绿色煤炭——煤炭的生物降解转化
真菌生物降解转化煤炭机理探讨
真菌生物降解转化煤炭机理探讨从化学的角度看，一切活的生物体所参与的生物化学反应都是在生物催化剂酶的参与、催化和调控下进行的。
生物学家早已知道，有些酶能改变或解聚木质紊，如在褐煤中，尤其是在年轻褐煤中含有较多类木质素结构。
因此，人们推测微生物使煤炭发生降解转化是通过木质素酶的作用，并且以能降解木质素的微生物作为筛选煤炭生物降解转化的微生物的最初基础。
Cohen一最早发现两种担子类)真菌云芝和茯苓能使天然存在的煤发生生物降解转化，虽然没有提出作用机理，但云芝和茯苓的消化作用机理是清楚的。
云芝通过消化含有芳香环结构的木质素聚合物来分解木质素组织，这种白腐作用是基于多酚氧化酶和过氧化酶以及在培养过程中产生的醌氧化还原酶。
茯苓通过消化多醣分解木材，只破坏少量木质素，它的褐色腐败作用主要是基于产生的口一酣酶能侵蚀纤维素；也有人提出茯苓通过产生自由基来降解纤维素聚合物，而不是酶的催化作用。
Cohen在他的进一步研究中发现，将云芝胞外液加酸水解+导致煤生物降解转化速率的明显降低；将云芝胞外液中加入抗坏血酸(还原剂，使培养液中的任何氧化酶失活)，导致煤生物降解转化作用降低90％；再通人氧时，煤的生物降解转化活性恢复(氧化抗坏血酸，以使其不再钝化培养液)。
由此，他指出云芝胞外液对煤的生物降解转化作用来自氧化酶的作用。
Pyne等人用离子交换树脂及凝胶过滤的方法，从具有液化风化褐煤作用的Coriolus versicolor培养物中分离并纯化了一种蛋白组分，这种组分对褐煤的液化既不是表面活性剂的作用，也不是螯合剂的作用，60℃加热30min明显降低该组分液化煤的活性，丁香醛连氮氧化酶抑制剂同样能抑制该组分对褐煤的液化能力。
推测该组分具有丁香醛连氮氧化酶活性，正是这种酶参与了液化煤的过程。
Pyne等人在1 988年又发现微生物胞外酶液化煤的过程是改变煤的结构产生一些羧化组分，这种胞外酶还具有一些漆酶的特性，但添加商品漆酶并不能明显增加液化煤的能力。
新形势下煤炭行业发展现代煤化工的思路
新形势下煤炭行业发展现代煤化工的思路摘要：在“双碳”目标下，我国能源结构转型加快，对煤炭的清洁高效利用提出了更高要求。
总结了中国现代煤化工发展中存在的诸多问题，如同质化严重、高端精细化不足、节能环保压力巨大等。
探讨了"双碳"目标下中国现代煤化工高质量发展的路径选择。
一是立足国家能源战略和民生需求，找准方向和定位，加强产品技术创新，重点创新发展煤基特种燃料、煤基生物降解材料和新型碳材料。
二是注重与多产业融合发展，深入推进生产全过程节能增效、减污减碳、高效节水。
关键字：煤炭行业新型碳材料；节能降耗；生态保护；现代煤化工；高质量发展1煤化工高质量发展路径探讨1.1立足国家能源战略和民生需求，提高煤基化学品的科技竞争力。
(1)发展现代煤化工要立足国家战略需求，培育煤基特种燃料、新型煤基炭素材料等产品的技术和产业优势。
未来，R&D和煤基航空燃料的创新应用也应是我国现代煤化工创新发展的重要方向。
除了煤基特种燃料，煤基炭素材料等新产品也是当前国家战略急需的。
新型碳材料因其优异的力学、电学和热力学性能，被广泛应用于航空航天、储能储氢、电子电器、生物化学等领域。
但中国高端市场仍严重依赖进口，“卡脖子”问题突出。
煤焦油沥青作为一种芳香性高、易聚合、易交联的原料，可以深加工成高性能碳纤维、超级活性炭等炭材料。
中国现代煤化工应努力加强相关科技研究，推进煤直接液化制备高等级沥青等产品的产业化，迅速抢占国际相关新兴材料产业的制高点。
(2)发展现代煤化工要立足民生需求，充分发挥煤炭原料属性，积极培育煤基生物降解材料等技术和产业优势。
国家发改委、生态环境部联合发布《关于进一步加强塑料污染治理的意见》，要求逐步禁止和限制部分塑料制品的生产、销售和使用；塑料行业遭遇严重危机，煤制烯烃项目受到巨大冲击。
相应的，国内对生物降解材料的需求激增，市场空间巨大。
目前，生物法和石化法生产生物降解材料存在成本高、规模小、生产流程过长等缺点。
煤炭微生物转化技术研究状况与前景分析
题 ， 以对其进行洁净 处理利用 已成 趋势 。利用 所
生物技术对煤进行 加工处理 ，具有 工艺简单 ， 低 能耗 ， 无污染等许多 常规处理技术难 以 比拟 的优 点， 因此 ， 为了国内外研究 的热点 。中国政府制 成 定 的 Ｓ ８３计划生物技术领 域 ，也把 环境生物 一 ６
的战略物资 ，在 中国的能源 构成 中占 ７ ％以上 。 ０
由于煤炭 在加工 利用 中产 生 了一 系列 的环 境 问
１ 煤 的 结构 与微生 物转 化技 术
煤是 古代植物在不 同 自然环境 下 ， 经过 了一 系列生物 、 化学及 物理化学变化 而产生的复杂 大 分 子固体混 合物 ，具有多环 芳香烃复杂结构 ， 如
关 键 词 ：煤 ； 微 生 物 转 化 ；菌种 ； 溶 煤 产 物
中图分 类号 ：Ｑ ３ Ｔ ５０ 文献 标识 码 ： Ａ 文 章编 号 ：０ ６ ６ ７ （ ０ ６）３ ０ ６ — ５ １０ — ７ ２ ２ ０ ０ — ０ ２ ０
煤作为能源 和多种工业 的原 料 ， 一种重要 是
技术列 为 ７个 重大关 键技 术的研究工作主要在 ２ 个领域 ： 一
是煤的生物净化 ， 过微生物（ 通 主要是细 菌 ） 除 脱
煤 中硫等。这方面研究开展较早 ， 究结果报 道 研 较多 ， 大规模工业 应用前景乐 观 。二是煤 的生物
转化（ ｉ ｒ ｓ ｒ ａｏ ）主要是利用真菌 、 Ｂｏ ａ ｆ ｍ ｔ ｎ ， ｔｎ ｏ ｉ 细菌和 放线菌 等微 生物 的转化作 用来 实现 煤 的溶解 与 液化 ， 之转化 成易溶 于水 的物质 ， 中提取 有 使 从 特殊价值的化学 品以及制取 清洁燃料 、 工业 添加
摘要 ： 笔者从煤的成 因及结构着手 ， 阐述 了煤 溶解的几种机 理 、 溶煤微 生物 菌种选择 、
生物质转化为能源的技术进展
生物质转化为能源的技术进展——从绿色植物到生物质能源随着全球能源需求的不断增长和石化资源的有限性，生物质成为了越来越受到关注的能源来源。
生物质是指以植物等生物为原料的能源，包括木材、秸秆、废弃物、食品残渣等可再生的有机物质。
今天我们就来探讨一下。
1. 绿色叶菜中的生物质转化在自然界中，绿色植物能够通过光合作用将水和二氧化碳转化为能量，这是一种自然的生物质转化过程。
绿色植物中的生物质可以作为燃料、化工原料和生物膜等应用。
2. 生物质能源的发电和热能利用生物质能源可以通过燃烧的方式产生高温热能，再通过蒸汽轮机的发电方式转化为电能。
经过多年的研发和实践，生物质能发电技术已经得到了广泛的应用。
同时，生物质还可以利用其内部的化学能转化为热能，例如生物质气化技术。
气化是指将生物质进行高温反应，形成含有大量可燃气体的混合气体。
这种混合气体在经过净化和燃烧后，可以转化为高温热能。
3. 生物质成为煤炭、石油和天然气的替代品传统的能源煤炭、石油和天然气的使用不仅会导致严重的环境污染，而且燃料来源十分有限。
相比较而言，生物质是一种来源广泛且绿色环保的能源，可以有效地减少对传统能源的依赖。
近年来，越来越多的国家采用生物质成为传统能源的替代品，以实现能源的可持续发展。
4. 利用生物质工业废弃物的能源潜力生物质不仅包括生长中的植物和有机废弃物，还包括工业废弃物、农林废弃物。
这些废弃物包含着大量的化学能和热能潜力，可以通过生物质能的转化变成直接能源或燃料。
5. 生物质转化为高附加值化学品不仅可以利用生物质产生能量，还可以将其转化为高附加值化学品，如醇、丁二酸、丙二醇等。
当生物质被转化成这些高附加值化学品时，其经济价值也会迅速提升。
举个例子，玉米渣可转化为生物可降解的塑料、生物涂料和生物材料。
总之，随着人们对环境保护和可持续发展重视的不断加强，将生物质转化为可再生能源的技术也在不断进步和完善。
未来生物质能源将有望大规模应用于工业和生活领域，反哺生物质的种植、收割和处理等整个产业链。
煤的生物转化过程及其在能源生产中的应用
煤的生物转化过程及其在能源生产中的应用煤是一种重要的化石燃料，被广泛应用于能源生产和工业领域。
然而，传统的煤炭开采和利用过程对环境造成了严重的污染和资源浪费。
为了解决这个问题，煤的生物转化过程逐渐引起了人们的关注。
煤的生物转化是指利用微生物或其产物对煤进行转化和降解的过程。
这种转化过程可以通过微生物的代谢活动，将煤中的有机物转化为可利用的能源或化学品。
在这个过程中，微生物通过产生酶来降解煤中的复杂有机物，将其转化为简单的有机酸、气体和其他化合物。
煤的生物转化过程可以分为两个阶段：生物降解和生物转化。
在生物降解阶段，微生物通过产生酶来降解煤中的大分子有机物，将其分解为较小的有机物。
这些有机物可以通过微生物的代谢过程进一步转化为能源或化学品。
生物转化是指将煤中的有机物转化为可利用的能源或化学品的过程。
在这个过程中，微生物利用产生的有机物作为能源和碳源，通过代谢过程将其转化为生物质能、生物气体或其他有用的化合物。
例如，一些微生物可以利用煤中的有机物产生甲烷气体，这是一种重要的清洁能源。
煤的生物转化过程在能源生产中具有广泛的应用前景。
首先，它可以提高煤的利用效率。
传统的煤炭利用过程中，只有一小部分的有机物被转化为能源或化学品，大部分被浪费或排放为污染物。
而通过生物转化，可以将更多的有机物转化为有用的产物，提高煤的利用效率。
其次，煤的生物转化过程可以减少对环境的污染。
传统的煤炭开采和利用过程会产生大量的废弃物和污染物，对水体和大气环境造成严重的污染。
而通过生物转化，可以将煤中的有机物转化为无害的产物，减少对环境的负面影响。
此外，煤的生物转化过程还可以产生一些有价值的副产物。
例如，在生物转化过程中产生的有机酸可以用于生产化肥和其他化学品，从而实现资源的综合利用。
然而，煤的生物转化过程在实际应用中还存在一些挑战和限制。
首先，煤中的有机物结构复杂，难以被微生物降解和转化。
其次，生物转化过程需要适宜的环境条件和微生物菌种，对操作条件和微生物的选择有一定的要求。
