神府煤生物轉(zhuǎn)化高效菌株的優(yōu)選研究.pdf

1、本文以神府煤為研究對(duì)象，從神府洗煤廢水中提取菌株，采用以神府風(fēng)化煤和光氧化煤為惟一碳源的篩選方式進(jìn)行菌株優(yōu)選，以獲得高效溶煤菌株；研究光氧化神府煤的生物轉(zhuǎn)化特性及其生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)，為闡明煤的光氧化與生物轉(zhuǎn)化之間的耦合關(guān)系提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。首先，對(duì)煤樣進(jìn)行紫外光催化氧化預(yù)處理，光氧化時(shí)間6h時(shí)，腐殖酸含量達(dá)到最大值，約為10.19％。元素分析及FTIR分析表明，光氧化預(yù)處理使煤中O/C原子比與H/C原子比增加，醚鍵、羧基和酚羥基官能團(tuán)含量

2、增加。用3種鑒別培養(yǎng)基(鑒別真菌、放線菌和細(xì)菌)從神府煤洗煤廢水中分離、純化出了47株菌株。以神府風(fēng)化煤為惟一碳源，經(jīng)無機(jī)鹽固體平板培養(yǎng)初篩、再以光氧化煤為惟一碳源液體動(dòng)態(tài)培養(yǎng)復(fù)篩后，優(yōu)選出3種菌株，分別為b菌(真菌)、g菌(放線菌)和h菌(細(xì)菌)。考察了培養(yǎng)方式對(duì)微生物轉(zhuǎn)化的影響，結(jié)果表明：無機(jī)鹽培養(yǎng)的菌株溶煤效果優(yōu)于有機(jī)培養(yǎng)基培養(yǎng)的菌株；動(dòng)態(tài)方法與靜置培養(yǎng)相比，前者菌株的溶煤效果較好。動(dòng)態(tài)無機(jī)鹽培養(yǎng)條件下，最佳溶煤周期為14天，煤生

3、物轉(zhuǎn)化過程中有弱酸性物質(zhì)產(chǎn)生。光氧化預(yù)處理煤樣有較高的生物轉(zhuǎn)化率，其中g(shù)菌對(duì)光氧化預(yù)處理煤樣的轉(zhuǎn)化率可達(dá)22.3％。煤經(jīng)b菌、g菌和h菌轉(zhuǎn)化后的液體均呈淺黃色，除原煤經(jīng)b菌轉(zhuǎn)化產(chǎn)物外，所有液體轉(zhuǎn)化產(chǎn)物加堿處理后，均有棕黃色沉淀產(chǎn)生，其中光氧化煤經(jīng)g菌轉(zhuǎn)化后的液體產(chǎn)物的加堿沉淀生成率可達(dá)17.5％。FTIR分析表明，沉淀產(chǎn)物含有羥基、醚鍵、芳香環(huán)等官能團(tuán)。生物轉(zhuǎn)化殘煤的O/C比、H/C比明顯增加。g菌轉(zhuǎn)化殘煤中醚鍵官能團(tuán)含量減少，說明g菌

4、易于轉(zhuǎn)化含醚鍵物質(zhì)。上述結(jié)果表明，光氧化處理可促進(jìn)煤的生物轉(zhuǎn)化。采用梯級(jí)溶劑抽提法在索氏抽提器中以丙酮和四氫呋喃(THF)為溶劑，研究了光氧化和生物轉(zhuǎn)化對(duì)殘煤組成結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，光氧化使煤的丙酮抽提率下降，但使其丙酮抽提殘煤的THF抽提率提高2倍以上；經(jīng)生物轉(zhuǎn)化后，殘煤的丙酮抽提率均有較大幅度增加，丙酮抽提殘煤的THF抽提率增加幅度則與菌株種類有較大關(guān)系。原煤經(jīng)g菌轉(zhuǎn)化后，丙酮抽提率提高程度最大，可達(dá)14.96％，而光氧化煤經(jīng)g菌