[0042] 本发明所用的绿孢链霉菌(Streptomyces viridosporous)、恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)和黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)购于中国普通微生物菌种保藏管理中心,编号为绿孢链霉菌(4.1770)、恶臭假单胞菌(1.1820)和黄孢原毛平革菌(3.7212)。
[0043] 本发明的绿孢链霉菌(Streptomyces viridosporous)采用的培养基为高氏一号培养基,其组成为:可溶性淀粉20g,KNO3 1g,K2HPO4 0.5g,MgSO4·7H2O 0.5g,NaCl0.5g,FeSO4·7H2O 0.01g,(固体培养基加琼脂15g),蒸馏水1000mL,pH为7.4~7.6。先将保藏的绿孢链霉菌(Streptomyces viridosporous)复活,采用液体培养基培养至第三代,将培养至5
第三代第3d且菌浓度不小于3.0×10 个/mL的绿孢链霉菌菌液作为母菌液进行接种,得到接种有绿孢链霉菌的液体培养基,供一级降解用和单独降解低阶煤用。
[0044] 本发明的恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)采用的培养基为LB培养基,其组成为:蛋白胨10g,酵母粉5g,NaCl 10g,(固体培养基加琼脂15g),蒸馏水1000mL,pH为7.4~7.6。先将保藏的恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)复活,采用液体培养基培养至第三代,将培养至第三代第2d且菌浓度不小于8.0×105个/mL的恶臭假单胞菌菌液作为母菌液进行接种,得到接种有恶臭假单胞菌的液体培养基,供二级降解用和单独降解低阶煤用。
[0045] 本发明的黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)采用的培养基为改良马丁培养基,其组成为:蛋白胨5g,酵母粉2g,葡萄糖20g,磷酸氢二钾1g,硫酸镁0.5g,(固体培养基加琼脂15g),蒸馏水1000mL,pH为6.2~6.6。先将保藏的黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)复活,采用液体培养基培养至第三代,将培养至第三代第2d且孢子浓度不小于2.0×105个/mL的黄孢原毛平革菌菌液作为母菌液进行接种,得到接种有黄孢原毛平革菌的液体培养基,供三级降解用和单独降解低阶煤用。
[0046] 通常,将微生物降解液在450nm处的吸光度或微生物对底物煤的降解率作为评价煤降解效果的指标,微生物降解低阶煤的降解率计算公式为:
[0047]
[0048] 公式(a)中,η为降解率(%),m0为低阶煤的质量(g),m1为降解得到的煤残渣质量(g),A0为低阶煤中的灰分质量(g),A1为降解得到的煤残渣中的灰分质量(g)。
[0049] 采用吸光度评价降解效果,操作简单,但还需后续的计算,而用降解率评价降解效果,更为直观明了,但操作复杂,且微生物对低阶煤的降解率与低阶煤的粒度相关,低阶煤的粒度越小,微生物对低阶煤的降解率越高。然而当低阶煤的粒度较大时,可将降解得到的煤残渣与微生物菌体充分分离,从而利用公式(a)准确计算得到降解率;当低阶煤的粒度过小时,微生物降解得到的煤残渣与微生物菌体分离不彻底,导致公式(a)中各参数值不准确,从而根据公式(a)得到的降解率误差较大。因此,本发明将上述两个指标结合使用,首先根据粒度较大的低阶煤经微生物降解后得到的降解液与利用公式(a)计算得到的降解率的对应关系规律,建立微生物降解光氧化低阶煤的降解率与降解液吸光度的关系方程,然后对关系方程进行适用性分析。采用上述关系方程得到降解率的方法简单易行,只需对降解液进行简单的离心操作获得降解液,测得降解液吸光度值,无需将降解得到的煤残渣与微生物菌体完全分离,减小了操作难度,大大提高了降解率的准确度。
[0050] (1)绿孢链霉菌降解光氧化低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程的建立[0051] 采用绿孢链霉菌分别对粒度为-1.7mm+1mm(即粒度大于等于1mm且小于1.7mm)、-1mm+0.7mm(即粒度大于等于0.7mm且小于1mm)、-0.7mm+0.5mm(即粒度大于等于0.5mm且小于0.7mm)、-0.5mm+0.25mm(即粒度大于等于0.25mm且小于0.5mm)、-0.25mm+0.15m(即粒度大于等于0.15mm且小于0.25mm)、-0.15mm+0.075mm(即粒度大于等于0.075mm且小于
0.15mm)、-0.075mm+0.045mm(即粒度大于等于0.045mm且小于0.075mm)和-0.045mm(即粒度小于0.045mm)的光氧化内蒙胜利褐煤(GSLH)进行降解,每个粒度的光氧化内蒙胜利褐煤(GSLH)的降解设置三组平行实验,降解的条件为:加煤量以单位体积绿孢链霉菌的液体培养基中光氧化内蒙胜利褐煤(GSLH)质量计9.50g/L,绿孢链霉菌的液体培养基中的绿孢链霉菌母菌液接种量180mL/L,培养箱振荡频率160r/min,培养时间10d,培养温度28℃;所述绿孢链霉菌母菌液中的活菌浓度为3.1×105个/mL。
[0052] 降解结束后,分别在10000r/min的条件下对降解产物离心15min,得到的上清液经过滤后,过0.22μm滤膜进行二次过滤,得到二次滤液,以去离子水为参比,采用TU-1900型分光光度计测定二次滤液在450nm处的吸光度A450,并取每个粒度的光氧化内蒙胜利褐煤(GSLH)三组平行实验的吸光度平均值作为该粒度下的A450值;然后对于粒度为-1.7mm+1mm、-1mm+0.7mm、-0.7mm+0.5mm、-0.5mm+0.25mm、-0.25mm+0.15m的光氧化内蒙胜利褐煤(GSLH)降解产物经离心得到的沉淀进行多次洗涤,去除菌体,置于60℃下烘干至恒重,由公式(a)计算上述五种粒度光氧化内蒙胜利褐煤(GSLH)对应的降解率,并取每个粒度的光氧化内蒙胜利褐煤(GSLH)三组平行实验的降解率平均值作为该粒度下的降解率。
