脫硫菌及混合菌群對(duì)高硫煤的脫硫作用研究.pdf

1、我國(guó)是世界上最大的產(chǎn)煤國(guó)和消耗國(guó)，其中高硫煤的儲(chǔ)量約占總儲(chǔ)量的1/3，并且高硫煤的開采量正在逐年上升。目前，我國(guó)約有70％的原煤未經(jīng)洗選而直接用于燃燒，其產(chǎn)生的SO2、 NOx和CO2等隨著煙氣排入大氣后導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此，把燃煤脫硫問(wèn)題列入潔凈煤技術(shù)的研究項(xiàng)目，大力開展煤炭燃前脫硫研究，推廣脫硫技術(shù)，對(duì)堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展道路具有全局性的深遠(yuǎn)意義。
　　從棗莊煤礦、油污染地及污水處理廠采樣，篩選到27株具有脫硫活性的菌株，經(jīng)過(guò)進(jìn)

2、一步的復(fù)篩純化，得到一株具有較高活性的脫硫菌，命名為ND。對(duì)該菌株進(jìn)行16SrDNA序列分析，經(jīng)BLAST比對(duì)初步確定其種屬為不動(dòng)桿菌屬(Acinetobacter)，并觀察其顯微形態(tài)、菌落形態(tài)，對(duì)其生理生化性質(zhì)進(jìn)行了鑒定，發(fā)現(xiàn)菌株ND的硝酸鹽還原酶、酯酶、脲酶和觸酶檢測(cè)為陽(yáng)性;菌株ND有運(yùn)動(dòng)性，能夠耐受一定的鹽度，在三糖鐵瓊脂培養(yǎng)基中能夠利用蔗糖產(chǎn)酸，能夠?qū)⒑虻陌被嵫趸闪蚧瘹洌瑢?duì)大部分的抗生素有抗性。對(duì)影響菌株ND降解DBT(二

3、苯并噻吩，dibenzothiophene)的單因素條件進(jìn)行了研究，結(jié)果表明菌株ND降解DBT的最適培養(yǎng)時(shí)間為48.00 h;最適接種量為10.00％;最適初始DBT濃度為2.00 mmol/L;最適碳源為甘油;最適裝液量為30.00 mL;最適pH在7.0-8.0之間。在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上確定了對(duì)菌株ND脫硫影響較大的三個(gè)因素:初始pH、裝液量和初始DBT濃度。通過(guò)BBD(Box-Behnken Design)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，對(duì)影響菌株ND脫

4、硫顯著的三個(gè)因素（初始pH、裝液量和初始DBT濃度）進(jìn)行了響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，其最優(yōu)值是:初始pH為7.59，裝液量為29.17 mL，初始DBT濃度為1.89 mmol/L，此時(shí)生成的2-HBP(2-羥基聯(lián)苯)濃度為0.262 mmol/L;通過(guò)對(duì)響應(yīng)面模型的驗(yàn)證，證實(shí)實(shí)驗(yàn)值和預(yù)測(cè)值相對(duì)誤差低于1.00％，模型可信度高。
　　從油污染地及污水處理廠采樣，篩選到16株能夠降解烷烴的菌株，經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的復(fù)篩純化，得到一株具有較高產(chǎn)生物表面

5、活性劑能力的菌株，命名為L(zhǎng)1。通過(guò)對(duì)該菌株進(jìn)行16S rDNA序列的比對(duì)確定其種屬為不動(dòng)桿菌屬(Acinetobacter)。對(duì)菌株L1進(jìn)行了生理生化性質(zhì)的鑒定，結(jié)果表明菌株L1的硝酸鹽還原酶、酯酶、脲酶和觸酶檢測(cè)為陽(yáng)性;菌株L1有運(yùn)動(dòng)性，能夠耐受一定的鹽度，在三糖鐵瓊脂培養(yǎng)基中能夠利用蔗糖產(chǎn)酸，不能夠?qū)⒑虻陌被嵫趸€原成硫化氫，對(duì)大部分抗生素有抗性。對(duì)影響菌株L1產(chǎn)生物表面活性劑的單因素進(jìn)行了研究，結(jié)果表明菌株L1在培養(yǎng)48.0

6、h時(shí)，發(fā)酵液的表面張力達(dá)到最低，為25.4 mN/m;菌株L1最適碳源為液體石蠟，在該條件下發(fā)酵液的表面張力為24.8 mN/m;最適裝液量為30.0 mL(250.0 mL錐形瓶)，此時(shí)發(fā)酵液的表面張力為25.2 mN/m;最適pH為7.0，在該條件下發(fā)酵液的表面張力為26.4 mN/m;最適鹽濃度為2.0％，此時(shí)發(fā)酵液表面張力為25.2 mN/m。在單因素的最優(yōu)條件下培養(yǎng)菌株L1，發(fā)酵液表面張力降至24.5 mN/m。
　　將

7、篩選得到的脫硫菌應(yīng)用到高硫煤的脫硫中。對(duì)影響菌株ND脫除高硫煤中硫的單因素進(jìn)行了優(yōu)化，結(jié)果表明，菌株ND脫硫的最適培養(yǎng)時(shí)間為8.00 d，此時(shí)有機(jī)硫的脫除率達(dá)到了57.79％;最適脫硫的煤漿濃度為20.00％，此時(shí)有機(jī)硫的脫除率為56.13％;脫硫的最適煤樣粒度為120-160目，此時(shí)對(duì)有機(jī)硫的脫除率能夠達(dá)到58.07％;最適脫硫的接種量為50.00％，此時(shí)對(duì)有機(jī)硫的脫除率達(dá)到了62.54％。在單因素優(yōu)化的基礎(chǔ)上，對(duì)接種量、煤漿濃度和煤

8、粒度，利用BBD實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了三因素三水平的響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，菌株ND在煤漿濃度18.70％、接種量53.35％、煤粒度130-140目的條件下，對(duì)煤炭有機(jī)硫的脫除率達(dá)到了73.18％。對(duì)脫硫前后的煤樣進(jìn)行紅外光譜分析對(duì)比，結(jié)果表明S=O和-S-S-鍵振動(dòng)峰明顯變?nèi)?，脫硫效果明顯。初步研究了將混合菌（脫硫菌ND和產(chǎn)生物表面活性劑菌L1）應(yīng)用到DBT降解和高硫煤脫硫。結(jié)果表明，混合菌降解DBT產(chǎn)生的2-HBP濃度達(dá)到了0.68