2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、隨著經(jīng)濟發(fā)展和人類對能源需求的日益增加,對清潔能源的開發(fā)與應(yīng)用是大勢所趨,而氫能作為一種潔凈的可再生的能源,具有非常大的發(fā)展?jié)摿Α9夂霞毦梢栽诠饽艿尿?qū)動下降解有機廢物為氫氣,實現(xiàn)污染治理的資源化利用;利用光合細菌生物膜反應(yīng)器能有效地完成有機廢物的處理,同時高效地產(chǎn)生清潔的能源氫氣,這在有機廢物的綜合利用和環(huán)境保護方面是很有前途的處理技術(shù)。
  本文針對光合細菌在平板式生物膜反應(yīng)器中的生長過程,采用在線觀察光合細菌生物膜微觀結(jié)構(gòu)和

2、離線分析生物膜生長特性參數(shù)相結(jié)合的方法,實驗研究了在不同的入射光波長、強度、循環(huán)液流量和底物濃度條件下,高效光合產(chǎn)氫細菌生物膜在固體基質(zhì)表面上生長特性,討論了其對沼澤紅假單胞菌生物膜表面覆蓋率、膜厚、干重和密度的影響。在實驗研究的基礎(chǔ)上,采用元胞自動機模型對生物膜生長過程中的生長結(jié)構(gòu)和形態(tài)進行了模擬。本研究工作的開展,揭示了光合細菌在固體基質(zhì)表面上的吸附及生長機理,同時為光合細菌生物膜反應(yīng)器的掛膜啟動提供實驗依據(jù),并且為污水處理和光生物

3、制氫技術(shù)的發(fā)展提供基礎(chǔ)性材料。實驗和模擬研究所取得的主要研究成果如下:
  1)當(dāng)光照波長范圍為420nm-590nm時,在相同時間間隔內(nèi),生物膜表面覆蓋率隨著光照波長的增加而增加;光照波長對生物膜干重的影響很小,在實驗運行4天后,生物膜的厚度隨波長的增加而減?。还庹詹ㄩL越長,生物膜密度越高。
  2)當(dāng)入射光強度范圍為1000lx-8000lx時,在相同實驗運行時間,5000lx條件下生物膜覆蓋率最高;當(dāng)光強小于5000l

4、x時,實驗運行4天后,生物膜干重、密度隨光強的增加而增加,膜厚隨光強的增加而減?。?000lx條件下生物膜干重、厚度最低,密度與1000lx條件下差別不明顯。
  3)當(dāng)循環(huán)液流量為37.8 ml·h-1-1080 ml·h-1時,在相同實驗運行時間,生物膜覆蓋率隨流量的增加先增加后減??;當(dāng)流量大于228 ml·h-1時,循環(huán)液流量對生物膜生長特性參數(shù)影響不大;當(dāng)流量為37.8 ml·h-1時,生物膜厚度最大,密度最低。
 

5、 4)當(dāng)?shù)孜餄舛葹?.05 g·L-1-10 g·L-1時,在相同實驗運行時間,10 g·L-1條件下的生物膜覆蓋率最高;底物濃度對生物膜干重及厚度影響規(guī)律不明顯,但生物膜密度隨底物濃度的增加而增加。
  5)在各種影響參數(shù)中,光照條件對光合細菌形態(tài)和生物膜結(jié)構(gòu)影響最大,當(dāng)入射光波長為420nm時,光合細菌的分裂增殖及生長代謝功能受到抑制,進而使個體細菌形態(tài)和相應(yīng)的生物膜結(jié)構(gòu)發(fā)生變化;當(dāng)入射光強度為8000lx時,生物膜變?yōu)閺?fù)雜的

6、長條狀不規(guī)則結(jié)構(gòu),且生物膜覆蓋率最低。循環(huán)液流量對光合細菌在固液界面的成膜速率影響最大,當(dāng)流量為37.8 ml·h-1時,生物膜生長最慢,但生長速率并非隨流速的增加而增加。底物限制性條件可促使懸浮光合細菌以固定化方式生長,且生物膜結(jié)構(gòu)疏松,這是光合細菌應(yīng)對不利環(huán)境的生存戰(zhàn)略。
  6)結(jié)合光合細菌生長和生物膜內(nèi)底物擴散的控制方程,建立了光合細菌生物膜生長的元胞自動機模型,對光合細菌生物膜在不同實驗工況下的生長過程進行了數(shù)值模擬,模

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