生物滴濾法轉(zhuǎn)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(zhì)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(yīng)用生物技術(shù)的方法治理低濃度礦井瓦斯，是一個(gè)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(duì)甲烷氧化菌的培養(yǎng)條件進(jìn)行了優(yōu)化；對(duì)甲烷氧化菌在填料表面形成生物膜的條件進(jìn)行研究；研究了噴淋液中營養(yǎng)物質(zhì)濃度和運(yùn)行參數(shù)對(duì)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(jié)果：
　　1、以甲烷為唯一碳源物質(zhì)，從煤礦出風(fēng)口附近土壤中，經(jīng)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(jīng)初步鑒定屬于甲基單胞菌(Methylomonas)。
　　2、通過對(duì)甲烷氧化菌的培養(yǎng)條件進(jìn)行優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)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(shí)甲烷氧化菌生長較好。培養(yǎng)基中添加5％的硅油能促進(jìn)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(shù)有利于甲烷氧化菌在填料表面形成生物膜，塔外預(yù)掛膜培養(yǎng)能將滴濾塔的啟動(dòng)時(shí)間縮短到18天。
　　4、噴淋液滴濾量為0.1L/min，進(jìn)氣甲烷濃度為1.1%，流量為2L/min，NaNO3濃度為70mM/L時(shí)，滴濾塔

4、甲烷去除負(fù)荷最大為39.72g/h/m3。以(NH4)2SO4和NH4NO3為氮源時(shí)，滴濾塔甲烷去除負(fù)荷降低。PO43-濃度為100mM/L時(shí)，甲烷去除負(fù)荷最大為46.81g/h/m3。
　　5、進(jìn)氣流量為2L/min時(shí)，滴濾塔甲烷去除負(fù)荷為41.84g/h/m3，壓降為82Pa。進(jìn)氣流量增大增大到3L/min時(shí)，去除負(fù)荷增加到49.6g/h/m3，壓降則迅速增加到115Pa。
　　6、甲烷氧化菌內(nèi)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(shí)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(shí)，能促進(jìn)甲烷氧化菌PHB合成，培養(yǎng)液中PHB產(chǎn)量分別為139μg/ml和150μg/ml。單獨(dú)以檸檬酸和丙酮酸為碳源，或者添加濃度過高時(shí)，甲烷氧化菌PHB合成受到抑制。
　　8、噴淋液滴濾量為0.1L/min，進(jìn)氣甲烷濃度