固定化高分子杀菌剂在工业循环水中的应用研究

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。

目录

文摘

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声明

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确定亚硫酰氯作为酰基化剂

2.4.5杀菌剂杀灭细菌试验

2.4.6杀菌剂杀灭酵母菌的试验

2.4.7杀菌剂杀灭小球藻试验

2.5结论

第三章高分子季铵盐型水不溶性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闻运转下的杀菌效果

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

4.5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

致 谢