脱硫细菌H-412固定化及脱硫性能研究

摘要

生物脱硫(BDS)是一种新型的环保型生物技术。BDS可在常温常压下利用需氧菌或厌氧菌选择性地脱除石油及其产品中的有机硫，专一切开C-S键而不破坏C-C键，从而保留了油品的热值。生物脱硫技术具有操作简单、SO2排放量和能耗较低、投资和操作费用较少等特点。生物脱硫成为21世纪极具发展潜力的脱硫技术之一。 细菌固定化可以解决游离细菌生物脱硫中遇到的油水分离困难，细菌重复利用率低，耐酸碱性差和耐冲击负荷低等问题，该技术的关键是载体选择和固定化方法。 本研究对一株从被石油污染的土壤中分离得到以DBT为唯一硫源生长的脱硫菌H-412的固定化进行了研究。确定了该菌在海藻酸钠、硅藻土和聚乙烯醇复合载体上的适宜共固定化条件。结果表明，以3％海藻酸钠、4％PVA、0.5％硅藻土作为固定化载体，1％氯化钙-硼酸饱和溶液作为交联剂，制备的固定化菌具有较好的脱硫活性、机械强度、传质性能和重复利用性。 DBT和2-HBP对DBT的降解率有抑制作用，但固定化细菌相对于游离细菌受DBT和2-HBP浓度的影响小得多。当固定化小球中的细菌含量对小于5％时，固定化H-412菌的脱硫能力随细菌含量增加而提高，当含量大于5％时，脱硫能力随细菌含量增加而下降，细菌含量为5％时，脱硫效率达到最大值64.3％。 固定化H-412菌在油相中的脱硫能力明显高于游离细菌，当油水比达到2：3时，固定化细菌在48h后对DBT的降解率仍在60％以上，而游离细菌的脱硫能力明显下降，当油水比达到2：3时，降解率已不到20％。固定化H-412菌可以多次循环使用，经过7次使用后对DBT的降解率仍可以到达65％。与游离细菌相比，固定化H-412菌对PH值的敏感性降低，稳定性得到了很大的提高。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 文献综述

1.1 立题背景及研究目的

1.2 石油中的硫及危害

1.3 石油脱硫技术

1.3.1 非生物脱硫技术

1.3.2 生物脱硫技术

1.4 石油生物脱硫的研究进展

1.4.1 生物脱硫发展历史

1.4.2 脱硫微生物的筛选

1.5 脱硫微生物的分子生物学和酶学研究

1.5.1 微生物脱硫的基本原理

1.5.2 分子生物学和酶学的研究近况

1.6 固定化微生物技术在生物脱硫中的研究进展

1.6.1 高活性脱硫微生物的选择

1.6.2 固定化微生物载体选择

1.6.3 载体改性

1.6.4 固定化方法

1.6.5 固定化微生物在石油脱硫中的应用实例

1.6.6 用于石油脱硫的生物反应器

1.6.7 用于石油脱硫的固定化生物反应器

1.6.8 固定化细胞的传质和动力学研究

1.7 生物脱硫的油水分离技术

1.8 本课题的研究内容

第二章 脱硫细菌H-412的固定化

2.1 实验药品与仪器

2.1.1 实验药品

2.1.2 主要实验仪器

2.2 培养基

2.2.1 DBT/乙醇溶液

2.2.2 基础培养基(BSM)

2.2.3 选择性培养基(BSM+DBT)

2.2.4 固体培养基

2.2.5 LB培养基(g/L)

2.2.6 增值培养基

2.3 固定化所用细菌

2.4 分析方法

2.4.1 DBT的高效液相色谱检测法

2.4.2 2-HBP的高效液相色谱分析方法

2.4.3 菌体浓度的分光光度法检测

2.5 固定化方法

2.5.1 用海藻酸钠固定化H-412菌

2.5.2 用海藻酸钠和聚乙烯醇(PVA)共固定化H-412菌

2.5.3 用海藻酸钠、聚乙烯醇(PVA)和硅藻土共固定化H-412菌

2.6 固定化菌的脱硫实验

2.7 固定化小球强度和传质能力考察

2.7.1 固定化小球强度的考察

2.7.2 固定化小球传质性能的考察

2.8 结果与讨论

2.8.1 海藻酸钠固定化

2.8.2 海藻酸钠和聚乙烯醇共固定化

2.8.3 海藻酸钠,聚乙烯醇和硅藻土共固定化

2.9 本章小结

第三章 固定化脱硫菌H-412的降解性能研究

3.1 材料与方法

3.1.1 主要实验试剂和仪器

3.1.2 实验方法

3.1.3 DBT含量的测定

3.1.4 2-HBP检测方法

3.2 菌体的制备

3.3 固定化菌的保存条件

3.4 固定化小球保存时间对降解性能的影响

3.5 水相组成对DBT降解率的影响

3.6 DBT初始浓度的影响

3.7 产物2-HBP的抑制作用

3.8 海藻酸钠对DBT和2-HBP吸附情况的考察

3.9 本章小结

第四章 固定化脱硫菌的油相脱硫性能研究

4.1 材料与方法

4.1.1 实验试剂和菌种

4.1.2 实验方法

4.1.3 油相脱硫实验

4.1.4 检测方法

4.2 结果与讨论

4.2.1 固定化细菌含量对脱除有机硫效果的影响

4.2.2 固定化细菌的重复脱硫能力

4.2.3 油水比对固定化细菌脱硫的影响

4.2.4 脱硫时间的影响

4.2.5 PH值的影响

4.2.6 溶氧量的影响

4.3 本章小结

第五章 结论

文献

发表论文和参加科研情况说明

致 谢