影响煤炭微生物脱硫因素的研究

对能源条件、细菌接种量、氮素营养和酸预浸洗煤样等影响微生物煤脱硫的因素进行了研究。研究结果表明,采用亚铁盐作能源条件培养的菌株,其脱硫效果较好;对于定量的煤样,在一定限度内增加细菌接种量,可提高煤的脱硫率,但超过某限度后,煤脱硫率的提高并不明显;在煤浆中添加适量的无机氮营养,可有效提高煤的脱硫率;脱硫前用酸预处理煤样,不仅可提高脱硫效率,还能缩短煤脱硫反应的时间。      

微生物脱硫工艺条件的研究

通过对比酸性水溶液、含Fe³⁺的酸性水溶液及细菌菌液脱除SO₂的效果,研究了Fe³⁺浓度、pH值和通气时间变化对脱硫率的影响.实验表明:酸性水溶液中SO₂的吸收仅为物理吸收;Fe³⁺能催化氧化SO₂,这种催化氧化效果随着Fe³⁺浓度的升高、pH值的增大而变得明显(pH值2.0、Fe³⁺1.5g/L时,通气时间近170min,脱硫率仍高达90%);细菌菌液脱硫的效果同样受Fe³⁺浓度、pH值的影响;氧化亚铁硫杆菌不仅具有氧化Fe²⁺的能力,还具有氧化S(Ⅳ)的能力,在Fe³⁺浓度1.5g/L,pH值1.5时效果最为明显.     

微生物对煤系固体废弃物淋滤液污染性影响

煤矸石和粉煤灰是煤矿区的两种主要废弃物,它们不仅占用大量的土地,同时也对矿区环境产生了严重污染。分别接种氧化硫硫杆菌和解磷细菌于煤矸石和粉煤灰中,通过柱状淋滤试验研究微生物对两种固体废弃物淋滤液污染性的影响。结果表明:煤矸石中添加氧化硫硫杆菌能显著脱除煤矸石中的硫,同时淋滤液中也生成了大量的H+和铁离子,使淋滤液中硫酸根和磷酸根离子浓度显著增大,超出了GB3838-2002《地表水环境质量标准》的指标。粉煤灰中添加解磷菌能显著提高淋滤液中的磷含量和电导率,但对淋滤液的pH、SO42-和铁离子影响不明显。氧化硫硫杆菌和解磷细菌对煤矸石和粉煤灰混合工艺处理效果较好,粉煤灰在一定程度上降低了硫、磷和铁的污染性。     

提高氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌平板检出率的方法:双层平板法

用2％的水琼脂作底层平板，上面涂布异养菌（酵母1130）菌液，再倒入分离硫杆菌的固体培养基作上层平板，涂布一定稀释度的含硫杆菌的菌悬液，30℃下倒置培养．结果显示，氧化硫硫杆菌菌落在双层平板上检出的时间比单层平板提早5d，检出率提高3．6倍，氧化亚铁硫杆菌菌落在双层平板上，检出率提高2．1倍．琼脂经高压灭菌后产生较高浓度的对化能自养菌有毒的水溶性有机物可能是影响单层平板检出率的重要原因，而双层平板下层的异养菌因能消耗上层的水溶性有机物从而可大幅度提高硫杆菌的检出效率．     

利用微生物进行煤炭脱硫

从松藻煤矿分离到的氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)菌株T-4,能够利用煤炭中的黄铁矿作为能源基质,用含有细胞量10~8-10~9个/ml,pH1.55-1.70的种菌液,脱除煤炭中的无机硫,并进行了细菌煤炭脱硫的条件试验,9个样品4—72h试验结果,总硫量由1.31—2.45％降至1.05—1.88％,黄铁矿硫脱除率达86.11—95.16％.     

氧化亚铁硫杆菌脱煤中硫的实验研究

通过对氧化亚铁硫杆菌的培养，驯化，及不同条件下该菌的脱硫实验，得到以下结果，在接种量为３＊１０＾６个／ｍｌ，煤粉粒度为２００目，煤浆浓度为１０％的条件下，脱硫率１０天时达５０．５％；２０天时，达８８％。     

