板式换热器铁细菌与氧化镁混合污垢特性的实验研究

为探索微生物与颗粒混合污垢特性,实验研究了板式换热器中铁细菌、氧化镁混合污垢的生长规律。考查了温度、流速和浓度对混合污垢热阻的影响。结果表明:混合污垢热阻渐近值大于铁细菌,氧化镁污垢单一污垢热阻渐近值;混合污垢热阻渐近值在温度为30℃时达到最大;随着流速的升高,混合污垢热阻渐近值呈减少的趋势,降低铁细菌或氧化镁浓度会导致混合污垢热阻渐近值下降,且降低氧化镁浓度对混合污垢热阻渐近值影响较大。     

圆管内微生物与颗粒混合污垢特性的实验研究

为了探讨纳米氧化镁颗粒与铁细菌混合物在圆管中的污垢特性,对混合污垢与单一污垢、不同纳米氧化镁浓度、铁细菌浓度、流速下不锈钢圆管中的污垢特性进行了实验研究,采用热阻实时监测、微观结构观察、静置实验等检测手段研究了影响污垢形成的因素。结果表明:混合污垢的污垢热阻渐近值最大,其次为单一纳米氧化镁污垢,铁细菌形成的污垢渐近值最小且污垢热阻经历最长时间才达到稳定;混合污垢热阻渐近值随颗粒浓度、铁细菌浓度的增加而增加,并且增加幅度呈现变缓的趋势;结垢速率与流速有关,流速大结垢速率小,热阻小,达到稳定时间长。     

根据生长过程中溶液硫离子浓度的变化测量硫酸盐还原菌的生长曲线

硫酸盐还原菌广泛存在于土壤、海水、河水、地下管道和油气储层中。硫酸盐还原菌可将硫酸盐还原为硫化氢,腐蚀金属管线和污染环境。硫酸盐还原菌作用产生的硫化氢可在环境治理中沉淀重金属离子。硫酸盐还原菌与人类的生产或生活密切相关,研究硫酸盐还原菌的生长繁殖规律具有重要意义。生长曲线可定量反映细菌的生长繁殖的规律。常用绝迹稀释法、镜下计数法1和浊度法测量硫酸盐还原菌的生长曲线。绝迹稀释法简便、准确可靠,但工作量和试剂耗费大,花费时间长。镜下计数法简便、快速,但不易将死菌和活菌区分开。浊度法简便、快速,但同样不能将死菌和活菌区分开,还不能区分硫酸盐还原菌与水中的其它细菌（如铁细菌或腐生菌）和难以用于混浊水样。本文提出根据生长过程中溶液硫离子浓度的变化测定硫酸盐还原菌的生长曲线。本法与浊度法测量结果类似,说明方法可行。本法比绝迹稀释法简便、快速。本法不受死菌和其它细菌的干扰和可用于混浊水样,比镜下计数法和浊度法优越。     

两种计算方法下板式换热器CaSO_4污垢特性的对比

为研究板式换热器换热表面CaSO_4污垢特性,采用两种计算方法对CaSO_4在板式换热器中沉积过程进行了数值模拟.方法一:基于沉积率和剥蚀率模型对CaSO_4污垢进行数值计算,并利用板式换热器的实验台对模拟结果进行了验证.方法二:依据Kern-Seaton污垢模型,结合冯-卡门类比理论得到渐近污垢热阻随雷诺数的变化.对比两种计算方法得到的渐近污垢热阻比得知污垢热阻的渐近值曲线非常接近,且最大误差仅为2.2%.     

反硝化抑制硫酸盐还原菌活性机理及应用

根据目前油田杀灭硫酸盐还原菌的状况,提出反硝化抑制硫酸盐还原菌活性的设想.综述了反硝化抑制硫酸盐还原菌活性的机理,及其在国外油田污水处理中工程应用的效果、影响因素和存在的不足.提出在机理研究中,加强蛋白组学和环境基因组学方面的研究,特别是投加抑制物质如硝酸盐、反硝化细菌等对硫酸盐还原菌本身的基因和蛋白表达的影响,代谢途径的抑制研究,加强微生物分子生态学方法在理论研究和工程实践中的应用.同时对该机理在我国大庆油田的应用提出一些研究思路.     

