光催化技术对工业循环冷却水微生物灭活实验研究_张国庆

ResearchoftheinactivationeffectonmicrobesinindustrialcirculatingcoolingwatersystemutilizingphotocatalytictechnologyZhangGuoqing1，RaoZhonghao1，WuZhongjie1，ChenYipo2，PanHuageng2（1.FacultyofMaterialandEnergy，GuangdongUniversityofTechnology，Guangzhou510006，China；2.ShundeDowellTechnologyCo.，Ltd.ofFoshan，Foshan528300，China）光催化技术对工业循环冷却水微生物灭活实验研究张国庆1，饶中浩1，吴忠杰1，陈贻波2，潘华耿2（1.广东工业大学材料与能源学院，广东广州510006；2.佛山顺德都围科技环保工程公司，广东佛山528300）［摘要］设计了UV/镍网、镍网/TiO2以及UV/镍网/TiO23种配置的光催化反应器，通过实验对比分析了3种配置下光催化反应器对大肠杆菌的灭活效果，结果表明：UV/镍网/TiO2对大肠杆菌菌体灭活率达到99.9%，明显高于灭活率分别为87.6%、60.4%的UV/镍网、镍网/TiO2。选取不同取水点，反应3h后，UV/镍网/TiO2对自然菌菌体灭活率均达到99.9%。光催化反应器对大肠杆菌和自然菌的灭活均遵循一级反应动力学。光催化反应1h后，水样中军团菌由阳性变为未检出，达到预期灭活效果。［关键词］光催化；循环冷却水；大肠杆菌；军团菌［中图分类号］O644［文献标识码］A［文章编号］1005-829X（2010）10-0056-04Abstract：Threephotocatalyticreactorswithdifferentconfigurations，UV/nickel-net，nickel-net/TiO2andUV/nickel-net/TiO2weredesignedandassembled.TheinactivationrateforColiweremeasuredusingthereactors.ResultsshowedthattheinactivationrateofUV/nickel-net/TiO2is99.9%，morethanthatoftheUV/nickel-net（87.6%）andnickel-net/TiO2（60.4%）.ByutilizingUV/nickel-net/TiO2andtreating3h，theinactivationratesfornaturalbacterialinwatersamplesgatheredatthreedifferentlocationscouldreach99.9%.PhotocatalyticreactionsbothfornaturalbacteriaandColifollowthefirstorderkineticsmodel.Legionellawerenotdetectedinsamplesafter1hreaction.Keywords：photocatalysis；circulatingcoolingwater；Coli；Legionella［基金项目］粤港关键领域重点突破项目（2007Z021）；广东省科技计划项目（2009B030500001）循环冷却水系统在运行过程中，阳光、中性pH、适宜的温度和大量的养分给细菌和藻类的繁殖提供了条件，导致这些微生物的大量繁殖、扩散，不但产生生物黏泥增加能耗、腐蚀设备，还有可能产生军团菌导致周围的空气质量下降，疾病流传，给人类健康带来严重威胁〔1-6〕。目前对循环水的处理多以化学处理为主，这在一定程度上推动了工业循环水处理技术的进一步发展〔7-8〕。提高水处理技术水平，延长设备使用寿命和设备运行周期，实现节水降耗是提高企业整体经济效益的重要途径〔9〕。近年来，一种新型工业循环冷却水处理技术———光催化氧化技术越来越受到人们的关注〔10-14〕。笔者利用紫外灯照射负载有TiO2的泡沫镍金属网，设计制造了一种高效光催化反应器。研究了光催化法处理工业循环冷却水时对自然菌与大肠杆菌以及军团菌的杀灭效果。1实验部分1.1实验材料大肠杆菌（JM109）；选择性BCYE培养基；酸缓冲液；稀释液，胰蛋白胨生理盐水溶液（TPS）0.1%吐温80+TPS组成；0.45μm滤膜；蛋白胨；牛肉膏；琼脂；丙酮、无水乙醇、NaCl、MgCO3、NaOH、HCl，均为分析纯。此外，实验过程用水均采用蒸馏水。1.2实验仪器双人单面垂直净化工作台（SW-CJ-2FD），上第30卷第10期2010年10