CN112147302B - 一种离心式分级预裂及微生物灌浆固化养护试验装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种离心式分级预裂及微生物灌浆固化养护试验装置及方法，主要包括储样旋转机构、搅拌机构；所述储样旋转机构包括转动平台，转动平台下端通过下转子轴与下旋转电机连接，转动平台上端由外向内安装有试样装填容器、多孔管，试样装填容器与多孔管之间的间隔形成加固体存储空间，多孔管内形成溶液储存空间；所述搅拌机构包括搅拌浆，搅拌浆下部安装在多孔管内，搅拌浆上部伸出多孔管并与上转子轴可拆卸连接，上转子轴通过上旋转电机驱动；所述搅拌浆及上转子轴均为中空结构且搅拌浆与溶液储存空间连通。本发明提供的一种离心式分级预裂及微生物灌浆固化养护试验装置及方法，可实现加固体的分级灌浆时的预裂和稳压灌浆。

Description

一种离心式分级预裂及微生物灌浆固化养护试验装置及方法

技术领域

本发明涉及微生物灌浆加固技术领域，尤其是一种离心式分级预裂及微生物灌浆固化养护试验装置及方法。

背景技术

近年来，微生物加固岩土体技术在国内外高速发展，通过将特定的菌液、胶结液灌入待加固体(砂土体、裂隙岩体)，在微生物的矿化作用下，生成的碳酸钙结晶对加固体具有填充、胶结作用，增强了加固体的物理力学性能。上述以碳酸盐为产物的微生物过程被称为：微生物诱导碳酸钙沉积技术(MICP)，通过细菌代谢产生脲酶，水解尿素生成

和

形成碱性环境，结合胶结液中的Ca²⁺生成CaCO₃沉淀。该技术绿色环保，反应可控，扰动程度低，能适用于：地基处理、岩土体加固、混凝土修复等多个领域。

当前，微生物加固中涉及的灌浆技术主要如下：

(1)、顶面入渗法，菌液、胶结液在重力或蠕动泵的作用下由顶部入渗，对加固体无扰动，但由于微生物矿化作用反应迅速，生成的碳酸钙胶凝堵住渗流通道，后续胶结液难以入渗，导致上部加固效果好，中下部加固效果差。

(2)、注射法，注射装置提供压力，采用细长的针头插入加固体，菌液、胶结液能渗入内部。虽扰动较小，但会造成局部范围加固效果存在差异，并且后续过程中由于局部固化良好，针头难以插入，最终整体加固效果存在差异。

(3)、浸泡法，将待灌浆加固的砂土盛入四周带孔、尺寸一定的管状体中，分先后浸泡在菌液和胶结液中，菌液和胶结液会由四周自动入渗，整个过程对加固体无扰动。但缺陷是浸泡在胶结液中时，随着反应的进行，碳酸钙胶凝会堵塞渗流通道，后续胶结液很难渗入内部。最终只是在外围加固效果好，而内部很少有胶凝物质生成。另外，浸泡法材料使用量大，成本高。

总体而言，目前绝大多数的灌浆方式都是由外向内，随着矿化作用的进行，细菌自身和生成的碳酸钙胶凝会逐渐堵塞渗流通道，最终导致加固体外缘或端部生成的胶凝物质较多，内部胶凝物质生成少，整体的加固效果不均匀。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种离心式分级预裂及微生物灌浆固化养护试验装置及方法，利用离心力促使浆液由内向外对试样进行渗透，通过调整旋转速度产生不同的灌浆压力，实现加固体的分级灌浆时的预裂和稳压灌浆。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种离心式分级预裂及微生物灌浆固化养护试验装置，包括储样旋转机构、搅拌机构；

所述储样旋转机构包括转动平台，转动平台下端通过下转子轴与下旋转电机连接，转动平台上端由外向内安装有试样装填容器、多孔管，试样装填容器与多孔管之间的间隔形成加固体存储空间，多孔管内形成溶液储存空间；

所述搅拌机构包括搅拌浆，搅拌浆下部安装在多孔管内，搅拌浆上部伸出多孔管并与上转子轴可拆卸连接，上转子轴通过上旋转电机驱动；所述搅拌浆及上转子轴均为中空结构且搅拌浆与溶液储存空间连通。

