氧化亚铁硫杆菌烟气脱硫试验研究

试验研究了利用氧化亚铁硫杆菌和Fe离子协同脱除烟气中的SO2,考察了液气比、反应温度、初始Fe2＋浓度等因素对脱硫效率的影响,研究表明氧化亚铁硫杆菌和Fe3＋体系对SO2具有循环催化氧化吸收的作用,并且提高初始Fe2＋浓度,保持适宜的温度（30℃～40℃）,有利于维持此循环效果而得到持久高效的脱硫效率。     

一株氧化亚铁硫杆菌的筛选及生长条件研究

从广东省大宝山矿区尾矿中分离纯化得到一株嗜酸细菌,对其进行DNA提取和16S rRNA扩增后测序,将测序结果与国际基因数据库Genbank中已有相关菌株序列进行相似性比对后,发现该菌株与氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacil-lus ferrooxidans)Tf-49菌位于系统发育树的同一分支中,二者相似度高达99%以上,确定其为氧化亚铁硫杆菌并命名为DBS-8菌。另外,通过设计5因素4水平的正交实验,研究了接种量、培养温度、硫酸铵浓度、初始pH和初始亚铁浓度对该菌株生长状况的影响。结果表明适宜该菌株生长的最佳初始条件为:20%的接种量、3.0 g/L硫酸铵、9.0 g/L初始亚铁、pH=2.0和28℃培养,各初始条件对细菌生长影响的顺序为:pH初始亚铁浓度接种量温度硫酸铵浓度。     

Bio-SR工艺去除硫化氢气体的研究

采用Bio-SR工艺,利用铁盐吸收与氧化亚铁硫杆菌的联合作用对H2S进行脱除实验。通过改进微生物的培养条件,减少了83.9%的沉淀量,一定程度上解决了挂膜后生物填料塔易堵塞的问题,保证了填料塔的连续运行。在实验选取工况下,硫化氢脱除率可达到98.4%以上,当吸收液中Fe3+浓度为5.5～6 g/L、H2S进气浓度为1 g/m3、通气量为0.08～0.12 m3/h时效果最佳,反应器可持续高效地运行。此外,对进气浓度、通气量与硫化氢去除率之间的相关性进行了进一步研究,其结果有利于反应器及运行参数的优化设计。     

pH、接种量及固形物含量对氧化亚铁硫杆菌LX5煤炭生物脱硫的影响

高硫煤燃烧释放SO2污染环境。采用摇瓶实验,以FeS2驯化的嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)LX5为供试菌株,研究了pH、接种量及煤粉数量对菌株LX5进行生物脱硫的影响。实验结果表明,在15 d的反应周期中反应液的起始pH为2.0、2.5、3.0和4.0时,菌株LX5的脱硫效率分别为43.1%、73.3%、61.9%和37.3%;将菌株LX5的接种量控制为5%、10%及15%时,其脱硫效率分别为44.2%、68.1%及72.2%;将煤粉含量调整为5%、10%及15%时,LX5的脱硫效率分别为73.1%、72.2%及56.3%。摇瓶实验确定的最合适的生物脱硫条件是:培养液起始pH为2.5,LX5接种量为培养液体积的10%,煤粉加入量为培养液质量的10%。在5 L序批式反应器进行煤炭生物脱硫的启动实验,研究表明,反应15 d后煤炭脱硫率达到69.2%,而煤中黄铁矿硫的脱硫率可达78%。     