煤炭深加工废弃物的综合利用
煤炭深加工废弃物的综合利用1. 引言1.1 背景介绍煤炭是我国主要的能源资源之一，而煤炭深加工废弃物的处理和利用一直是一个备受关注的问题。
随着煤炭深加工产业的快速发展，其废弃物产生量也在不断增加，给环境带来了严重的污染和资源浪费问题。
煤炭深加工废弃物中含有大量有价值的物质和能源，如果不能得到有效利用，不仅会对环境造成较大影响，还会导致资源的浪费。
为了解决这一问题，煤炭深加工废弃物的综合利用已成为当前研究的热点之一。
通过有效地分类、处理和利用煤炭深加工废弃物，不仅可以减少对环境的污染，还可以节约资源、提高经济效益，并推动煤炭深加工产业的可持续发展。
在这样的背景下，本文旨在探讨煤炭深加工废弃物的分类、处理技术以及其综合利用途径，分析其经济效益，旨在为煤炭深夹工废弃物的综合利用提供参考和借鉴，推动我国煤炭深加工产业的绿色发展。
1.2 研究意义煤炭深加工废弃物的综合利用具有重要的研究意义。
煤炭是我国主要能源资源之一，随着煤炭深加工产业的快速发展，废弃物产生量逐年增加，对环境造成了一定的影响。
对煤炭深加工废弃物进行综合利用，既可以减少对环境的污染，也可以提高资源的利用率，具有显著的环境和经济效益。
煤炭深加工废弃物的综合利用可以促进绿色发展理念的实践。
当前，我国正处于经济转型升级的关键时期，推动绿色低碳发展已成为必然选择。
而煤炭深加工废弃物的综合利用正是绿色发展的一部分，通过对废弃物进行资源化利用和循环利用，可以降低能源消耗，减少污染物的排放，推动产业向绿色、可持续方向转变。
煤炭深加工废弃物的综合利用研究可以为相关政策和标准的制定提供科学依据。
通过深入研究煤炭深加工废弃物的来源、分类、处理技术和经济效益等方面，可以为相关部门提供可靠的数据支撑，有助于完善相关政策体系，推动煤炭深加工废弃物的综合利用工作的顺利进行。
煤炭深加工废弃物的综合利用具有重要的研究意义和实践价值。
1.3 研究目的煤炭深加工废弃物的综合利用是在当前环境保护和资源节约的大背景下，针对煤炭深加工过程中产生的大量废弃物进行有效利用的重要课题。
煤炭加工中的新型多功能化利用研究
煤炭加工中的新型多功能化利用研究煤炭作为我国主要的能源之一，在国民经济中占据着举足轻重的地位。
然而，传统的煤炭利用方式往往伴随着环境污染和资源浪费等问题。
随着科技的不断发展，煤炭加工中的新型多功能化利用研究成为了当前研究的热点。
本文将围绕这一主题，从煤炭清洁利用、高效转化和资源化利用等方面进行探讨。
1. 煤炭清洁利用技术煤炭清洁利用技术减少煤炭燃烧过程中产生的污染物，提高能源利用效率。
目前，主要的技术包括煤炭洗选、煤气化和液化等。
1.1 煤炭洗选技术煤炭洗选是通过物理或化学方法去除煤炭中的杂质，提高煤炭质量的过程。
煤炭洗选可以有效降低煤炭中的硫分、灰分等有害成分，减少煤炭燃烧过程中的污染物排放。
近年来，随着选煤技术的不断发展，选煤设备的大型化和智能化水平不断提高，煤炭洗选效率得到了显著提升。
1.2 煤气化技术煤气化是将煤炭转化为气体燃料的过程，其主要产物为合成气（syngas），即一氧化碳和氢气的混合物。
煤气化技术具有高效、清洁的特点，可以有效降低煤炭燃烧过程中的污染物排放。
目前，国内外研究者正在努力提高煤气化技术的转化效率和气体产物质量，以实现煤炭的清洁利用。
1.3 煤液化技术煤液化是将煤炭转化为液体燃料的过程。
煤液化技术可以有效提高煤炭的利用效率，降低煤炭燃烧过程中的污染物排放。
近年来，随着煤液化技术的不断发展和完善，煤炭液化的经济效益和环境效益得到了显著提升。
2. 煤炭高效转化技术煤炭高效转化技术提高煤炭的利用效率，实现煤炭资源的优化配置。
目前，主要的技术包括超超临界发电、整体煤气化联合循环（IGCC）等。
2.1 超超临界发电技术超超临界发电技术是利用煤炭燃烧产生的高温高压蒸汽驱动发电机组发电的过程。
该技术具有热效率高、煤耗低、排放低等优点，可以实现煤炭的高效利用。
目前，我国已建成了一批超超临界发电机组，并在建的机组数量也在不断增加。
2.2 整体煤气化联合循环（IGCC）技术整体煤气化联合循环（IGCC）技术是将煤炭进行煤气化，然后利用煤气化产生的合成气驱动燃气轮机发电的过程。
煤炭清洁高效利用的技术
煤炭清洁高效利用的技术煤炭作为我国主要能源资源之一，在能源结构中占据着重要地位。
然而，传统的煤炭开采和利用方式往往伴随着环境污染和资源浪费问题。
为了实现煤炭资源的清洁高效利用，科研人员们不断探索和创新，提出了一系列煤炭清洁高效利用的技术。
本文将介绍几种主要的技术方法，以期为煤炭资源的可持续利用提供参考。
一、煤炭洁净燃烧技术煤炭燃烧是目前我国主要的能源利用方式之一，但传统的煤炭燃烧方式会释放大量的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等污染物，对环境造成严重影响。
为了减少煤炭燃烧过程中的污染物排放，科研人员提出了煤炭洁净燃烧技术。
这些技术包括燃烧优化技术、燃烧控制技术、烟气脱硫脱硝技术等。
通过对燃烧过程进行优化控制，可以有效降低污染物排放，提高燃烧效率，实现煤炭的清洁利用。
二、煤炭气化技术煤炭气化是将煤炭转化为合成气或甲醇等清洁燃料的过程。
相比传统燃煤方式，煤炭气化具有高效利用煤炭资源、减少污染物排放的优势。
目前，我国已经建立了一系列煤炭气化项目，采用先进的气化技术，实现了煤炭资源的清洁高效利用。
煤炭气化技术的发展不仅可以提高煤炭资源的利用率，还可以促进清洁能源的发展，推动能源结构的优化调整。
三、煤炭超临界发电技术煤炭超临界发电技术是指利用超临界锅炉进行发电，具有高效、清洁、节能的特点。
相比传统的火电厂，超临界发电技术可以显著降低燃煤消耗量和污染物排放，提高发电效率，减少环境影响。
我国在超临界发电技术方面取得了一系列重要进展，建设了大量超临界发电项目，为煤炭资源的清洁高效利用提供了重要支撑。
四、煤炭清洁利用的研究方向除了以上介绍的几种主要技术外，煤炭清洁高效利用的研究还包括煤炭液化、煤炭生物转化、煤炭燃料电池等多个方向。
煤炭液化技术可以将煤炭转化为液体燃料，实现煤炭资源的高效利用；煤炭生物转化技术利用微生物降解煤炭，生产生物燃料或化学品；煤炭燃料电池技术将煤炭氧化还原反应转化为电能，实现清洁能源的生产。
这些新兴技术的发展将为煤炭资源的清洁高效利用开辟新的途径，推动煤炭产业向绿色、可持续发展方向转型。
煤怎么提炼硫磺成分的方法
煤怎么提炼硫磺成分的方法煤是一种含硫化合物较多的矿石，煤中的硫主要以有机硫化合物的形式存在。
煤中的硫磺成分对人体和环境造成严重污染，因此需要采取措施进行硫磺成分的提炼。
以下是几种常见的煤炭提炼硫磺成分的方法。
一、物理方法1. 洗煤：将煤炭进行物理洗选处理，通过重介质、浮选和重选等方法，将部分固体硫分和有机硫分与无机碳进行分离。
这种方法对于含硫较高的煤炭有效，但无法完全去除煤炭中的硫磺成分。
二、化学方法1. 硫化反应：利用化学反应将含硫煤炭中的硫磺成分转化为可溶性的硫化物，如氢化硫气体等。
该方法需要在适当的工艺条件下进行反应，将硫化物从煤炭中分离出来，然后进行蒸馏、浓缩和纯化等过程，最终得到硫磺。
三、燃烧方法1. 高温燃烧：将煤炭在高温下进行燃烧，利用高温氧化反应将煤炭中的硫磺成分氧化为SO2或SO3等氧化物，并将其与气体或水进行吸收和催化转化，最终得到硫酸或硫酸盐等化合物。
这种方法适用于大规模工业化生产，但会产生大量二氧化硫等有害气体。
四、生物方法1. 微生物处理：利用特定的微生物菌株，通过生物降解作用来降低煤炭中的硫磺含量。
这种方法对于有机硫化合物较多的煤炭有效，但需要在适宜的生物条件下进行处理，工艺较为复杂。
五、其他方法1. 结合物理、化学和生物方法：将多种方法结合使用，如先进行物理洗选，再进行硫化反应和燃烧处理，最后通过微生物处理等方法对残留的硫磺成分进行进一步降低和去除。
这种方法综合利用了各种方法的优点，但也增加了工艺的复杂性和成本的提高。
在实际应用中，煤炭提炼硫磺成分的方法需要根据煤炭的性质、硫磺含量、产量需求、环境保护要求以及经济可行性等因素进行选择。
同时，提炼过程中需要注意对工业废气、废水和固体废弃物的处理和排放，以确保环境的健康与安全。
我国五大高新技术产业的未来发展趋势
我国五大高新技术产业的未来发展趋势一、清洁能源(一)我国煤化工未来的发展方向是走向精细化。
如再往下做可延伸至聚氨酯、聚碳酸酯，ABS等更高端的产品，但这些都需要芳烃与烯烃的结合。
因此未来应使高端合成材料和精细化学品的生产进一步结合，前瞻性地布一些点，实现从基础研究到应用研究，再到工程实践的良好配合。
(二)风力发电在未来全球清洁能源领域将发挥较强的市场竞争力。
到目前为止"陆地风力发电技术已经日趋成熟"在欧洲的一些国家正在积极探索海上风力的发电技术。
全球风力发电成本大约控制在每千瓦时5美分左右，相比十年前下降了50%左右，同时，装机容量也增长了15倍左右。
随着技术的发展，发电成本的降低，风力发电在未来的清洁能源领域将发挥较强的市场竞争力。
(三)全球范围内太阳能将成为主要能源。
国际太阳能战略研究显示：世界各国能源转型的基本趋势是实现由以化石能源为主向以可再生能源等低碳能源为主的可持续能源体系转型。
面对2050年可再生能源占一次能源和电力需求的比重分别到达 50% 和 80% 以上，太阳能预计到2030年将成为主要能源，2050年成为主导能源之一。
(四)各国加大对生物质能产业发展的扶持力度。
生物质能产业的主产地——美国、巴西、欧盟各国都制定了生物质能发展规划, 并且已经开始商业化生产或者修建生产设施。
美国预计到2016 年, 生物能源要替代5% 的汽油, 替代13% 的交通消耗柴油。
欧盟到2020 年, 可再生能源将占能源消耗总量的20% , 生物燃料在交通燃料消费中的比重到达10%。
各国政府为此不仅出台一系列财政补贴、投资政策、税收优惠、用户补助等经济激励政策, 为生物质能产业的发展提供更好的支持, 而且通过规划和政府指令, 确保生物能源的长期持续发展。