所述加固体存储空间内、位于转动平台上安装有第一孔隙水压力计感应头、第二孔隙水压力计感应头，第一孔隙水压力计感应头、第二孔隙水压力计感应头分别置于试样的中心轴处和外边缘处，第一孔隙水压力计感应头、第二孔隙水压力计感应头与孔隙水压力计连接并对灌浆压力进行实时监测。

所述转动平台上设有第一环形凹槽，套筒固定于第一环形凹槽，且通过橡胶圈进行密封；所述套筒下部设有废液排出口，废液排出口上安装有带止液夹的软管，软管另一端伸入到废液收集容器内；或者，废液排出口上设置密封塞并通过密封塞封堵。

所述试样装填容器由多个相同的拼接片拼接成圆柱管体结构，圆柱管体结构下端固定于第二环形凹槽内,并用橡胶圈进行密封。

所述多孔管的内壁上、试样装填容器的内壁上均套有圆筒状滤纸。

所述搅拌浆包括布满过流孔的管轴，管轴上周向布置有多个搅拌浆，管轴上端与上转子轴螺纹连接。

一种离心式分级预裂及微生物灌浆固化养护方法，包括以下步骤：

步骤1)、预处理：采用橡胶塞堵住废液排出口，使其密封；将纯净水盛装于上转子轴中的溶液补给仓和溶液储存空间内；溶液储存空间中的纯净水在下旋转电机的驱动作用下旋转离心，使得纯净水在具备一定压力的条件下入渗加固体，会在加固体内部打开渗流通道，形成预裂缝；在此过程中，废液通过试样装填容器下部的孔渗出，待预处理结束通过废液排出口排出；

步骤2)、灌浆：采用橡胶塞堵住废液排出口，使其密封；将菌液盛装于上转子轴中的溶液补给仓和溶液储存空间内；启动上旋转电机、下旋转电机，在旋转离心的同时实现搅拌。混合均匀的菌液在一定的压力条件下，通过多孔管入渗加固体；再进行胶结液的灌注，采取与菌液同样的操作即可。

步骤3)、步骤1)和步骤2)交替循环进行多次，单次循环中每次调整下旋转电机的转速，使下旋转电机的转速逐次递增；单次循环中，预处理和灌浆的峰值转速一致，所不同的是两者的加速度存在差别；

步骤4)、灌浆加固完成后，取出搅拌浆及上转子轴，将可调温电发热管放入，在不对加固体产生扰动的条件下，调节到合适的温度进行烘干养护；

步骤5)、养护结束后，加固体具有一定的强度，拆去试样装填容器，整个灌浆及烘干养护过程完成。

步骤3)中第一次预处理采用纯净水，后续重复循环过程中的预处理采用低浓度菌液。

步骤3)中菌液和胶结液的用量逐次梯级增加。

本发明一种离心式分级预裂及微生物灌浆固化养护试验装置及方法，具有以下技术效果：

1)、首次灌浆加固前，采用纯净水在离心力作用下以一定压力渗入进待加固体，达到“渗流通道”的清洗效果。同理，按照灌浆流程，在后续的重复灌浆中，首先灌入纯净水，起到预裂作用，通过灌浆压力将粘结不密实的位置打开，避免灌浆通道完全封闭。同时清除前期未形成核位点已失去活性的细菌，然后灌入菌液、胶结液，并保证其入渗、扩散均匀。

2)、通过控制转动平台的转速产生不同大小的离心力，实现分级灌浆的预裂和稳压灌浆。单次灌浆循环过程中，分为预裂缝阶段和稳压灌浆阶段。在预裂缝阶段，根据设定的分级灌浆压力，在多孔管及溶液补给空间中注入纯净水，逐步增大离心装置的转速达到预定值，纯净水在离心力作用下渗入待加固试件内部，形成预裂纹，方便后期灌浆加固。在稳压灌浆阶段，在多孔管及溶液补给空间中依次注入菌液、胶结液，根据设定的分级灌浆压力，控制离心装置的转速达到预定值，菌液、胶结液在离心力作用下渗入待加固试件内部。通过上述循环灌浆过程从而达到理想的加固效果。

