生物滴濾法轉化礦井低濃度瓦斯及聚羥基丁酸合成的研究.pdf

1、甲烷氧化菌能以甲烷為唯一碳源和能源物質生長。利用甲烷氧化菌能夠氧化利用低濃度甲烷的特性，開發(fā)應用生物技術的方法治理低濃度礦井瓦斯，是一個非常有意義的研究課題。本論文以甲烷為唯一碳源從礦區(qū)土壤篩出高效利用甲烷的甲烷氧化菌，對甲烷氧化菌的培養(yǎng)條件進行了優(yōu)化；對甲烷氧化菌在填料表面形成生物膜的條件進行研究；研究了噴淋液中營養(yǎng)物質濃度和運行參數對生物滴濾塔降解甲烷的影響；研究了滴濾塔循環(huán)噴淋液中的聚羥基丁酸（PHB）積累的變化規(guī)律。取得了以下主

2、要結果：
　　1、以甲烷為唯一碳源物質，從煤礦出風口附近土壤中，經過多代富集、馴化培養(yǎng)篩選到了一株甲烷氧化效率高的革蘭氏陰性甲烷氧化菌菌株，經初步鑒定屬于甲基單胞菌(Methylomonas)。
　　2、通過對甲烷氧化菌的培養(yǎng)條件進行優(yōu)化的實驗研究表明：該菌株可以利用一碳化合物（甲烷和甲醇）為碳源生長，也可以利用丙酮酸、檸檬酸、葡萄糖和蔗糖等多碳化合物生長。硝酸鹽比銨鹽更有利于甲烷氧化菌的生長，NaNO3、PO43-、Cu2

3、+和Fe2+的濃度分別為10mM/L、10mM/L、30μM/L和60μM/L時甲烷氧化菌生長較好。培養(yǎng)基中添加5％的硅油能促進甲烷氧化菌的生長。
　　3、甲烷氧化菌在陶瓷鮑爾環(huán)填料上生長要好于塑料空心球。增加接種次數有利于甲烷氧化菌在填料表面形成生物膜，塔外預掛膜培養(yǎng)能將滴濾塔的啟動時間縮短到18天。
　　4、噴淋液滴濾量為0.1L/min，進氣甲烷濃度為1.1%，流量為2L/min，NaNO3濃度為70mM/L時，滴濾塔

4、甲烷去除負荷最大為39.72g/h/m3。以(NH4)2SO4和NH4NO3為氮源時，滴濾塔甲烷去除負荷降低。PO43-濃度為100mM/L時，甲烷去除負荷最大為46.81g/h/m3。
　　5、進氣流量為2L/min時，滴濾塔甲烷去除負荷為41.84g/h/m3，壓降為82Pa。進氣流量增大增大到3L/min時，去除負荷增加到49.6g/h/m3，壓降則迅速增加到115Pa。
　　6、甲烷氧化菌內PHB的最佳提取條件是：氯

5、仿:次氯酸鈉體積比1:1，提取溫度為60℃，提取時間為1h。PHB氣相色譜分析的最佳酯化條件是：3%的酸化甲醇:提取液=1:1，100℃酯化4h。
　　7、以甲烷為碳源，培養(yǎng)基中分別添加1%檸檬酸和丙酮酸時，能促進甲烷氧化菌PHB合成，培養(yǎng)液中PHB產量分別為139μg/ml和150μg/ml。單獨以檸檬酸和丙酮酸為碳源，或者添加濃度過高時，甲烷氧化菌PHB合成受到抑制。
　　8、噴淋液滴濾量為0.1L/min，進氣甲烷濃度