在自然水体中经常发现许多病原菌,这些病原菌会引起许多可怕的疾病,如痢疾、伤寒和霍乱。其中,大肠杆菌是引起食源性疾病的主要致病微生物之一,因此,杀菌技术应当应用于水处理过程。本文报道了单独水力空化和强化水力空化对水中大肠杆菌的杀灭作用。研究了水力空化入口压力、细菌悬浮液初始浓度和几种添加剂对不同生长阶段大肠杆菌失活的影响。同时,探讨了自由基清除剂对大肠杆菌存活率的影响。用扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察了处理前后大肠杆菌的形态学变化。在优化的实验条件下,大肠杆菌的消毒效果达到77.78%。结果表明,羟基自由基的氧化在水力空化消毒中起主要作用。在相同水力空化条件下,对数生长期的大肠杆菌比延迟生长期和稳定生长期的大肠杆菌更敏感。随后添加H2O2、K2S2O8和Na Cl O三种氧化剂,探究了其单独作用和联合水力空化作用下的消毒效果,并推测其中的协同作用。主要研究内容及结论如下:（1）通过实验研究,水力空化入口压力为3.0 bar,循环次数为5次,大肠杆菌悬液浓度为107CFU/m L且处于对数增长期时,对大肠杆菌杀灭效果最佳,达到77.78%。自由基捕获剂实验中,羟基自由基和超氧自由基是大肠杆菌杀灭过程中的主要活性物质。（2）通过SEM和TEM对消毒前后的大肠杆菌进行表征分析,探究水力空化对微生物的具体损伤部位。结果表明,水力空化过程产生的热效应和机械效应导致了一部分的细菌细胞的变形,细胞质内物质的凝聚可以归因于在液体中传播的强烈冲击波。由SEM和TEM图像观察的到的细菌细胞膜上的孔洞,也是水力空化中高速冲击波和局部高热点导致的。随着空化强度的增大,细菌长度逐渐增长,最终出现断裂现象,这可能是由于水力空化过程中产生的局部高压,压力过大使得细菌拉长,压力不匀导致细菌细胞的断裂。另外,空化过程中产生的局部热点还会对细菌细胞内的DNA和蛋白质造成不可逆损伤,从而影响大肠杆菌的后续繁殖。水力空化过程中细胞的破坏还可归因于空化过程中产生的羟基自由基和氢自由基,从而导致细胞的氧化损伤。强氧化性自由基的氧化作用对微生物的重要组成成分,如蛋白质、脂类、DNA和多糖等均有影响,羟基自由基可以攻击和氧化蛋白质成分中的双键和巯基,并产生氧化应激,对微生物产生不可逆的伤害。这会导致细菌细胞膜和遗传物质都受到损伤,遭到严重破坏,导致细菌死亡。（3）当三种氧化剂结合水力空化的消毒方法达到相同的大肠杆菌去除量时,所需时间明显短于单独的水力空化处理或单独氧化剂处理的时间。所有这些结果表明,水力空化和三种氧化剂对大肠杆菌的去除具有协同作用。H2O2、K2S2O8和Na Cl O的添加将水中的气核含量提高到一定程度,使空化变得更容易并增强了空化效果。同时,空化作用中的冲击波水射流对菌悬液中的氧化剂形成一种搅拌作用,其所造成的极端环境增强了H2O2、K2S2O8和Na Cl O与大肠杆菌的相互作用,增加了氧化剂和大肠杆菌之间的接触度,从而促进废水中大肠杆菌灭活。