3)、在预处理、灌浆过程中灌浆压力实时可测，在所述的转动平台上内嵌两个孔隙水压力计感应头，分别置于待加固体中心轴附近和外边缘处，可测得两个孔隙水压力计之间的差值。在稳压灌浆中，以加固体内外两侧的水压力差近似为灌浆压力。

4)、搅拌机构不仅转数实时可控且内置溶液(纯净水、菌液、胶结液)补给空间。通过搅拌确保灌浆过程中菌液中的细菌分布均匀，胶结液内溶质充分混合，搅拌的转数为20-50rpm。另外，在所述的搅拌机构的转子轴中设有溶液补给空间，转子轴与带孔扇叶轴连通，实现预处理、灌浆过程中注入溶液量的控制和溶液连续补给。省去了繁琐的溶液补给，为试验提供极大的方便。

5)、现有的烘干养护一般是在灌浆结束后将加固体取出放置在烘箱中，其过程会对加固体产生人为扰动，且烘箱耗能大。本装置采取灌浆与烘干一体化，在灌浆结束后取出多孔管，放入可调温电发热管，进行烘干养护。其过程对加固体无扰动，且烘干温度视需要而定，节约成本、效果好。另外，所述的装填容器为拼接式，方便加固体取出，提高试验效率。

6)、相对于本申请之前申报的申请号为“202010038280.0”的专利“一种径向辐射灌浆及自养护微生物固化装置及方法”。区别：1)作用力的方式不同，之前的专利中通过外力的挤压作用将溶液由外向内、由内向外径向压入加固体，当前的专利中通过旋转，溶液在离心力的作用下由内向外入渗加固体；2)当前的专利拥有加固体预处理的能力、溶液持续补给能力、溶液搅拌能力、压力监测能力，而之前的专利没有；3)烘干养护的方式不同，之前的专利以铁粉氧化还原反应产生热量进行烘干，当前的专利以可控温发热管作为热量的来源。

优点：1)旋转作用下产生的离心力分布均匀，加固体整体灌浆效果一样。2)预处理能够起到预裂作用，通过灌浆压力将粘结不密实的位置打开，避免灌浆通道完全封闭。另外，还能清除先前灌入的已失去活性的细菌。3)溶液持续补给，减少操作上的繁琐的同时降低对试验效果的影响。4)灌浆过程中的搅拌能使得细菌、胶结物质在溶液中混合均匀。5)温度可控的由内而外的烘干，时间短，效率高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的剖视图。

图2为本发明的局部剖视图。

图3为本发明中转动平台的主剖视图(剖面线未画)。

图4为本发明中转动平台的俯视图。

图5为本发明中试样装填容器的结构示意图。

图6为本发明中拼接片的示意图。

图7为本发明中搅拌桨的结构示意图。

图8为本发明中加热管的结构示意图。

图9为本发明的整体结构示意图。

图中：转速控制器1，反力架2，上旋转电机3，上转子轴4，加热管5，多孔管6，搅拌桨7，溶液储存空间8，孔隙水压力计9，试样装填容器10，拼接片10-1，套筒11，第一孔隙水压力计感应头12，第二孔隙水压力计感应头13，转动平台14，废液排出口15，止液夹16，软管17，废液收集容器18，下转子轴19，下旋转电机20，第一限位槽14-1，第二限位槽14-2，行线槽14-3，线路孔14-4，第一环形凹槽14-5，第二环形凹槽14-6，限位槽14-7。

具体实施方式

如图1所示，一种离心式分级预裂及微生物灌浆固化养护试验装置，包括储样旋转机构、搅拌机构。

储样旋转机构包括下旋转电机20、下转子轴19、转动平台14，下旋转电机20、下转子轴19和转动平台14共同构成电动旋转平台。该电动旋转平台具体为HT60-5电动旋转平台，中心开有通孔，可方便线缆穿过。

如图2-3所示，在转动平台14上由外向内依次设有第二环形凹槽14-6、限位槽14-7，其中试样装填容器10固定于第二环形凹槽14-6,并用橡胶圈进行密封。多孔管6的外直径与限位槽14-7的内径相匹配，多孔管6固定于限位槽14-7中。多孔管6与试样装填容器10之间的空间形成加固体存储空间，用来盛装、初步定型加固体。

