초음파 동화 장치 는 폐수 를 어떻게 살균 합니까?

초음파 동화 장치 는 폐수 를 어떻게 살균 합니까?

The core sterilization mechanism of ultrasonic sonochemical devices in wastewater treatment is to utilize the sonochemical effect induced by ultrasound (especially the cavitation effect and its derived physical and chemical reactions) to disrupt microbial structures and inactivate their functions through multiple synergistic mechanisms전통적인 초음파 동화 장치와 비교하면 소노케미컬 장치는 초음파와 화학 프로세스의 결합을 강조합니다.더 높은 살균 효율과 적용 가능성구체적인 메커니즘은 다음과 같습니다.

1. 캐비테이션 효과의 핵심 운전 역할
초음파 소노케미컬 장치에서 방출되는 고주파 음파 (일반적으로 20kHz에서 1MHz) 가 물을 통해 전파되면액체의 주기적인 진동으로 인해 수많은 작은 "구덩이 거품" (가스 또는 증기를 포함 한 거품) 이 생성 됩니다이 거품들은 압력 변동 아래 급속히 팽창하고 그 다음 격렬하게 붕괴 (공구화) 하여 살균의 기초를 형성한다.

기계적 파괴: The intense shock waves (pressures reaching thousands of atmospheres) and high-speed microjets (speeds exceeding 100m/s) released instantly by the collapse of cavitation bubbles directly impact the cell membranes예를 들어 박테리아의 펩티도글리칸 세포벽이 뚫리면세포내 물질이 누출; 바이러스의 단백질 캡시드가 찢어지면 유전자 물질 (DNA/RNA) 이 노출되고 비활성화됩니다.

지역 극한 환경: 캐비테이션 거품이 붕괴되면 즉각적인 고온 (5000K, 약 4727°C) 과 고압 (천만 대기) 을 생성합니다.미생물을 직접 "소화"하거나 생물 분자를 손상시키는 데 충분합니다 (프로테인 불순화 및 핵산 사슬 파열 등)2. 소노케미컬 과정에 의해 생성되는 활성 종의 산화 효과

동굴화 거품 붕괴의 극단적인 조건은 물 속의 분자의 분해와 반응을 유발하여 많은 양의 고산화 활성 종을 생성합니다.이것은 소노케미컬 살균의 핵심 화학 메커니즘입니다.:

수산화 라디칼 (OH): 수소 분자는 높은 온도와 압력 하에서 분해되어 OH (오존과 염소보다 강한 2.8V의 적산화 잠재력) 을 생성합니다.:
미생물 세포막의 지방을 산화 (부포되지 않은 지방산과 같이) 하여 세포막의 투과성과 무결성을 파괴합니다.
세포 내의 단백질 (아미노산 구조를 파괴) 및 핵산 (DNA/RNA 연쇄를 깨) 를 공격하여 효소 활동과 유전 정보 전달을 억제합니다.
다른 활성 종: 물에 용해된 산소 또는 산화 물질 (H2O2 또는 오존과 같은) 이 존재하면 캐비테이션 효과는 OH2− (초산화 아니온) 및 H2O2의 생성을 촉진합니다.산화성 살균 효과를 시너지적으로 강화합니다..

3증강된 소노케미컬 시너지 효과
소노케미컬 장치의 살균 효율은 종종 시너지 효과를 통해 향상됩니다. 이는 전통적인 초음파 장치에 대한 핵심 장점입니다.

화학 물질과의 시너지: 초음파는 산화 물질 (H2O2 및 ClO2와 같은) 의 분해를 향상시키고 더 활성 종의 생산을 촉진합니다.H2O2는 초음파에서 OH로 더 쉽게 분해됩니다.)또한 초음파의 기계적 작용은 미생물막을 더 쉽게 침투하여 산화 효율을 향상시키는 것을 허용합니다.
물리적인 방법과 시너지: 예를 들어, 자외선 (UV) 방사선과 결합하면 초음파는 미생물 구조를 파괴합니다.자외선 복사가 더 쉽게 침투하여 핵산을 손상시킬 수 있도록자기장과 결합하면 동굴화 효과를 향상시키고 지역 에너지 밀도를 높일 수 있습니다.

4- 다양한 미생물의 목표적 비활성화
박테리아: 세포벽 (펩티도글리칸층) 과 세포막은 기계적 충격으로 손상되며 OH는 세포막 단백질을 산화시키고,세포내 물질의 누출과 대사 장애로 이어지는.
바이러스: 단백질 캡시드가 찢어지고 내부 핵산 (DNA/RNA) 은 높은 온도 또는 OH에 의해 파괴되어 감염이 불가능해집니다.세포벽 과 염분 성분 들 이 파괴 된다, 엽록소는 분해되고 OH는 신진 대사 효소를 산화시켜 광합성과 번식을 억제합니다.
약물 내성 미생물: 전통적인 살균 (예를 들어, 염소) 에 내성 미생물 (예를 들어,Cryptosporidium) 는 여전히 초음파의 비특정적인 물리적 파괴로 인해 효과적으로 비활성화 될 수 있습니다..
요약
초음파 소노케미컬 장비는 동굴화, 물리적 비활성화,그리고 활성 종의 화학 산화, 다른 기술에서 시너지 효과와 결합. 그것의 핵심 원칙은 물리적 충격과 화학 산화로 초음파 에너지를 변환합니다. 그것은 제로 2차 오염을 제공합니다.광대 스펙트럼 효율성특히 소독 부산물에 민감한 응용 프로그램 또는 복잡한 폐수 처리 (예를 들어,약물 내성 박테리아 또는 높은 흐름을 포함하는 폐수).

IV. 전통적인 살균 기술에 대한 비교 장점
클로린 살균 및 자외선 살균과 같은 전통적인 방법과 비교하면 초음파 동화 살균은 다음과 같은 장점을 제공합니다.

2차 오염 없이: 화학 물질 (클로린 등) 이 필요 없고, 살균 부산물 (클로로폼 등 암 발생 물질) 의 생산도 피할 수 있다.

폭넓은 스펙트럼: 박테리아, 바이러스, 곰팡이 및 조류에 대한 효과, 특히 클로린 내성 미생물 (크립토스포리디움 및 기아르디아와 같은) 에 대한 효과.

시너지: 다른 기술 (오존 및 H2O2와 같은) 과 결합하여 동굴화 및 자유 라디칼 발생을 강화하여 살균 효율을 향상시킬 수 있습니다.

요약: 초음파 균일화 는 캐비테이션, 극한 열과 압력으로 생성되는 기계적 충격의 세 가지 효과를 이용합니다.그리고 자유 라디칼 산화로 미생물의 구조와 기능을 물리적이고 화학적으로 파괴합니다., 매우 효과적인 살균을 달성. 그것의 핵심 원칙은 미생물에 대한 파괴력으로 초음파 에너지를 변환하는 것입니다.이것은 소독 부산물에 민감하거나 비활성화하기가 어려운 미생물을 포함하는 폐수 처리 응용 프로그램에 특히 적합합니다..