软锰矿微生物催化氧化烟气脱硫

利用软锰矿与微生物联合催化氧化烟气SO₂.分别选取氧化亚铁硫杆菌（T. ferrooxidans菌）和锰氧化细菌,研究微生物对SO^2-₃的氧化性能和恢复体系中Mn（Ⅱ）和Fe（Ⅲ）的活性性能.采用紫外线诱变法,选育出了对SO^2-₃和Fe²⁺转化效率高T. ferrooxidans菌的优势菌株,对Fe²⁺的完全氧化时间缩短为约24 h.通过分析细菌与软锰矿联合催化氧化脱除SO₂的脱硫效率变化、液相中SO^2-₃离子的变化,以及二者的关系,探讨了细菌在软锰矿脱硫体系中所起的作用,并用透射电子显微镜观察了反应前后锰氧化细菌的形态变化.结果表明Fe²⁺与T. ferrooxidans菌共同存在时,T. ferrooxidans菌对SO₃^2-的转化速率可达到0.015?3　g/(L·min),优于化学氧化.T. ferrooxidans菌和锰氧化菌联合软锰矿脱硫实验结果表明,细菌对软锰矿脱硫存在强化作用;锰氧化细菌促进脱硫存在适应期,T. ferrooxidans菌和锰氧化菌存在协同效应,微生物可以完成铁锰催化剂的再生循环.     

微生物处理含SO2气体的试验研究

介绍一种氧化亚铁硫杆菌脱除SO2的新工艺。并研究铁离子浓度、液气比和气体SO2浓度等对脱硫效率的影响。对比实验表明细菌菌液比稀硫酸吸收法的脱硫效率更高。在细菌菌液的脱硫作用中，不仅铁离子，而且细菌本身也起到了关键作用。实验结果表明利用微生物脱除气体中的SO2是一个可行的技术方案。     

微生物处理含SO2气体的试验研究

介绍一种氧化亚铁硫杆菌脱除SO2的新工艺.并研究铁离子浓度、液气比和气体SO2浓度等对脱硫效率的影响.对比实验表明细菌菌液比稀硫酸吸收法的脱硫效率更高.在细菌菌液的脱硫作用中,不仅铁离子,而且细菌本身也起到关键作用.实验结果表明利用微生物脱除气体中的SO2是一个可行的技术方案.     

氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌对铊矿尾矿浸出实验研究

分别利用氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans,简称T.f菌)、氧化硫硫杆菌(Thiobacillus thiooxidans,简称T.t菌)及以上两种混合菌对铊矿尾矿进行浸矿实验。实验结果表明:随着浸出时间的增加,各实验组p H不断降低,EC不断升高,Fe2+浓度先降后升;重金属As的浸出效果为:T.f菌混合菌T.t菌空白,Cu的浸出效果为:T.t菌T.f菌混合菌空白,Tl的浸出效果为:混合菌T.t菌T.f菌空白,Zn的浸出效果为:混合菌T.f菌T.t菌空白;单菌和混合菌实验组对重金属的浸出能力依次为:CuAsZnCrTlCd。表明T.f菌和T.t菌的存在将会促进铊尾矿中重金属的溶出,从而将加剧矿区环境污染。     

A.ferrooxidans对高硫煤矸石去除酸性水体中Cr(VI)的强化作用

本研究考察了Acidithiobacillus ferrooxidans（A.ferrooxidans）联合高硫煤矸石（富含FeS₂）对模拟煤矿酸性水体中Cr（VI）的去除效果.结果表明,处理Cr（VI）初始浓度为50mg/L的模拟煤矿酸性废水（pH=2.5）时,投配率为6.67~33.33g/L高硫煤矸石可使Cr（VI）去除达到良好效果.50mg/LCr（VI）在24h内即可完全被高硫煤矸石中的FeS₂还原成Cr（III）,且在反应终点时（120h）,6.67,13.33,33.33g/L高硫煤矸石对还原产物Cr（III）的吸附去除率分别为7.1%、20.2%、29.1%.然而,在高硫煤矸石的还原和吸附作用下,大部分的Cr仍以Cr（III）形式残留在酸性水体中,且高硫煤矸石的大量投加也给水体带来了Fe²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-等二次污染物.在高硫煤矸石-Cr（VI）体系中引入A.ferrooxidans和9K培养基后,A.ferrooxidans介导的Fe²⁺生物氧化及产物Fe³⁺水解矿化过程可促进部分Fe²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-等向次生铁矿物（包括施氏矿物和黄钾铁矾）转变,从而使模拟酸性水体中残留的Cr（III）通过次生铁矿物的吸附或共沉淀作用被清除.在A.ferrooxidans强化作用下,模拟煤矿酸性废水中Cr（VI）在96h即可达到99.4%的去除率.     