[0053] 根据实验数据结果,绘制绿孢链霉菌降解较大粒度(即-1.7mm+1mm、-1mm+0.7mm、-0.7mm+0.5mm、-0.5mm+0.25mm、-0.25mm+0.15m)光氧化内蒙胜利褐煤(GSLH)的降解率与吸光度关系线性拟合图,如图1所示,得到绿孢链霉菌降解光氧化低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程为:η10=0.02466+0.07453Y10,其拟合优度确定系数为R102=0.98392,拟合度较好,可靠性较高,其中η10为降解率,Y10为降解液吸光度。将粒度为-0.15+0.075mm、-0.075+0.045mm和-0.045mm的光氧化内蒙胜利褐煤(GSLH)的A450值(分别为2.693、2.587和
2.145),求得对应的降解率η10分别为:22.54%、21.68%和18.45%。
[0054] (2)绿孢链霉菌降解光氧化低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程的适用性分析
[0055] 采用绿孢链霉菌分别对光氧化云南昭通褐煤(GZTH)、光氧化山西浑源褐煤(GHYH)和光氧化内蒙元宝山褐煤(GYBH)进行降解,上述每种光氧化低阶煤的粒度均分为-1.7mm+1mm、-1mm+0.7mm、-0.7mm+0.5mm、-0.5mm+0.25mm、-0.25mm+0.15m,每个粒度的光氧化低阶煤的降解设置三组平行实验,降解的条件为:加煤量以单位体积绿孢链霉菌的液体培养基中光氧化低阶煤质量计9.50g/L,绿孢链霉菌液体的培养基中的绿孢链霉菌母菌液接种量
180mL/L,培养箱振荡频率160r/min,培养时间10d,培养温度28℃;所述绿孢链霉菌母菌液
5
中的活菌浓度为3.1×10个/mL。
[0056] 降解结束后,分别在10000r/min的条件下对降解产物离心15min,得到的上清液经过滤后,过0.22μm滤膜进行二次过滤,得到二次滤液,以去离子水为参比,采用TU-1900型分光光度计测定二次滤液在450nm处的吸光度A450,并取每个粒度的光氧化低阶煤三组平行实验的吸光度平均值作为该粒度下的A450值;然后对于每个粒度的光氧化低阶煤降解产物经离心得到的沉淀进行多次洗涤,去除菌体,置于60℃下烘干至恒重,由公式(a)计算上述五种粒度光氧化低阶煤对应的降解率,并取每个粒度的光氧化低阶煤三组平行实验的降解率平均值作为该粒度下的降解率;再将每个粒度的光氧化低阶煤的A450值带入绿孢链霉菌降解光氧化低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程η10=0.02466+0.07453Y10中求得对应的降解率作为预测值(η预测),并与由公式(a)计算得到的降解率(η实际)进行对比研究,结果如下表1所示。
[0057] 表1绿孢链霉菌降解光氧化低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程的适用性分析结果
[0058]
[0059]
[0060] 由表1可知,根据绿孢链霉菌降解光氧化低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程得到的三种光氧化低阶煤不同粒度的降解率η预测与公式(a)得到的降解率η实际之间的相对误差较小,说明绿孢链霉菌降解光氧化低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程对不同的光氧化低阶煤均有较好的适用性,可用于本发明一级降解工艺条件下,绿孢链霉菌降解光氧化低阶煤的一级降解液吸光度(Y1)与一级降解率(η1)之间的换算,即表示为η1=0.024662
+0.07453Y1,其拟合优度确定系数为R1=0.98392。
[0061] (3)恶臭假单胞菌降解光氧化低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程的建立[0062] 采用恶臭假单胞菌分别对粒度为-1.7mm+1mm(即粒度大于等于1mm且小于1.7mm)、-1mm+0.7mm(即粒度大于等于0.7mm且小于1mm)、-0.7mm+0.5mm(即粒度大于等于
0.5mm且小于0.7mm)、-0.5mm+0.25mm(即粒度大于等于0.25mm且小于0.5mm)、-0.25mm+
0.15m(即粒度大于等于0.15mm且小于0.25mm)、-0.15mm+0.075mm(即粒度大于等于0.075mm且小于0.15mm)、-0.075mm+0.045mm(即粒度大于等于0.045mm且小于0.075mm)和-0.045mm(即粒度小于0.045mm)的光氧化内蒙胜利褐煤(GSLH)进行降解,每个粒度的光氧化内蒙胜利褐煤(GSLH)的降解设置三组平行实验,降解的条件为:加煤量以单位体积恶臭假单胞菌的液体培养基中光氧化煤粉质量计13.00g/L,恶臭假单胞菌液体的培养基中的恶臭假单胞菌母菌液接种量135mL/L,培养箱振荡频率160r/min,培养时间12d,培养温度30℃;所述恶臭假单胞菌母菌液中的活菌浓度为8.2×105个/mL。
[0063] 降解结束后,分别在10000r/min的条件下对降解产物离心15min,得到的上清液经过滤后,过0.22μm滤膜进行二次过滤,得到二次滤液,以去离子水为参比,采用TU-1900型分光光度计测定二次滤液在450nm处的吸光度A450,并取每个粒度的光氧化内蒙胜利褐煤(GSLH)三组平行实验的吸光度平均值作为该粒度下的A450值;然后对于粒度为-1.7mm+1mm、-1mm+0.7mm、-0.7mm+0.5mm、-0.5mm+0.25mm、-0.25mm+0.15m的光氧化内蒙胜利褐煤(GSLH)降解产物经离心得到的沉淀进行多次洗涤,去除菌体,置于60℃下烘干至恒重,由公式(a)计算上述五种粒度光氧化内蒙胜利褐煤(GSLH)对应的降解率,并取每个粒度的光氧化内蒙胜利褐煤(GSLH)三组平行实验的降解率平均值作为该粒度下的降解率。
[0064] 根据实验数据结果,绘制恶臭假单胞菌降解较大粒度(即-1.7mm+1mm、-1mm+0.7mm、-0.7mm+0.5mm、-0.5mm+0.25mm、-0.25mm+0.15m)光氧化内蒙胜利褐煤(GSLH)的降解率与吸光度关系线性拟合图,如图2所示,得到恶臭假单胞菌降解光氧化低阶煤的降解率与
2
降解液吸光度关系方程为:η20=0.02919+0.06412Y20,其拟合优度确定系数为R20 =
0.99075,拟合度较好,可靠性较高,其中η20为降解率,Y20为降解液吸光度。将粒度为-0.15+
0.075mm、-0.075+0.045mm和-0.045mm的光氧化内蒙胜利褐煤(GSLH)的A450值(分别为
5.875、5.321和4.827),求得对应的降解率η20分别为:40.59%、37.04%和33.87%。
[0065] (4)恶臭假单胞菌降解光氧化低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程的适用性分析
