柴油生物脱硫菌的筛选及应用研究

摘要

以二苯并噻吩(DBT)作为模型化合物，从炼油厂污水中分离出一株专一性脱硫的红串红球菌TJQ，该菌能降解DBT，终产物为2-羟基联苯(2-HBP)。系统地研究了初始pH值、碳源、氮源、硫源、脱硫代谢产物硫酸根(SO2-4)和2-HBP等因素对TJQ菌生长及脱硫的影响，并设计了小型生物脱硫反应器，考察了菌体在反应器中对不同体系中硫的脱除。为生物脱硫的工业化发展提供参考。 1.TJQ菌的最佳适宜的初始pH值为6.0～7.0，控制溶液pH在适宜值时可提高菌体的生长和脱硫能力；在不断监测和调节溶液pH值的反应体系中，菌株在3天内可将6.4mg/L(0.2mmol/L)水相中的DBT硫完全脱除，并可使2-HBP的浓度由22.98mg/L(0.135mmol/L)提高到31.66mg/L(0.186mmol/L)，产率增加35％左右。 2.TJQ菌体生长所适合的碳源和氮源分别是20g/L的葡萄糖和1g/L的氯化铵；TJQ菌可以利用多种硫源作为生长硫源，其中硫酸钠(Na2SO4)和二甲基亚砜作为生长硫源能更有效地提高细胞收率，因此可以用廉价的无机硫源Na2SO4代替昂贵的有机硫源来培养菌体。 3.以Na2SO4作为硫源培养的TJQ菌体，可专一性脱除苯并噻吩(BT)和DBT及其甲基衍生物4，6-DMDBT中的硫，除此之外它还可以脱除苯硫醚(PS)类含硫化合物中的硫。在正十六烷模拟体系中，TJQ可以使噻吩(TH)硫由100mg/L降到3.6mg/L，脱硫率达到96.4％，使BT硫由207.1mg/L降到135mg/L，脱硫率达到34.8％；使DBT硫由150mg/L降到20mg/L，脱硫率达到86.7％，使4，6-DMDBT中的硫由100mg/L降到1.6mg/L，脱硫率达到98.4％，使PS硫由100mg/L降到52mg/L，脱硫率达到48％。把TJQ菌应用于加氢柴油体系中，循环脱硫三次可以使实际柴油中的总硫量由554mg/L降至267mg/L；脱硫率达到51.8％。 4.SO24-和2-HBP作为菌体的脱硫代谢产物对菌体的生长脱硫有一定的影响。SO24-的存在可以作为菌体的生长硫源促进菌体的生长，但会延长菌体的脱硫时间；以硫酸盐作为生长硫源培养的菌体用于脱硫实验，效果较好；并且当加入硫酸盐还原菌或者PYS菌去除SO42-后，菌体能够将水相中12.8mg/L(0.4mmol/L)的DBT完全脱除，同时能使2-HBP的生成量由1.34mg/L(0.0079mmol/L)增加到33.74mg/L(0.1982mmol/L)，提高了菌体的脱硫效率。 5.设计了新型生物脱硫反应器，经过小试连续反应2天，TJQ菌能够在高浓度的DBT培养基中生长良好，可以将水相中DBT硫含量从19.2mg/L(0.6mmol/L)降至0.224mg/L(0.007mmol/L)，脱硫率达到98.8％。菌体在反应仅1天后能使含硫量为463mg/L的正十六烷模拟体系中的硫降低到396mg/L，降解率为14.5％。在反应仅1天后能使含硫量为440mg/L的加氢柴油中的硫降低到386mg/L，降解率为12.3％。

目录

文摘

英文文摘

首都师范大学位论文原创性声明及授权使用声明

第一章文献综述

第二章燃油生物催化脱硫过程中的产物分析方法

第三章专一性脱硫菌的筛选鉴定及其最佳生长条件的确定

第四章菌株对不同形式硫的脱除研究

第五章脱硫产物对菌株脱硫的影响及研究

第六章生物脱硫小试反应器的实验研究

第七章结论与展望

参考文献：

攻读硕士期间发表论文

致谢