(五)未来我国清洁能源的重点发展方向是天然气、煤层气、页岩气等子行业。
在天然气发展上，我国还有很大的空间和资源，还有很多技术领域需要和国外先进领域学习研究，未来天然气将会取代煤炭的作用，日益进入人们的生活和生产中来。
煤炭深加工废弃物的综合利用
煤炭深加工废弃物的综合利用【摘要】煤炭深加工废弃物是一种重要的资源，其综合利用对环境和健康有着重要的影响。
本文从煤炭深加工废弃物的种类、对环境和健康的影响、资源化利用技术、生物化利用方法以及综合利用的重要性等方面进行探讨。
煤炭深加工废弃物的种类繁多，对环境和健康造成严重的影响，但通过资源化利用技术和生物化利用方法，可以有效处理这些废弃物，减少对环境的污染。
综合利用煤炭深加工废弃物不仅能够降低环境负担，还能创造经济价值，提高资源利用效率。
未来，煤炭深加工废弃物的综合利用将成为发展的重要方向，对可持续发展起着重要的作用。
加强研究和推广煤炭深加工废弃物的综合利用技术具有重要的意义。
【关键词】煤炭深加工废弃物、综合利用、资源化利用、生物化利用、环境影响、健康影响、重要性、未来发展、可持续发展。
1. 引言1.1 煤炭深加工废弃物的综合利用概述煤炭深加工废弃物的综合利用是指对煤炭深加工产生的各类废弃物进行有效处理，实现资源的最大化利用和环境污染的最小化排放。
煤炭深加工废弃物包括煤矸石、煤泥、煤渣、煤灰等多种类型，这些废弃物在处理与利用方面存在着巨大的潜力与挑战。
传统上，煤炭深加工废弃物主要通过填埋或堆放的方式处理，这种处理方式不仅占用大量土地资源，而且容易造成土壤和水源的污染，对生态环境和人类健康造成威胁。
实现煤炭深加工废弃物的综合利用成为当前煤炭产业可持续发展的重要课题。
通过采用高效的资源化利用技术和生物化利用方法，可以将煤炭深加工废弃物转化为燃料、建材、化工产品等有价值的物质，实现废弃物资源化利用的目标。
煤炭深加工废弃物的综合利用还可以减少环境污染，降低对自然资源的依赖，促进煤炭产业的可持续发展。
综合利用煤炭深加工废弃物不仅可以提升资源利用效率，减少环境污染，还可以为促进经济发展、改善人民生活水平和推动绿色发展做出重要贡献。
加强煤炭深加工废弃物的综合利用具有重要意义，是当前煤炭产业转型升级的必然选择。
2. 正文2.1 煤炭深加工废弃物的种类煤炭深加工废弃物是指在煤炭深加工过程中产生的各种废弃物，这些废弃物种类繁多，主要包括煤矸石、煤灰、煤渣、煤渣水泥、煤焦炭、煤焦化油等。
不同微生物预处理对煤转化生物气的促进效果对比
㊀第４８卷第１２期煤炭科学技术Ｖｏｌ ４８㊀Ｎｏ １２㊀㊀２０２０年１２月ＣｏａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ㊀Ｄｅｃ．２０２０㊀移动扫码阅读赵国俊，郭红玉，吕璟慧，等．不同微生物预处理对煤转化生物气的促进效果对比［Ｊ］．煤炭科学技术，２０２０，４８（１２）：２３１－２３６ ｄｏｉ：１０ １３１９９／ｊ ｃｎｋｉ ｃｓｔ ２０２０ １２ ０２９ＺＨＡＯＧｕｏｊｕｎ，ＧＵＯＨｏｎｇｙｕ，ＬＹＵＪｉｎｇｈｕｉ，ｅｔａｌ．Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｎｐｒｏｍｏｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｉｃｒｏｂｉａｌｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｏｎｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆｃｏａｌｔｏｂｉｏｇａｓ［Ｊ］．ＣｏａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０２０，４８（１２）：２３１－２３６ ｄｏｉ：１０ １３１９９／ｊ ｃｎｋｉ ｃｓｔ ２０２０ １２ ０２９不同微生物预处理对煤转化生物气的促进效果对比赵国俊１，郭红玉１，２，吕璟慧２，于洪飞２，尹香菊２（１．河南理工大学能源科学与工程学院，河南焦作㊀４５４０００；２．中原经济区煤层（页岩）气河南协同创新中心，河南焦作㊀４５４０００）摘㊀要：为了查明不同种类微生物预处理对煤转化生物气的促进效果，选用绿孢链霉菌㊁白腐菌㊁假单胞菌３类菌种分别对褐煤进行预处理和厌氧发酵试验㊂通过生物产气效果检测㊁Ｇｏｍｐｅｒｔｚ方程模拟和扫描电子显微镜（ＳＥＭ）方法探讨不同种类微生物预处理对产气的影响及内在原因㊂结果表明：在ＣＨ４的总产气量方面，与褐煤原煤相比绿袍链霉菌㊁白腐菌和假单胞菌预处理后的褐煤都有大幅的增加，增幅各达到了３３．８６％㊁１６５．２８％㊁６９．１８％；拟合可知绿孢链霉菌㊁白腐菌㊁假单胞菌相比褐煤的最大比产甲烷量都有增加，分别为１４．６１％㊁１５４．４９％和９６．１０％，微生物预处理对煤转化生物气的促进效果依次为白腐菌㊁绿孢链霉菌和假单胞菌㊂不同微生物的体积及其附着特征对预处理效果有重要影响，体积较小的菌种预处理效果较好，且预处理促使煤的孔－裂隙和表面粗糙度都显著增加，为后期厌氧发酵菌作用煤提供了便利条件㊂关键词：生物气；微生物预处理；Ｇｏｍｐｅｒｔｚ模拟；表面结构；附着特征中图分类号：Ｘ７０３㊀㊀㊀文献标志码：Ａ㊀㊀㊀文章编号：０２５３－２３３６（２０２０）１２－０２３１－０６ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｎｐｒｏｍｏｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｉｃｒｏｂｉａｌｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｏｎｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆｃｏａｌｔｏｂｉｏｇａｓＺＨＡＯＧｕｏｊｕｎ１，ＧＵＯＨｏｎｇｙｕ１，２，ＬＹＵＪｉｎｇｈｕｉ２，ＹＵＨｏｎｇｆｅｉ２，ＹＩＮＸｉａｎｇｊｕ２（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｎａｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉａｏｚｕｏ㊀４５４０００，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅＩｎｎｏｖａｔｉｏｎＣｅｎｔｅｒｏｆＣｏａｌｂｅｄＭｅｔｈａｎｅａｎｄＳｈａｌｅＧａｓｆｏｒＣｅｎｔｒａｌＰｌａｉｎｓＥｃｏｎｏｍｉｃＲｅｇｉｏｎ，Ｊｉａｏｚｕｏ㊀４５４０００，Ｃｈｉｎａ）收稿日期：２０２０－０７－２５；责任编辑：王晓珍基金项目：国家自然科学基金资助项目（４１９７２１７８）；河南省科技攻关计划资助项目（１９２１０２３１０１９６，１８２１０２３１０８４５）作者简介：赵国俊（１９９４ ），男，山西大同人，硕士研究生㊂Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈａｏｇｊ１９９４＠１２６．ｃｏｍ通读简介：郭红玉（１９７８ ），男，河南遂平人，教授，博士生导师㊂Ｅ－ｍａｉｌ：ｇｕｏｈｙ＠ｈｐｕ．ｅｄｕ．ｃｎＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｆｉｎｄｏｕｔｔｈｅｐｒｏｍｏｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｋｉｎｄｓｏｆｍｉｃｒｏｂｉａｌｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｎｔｈｅｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆｃｏａｌｂｉｏｇａｓ，ｌｉｇｎｉｔｅｗａｓｐｒｅｔｒｅａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｒｅｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｙｐｅｓｏｆｓｔｒａｉｎｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓｖｉｒｉｄｏｓｐｏｒｕｓ，ｐｈａｎｅｒｏｃｈａｅｔｅｃｈｒｙｓｏｓｐｏｒｉｕｍａｎｄｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ，ｆｏｌｌｏｗｅｄｂｙｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｇａｓｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｆｔｅｒｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｗｉｔｈｃｏａｌｓｅａｍｍｅｔｈａｎｏｇｅｎｉｃｆｌｏｒａ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｋｉｎｄｓｏｆｍｉｃｒｏｂｉａｌｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｎｔｏｔａｌｇａｓｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｃｏａｌｓｕｒｆａｃｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙｂｉｏｇａｓｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，Ｇｏｍｐｅｒｔｚｅｑｕａｔｉｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＳＥＭ）．