开放性试验.ppt

1、太阳能热水器在中低温环境下的病菌检测与防治,指导老师：周卫平 陈文 组 长：熊泽华 组 员：文 令 陈 亮 姜宇传 陈岳根,原创或独创 ppt举例1：,一、课题研究背景,随着国民经济的发展，人们对节能环保同时高品质的生活更加追崇。太阳能热水系统为千家万户带来了便捷，然而最近几年随着太阳能热水器的普及也带来了一些问题，比如说，太阳能热水在中低温条件下水中含有大量的病菌，人们在使用了这样的热水后就引起了病痛。基于这些原因，我们小组做了相关的调查。在调查过程中发现了形成此现象的原因：主要是在雨天条件下或阳光不是很强烈的阴天时，水温长期处于中低温度（30-50），加之热水器中因为长期走水等原因沉积下污

2、垢等，成为病菌繁殖的温床，而且热水系统中水经常是隔夜的“死”水，这样导致大量的病菌产生。这次我们的研究的主要问题是：哪个阶段的温度是导致病菌产生的最佳温度，以及测出太阳能热水器中未经处理的水中的病菌含量并加以防治。,太阳能热水在中低温下病菌的检测与防治是个很具有现实意义的课题，在人们普遍重视生活质量的今天，太阳能热水系统个给人们带来了方便，但因系统的不够完善给人们也带来了不便。 这次研究我们从社会生活中的一些现象入手发觉了这课题的可行性和重要性。在做些试验当中让我们学到了很多知识，从发现问题到解决问题。我们每一件事都从细处着手，虽说很辛苦，但却给我们带了无限的乐趣与思考，这也许是这次活动给我们

3、带来的最大的收获吧。,二、课题研究意义,我们首先检测出太阳能热水器在那个温度段所含的病菌数最多，然后采用不同的方法来处理水中的病菌，并对先后测出的太阳能热水器中未处理与已处理水中病菌含量进行对比。通过对比结果，希望从中找出一种最有效、最经济的处理太阳能热水器中水中病菌的方法。 试验安排如下： （1）病菌繁殖最佳温度的检测实验 （2）紫外线杀菌实验 （3）臭氧杀菌实验 （4）膜分离法杀菌实验,三、课题研究方法,由于热水器循环系统中的微生物病菌较多，在不同温度下病菌的繁殖情况大不相同，影响测量结果的因素亦存在，所以在检测过程中应进行多次不同温度下微生物繁殖的检测试验。由于实验室不具备病菌检验条件，

4、决定将取样水进行送检。,（一）病菌繁殖最佳温度的检测实验,实验步骤： 通过对太阳能温度的控制，分别从不同温度下对太阳能热水器中的原水进行送检检测分析，测出相应温度下病菌的数量，并记下相应的实验数据。,结果与分析： 太阳能热水器好几天未用的水一般都是较热的水了，达到70以上，尤其在夏天晴朗天气超过2天，水就会沸腾，到夜间会适当降温，使水温保持在6070区域时间很长，而通过上述实验数据可得这个温度区域恰好是水中细菌繁殖的极佳温度。,病菌繁殖最佳温度的检测实验结果,紫外线消毒具有消毒效率高、不产生副产物、安全可靠等优点而在水处理消毒中得到广泛应用，特别是在饮用水处理中具有抗氯性的隐孢子虫和贾第虫的消

5、毒效果较好。准平行光束仪见下图是将紫外灯安装在一个封闭的圆柱体内，在筒体的底部中央开口，下方接一段长度为60cm.直径为8.8cm的圆管，其作用是产生平行紫外线，使得紫外线能够垂直到达样品的表面。,（三）紫外线杀菌实验,1、控制太阳能热水温度在检测试验中找到病菌繁殖最多时的温度； 2、在不同紫外线强度照射相同取水量下检测病菌的存活率； 3、在相同紫外线强度不同取水量下检测细菌的存活率； 4、记录试验数据。,紫外线消毒步骤：,不相同紫外线强度下消毒记录试验数据,相同紫外线强度下消毒记录试验数据,臭氧依靠其强氧化能力达到杀灭微生物的目的，它与微生物细胞中的多种成分产生反应，从而产生不可逆转的变化。

6、 一般认为，臭氧灭活病毒是通过直接破坏其RNA（核糖核酸）或DNA（脱氧核酸核糖）物质完成的。杀灭细菌、霉菌类微生物是臭氧首先作用于细胞膜，使膜构成成分受到损伤，导致新陈代谢障碍并抑制其生长，臭氧继续渗透破坏膜内组织，直至杀死。湿度增加，杀灭率提高，是由于高湿度下微生物细胞膜变薄，其组织容易破坏。 臭氧在水中对细菌、病毒、微生物等杀灭率更高、速度更快，对水中有机化合物等污染物质去除彻底，而又不产生二次污染。,（四）臭氧杀菌实验,因考虑到臭氧由于其化学性质过于活泼，对人体有毒害作，会将人体内的还原性物质氧化，不利于人体健康，综合考虑各方面因素，我组认为该方法虽可行，但不可取。,用天然或人工合成膜

