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高压脉冲技术在液体消毒灭菌方面的应用可分为脉冲电场与低温等离子体,具有高效、快速、广普、无二次污染等优势,是有广泛应用前景的高效快速的液体非热灭菌技术。本文采用自制的脉冲电场/低温等离子体水处理反应器,以大肠杆菌和白色念珠菌为研究对象,初步探索了各种反应参数对脉冲电场/低温等离子体灭菌效率和能量效率的影响,为进一步优化脉冲电场/脉冲等离子体灭菌工艺提供一定的参考依据。脉冲电场灭菌工艺采用体积500 mL的圆筒式反应器,平均脉冲场强为3-12kV/cm,脉冲频率可高达20000 Hz。最佳高压电极结构为6层均匀分布直径为40 mm的网电极。随着电极间距的减小和脉冲宽度的增大,脉冲电场的杀菌效率和能量效率均提高。随着电导率的增大,杀菌效率先增大后减小,当电导率为50 μS/cm时,取得最佳杀菌效果。脉冲电场处理3 min,细胞密度可下降2.1个对数,脉冲电场灭菌的能量效率与峰值电压和脉冲频率无关,主要取决于注入反应器的能量密度。细菌初始密度为104-106 cfu/mL时,初始密度对脉冲电场灭菌效率的影响较小。当初始密度较低时,脉冲电场的灭菌效率随细菌初始密度的降低而提高。细菌初始密度低于1250 cfu/mL时,经过144000个脉冲处理后,灭菌率达到100%。脉冲电场处理过程中水温均小于40-C,实现了非热灭菌。低温等离子体工艺采用了与脉冲电场工艺类似的反应器但不同的电气参数。脉冲等离子体的灭菌效率随脉冲峰值电压、储能电容的增大和处理时间的延长而提高。当储能电容增大到5.2 nF时,经等离子体处理5 min,大肠杆菌的杀菌效率为100%。水的电导率在1.5 μS/cm-50 μS/cm之间时,杀菌效率与电导率无关。当电导率在50 μS/cm-200 μS/cm时,杀菌效率随电导率增加开始缓慢下降。当曝气量从1L/min增大到8 L/min时,细胞密度下降对数随曝气量的增大先增加后降低,曝气量为3.5 L/min时,杀菌效率最佳。在相同的操作条件下,等离子体处理5 min后大肠杆菌和白色念珠菌的细胞密度下降对数分别为3.2和2.2。细菌初始密度为104-107 cfu/mL时,初始细胞密度对杀菌效率影响不大,放电处理5min,细胞密度均降低3.2个对数左右。透射电镜结果显示,等离子体处理之后细胞内部遭到破坏。