温度变化对地下水中微生物影响的研究

为研究温度变化对地下水中微生物的影响,对前人有关的研究成果进行了综合分析。地下水中硫元素被氧化过程中微生物的适宜温度为25℃~70℃,硫酸盐还原菌的适宜温度为30℃~35℃和55℃左右;硝化细菌的最佳适宜温度为30℃~35℃。反硝化细菌的最佳适宜温度为35℃~65℃;降解有机物的细菌基本为中、高温菌。地下水水源热泵夏季回灌水的温度较高,将有利于氧化亚铁硫杆菌和硝化菌的生长与繁殖,前者将导致地下水硬度和SO42-含量的增加,后者将使地下水的氮污染加剧;但对降解有机物细菌生长的影响可能不明显;冬季回灌水的温度较低,将有利于控制地下水硬度和SO42-含量的增加,但不利于地下水氮污染和有机污染物的去除。     

高灰煤微生物预处理反浮选脱灰试验的研究

以王坪高灰煤为研究对象,考察了微生物接菌量、预处理时间及pH值对其微生物预处理反浮选脱灰效果,对微生物反浮选机理进行了初步探讨,并将微生物预处理反浮选试验与常规反浮选试验的浮选效果进行了对比。结果表明,经微生物预处理后反浮选试验取得明显效果,微生物接菌量8mL,预处理4d,矿浆pH值为7时,精煤产率可达到76.78%,且精煤灰分为27.12%,较原煤灰分降低13.73%,微生物预处理反浮选方法对精煤和矿物质具有较强的选择性。常规反浮选试验中,十二胺用量1000g/t,糊精用量600g/t时,分选效果最佳,精煤产率达88.15%,但精煤灰分高达38.66%,脱灰效果较差,常规浮选药剂对精煤和矿物质的选择性较差。     

疏水载体颗粒影响微细粒低阶煤浮选行为的研究

针对微细低阶煤难选问题,以神东矿区0.074 mm的微细粒低阶煤为研究对象,选取高阶煤、聚丙烯和四氧化三铁作为疏水载体颗粒,探究了疏水载体颗粒的粒度和添加比例对其浮选行为的影响。结果表明:最佳浮选条件为搅拌强度1 800 r/min,浮选浓度60 g/L,捕收剂用量3 000 g/t,起泡剂用量400 g/t,对应的可燃体回收率为50.88%;添加全粒级高阶煤、聚丙烯和四氧化三铁后,可燃体回收率分别提高到76.33%、67.70%和60.37%。研究还表明:疏水载体颗粒对低阶煤浮选的促进效果与颗粒性质有关,中等粒级疏水载体颗粒的促进效果优于粗粒级和细粒级,粗颗粒高阶煤的促进效果优于细颗粒,细颗粒聚丙烯的促进效果优于粗粒级;此外,增加载体疏水载体颗粒的比例有利于提高可燃体回收率。     

焦化废水中主要污染物对煤可浮性的影响及机理分析

开发利用洗煤厂洗水闭路循环系统实现焦化废水大循环零排放新工艺,需考察焦化中水对浮选有无不良影响。单元浮选试验表明：随着洗水中污染物浓度提高,浮选精煤灰分和产率均升高,通过调整药剂制度,能保证浮选精灰分合格,但产率下降;用焦化中水洗煤,污染物浓度低于污水综合排放标准二级限值时,对煤泥浮选的影响可忽略。用油水润湿速度比(ROH)、Zeta电位、红外光谱表征研究煤粉吸附焦化中水主要污染物氨氮、苯酚、喹啉和微生物后,煤表面电性、表面疏水性、可浮性变化趋势,揭示其污染机理。污染物吸附改变了煤浆的Zeta电位,变化显著：未吸附时Zeta电位为-1727 mV,吸附后依次为吸附硝化菌-2188～-2662 mV、喹啉-2521～-2947 mV、苯酚-2739～-3258 mV、氨氮-3213～-3853 mV、反硝化菌-3880～-4340 mV。煤吸附疏水性硝化菌及喹啉,煤表面疏水性提高;氨氮、苯酚在吸附量分别达到一定量后,对煤表面疏水性的负面影响显现;亲水性反硝化菌吸附使煤表面疏水性明显变差。红外光谱分析表明,污染物对煤粉表面疏水性的影响主要取决于吸附质本身所表现的亲、疏水性官能团。     