[0066] 采用恶臭假单胞菌分别对光氧化云南昭通褐煤(GZTH)、光氧化山西浑源褐煤(GHYH)和光氧化内蒙元宝山褐煤(GYBH)进行降解,上述每种光氧化低阶煤的粒度均分为-1.7mm+1mm、-1mm+0.7mm、-0.7mm+0.5mm、-0.5mm+0.25mm、-0.25mm+0.15m,每个粒度的光氧化低阶煤的降解设置三组平行实验,降解的条件为:加煤量以单位体积恶臭假单胞菌的液体培养基中光氧化煤粉质量计13.00g/L,恶臭假单胞菌的液体培养基中的恶臭假单胞菌母菌液接种量135mL/L,培养箱振荡频率160r/min,培养时间12d,培养温度30℃;所述恶臭假单胞菌母菌液中的活菌浓度为8.2×105个/mL。
[0067] 降解结束后,分别在10000r/min的条件下对降解产物离心15min,得到的上清液经过滤后,过0.22μm滤膜进行二次过滤,得到二次滤液,以去离子水为参比,采用TU-1900型分光光度计测定二次滤液在450nm处的吸光度A450,并取每个粒度的光氧化低阶煤三组平行实验的吸光度平均值作为该粒度下的A450值;然后对于每个粒度的光氧化低阶煤降解产物经离心得到的沉淀进行多次洗涤,去除菌体,置于60℃下烘干至恒重,由公式(a)计算上述五种粒度光氧化低阶煤对应的降解率,并取每个粒度的光氧化低阶煤三组平行实验的降解率平均值作为该粒度下的降解率;再将每个粒度的光氧化低阶煤的A450值带入恶臭假单胞菌降解光氧化低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程η20=0.02919+0.06412Y20中求得对应的降解率作为预测值(η预测),并与由公式(a)计算得到的降解率(η实际)进行对比研究,结果如下表2所示。
[0068] 表2恶臭假单胞菌降解光氧化低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程的适用性分析结果
[0069]
[0070]
[0071] 由表2可知,根据恶臭假单胞菌降解光氧化低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程得到的三种光氧化低阶煤不同粒度的降解率η预测与公式(a)得到的降解率η实际之间的相对误差较小,说明恶臭假单胞菌降解光氧化低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程对不同的光氧化低阶煤均有较好的适用性,可用于本发明二级降解工艺条件下,恶臭假单胞菌降解光氧化低阶煤的二级降解液吸光度(Y2)与二级降解率(η2)之间的换算。即表示为η2=0.02919+0.06412Y2,其拟合优度确定系数为R22=0.99075。
[0072] (5)黄孢原毛平革菌降解光氧化低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程的建立[0073] 采用黄孢原毛平革菌分别对粒度为-1.7mm+1mm(即粒度大于等于1mm且小于1.7mm)、-1mm+0.7mm(即粒度大于等于0.7mm且小于1mm)、-0.7mm+0.5mm(即粒度大于等于
0.5mm且小于0.7mm)、-0.5mm+0.25mm(即粒度大于等于0.25mm且小于0.5mm)、-0.25mm+
0.15m(即粒度大于等于0.15mm且小于0.25mm)、-0.15mm+0.075mm(即粒度大于等于0.075mm且小于0.15mm)、-0.075mm+0.045mm(即粒度大于等于0.045mm且小于0.075mm)和-0.045mm(即粒度小于0.045mm)的光氧化内蒙胜利褐煤(GSLH)进行降解,每个粒度的光氧化内蒙胜利褐煤(GSLH)的降解设置三组平行实验,降解的条件为:加煤量以单位体积黄孢原毛平革菌的液体培养基中光氧化煤粉质量计13.00g/L,黄孢原毛平革菌的液体培养基中的黄孢原毛平革菌母菌液接种量90mL/L,培养箱振荡频率210r/min,培养时间14d,培养温度30℃;所述黄孢原毛平革菌母菌液中的孢子浓度为2.3×105个/mL。
[0074] 降解结束后,分别在10000r/min的条件下对降解产物离心15min,得到的上清液经过滤后,过0.22μm滤膜进行二次过滤,得到二次滤液,以去离子水为参比,采用TU-1900型分光光度计测定二次滤液在450nm处的吸光度A450,并取每个粒度的光氧化内蒙胜利褐煤(GSLH)三组平行实验的吸光度平均值作为该粒度下的A450值;然后对于粒度为-1.7mm+1mm、-1mm+0.7mm、-0.7mm+0.5mm、-0.5mm+0.25mm、-0.25mm+0.15m的光氧化内蒙胜利褐煤(GSLH)降解产物经离心得到的沉淀进行多次洗涤,去除菌体,置于60℃下烘干至恒重,由公式(a)计算上述五种粒度光氧化内蒙胜利褐煤(GSLH)对应的降解率,并取每个粒度的光氧化内蒙胜利褐煤(GSLH)三组平行实验的降解率平均值作为该粒度下的降解率。
[0075] 根据实验数据结果,绘制黄孢原毛平革菌降解较大粒度(即-1.7mm+1mm、-1mm+0.7mm、-0.7mm+0.5mm、-0.5mm+0.25mm、-0.25mm+0.15m)光氧化内蒙胜利褐煤(GSLH)的降解率与吸光度关系线性拟合图,如图3所示,得到黄孢原毛平革菌降解光氧化低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程为:η30=0.02336+0.08945Y30其拟合优度确定系数为R302=
0.97836,拟合度较好,可靠性较高,其中η30为降解率,Y30为降解液吸光度。将粒度为-0.15+
0.075mm、-0.075+0.045mm和-0.045mm的光氧化内蒙胜利褐煤(GSLH)的A450值(分别为
5.228、4.409和3.511),求得对应的降解率η30分别为:48.09%、40.95%和33.12%。
[0076] (6)黄孢原毛平革菌降解光氧化低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程的适用性分析
[0077] 采用黄孢原毛平革菌分别对光氧化云南昭通褐煤(GZTH)、光氧化山西浑源褐煤(GHYH)和光氧化内蒙元宝山褐煤(GYBH)进行降解,上述每种光氧化低阶煤的粒度均分为-1.7mm+1mm、-1mm+0.7mm、-0.7mm+0.5mm、-0.5mm+0.25mm、-0.25mm+0.15m,每个粒度的光氧化低阶煤的降解设置三组平行实验,降解的条件为:加煤量以单位体积黄孢原毛平革菌的液体培养基中光氧化煤粉质量计13.00g/L,黄孢原毛平革菌的液体培养基中的黄孢原毛平革菌母菌液接种量90mL/L,培养箱振荡频率210r/min,培养时间14d,培养温度30℃;所述黄孢原毛平革菌母菌液中的孢子浓度为2.3×105个/mL。
