微生物抑塵基礎(chǔ)理論與方法

目錄
序
前言
第1章 微生物抑塵劑的可行性研究 1
1.1 微生物礦化 2
1.1.1 微生物礦化模式 2
1.1.2 MICP途徑及其礦化機(jī)理 3
1.1.3 MICP過(guò)程的主要影響因素 6
1.2 MICP技術(shù)在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用 11
1.2.1 土壤固結(jié) 11
1.2.2 混凝土裂縫修復(fù) 12
1.2.3 重金屬污染治理 13
1.2.4 碳封存 14
1.3 微生物抑塵劑在粉塵防治領(lǐng)域的可行性 15
1.3.1 煤礦粉塵特征 15
1.3.2 微生物抑塵劑對(duì)不同變質(zhì)程度煤塵的抑塵性能 19
1.3.3 微生物抑塵劑對(duì)不同煤土比混合粉塵抑塵性能的影響 23
1.4 本章小結(jié) 27
第2章 微生物抑塵劑菌種的篩選及馴化 29
2.1 純培養(yǎng)產(chǎn)脲酶菌 29
2.1.1 純培養(yǎng)產(chǎn)脲酶菌的篩選 29
2.1.2 純培養(yǎng)產(chǎn)脲酶菌的生長(zhǎng)特征 31
2.1.3 純培養(yǎng)產(chǎn)脲酶菌的脲酶活性 32
2.1.4 純培養(yǎng)產(chǎn)脲酶菌的礦化特征 33
2.2 產(chǎn)脲酶菌株的復(fù)配 37
2.2.1 復(fù)配產(chǎn)脲酶菌的生長(zhǎng)特征 38
2.2.2 復(fù)配產(chǎn)脲酶菌的脲酶活性特征 39
2.2.3 復(fù)配產(chǎn)脲酶菌的礦化特征 40
2.3 產(chǎn)脲酶菌群 43
2.3.1 產(chǎn)脲酶菌群的脲酶活性特征 43
2.3.2 產(chǎn)脲酶菌群活性的穩(wěn)定性 44
2.3.3 產(chǎn)脲酶菌群的礦化特征 45
2.4 本章小結(jié) 47
第3章 微生物抑塵劑性能優(yōu)化 48
3.1 營(yíng)養(yǎng)液的優(yōu)化 48
3.1.1 單因素優(yōu)化 48
3.1.2 多因素優(yōu)化 56
3.2 膠結(jié)液的優(yōu)化 59
3.2.1 鈣源的優(yōu)化 59
3.2.2 表面活性劑的優(yōu)化 61
3.2.3 外源物質(zhì)的優(yōu)化 73
3.3 施用方法的優(yōu)化 75
3.4 本章小結(jié) 77
第4章 微生物抑塵劑的抑塵機(jī)理 78
4.1 微生物抑塵劑在粉塵中的入滲 78
4.1.1 入滲特征 78
4.1.2 入滲深度和截留量 80
4.1.3 菌液入滲濕潤(rùn)鋒和煤塵柱含水率 81
4.1.4 入滲率擬合分析 82
4.1.5 入滲深度擬合分析 83
4.1.6 微生物抑塵劑抑塵性能與入滲特征的關(guān)系 84
4.2 微生物抑塵劑在粉塵上的吸附 86
4.2.1 煤塵粒徑和質(zhì)量對(duì)微生物吸附的影響 86
4.2.2 吸附等溫線(xiàn)分析 87
4.2.3 煤塵對(duì)微生物的吸附機(jī)制 88
4.2.4 煤塵對(duì)微生物的吸附特征與抑塵性能的相關(guān)性 90
4.3 微生物抑塵劑對(duì)粉塵的固結(jié)特征 91
4.3.1 微觀形貌分析 91
4.3.2 固結(jié)體的孔隙特征和斥水性 97
4.3.3 礦化產(chǎn)物生長(zhǎng)分析 101
4.4 微生物作用機(jī)制 105
4.4.1 微生物對(duì)表面活性劑的響應(yīng) 106
4.4.2 復(fù)配微生物對(duì)鈣源類(lèi)型的響應(yīng) 111
4.4.3 微生物群落功能基因分析 113
4.5 本章小結(jié) 115
第5章 問(wèn)題與展望 117
5.1 MICP的副產(chǎn)物與膠結(jié)均勻性問(wèn)題 117
5.1.1 氨逸散問(wèn)題與對(duì)策 117
5.1.2 膠結(jié)均勻性問(wèn)題與對(duì)策 121
5.2 MICP技術(shù)的機(jī)制探究問(wèn)題 124
5.2.1 微流控技術(shù) 125
5.2.2 基因表征手段 127
5.3 MICP技術(shù)的成本問(wèn)題 128
5.3.1 原材料成本與解決措施 128
5.3.2 應(yīng)用成本 131
5.4 碳排放和能源消耗問(wèn)題與對(duì)策 133
5.4.1 尋找替代鈣源和尿素 135
5.4.2 轉(zhuǎn)變MICP路線(xiàn) 136
5.5 本章小結(jié) 137
附錄 139
附1.1 材料 139
附1.2 研究方法 139
附1.2.1 產(chǎn)脲酶菌的篩選、鑒定與保存 139
附1.2.2 產(chǎn)脲酶微生物的生長(zhǎng)與酶活 142
附1.2.3 礦化性能表征 143
附1.2.4 微生物抑塵劑在粉塵中的入滲 147
附1.2.5 微生物抑塵劑在粉塵(煤塵)上的吸附 149
附1.2.6 工業(yè)CT測(cè)試 152
參考文獻(xiàn) 155