几种细菌对煤炭脱硫作用的初步研究

论文摘要

探讨了几种细菌对煤炭的脱硫作用,对硅酸盐细菌在煤炭脱硫效果及脱硫机理等方面进行了较深入的研究。在以煤炭作为营养基质条件下对硅酸盐细菌进行驯化培养显示其具有良好的适应能力。采用生长在含高硫煤培养基中的硅酸盐细菌来去除煤炭中的硫,结果表明:①硅酸盐细菌对煤炭有一定脱硫效果,全硫脱除率最高达35.78%,处理后煤样含硫3.50%;②摇床培养的硅酸盐细菌与静止培养的硅酸盐细菌相比,前者对煤炭脱硫效果更好。采用自地下水中分离的不动杆菌属S03和S06菌株进行脱硫实验,结果表明:菌株S06的脱硫效果要稍优于菌株S03,全硫脱除率达31.38%,处理后煤样含硫3.74%。这表明,菌株S03和S06对煤炭虽有一定脱硫效果,但效果不理想。采用NJDX1-④菌株对所采煤样进行脱硫实验,结果表明:该菌株对煤炭脱硫有一定作用,尤其是对煤炭中无机硫的脱除显示出更好的效果。通过改变培养基中硫含量可提高NJDX1-④菌株对煤炭的脱硫效果。分析认为该菌株对黄铁矿硫可能存在氧化脱硫作用。就硅酸盐细菌对煤炭脱硫的条件进行单因素试验和正交优化试验。结果表明,硅酸盐细菌用于煤炭脱硫应选择含氮培养基培养的种子液,处理煤样的最佳条件为:处理时间6d,摇床转速170r/min,煤样投加量6g,菌剂投加量50mL。上述条件下该菌株最高脱硫率为36.87%。采用含氮培养基及无氮培养基培养的硅酸盐细菌对煤炭脱硫的机理研究表明:硅酸盐细菌对煤炭中的硫化铁硫存在氧化作用,同时该菌对有机硫和无机硫都有吸收与代谢转化作用。利用含氮培养基培养后的硅酸盐细菌对含低价态无机硫的黄铁矿和硫化亚铁作用结果表明:硅酸盐细菌及其代谢产物对低价态无机硫存在氧化作用。进一步分析认为硅酸盐细菌煤炭脱硫机理包括:①硅酸盐细菌及其代谢产物对煤中的硫产生氧化作用;②硅酸盐细菌对煤中的硫有吸收与转化作用。微生物技术用于煤炭脱硫既能专一性地脱除结构复杂、嵌布粒度极细的无机硫,同时又能脱除部分有机硫,所需反应条件温和,投资少,成本低,对环境污染小,是一种环境友好的煤炭脱硫新技术,因而具有广阔的应用前景。本项工作对开展煤炭微生物脱硫技术研究具有重要参考价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.使用高硫煤炭对环境的危害
• 2.现有煤炭脱硫技术
• 2.1 煤炭中硫的赋存形态
• 2.2 现有煤炭脱硫技术及优缺点
• 3.微生物技术脱硫的优势
• 3.1 微生物脱硫技术研究概况
• 3.1.1 国外微生物脱硫技术研究
• 3.1.2 国内微生物脱硫技术研究
• 3.2 煤炭微生物脱硫机理
• 3.2.1 无机硫脱除机理
• 3.2.2 有机硫脱除机理
• 3.3 煤炭微生物脱硫影响因素
• 3.4 存在问题和改进措施
• 4.本项课题立题依据和主要研究内容
• 4.1 立题依据
• 4.2 主要研究内容
• 5.本章小结
• 第二章 试验用微生物性状及煤样的分析测定
• 1.试验用煤样概述及其分析测定
• 2.试验用微生物特征
• 2.1 硅酸盐细菌特征
• 2.2 不动杆菌S03和S06菌株的特征
• 2.3 NJDX1—④菌株的特征
• 3.试验用煤样的分析
• 3.1 硫的测定
• 3.2 脱硫结果计算
• 4.本章小结
• 第三章 微生物对煤炭脱硫试验研究
• 第一节 硅酸盐细菌对煤炭脱硫作用初步研究