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｒａｗｏｒｉｇｉｎａｌｌｉｇｎｉｔｅ，ｔｈｅｔｏｔａｌｍｅｔｈａｎｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｌｉｇｎｉｔｅｐｒｅｔｒｅａｔｅｄｂｙｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓｖｉｒｉｄｏｓｐｏｒｕｓ，ｐｈａｎｅｒｏｃｈａｅｔｅｃｈｒｙｓｏｓｐｏｒｉｕｍａｎｄｐｓｅｕｄｏ⁃ｍｏｎａｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ３６．８６％，１６５．２８％ａｎｄ６９．１８％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｆｉｔｔｉｎｇｄａｔａｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｔｈａｔｍａｘｉｍｕｍｓｐｅｃｉｆｉｃｍｅｔｈａｎｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓｖｉｒｉｄｏｓｐｏｒｕｓ，ｐｈａｎｅｒｏｃｈａｅｔｅｃｈｒｙｓｏｓｐｏｒｉｕｍａｎｄｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓｈａｖｅｉｎｃｒｅａｓｅｄ１４．６１％，１５４．４９％ａｎｄ９６．１０％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｔｈａｎｔｈａｔｏｆｒａｗｏｒｉｇｉｎａｌｌｉｇｎｉｔｅ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｍｉｃｒｏｂｉａｌｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｎｃｏａｌ－ｔｏ－ｂｉｏｇａｓｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｆｒｏｍｓｔｒｏｎｇｔｏｗｅａｋｉｓｆｏｌｌｏｗｅｄｂｙｐｈａｎ⁃ｅｒｏｃｈａｅｔｅｃｈｒｙｓｏｓｐｏｒｉｔｕｍ，ｐｓｅｕｄｏｎｏｎａｓａｎｄｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓｖｉｒｉｄｏｓｐｏｒｕｓ．Ｔｈｅｖｏｌｕｍｅａｎｄａｄｈｅｓｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｉｃｒｏｏｒｇａｎ⁃ｉｓｍｓｈａｖｅａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｅｆｆｅｃｔ．Ｔｈｅｓｍａｌｌｅｒｔｈｅｖｏｌｕｍｅｏｆｔｈｅｓｔｒａｉｎ，ｔｈｅｂｅｔｔｅｒｔｈｅｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｅｆｆｅｃｔ，ａｎｄｔｈｅｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｍｏｔｅｓｔｈｅｐｏｒｅ－ｆｉｓｓｕｒｅａｎｄｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｏｆｔｈｅｃｏａｌｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ，ａｎｄｐｒｏｖｉｄｉｎｇｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｆｏｒｔｈｅｌａｔｅｒａｎａｅｒｏｂｉｃｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｂａｃｔｅｒｉａｔｏａｃｔｏｎｃｏａｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｉｏｇａｓ；ｍｉｃｒｏｂｉａｌｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ；Ｇｏｍｐｅｒｔｚｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｓｕｒｆａｃｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ａｄｈｅｓｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ１３２２０２０年第１２期煤炭科学技术第４８卷０㊀引㊀㊀言据报道，美国粉河盆地已采出的煤层气资源总量远高于勘探阶段查明的资源总量，证明次生生物气是煤层气的一个重要补充来源［１］，这引起人们对生物甲烷资源贡献的重视㊂生物成因气源于微生物对煤的降解，煤中复杂大分子有机质经微生物转化为可溶性有机物（长链脂肪酸㊁烷烃㊁低分子量芳烃等），继续降解成乙酸㊁Ｈ２和ＣＯ２等小分子才能被产甲烷菌利用［２－３］㊂煤微生物降解体系中，温度㊁盐度㊁ｐＨ㊁氧化还原电位和微量元素含量等因素对菌群活性的影响已被多方面证实［４－７］㊂且煤经不同预处理，可实现煤制生物气试验模拟过程中产氢与产甲烷的转换［８］㊂近年来，美国多家公司已从室内模拟走向了现场试验，即通过向煤层气井中注入营养液从而提高煤转化生物气的效果［９－１１］㊂目前，众多学者主要通过化学和物理式对煤进行预处理来提高煤的生物产气效率［１２－１３］㊂其中，化学预处理是通过打断煤大分子间的化学键，减小相互之间的作用力和螯合作用来增产生物气［１４］㊂物理预处理主要是提高菌群与煤的接触面和亲和性，加快煤的溶解和降解过程㊂相关煤炭的微生物转化研究始于２０世纪８０年代，ＦＡＫＯＵＳＳＡ［１５］发现一些细菌能利用煤的有机提取液作为唯一的碳源，溶解部分天然煤㊂ＣＯＨＥＮ等［１６］发现白腐菌和真菌能使风化褐煤降解为液态物质㊂研究表明，微生物对褐煤㊁次烟煤和风化煤的降解效果较好，且不同种类的微生物（如细菌㊁真菌和放线菌等）对煤的降解机理并不相同［１７－２０］㊂相对于物理化学措施，微生物预处理具有工艺简单㊁反应条件温和㊁能耗低㊁环境污染小等诸多优点［２１－２２］，但不同种类微生物预处理对煤转化生物气的对比研究相对较少㊂笔者以内蒙古白音华煤矿褐煤为研究对象，选用绿孢链霉菌（放线菌）㊁白腐菌（真菌）㊁假单胞菌（细菌）３种微生物对煤进行预处理，之后以煤层本源菌群为菌源进行厌氧发酵产气试验，来探讨不同微生物预处理对煤转化生物气的促进效果㊂１㊀材料和方法１．１㊀样品制备１）样品处理㊂新鲜褐煤来自内蒙古白音华矿，根据ＧＢ／Ｔ３０７３２ ２０１４‘煤的工业分析方法仪器法“和ＧＢ／Ｔ３１３９１ ２０１５‘煤的元素分析“进行工业与元素分析（表１）㊂将褐煤进行灭菌处理，在真空干燥箱内５０ħ干燥２４ｈ，然后放入干燥器内密封保存备用㊂在采煤工作面采集新鲜矿井水，并在４ħ条件下密封保存以确保煤层产甲烷菌群活性㊂２）不同种类的微生物选用㊂绿孢链霉菌（Ｓｔｒｅｐ⁃ｔｏｍｙｃｅｓｖｉｒｉｄｏｓｐｏｒｕｓ，Ｓｔ）㊁白腐菌（Ｐｈａｎｅｒｏｃｈａｅｔｅｃｈｒｙ⁃ｓｏｓｐｏｒｉｕｍ，Ｐｈ）㊁假单胞菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ，Ｐｓ），菌种信息见表２㊂表１㊀煤样的基本信息Ｔａｂｌｅ１㊀Ｂａｓｉｃｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｃｏａｌｓａｍｐｌｅｓ煤样Ｒｏ，ｒａｎ％Ｍａｄ／％Ｖａｄ／％Ａａｄ／％ＦＣａｄ／％ｗ（Ｃ）／％ｗ（Ｈ）／％ｗ（Ｏ）／％ｗ（Ｎ）／％褐煤０．４３７．４６１０．７１４４．５８３７．２５４０．４３４．４０２１．４７０．４０㊀㊀注：Ｒｏ，ｒａｎ为镜质组随机反射率㊂表２㊀选用菌种的基本信息Ｔａｂｌｅ２㊀Ｂａｓｉｃｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｓｅｌｅｃｔｅｄｓｔｒａｉｎｓ菌种编号门纲目科属菌种来源培养基绿孢链霉菌Ｓｔ放线菌放线菌放线菌链霉菌链霉菌ＣＧＭＣＣ４．１７７０００３８ＩＳＰ－２培养基白腐菌Ｐｈ担子菌伞菌多孔菌平革菌白腐ＢＮＣＣ３３６２５７综合马铃薯培养基假单胞菌Ｐｓ变形菌γ－变形菌假单胞菌假单胞菌假单胞菌ＧＳＩＣＣ３１６０３ＣＭ０８４１培养基㊀㊀３）菌种培养基的配制㊂００３８ＩＳＰ－２培养基：酵母提取物４ｇ㊁麦芽提取物１０ｇ㊁葡萄糖４ｇ㊁琼脂１５ｇ㊁蒸馏水１Ｌ㊁调节ｐＨ＝７．３㊂综合马铃薯培养基：２０％马铃薯汁１Ｌ㊁葡萄糖２０ｇ㊁ＫＨ２ＰＯ４为３ｇ㊁ＭｇＳＯ４㊃７Ｈ２Ｏ为１．５ｇ㊁硫胺素微量㊁琼脂１５ｇ㊁调节ｐＨ＝６㊂ＣＭ０８４１培养基：蛋白胨５．０ｇ㊁牛肉膏１０ｇ㊁酵母膏５．０ｇ㊁葡萄糖５．０ｇ㊁ＮａＣｌ５．０ｇ㊁琼脂１５．０ｇ㊁蒸馏水１Ｌ㊁调节ｐＨ＝７．２㊂４）采用１６ＳｒＲＮＡ方法鉴定出矿井水中主要产甲烷菌属为甲烷八叠球菌属（Ｍｅｔｈａｎｏｓａｒｃｉｎａ）㊁甲烷杆菌属（Ｍｅｔｈａｎｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）㊁甲烷螺菌属（Ｍｅｔｈａｎｏ⁃ｓｐｉｒｌｌｕｍ）㊂为提高富集期间产甲烷菌群繁殖速度，需提供微生物生长所需的Ｃ㊁Ｎ㊁Ｐ㊁Ｓ元素以及中性盐等物质，微量元素和复合维生素也是维持厌氧微２３２赵国俊等：不同微生物预处理对煤转化生物气的促进效果对比２０２０年第１２期生物生长代谢和厌氧发酵酶系统活性的重要组成成分，按文献［２３］进行产甲烷菌群的富集培养㊂１．２㊀试验方法１．２．１㊀预处理煤样与生物产气试验１）不同微生物预处理煤样试验㊂采用２５０ｍＬ玻璃瓶，装入１０ｇ直径０．２ ０．３ｍｍ的煤颗粒，加入２０ｍＬ含有选用的不同微生物培养液进行预处理，绿袍链霉菌㊁白腐菌和假单胞菌预处理后的褐煤分别编号为Ｓｔ－Ｈ㊁Ｐｈ－Ｈ和Ｐｓ－Ｈ，同时用镍丝连着一煤块浸泡在微生物处理液，以方便取出㊂玻璃瓶用透气棉塞封堵，以防杂菌干扰（图１）㊂图１㊀不同微生物预处理煤样装置示意Ｆｉｇ．