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消毒是饮用水、再生水处理工艺中必不可少的环节。目前在水处理领域,氯消毒仍然占据着消毒工艺的主体位置,但是在发达国家已经出现了替代氯消毒技术。
从植物中寻找生物活性物质是目前开发新型消毒剂的重要途径之一。这些消毒剂能有效杀灭水中的有害微生物,且具有对人体健康无害、对环境无危害、广谱抑菌、使用安全方便等特点,是一种符合人类社会可持续发展理念的水处理消毒方法。植物多酚就属于此类物质。
植物多酚是一类广泛存在于植物体内的次生代谢产物,主要存在于植物的皮、木、叶、根、果和虫瘿中,且在自然界中的储量非常丰富。根据植物多酚对多种微生物的广谱抑菌作用,使其可以成为一种绿色生态环保型的水处理生物消毒剂。
本文的主要研究内容包括:①采用市售的多酚纯度较高的茶多酚、苹果多酚和葡萄多酚进行试验,讨论不同种类植物多酚对消毒效果的影响,并考察各种植物多酚的消毒持续性,从中选出最佳的植物多酚消毒剂;②试验研究不同的原水,包括水厂滤池出水、活性炭滤池出水及人工配水试验中不同细菌总数对消毒效果的影响;③确定能达到消毒效果的最佳投加量;④试验研究原水硬度和溶解性总固体对植物多酚消毒效果的影响,并测定使用植物多酚消毒剂消毒后水的硬度变化;⑤确定植物多酚作为辅助消毒剂的最佳投加量及消毒持续时间。⑥植物多酚作为再生水消毒剂的初探。
研究表明:茶多酚和葡萄多酚的消毒效果优于苹果多酚,茶多酚的可溶性及颜色又优于葡萄多酚,故茶多酚是最佳的植物多酚消毒剂,它对于人工配水水样和水厂实际生产中的待消毒水样均具有较好的消毒效果,且有一定的消毒持续性;在水厂待消毒水样茶多酚消毒试验中,待消毒原水的细菌总数、茶多酚的纯度、投加量以及接触时间是最主要的影响因素,而不同处理单元(滤池、活性炭滤池)出水对茶多酚消毒效果的影响很小;纯度为98%的茶多酚用于水厂消毒中,其最佳投加量为0.1g/L;总硬度值在低于556mg/L时和溶解性总固体值在低于900mg/L时,随着总硬度值和溶解性总固体值的升高,消毒效果逐渐减弱,出水硬度可被部分去除,此结论为以后研究地下水消毒奠定了基础;在以茶多酚作为辅助消毒剂试验中,确定了投加10mg/L的茶多酚,可维持水中剩余细菌数在3天之内(含3天)不超标,满足在较大城市中,水在配水管网停留时间较长时对细菌学指标的要求;茶多酚用于再生水时,虽有一定消毒效果,但投加量较大,接触时间较长,颜色较深,限制了其在这方面的应用。
植物多酚具有良好的环境效益,且随着对植物多酚的认识和精细化研究的不断深入,更多的多酚种类和改性多酚产品将会不断面世,其用于饮用水消毒的经济效益也将得到一定的改观。