功能化载体固定微生物对柴油中硫的脱除研究

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1、中图分类号：X53单位代码：10425学号：S12030548功能化载体固定微生物对柴油中硫的脱除研究ResearchofFunctionalCarrierImmobilizedMicroorganismsonRemovingtheSulfurinDiseselFuel学科专业：环境科学与工程研究方向：环境污染控制技术作者姓名：郭文浩指导教师：张秀霞教授二〇一五年五月ResearchofFunctionalCarrierImmobilizedMicroorganismsonRemovingtheSulfurinDisese

2、lFuelAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：GuoWenhaoSupervisor：Prof.ZhangXiuxiaCollegeofMechanical&ElectronicEngineeringChinaUniversityofPetroleum(EastChina)摘要由于柴油标准日益严苛，人们环保意识逐渐增强，传统加氢脱硫难以去除噻吩类化合物，针对此现状，选择生物法进行柴油脱硫。本文以4S途径的脱硫菌作为固定化的目标菌种，实验室制备了功能化磁性载体（FMMC

3、）、两亲性沸石（AZ）。对两种载体进行了磁响应性、两亲性实验、FT-IR分析、XRD、BET和SEM或TEM表征。结果显示实验室制备的功能化载体具有功能化基团、比表面积大、多孔、晶相结构好等特点。以实验室制备的功能化磁性载体，两亲性沸石作为固定化载体，用茚三酮比色法间接测定载体固菌量，优化了茚三酮比色法的实验条件；实验优化了FMMC、AZ的固菌条件，FMMC最佳固菌条件为：pH7.5、温度25℃、时间30h；AZ为：pH6.5，温度30℃，时间18h。将固定化脱硫菌用于以正十六烷为模拟柴油，二苯并噻吩（DBT）为目标化合物

4、的脱硫实验，初始二苯并噻吩（DBT）浓度低于50mg/L时脱硫率达到95%以上；初始DBT浓度为100mg/L，FMMC固定化脱硫菌的脱硫率为73%，AZ固定化脱硫菌的脱硫率为61%，游离菌为62%。随着初始DBT浓度的升高，固定化脱硫菌的脱硫率要高于游离菌。在载体重复使用实验中，经过6次脱硫实验后，FMMC固定化脱硫菌的脱硫率由77%降至16%；AZ固定化脱硫菌的脱硫率由64%降至45%；游离菌的脱硫率随着脱硫次数的增加下降明显，6次后脱硫率仅为3%。不加吐温80（表面活性剂）时AZ固定化脱硫菌的脱硫率较FMMC固定化脱

5、硫菌的脱硫率高3%，AZ固定化脱硫菌的稳定性要优于FMMC固定化脱硫菌。生物脱硫（BDS）后会产生乳化液，不利于油水分离，对BDS乳化液进行苏丹红染色实验，鉴定乳化液类型为水包油型（O/W）。将FMMC、AZ固定化脱硫菌脱硫后产生的乳化液进行破乳实验，取五种醇类甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、异戊醇作为破乳剂，计算不同时间的脱水率，乙醇的破乳效果最好，2小时后脱水率可达88.3%。关键词：生物脱硫，固定化，功能化载体，二苯并噻吩，破乳iResearchofFunctionalCarrierImmobilizedMicroorga

6、nismsonRemovingtheSulfurinDiseselFuelGuoWenhao(EnvironmentalScienceandEngineering)DirectedbyProf.ZhangXiuxiaAbstractAsdieselstandardshasbecomeincreasinglyharsh,thepeopleenvironmentalprotectionconsciousnessgraduallystrengthened,thetraditionalhydrodesulfurizationdif

7、ficulttoremovethiophenecompounds,forthissituation,choosebiologicaldieseldesulfurization.Take4sdesulfurizationbacteriumasimmobilizedtargetstrains,laboratorypreparationoffunctionalmagneticcarrier(FMMC),amphiphiliczeolite(AZ).Usetwocarrierstomakemagneticresponsivenes

8、sandamphiphilicexperiment,FT-IRanalysis,XRD,BETandSEMorTEMcharacterization.Resultsshowthatthevehiclemodifiedwithfunctionalgroups,largespecificsurfaceare