三种次生矿物固定A. ferrooxidans的Fe2+氧化及成矿性能比较

氧化亚铁硫杆菌（A.ferrooxidans）介导的生物矿化方法促使可溶性Fe向次生铁矿物转变对酸性矿山废水（AMD）治理具有重要意义.化能自养菌A.ferrooxidans易受水流冲击而流失,常采用固定化方式来提高菌密度,从而保证较高的Fe²⁺氧化和成矿速率以满足实际需要.本研究在相同初始条件下（pH=2.30、Fe²⁺浓度4.48g/L、A.ferrooxidans密度8×10⁶cells/mL）生物合成固定有A.ferrooxidans的施氏矿物、黄钾铁矾和黄铵铁矾,比较矿物溶解前（固定态）和溶解后（游离态）A.ferrooxidans的Fe²⁺氧化性能,并分析各矿物对A.ferrooxidans的固定能力.结果表明,生物成因次生铁矿物干重排序为施氏矿物（0.24g） < 黄铵铁矾（0.35g） < 黄钾铁矾（0.67g）,但矿物固定A.ferrooxidans的能力却依次为施氏矿物 > 黄铵铁矾 > 黄钾铁矾.以游离态A.ferrooxidans的Fe²⁺氧化速率作为参比,推算出本研究所得施氏矿物、黄铵铁矾、黄钾铁矾固定A.ferrooxidans的有效生物量依次为5.33×10⁷~ 5.33×10⁸,5.72×10⁶~5.72×10⁷,6.35×10⁶cells/g（干基）.次生铁矿物载体有效生物量不仅直接影响AMD体系中Fe²⁺氧化速度,也间接决定了总Fe的矿化去除效果.     

FeSO_4-K_2SO_4-H_2O体系中Fe/K摩尔比对生物成因羟基硫酸铁矿物质量的影响及环境意义

在FeSO4-K2SO4-H2O的嗜酸性氧化亚铁硫杆菌催化氧化体系中,当起始Fe2+浓度分别为20、40、80和160mmol.L-1时,通过设定系列Fe/K摩尔比(3~200)来调控溶液的K+含量,合成得到次生羟基硫酸铁矿物,主要包括施威特曼石、黄钾铁矾以及两者的混合物.结果表明,当起始Fe2+浓度较低,如20mmol.L-1和40mmol.L-1时,72h反应后,不同Fe/K摩尔比处理所得矿物质量很少,最大只有0.38g.而随着Fe2+浓度增大,Fe/K摩尔比例的减小,矿物质量明显增加,例如在Fe2+=160mmo.lL-1、Fe/K=3时,250mL体系中矿物质量达到了4.48g,同时矿物相由结晶度差的施威特曼石逐渐过渡到结晶度好的黄钾铁矾.笔者发现矿物质量与矿物相有非常密切的关系,当产物为晶型黄钾铁矾时,其对应的矿物质量也更多.因此,微生物成因羟基硫酸铁矿物质量在很大程度上取决于起始Fe2+浓度和Fe/K摩尔比,该现象对去除酸性矿山废水中可溶性Fe和SO24-有潜在意义.     

气升式反应器中微生物烟气脱硫研究

基于微生物酸性铁溶液烟气脱硫特性,实验构建了一套内循环气升式反应器.在反应器中,利用处于对数生长期的氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)酸性铁溶液进行了模拟烟道气SO2脱除实验研究.为寻求高脱硫率,实验研究了铁离子浓度、入口氧含量、细菌数和pH值的变化对脱硫率的影响.考察了反应液中Fe(Ⅱ)离子浓度的变化规律.实验表明,含T.f菌酸性铁溶液的脱硫效果较高;Fe离子浓度在7.67 g/L左右时脱硫率最佳;入口气中氧含量、反应液中细菌数和pH值越高,反应液的脱硫率也就越高.反应液中的Fe(Ⅱ)离子浓度是一先扬后抑的变化过程.     

淋洗模拟研究有机盐膜抑制黄铁矿的生物氧化效果

经有机难溶盐包膜后的黄铁矿矿石接菌下间歇循环淋洗一年后其循环收集液中SO4^2-含量点供试样品中总SO4^2量的0.16%，较对照的下降了97％，pH从初始6.82下降至5.48，但对照pH却从初始的7.57下降至2.35，矿石样品经扫描电子显微镜显示：包膜的矿石样品表面仍呈光洁状，而对照的表面布满细小洞穴，清楚指出：笔者首次提出的有机盐膜能有效地抑制T．F菌对黄铁矿的氧化作用。     

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.     

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.