如图8-9所示，这里的试样装填容器10为拼接式结构，由三个相同的拼接片10-1卡接成圆柱管体结构。拼接片10-1由弧形板和顶板构成，拼接片10-1左右两侧接缝处分别为卡槽和凸起，卡槽和凸起相互卡接。三个相同的拼接片10-1拼接后，三个弧形板构成圆柱管体的侧壁，三个顶板构成圆柱管体的上端面。在每个拼接片10-1的下端开有孔，便于溢流掉废液。通过设置拼接式结构，在一定程度上减少了拆模过程对加固体的人为扰动。

另外，在多孔管6内壁套装圆筒状滤纸，可防止加固体中的颗粒进入多孔管6内。在试样装填容器10内侧壁上设有圆筒状滤纸，可防止加固体中的颗粒随废液流出。

如图1-4所示，在位于加固体存储空间内的转动平台14上设有第一限位槽14-1、第二限位槽14-2，第一孔隙水压力计感应头12卡入第一限位槽14-1内固定，第二孔隙水压力计感应头13卡入第二限位槽14-2内固定。第一孔隙水压力计感应头12、第二孔隙水压力计感应头13通过橡胶圈进行密封，保证不透水。

另外，转动平台14上设有行线槽14-3，行线槽14-3与第一限位槽14-1、第二限位槽14-2连通。行线槽14-3用于埋入孔隙水压力计的线路后并用条状橡胶密封，保证不透水。由于电动旋转平台中心设有线路孔14-4，孔隙水压力计的线路通过线路孔14-4接出并与孔隙水压力计9连接。该孔隙水压力计9具体为DMKY系列应变式孔隙水压力计。

储样旋转机构整个试验装置的核心部分，在预处理阶段能打开渗流通道，在后续灌浆过程中，离心转速的调节使菌液，胶结液能轻易入渗，且在矿化作用下生成的碳酸钙胶凝物质和自身具有一定体积的细菌不易对渗流通道造成堵塞。

如图1-2所示，所述搅拌机构包括上旋转电机3，上旋转电机3固定于反力架2上，上旋转电机3受转速控制器1的控制。上旋转电机3下部连接上转子轴4，上转子轴4通过螺纹与搅拌浆7螺纹连接。

如图1-2、图7所示，搅拌浆7包括管轴7-1，管轴7-1上周向布置有多个搅拌浆7-2，在上旋转电机3转动时，搅拌浆7-2旋转并提供搅拌作用。所述管轴7-1上布满过流孔7-3，对应的上转子轴4内部为中空并与搅拌浆7连通。上转子轴4、搅拌浆7内部的中空空间形成溶液补给仓。搅拌浆7伸入到多孔管6内的部分与多孔管6之间的间隔形成溶液储存空间8，溶液储存空间8与溶液补给仓连通，溶液可经过流孔7-3进入到溶液储存空间8内，从而提供溶液。通过设置中空的上转子轴4、搅拌浆7，可省去了繁琐的溶液补给，为试验提供极大的方便。

如图1所示，另外，在转动平台14上最外圈还设有第一环形凹槽14-5，套筒11固定于第一环形凹槽14-5，且通过橡胶圈进行密封，保证不透水。套筒11和试样装填容器10之间的间隔构成废液临时收集空间，套筒11下部设有废液排出口15，废液排出口15上安装有带止液夹16的软管17，软管17另一端伸入到废液收集容器18内。在灌浆过程中，用橡胶塞堵住废液排出口15。待灌浆结束，取出橡胶塞连接软管17，废液进入废液收集容器18。

如图8所示，搅烘干养护机构包括可调温电发热管5，灌浆结束后，将搅拌浆7取出，将可调温电发热管5放入并与电源连接，进而对加固体进行由内向外的烘干养护。

一种离心式分级预裂及微生物灌浆固化养护方法：

步骤1)、预处理，采用橡胶塞堵住废液排出口15，使其密封。将纯净水盛装于上转子轴4中的溶液补给仓和溶液储存空间8，溶液储存空间8中的纯净水在下旋转电机20的驱动作用下旋转离心，使得纯净水在具备一定压力的条件下入渗加固体，会在加固体内部打开渗流通道，形成预裂缝。

