固定化高分子杀菌剂在工业循环水中的应用研究

论文摘要

工业冷却水的循环使用是节水的必然要求。微生物是工业循环水系统较大的危害之一。常用可溶性水处理杀菌剂由于毒性、刺激性及使用安全性等方面的问题,促使人们开发新的、高效的杀菌剂。水不溶性杀菌剂因其可重复利用、没有污染、使用安全等优点而成为杀菌剂研究的热点。本课题对水不溶性杀菌剂的制备及应用进行了研究。本研究利用磺酸阳离子交换树脂作为杀菌剂的载体,使磺酸基转化为磺酰氯基,得到聚苯乙烯磺酰氯树脂。在聚苯乙烯磺酰氯树脂的基础上固载聚乙烯亚胺（PEI）,并通过烷基化最终得到带多聚季铵盐基团的水不溶性高分子杀菌剂。对合成的杀菌剂进行杀菌力测试结果表明,它对水中的异养菌、真菌、藻类等都有好的杀菌效果。在杀菌剂浓度40mg/mL下,杀菌率均可以达到90%以上。试验中利用杀菌剂填充柱床的方式测试杀菌剂的杀菌效果。试验结果表明在杀菌柱的工作流量范围之内,能够将纯培养的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、酵母菌、黑曲霉、小球藻以及对附近河流水样中异养菌绝大部分杀死,杀生效果好。在水力停留时间达到0.040h以上时,杀菌率能够达到90%以上。并建立数学模型:杀菌率=t/(0.00986×t+5.18339×10-5)将杀菌柱扩大化试验,在流量≤150L/h时,扩大化的杀菌柱杀菌率可以达到90%以上。对于小球藻,在试验条件下,更可以达到100%的杀灭。排除设备因素造成的误差,大柱的工作曲线也可以适用式子杀菌率=t/(0.00986·t+5.18339×10-5);最后论文还讨论了吸附速率、边壁效应、压力降等因素对杀菌效果的影响。

论文目录

• 目录
• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 微生物在工业上循环水中的危害
• 1.2.1 细菌
• 1.2.2 真菌
• 1.2.3 藻类
• 1.2.4 工业循环水微生物控制指标
• 1.3 杀菌剂在工业循环水中的应用与分类
• 1.3.1 氧化型杀菌剂
• 1.3.2 非氧化型杀菌剂
• 1.4 立题背景和研究内容
• 1.4.1 立题背景
• 1.4.2 研究内容
• 第二章 高分子季铵盐型水不溶性杀菌剂的制备研究
• 2.1 引言
• 2.2 材料与设备
• 2.2.1 主要试剂、原料及来源
• 2.2.2 菌种及来源
• 2.2.3 仪器与设备
• 2.3 试验方法
• 2.3.1 杀菌剂的合成路线与工艺
• 2.3.2 杀菌剂杀灭微生物的效果评价
• 2.4 试验结果与讨论
• 2.4.1 以交换树脂为载体合成新型水不溶性高分子季铵盐杀菌剂
• 2.4.2 不同浓度硫酸处理对抗菌杀菌剂杀菌效果的影响
• 2.4.3 溶胀剂的选择对制备杀菌剂及抗菌效果的影响
• 2.4.4 确定亚硫酞氯作为酞基化剂
• 2.4.5 杀菌剂杀灭细菌试验
• 2.4.6 杀菌剂杀灭酵母和黑曲霉试验
• 2.4.7 杀菌剂杀灭小球藻试验
• 2.5 结论
• 第三章 杀菌剂填充杀菌柱的小试应用研究
• 3.1 引言
• 3.2 试验材料与设备
• 3.2.1 主要材料
• 3.2.2 仪器与设备
• 3.2.3 菌种及来源
• 3.3 试验方法
• 3.4 试验结果与讨论
• 3.4.1 杀菌方式的确定
• 3.4.2 杀菌柱流量的确定
• 3.4.3 杀菌柱对单一菌种的杀菌效果
• 3.4.4 杀菌柱对纯培养小球藻的杀灭效果
• 3.4.5 杀菌柱对河水中异养菌的杀灭效果
• 3.4.6 小试杀菌柱数学模型的建立
• 3.5 结论
• 第四章 杀菌剂填充杀菌柱的放大应用研究
• 4.1 引言
• 4.2 试验材料与设备
• 4.2.1 扩大化的杀菌柱
• 4.2.2 填充材料
• 4.2.3 其他材料
• 4.3 试验方法
• 4.3.1 大杀菌柱的填充
• 4.3.2 菌悬液的配制
• 4.3.3 杀灭微生物的测定方法
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 扩大化杀菌柱的设计说明
• 4.4.2 逆流方式的杀菌效果考察
• 4.4.3 顺流方式的杀菌效果考察
• 4.4.4 杀菌柱在高浓度与长时间运转下的杀菌效果
• 4.4.5 逆流方式与顺流方式的区别与选用
• 4.4.6 大柱杀菌效果和小柱杀菌工作曲线的关系
• 4.4.7 大柱杀灭微生物的理论能力
• 4.4.8 影响杀菌柱杀菌灭藻效率的因素分析
• 4.4.9 杀菌柱工作能力改进方法
• 4.4.9.1 减少边流效应影响的措施
• 4.4.9.2 改顺流方式为逆流方式
• 4.5 结论
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 主要参考文献
• 附录A 实验用试剂和培养基配方
• 附录B 攻读硕士学位期间学术论文发表
• 致谢