Microorganisms desulfurization of coal

A culture of Thiobacillus ferrooxidans strain T-4, isolated from Song Zao Coal Mining, China, is able to use pyrite from coal as a source of energy. The bacterial culture solution with 108 -109 cells/ml, pH 1.55 - 1.70 was employed in the nine coal samples with -200 mesh have been studied at initial pH 1.7.30℃ , 20-30% coal pulp density. The bacterial removal sulfur from coal in samples 3, 4, 6 and 7 were reduced to 1.05 - 1.33% and 86.11% of pyritic sulfur can be removed in 4-24 hours.     

淮北矿区煤矸石多环芳烃污染特征及毒性评价

利用气相色谱-三重四级杆质谱(GC-MS/MS)对采自刘桥二矿的13件煤矸石样品(7件新鲜煤矸石样品,6件风化煤矸石样品)中16种优先级母体多环芳烃(16PAHs)和烷基多环芳烃(a-PAHs)进行了定性和定量分析.结果表明:煤矸石中不仅含有16PAHs,而且含有对应的a-PAHs,后者含量(均值587.88ng/g,...     

氧化亚铁硫杆菌脱除不同煤种硫分实验研究

利用氧化亚铁硫杆菌对煤中硫分的脱除作用,探讨了其对3种不同地域且不同矿物含量煤的脱硫作用。进行了未酸化与酸化处理煤样脱硫试验、温度影响试验、初始pH值影响试验。结果表明：未预处理条件下煤样I、n、Ⅲ的脱硫率分别为29．3％、3．9％、3．5％,酸处理后迭到39．8％、40．7％、4．2％。煤样Ⅰ、Ⅱ的最佳脱硫温度分别为35℃、30℃;温度30℃,初始pH为2．3时,煤样Ⅰ、Л的脱硫效果最好,分别为54％、67％;温度和pH的变化对煤样山的影响不大。30℃,初始pH为2．3时煤样Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的黄铁矿硫去除率分别为77％、83％、67％。     

嗜酸菌对废旧印刷线路板金属铜的浸出研究

选用嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,简称T.f)、氧化硫硫杆菌(Thiobacillus thiooxidans,简称T.t)作为实验菌种研究其对线路板(Printed circuit board)粉金属铜的浸出;试验以单一菌种、混合菌种、无菌培养基及酸性蒸馏水进行浸出实验研究,通过对比不同条件下的浸出效果,得出单一氧化亚铁硫杆菌(T.f)的浸出效果最好,浸出率达到92.1%。通过对浸出过程中pH、ORP及Fe2+、Fe3+变化分析,发现Fe3+的氧化作用在铜的浸出过程中起主导作用,酸浸也有一定的贡献;对浸出后残余的PCB进行XRD及SEM观察分析发现,PCB组成成分中含有大量的酚烃、苯酚及邻、对位取代酚以及少量的长链烷烃及其脂肪烃,此类有机物在浸出过程中均与细菌或其代谢物发生了作用。     

不同氧化还原环境对煤矸石污染物质释放的影响

为评价不同氧化还原环境对煤矸石污染物质释放的影响,设置处理1(充氧饱和的曝气去离子水,Eh=229mV)、处理2(煮沸30min的去离子水,Eh=250mV)两种氧化环境及处理3(添加富含有机质的过滤养殖废水,Eh=14mV)一种还原环境的水溶液做浸提剂,对煤矸石进行0～9d的连续振荡浸提试验.结果表明:在浸提初期(0～1d内),煤矸石表面已形成的氧化产物迅速溶出,使得两种氧化环境和还原环境下的煤矸石浸出液pH都迅速降低,EC、Eh及多种溶出离子浓度迅速升高,但还原环境下煤矸石浸出液中Cu、F-浓度变化不显著,且还原环境下浸出液中其他离子虽有上升但显著低于氧化环境下.随浸提时间延长(1～9d),两种氧化环境下煤矸石浸出液pH继续降低,浸出液中Fe、Mn、Cu、Zn和SO2-4、F-多种污染物质溶出数量明显增加并呈现典型的持续氧化产酸过程;而还原环境下煤矸石浸出液的pH随时间延长降低不明显,Fe、Mn、Zn等污染物质溶出数量显著低于两种氧化环境下,Cu和SO2-4的释放也受到明显抑制.说明还原环境能有效抑制煤矸石氧化产酸及多种污染物质的溶出,且显著低于氧化环境.因此,在煤矸石堆场投加有机质形成还原(厌氧)环境可进行矸石污染的原位控制及治理.     