[0078] 降解结束后,分别在10000r/min的条件下对降解产物离心15min,得到的上清液经过滤后,过0.22μm滤膜进行二次过滤,得到二次滤液,以去离子水为参比,采用TU-1900型分光光度计测定二次滤液在450nm处的吸光度A450,并取每个粒度的光氧化低阶煤三组平行实验的吸光度平均值作为该粒度下的A450值;然后对于每个粒度的光氧化低阶煤降解产物经离心得到的沉淀进行多次洗涤,去除菌体,置于60℃下烘干至恒重,由公式(a)计算上述五种粒度光氧化低阶煤对应的降解率,并取每个粒度的光氧化低阶煤三组平行实验的降解率平均值作为该粒度下的降解率;再将每个粒度的光氧化低阶煤的A450值带入黄孢原毛平革菌降解光氧化低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程η30=0.02336+0.08945Y30中求得对应的降解率作为预测值(η预测),并与由公式(a)计算得到的降解率(η实际)进行对比研究,结果如下表3所示。
[0079] 表3黄孢原毛平革菌降解光氧化低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程的适用性分析结果
[0080]
[0081] 由表3可知,根据黄孢原毛平革菌降解光氧化低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程得到的三种光氧化低阶煤不同粒度的降解率η预测与公式(a)得到的降解率η实际之间的相对误差较小,说明黄孢原毛平革菌降解光氧化低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程对不同的光氧化低阶煤均有较好的适用性,可用于本发明三级降解工艺条件下,黄孢原毛平革菌降解光氧化低阶煤的三级降解液吸光度(Y3)与三级降解率(η3)之间的换算。即表示为η3=0.02336+0.08945Y3,其拟合优度确定系数为R32=0.97836。
[0082] 实施例1
[0083] 本实施例包括以下步骤:
[0084] 步骤一、将内蒙霍林河褐煤(HLH)粉碎后在100℃烘干1h,然后依次经粉磨和筛分,得到粒度为-0.15mm+0.075mm的内蒙霍林河褐煤(HLH)煤粉;
[0085] 步骤二、采用旋转床光化学反应器对步骤一中得到的内蒙霍林河褐煤(HLH)煤粉进行光氧化预处理,得到光氧化内蒙霍林河褐煤(GHLH)煤粉;所述光氧化预处理的条件为:加煤量以单位容积旋转床光化学反应器中加入的内蒙霍林河褐煤(HLH)煤粉质量计20g/L,紫外光强度150W,转速120r/min,氧化时间42h,氧气流量800mL/min,光氧化预处理前以旋转床光化学反应器容积计每升的通氧时间10min;
[0086] 步骤三、将步骤二中得到的光氧化内蒙霍林河褐煤(GHLH)煤粉加入到接种有绿孢链霉菌(Streptomyces viridosporous)的液体培养基中,置于培养箱中进行一级降解,然后对一级降解产物进行过滤,分别收集一级降解液和一级降解煤残渣,再将一级降解煤残渣置于高压灭菌锅中在121℃灭菌20min,以去离子水为空白对照,采用分光光度法对一级降解液在450nm处的吸光度进行测定得到Y1=1.866,将其带入绿孢链霉菌降解光氧化低阶煤的一级降解率与一级降解液吸光度关系方程η1=0.02466+0.07453Y1中,其拟合优度确定系数为R12=0.98392,得到η1=0.1637,即η1为16.37%;所述一级降解的条件为:单位体积接种有绿孢链霉菌的液体培养基中光氧化内蒙霍林河褐煤(GHLH)煤粉的加入量9.50g/L,绿孢链霉菌的液体培养基中的绿孢链霉菌母菌液接种量180mL/L,培养箱振荡频率160r/min,培养时间10d,培养温度28℃;所述绿孢链霉菌母菌液中的活菌浓度为3.2×105个/mL;
[0087] 步骤四、将步骤三中经灭菌后的一级煤残渣加入到接种有恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)的液体培养基中,置于培养箱中进行二级降解,然后对二级降解产物进行过滤,分别收集二级降解液和二级降解煤残渣,再将二级降解煤残渣置于高压灭菌锅中在121℃灭菌20min,以去离子水为空白对照,采用分光光度法对二级降解液在450nm处的吸光度进行测定,得到Y2=2.812,将其带入恶臭假单胞菌降解光氧化低阶煤的二级降解2
率与二级降解液吸光度关系方程η2=0.02919+0.06412Y2中,其拟合优度确定系数为R2 =
0.99075,得到η2=0.2095,即η2为20.95%,;所述二级降解的条件为:单位体积接种有恶臭假单胞菌的液体培养基中经灭菌后的一级降解煤残渣的加入量以一级降解过程中光氧化内蒙霍林河褐煤(GHLH)煤粉质量计13.00g/L,恶臭假单胞菌的液体培养基中的恶臭假单胞菌母菌液接种量135mL/L,培养箱振荡频率160r/min,培养时间12d,培养温度30℃;所述恶臭假单胞菌母菌液中的活菌浓度为8.3×105个/mL;
[0088] 步骤五、将步骤四中经灭菌后的二级煤残渣加入到接种有黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)的液体培养基中,置于培养箱中进行三级降解,然后对三级降解产物进行过滤,分别收集三级降解液和三级降解煤残渣,以去离子水为空白对照,采用分光光度法对三级降解液在450nm处的吸光度进行测定,得到Y3=3.526,将其带入黄孢原毛平革菌降解光氧化低阶煤的三级降解率与三级降解液吸光度关系方程η3=0.02336+0.08945Y3中,其拟合优度确定系数为R32=0.97836,得到η3=0.3388,即η3为33.88%;所述三级降解的条件为:单位体积接种有黄孢原毛平革菌的液体培养基中经灭菌后的二级降解煤残渣的加入量以一级降解过程中光氧化内蒙霍林河褐煤(GHLH)煤粉质量计13.00g/L,黄孢原毛平革菌的液体培养基中的黄孢原毛平革菌母菌液接种量90mL/L,培养箱振荡频率
210r/min,培养时间14d,培养温度30℃;所述黄孢原毛平革菌母菌液中的孢子浓度为2.1×
105个/mL。
[0089] 对比例1
[0090] 本对比例包括以下步骤:
[0091] 步骤一、将内蒙霍林河褐煤(HLH)粉碎后在100℃烘干1h,然后依次经粉磨和筛分,得到粒度为-0.15mm+0.075mm的内蒙霍林河褐煤(HLH)煤粉;
