本文關(guān)鍵詞：Gordonia sp.催化脫除二苯并噻吩硫元素的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著人們環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng),各國(guó)對(duì)燃料油硫含量控制標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越嚴(yán)格。但HDS技術(shù)反應(yīng)條件嚴(yán)苛、成本高,同時(shí)對(duì)C_X-DBT催化效率低,不能滿足深度脫硫的要求。生物脫硫技術(shù)能在溫和條件下,高效專一的脫除有機(jī)硫,是一種環(huán)境友好型脫硫技術(shù)。本文從Gordonia sp.JDZX13篩選、鑒定及脫硫途徑的分析開(kāi)始,通過(guò)單因素及正交實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化確定了Gordonia sp.JDZX13在單水相體系的最佳生長(zhǎng)條件,解析了關(guān)鍵限制性因素對(duì)Gordonia sp.JDZX13生長(zhǎng)及脫硫的作用效應(yīng),研究了油水兩相體系最佳培養(yǎng)模式及脫硫條件,并考察了Gordonia sp.JDZX13對(duì)不同模擬油的脫硫情況。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)Gordonia sp.JDZX13的篩選、鑒定及脫硫途徑分析。從克拉瑪依油田采樣,篩選到11株代謝DBT的脫硫菌。通過(guò)比較各菌株對(duì)二苯并噻吩(DBT)的降解能力,確定JDZX13菌株脫硫能力最佳。對(duì)該菌株進(jìn)行形態(tài)學(xué)、生理生化及16S rDNA分析,確定其為戈登氏菌屬,命名為Gordonia sp.JDZX13。用GC-MS對(duì)代謝產(chǎn)物定性分析確定該菌株具有“4S”代謝途徑。將Gordonia sp.JDZX13的脫硫基因進(jìn)行提取與比對(duì),確定該菌株含有脫硫基因dszA、dszB和dszC,因此進(jìn)一步證實(shí)其代謝C_X-DBT的途徑。(2)單水相體系下Gordonia sp.JDZX13生長(zhǎng)關(guān)鍵因子的優(yōu)選。通過(guò)單因素及正交實(shí)驗(yàn)對(duì)生長(zhǎng)關(guān)鍵因子(碳源、氮源、微量元素、MgCl2、溫度及pH)的優(yōu)選,最終獲得最佳發(fā)酵條件為:蔗糖15.0 g×L~(-1)、NH4Cl 2.0 g×L~(-1)、MgCl2 0.1 g×L~(-1)、微量元素1.0 m L×L~(-1)、pH 7.0、溫度35℃。在優(yōu)化后的條件下,菌體濃度在81 h達(dá)到4.44 g×L~(-1),是優(yōu)化前的3.7倍;DBT脫除率在48 h達(dá)到98%,相比優(yōu)化前,時(shí)間縮短12 h。(3)關(guān)鍵限制因素對(duì)Gordonia sp.JDZX13生長(zhǎng)及脫硫的效應(yīng)研究。研究表明:DBT在適當(dāng)濃度范圍能促進(jìn)菌體生長(zhǎng)、提升脫硫酶系活力及上調(diào)脫硫基因轉(zhuǎn)錄。在高濃度時(shí)(≥3 mmol×L~(-1)),對(duì)菌體生長(zhǎng)及脫硫酶活力有輕微抑制作用;菌體活性及脫硫酶系受2-HBP劇烈影響,濃度高于0.3 mmol×L~(-1)時(shí),菌體及脫硫酶系活力均喪失。低濃度時(shí)(≤0.025mmol×L~(-1)),脫硫基因dszA、dszB和dszC轉(zhuǎn)錄上調(diào),分別達(dá)到原始水平的2.6、2.73和2.66倍。高于0.05 mmo×L~(-1)時(shí),脫硫基因轉(zhuǎn)錄受到抑制;SO42-對(duì)菌體生長(zhǎng)有促進(jìn)作用,但抑制脫硫酶的活性。在低濃度時(shí)(≤0.05 mmol×L~(-1)),脫硫基因dszA、dszB和dszC轉(zhuǎn)錄水平上調(diào),分別達(dá)到原始水平的3.61、2.00和2.62倍,但高于0.1 mmol×L~(-1)時(shí),脫硫基因dszA、dszB和dszC轉(zhuǎn)錄水平受抑制,僅為原始水平的0.33、0.14和0.53倍。(4)油水兩相體系脫硫性能研究。通過(guò)比較油水兩相體系中五種培養(yǎng)模式的脫硫效果,確定模式II脫硫效率最高。基于單因素及響應(yīng)面優(yōu)化技術(shù)獲得油水兩相體系的最佳脫硫條件:油水體積比1:5、轉(zhuǎn)速200 r×min~(-1)、β-CD 4.44 g×L~(-1)、煙酰胺1.57 mmol×L~(-1)、核黃素20.7μmmol×L~(-1)。在培養(yǎng)模式II及優(yōu)化條件下,分別考察了Gordonia sp.JDZX13對(duì)國(guó)II、國(guó)III、國(guó)IV、國(guó)V標(biāo)準(zhǔn)模擬油的脫硫情況,結(jié)果顯示該菌株對(duì)國(guó)Ⅳ,國(guó)Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)模擬油的處理效果較好,最終能達(dá)到無(wú)硫水平。
