液处理槽，并基于瓦特计测量原理对其有效声功率和电声效率以及控温情况进行了测量与实验，发现此处理系统能有效地把温度控制在理想范围内，几个不同频率处理系统的电声效率具有一定差异，较低频率的两个系统电声效率较大且随电功率的变化其电声效率数值较稳定；较高频率的两个系统电声效率随电功率的增大变化较大。 (2)分别在20.100kHz和31.560kHz的频率下，实验了灭菌率随电功率的变化情况，发现较小功率时，菌落数既有下降也有上升，说明超声具有灭菌和分散细菌团的双重作用，之后随电功率的增大灭菌率上升，但当功率达到一定数值后，灭菌率又出现下降现象。这说明超声灭菌并不是功率越大越好，而是存在一个最佳值。 (3)在相同的声功率下，测量了不同频率对灭菌率的影响，实验结果为对于实验所用的几个频率，灭菌率随频率的升高而增大。 (4)在29.500kHz频率下，对灭菌率随时间的变化关系进行了检测，结果显