專一性脫有機硫菌的篩選及其脫硫活性的研究.pdf

1、煤炭經(jīng)燃燒排放的硫化物，造成了一系列的環(huán)境問題，如酸雨、植被破壞等。因此，對于煤的脫硫非常必要。相比傳統(tǒng)的化學和物理脫硫，生物脫硫有諸多優(yōu)點：操作簡單、投資費用、能耗及燃料熱能損失低，并且生物脫硫技術能很好地脫除煤中難降解硫化物而不降低煤的熱值。二苯并噻吩(Dibenzothiophene,DBT)廣泛存在于煤炭中，是難降解的一種含硫有機化合物，常作為煤生物脫硫研究中的模式化合物。本論文針對煤炭中有機硫化物DBT，開展了專一性脫有機硫微

2、生物的篩選和鑒定，微生物脫硫條件的優(yōu)化，生物脫硫動力學特性及原煤脫硫工藝的優(yōu)化和應用的研究，具體結果如下：
　　在BSM篩選培養(yǎng)基中，以DBT為硫源，通過脫硫活性分析及代謝產(chǎn)物的GC檢測分析，得到一株活性較高的脫有機硫菌株D4，其代謝產(chǎn)物為2-HBP。通過對D4菌體的菌落及顯微形態(tài)特征分析，表明其與桿菌的特征有較高的一致性；采用細菌16SrDNA通用引物，利用PCR技術對D4的總DNA進行擴增，克隆出1488bp的16SrDNA序

3、列片段。對上述克隆片段測序后在NCBI網(wǎng)站進行Blast序列同源性檢測分析，發(fā)現(xiàn)D4與Enterobacterhormaechei(AM943033)和Enterobacter.dc6(HM625774.1)菌株有較近的親緣關系，相似性為99％；綜上所述，脫硫菌D4鑒定為腸桿菌屬(Enterobactersp.)，命名為Enterobactersp.D4。
　　通過培養(yǎng)基組分和發(fā)酵培養(yǎng)條件的優(yōu)化，考察菌株Enterobacters

4、p.D4以DBT為硫源的脫硫條件，結果表明，D4菌體最佳的脫硫碳源是甘油，最佳氮源是NH4Cl；在單因素實驗的基礎上，采用響應面分析法(RSM，ResponseSurfaceMethod)對脫硫條件進行建模優(yōu)化，篩選出3個影響顯著的因素：轉速、底物濃度和培養(yǎng)溫度；優(yōu)化后的脫硫條件：轉速175r/min，DBT濃度0.1mmol/L，培養(yǎng)溫度30℃。優(yōu)化后的脫硫率為59.83％，比優(yōu)化前提高了近10%。
　　研究了菌株D4的脫硫動力

5、學特征。分別用HinshelWood、Luedeking-Piret和Luedeking-Piret-like方程模型表征、研究了D4的菌體生長、底物(DBT)消耗和產(chǎn)物生成的動力學特征。應用四階Runge-Kutta法則。結果顯示通過MATLAB擬合得到的動力學方程，實驗值的大部分數(shù)據(jù)均在該擬合方程的95%的置信區(qū)間內，說明擬合得到的動力學方程模型，能夠很好的表征脫硫發(fā)酵特征。在實驗范圍內對D4生長和脫硫特征進行分析，結果顯示產(chǎn)物（2

6、-HBP）對脫硫反應影響較大(Kp=21.5764mmol·L-1)，產(chǎn)物生成和菌體生長呈現(xiàn)偶聯(lián)型(α=0.02)。
　　考察了溫度、煤漿濃度、脫硫時間、初始pH、接種量和轉速對原煤脫有機硫的影響，在單因素的實驗的基礎上，利用正交試驗對煤炭脫有機硫進行了優(yōu)化，優(yōu)化結果為：溫度29℃，煤漿濃度3.0%，脫硫時間9d，初始pH6.5，接種量是11%，轉速值是175r/min，在最優(yōu)條件下，煤炭有機硫脫硫率達到27.2%。利用BP神經(jīng)網(wǎng)