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途徑及其礦化機理 3
1.1.3 MICP過程的主要影響因素 6
1.2 MICP技術在不同領域中的應用 11
1.2.1 土壤固結 11
1.2.2 混凝土裂縫修復 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 微生物抑塵劑對不同變質程度煤塵的抑塵性能 19
1.3.3 微生物抑塵劑對不同煤土比混合粉塵抑塵性能的影響 23
1.4 本章小結 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)產脲酶菌 29
2.1.1 純培養(yǎng)產脲酶菌的篩選 29
2.1.2 純培養(yǎng)產脲酶菌的生長特征 31
2.1.3 純培養(yǎng)產脲酶菌的脲酶活性 32
2.1.4 純培養(yǎng)產脲酶菌的礦化特征 33
2.2 產脲酶菌株的復配 37
2.2.1 復配產脲酶菌的生長特征 38
2.2.2 復配產脲酶菌的脲酶活性特征 39
2.2.3 復配產脲酶菌的礦化特征 40
2.3 產脲酶菌群 43
2.3.1 產脲酶菌群的脲酶活性特征 43
2.3.2 產脲酶菌群活性的穩(wěn)定性 44
2.3.3 產脲酶菌群的礦化特征 45
2.4 本章小結 47
第3章 微生物抑塵劑性能優(yōu)化 48
3.1 營養(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 外源物質的優(yōu)化 73
3.3 施用方法的優(yōu)化 75
3.4 本章小結 77
第4章 微生物抑塵劑的抑塵機理 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 煤塵粒徑和質量對微生物吸附的影響 86
4.2.2 吸附等溫線分析 87
4.2.3 煤塵對微生物的吸附機制 88
4.2.4 煤塵對微生物的吸附特征與抑塵性能的相關性 90
4.3 微生物抑塵劑對粉塵的固結特征 91
4.3.1 微觀形貌分析 91
4.3.2 固結體的孔隙特征和斥水性 97
4.3.3 礦化產物生長分析 101
4.4 微生物作用機制 105
4.4.1 微生物對表面活性劑的響應 106
4.4.2 復配微生物對鈣源類型的響應 111
4.4.3 微生物群落功能基因分析 113
4.5 本章小結 115
第5章 問題與展望 117
5.1 MICP的副產物與膠結均勻性問題 117
5.1.1 氨逸散問題與對策 117
5.1.2 膠結均勻性問題與對策 121
5.2 MICP技術的機制探究問題 124
5.2.1 微流控技術 125
5.2.2 基因表征手段 127
5.3 MICP技術的成本問題 128
5.3.1 原材料成本與解決措施 128
5.3.2 應用成本 131
5.4 碳排放和能源消耗問題與對策 133
5.4.1 尋找替代鈣源和尿素 135
5.4.2 轉變MICP路線 136
5.5 本章小結 137
附錄 139
附1.1 材料 139
附1.2 研究方法 139
附1.2.1 產脲酶菌的篩選、鑒定與保存 139
附1.2.2 產脲酶微生物的生長與酶活 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測試 152
參考文獻 155