煤矸石填埋场土壤微生物学特性的时空变异

为了研究煤矸石填埋场土壤微生物学特性的时空变异,以山西长治司马矿煤矸石填埋场为研究对象,通过野外调查和采样分析,对不同复垦年限矸石场的土壤微生物特性进行了分析。结果表明,在垂直方向上,矸石场不同层次土壤的微生物数量以及真菌、放线菌占微生物总数的比例随着复垦年限增加而逐渐增加,而细菌与真菌的比值(B/F值)呈降低趋势。在林木根区水平方向上,随着复垦年限的增加,S1(树基附近)处的细菌占微生物总数的比例逐渐减少,真菌和放线菌占微生物总数的比例逐渐增加。充填复垦5 a后,S1位点的细菌数较S2处(距树干基部约100 cm处)显著低11.70%,真菌和放线菌数量分别较S2处高31.18%和19.08%,B/F值比S2处低19.95%。矸石场各土壤层次的过氧化氢酶、土壤脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性随着复垦年限的增加呈增加趋势。在水平方向上,在充填复垦5 a后,与S2位点相比,S1处磷酸酶和蔗糖酶活性分别降低23.81%和17.95%,脲酶酶活性显著提高19.05%,但S1处的过氧化氢酶活性与S2位点相比没有显著差异。矸石场复垦土壤呼吸速率随着复垦年限的增加,呈增加趋势。在复垦第1年,S1和S2位置土壤呼吸速率没有显著差异。充填复垦3 a后,S2处的土壤呼吸速率显著高于S1,但到复垦5 a后,S1处的土壤呼吸速率较S2显著提高33.33%。     

疏水改性煤矸石砂浆性能的试验研究

煤矸石物理化学特性复杂、强度低、疏松多孔的特点,限制了其在建筑材料中的大量使用。本文采用疏水溶液浸泡的方式,在非煅烧、非预湿的条件下对煤矸石进行了改性。在系统研究改性前后煤矸石基本性质的基础上,设置0%、30%、50%、70%和100%共5种疏水改性后煤矸石质量替代率,以接触角、抗折强度、抗压强度、氯离子电通量为表征参数,分析了不同疏水改性煤矸石替代率对砂浆性能的影响。研究结果表明:采用本文的制备方法,当改性煤矸石替代率低于50%时,可实现煤矸石砂浆表面的疏水状态;抗压强度随改性煤矸石替代率的增大呈现降低的趋势,最大降低率为不掺加改性煤矸石时的15.7%;替代率为30%时,28 d抗压强度为58.5 MPa。不同改性煤矸石替代率下砂浆电通量均小于250 C,表现出优秀的抗氯离子渗透性。替代率为30%时电通量最小,为130 C。采用本研究提出的疏水改性的方法,可以使煤矸石在非煅烧、非预湿的条件下,保证砂浆良好的力学强度和抗氯离子渗透性能,实现煤矸石的充分利用。     

脂肪酸结构对胶磷矿表面润湿性的影响研究

不同结构的脂肪酸在胶磷矿表面润湿程度对浮选有直接的影响。通过动态俘泡法测定接触角,研究了脂肪酸碳链长度、双键个数、羟基引入、碳链异构对胶磷矿表面润湿性的影响。结果表明,pH在8~10范围内,胶磷矿疏水性较好。饱和脂肪酸疏水能力为:棕榈酸 > 肉豆蔻酸 > 硬脂酸 > 月桂酸,碳原子数在12~16范围内,胶磷矿疏水性随碳链长度增加而增强。不饱和脂肪酸的疏水能力为:亚麻酸 > 亚油酸 > 油酸,不饱和程度越高,胶磷矿表面疏水性越强。脂肪酸烃基中引入羟基和异构的疏水能力为蓖麻油酸 > 硬脂酸 > 异硬脂酸,脂肪酸中同时含双键和羟基可提高胶磷矿疏水性,烃基正构碳链较异构疏水能力强。      