第一次预处理采用纯净水，后续重复循环过程中采用低浓度菌液。废液通过试样装填容器10下部的孔渗出，待预处理结束通过废液排出口15排出。

步骤2)、灌浆，采用橡胶塞堵住废液排出口15，使其密封。将菌液盛装于上转子轴4中的溶液补给仓和溶液储存空间8。启动上旋转电机3、下旋转电机20，在旋转离心的同时实现搅拌，混合均匀的菌液在一定的压力条件下，通过多孔管6入渗加固体；再进行胶结液的灌注，采取与菌液同样的操作即可。

步骤3)、步骤1)和步骤2)交替进行，交替循环进行多次。单次循环中，每次调整下旋转电机20的转速，使下旋转电机20的转速逐次递增，呈梯级变化，继而调整注浆压力。

如以重复灌浆11次为标准，以0rpm为初始转数，每次重复递增19.2rpm，第11次转速为192rpm。通过改变转速可对注浆压力进行有效控制，重复灌浆的次数越多，产生“预裂缝”、稳压灌浆所需要的灌浆压力也就越大。

其中，预处理和灌浆在一个循环中峰值转速一致，所不同的是两者的加速度存在差别。

另外，菌液和胶结液的用量可以通过对加固效果的初步判断来进行合理的调整。另外，如果是为了探究菌液及胶结液用量对试验效果的影响，其用量可分为三种情况：逐次梯级增加、保持恒定、逐次梯级减少。

步骤4)、灌浆加固完成后，取出搅拌浆7及上转子轴4，将可调温电发热管5放入，在不对加固体产生扰动的条件下，调节到合适的温度进行烘干养护。养护结束后，加固体具有一定的强度，拆去试样装填容器10，整个灌浆及烘干养护过程完成。

根据《建筑地基处理技术规范》第8章第2节第5条：注浆压力，在砂土中，宜为0.2MPa～0.5MPa。在本装置中，考虑矿化产物的胶结作用，将灌浆压力的范围值取为0～0.4Mpa。

相比于其他灌浆方法。本装置重复灌浆的次数较少，取为11次，那么第一次灌浆压力为0，再以0.04Mpa为公差分级递增至0.4Mpa。本装置中试样的直径为100mm，旋转半径为50mm，经过计算得出最大灌浆压力0.04Mpa，所对应的转速192rpm。(注：在计算过程中，不考虑多孔管内壁上套装滤纸对径向压力的过滤)同理，稳压灌浆的转速与灌浆次数一一对应，灌浆次数：1，转速：0rpm；灌浆次数：2，转速：19.2rpm……。另外，预裂缝阶段的转速，根据裂缝灌浆施工方案，以最大转速192rpm的30％、35％递增至80％，共11次。

计算公式如下：

F＝mω²r (1-1)

式中：F—离心力(N)，m—物体质量(g)，ω—圆周转动的角速度(rad/s)，r—半径(mm)

ω＝2πn (1-2)

式中：ω—圆周转动的角速度，n—转速(转/分)

式中：F—径向压力(N)，S—受力面积(mm2)，P—压强(Mpa)

相较于常规灌浆加固方式(顶面入渗法、注射法、浸泡法等)，分级递增转速的离心灌浆加固方式，能使菌液、胶结液入渗、扩散更加充分，保证了灌浆效果。

下表以渗透系数和碳酸钙沉淀含量作为指标，对比了以蠕动泵提供压力的顶面入渗法和分级递增转速的离心式灌浆加固方法，数据如表中所示。

	顶面入渗法(蠕动泵)	分级递增转速离心式
			渗透系数/cm/s	2.15E-5	1.23E-5
碳酸钙沉淀含量/g	177.12	224.65

试样尺寸：φ100mm×100mm

试样材料：厦门ISO标准砂

细菌种类：芽孢杆菌

根据数据可以明显看出，采用分级递增转速的离心式灌浆加固方法处理的加固体其渗透系数更小，碳酸钙沉淀含量更多，验证了离心式灌浆方法的良好效果。

Claims (7)

1.一种离心式分级预裂及微生物灌浆固化养护方法，其特征在于：包括一种离心式分级预裂及微生物灌浆固化养护试验装置，该装置包括储样旋转机构、搅拌机构；

所述储样旋转机构包括转动平台（14），转动平台（14）下端通过下转子轴（19）与下旋转电机（20）连接，转动平台（14）上端由外向内安装有试样装填容器（10）、多孔管（6），试样装填容器（10）与多孔管（6）之间的间隔形成加固体存储空间，多孔管（6）内形成溶液储存空间（8）；