[0092] 步骤二、采用旋转床光化学反应器对步骤一中得到的内蒙霍林河褐煤(HLH)煤粉进行光氧化预处理,得到光氧化内蒙霍林河褐煤(GHLH)煤粉;所述光氧化预处理的条件为:加煤量以单位容积旋转床光化学反应器中加入的光氧化内蒙霍林河褐煤(GHLH)煤粉质量计20g/L,紫外光强度150W,转速120r/min,氧化时间42h,氧气流量800mL/min,光氧化预处理前以旋转床光化学反应器容积计每升的通氧时间10min;
[0093] 步骤三、将步骤二中得到的光氧化内蒙霍林河褐煤(GHLH)煤粉加入到接种有绿孢链霉菌(Streptomyces viridosporous)的液体培养基中,置于培养箱中进行降解,然后对降解产物进行过滤得到降解液,以去离子水为空白对照,采用分光光度法对降解液在450nm处的吸光度进行测定得到Y10=1.866,将其带入绿孢链霉菌降解光氧化低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程η10=0.02466+0.07453Y10中,其拟合优度确定系数为R102=0.98392,得到η10=0.1637,即η10为16.37%;所述绿孢链霉菌单菌降解光氧化内蒙霍林河褐煤的条件为:加煤量以单位体积绿孢链霉菌液体培养基中光氧化内蒙霍林河褐煤(GHLH)煤粉质量计9.50g/L,绿孢链霉菌液体培养基中的绿孢链霉菌母菌液接种量180mL/L,培养箱振荡频率160r/min,培养时间10d,培养温度28℃;所述绿孢链霉菌母菌液中的活菌浓度为3.2×105个/mL。
[0094] 对比例2
[0095] 本对比例包括以下步骤:
[0096] 步骤一、将内蒙霍林河褐煤(HLH)粉碎后在100℃烘干1h,然后依次经粉磨和筛分,得到粒度为-0.15mm+0.075mm的内蒙霍林河褐煤(HLH)煤粉;
[0097] 步骤二、采用旋转床光化学反应器对步骤一中得到的内蒙霍林河褐煤(HLH)煤粉进行光氧化预处理,得到光氧化内蒙霍林河褐煤(GHLH)煤粉;所述光氧化预处理的条件为:加煤量以单位容积旋转床光化学反应器中加入的内蒙霍林河褐煤(HLH)煤粉质量计20g/L,紫外光强度150W,转速120r/min,氧化时间42h,氧气流量800mL/min,光氧化预处理前以旋转床光化学反应器容积计每升的通氧时间10min;
[0098] 步骤三、将步骤二中得到的光氧化内蒙霍林河褐煤(GHLH)煤粉加入到接种有恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)的液体培养基中,置于培养箱中进行降解,然后对降解产物进行过滤得到降解液,以去离子水为空白对照,采用分光光度法对降解液在450nm处的吸光度进行测定,得到Y20=2.991,将其带入恶臭假单胞菌降解光氧化低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程η20=0.02919+0.06412Y20中,其拟合优度确定系数为R202=0.99075,得到η20=0.2209,即η20为22.09%;所述恶臭假单胞菌单菌降解光氧化内蒙霍林河褐煤(GHLH)的条件为:加煤量以单位体积恶臭假单胞菌液体培养基中光氧化内蒙霍林河褐煤(GHLH)煤粉质量计13.00g/L,恶臭假单胞菌液体培养基中的恶臭假单胞菌母菌液接种量135mL/L,培养箱振荡频率160r/min,培养时间12d,培养温度30℃;所述恶臭假单胞菌母菌液中的活菌浓度为8.3×105个/mL。
[0099] 对比例3
[0100] 步骤一、将内蒙霍林河褐煤(HLH)粉碎后在100℃烘干1h,然后依次经粉磨和筛分,得到粒度为-0.15mm+0.075mm的内蒙霍林河褐煤(HLH)煤粉;
[0101] 步骤二、采用旋转床光化学反应器对步骤一中得到的内蒙霍林河褐煤(HLH)煤粉进行光氧化预处理,得到光氧化内蒙霍林河褐煤(GHLH)煤粉;所述光氧化预处理的条件为:加煤量以单位容积旋转床光化学反应器中加入的光氧化内蒙霍林河褐煤(GHLH)煤粉质量计20g/L,紫外光强度150W,转速120r/min,氧化时间42h,氧气流量800mL/min,光氧化预处理前以旋转床光化学反应器容积计每升的通氧时间10min;
[0102] 步骤三、将步骤二中得到光氧化内蒙霍林河褐煤(GHLH)煤粉加入到接种有黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)的液体培养基中,置于培养箱中进行降解,然后对降解产物进行过滤得到降解液,以去离子水为空白对照,采用分光光度法对降解液在450nm处的吸光度进行测定,得到Y30=2.973,将其带入黄孢原毛平革菌降解光氧化低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程η30=0.02336+0.08945Y30中,其拟合优度确定系数为
2
R30=0.97836,得到η30=0.2893,即η30为28.93%;所述黄孢原毛平革菌单菌降解光氧化内蒙霍林河褐煤(GHLH)的条件为:加煤量以单位体积黄孢原毛平革菌液体培养基中光氧化内蒙霍林河褐煤(GHLH)煤粉质量计13.00g/L,黄孢原毛平革菌液体培养基中的黄孢原毛平革菌母菌液接种量90mL/L,培养箱振荡频率210r/min,培养时间14d,培养温度30℃;所述黄孢原毛平革菌母菌液中的孢子浓度为2.1×105个/mL。
[0103] 将实施例1与对比例1~3进行比较可知,实施例1中光氧化内蒙霍林河褐煤(GHLH)微生物分级降解的总降解率η总=η1+η2+η3=0.7120,即η总=71.20%,而对比例1~3中绿孢链霉菌、恶臭假单胞菌和黄孢原毛平革菌对光氧化内蒙霍林河褐煤(GHLH)的降解率分别为η10=16.37%、η20=22.09%、η30=28.93%,即依次采用上述三种菌分级降解光氧化内蒙霍林河褐煤(GHLH)的总降解率远大于三种菌分别单独对光氧化内蒙霍林河褐煤(GHLH)的降解率,说明本发明的分级降解方法提高了内蒙霍林河褐煤(HLH)的微生物降解率。
[0104] 实施例2
[0105] 本实施例包括以下步骤:
[0106] 步骤一、将云南昭通褐煤(ZTH)粉碎后在100℃烘干1h,然后依次经粉磨和筛分,得到粒度为-0.15mm+0.075mm的云南昭通褐煤(ZTH)煤粉;
[0107] 步骤二、采用旋转床光化学反应器对步骤一中得到的云南昭通褐煤(ZTH)煤粉进行光氧化预处理,得到光氧化云南昭通褐煤(GZTH)煤粉;所述光氧化预处理的条件为:加煤量以单位容积旋转床光化学反应器中加入的云南昭通褐煤(ZTH)煤粉质量计20g/L,紫外光强度150W,转速120r/min,氧化时间42h,氧气流量800mL/min,光氧化预处理前以旋转床光化学反应器容积计每升的通氧时间10min;
