【摘要】：礦物燃料燃燒后產(chǎn)生的SO_2是形成酸霧、酸雨等環(huán)境污染的重要原因。隨著燃料油(汽油、柴油)用量的不斷增加,由此造成的環(huán)境污染也日趨嚴重。目前從石油及其產(chǎn)品中脫除有機硫普遍采用的方法為加氫脫硫(Hydrodesulfurization, HDS)。對于雜環(huán)類含硫化合物,如二苯并噻吩(DBT)等,HDS的催化劑很難脫除這部分硫。國際上近年來迅速發(fā)展中的生物脫硫(biodesulfurization, BDS)技術(shù),可以選擇性地脫除這類化合物中的硫而不損失燃料的熱值,并以其溫和的反應條件,較低的操作成本而將成為21世紀降低石油產(chǎn)品硫含量的有效途徑。 以DBT作為模型脫硫化合物,從煉油廠污泥中分離出一株專一脫硫的棒桿菌Corynebacterium ZD-1,能降解DBT,終產(chǎn)物為2-HBP。DBT為硫源,甘油為碳源,搖瓶中30℃培養(yǎng)45小時后,棒桿菌ZD-1的質(zhì)量濃度達到最大,并且指數(shù)生長后期收集的菌體具有最高的脫硫活性。對ZD-1生長條件如初始pH,溫度等進行了優(yōu)化。ZD-1適宜生長條件為:pH 6.0～7.5,30℃,10.0g/l的甘油,5.0g/l的氯化銨,0.20 mmol/l的DBT。同時首次在Tween-80存在下,研究了ZD-1對底物DBT的生長動力學,發(fā)現(xiàn)ZD-1對DBT的生長動力學符合Monod方程,其中μ_(max)為0.134 hr~(-1),k_m為0.016 mmol/l。 ZD-1通過“4S”途徑降解DBT,反應終產(chǎn)物2-HBP和Na_2SO_4對DBT的降解均有抑制作用,而且2-HBP對菌體的生長也有抑制作用。該菌株休止細胞降解DBT的最佳濃度為9.2gdry cell/l,其脫硫活力隨著菌體濃度的降低而增大,同時休止細胞的脫硫活性隨放置時間的延長變化不大,穩(wěn)定性好。 考察了ZD-1在油-水雙液相體系中降解DBT時油水比、水相介質(zhì)、反應器中通氣量以及攪拌速率等因素對該反應的影響。ZD-1脫硫時的最佳油水比為1:2,而水相介質(zhì)以培養(yǎng)液為佳,通氣量越高越好,但攪拌速度以1300 r/min比較適宜。在定時更換培養(yǎng)液的情況下,ZD-1生長細胞在間歇式攪拌反應器中能夠持續(xù)高活性脫硫200小時以上。 由于在水相和有機相中,后來分離到的菌株ZD-M2的脫硫活性都高于ZD-1,并且ZD-M2具有更廣的底物范圍,后續(xù)的實驗也對ZD-M2作了進一步的研究。 ZD-M2休止細胞脫硫時,最佳油/水兩相配比為1:1,在生長介質(zhì)和非生長介質(zhì)中具有幾乎相同的脫硫活性,休止細胞脫硫時,茵體濃度在5.6g dry cell/l到14.0g dry cell/l范圍時,ZD-M2在油-水雙液相體系中降解DBT的脫硫活性基本相同,可以達到0.200 mmol(DBT)/kg dry cell/min,即2.2ling(DBT)/g/h。攪拌式反應中ZD-M2休止細胞降解正十六烷中的DBT內(nèi),在實驗所選的條件下,通氣量也是越高越好,而最佳的攪拌速率為1140r/min。 正十六烷中DBT的濃度過高對ZD-M2脫硫有抑制作用,ZD-M2降解DBT的生化反應動力學符合底物抑制模型,其中最大降解速率r_(max)為0.806 mmol/kg dry cell/min,米氏常數(shù)K_M為4.395 mmol/l,底物抑制的解離常數(shù)K_s為1.984 mmol/l。 為了促進微生物在油-水雙液相體系中對DBT的降解,并探討表面活性劑的作用機理。選擇了Brij35、Tween-80、Triton-100X和β-環(huán)糊精等四種表面活性劑,考察了不同表面活性劑對水溶液中DBT的增溶效應,同時研究了不同表面活性劑對ZD-1和ZD-M2兩種不同
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2005
【分類號】：X701.3
【圖文】：

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【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前3條

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本文編號：2718826