纳米疏水剂在生物质型煤中的应用

为了对纳米疏水剂在生物质型煤中的应用进行研究,利用纳米疏水剂在生物制型煤改性过程中的3个影响因素:疏水剂用量、炭化颗粒原始水分和改性时间进行正交试验,并将改性生物质型煤与未改性生物质型煤进行抗压强度、干燥特性及干燥能耗对比分析。结果表明:生物质型煤最佳的改性条件为炭的原始水分7%、疏水剂用量16%、改性时间3 h,并且成型水分能够减少19%左右;改性生物质型煤的干燥时间缩短,干燥速率没有明显变化,干燥能耗降低;用纳米疏水剂改性后的生物质型煤的抗压强度略有提高。     

陕北不同地貌类型区采煤沉陷对土壤微生物和酶活性的影响

深刻认识采煤沉陷的衍生生态损害效应已经成为当前修复西部煤矿区生态环境采动损害的关键基础科学问题和研究热点。掌握不同地貌类型单元采煤沉陷对土壤微生物和酶活性的影响规律有利于西部采煤沉陷区的生态环境保护与修复。以陕北煤矿区榆树湾井田（风沙地貌）、柠条塔井田北翼（黄土地貌）的典型沉陷坡面土壤为研究对象,分别采集不同坡面部位（垂直深度为0～60 cm）的土壤样品,分别采用绝对定量PCR方法和酶标仪法测定土壤细菌、放线菌、真菌的数量和蔗糖酶、过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶的活性,细致分析土壤微生物数量和酶活性在沉陷坡面上的空间变化特征,综合土壤主要理化特性,揭示不同地貌类型下采煤沉陷对土壤微生物和酶活性的影响规律。结果表明：(1)风沙地貌类型单元和黄土地貌类型单元的采煤沉陷都会导致沉陷坡面土壤微生物数量和酶活性显著降低,土壤微生物数量的降幅分别达到8.27%～42.39%和11.53%～45.95%,土壤酶活性的降幅分别达到6.52%～39.83%和9.09%～42.42%;随坡面部位由坡顶到坡中再到坡脚的转换,该效应对于土壤3种微生物和4种酶呈现出不同的变化特征;(2)黄土地貌类型单元的采煤沉陷对“...     

聚天冬氨酸接枝共聚物的阻垢分散性及可生物降解性研究

在研究聚天冬氨酸的基础上,将不同比例官能团磺酸基引入到聚天冬氨酸的分子中,合成了含磺酸基聚天冬氨酸接枝共聚物。采用静态阻垢法和微生物摇床实验法对共聚物的阻垢性、分散性和生物降解性能进行了研究。结果表明,含磺酸基聚天冬氨酸接枝共聚物对磷酸钙具有良好阻垢性,且随着磺酸基比例的增加阻垢性能提高;当磺酸基与聚琥珀酰亚胺物质量的比为0.2时含磺酸基聚天冬氨酸接枝共聚物的分散氧化铁的性能最佳,在药剂浓度为15mg/L时,透光率仅为33.2%,远低于聚天冬氨酸透光率89.7%;但生物降解性有所下降。     

不同环境条件下的煤基胶体稳定性

为了揭示不同环境条件下煤基胶体的稳定性,实验采集辽宁省阜新市五龙煤矿选矿厂煤山底层煤粉,并用离心法提取胶体,研究pH值（pH=4~9）和电解质（Na+,Ca2+,Al3+,Mg2+,Cu2+和Zn2+）对胶体稳定性的影响,并对不同条件下煤基胶体悬液体系ζ电位进行测定。研究结果表明,煤基胶体稳定性随pH值的增加而增加,随着阳离子价数的升高而降低,同价态非重金属离子对其影响相似,同价态重金属离子比非重金属离子更易导致体系趋向不稳定状态;体系ζ电位绝对值随pH值的升高而增大,随阳离子价数的升高而降低,重金属离子<非重金属离子;不同pH值条件下的CFC值和ζ电位具有显著负相关性,且均达到0.01水平,Na+,Ca2+,Mg2+和Al3+存在时体系CFC值和ζ电位具有显著负相关性,且均达到0.01水平,Cu2+和Zn2+存在时体系CFC值和ζ电位不存在显著相关性。     