7、，以外界能量或化学位差作为推动力，对双组份或多组分溶质和溶剂进行分离、粉剂、提纯和富集的方法，统称为膜分离法。 膜分离由于具有处理效率高、工艺流程短、易控制、使用灵活、生产了实行自动化等特点，可以获得以往传统处理工艺从未打到的、稳定可靠的洁净水质。 因此，膜分离的研究和应用逐渐成为给水领域的热点，它被称为当今获得优质饮用水的重要技术之一，被誉为”21世纪的水处理技术”，是替代传统工艺的最佳选择。,（五）膜分离法杀菌实验,多层滤膜除菌太阳能热水器装置图,滤菌膜除菌记录试验数据,我组在以理论知识为基础的前提下结合大量实验，进行研究。在探索用多种创新方法来对太阳能热水器中水进行消毒时，我们都会在实验

8、器材允许的条件下进行反复的实验来研究论证，在记录多次实验数据，结合理论知识进行分析，得出实验结果，从而得出紫外线杀菌和膜过滤两种方法为最高效率，最经济的杀毒方法。 研究结论： 1、太阳能热水器中细菌的最佳繁殖温度为60-70摄氏度； 2、紫外线强度与细菌存活率成反比； 3、运用膜过滤杀菌以后细菌的存活率在50%左右； 4、紫外线杀菌的方法比膜过滤杀菌处理效率高。,四、课题研究结论,第一阶段：2009.62009.7对本实验项目设计的实验通过查阅资料、请教老师和细致的模拟等方法验证试验的可行性，有效性，安全性，价值性扎实的打好理论基础； 第二阶段：2009.102009.11购买必要的实验器材，

9、联系实验场地，安排实验计划； 第三阶段：2009.112010.10正式做实验并通过实验得到相关的数据和理论、撰写相关论文和材料； 第四阶段：2010.102010.12整理材料、论文并汇总所得成果并提交，完成项目的研究。,五、计划执行情况,通过接近一年半的时间，基本完成了本项目的研究也得出了相关的实验数据和成果，在项目的实践过程中也出现了不少的困难。 实验实践过程方面： 1、由于实验室空间条件的问题，我们买了一台太阳能热水器的样机，相比起来没有电加热的功能，所以在病菌繁殖最佳温度检测试验中我们采用红外线加热的方法实现对太阳能热水器中水温的控制。 2、其次在病菌检测实验过程中，我们通过采用送益

10、阳市卫生防疫站检测病菌数和用煮熟的玉米作培养基繁殖菌落两种方法进行细菌的检测实验，综合两种实验方法的实验数据，我们最终采用送检的数据作为实验依据。 3、另外在病菌的防治实验中，三种方法：紫外线杀菌，臭氧杀菌，膜过滤杀菌；因考虑到臭氧由于其化学性质过于活泼，对人体有毒害作，会将人体内的还原性物质氧化，不利于人体健康，综合考虑各方面因素，我组认为该方法虽可行，但不可取。,六、项目研究和实践情况,1、太阳能热水器中细菌的最佳繁殖温度为60-70摄氏度； 2、在细菌数量检测时，我们自行培养了细菌培养基，实验方法是：采用煮熟的玉米，密闭处理使其发酵形成细菌培养基； 3、采用紫外线杀菌时，在相同量取1ml

11、太阳能中水进行试验得出，用一、二、三根紫外线照射病菌存活率分别为：22.1%，17.5%，8.7%。从而得出结论：紫外线强度与细菌存活率成反比； 4、在采用膜过滤方法杀菌时，由实验数据显示：分别去在太阳能热水器中存水时间为1d,3d,5,d,7d的四种不同水样进行杀膜过滤杀菌实验，对过滤前后病菌存活数据分析得出病菌存活率分别为：50.06%，49.33%，50.26%，50.66%。实验结果得出：运用膜过滤杀菌以后细菌的存活率在50%左右； 5、通过2，3两点实验数据分析的结果证明：运用紫外线杀菌的方法细菌存活率要比膜过滤方法杀菌低得多，所以我们认为一般如果条件允许的情况下，我们应该运用紫外线杀菌的方法进行水杀菌处理。,七、研究工作中取得的主要成绩和收获,在太阳能热水器安装过程中由于小觑了装置的安装难度使得进度未按计划完成，使得项目的研究工作较落后于其他组。在病菌最佳繁殖温度测定时，我组成员纠结于送益阳市卫生防疫站检测和自行配置细菌培养基检测两种方法上，组员意见不统一，最后在老师的建议和我们内部的讨论协商下，决定不怕困难两种方法都进行了实验，因此花费了较长的时间。刚开始进行实验时，因为经验不