１㊀Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｉｃｒｏｂｉａｌｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｃｏａｌｓａｍｐｌｅｓｄｅｖｉｃｅ２）厌氧发酵产气试验㊂分别选用含有２ ３ｄ生长期的菌种对煤进行预处理１４ｄ，然后把煤样和相应的处理液一同进行厌氧发酵产气试验，厌氧发酵与气体收集的装置与文献［２４］完全相同㊂具体步骤是：将配制好的２００ｍＬ产甲烷菌富集培养基放入１２１ħ的灭菌锅中灭菌３ｈ，利用０．３ｍｏｌ／Ｌ的ＨＣｌ和ＮａＯＨ调节ｐＨ至７，然后加入含有煤层本源菌群的矿井水，密封放置在３５ħ培养箱中培养４ｄ；取出加入预处理结束的玻璃瓶内，利用Ｎ２驱替至少３ ４ｍｉｎ，保证厌氧环境，之后进行产气试验㊂采用排水集气法收集气体，每３ｄ记录一次产气量，以集水瓶中无水排出时产气结束㊂１．２．２㊀试验测试方法１）菌液浓度的检测㊂采用ＵＶ－５２００型紫外可见分光光度计㊁透射比标准进行测定㊂将分装好放置有样品的试管放置于３５ħ的恒温培养箱中分别培养１７ｄ，测上清液波长为６００ｎｍ的吸光值（ＯＤ６００）㊂２）气体组分测定㊂采用安捷伦７８９０ＧＣ型气相色谱仪测定气体组分，其含热导池和氢火焰２个检测器，采用进样针手动进样，每次进样体积０．５ｍＬ，５Ａ分子筛不锈钢填充色谱柱，检测器温度１００ħ，载气为Ｈｅ，流速为３０ｍＬ／ｍｉｎ㊂３）扫描电镜（ＳＥＭ）试验：ＦＥＩＱｕａｎｔａ２５０环境扫描电子显微镜，电压３０ｋＶ，放大倍数３０ ３０００００倍，分辨率３ｎｍ，成像模式为二次电子图像和背散射电子图像㊂将制备的原煤和经过不同菌种预处理后的煤块从菌液中取出，采用２．５％戊二醛浸泡２ ４ｈ进行固定；之后用０．１ｍｏｌ／Ｌ磷酸缓冲液清洗表面３次；样品脱水干燥剂用表面张力小的乙醇，防止样品收缩，进行乙醇梯度脱水：３０％㊁５０％㊁７０％㊁８５％㊁９５％各１次，１００％乙醇２次，每次浸泡１５ ２０ｍｉｎ，然后让其在空气中逐渐挥发干燥㊂２㊀试验结果２．１㊀菌种的生长特征分别把３种微生物菌种在固体培养基上完成活化，然后进行梯度稀释，接种等量的菌到液体培养基中，采用紫外可见分光光度计在６００ｎｍ波长条件下对上清液进行光度测试，做出菌种的相应生长曲线（图２）㊂图２㊀选用３种菌种的生长特征Ｆｉｇ．２㊀Ｇｒｏｗｔｈｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｒｅｅｓｅｌｅｃｔｅｄｓｔｒａｉｎｓ微生物生长曲线一般包括迟缓期㊁对数期㊁稳定期和衰亡期㊂从图２看出绿孢链霉菌㊁白腐菌与假单胞菌３种微生物在１ ２ｄ在迟缓期，２ ３ｄ为对数期生长速率最快，４ ５ｄ曲线呈现下降趋势，第６ｄ开始进入相对稳定期，１５ｄ后死亡率增加进入衰退期㊂为了提高不同微生物对煤的预处理效果，笔者选用３ｄ处于对数生长期的菌种㊂２．２㊀煤样预处理后的厌氧发酵试验结果３种菌种对煤进行预处理１４ｄ后，以煤层本源菌群为菌源进行为期２１ｄ的产气试验如图３所示㊂由图３可知，累计产气体积和阶段产气体积：Ｓｔ－Ｈ㊁Ｐｈ－Ｈ与Ｐｓ－Ｈ相比原煤（Ｙ）的产气效果都有不同程度增加，其中Ｐｈ－Ｈ的产气体积最大达到２８８．００ｍＬ，相比Ｙ产气体积１５１．５０ｍＬ，增幅达到９０．１０％；产气体积分数：最大为Ｐｓ－Ｈ的５１．７７％相比Ｙ的３４．５４％有明显增加，增幅达到４９．８８％；甲烷的总体积，与Ｙ相比Ｓｔ－Ｈ㊁Ｐｈ－Ｈ与Ｐｓ－Ｈ都有大幅３３２２０２０年第１２期煤炭科学技术第４８卷增加，增幅各达到了３６．８６％㊁１６５．２８％㊁６９．１８％㊂总体来说Ｓｔ－Ｈ㊁Ｐｈ－Ｈ与Ｐｓ－Ｈ组的产气体积变化趋势具有一致性，即预处理后煤的产气体积增加，且经预处理后３种微生物预处理对增加ＣＨ４体积的促进能力为Ｐｈ＞Ｐｓ＞Ｓｔ㊂图３㊀不同煤样的厌氧发酵产气结果Ｆｉｇ．３㊀Ｇａｓｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆａｎａｅｒｏｂｉｃｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏａｌｓａｍｐｌｅｓ２．３㊀Ｇｏｍｐｅｒｔｚ模型与数据拟合利用实验室测得的生物产气数据探讨不同微生物预处理煤样的产甲烷潜力，通常利用Ｇｏｍｐｅｒｔｚ模型㊂采用改进的Ｇｏｍｐｅｒｔｚ方程对甲烷产量进行模拟（式（１））［２５］，模拟结果如图４和表３所示㊂ｙ＝Ａｅｘｐ－ｅｘｐｅμｍＡλ－ｔ()éëêêùûúú{}（１）式中：ｙ为累积甲烷产量，ｍＬ／ｇ；Ａ为累积潜力甲烷产量，ｍＬ／ｇ；μｍ为最大比甲烷产量，ｍＬ／（ｇ㊃ｄ）；λ为滞后阶段时间，ｄ；ｔ为试验时间，ｄ㊂图４㊀煤样产甲烷潜力的Ｇｏｍｐｅｒｔｚ模拟结果Ｆｉｇ．４㊀Ｇｏｍｐｅｒｔｚｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｃｏａｌｓａｍｐｌｅｍｅｔｈａｎｅｐｏｔｅｎｔｉａｌ表３㊀Ｇｏｍｐｅｒｔｚ方程的拟合参数Ｔａｂｌｅ３㊀ＦｉｔｔｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｆｏｒＧｏｍｐｅｒｔｚｅｑｕａｔｉｏｎ样品编号最大比甲烷产量／（ｍＬ㊃ｇ－１㊃ｄ－１）累积潜力甲烷产量／（ｍＬ㊃ｇ－１）滞后阶段时间／ｄ拟合度Ｙ０．９８３５．２３２６．６６２０．９９３Ｓｔ－Ｈ１．１２６７．２３８８．３２７０．９７４Ｐｈ－Ｈ２．５００１４．３７７㊀１１．３２８０．９８８Ｐｓ－Ｈ１．９２７９．０４１７．８９３０．９９３㊀㊀由图４和表４可知，试验数据的拟合度Ｒ２接近１，可信度较高，Ｓｔ－Ｈ㊁Ｐｈ－Ｈ与Ｐｓ－Ｈ相比Ｙ的最大比甲烷产量都有增加，分别为１４．６１％㊁１５４．４９％和９６．１０％；累计产气潜力也有明显提高，分别增加３８．３３％㊁１７４．７８％和７２．７９％㊂可知，不同菌种促进煤产气效果：Ｐｈ＞Ｐｓ＞Ｓｔ㊂且与原煤Ｙ相比，微生物预处理煤样在厌氧发酵过程中有更大累计产气潜力和最大产甲烷率㊂３㊀煤的表面结构和菌种的附着特征分析分别将３种菌种Ｓｔ㊁Ｐｈ与Ｐｓ预处理１４ｄ后的煤块用镍丝取出，与原煤Ｙ一同按照第２．２节进行样品制备，然后进行镀膜处理，采用环境扫描电子显微镜分别在３０００倍和２００００倍观测煤的表面结构及菌种的附着状态（图５）㊂原煤Ｙ的表面光滑且平整㊁孔－裂隙较少㊂经过３种微生物预处理的煤表面粗糙度明显增加，呈凹凸不平状㊁孔－裂隙也显著增加㊂Ｓｔ以链状菌形态存在，其中菌长约为５．５２μｍ㊁直径约为０．３８μｍ㊂Ｐｈ以椭圆形态为主，其中椭圆菌长轴约为１．３２μｍ㊁短轴约为０．８４μｍ㊂Ｐｓ以杆状菌为主，杆菌长约为２．５５μｍ㊁直径约为０．６５μｍ㊂从菌种的附着状态分析，Ｓｔ聚集成菌落并基本覆盖了煤的全部表面；而Ｐｈ主要分布在煤的孔－裂隙之内㊂经Ｐｓ菌处理后的煤表面和孔－裂隙均有分布㊂从３种菌种的体积来看，Ｐｈ菌的体积最小，更容易进入煤的孔裂隙；Ｓｔ菌的体积最大，主要分布在煤的表面，Ｐｓ菌的体积处在Ｓｔ菌和Ｐｈ菌之间，附着状态也是二者兼具㊂从煤表面结构特征分析，微生物对煤表面结构具有蚕食作用，增加了煤的粗糙度，这为后期厌氧发酵过程中产甲烷菌群与煤相互作用创造了条件㊂菌种的体积和形态对其附着状态有重要影响，体积越４３２赵国俊等：不同微生物预处理对煤转化生物气的促进效果对比２０２０年第１２期图５㊀煤表面结构和菌种的附着特征Ｆｉｇ．５㊀Ｃｏａｌｓｕｒｆａｃｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｂａｃｔｅｒｉａｌａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ小的菌种更容易通过孔－裂隙进入煤的内部，与仅在煤表面附着的较大菌种相比，前者的预处理效果更有优势，据此推断３种菌种对煤的预处理效果顺序为Ｐｈ＞Ｐｓ＞Ｓｔ，这与前述的厌氧发酵数据具有一致性㊂４㊀结㊀㊀论１）通过３种菌种的生长曲线确定预处理时间为１４ｄ㊂与原煤Ｙ相比，３种微生物Ｓｔ㊁Ｐｈ与Ｐｓ预处理后的煤样生物产气量增加，且ＣＨ４的体积分数与体积也相应增加㊂３种微生物预处理对产气的促进能力为Ｐｈ＞Ｐｓ＞Ｓｔ㊂通过改进的Ｇｏｍｐｅｒｔｚ方程模拟也表明经微生物预处理后煤的产甲烷潜力和最大速率均增加㊂２）微生物预处理明显增加了煤表面的粗糙度，这有助于产甲烷菌群和煤的相互作用，对提高煤转化生物气的效果有积极作用㊂菌的附着状态和大小是影响煤预处理后产气效果的因素之一，且体积越小的菌种易于进入煤的孔－裂隙，而体积越大的菌种更倾向于附着在煤的表面，前者对提高预处理效果更为有利㊂３）在ＣＨ４总产量上，Ｓｔ－Ｈ㊁Ｐｈ－Ｈ与Ｐｓ－Ｈ相比Ｙ都有大幅增加，增幅各达到了３６．８６％㊁１６５．２８％㊁６９．１８％；通过Ｇｏｍｐｅｒｔｚ模型与数据拟合可论证Ｓｔ－Ｈ㊁Ｐｈ－Ｈ与Ｐｓ－Ｈ相比Ｙ的最大比产甲烷量都有增加，分别为１４．６１％㊁１５４．４９％和９６．１０％，各微生物预处理促进煤转化生物气的效果不同㊂参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：［１］㊀ＧＲＥＥＮＭＳ，ＦＬＡＮＥＧＡＮＫＣ，ＧＩＬＣＲＥＡＳＥＰＣ．ＣｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆａｍｅｔｈａｎｏｇｅｎｉｃｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍｅｎｒｉｃｈｅｄｆｒｏｍａｃｏａｌｂｅｄｍｅｔｈａｎｅｗｅｌｌｉｎｔｈｅＰｏｗｄｅｒＲｉｖｅｒＢａｓｉｎ，Ｕ．Ｓ．Ａ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏａｌＧｅｏｌ⁃ｏｇｙ，２００８，７６（１／２）：３４－４５．