16072.硫酸鹽還原菌生物膜生長和傳質過程的研究

1、硫酸鹽還原菌生物膜生長和傳質過程的研究GrowthMassTransferofSulfateReducingBacteriaBiofilm一級學科：一級學科：動力工程動力工程及工程熱物理工程熱物理學科專業(yè)：化工過程機械學科專業(yè)：化工過程機械研究生：生：白鶴白鶴指導教師：指導教師：康勇康勇天津大學化工學院天津大學化工學院二零一三年十二月二零一三年十二月I中文摘要本論文研究的重點在于考察各因素對SRB生物膜生長和傳質的影響，以及重金屬離子對

2、SRB生物膜生長的傳質的影響。同時建立數學模型以模擬SRB生物膜中SO42和硫化物的傳質過程。首先，考察溫度、pH、液相流速、SO42濃度以及CS對SRB生物膜生長的影響。隨著溫度、pH和液相流速的升高，生物量和比生長速率都隨之增加，但對EPS的產量和EPSBiomass值的影響相對復雜。當SO42濃度為1800mgL時，生物量、比生長速率和EPS的產量大于其他SO42濃度下的生物量、比生長速率和EPS的產量。CS變化對比生長速率的影響

3、與對生物量和EPS的產量的影響相同，均在CS為2.5時取得最大值，而在CS為1.0時最小。利用動力學模型預測SRB生物膜生長過程，Monod雙底物模型的預測效果好于單底物模型的預測，而EPS產生的動力學模型可以很好的描述SRB生物膜生長過程中EPS的產生。其次，考察溫度、pH、液相流速、SO42濃度、乳酸鹽濃度以及生物膜厚度對SRB生物膜傳質的影響。隨著溫度、pH和液相流速的升高，SO42的傳質效率以及傳質通量增加，但傳質系數與這些操作

4、條件的關系相對復雜。隨初始SO42始濃度增加，傳質系數先增加后降低，在初始濃度為800mgL時，傳質效率達到最大。當與乳酸根共同傳遞時，兩種離子的傳質過程復雜。SO42的傳質效率，傳質通量以及傳質系數隨乳酸根濃度的增加而減小。乳酸根的傳質效率隨其濃度的增加在上升。不同厚度的SRB生物膜中的傳質存在很大差異，當SO42單獨傳遞和與乳酸根同時傳遞的過程中，其傳質效率，傳質通量以及傳質系數都隨生物膜厚度的增加而降低。再次，Cu2的出現影響生物

5、膜內細胞的形態(tài)和EPS的分布，隨著Cu2濃度的增加，μsmax下降，而KS呈上升的趨勢。因此Cu2濃度的變化對μmax具有顯著的影響，對SRB生物膜的生長具有顯著的影響。Cu2的出現對SO42和乳酸根的傳質過程產生顯著影響，隨著Cu2濃度的增加，SO42和乳酸根的傳質效率和傳質系數逐漸減小，而Cu2的傳質效率和傳質通量同樣隨Cu2濃度的升高而逐漸減小。最后，利用2D數學模型模擬SRB的生長過程，結果顯示，當SO42濃度低時容易導致SRB