• 1.材料与方法
• 1.1 材料
• 1.1.1 煤样
• 1.1.2 菌种
• 1.1.3 主要仪器与设备
• 1.1.4 主要试剂与药品
• 1.2 方法
• 1.2.1 脱硫用硅酸盐细菌种子液的获得
• 1.2.2 煤样脱硫处理方法
• 1.2.3 煤样后处理
• 1.2.4 煤样分析与结果计算
• 2.结果与讨论
• 2.1 硅酸盐细菌在含煤培养基中的生长
• 2.2 硅酸盐细菌驯化培养后对煤样的脱硫效果
• 2.3 含煤样培养基培养细菌后煤样的脱硫效果
• 3.结论
• 第二节 不动杆菌S03和S06菌株对煤炭脱硫作用初步研究
• 1.材料与方法
• 1.1 材料
• 1.1.1 煤样
• 1.1.2 菌种
• 1.1.3 主要仪器与设备
• 1.1.4 主要试剂与药品
• 1.2 方法
• 1.2.1 脱硫用S03和S06菌株的获得
• 1.2.2 煤样脱硫处理方法
• 1.2.3 煤样后处理
• 1.2.4 煤样分析与结果计算
• 2.结果与讨论
• 3.结论
• 第三节 NJDX1—④号菌株对煤炭脱硫作用初步研究
• 1.材料与方法
• 1.1 材料
• 1.1.1 煤样
• 1.1.2 菌种
• 1.1.3 主要仪器与设备
• 1.1.4 主要试剂与药品
• 1.2 方法
• 1.2.1 NJDX1—④菌株的培养
• 1.2.2 煤样脱硫处理方法
• 1.2.3 煤样后处理
• 1.2.4 煤样分析与结果计算
• 2.结果与讨论
• 3.结论
• 本章小结
• 第四章 硅酸盐细菌对煤炭脱硫条件优化及其脱硫机理初步研究
• 第一节 硅酸盐细菌对煤炭脱硫条件优化研究
• 1.材料与方法
• 1.1 材料
• 1.1.1 煤样
• 1.1.2 菌种
• 1.1.3 主要仪器与设备
• 1.1.4 主要试剂与药品
• 1.2 方法
• 1.2.1 含氮培养基对脱硫效果的影响
• 1.2.2 不同处理时间对脱硫效果的影响
• 1.2.3 不同摇床转速对脱硫效果的影响
• 1.2.4 煤样投加量对脱硫效果的影响
• 1.2.5 菌剂投加量对脱硫效果的影响
• 1.2.6 正交实验法确定最佳脱硫效果所需条件
• 2.结果与讨论
• 2.1 硅酸盐细菌采用含氮培养基培养后的脱硫效果
• 2.2 最佳处理时间确定
• 2.3 最佳摇床转速确定
• 2.4 最佳煤样投加量确定
• 2.5 最佳菌剂投加量确定
• 2.6 正交试验法确定硅酸盐细菌煤炭脱硫最佳条件
• 3.结论
• 第二节 硅酸盐细菌煤炭脱硫机理初步研究
• 1.材料与方法
• 1.1 材料
• 1.1.1 处理样品
• 1.1.2 菌种
• 1.1.3 主要仪器与设备
• 1.1.4 主要试剂与药品
• 1.2 方法
• 1.2.1 含氮种子液与无氮种子液中细菌对煤炭脱硫作用
• 1.2.2 含氮种子液中细菌对黄铁矿和硫化亚铁作用
• 1.2.3 煤样分析与结果计算
• 2.结果与讨论
• 2.1 含氮种子液与无氮种子液中细菌对煤炭脱硫作用机理分析
• 2.2 含氮种子液中细菌对黄铁矿和硫化亚铁作用分析
• 3.结论
• 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 1.结论
• 2.本课题创新之处
• 3.展望
• 4.有待进一步完善的工作
• 致谢
• 参考文献
• 附录