[0108] 步骤三、将步骤二中得到的光氧化云南昭通褐煤(GZTH)煤粉加入到接种有绿孢链霉菌(Streptomyces viridosporous)的液体培养基中,置于培养箱中进行一级降解,然后对一级降解产物进行过滤,分别收集一级降解液和一级降解煤残渣,再将一级降解煤残渣置于高压灭菌锅中在121℃灭菌20min,以去离子水为空白对照,采用分光光度法对一级降解液在450nm处的吸光度进行测定得到Y1=2.873,将其带入绿孢链霉菌降解光氧化低阶煤的一级降解率与一级降解液吸光度关系方程η1=0.02466+0.07453Y1中,其拟合优度确定系数为R12=0.98392,得到η1=0.2388,即η1为23.88%;所述一级降解的条件为:单位体积接种有绿孢链霉菌的液体培养基中光氧化云南昭通褐煤(GZTH)煤粉的加入量9.50g/L,绿孢链霉菌的液体培养基中的绿孢链霉菌母菌液接种量180mL/L,培养箱振荡频率160r/min,培养时间10d,培养温度28℃;所述绿孢链霉菌母菌液中的活菌浓度为3.3×105个/mL;
[0109] 步骤四、将步骤三中经灭菌后的一级煤残渣加入到接种有恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)的液体培养基中,置于培养箱中进行二级降解,然后对二级降解产物进行过滤,分别收集二级降解液和二级降解煤残渣,再将二级降解煤残渣置于高压灭菌锅中在121℃灭菌20min,以去离子水为空白对照,采用分光光度法对二级降解液在450nm处的吸光度进行测定,得到Y2=3.549,将其带入恶臭假单胞菌降解光氧化低阶煤的二级降解2
率与二级降解液吸光度关系方程η2=0.02919+0.06412Y2中,其拟合优度确定系数为R2 =
0.99075,得到η2=0.2568,即η2为25.68%;所述二级降解的条件为:单位体积接种有恶臭假单胞菌的液体培养基中经灭菌后的一级降解煤残渣的加入量以一级降解过程中光氧化云南昭通褐煤(GZTH)煤粉质量计13.00g/L,恶臭假单胞菌的液体培养基中的恶臭假单胞菌母菌液接种量135mL/L,培养箱振荡频率160r/min,培养时间12d,培养温度30℃;所述恶臭假单胞菌母菌液中的活菌浓度为8.3×。105个/mL;
[0110] 步骤五、将步骤四中经灭菌后的二级煤残渣加入到接种有黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)的液体培养基中,置于培养箱中进行三级降解,然后对三级降解产物进行过滤,分别收集三级降解液和三级降解煤残渣;以去离子水为空白对照,采用分光光度法对三级降解液在450nm处的吸光度进行测定,得到Y3=3.559,将其带入黄孢原毛平革菌降解光氧化低阶煤的三级降解率与三级降解液吸光度关系方程η3=0.02336+0.08945Y3中,其拟合优度确定系数为R32=0.97836,得到η3=0.3417,即η3为34.17%;所述三级降解的条件为:单位体积接种有黄孢原毛平革菌的液体培养基中经灭菌后的二级降解煤残渣的加入量以一级降解过程中光氧化云南昭通褐煤(GZTH)煤粉质量计13.00g/L,黄孢原毛平革菌液体培养基中的黄孢原毛平革菌母菌液接种量90mL/L,培养箱振荡频率210r/min,培养时间14d,培养温度30℃;所述黄孢原毛平革菌母菌液中的孢子浓度为2.2×105个/mL。
[0111] 对比例4
[0112] 本对比例包括以下步骤:
[0113] 步骤一、将云南昭通褐煤(ZTH)粉碎后在100℃烘干1h,然后依次经粉磨和筛分,得到粒度为-0.15mm+0.075mm的云南昭通褐煤(ZTH)煤粉;
[0114] 步骤二、采用旋转床光化学反应器对步骤一中得到的云南昭通褐煤(ZTH)煤粉进行光氧化预处理,得到光氧化云南昭通褐煤(ZTH)煤粉;所述光氧化预处理的条件为:加煤量以单位容积旋转床光化学反应器中加入的云南昭通褐煤(ZTH)煤粉质量计20g/L,紫外光强度150W,转速120r/min,氧化时间42h,氧气流量800mL/min,光氧化预处理前以旋转床光化学反应器容积计每升的通氧时间10min;
[0115] 步骤三、将步骤二中得到的光氧化云南昭通褐煤(GZTH)煤粉加入到接种有绿孢链霉菌(Streptomyces viridosporous)的液体培养基中,置于培养箱中进行降解,然后对降解产物进行过滤得到降解液,以去离子水为空白对照,采用分光光度法对降解液在450nm处的吸光度进行测定得到Y10=2.873,将其带入绿孢链霉菌降解光氧化低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程η10=0.02466+0.07453Y1中,其拟合优度确定系数为R102=0.98392,得到η10=0.2388,即η10为23.88%;所述绿孢链霉菌单菌降解光氧化云南昭通褐煤(GZTH)的条件为:加煤量以单位体积绿孢链霉菌液体培养基中光氧化云南昭通褐煤(GZTH)煤粉质量计9.50g/L,绿孢链霉菌液体培养基中的绿孢链霉菌母菌液接种量180mL/L,培养箱振荡频率160r/min,培养时间10d,培养温度28℃;所述绿孢链霉菌母菌液中的活菌浓度为3.3×105个/mL。
[0116] 对比例5
[0117] 本对比例包括以下步骤:
[0118] 步骤一、将云南昭通褐煤(ZTH)粉碎后在100℃烘干1h,然后依次经粉磨和筛分,得到粒度为-0.15mm+0.075mm的云南昭通褐煤(ZTH)煤粉;
[0119] 步骤二、采用旋转床光化学反应器对步骤一中得到的云南昭通褐煤(ZTH)煤粉进行光氧化预处理,得到光氧化云南昭通褐煤(GZTH)煤粉;所述光氧化预处理的条件为:加煤量以单位容积旋转床光化学反应器中加入的云南昭通褐煤(ZTH)煤粉质量计20g/L,紫外光强度150W,转速120r/min,氧化时间42h,氧气流量800mL/min,光氧化预处理前以旋转床光化学反应器容积计每升的通氧时间10min;
[0120] 步骤三、将步骤二中得到的光氧化云南昭通褐煤(GZTH)煤粉加入到接种有恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)的液体培养基中,置于培养箱中进行降解,然后对降解产物进行过滤得到降解液,以去离子水为空白对照,采用分光光度法对降解液在450nm处的吸光度进行测定,得到Y20=4.420,将其带入恶臭假单胞菌降解光氧化低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程η20=0.02919+0.06412Y20中,其拟合优度确定系数为R202=0.99075,得到η20=0.3126,即η20为31.26%;所述恶臭假单胞菌单菌降解的条件为:加煤量以单位体积恶臭假单胞菌液体培养基中光氧化云南昭通褐煤(GZTH)煤粉质量计13.00g/L,恶臭假单胞菌液体培养基中的恶臭假单胞菌母菌液接种量135mL/L,培养箱振荡频率160r/min,培养时间5
