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微生物和EPS在淤泥质港口适航水深技术中的作用

时间:2023-08-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:在泥沙粒径相同和泥沙初始含量相同且很大的条件下,盐度对浮泥的密实影响不大,而EPS含量影响很大。一般来说,胞外聚合物由松散附着和紧密黏附的两部分组成。另外,EPS的主要成分为多糖与蛋白质,而这两种物质的浓度增加均可使絮体间质的黏度增大。另外,EPS等有机物质的密度相对较轻,可显著减小浮泥的有效重力,也将延缓浮泥的密实。

微生物和EPS在淤泥质港口适航水深技术中的作用

在泥沙粒径相同和泥沙初始含量相同且很大的条件下,盐度对浮泥的密实影响不大,而EPS含量影响很大。经过培养,微生物及絮体的数量明显增加,形成絮体后,携带大量的水,不沉降、不排水固结,所以密实得以延缓。一般来说,胞外聚合物(EPS)由松散附着(LB)和紧密黏附(TB)的两部分组成。LB对泥沙的沉降和絮凝性能起决定作用,LB含量越多,沉降和絮凝性能越差,而TB的影响很小。而从EPS的结构图6-11可知,LB与细胞体结合不紧密,是一种开放的疏松结构,含水分多,密度小,体积大,具有流变特性,可导致泥沙絮体体积增大,密度减小,甚至可能使泥沙成为一种黏稠的胶体,削弱了泥沙絮体的压缩性。

另外,EPS的主要成分为多糖蛋白质,而这两种物质的浓度增加均可使絮体间质的黏度增大。EPS含量越高,则多糖浓度越大,而且多糖的亲水性比蛋白质强,其浓度增大导致LB中滞留水分增多,使絮体与水更难分离,沉降速度减慢。另外,有文献研究表明,LB含量的增加使絮体界面的粗糙度相对增大,同时可能导致絮体Zeta电位增加,电泳迁移率增大,造成絮体与水分离的难度增大。

图6-11 EPS的结构(www.xing528.com)

试验初期,沉降密实管的顶部即水面处形成了大量气泡(如图6-12所示),而没有微生物的干净泥沙却没有出现同样的现象,因此可以推断在密实初期,泥浆中的微生物仍然继续生长而产生了大量气泡,而这些气泡又可以增加浮泥内部的紊动强度而减缓泥沙的沉降速度,所以迟迟不出现明显的泥水交界面。而当泥沙密实很多天后,密实的泥沙中上部也出现了许多气孔通道(如图6-12所示),并有泥沙团随气泡上升。

另外,EPS等有机物质的密度相对较轻,可显著减小浮泥的有效重力,也将延缓浮泥的密实。

图6-12 第一批菌泥混合液密实后淤泥中上层出现气孔(左图)或空气通道并有泥沙团随空气泡上升(中图),而对照泥沙中无气孔(右图)

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