［２］㊀ＯＲＥＭＷＨ，ＶＯＹＴＥＫＭＡ，ＪＯＮＥＳＥＪ，ｅｔａｌ．Ｏｒｇａｎｉｃｉｎｔｅｒｍｅｄｉ⁃ａｔｅｓｉｎｔｈｅａｎａｅｒｏｂｉｃｂｉｏｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｃｏａｌｔｏｍｅｔｈａｎｅｕｎｄｅｒｌａｂｏ⁃ｒａｔｏｒｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＯｒｇａｎｉｃＧｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０１０，４１（９）：９９７－１０００．㊀［３］㊀ＦＥＲＲＹＪＧ．Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓｏｆｍｅｔｈａｎｏｇｅｎｉｃｐａｔｈｗａｙｓｔｈａｔａｒｅｋｅｙｔｏｔｈｅｂｉｏｍｅｔｈａｎａｔｉｏｎｏｆｃｏｍｐｌｅｘｂｉｏｍａｓｓ［Ｊ］．ＣｕｒｒｅｎｔＯｐｉｎｉｏｎｉｎＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１１，２２（３）：３５１－３５７．［４］㊀ＬＩＵＤＹ，ＴＡＧＯＫ，ＨＡＹＡＴＳＵＭ，ｅｔａｌ．ＥｆｆｅｃｔｏｆｅｌｅｖａｔｅｄＣＯ２ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｅｌｅｖａｔｅｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｎｏｎｉｔｒｏｇｅｎｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｎｍｅｔｈａｎｏｇｅｎｉｃａｒｃｈａｅａｌａｎｄｍｅｔｈａｎｅ－ｏｘｉｄｉｚｉｎｇｂａｃｔｅｒｉａｌｃｏｍｍｕｎｉｔｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｉｎｐａｄｄｙｓｏｉｌ［Ｊ］．ＭｉｃｒｏｂｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ，２０１６，３１（３）：３４９－３５６．［５］㊀ＫＩＲＫＭＦ，ＷＩＬＳＯＮＢＨ，ＭＡＲＱＵＡＲＴＫＡ，ｅｔａｌ．Ｓｏｌｕｔｅｃｏｎｃｅｎ⁃ｔｒａｔｉｏｎｓｉｎｆｌｕｅｎｃｅｍｉｃｒｏｂｉａｌｍｅｔｈａｎｏｇｅｎｅｓｉｓｉｎｃｏａｌ－ｂｅａｒｉｎｇｓｔｒａｔａｏｆｔｈｅＣｈｅｒｏｋｅｅＢａｓｉｎ，ＵＳＡ［Ｊ］．ＦｒｏｎｔｉｅｒｓｉｎＭｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，２０１５，５１１：１－１４．［６］㊀魏国琴，何㊀环，王江泽，等．龙泉煤层气田产甲烷菌群富集的厌氧产气中试研究［Ｊ］．煤炭科学技术，２０１９，４７（７）：２４９－２５４．ＷＥＩＧｕｏｑｉｎ，ＨＥＨｕａｎ，ＷＡＮＧＪｉａｎｇｚｅ，ｅｔａｌ．Ｐｉｌｏｔｓｔｕｄｙｏｎｍｅｔｈ⁃ａｎｏｇｅｎｓ－ｅｎｒｉｃｈｅｄａｎａｅｒｏｂｉｃｇａｓｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｉｎＬｏｎｇｑｕａｎＣｏａｌｂｅｄＭｅｔｈａｎｅＦｉｅｌｄ［Ｊ］．ＣｏａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１９，４７（７）：２４９－２５４．［７］㊀张亦雯，郭红光，李亚平，等．过氧化氢预处理中／高煤阶煤增产生物甲烷研究［Ｊ］．煤炭科学技术，２０１９，４７（９）：２６２－２６７．ＺＨＡＮＧＹｉｗｅｎ，ＧＵＯＨｏｎｇｇｕａｎｇ，ＬＩＹａｐｉｎｇ，ｅｔａｌ．Ｓｔｕｄｙｏｎｍｅ⁃ｄｉｕｍ／ｈｉｇｈｒａｎｋｃｏａｌ－ｐｒｏｄｕｃｉｎｇｍｅｔｈａｎｅｗｉｔｈｈｙｄｒｏｇｅｎｐｅｒｏｘｉｄｅｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ［Ｊ］．ＣｏａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１９，４７（９）：２６２－２６７．［８］㊀苏现波，陈㊀鑫，夏大平，等．煤发酵制生物氢和甲烷的模拟实验［Ｊ］．天然气工业，２０１４，３４（５）：１７９－１８５．ＳＵＸｉａｎｂｏ，ＣＨＥＮＸｉｎ，ＸＩＡＤａｐｉｎｇ，ｅｔａｌ．Ａｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｆｈｙｄｒｏｇｅｎａｎｄｍｅｔｈａｎｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｆｒｏｍｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｃｏａｌ［Ｊ］．ＮａｔｕｒａｌＧａｓＩｎｄｕｓｔｒｙ，２０１４，３４（５）：１７９－１８５．［９］㊀ＲＩＴＴＥＲＤ，ＶＩＮＳＯＮＤ，ＢＡＲＮＨＡＲＴＥ，ｅｔａｌ．Ｅｎｈａｎｃｅｄｍｉｃｒｏｂｉａｌｃｏａｌｂｅｄｍｅｔｈａｎｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ：ａｒｅｖｉｅｗｏｆｒｅｓｅａｒｃｈ，ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌａｃ⁃ｔｉｖｉｔｙ，ａｎｄｒｅｍａｉｎｉｎｇｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏａｌ５３２２０２０年第１２期煤炭科学技术第４８卷Ｇｅｏｌｏｇｙ，２０１５，１４６：２８－４１．［１０］㊀苏佳纯，肖㊀钢．利用微生物促进煤层间ＣＯ２甲烷化的新方法［Ｊ］．煤炭转化，２０１３，３６（４）：９０－９３．ＳＵＪｉａｃｈｕｎ，ＸＩＡＯＧａｎｇ．Ａｐｒｏｐｏｓｅｄｐａｔｈｗａｙｔｏｓｔｉｍｕｌａｔｅｂｉｏｇｅｎｉｃｍｅｔｈａｎｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｆｒｏｍｃｏａｌａｎｄｉｎｊｅｃｔｅｄｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅ［Ｊ］．ＣｏａｌＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎ，２０１３，３６（４）：９０－９３．［１１］㊀孙㊀斌，李金珊，承㊀磊，等．低阶煤生物采气可行性：以二连盆地吉尔嘎朗图凹陷为例［Ｊ］．石油学报，２０１８，３９（１１）：１２７２－１２７８，１２９１．ＳＵＮＢｉｎ，ＬＩＪｉｎｓｈａｎ，ＣＨＥＮＧＬｅｉ，ｅｔａｌ．Ｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｂｉｏｌｏｇｉ⁃ｃａｌｇａｓｒｅｃｏｖｅｒｙｉｎｌｏｗ－ｒａｎｋｃｏａｌ：ａｃａｓｅｓｔｕｄｙｏｆＪｉｅｒｇａｌａｎｇｔｕｄｅ⁃ｐｒｅｓｓｉｏｎｉｎＥｒｌｉａｎＢａｓｉｎ［Ｊ］．ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｅｉＳｉｎｉｃａ，２０１８，３９（１１）：１２７２－１２７８，１２９１．［１２］㊀ＨＡＩＤＥＲＲ，ＧＨＡＵＲＩＭＡ，ＳＡＮＦＩＬＩＰＯＪＲ，ｅｔａｌ．Ｆｕｎｇａｌｄｅｇｒａ⁃ｄａｔｉｏｎｏｆｃｏａｌａｓａｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｆｏｒｍｅｔｈａｎｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｆｕｅｌ，２０１３，１０４（２）：７１７－７２５．［１３］㊀ＧＡＺＳＯＬＧ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｒａｄｉａｔｉｏｎｔｏｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｂｉｏｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆｃｏａｌ［Ｊ］．ＦｕｅｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９７，５２（１／２／３）：２３９－２４５．㊀［１４］㊀ＨＵＡＮＧＺ，ＵＲＹＮＯＷＩＣＺＭＡ，ＣＯＬＢＥＲＧＰＪＳ．Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｂｉｏｇｅｎｉｃｍｅｔｈａｎｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｉｎｃｏａｌｓａｍｐｌｅｓｆｏｌｌｏｗｉｎｇｃｈｅｍｉｃａｌｔｒｅａｔｍｅｎｔｗｉｔｈｐｏｔａｓｓｉｕｍｐｅｒｍａｎｇａｎａｔｅ［Ｊ］．Ｆｕｅｌ，２０１３，１１１（５）：８１３－８１９．［１５］㊀ＦＡＫＯＵＳＳＡＲＭ．Ｃｏａｌａｓａｓｕｂｓｔｒａｔｅｆｏｒｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍ：ｉｎｖｅｓｔｉ⁃ｇａｔｉｏｎｗｉｔｈｍｉｃｒｏｂｉａｌｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆｎａｔｉｏｎａｌｃｏａｌ［Ｄ］．Ｂｏｎｎ：ＦｒｉｅｄｒｉｃｈＷｉｌｈｅｌｍｓＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，１９８１．［１６］㊀ＣＯＨＥＮＭＳ，ＧＡＢＲＩＥＬＥＰＤ．ＤｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｃｏａｌｂｙｔｈｅｆｕｎｇｉＰｏｌｙｐｏｒｏｕｓｖｅｒｓｉｃｏｌｏｒａｎｄＰｏｒｉａｍｏｎｔｉｃｏｌａ［Ｊ］．ＡｐｐｌｉｅｄａｎｄＥｎｖｉ⁃ｒｏｎｍｅｎｔａｌＭｉｃｒｏｂｉａｌ，１９８２，４４（１）：２３－２７．