微生物污垢形成的协同作用机理及其抑垢关键技术开发

基本信息
批准号:51376042
项目类别:面上项目
资助金额:80.00
负责人:曹生现
学科分类:
依托单位:东北电力大学
批准年份:2013
结题年份:2017
起止时间:2014-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王建国,门洪,孟晓敏,周黎辉,张叶,赵波,李思博,谭贵生,刘超
关键词:
代谢物质调控界面传质电磁场协同作用微生物污垢
结项摘要

The collaborative mass transfer mechanism of biofouling formation and key technology development of biofouling inhibition will be suggested and studied in this project, which is a key to the biofouling problems of the heat transfer equipment in industrial cooling water system. The contents include as folows. The experiments of gene sequencing for typical bacterium of causing biofouling will be carried out by the Gene Chip Technology under the influence of certain environmental factors. The target component of affect surface adsorption will be screened in bacterial genetic components, nutrition components and metabolites components. And the target component will be classified and drawn association graph, which would describe mutually beneficial synergy network between bacteria of causing biofouling and its metabolites. We will design purebred cultivation system of single and mixed bacteria of causing biofouling. The video images of bacteria migration at the solid-liquid interface will be captured by using the micro-particle image velocimetry system. The migration regular of solid-liquid interface for the bacteria of causing biofouling and its metabolites will be clarified and the mathematical model of biofouling interfacial mass transfer will be established, which consider the surface adsorption thermodynamics with kinetics. We will apply this model to electromagnetic field research in order to establish the electromagnetic anti-fouling of strengthening mass transfer model. On the basis of above theoretical research, the electromagnetic parameters and the coating on the surface of heat exchanger will be guide and optimize, then regulate and control synergy network between bacteria metabolic system and interfacial adsorption, which could cut off the relationship among microbial communities, microbial community and interface and develop restrain biofouling key technology.

针对工业循环冷却水系统的换热设备微生物污垢问题,本项目拟开展微生物污垢形成的协同传质机理及抑垢关键技术开发研究。内容包括:研究特定环境因素影响下,利用基因芯片技术对典型致垢细菌进行基因测序实验,筛选出细菌基因组分、营养源组分、代谢产物成分等对表面吸附有影响的目标序列,对目标序列作图和分型,描述致垢菌群及其代谢物质之间互利共生协同作用网络;人工设计单一致垢细菌和混合致垢细菌等纯种的培养体系,利用显微粒子图像测速系统,采集细菌在固-液界面迁移视频图像,结合表面吸附热力学和动力学,阐明致垢菌群及其代谢物质界面迁移规律,建立微生物界面传质机理模型,并应用于电磁场抑垢研究中,建立电磁抑垢强化传质机理模型;以理论研究为基础,指导优化电磁场参数和换热器表面涂层,调控致垢菌群及代谢系统与吸附界面间协同作用网络,切断菌群之间、菌群与界面之间互利共生的依存关联,开发抑垢关键技术。

项目摘要

针对工业循环冷却水系统的换热设备微生物污垢问题,本项目开展微生物污垢形成的协同传质机理及抑垢关键技术开发研究。内容包括:研究特定环境因素影响下,利用基因芯片技术对典型致垢细菌进行基因测序实验,筛选出细菌基因组分、营养源组分、代谢产物成分等对表面吸附有影响的目标序列,对目标序列作图和分型,描述致垢菌群及其代谢物质之间互利共生协同作用网络;人工设计单一致垢细菌和混合致垢细菌等纯种的培养体系,利用显微粒子图像测速系统,采集细菌在固-液界面迁移视频图像,结合表面吸附热力学和动力学,阐明致垢菌群及其代谢物质界面迁移规律,建立微生物界面传质机理模型,并应用于电磁场抑垢研究中,建立电磁抑垢强化传质机理模型;以理论研究为基础,指导优化电磁场参数和换热器表面涂层,调控致垢菌群及代谢系统与吸附界面间协同作用网络,切断菌群之间、菌群与界面之间互利共生的依存关联,开发了电磁抑垢关键技术。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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