所述搅拌机构包括搅拌浆（7），搅拌浆（7）下部安装在多孔管（6）内，搅拌浆（7）上部伸出多孔管（6）并与上转子轴（4）可拆卸连接，上转子轴（4）通过上旋转电机（3）驱动；所述搅拌浆（7）及上转子轴（4）均为中空结构且搅拌浆（7）与溶液储存空间（8）连通；

离心式分级预裂及微生物灌浆固化养护试验方法，包括以下步骤：

步骤1）、预处理：采用橡胶塞堵住废液排出口（15），使其密封；将纯净水盛装于上转子轴（4）中的溶液补给仓和溶液储存空间（8）内；溶液储存空间（8）中的纯净水在下旋转电机（20）的驱动作用下旋转离心，使得纯净水在具备一定压力的条件下入渗加固体，并在加固体内部打开渗流通道，形成预裂缝；在此过程中，废液通过试样装填容器（10）下部的孔渗出，待预处理结束通过废液排出口（15）排出；

步骤2）、灌浆：采用橡胶塞堵住废液排出口（15），使其密封；将菌液盛装于上转子轴（4）中的溶液补给仓和溶液储存空间（8）内；启动上旋转电机（3）、下旋转电机（20），在旋转离心的同时实现搅拌；混合均匀的菌液在一定的压力条件下，通过多孔管（6）入渗加固体；

再进行胶结液的灌注，采取与菌液灌注同样的操作即可；

步骤3）、步骤1）和步骤2）交替循环进行多次，单次循环中每次调整下旋转电机（20）的转速，使下旋转电机（20）的转速逐次递增；单次循环中，预处理和灌浆的峰值转速一致，所不同的是两者的加速度存在差别；

步骤4）、灌浆加固完成后，取出搅拌浆（7）及上转子轴（4），将可调温电发热管（5）放入，在不对加固体产生扰动的条件下，调节到合适的温度进行烘干养护；

步骤5）、养护结束后，加固体具有一定的强度，拆去试样装填容器（10），整个灌浆及烘干养护过程完成。

2.根据权利要求1所述的一种离心式分级预裂及微生物灌浆固化养护方法，其特征在于：所述加固体存储空间内、位于转动平台（14）上安装有第一孔隙水压力计感应头（12）、第二孔隙水压力计感应头（13），第一孔隙水压力计感应头（12）、第二孔隙水压力计感应头（13）分别置于试样的中心轴处和外边缘处，第一孔隙水压力计感应头（12）、第二孔隙水压力计感应头（13）与孔隙水压力计（9）连接并对灌浆压力进行实时监测。

3.根据权利要求1所述的一种离心式分级预裂及微生物灌浆固化养护方法，其特征在于：所述转动平台（14）上设有第一环形凹槽（14-5），套筒（11）固定于第一环形凹槽（14-5），且通过橡胶圈进行密封；所述套筒（11）下部设有废液排出口（15），废液排出口（15）上安装有带止液夹（16）的软管（17），软管（17）另一端伸入到废液收集容器（18）内；或者，废液排出口（15）上设置密封塞并通过密封塞封堵。

4.根据权利要求1所述的一种离心式分级预裂及微生物灌浆固化养护方法，其特征在于：所述试样装填容器（10）由多个相同的拼接片（10-1）拼接成圆柱管体结构，圆柱管体结构下端固定于第二环形凹槽（14-6）内,并用橡胶圈进行密封。

5.根据权利要求1所述的一种离心式分级预裂及微生物灌浆固化养护方法，其特征在于：所述多孔管（6）的内壁上、试样装填容器（10）的内壁上均套有圆筒状滤纸。

6.根据权利要求1所述的一种离心式分级预裂及微生物灌浆固化养护方法，其特征在于：所述搅拌浆（7）包括布满过流孔（7-3）的管轴（7-1），管轴（7-1）上周向布置有多个搅拌浆（7-2），管轴（7-1）上端与上转子轴（4）螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的一种离心式分级预裂及微生物灌浆固化养护方法，其特征在于：所述步骤3）中第一次预处理采用纯净水，后续重复循环过程中的预处理采用低浓度菌液。

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