【關(guān)鍵詞】：Gordonia sp.JDZX13 C_X-DBT 生物脫硫 “4S”途徑 油水兩相體系
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE624.55
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 硫氧化物的危害8
• 1.2 石油中硫化物的組成8-9
• 1.3 傳統(tǒng)脫硫技術(shù)9-10
• 1.3.1 加氫脫硫技術(shù)9
• 1.3.2 萃取脫硫技術(shù)9-10
• 1.3.3 吸附脫硫技術(shù)10
• 1.3.4 氧化脫硫技術(shù)10
• 1.4 生物脫硫技術(shù)10-15
• 1.4.1 生物脫硫機(jī)理10-12
• 1.4.2 脫硫菌株及其特性12-13
• 1.4.3 脫硫工藝研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4.4 細(xì)胞脫硫動(dòng)力學(xué)研究14
• 1.4.5 目前存在的問(wèn)題與挑戰(zhàn)14-15
• 1.5 論文的立題意義及研究?jī)?nèi)容15-16
• 1.5.1 論文的立題意義15
• 1.5.2 論文的主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 第二章 材料與方法16-25
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料16-17
• 2.1.1 篩菌樣品16
• 2.1.2 培養(yǎng)基16
• 2.1.3 主要儀器與試劑16-17
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法17-21
• 2.2.1 C_X-DBT脫硫菌株篩選方案構(gòu)建17
• 2.2.2 C_X-DBT脫硫菌株鑒定17-18
• 2.2.3 Gordonia sp. JDZX13的脫硫途徑分析18
• 2.2.4 基于單因素及正交試驗(yàn)優(yōu)化策略強(qiáng)化菌株單水相體系脫硫18-19
• 2.2.5 關(guān)鍵因素對(duì)菌體生長(zhǎng)、酶系活性及脫硫基因轉(zhuǎn)錄的效應(yīng)19-20
• 2.2.6 油水兩相體系脫硫20-21
• 2.3 檢測(cè)方法21-25
• 2.3.1 Gordonia sp. JDZX13生物量的檢測(cè)21-22
• 2.3.2 透射電子顯微鏡22
• 2.3.3 樣品主要離子檢測(cè)22
• 2.3.4 HPLC對(duì)代謝產(chǎn)物的定量分析22-23
• 2.3.5 GC-FID對(duì)代謝產(chǎn)物的定量分析23
• 2.3.6 GC-MS對(duì)代謝產(chǎn)物的定性分析23-24
• 2.3.7 數(shù)據(jù)分析24-25
• 第三章 結(jié)果與討論25-50
• 3.1 Gordonia sp. JDZX13的篩選、鑒定及C_X-DBT脫硫途徑分析25-32
• 3.1.1 脫除C_X-DBT菌種的篩選25-26
• 3.1.2 脫C_X-DBT菌種JDZX13的生理生化及分子鑒定26-28
• 3.1.3 Gordonia sp. JDZX13的C_X-DBT脫硫途徑分析28-32
• 3.2 單水相體系中Gordonia sp. JDZX13脫硫條件優(yōu)化32-36
• 3.2.1 脫硫關(guān)鍵因子的篩選32-34
• 3.2.2 關(guān)鍵脫硫因子的優(yōu)化34-36
• 3.3 關(guān)鍵限制性因素對(duì)Gordonia sp. JDZX13生長(zhǎng)及脫硫的效應(yīng)研究36-42
• 3.3.1 DBT濃度對(duì)菌體生長(zhǎng)、脫硫酶系活力及脫硫基因轉(zhuǎn)錄的作用效應(yīng)36-38
• 3.3.2 2-HBP濃度對(duì)菌體生長(zhǎng)、脫硫酶系活力及脫硫基因轉(zhuǎn)錄的作用效應(yīng)38-40
• 3.3.3 SO_4~(2-)濃度對(duì)菌體生長(zhǎng)、脫硫酶系活力及脫硫基因轉(zhuǎn)錄的作用效應(yīng)40-42
• 3.4 油水兩相體系Gordonia sp. JDZX13的脫硫特性研究42-50
• 3.4.1 Gordonia sp. JDZX13脫硫模式的研究42
• 3.4.2 基于響應(yīng)面優(yōu)化策略強(qiáng)化Gordonia sp. JDZX13菌株脫硫42-49
• 3.4.3 Gordonia sp. JDZX13處理不同標(biāo)準(zhǔn)模擬油的研究49-50
• 主要結(jié)論與展望50-52
• 主要結(jié)論50
• 展望50-52
• 致謝52-53
• 參考文獻(xiàn)53-57
• 附錄I: 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的主要科研成果57-58
• 附錄II: 論文涉及的樣品檢測(cè)數(shù)據(jù)、基因序列及圖片58-61

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