脫除煤中有機(jī)鈉的菌株生長曲線、影響因素及條件優(yōu)化
煤中堿金屬鈉的存在對燃燒、氣化和配煤煉焦產(chǎn)生了許多負(fù)面影響。有機(jī)鈉是堿金屬鈉的重要組成部分，對其脫除主要采取逐級萃取的方法，但該工藝增加了工業(yè)成本，不利于經(jīng)濟(jì)效益的提升，亟待尋找一種能夠有效、綠色且經(jīng)濟(jì)的脫除煤中有機(jī)鈉的替代技術(shù)。利用生物冶金技術(shù)能夠脫除煤中的硫元素，但尚無關(guān)于脫除有機(jī)鈉的研究。本研究通過富集篩選一株對煤中有機(jī)鈉有作用效果的菌株并對其進(jìn)行了鑒定，通過單因素試驗(yàn)探究了其最適生長條件及對煤中有機(jī)鈉最佳的脫除條件，并在最佳條件下評估了其脫除效果。研究結(jié)果為煤炭的高效清潔利用提供了新思路。
【背景】針對煤燃燒過程中堿金屬鈉對燃煤設(shè)備和氣化效率的影響，以及酸洗過程中產(chǎn)生酸性廢水等問題。
【目的】提出利用微生物脫除煤中有機(jī)鈉的新方法。
【方法】從內(nèi)蒙古烏蘭察布市察哈爾右翼前旗黃旗海分離、篩選一株脫除煤中有機(jī)鈉的菌株，通過形態(tài)特征、生理生化特性以及16S rRNA基因序列分析對菌株進(jìn)行鑒定，構(gòu)建其系統(tǒng)發(fā)育樹，通過單因素試驗(yàn)探究細(xì)菌最適的生長條件并繪制其生長曲線，確定煤中有機(jī)鈉最佳的脫除條件，并在最佳條件下評估其脫除效果。
圖1溫度對菌株CSW-1生長的影響
圖2初始pH對菌株CSW-1生長的影響
圖3接種量對菌株CSW-1生長的影響
圖4裝液量對菌株CSW-1生長的影響
圖5搖床轉(zhuǎn)速對菌株CSW-1生長的影響
圖6碳源對菌株CSW-1生長的影響A：碳源種類.B：碳源濃度
圖7氮源對菌株CSW-1生長的影響A：氮源種類.B：氮源濃度
圖8菌株CSW-1的生長曲線
圖9菌株CSW-1脫除煤中有機(jī)鈉的條件優(yōu)化A：初始pH對煤中有機(jī)鈉脫除的影響.B：裝液量對煤中有機(jī)鈉脫除的影響.C：煤漿濃度對煤中有機(jī)鈉脫除的影響.D：接種量對煤中有機(jī)鈉脫除的影響
【結(jié)果】篩選到一株能夠脫除煤中有機(jī)鈉的菌株，經(jīng)鑒定為水生鞘氨醇單胞菌。該菌株的最佳生長條件為：溫度30℃、初始pH 8.0、接種量3%、裝液量100 mL、搖床轉(zhuǎn)速150 r/min、最佳碳源為葡萄糖(4 g/L)、最佳氮源為蛋白胨(13 g/L)；煤中有機(jī)鈉的最佳脫除條件為：初始pH 8.0、裝液量80 mL、煤漿濃度5 g/L、接種量7%。該條件下菌株CSW-1對煤中有機(jī)鈉的脫除率為23.79%。
【結(jié)論】首次提出細(xì)菌脫除煤中有機(jī)鈉的新方法，為煤炭的高效清潔利用提供了新思路。
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