论文部分内容阅读
煤炭在我国能源结构中占有非常重要的地位,是生产、生活的保障性物质。但作为化石性能源,煤炭燃烧利用也带来了严重的环境问题,特别是大气污染一直深受关注。煤炭脱硫是降低大气污染的主要手段之一,虽然围绕煤脱硫开展了很多研究,但从费用、效率、环境友好性等来看,仍没找到较好的解决办法。生物脱硫被认为具备环境友好性、经济性、条件温和等特点,具有较好的发展前景,但效率低、时间长的缺点严重限制了生物脱硫技术的应用。分离高效脱硫菌、优化脱硫条件是解决上述问题的有效举措。虽然目前已从多种载体中分离出多种脱硫菌,脱硫条件优化也进行了不少探索,但微生物脱硫技术并没有大的突破。基于煤炭在我国能源结构中的绝对地位和短期内难以改变的现状,仍有必要加强这方面的研究。以往研究中的微生物多来自矿区废水、活性污泥等,优化条件多聚焦在微生物生长条件和煤炭本身,本论文拟从高硫煤矿深井废水样品分离、驯化脱硫菌,除进行传统条件优化外,重点通过表面活性剂改变微生物与煤粒的接触环境来强化脱硫效果,并与新型燃煤技术一水煤浆技术结合,破解煤炭微生物脱硫的困局。主要结果如下:(1)从宁夏中卫高硫煤矿废水中筛选出一株具有脱硫效果的细菌,此菌属革兰氏阴性菌,可以利用硫单质和硫代硫酸盐,为化能自养菌,有鞭毛,能运动,在9K液体培养基中培养出现菌膜.且产生黄钾铁矾沉淀。在9K固体培养基上的生长状态为0.3-0.6cm的圆形浅黄色菌落。经鉴定,此菌属氧化亚铁硫杆菌,将其命名为T.f X1,细菌最适生长条件为温度30℃,初始pH为2.0,接种量为10mL/100mL培养基。为了得到更高效的脱硫菌,对细菌进行了紫外诱变和FeS2胁迫诱导处理,但脱硫效率并没有明显得到提高。(2)针对实验操作中9K固体培养基易破碎,.菌落生长速度慢的缺点,对其配制方法进行了优化,9K固体培养基的性能得到了显著提高,缩短了脱硫菌菌落的形成时间。(3)将筛选出的细菌X1应用于宁夏中卫市某高硫煤脱硫研究,获得细菌的最佳脱硫条件:煤粒度0.15mm、温度30℃、煤浆浓度90g/L菌液接种量为10mL/100mL培养基,此条件下脱硫率最高,7d达到35.68%。(4)在最佳脱硫条件下,将吐温20、吐温80和RB-1181三种非离子表面活性剂添加到微生物脱硫过程,虽然三种表面活性剂均能不同程度地提高菌株的脱硫率,但效果不显著。水煤浆实验表明,在最佳脱硫条件下,水煤浆浓度为65%(65g煤),菌液接种量为35mL7d脱硫率为17.39%。