煤矸石堆场地下水污染特征及成因研究

选择山西太原典型矿矸石堆场,采集自燃程度不同的煤矸石及其周边受污染地下水,测定其中重金属、无机盐和有机物组成与浓度,并基于统计学分析探究地下水污染来源。结果显示：矸石浸提液和堆场下山腰自流出的地下水,重金属Cd、Pb、As、Zn未污染,但Cr和Ni达到轻度污染;浸提液SO₄ ²⁻、Fe、Mn浓度较高,SO₄ ²⁻浓度高达5 982 mg/L,Fe浓度超过GB/T 14848—93《地下水质量标准》Ⅳ类标准限值1 081倍、Mn超标19倍。污染源解析显示,矸石堆场自流出的地下水Na⁺、K⁺、Cl⁻、NO₃ ⁻主要来自土壤和含水层介质,但SO₄ ²⁻、Fe、Mn、Cd、Zn、As、Cr、Ni主要来源于矸石浸出;不同的煤矸石污染浸出能力表现为正在自燃的矸石>自燃完全的矸石>新鲜矸石。矸石的自燃过程会强化污染物的释放,在矸石渗滤液迁移过程中,重金属污染快速衰减,但SO₄ ²⁻、Ni、Mn仍具有一定的风险,超过GB/T 14848—93Ⅳ类标准。

     

煤矸石堆放对土壤环境PAHs污染的影响

为探讨煤矸石堆放对土壤环境的有机污染效应,以典型煤矸石区——平煤十二矿为例,利用GC-MS技术对煤矸石、表层土壤及降尘样品中多环芳烃(PAHs)含量及化学组成特征进行了检测,将PAHs空间分布、环数分布、优势组成与分子标志物参数相结合,定性剖析了煤矸石堆放对表层土壤PAHs污染的贡献.煤矸石、降尘和土壤表层中PAHs综合分析表明,煤矸石堆积区表层土壤US EPA 16种优控PAHs(PHA₁₆)总量为0.94~5.66 μg·g^-1,属严重污染;表层土壤PAH₁₆总量与煤矸石山距离呈负相关关系;煤矸石、降尘及表层土壤中PAHs均为富3环特征,以菲、苯并荧蒽、、荧蒽及芘为优势组成;煤矸石扬尘直降、煤矸石燃烧、原煤煤尘降落和燃烧对土壤环境PAHs均有输入,但近源区煤矸石扬尘直降贡献明显,煤矸石扬尘使煤矿区土壤环境中PAHs污染具有面源贡献的特点,应引起重视.     

烧结烟气脱硫技术及脱硫产物综合利用研究进展

结合钢铁行业烧结烟气的特点,介绍了当前钢厂采用的烧结烟气脱硫技术,阐述了脱硫产物综合利用和研究进展,并分析了国内脱硫产物应用存在的问题。     

煤矸石在新型动态循环淋溶装置中的淋溶特性

采用新型循环淋溶装置对煤矸石进行连续240h的淋溶实验,研究了煤矸石中重金属在淋溶过程中的溶出规律,通过向淋溶液中添加聚丙烯酰胺（CPAM）考察了固体颗粒物的沉降特性.结果表明： 随着淋溶反应时间延长,煤矸石中碱金属Na元素溶于水,形成碱性溶液,这两种因素导致淋溶反应初期淋溶液pH值升高.As、Zn离子浓度在淋溶时间为1~24h时呈上升趋势,而在24~72h,离子浓度呈下降趋势.淋溶液中Cr、Pb、Ba离子浓度在120h内均呈现上升趋势,而在120~240h,对于Cr离子来说,淋溶液的碱性环境促使Cr离子溶出率增大,但取样次数的增多也对Cr离子的浓度降低起到促进作用;淋溶液稀释和Ba离子的沉淀化合物形成,导致淋溶液中Ba离子浓度降低.120~240h,淋溶液中有机物被微生物的生化作用分解以及取样后外加塌陷区水体对淋溶液中COD和BOD起到稀释作用,使COD和BOD降低.在淋溶反应24h内,淋溶液中TON和NH₃-N出现波浪式变化,淋溶时间大于24h时,TON和NH₃-N总体呈升高趋势.随着淋溶时间延长,淋溶液中的固体颗粒物沉降速度逐渐变慢,延长了沉降时间.煤矸石中一些含氮化合物溶解于水中,使淋溶液中电离出 NH₄⁺离子,形成碱性环境.