生物能源氣中的硫化物和硅氧烷是限制其開發(fā)利用的主要原因。本文以脫除生物能源氣中的硫化物和硅氧烷為研究目標(biāo),分別以H2S、甲硫醇(MT)和八甲基環(huán)四硅氧烷(D4)作為模式化合物進行研究,構(gòu)建了生物脫除硫化物和硅氧烷的生物滴濾裝置,并對硫化物和硅氧烷的生物脫除過程進行了考察,主要研究內(nèi)容如下:從活性污泥中篩選得到了三株菌株,其中脫除H2S的菌株被鑒定為Paenibacillus sp.Y5,脫除MT的菌株被鑒定為Paenibacillus polymyxa CZ05,脫除D4的菌株被鑒定為Pseudoumonas putida H4�？疾炝巳昃纳L特性,并把三株菌分別應(yīng)用在三個以火山巖為填料的生物滴濾塔上,考察其脫除生物能源氣中雜質(zhì)的能力。在優(yōu)化操作條件下,當(dāng)H2S進口濃度在400 ppmv時,脫除率達到90%;當(dāng)MT進口濃度在60 ppmv時,脫除率達到99.5%;當(dāng)D4進口濃度在60 mg m-3時,脫除率達到82%。考察了三株菌的共培養(yǎng)情況;研究了三種物質(zhì)在聯(lián)合脫除時的相互影響;提出了采用溶解氧為生物滴濾塔內(nèi)的微生物供氧的策略,避免了生物能源氣與氧接觸爆炸的危險。在此基礎(chǔ)上,建立了生物脫除MT、H2S、D4的三塔聯(lián)合操作的實驗裝置。在優(yōu)化操作條件下,當(dāng)H2S、MT、D4的進口濃度分別為300 ppmv,20 ppmv,140 mg m-3時,聯(lián)合脫除率分別為99.2±0.05%、99.7±0.04%、68±0.07%。本文首次報道了P.polymyxa具有脫除MT的功能,并初步探討了MT的脫除機制為:MT先溶于營養(yǎng)液中,然后與P.polymyxa CZ05分泌的堿性物質(zhì)反應(yīng),并儲存在溶液中,從而增加了MT在水中的溶解性;P.polymyxa CZ05降解MT最終生成CO2和單質(zhì)S0。選用PCR-DGGE分析和Biolog碳源代謝分析兩種方法對三塔聯(lián)合脫除H2S、MT和D4的生物滴濾塔內(nèi)微生物群落的變化進行了考察。PCR-DGGE分析結(jié)果顯示兩個塔中的微生物群落組成是一直變化的,Biolog方法分析結(jié)果表明兩個塔中的微生物群落均能代謝多種碳源,但是這兩個塔的代謝特征差異性明顯。
【學(xué)位單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TQ033

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本文編號：2825334