嗜酸性氧化亚铁硫杆菌的驯化及其在高硫煤生物脱硫中的应用

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1、摘要嗜酸性氧化亚铁硫杆菌的驯化及其在高硫煤生物脱硫中的应用煤炭做为我国最重要的能源资源，在我国的能源结构中占据重要的位置。而作为一个煤炭消费大国，我国每年有90％的煤炭用于直接燃烧，导致我国在1998年就成为世界上S02排放量最多的国家，酸雨的覆盖面积达到国土面积的40％。因此研究煤炭的生物脱硫，可以在源头上去除煤炭中的硫，消除S02的排放带来的环境危害。本文分别以FeS2和FeS04为底物培养驯化嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillusferrooxidans)LX5，结果发现以FeS2为底物驯化A．ferrooxidansLX5，在培养20d时，培养液中LX

2、5的茵体数量高达3．0x107个／mL，对FeS2中亚铁及还原性S的氧化能力均较强。A．ferrooxidansLX5在以FeS04为底物的的液体培养基申生长，培养至72h，培养液中的Fe2+全部氧化成Fe3+，茵体数量达到105个／mL．A．ferrooxidansLX5经FeS2驯化后的等电点比经FeS04驯化后高，更有利于A．ferrooxidansLX5吸附在黄铁矿的表面．比较FeS2驯化培养的彳．ferrooxidansLX5与FeS04培养驯化后A．ferrooxidansLX5氧化FeS2的差异，发现反应20d，S04厶的增加量为2241．6mg／L，比同等条件下

3、接种FeS04培养驯化后A．ferrooxidansLX5多516．2mg／L，以FeS2为底物驯化彳．ferrooxidansLX5的氧化活性更强。分别以FeS2和FeS04为底物培养A．ferrooxidansLX5产生EPS，比较两种方式获得的EPS特征，并通过实验确定EPS对A．ferrooxidansLX5氧化活性的影响。以FeS2为底物培养A．ferrooxidansLX5时可产生2973．2(pg／lOm个细胞)的EPS，是以FeS04为底物培养A．ferrooxidansLX5产生EPS的3倍多．测定两种EPS中多糖和蛋白质的含量发现，两种EPS中多糖和蛋白质各

4、占总重的46．6％和34．6％及44．6％和36．2％。FTIR光谱图显示，两种EPS的组成成分基本相同，都含有．OH、-NH2和-COOH等官能团。含有EPS的A．ferrooxidansLX5氧化FeS2时溶液中S042。的增长速率比剥离EPS的A．ferrooxidansLX5快。因此EPS在彳．ferrooxidansLX5氧化FeS2中起着重要的作用。最后，以FeS2驯化的A．ferrooxidansLX5为试验用菌株，对高硫煤进行生物脱硫试验，并寻找最佳实验条件．摇瓶实验结果表明，接种FeS2驯化的A．ferrooxidansLX5，在初始pH为2．5、接种量为10

5、％、固形物含量为10％时可有效去除高硫煤中的硫，反应13d时高硫煤脱硫率在70％v；L上。在最佳实验条件嗜酸性氧化皿铁硫杆菌的驯化及其在高硫煤生物脱硫中的应用下进行高硫煤生物脱硫的5升反应器小试试验，结果发现反应15d高硫煤的脱硫率可达到69．2％。关键词：嗜酸性氧化亚铁硫杆菌；硫铁矿；驯化；胞外多聚物；煤炭脱硫；条件优化ⅡABSTRACTDomesticationofAcidithiobacillusferroxidansanditsapplicationtobio．desulfurationofcoalABS’IRAC’I。Asoneofthemostimportanten

6、ergyresources，coaloccupiesacriticalpositionintheenergystructureofChina．Chinaconsumehugeamountofcoaleveryyear,ofwhich90％isusedforcombustingdirectly．Consequently,ChinahasbecomethecountrywhichdischargesthelargestamountofS02intheworldsince1998andaciddepositionaccountsfor40％ofitsland．Sowestudythe

7、bio—desulfurizingofcoal，notonlytoavoidtheacidraincausedbyemissionofS02atrooLbutalsotogettoknowthemechanismofthebio-desulfurizingofthecoalintheory,whichcanprovidetheoricbasistotheindustrializationandscalizationofbio-desulfurizing．Inthisstudy,Acidith