煤炭是中國的主要能源。隨著煤炭資源的日益消耗與機(jī)械化采煤程度的提高,高硫、高灰、細(xì)粒煤炭含量在原煤中的比例不斷提高,細(xì)粒煤的燃前脫硫技術(shù)成為潔凈煤技術(shù)的研究重點(diǎn)之一。由于煤炭生物脫硫具有低成本、低能耗、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn),因此,開展煤炭生物脫硫相關(guān)的基礎(chǔ)研究對提高煤的潔凈利用和改善生態(tài)環(huán)境具有重要的經(jīng)濟(jì)和社會意義。本文從脫硫微生物氧化亞鐵硫桿菌的優(yōu)化培養(yǎng)研究入手,探討了電化學(xué)方法與生物反應(yīng)器放大培養(yǎng)模式對細(xì)菌細(xì)胞代謝亞鐵離子的影響;分析了氧化亞鐵硫桿菌與單質(zhì)硫、黃鐵礦作用過程中的溶液性質(zhì)變化,優(yōu)化了煤炭生物脫硫的工藝參數(shù)條件;利用硫的K邊X射線近邊結(jié)構(gòu)光譜等新型手段,探討了氧化亞鐵硫桿菌與固體基質(zhì)（單質(zhì)硫、黃鐵礦與煤樣）的表面特性;通過分析微生物與煤炭、浸出液及氣相的界面作用,提出了氧化亞鐵硫桿菌脫除煤中黃鐵礦硫的界面生物氧化模型,為煤炭生物脫硫工藝的設(shè)計(jì)提供了理論支持。具體研究結(jié)果包括以下幾部分:（1）在搖瓶培養(yǎng)氧化亞鐵硫桿菌的過程中,分析了溶液中氫離子與鐵離子的變化規(guī)律,優(yōu)化了初始pH值、初始亞鐵離子濃度與外加電位等反應(yīng)條件;利用單因素方差分析方法討論了細(xì)菌接種量、培養(yǎng)溫度、初始亞鐵離... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：172 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

草分枝桿菌細(xì)胞壁的化學(xué)組成示意圖

圖 2-7 SO42-的四種振動(dòng)模式Figure 2-7 Four vibrational modes of sulfate ion-8 顯示的是黃色沉淀的 X-射線衍射譜圖。利用粉末衍射聯(lián)合JCPDS-ICDD）提供的各種物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)粉末衍射資料，并按照對照分析鑒定，確定樣品中晶體的物質(zhì)組成為含有銨根離子Fe3(SO4)2(OH)6）。100200300400500600VVVVVVV VVVVVVVVVVVnteIsntyi(PSC)V-NH4Fe3(SO4)2(OH)6

Howard 等人設(shè)計(jì)了 45 L 電化學(xué)連續(xù)培養(yǎng)槽，使培養(yǎng)液中 A.f 長的 6×107個(gè)/mL 達(dá)到 1.5×109個(gè)/mL[99]；李宏煦應(yīng)用離子交換電化學(xué)池，使細(xì)菌氧化的 Fe3+在陰極池中還原，克服了 Fe3+對響，使細(xì)菌始終在較為適宜的環(huán)境中生長[65,100]。理調(diào)節(jié)細(xì)菌生長的電場環(huán)境，可以加強(qiáng) A.f 菌的優(yōu)化培養(yǎng)。外性介質(zhì)在電解條件下產(chǎn)生新生氧，O2和作為中間產(chǎn)物的 H2O2代謝[101]；正電位使 Fe3+比 Fe2+穩(wěn)定，不能保證細(xì)菌的能量供給于 Fe3+的電化學(xué)還原，保證作為細(xì)菌能源基質(zhì)的 Fe2+的不斷供菌的活性，并減少黃銨鐵礬沉淀的生成。在初始 pH 為 1.7，初 的培養(yǎng)條件下，實(shí)驗(yàn)討論外加負(fù)電位對 A.f 菌生長的影響。 2-14 和 2-15 分別為未加入 A.f 菌和加入 A.f 菌后的培養(yǎng)基循環(huán)伏 培養(yǎng)基的循環(huán)伏安曲線顯示，溶液中的電活性物質(zhì)在工作電反應(yīng)，還原峰的電位分別為 0.4 V 和-0.1 V，無氧化反應(yīng)發(fā)生。由于細(xì)菌對 Fe2+的氧化利用，循環(huán)伏安圖中出現(xiàn)兩對氧化還原代謝過程中的電化學(xué)作用。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]典型嗜酸硫氧化菌作用下元素硫的形態(tài)及其轉(zhuǎn)化的研究[D]. 何環(huán).中南大學(xué) 2009
[2]三類生物冶金微生物菌種的選育及其與礦物作用研究[D]. 周吉奎.中南大學(xué) 2004
[3]硫化礦細(xì)菌浸出過程的電化學(xué)機(jī)理及工藝研究[D]. 李宏煦.中南大學(xué) 2001



本文編號：2924212