［１７］㊀ＤＡＡＳＳＩＤ，ＰＲＩＥＴＯＡ，ＺＯＵＡＲＩ－ＭＥＣＨＩＣＨＩＨ，ｅｔａｌ．Ｄｅｇｒａｄａ⁃ｔｉｏｎｏｆｂｉｓｐｈｅｎｏｌＡｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｕｎｇａｌｌａｃｃａｓｅｓａｎｄｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｉｔｓｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｓ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＢｉｏｄｅｔｅｒｉｏｒａｔｉｏｎ＆Ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ，２０１６，１１０：１８１－１８８．［１８］㊀ＦＡＣＣＩＯＧ，ＫＲＵＵＳＫ，ＳＡＬＯＨＥＩＭＯＭ，ｅｔａｌ．Ｂａｃｔｅｒｉａｌｔｙｒｏｓｉｎａｓｅｓａｎｄｔｈｅｉｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＰｒｏｃｅｓｓＢｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０１２，４７（１２）：１７４９－１７６０．［１９］㊀ＮＧＵＹＥＮＬＮ，ＨＡＩＦＩ，ＰＲＩＣＥＷＥ，ｅｔａｌ．Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｂｉｏｔｒａｎｓｆｏｒ⁃ｍａｔｉｏｎｏｆｂｉｓｐｈｅｎｏｌＡａｎｄｄｉｃｌｏｆｅｎａｃｂｙｌａｃｃａｓｅｉｎａｎｅｎｚｙｍａｔｉｃｍｅｍｂｒａｎｅｒｅａｃｔｏｒ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＢｉｏｄｅｔｅｒｉｏｒａｔｉｏｎ＆Ｂｉｏｄｅｇｒａ⁃ｄａｔｉｏｎ，２０１４，９５：２５－３２．［２０］㊀ＷＡＮＧＣＰ，ＬＩＵＨＢ，ＬＩＪ，ｅｔａｌ．ＤｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆＰＡＨｓｉｎｓｏｉｌｂｙＬａｓｉｏｄｉｐｌｏｄｉａｔｈｅｏｂｒｏｍａｅａｎｄｅｎｈａｎｃｅｄｂｅｎｚｏ［ａ］ｐｙｒｅｎｅｄｅｇｒａｄａ⁃ｔｉｏｎｂｙｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎｏｆＴｗｅｅｎ－８０［Ｊ］．ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＰｏｌｌｕｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈ，２０１４，２１（１８）：１０６１４－１０６２５．［２１］㊀ＲＡＬＰＨＪＰ，ＣＡＴＣＨＥＳＩＤＥＤＥＡ．Ｄｅｃｏｌｏｕｒｉｓａｔｉｏｎａｎｄｄｅｐｏｌｙ⁃ｍｅｒｉｓａｔｉｏｎｏｆｓｏｌｕｂｉｌｉｓｅｄｌｏｗ－ｒａｎｋｃｏａｌｂｙｔｈｅｗｈｉｔｅ－ｒｏｔｂａｓｉｄｉｏ⁃ｍｙｃｅｔｅＰｈａｎｅｒｏｃｈａｅｔｅｃｈｒｙｓｏｓｐｏｒｉｕｍ［Ｊ］．ＡｐｐｌｉｅｄＭｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙａｎｄＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９４，４２（４）：５３６－５４２．［２２］㊀ＴＩＡＮＹＵＣ，ＳＡＮＤＲＡＲ，ＧＯＬＤＩＮＧＳＤ，ｅｔａｌ．Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇｃｏａｌｂｉｏａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙｆｏｒｂｉｏｇｅｎｉｃｍｅｔｈａｎｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｖｉａｈｙｄｒｏｇｅｎｐｅｒ⁃ｏｘｉｄｅｏｘｉｄａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏａｌＧｅｏｌｏｇｙ，２０１８，１９５：４０２－４１４．［２３］㊀ＧＵＯＨｏｎｇｙｕ，ＤＯＮＧＺｈｉｗｅｉ，ＳＵＸｉａｎｂｏ，ｅｔａｌ．Ｓｙｎｅｒｇｉｓｔｉｃｂｉｏ⁃ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｃｏａｌｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｃｏｒｎｓｔｒａｗａｓａｓｕｂｓｔｒａｔｅｔｏｍｅｔｈａｎｅａｎｄｔｈｅｐｒｏｓｐｅｃｔｓｆｏｒｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｅｎｅｒｇｙ＆Ｆｕｅｌｓ，２０１８，３２（６）：７０１１－７０１６．［２４］㊀ＧＵＯＨｏｎｇｙｕ，ＬＩＹｕｎｓｏｎｇ，ＣＨＥＮＳｈａｎｌａｉ，ｅｔａｌ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｃｏａｌｍａｃｅｒａｌｓｏｎｂｉｏｍｅｔｈａｎｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ［Ｊ］．ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔＪｏｕｒｎａｌ，２０１８，１７（６）：１４４９－１４５６．［２５］㊀ＨＵＡＮＧＺ，ＳＥＤＮＥＫＣ，ＵＲＹＮＯＷＩＣＺＭＡ，ｅｔａｌ．Ｌｏｗｃａｒｂｏｎｒｅｎｅｗａｂｌｅｎａｔｕｒａｌｇａｓｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｆｒｏｍｃｏａｌｂｅｄｓａｎｄｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｆｏｒｃａｒｂｏｎｃａｐｔｕｒｅａｎｄｓｔｏｒａｇｅ［Ｊ］．ＮａｔｕｒｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，２０１７，８（１）：５６８．６３２。
几种真菌对煤炭的固体溶煤转化研究
Ｓｔ ｄ ｎ Ｃｏ ｌ ａ ｓ ｏ ｍ ａ ｉ ｎ ｉ ｈｅ Ｗ ａ ｆ ｕ ｙ ｏ ａ ｓ Ｔｒ ｎ ｆ ｒ ｔｏ ｎ ｔ ｙｏ
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第２ ８卷
第４ 期
安徽理工 大学学 报 （ 自然科学 版）
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Ｖｏ ． Ｎｏ． Ｉ ２８ ４
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煤基固废资源化利用技术原理及工艺
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煤炭行业煤炭清洁利用方案
煤炭行业煤炭清洁利用方案第一章煤炭清洁利用概述 (2)1.1 煤炭清洁利用的定义与意义 (2)第二章煤炭洗选加工 (3)1.1.1 煤炭洗选的定义 (3)1.1.2 煤炭洗选技术的分类 (3)1.1.3 煤炭洗选技术的应用 (4)1.1.4 煤炭洗选工艺的选择 (4)1.1.5 煤炭洗选工艺的优化措施 (4)第三章煤炭气化技术 (5)1.1.6 煤炭气化定义 (5)1.1.7 煤炭气化原理 (5)1.1.8 煤炭气化条件 (5)1.1.9 煤炭气化技术分类 (5)1.1.10 煤炭气化技术进展 (6)第四章煤炭液化和焦化 (6)1.1.11 直接液化工艺 (6)1.1.12 间接液化工艺 (7)1.1.13 常规焦化技术 (7)1.1.14 干法熄焦技术 (7)1.1.15 煤焦油加工技术 (8)第五章煤炭转化与综合利用 (8)第六章煤炭燃烧污染控制 (9)1.1.16 气态污染物 (9)1.1.17 固态污染物 (9)1.1.18 脱硫技术 (10)1.1.19 脱硝技术 (10)1.1.20 除尘技术 (10)1.1.21 VOCs控制技术 (10)第七章煤炭清洁利用政策与法规 (10)1.1.22 政策背景 (10)1.1.23 政策目标 (11)1.1.24 政策框架内容 (11)1.1.25 法规体系 (11)1.1.26 法规内容 (11)1.1.27 标准体系 (12)第八章煤炭清洁利用技术与设备 (12)1.1.28 煤炭洗选技术 (12)1.1.29 煤炭燃烧技术 (13)1.1.30 煤炭气化技术 (13)1.1.31 煤炭液化和焦化技术 (13)1.1.32 煤炭洗选设备 (13)1.1.33 煤炭燃烧设备 (13)1.1.34 煤炭气化设备 (14)1.1.35 煤炭液化和焦化设备 (14)1.1.36 环保设备 (14)第九章煤炭清洁利用项目评估与实施 (14)1.1.37 项目评估概述 (14)1.1.38 评估方法 (14)1.1.39 项目实施准备 (15)1.1.40 项目实施过程管理 (15)1.1.41 项目实施效果评价 (15)第十章国际煤炭清洁利用经验与启示 (16)1.1.42 欧洲 (16)1.1.43 美国 (16)1.1.44 日本 (16)1.1.45 加强煤炭洗选和燃烧前处理 (16)1.1.46 推广先进的燃烧技术和净化技术 (16)1.1.47 发展煤炭气化、液化和碳捕捉与储存技术 (17)1.1.48 完善政策体系和管理机制 (17)1.1.49 加强国际合作与交流 (17)第一章煤炭清洁利用概述1.1 煤炭清洁利用的定义与意义煤炭清洁利用是指通过一系列技术手段和管理措施，在煤炭的开采、加工、转化、燃烧和废物处理等环节中，最大限度地减少污染物排放，提高能源利用效率，实现煤炭资源的可持续利用。
