污染預(yù)防生物技術(shù)ppt課件(已修改)
2025-01-17 12:27 本頁(yè)面
【正文】 Founded in 1895 1 第 12講 污染預(yù)防生物技術(shù) Founded in 1895 2/71 機(jī)動(dòng)車燃油含硫量的限定值 Founded in 1895 3/71 1 化石燃料的生物脫硫 ? 硫的形態(tài)及脫硫方法 – 化石燃料中含有大量的硫化物（無(wú)機(jī)硫和有機(jī)硫），在燃燒過(guò)程中，硫化物會(huì)生成 SO2，造成嚴(yán)重的空氣污染 – 傳統(tǒng)的加氫脫硫難以滿足日益嚴(yán)格的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，建造和運(yùn)行高程度脫硫的設(shè)備及其昂貴 – 煤炭中含硫 %7%，其中不燃硫主要是硫酸鹽，可燃硫可分為無(wú)機(jī)和有機(jī)硫 – 黃鐵礦（ FeS2）是煤炭中無(wú)機(jī)硫存在的主要形式，有機(jī)硫以二苯并噻吩和硫醇的形式存在，硫酸鹽含量少易洗脫 – 煤脫硫可分為燃燒前脫硫、爐內(nèi)脫硫和煙氣脫硫，煙氣脫硫效率高，但設(shè)備和運(yùn)行費(fèi)用高，且存在二次污染 Founded in 1895 4/71 化石燃料中有機(jī)硫的存在形態(tài) Founded in 1895 5/71 微生物脫硫 ? 微生物脫硫投資少、成本低、能耗少、專一性高 ? 由生物濕法冶金技術(shù)發(fā)展而來(lái)，目前對(duì)黃鐵礦脫硫率可達(dá) 90%，有機(jī)硫脫除率可達(dá) 40% ? 第一株應(yīng)用研究的脫硫菌株：氧化亞鐵硫桿菌脫除黃鐵礦中的硫 ? 有機(jī)硫脫除菌株：基于二苯并噻吩的的脫硫菌 Founded in 1895 6/71 脫硫微生物及脫硫原理 煤炭脫硫微生物 Founded in 1895 7/71 幾種主要脫硫微生物的生長(zhǎng)特性 ? 用于脫除無(wú)機(jī)硫的細(xì)菌屬于化能自養(yǎng)型微生物，而異養(yǎng)型微生物只能脫除有機(jī)硫，兼性自養(yǎng)型微生物可有效脫除無(wú)極硫和有機(jī)硫 Founded in 1895 8/71 微生物脫硫機(jī)理 ? 無(wú)機(jī)硫的脫除機(jī)理 – 微生物的生化反應(yīng)有助于硫化物在水中的溶解，稱為細(xì)菌浸出脫硫 – 改變礦物表面性質(zhì)使黃鐵礦溶于水中，稱為微生物助浮脫硫 煤的雙態(tài)孔結(jié)構(gòu)及黃鐵礦的氧化 Founded in 1895 9/71 – 直接氧化發(fā)生在煤顆粒的外表面及其內(nèi)部的大孔里，內(nèi)部的黃鐵礦通過(guò) Fe3+擴(kuò)散進(jìn)入微孔借助化學(xué)氧化來(lái)溶解 – 黃鐵礦表面微生物將硫氧化成硫酸，二價(jià)鐵生成三價(jià)鐵，是直接作用；三價(jià)鐵氧化黃鐵礦，生成二價(jià)鐵和單質(zhì)硫，二價(jià)鐵再被細(xì)菌氧化，單質(zhì)硫被氧化成硫酸，這是間接作用 微生物浸出脫硫機(jī)制 Founded in 1895 10/71 微生物助浮脫硫過(guò)程 Founded in 1895 11/71 微生物助浮脫硫原理 ? 微生物能選擇性的粘附在礦石和黃鐵礦表面，故能利用微生物通過(guò)浮選從煤中脫硫 ? 將氧化鐵硫桿菌應(yīng)用于煤的浮選體系中，如在浮選柱中加入該細(xì)菌后，因?yàn)槲⑸锏挠H水性和微生物的迅速粘附，黃鐵礦表面由疏水性變?yōu)橛H水性。因此在煤的浮選過(guò)程中，黃鐵礦不能附著在空氣泡上，即失去浮選性能 Founded in 1895 12/71 有機(jī)硫的脫除機(jī)理 ? 有機(jī)硫主要以噻吩基（ C4H4S）、巰基（ SH）、硫醚（ S）、和多硫鏈（ Sx）等形式存在，物理方法很難脫除 ? 有機(jī)硫的脫除是由于微生物酶的作用，切斷了碳硫鍵 ? 以 DBT為模型化合物的脫硫機(jī)理有兩種 – 以硫代謝為目的的 4S途徑：不降解碳骨架，熱值損失小 – 以碳代謝為目的的 Kodamakht途徑：硫殘留，熱值損失大 Founded in 1895 13/71 微生物降解DBT的途徑 Founded in 1895 14/71 微生物對(duì)DBT的代謝
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