[发明专利]用于饮用水消毒的脉冲电场

说明书

技术领域

本公开一般地涉及饮用水消毒的领域，和一种通过在浸入水中的微工程电极之间产生脉冲电场来对饮用水中的微生物进行消毒的装置。

背景技术

清洁饮用水供应被认为是我们这一代重要的公共卫生里程碑。但是，水传疾病仍然是第三大致死主因。世界卫生组织(WHO)报告称，世界范围内每年不安全饮用水引起的腹泻病导致150万儿童死亡并且导致20亿例病患(WHO腹泻病，实况报道N°330)。由于气候变化，该问题预计将变得更严重(Gleick等，2010)。最新研究表明，已建立市政饮用水处理和分配系统的富裕和发达国家也易受水传播病原体的侵害。Reynolds和Gerba表示，1971到2002年间，美国有764次文件记载的与饮用水有关的疾病爆发，导致了大约60万例病患和79例死亡(Reynolds等，2008和Reynolds等，2011)。他们估计，仅仅在美国每年就有2600万例感染和1300万例病患与污水净化厂不足、水源污染和配水系统被病原入侵导致的不安全市政用水有关。

饮用水分配系统居住着丰富的微生物群落，并且使用残留消毒剂的传统的方法通常对控制微生物生长无效(Servais等，1995，Kilb等，2003，Wingender等，2004和Berry等，2006)。从生物膜生长到水的硝化作用、腐蚀和病原体的存留，饮用水分配系统上的许多问题本质上是微生物的问题(Camper等，2004，Emtiazi等，2004，Regan等，2003和Beech等，2004)。尽管饮用水分配系统中发现的大多数微生物属于被认为无害的土著水生微生物群落(Bagh等，2004)，但是许多研究表明，饮用水生物膜能包藏对人类有害的机会病原体(Flemming等，2002，Szewzyk等，2000和LeChavallier等，1996)。事实上，已知许多水传播病原体在饮用水分配系统中存留并繁殖，并且是导致消化道、皮肤和淋巴结感染的原因。嗜肺军团菌、绿脓杆菌、气单胞菌和分支杆菌是住宅、公共建筑和医院的自来水中发现的病原体中的几种(Stojek等，2008，Armon等，1997，Moritz等，2010，Sen等，2004，Mazari-Hiriart等，2005，Kunimoto等，2003和Dailloux等，2003)。该情况随着饮用水生物膜中耐万古霉素(vanA)和β-内酰胺酶活性的抗生素耐药基因的发展式出现而加剧(Schwartz等，2003)。此外，许多细菌可转变为超微细胞(Silbaq等，2009)或者因环境压力而进入存活但非可培养的状态，这使得监视和检测变得困难(Oliver等，2005)。