12d,培养温度30℃;所述恶臭假单胞菌母菌液中的活菌浓度为8.3×10个/mL。
[0121] 对比例6
[0122] 步骤一、将云南昭通褐煤(ZTH)粉碎后在100℃烘干1h,然后依次经粉磨和筛分,得到粒度为-0.15mm+0.075mm的云南昭通褐煤(ZTH)煤粉;
[0123] 步骤二、采用旋转床光化学反应器对步骤一中得到的云南昭通褐煤(ZTH)煤粉进行光氧化预处理,得到光氧化云南昭通褐煤(GZTH)煤粉;所述光氧化预处理的条件为:加煤量以单位容积旋转床光化学反应器中加入的云南昭通褐煤(ZTH)煤粉质量计20g/L,紫外光强度150W,转速120r/min,氧化时间42h,氧气流量800mL/min,光氧化预处理前以旋转床光化学反应器容积计每升的通氧时间10min;
[0124] 步骤三、将步骤二中得到光氧化云南昭通褐煤(GZTH)煤粉加入到接种有黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)的液体培养基中,置于培养箱中进行降解,然后对降解产物进行过滤得到降解液,以去离子水为空白对照,采用分光光度法对降解液在450nm处的吸光度进行测定,得到Y30=4.890,将其带入黄孢原毛平革菌降解光氧化低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程η30=0.02336+0.08945Y30中,其拟合优度确定系数为R302=0.97836,得到η30=0.4608,即η30为46.08%;所述黄孢原毛平革菌单菌降解的条件为:加煤量以单位体积黄孢原毛平革菌液体培养基中光氧化云南昭通褐煤(GZTH)煤粉质量计
13.00g/L,黄孢原毛平革菌液体培养基中的黄孢原毛平革菌母菌液接种量90mL/L,培养箱振荡频率210r/min,培养时间14d,培养温度30℃;所述黄孢原毛平革菌母菌液中的孢子浓度为2.2×105个/mL。
[0125] 将实施例2与对比例4~6进行比较可知,实施例2中光氧化云南昭通褐煤(GZTH)微生物分级降解的总降解率η总=η1+η2+η3=0.8373,即η总=83.73%,而对比例4~6中绿孢链霉菌、恶臭假单胞菌和黄孢原毛平革菌直接对光氧化云南昭通褐煤(GZTH)的降解率分别为η10=23.88%、η20=31.26%、η30=46.08%,即依次采用上述三种菌分级降解光氧化云南昭通褐煤(GZTH)的总降解率远大于三种菌分别单独对光氧化云南昭通褐煤(GZTH)的降解率,说明本发明的分级降解方法提高了云南昭通褐煤(GZTH)的降解率。
[0126] 实施例3
[0127] 本实施例包括以下步骤:
[0128] 步骤一、将山西浑源褐煤(HYH)粉碎后在100℃烘干1h,然后依次经粉磨和筛分,得到粒度为-0.15mm+0.075mm的山西浑源褐煤(HYH)煤粉;
[0129] 步骤二、采用旋转床光化学反应器对步骤一中得到的山西浑源褐煤(HYH)煤粉进行光氧化预处理,得到光氧化山西浑源褐煤(GHYH)煤粉;所述光氧化预处理的条件为:加煤量以单位容积旋转床光化学反应器中加入的山西浑源褐煤(HYH)煤粉质量计20g/L,紫外光强度150W,转速120r/min,氧化时间42h,氧气流量800mL/min,光氧化预处理前以旋转床光化学反应器容积计每升的通氧时间10min;
[0130] 步骤三、将步骤二中得到的光氧化山西浑源褐煤(GHYH)煤粉加入到接种有绿孢链霉菌(Streptomyces viridosporous)的液体培养基中,置于培养箱中进行一级降解,然后对一级降解产物进行过滤,分别收集一级降解液和一级降解煤残渣,再将一级降解煤残渣置于高压灭菌锅中在121℃灭菌20min,以去离子水为空白对照,采用分光光度法对一级降解液在450nm处的吸光度进行测定得到Y1=1.925,将其带入绿孢链霉菌降解光氧化低阶煤的一级降解率与一级降解液吸光度关系方程η1=0.02466+0.07453Y1中,其拟合优度确定系数为R12=0.98392,得到η1=0.1681,即η1为16.81%;所述一级降解的条件为:单位体积接种有绿孢链霉菌的液体培养基中光氧化山西浑源褐煤(GHYH)煤粉的加入量9.50g/L,绿孢链霉菌的液体培养基中的绿孢链霉菌母菌液接种量180mL/L,培养箱振荡频率160r/min,培5
养时间10d,培养温度28℃;所述绿孢链霉菌母菌液中的活菌浓度为3.0×10个/mL;
[0131] 步骤四、将步骤三中经灭菌后的一级煤残渣加入到接种有恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)的液体培养基中,置于培养箱中进行二级降解,然后对二级降解产物进行过滤,分别收集二级降解液和二级降解煤残渣,再将二级降解煤残渣置于高压灭菌锅中在121℃灭菌20min,以去离子水为空白对照,采用分光光度法对二级降解液在450nm处的吸光度进行测定,得到Y2=2.734,将其带入恶臭假单胞菌降解光氧化低阶煤的二级降解率与二级降解液吸光度关系方程η2=0.02919+0.06412Y2中,其拟合优度确定系数为R22=0.99075,得到η2=0.2032,即η2为20.32%;所述二级降解的条件为:单位体积接种有恶臭假单胞菌的液体培养基中经灭菌后的一级降解煤残渣的加入量以一级降解过程中光氧化山西浑源褐煤(GHYH)煤粉质量计13.00g/L,恶臭假单胞菌的液体培养基中的恶臭假单胞菌母菌液接种量135mL/L,培养箱振荡频率160r/min,培养时间12d,培养温度30℃;所述恶臭假单胞菌母菌液中的活菌浓度为8.0×105个/mL;
[0132] 步骤五、将步骤四中经灭菌后的二级煤残渣加入到接种有黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)的液体培养基中,置于培养箱中进行三级降解,然后对三级降解产物进行过滤,分别收集三级降解液和三级降解煤残渣,以去离子水为空白对照,采用分光光度法对三级降解液在450nm处的吸光度进行测定,得到Y3=2.688,将其带入黄孢原毛平革菌降解光氧化低阶煤的三级降解率与三级降解液吸光度关系方程η3=0.02336+0.08945Y3中,其拟合优度确定系数为R32=0.97836,得到η3=0.2638,即η3为26.38%;所述三级降解的条件为:单位体积接种有黄孢原毛平革菌的液体培养基中经灭菌后的二级降解煤残渣的加入量以一级降解过程中光氧化山西浑源褐煤(GHYH)煤粉质量计13.00g/L,黄孢原毛平革菌的液体培养基中的黄孢原毛平革菌母菌液接种量90mL/L,培养箱振荡频率