硫酸盐还原过程中氢分压的平衡与调节

采用两相厌氧工艺系统的产酸相反应器处理硫酸盐废水,通过连续流试验考察硫酸盐还原过程中分子氢的产生和去路．试验结果表明：在硫酸盐还原过程中,分子氢的产生者是产酸菌(AB)、产氢产乙酸菌(HPA)和利用脂肪酸的硫酸盐还原菌(ESRB);分子氢的消费者主要是利用氢的硫酸盐还原菌(HSRB)、产酸菌、产氢产乙酸菌和硫酸盐还原菌之间生物链式的协同代谢关系是维持系统低氢分压的前提．同时,揭示出在微生物的协同作用下,种间氢转移的途径和反应体系中氢分压的平衡与调节规律．     

预测板式换热器污垢热阻的新方法

通过动态监测板式换热器冷却水污垢热阻及影响污垢热阻的松花江水水质参数（如pH值、溶解氧、铁离子、氯离子、细菌总数、浊度、电导率、化学需氧量、碱度和硬度等）变化。采用BP神经网络主成分分析、主成分回归、全要素BP神经网络三种预测方法建立板式换热器污垢热阻预测模型,选取1-15号样本为训练或回归拟合样本,16-20号样本为测试样本,并将三种方法的预测结果进行了对比。结果表明,三种方法均可对板式换热器污垢特性进行有效预测,而基于主成分分析的BP神经网络方法的预测结果误差小,优于另外两种方法。     

基于Kern-Seaton模型构建的微生物污垢模型

为了探索微生物污垢的形成过程,在Kern-Seaton污垢模型的基础上,结合生长动力学模型建立了微生物污垢模型。以不锈钢光管内铁细菌微生物污垢的实验数据为依据,进行实验验证。结果表明:所建立的微生物污垢模型的计算数据与实验数据除诱导期外,相对误差在±20%以内。     

基于底物利用水平的产酸脱硫系统生态特征

通过连续流试验和间歇式实验探讨了产酸脱硫系统中产酸菌与硫酸盐还厚菌基于底物利用水平的生态学规律．连续流试验采用完全混合式反应器,内加活性炭填料,以糖蜜为碳源,控制进水COD为3000mg／L、COD／SO4^2-=5．0和HRT=11h,结果表明,20d反应器启动成功,运行稳定期硫酸盐去除率可达95％～100％、液相末端产物以乙酸为主．间歇式实验结果表明,产酸脱硫系统中硫酸盐还原菌容易利用产酸菌的发酵产物——氢气和乙醇,乙醇被转化为乙酸．在游离污泥中产酸菌占优势地位,而载体活性炭上硫酸盐还原菌占优势地位,产酸脱硫系统实现了硫酸盐还原菌在载体上的定向富集。     

温度对黏液形成菌污垢特性的影响

为了探讨温度对黏液形成菌污垢特性的影响,对不同入口温度和不同水浴温度条件下黏液形成菌在不锈钢光管中的污垢特性进行了实验研究。结果表明:随着入口和水浴温度的升高,诱导期时间缩短,污垢热阻达到渐近值所需时间减少。在实验温度范围内,入口温度为30℃时污垢热阻渐近值最大,35℃时次之,25℃时最小。所以,污垢热阻渐近值随着水浴温度的升高而减小。     

含硫酸盐废水厌氧处理过程中底物的竞争

在含硫酸盐有机工业废水的厌氧处理过程中,硫酸盐还原菌和产甲烷菌以及产乙酸菌之间的竞争是不可避免的,值得注意的是有些硫酸盐还原菌可以和产甲烷菌或产乙酸菌构成一个有效的降解丙酸和丁酸的共生生物群.从增长动力学上看,硫酸盐还原菌在底物的竞争中占有明显的优势,但是有些因素诸如:温度,pH,以及游离态硫化氢的浓度也影响到它们之间的竞争关系.有几种硫酸盐还原菌还可以像发酵菌和产乙酸菌那样进行代谢活动.     

基于固体培养基(SCM)的镁合金的微生物腐蚀

采用固体培养基贴片法研究了镁合金的微生物腐蚀行为。利用扫描电镜(SEM)、极化曲线研究了AZ91镁合金在无菌和有硫酸盐还原菌体系中的腐蚀行为。通过形貌对比及电化学分析发现,硫酸盐还原菌加速了镁合金的腐蚀。细菌影响下的腐蚀形貌的主要特征是点蚀。细菌的代谢过程所导致的电极的阴极去极化加速了镁合金的点蚀的形成和发展。     

污垢对换热器不可逆性的影响

本文以逆、顺流换热器为例，研究了污垢对换热器不可逆性的影响，结果表明换热器的熵产生数随污垢热阻的增加而增加，即污垢的存在使换热器的可用能损失增大。     

影响硫酸盐还原菌固定化小球还原性能的研究

研究硫酸盐还原菌（SRB）固定化小球还原性能的影响因素.采用海藻酸钙包埋法来固定硫酸盐还原菌株,分析不同因素对固定化SRB小球还原硫酸盐效率的影响.实验结果表明,SRB固定化最佳时间是菌株增殖64h;最佳包埋条件为：海藻酸钠4%、菌液浓度30%、CaCl2溶液浓度4%;小球在氯化钙溶液中的最佳凝胶化时间为4 h;小球的最佳颗粒粒径为1 mm;最佳环境因素是：温度35℃、pH6.5～7.0、球液配比量1∶10.不同因素下固定化SRB小球对硫酸盐的还原效率最高可达98.76%.     