煤微生物降解转化研究现状进展
煤微生物降解转化研究现状进展煤炭是世界上最主要的能源资源之一，然而其燃烧产生的大量二氧化碳等温室气体对环境造成了严重污染。
煤炭资源的清洁高效利用成为当今世界煤炭研究的热点之一。
煤微生物降解转化技术是一种新兴的煤炭资源高效利用技术，通过微生物在煤炭体系中的生物作用，可以将煤中的有机物质转化为有用的化合物，实现煤资源的清洁开发，同时降低对生态环境的影响。
本文将介绍煤微生物降解转化研究的现状进展，并展望其在清洁煤炭利用领域的应用前景。
1. 研究内容煤微生物降解转化技术是将煤中的有机物质作为微生物生长的碳源，利用微生物代谢代谢作用将煤中的有机物质转化为有机酸、气体、酶等有用产物的一种技术。
煤微生物降解转化技术的主要研究内容包括煤微生物降解代谢途径的研究、煤微生物降解代谢产物的分析、煤微生物降解过程中影响因素的研究等。
2. 研究方法煤微生物降解转化技术的研究方法主要包括微生物筛选、降解剂配方优化、降解过程监测及产物分析等。
微生物筛选是最为关键的一步，优良的微生物菌种对于煤微生物降解转化效果至关重要。
而降解剂的配方优化与降解过程监测则是保障煤微生物降解转化技术能够顺利进行的重要环节。
3. 研究成果在煤微生物降解转化技术的研究中，已经取得了一些成果。
煤微生物降解转化技术已经成功地将煤中的有机物质转化为乙酸、丙酸等有机酸，甲烷等气体等有用产物。
还发现了一些具有煤微生物降解转化活性的微生物菌种，为技术的应用奠定了基础。
还在煤微生物降解代谢途径的研究、降解剂配方优化等方面取得了一些进展。
二、煤微生物降解转化技术的应用前景1. 清洁煤炭利用煤微生物降解转化技术能够将煤中的有机物质转化为乙酸、丙酸等有机酸，甲烷等气体等有用产物，为清洁煤炭利用提供了新的途径。
通过煤微生物降解转化技术，可以实现煤资源的高效利用，减少燃煤排放对环境的污染，为煤炭行业的可持续发展做出贡献。
2. 生物煤制备3. 能源化学品生产。
微生物降解褐煤产气实验研究
微生物降解褐煤产气实验研究赵娜;韩作颖【摘要】对内蒙古神华胜利褐煤(NM)、云南昭通露天煤矿新揭褐煤(YN)和河南义马褐煤(YM)进行了生物强化产气研究,通过检测甲烷体积分数、产甲烷量、气体组分变化探讨微生物产甲烷特征.结果表明:煤层气井产出水经过富集培养,菌群数量明显增长,产甲烷作用明显被激活,产甲烷能力显著增强.经过多次加煤驯化,富集菌群可以适应加煤条件并进行较强的产甲烷作用,为后续实验提供了稳定高产的菌源.三种褐煤均能被微生物降解产甲烷,但产甲烷高峰期出现时间不同,YN实验组有一个峰期,YM实验组有两个峰期,NM实验组有三个峰期.三种褐煤产甲烷效率由高到低的顺序为YM,NM,YN.微生物降解煤产生的生物气主要有CH4,CO2和H2.整个成气过程中CO2体积分数和CH4体积分数呈现负相关关系,H2由于消耗大在体系中几乎没有留存.【期刊名称】《煤炭转化》【年(卷),期】2019(042)003【总页数】6页(P49-54)【关键词】褐煤;生物强化;生物气;驯化;富集培养;煤层气【作者】赵娜;韩作颖【作者单位】煤与煤层气共采国家重点实验室,山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司,048000山西晋城;煤与煤层气共采国家重点实验室,山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司,048000山西晋城【正文语种】中文【中图分类】TQ5460 引言我国能源状况总体为富煤、少油、少气。
虽然近年来石油和天然气的开发利用技术逐渐多样化，但仍然无法改变能源结构，煤炭作为主要能源的状况短期内很难被改变。
因此，对煤炭清洁利用的探索一直是重要的研究方向[1]。
随着生物成因气在煤层中发现，关于微生物降解煤产甲烷的研究逐渐开展起来。
因很难实现利用勘探资料来追溯生物气产生过程，有学者利用人工方法进行现场或实验室模拟褐煤厌氧产气研究[2]。
国外学者[3-4]采用煤层水或煤层原位微生物，通过加入激活剂提高微生物的活性来降解褐煤产甲烷。
煤层产甲烷菌群的生理活性和煤厌氧降解过程的相关研究证实煤岩可以在本源菌群的作用下降解产气。
《超临界CO2与生物联合作用对煤结构的影响机制》范文
《超临界CO2与生物联合作用对煤结构的影响机制》篇一摘要：本文旨在探讨超临界CO2与生物联合作用对煤结构的影响机制。
通过实验和理论分析，我们研究了超临界CO2与生物酶或微生物的协同作用对煤的物理、化学结构的影响，并深入探讨了其作用机理。
本文的研究有助于理解煤的转化过程，为煤的高效清洁利用提供理论依据。
一、引言煤作为重要的化石能源，其高效清洁利用一直是全球关注的焦点。
近年来，超临界CO2技术和生物技术联合应用于煤的转化和加工，已成为研究的热点。
超临界CO2因其独特的物理化学性质，能够有效地溶解和萃取煤中的某些成分。
同时，生物技术中的酶或微生物对煤的结构具有改造和催化作用。
本文旨在探究这两者联合作用对煤结构的影响机制。
二、超临界CO2的物理化学性质及其对煤的作用超临界CO2具有高溶解能力和低表面张力等特性，它能够渗透到煤的微孔和裂隙中，通过溶解和萃取的方式影响煤的结构。
在超临界状态下，CO2能够与煤中的某些成分发生化学反应，促进煤的解构和转化。
三、生物酶或微生物对煤的作用机制生物酶或微生物通过其特定的生物催化作用，能够改变煤的分子结构和组成。
酶能够识别煤中的特定化学键，并催化其断裂和重构。
微生物则通过其代谢活动对煤进行生物转化，产生新的化学物质和结构。
四、超临界CO2与生物联合作用对煤结构的影响超临界CO2与生物酶或微生物的联合作用能够显著改变煤的结构。
实验表明，在超临界条件下，生物酶或微生物能够更有效地作用于煤的结构，促进其解构和转化。
同时，超临界CO2的溶解和萃取作用也能够促进生物反应的进行。
这种联合作用不仅提高了煤转化的效率，也加速了煤的清洁利用过程。
五、影响机制分析超临界CO2与生物联合作用对煤结构的影响机制主要包括以下几个方面：1. 物理溶解与萃取：超临界CO2通过物理溶解和萃取的方式，将煤中的某些成分提取出来，从而改变煤的结构。
2. 化学作用：在超临界状态下，CO2能够与煤中的某些成分发生化学反应，进一步改变煤的结构。
风化煤与褐煤转化生物甲烷的差异性分析
风化煤与褐煤转化生物甲烷的差异性分析张双斌;赵树峰;郭红玉;简阔【期刊名称】《煤炭科学技术》【年(卷),期】2024(52)3【摘要】为查明风化煤与褐煤生物甲烷生成量差别的内在原因,分别选取风化煤和褐煤,以富集驯化的菌液为菌种来源,通过生物产气模拟,红外光谱、X射线光电子能谱、16srRNA测试、扫描电镜测试来分析风化煤与褐煤生物产气量差异性的内在机制。
结果表明:褐煤的生物产气潜力(7.63 mL/g)大于风化煤(3.24 mL/g);褐煤相比于风化煤,在产气过程中各类基团脱落明显,芳香类物质更多的被转化为小分子量的其它物质,同时酚碳或醚碳(C—O)氧化更加明显,有利于形成更多的小分子有机酸类物质;褐煤相较于风化煤在生物产气过程中表面侵蚀较严重,出现了较多的孔裂隙,使得有机质能够从这些孔隙中析出,有利于微生物进一步利用产气;褐煤中细菌和古菌多样性低于风化煤,但主要功能菌群占比较大,细菌中Macellibacteroides属和Lysinibacillus属占比达68.05%,古菌中Methanosarcina属和Methanobacterium属占比达89.99%,远大于风化煤,对煤中有机质的降解利用起到积极作用,能为后续产甲烷菌提供原料,因此褐煤更有利于被微生物利用产生物甲烷;风化煤的甲烷代谢类型为甲基类营养性区别于褐煤的氢营养型;在褐煤中微生物能够更好的利用乙酸作为碳源、葡萄糖和糖原能够被有效降解为丙酮酸,氧化(还原性)强,并产生供生化反应所需的ATP。
研究结果为风化煤与褐煤产气差异机制提供理论参考,为今后风化煤与褐煤生物甲烷化利用提供现实意义。
【总页数】9页(P291-299)【作者】张双斌;赵树峰;郭红玉;简阔【作者单位】晋城职业技术学院矿业工程系;河南理工大学能源科学与工程学院;太原科技大学能源与材料工程学院【正文语种】中文【中图分类】P618.13【相关文献】1.褐煤微生物转化对型煤防水性能的影响2.以风化煤为底物制取生物甲烷的潜力分析3.不同煤阶煤制生物甲烷的代谢功能差异性研究4.构造煤与原生结构煤中甲烷扩散性能差异性分析5.废弃油脂促进褐煤转化生物甲烷效果与机理因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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绿色煤炭——煤炭的生物降解转化
作者：徐敬尧， 张明旭， XU Jingyao， ZHANG Mingxu
作者单位：安徽理工大学材料科学与工程学院,安徽省淮南市,232001
刊名：
中国煤炭
英文刊名：CHINA COAL
年，卷(期)：2009，35(3)
被引用次数：1次
1.仲崇立绿色化学导论 2000
2.魏德洲资源微生物技术 1996
3.王龙贵煤炭的微生物转化与利用 2006
4.张明旭.王龙贵煤炭生物转化技术研究及其进展[期刊论文]-安徽理工大学学报 2005(04)
5.王龙贵.欧泽深析燃煤污染危害及其防治[期刊论文]-选煤技术 2004(01)
6.韩威.佟威.杨海波煤的微生物溶(降)解及其产物研究 1994(06)
7.柳丽芬.阳卫军.成莹鹤岗风化酶的微生物溶解研究 1996(04)
8.张东晨现代矿业生物技术的发展及在煤炭加工中的应用[期刊论文]-中国煤炭 2006(03)
本文链接：/Periodical_zgmt200903020.aspx
授权使用：中国矿业大学图书馆(wfhyzgkd)，授权号：ca1583d8-e686-48a2-b561-9e4c011a64d0
下载时间：2010年12月14日。