污染预防的生物技术.ppt

第31页，共81页，编辑于2022年，星期一 高效杂环物降解 的基因工程菌 硫杂环降解微生物 氮杂环降解微生物 具有油水分离功能的 微生物 嗜热、抗有机溶剂特殊 微生物 糅合上述极端微生物的几个特殊功能基因， 构建高效杂环物降解的工程菌 第32页，共81页，编辑于2022年，星期一 (I)高密度生长和酶诱导二步式工艺：即解除培养中的硫源限制，先用廉价的无机硫酸盐代替有机硫，采用pH、碳源等最优控制技术，使菌体生长产量达到最大(高密度菌体生长)，再用少量的有机硫诱导菌体以制备酶源。 (II)高密度生长和酶诱导一步式工艺：用少量的有机硫作为酶系产生的诱导物，用无机硫作为非限制性硫源高密度生产菌体和过量生产该脱硫催化剂。 Biostat B2 Biostat UD50 生物脱有机硫催化剂优化生产 第33页，共81页，编辑于2022年，星期一 BDS脱硫流程图 第34页，共81页，编辑于2022年，星期一 3.4 实际应用情况 目前EBC正在进行着原油和汽油的BDS技术研究。汽油BDS工艺预计在4-6年后实现工业化，目标是将汽油产品的硫含量降低到50 pm以下。 EBC已向Petro Star公司转让了BDS技术，将在阿拉斯加州Valdez炼油厂建成250 kt/d的BDS装置。这将是第一套工业化规模的柴油BDS装置，处理量为795 m3/d柴油，同时可产生新型芳香磺酸盐产品。 第35页，共81页，编辑于2022年，星期一 3.5 拟解决的技术难点 (1) 微生物油水分离机制的研究： 由于该研究完全属新发现，很难找到有价值的参考报道。拟从微生物产生表面活性剂或长链烷烃聚集固化现象来探讨。 (2) 超高温微生物的优化培养： 由于我们所获得的超高温嗜热耐热微生物来源于油田微生物，探讨这些微生物超高温生长的生理和发酵工艺的优化技术是较为关键的研究。 第36页，共81页，编辑于2022年，星期一 4.1背景 我国是煤炭生产大国，也是煤炭消费大国(1995年 原煤产量 1298.0Mt, 占世界第一;1998年，1250Mt)，由此带来许多环境问题。环境问题已成为影响人类生存的重大问题，化石燃料煤和石油中所含有的硫是环境的主要污染源之一。1998年全球大气污染最严重的城市 依次为：太原、米兰、北京、乌鲁木齐、墨西哥城、兰州、重庆、济南、石家庄、德黑兰。 微生物脱硫操作简单，成本低。 脱有机硫是一个世界性难题，已受到广泛关注。 第四节 煤的生物脱硫 第37页，共81页，编辑于2022年，星期一 化石燃料煤中所含有的有机硫和无机硫是环境的重要污染源 严重性 1998年我国有一半以上城市降水pH低于5.6。华中地区酸雨出现频率大于70%，降水的年均pH低于5.0，酸雨面积占国土面积的30%，是继欧洲、北美后世界第三大中酸雨区。 迫切性 随着能源危机的逐步加剧，开采高硫化石燃料成为必然。高硫化石燃料必须预先经过脱硫处理才能进一步使用。 第38页，共81页，编辑于2022年，星期一 煤炭利用与生态环境恶化 大气中的主要污染物 所排放的污染物 粉尘 SO2 NOX CO CO2 在总量排放中 所占份额 60% 87% 67% 71% 85% 在由于燃料燃烧 总排放中所占份额 99% 93% 87% 87% 第39页，共81页，编辑于2022年，星期一 中国的酸雨情况 第40页，共81页，编辑于2022年，星期一 第四节 煤的生物脱硫 煤中含有0.25~7%的硫。 硫以4种状态存在： 黄铁硫矿（FeS2） 有机硫（CxHySz） 元素硫 硫酸盐 黄铁硫矿是无机硫的主要形式，占60~70% 有机硫以二苯噻吩和硫醇为主，占30~40%。煤中 4.2 煤中硫存在形态 第41页，共81页，编辑于2022年，星期一 煤的成份 SO2 NOx 第42页，共81页，编辑于2022年，星期一 煤炭的化学结构模型 第43页，共81页，编辑于2022年，星期一 有机硫类型 有机硫化物包括硫醇、硫化物及含硫的杂环化合物如噻吩等，共分为13类,包括176种不同结构，其中噻吩含量最多。 第44页，共81页，编辑于2022年，星期一 4.3 煤脱硫微生物 （一）煤脱硫微生物 按脱硫微生物的种类，可分为： 专性