褐煤本源菌生气特征及其作用机理

阐明了微生物与煤中有机质相互作用而生气的特征和机理,是深入理解煤层气成因及创新煤层气开采方法的重要基础。以昭通盆地褐煤为对象开展次生生物煤层气生成的模拟实验研究,并对生气机制进行了探讨。研究发现,褐煤样品中有本源活性厌氧细菌存在,以厌氧纤维素分解菌为主,硫酸盐还原菌极少;成功富集到本源产甲烷菌,以革兰氏阳性杆菌为主,个体差异较大。在此基础上,以富集到的本源菌为菌源,利用褐煤样品为底物进行了生物气生成模拟实验。结果表明:本源厌氧菌经过适应期后,能够利用褐煤有机质大量生气;次生生物气经历了两个产气周期,第1周期为腐植组产气期,第2周期是惰质组、稳定组产气期。认为产甲烷菌数量和腐植组含量直接影响生成潜力,矿物质对生气量影响明显;第1个周期的生气机理是乙酸发酵,第2个周期有CO2还原作用参与其中。结果显示:所生成甲烷的δ13C1值和δD均处于次生生物气正常范围;δ13C1随着降解时间的延长而变轻,这主要受底物类型和甲烷生成途径控制;13C1有明显从原煤向生物气中迁移的特征,认为母源继承关系和显微组分构成是造成迁移行为差异的重要原因。同时发现:在厌氧细菌降解作用下,褐煤族组分中饱和烃是受微生物降解的主要成分,厌氧细菌对偶数碳烷烃的降解能力更强,对正构烷烃的降解能力强过对异构烷烃的降解,低碳数的正构烷烃受降解程度大于高碳数烷烃,降解后期长链烷烃才受到明显的生物降解作用。基于实验结果认为,褐煤次生生物气产出是多种微生物共同作用的结果。随降解活动的进行,体系中优势微生物、生物酶发生改变和更替,引起pH值和VFA含量变化。降解初期发酵细菌为优势菌种,产甲烷菌和辅酶F420活性受到酸性物质的抑制。随后,产氢产乙酸菌成为优势菌,它们利用发酵细菌代谢产物产生乙酸和氢,两者之间具有食物链关系。辅酶F420活性在静止期后增长迅速,并在产气高峰期达到最大,体现本源产甲烷菌对褐煤底物的良好适应性,是评价产气量高低的有效指标。通过改变生气条件,研究底物类型、褐煤粒度、矿井水和煤矸石对褐煤生物气生成的影响。结果表明:不同配比的酵母浸出液、甲醇和乙酸钠溶液对生物气生成具有抑制或激活作用,较小粒度褐煤有利于提高生气率,不同比例矿井水的添加能够有效增加次生生物气产量。煤矸石本身不能作为基质被厌氧细菌利用。     

高泥化煤泥水的疏水聚团沉降试验研究

为探寻煤泥水聚团沉降新技术,以季铵盐类药剂为表面活性剂开展了高泥化煤泥水疏水聚团沉降试验研究,考察了药剂用量、动能输入、p H值等因素对高泥化煤泥水疏水聚团沉降的影响规律。结果表明:季铵盐能够改善颗粒表面疏水性,降低颗粒表面电负性,提高煤泥颗粒疏水聚团效果,季铵盐烷基链越长,药剂用量越大,对煤泥颗粒的聚团效果越强;高矿浆浓度煤泥水有利于煤泥颗粒形成疏水聚团;合适的动能输入能增强疏水聚团效果;随着p H值(p H=4~12)增大,沉降速度增大,但上清液透光率有所减小。当煤泥水质量浓度为26 g/L,采用p H=8.6、药剂1831用量3 000 g/t、搅拌强度750 r/min及搅拌时间10 min时煤泥水沉降效果较好,沉降速度达0.83 cm/min,透光率达78.6%。     

粉煤灰场氧化塘内微生物生长状况探讨

通过对现河粉煤灰场氧化塘中微生物的数年调查研究,调查了氧化塘处理高含盐采油废水的微生物种类和数量,探讨了各种微生物的变化规律。研究结果表明:粉煤灰氧化塘内水生微生物种类较城市淡水处理氧化塘少,但数量相近,细菌是有机物降解的主要作用者;蓝藻(蓝细菌)是吸附和降解石油类的主要贡献者。     