新型杀菌剂处理油田回注水实验研究

介绍了油田回注水常见的细菌类型，阐述了硫酸盐还原菌、铁细菌和腐生菌的危害机理。然后根据某采油厂转油放水站的实际水质特征，合成并复配出新型高效杀菌剂，并对该回注水样进行灭菌实验，取得了良好的试验效果。实验证明选择3种非氧化型杀菌剂进行复配比单一药剂的杀菌效果更好，发挥了协同效应。最后对该杀菌剂的特点及主要成分的特点和杀菌机理做了小结，为进一步提高杀菌效果与研究新型复配杀菌剂提出了方向。     

颗粒污垢模型在微生物污垢研究中的适用性

为了研究微生物污垢的生长过程,本文根据微生物污垢与颗粒污垢形成机理的相似性,尝试了颗粒污垢模型应用于微生物污垢的可行性。结合修正的Gompertz微生物生长动力学模型,本文将三种颗粒污垢模型应用于圆管及交叉缩放椭圆管内的铁细菌污垢。结果表明:颗粒Kern-Seaton模型的计算结果与实验结果的相对误差最小,两管内该模型的相对误差基本都在±10%之间。     

硫酸盐还原菌去除木屑中木质素和纤维素的试验

目的研究对不同木屑投加量利用硫酸盐还原菌降解木屑中木质素和纤维素去除率问题,为木质纤维素的生物降解提供新方法.方法将先期富集培养的硫酸盐还原菌污泥置于Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ4个三角瓶中,Ⅴ号三角瓶作为空白试验,分别投加5 g,10 g,15 g,20 g,10 g质量的木屑,通过静态试验测定木质纤维去除率.结果Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ号容器中木质素的去除率分别为49.32%,54.97%,57.92%,63.57%,0.07%;纤维素的去除率分别为82.18%,86.36%,89.32%,90.82%,7.33%.硫酸盐还原菌利用1 g的硫酸盐能够去除1 g的木质素.扫描电镜下观察经过硫酸盐还原菌降解后的木屑,发现木屑表面以及内部的结构均受到损伤,木质素和纤维素的结构被破坏.结论硫酸盐还原菌对木质纤维素有良好的降解作用.     

江汉油田注入水杀菌剂的筛选与应用

油田注入水中硫酸盐还原菌、铁细菌、腐生菌是危害最大的细菌,这三种细菌特性各异,相互之间还存在一定的联系。杀菌剂的选用应保证对这三种细菌有较好的杀灭作用,并辅以正确的投加方法。     

污垢对污水源热泵系统性能影响

为保证寒冷环境下污水生物处理顺利进行,根据哈尔滨某制药厂的实际情况,提出以处理后污水为热源的污水源热泵系统,用以加热原生污水.而污垢问题是污水源热泵设计和推广使用的难点和重点.讨论污垢与换热的理论关系,并详细模拟污垢热阻变化对该污水源热泵系统性能的影响.模拟和分析结果表明,换热器的淋激式结构适合污水环境,污垢对换热的影响不仅与污垢热阻有关,还与传热系数的大小有关.污垢热阻增加,系统能效比减小,制冷剂质量流量减少,冷凝器侧污水出口温度降低,当该温度低于30℃时应考虑除垢.污垢热阻从0增加到5.28×10-4m2.K/W,压缩机输入功率增大18.02%.污垢热阻越小,制冷剂就可以以越低的平均温度提升污水温度.     

硫酸盐还原菌生长条件优化及驯化试验研究

为获得耐Cu2+和耐低pH的硫酸盐还原菌,本研究通过富集培养分离到硫酸盐还原菌,以SO42-为考察指标,优化了其生长因子碳源、pH、COD/SO42-比值和温度,结果表明:乳酸钠作为碳源、pH=7、COD/SO42-=1.6、温度30℃为该菌最优生长条件.通过驯化获得能够在Cu2+浓度为90 mg/L、pH=4.5的条件下生长的硫酸盐还原菌,可为硫酸盐还原菌处理含Cu2+酸性矿山废水工艺提供菌株.