煤炭中胶红酵母的分离及对煤的表面改性作用

以神华宝日希勒褐煤为分离源,筛选分离得到一株能够有效改变煤表面特性的菌株SMC221,并研究其对肥煤和尾煤的作用特性。菌株鉴定结果表明SMC221为胶红酵母（Rhodotorula mucilaginosa）。与传统疏水性草分枝杆菌相比,SMC221对煤表面的改性作用更强：SMC221可选择性地吸附于煤表面,在pH值3~5时,肥煤与SMC221细胞之间发生强烈的静电相互作用,肥煤疏水性变大,浮选选择性增强;对尾煤则是通过菌体架桥作用促使尾煤向不稳定体系转移。菌体细胞对煤的附着正交试验表明,影响附着量的因素依次为：pH值>煤样粒度>接触时间>菌液浓度,其中pH值决定了细胞与煤表面带电性的差异;当SMC221浓度为150×10 -6 时,肥煤浮选回收率为75%,尾煤絮凝回收率为94%。     

外源菌群煤生物气化初步研究:菌群结构、煤种及煤孔(裂)隙

以河南义马煤矿、山西山阴煤矿和双柳煤矿不同煤阶煤为研究对象,利用沼液经逐步驯化得到的外源产甲烷菌群为菌源,在千克级的水平上进行了煤生物气化模拟实验。采用16S rDNA测序对驯化得到的菌源进行初步确定,并研究了驯化菌源对不同煤种的气化效果,采用扫描电镜初步研究了驯化微生物形态与煤孔(裂)隙的可能作用。结果表明,不同煤样外源菌群煤生物气化均存在产气周期,可分为快速、缓慢和抑制3个阶段,而不同煤种气化阶段存在明显差异。16S rDNA测序结果显示,甲烷丝状菌属(Methanothrix)占0.02%,而典型的和煤的骨架芳香结构降解相关的微生物类群占约8%,表明降解步骤是煤生物气化的速控步骤。扫描电镜观察发现,驯化后的菌群以球状和杆状为主,部分微生物进入煤的孔裂隙。当以块状煤为底物长期驯化菌源时,菌群的产气效率明显降低。     

球红假单胞菌降解转化次烟煤的实验研究

针对球红假单胞菌 (Rhodopseudomonas spheroides) 对煤炭的降解转化作用,通过对该菌种及其原生质体进行原生质体紫外诱变选育,获得了高效的煤炭生物降解转化菌株。在pH=7.2、温度28 ℃、转速150 r/min 的条件下进行紫外诱变球红假单胞菌及其原生质体再生菌的培养和煤炭生物降解转化试验;采用XRD,FTIR和MS对次烟煤及其降解转化产物进行测试分析。结果表明：球红假单胞菌及其原生质体紫外诱变选育效果显著,且紫外诱变菌及紫外诱变原生质体再生菌遗传性状稳定。在紫外辐射时间为40 s和150 s时,球红假单胞菌及其原生质体的致死率分别达到为95.5%和98.1%,其紫外诱变菌及原生质体的诱变再生菌株其对淮南次烟煤的最大降解率从10.41%分别提高到14%和18%。测试分析显示降解转化产物的芳香聚合度和分子量有很大程度降低,官能团含量发生了变化,芳香类高聚物降解为低分子量类物质及其他类物质。     

褐煤微生物对细粒煤的表面改性作用

研究开发作用力强、选择性好和无毒的药剂是当前细粒煤洗选研究的重要方向之一。研究采用传统微生物分离法,与模式菌株相对比,从褐煤中筛选到一株酵母菌株Y21,并研究了其对细粒煤的表面改性作用。菌落形态、生理生化特征和分子序列片段分析表明,菌株Y21为胶红酵母;菌株Y21处理前后煤样表面Zeta电位和接触角的变化表明,菌体Y21与细粒煤之间通过静电作用和疏水相互作用可有效吸附于细粒煤表面,从而改变了细粒煤的表面电位和润湿特性;当煤样A的pH值在3.0～4.0之间、煤样B的pH值在2.0～4.0之间时,两煤样接触角显著增大,菌株Y21的作用使得煤表面更加疏水,并在改变细粒煤表面特性的同时,实现了对其选择性浮选。