210r/min,培养时间14d,培养温度30℃;所述黄孢原毛平革菌母菌液中的孢子浓度为2.0×
105个/mL。
[0133] 对比例7
[0134] 本对比例包括以下步骤:
[0135] 步骤一、将山西浑源褐煤(HYH)粉碎后在100℃烘干1h,然后依次经粉磨和筛分,得到粒度为-0.15mm+0.075mm的山西浑源褐煤(HYH)煤粉;
[0136] 步骤二、采用旋转床光化学反应器对步骤一中得到的山西浑源褐煤(HYH)煤粉进行光氧化预处理,得到光氧化山西浑源褐煤(GHYH)煤粉;所述光氧化预处理的条件为:加煤量以单位容积旋转床光化学反应器中加入的山西浑源褐煤(HYH)煤粉质量计20g/L,紫外光强度150W,转速120r/min,氧化时间42h,氧气流量800mL/min,光氧化预处理前以旋转床光化学反应器容积计每升的通氧时间10min;
[0137] 步骤三、将步骤二中得到的光氧化山西浑源褐煤(GHYH)煤粉加入到接种有绿孢链霉菌(Streptomyces viridosporous)的液体培养基中,置于培养箱中进行降解,然后对降解产物进行过滤得到降解液,以去离子水为空白对照,采用分光光度法对降解液在450nm处的吸光度进行测定得到Y10=1.925,将其带入绿孢链霉菌降解光氧化低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程η10=0.02466+0.07453Y10中,其拟合优度确定系数为R102=0.98392,得到η10=0.1681,即η10为16.81%;所述绿孢链霉菌单菌降解光氧化山西浑源褐煤(GHYH)的条件为:加煤量以单位体积绿孢链霉菌液体培养基中光氧化山西浑源褐煤(GHYH)煤粉质量计9.50g/L,绿孢链霉菌液体培养基中的绿孢链霉菌母菌液接种量180mL/L,培养箱振荡频率160r/min,培养时间10d,培养温度28℃;所述绿孢链霉菌母菌液中的活菌浓度为3.0×105个/mL。
[0138] 对比例8
[0139] 本对比例包括以下步骤:
[0140] 步骤一、将山西浑源褐煤(HYH)粉碎后在100℃烘干1h,然后依次经粉磨和筛分,得到粒度为-0.15mm+0.075mm的山西浑源褐煤(HYH)煤粉;
[0141] 步骤二、采用旋转床光化学反应器对步骤一中得到的山西浑源褐煤(HYH)煤粉进行光氧化预处理,得到光氧化山西浑源褐煤(HYH)煤粉;所述光氧化预处理的条件为:加煤量以单位容积旋转床光化学反应器中加入的山西浑源褐煤(HYH)煤粉质量计20g/L,紫外光强度150W,转速120r/min,氧化时间42h,氧气流量800mL/min,光氧化预处理前以旋转床光化学反应器容积计每升的通氧时间10min;
[0142] 步骤三、将步骤二中得到的光氧化山西浑源褐煤(HYH)煤粉加入到接种有恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)的液体培养基中,置于培养箱中进行降解,然后对降解产物进行过滤得到降解液,以去离子水为空白对照,采用分光光度法对降解液在450nm处的吸光度进行测定,得到Y20=4.013,将其带入恶臭假单胞菌降解光氧化低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程η20=0.02919+0.06412Y20中,其拟合优度确定系数为R202=0.99075,得到η20=0.2865,即η20为28.65%;所述恶臭假单胞菌单菌降解光氧化山西浑源褐煤(GHYH)的条件为:加煤量以单位体积恶臭假单胞菌液体培养基中光氧化山西浑源褐煤(HYH)煤粉质量计13.00g/L,恶臭假单胞菌液体培养基中的恶臭假单胞菌母菌液接种量135mL/L,培养箱振荡频率160r/min,培养时间12d,培养温度30℃;所述恶臭假单胞菌母菌液中的活菌浓度5
为8.0×10个/mL。
[0143] 对比例9
[0144] 步骤一、将山西浑源褐煤(HYH)粉碎后在100℃烘干1h,然后依次经粉磨和筛分,得到粒度为-0.15mm+0.075mm的山西浑源褐煤(HYH)煤粉;
[0145] 步骤二、采用旋转床光化学反应器对步骤一中得到的山西浑源褐煤(HYH)煤粉进行光氧化预处理,得到光氧化山西浑源褐煤(GHYH)煤粉;所述光氧化预处理的条件为:加煤量以单位容积旋转床光化学反应器中加入的山西浑源褐煤(HYH)煤粉质量计20g/L,紫外光强度150W,转速120r/min,氧化时间42h,氧气流量800mL/min,光氧化预处理前以旋转床光化学反应器容积计每升的通氧时间10min;
[0146] 步骤三、将步骤二中得到光氧化山西浑源褐煤(GHYH)煤粉加入到接种有黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)的液体培养基中,置于培养箱中进行降解,然后对降解产物进行过滤得到降解液,以去离子水为空白对照,采用分光光度法对降解液在450nm处的吸光度进行测定,得到Y30=4.890,将其带入黄孢原毛平革菌降解光氧化低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程η30=0.02336+0.08945Y30中,其拟合优度确定系数为R302=0.97836,得到η30=0.3892,即η30为38.92%;所述黄孢原毛平革菌单菌降解光氧化山西浑源褐煤(GHYH)的条件为:加煤量以单位体积黄孢原毛平革菌液体培养基中光氧化山西浑源褐煤(GHYH)煤粉质量计13.00g/L,黄孢原毛平革菌液体培养基中的黄孢原毛平革菌母菌液接种量90mL/L,培养箱振荡频率210r/min,培养时间14d,培养温度30℃;所述黄孢原毛平革
5
菌母菌液中的孢子浓度为2.0×10个/mL。
[0147] 将实施例3与对比例7~9进行比较可知,实施例3中光氧化山西浑源褐煤(GHYH)微生物分级降解的总降解率η总=η1+η2+η3=0.6364,即η总=63.64%,而对比例7~9中绿孢链霉菌、恶臭假单胞菌和黄孢原毛平革菌对光氧化山西浑源褐煤(GHYH)的降解率分别为η10=23.88%、η20=31.26%、η30=38.92%,即依次采用上述三种菌分级降解光氧化山西浑源褐煤(GHYH)的总降解率远大于三种菌单独对光氧化山西浑源褐煤(GHYH)的降解率,说明本发明的分级降解方法提高了山西浑源褐煤(HYH)的微生物降解率。
[0148] 实施例4
[0149] 本实施例包括以下步骤:
[0150] 步骤一、将内蒙长焰煤(ICY)粉碎后在100℃烘干1h,然后依次经粉磨和筛分,得到粒度为-0.15mm+0.075mm的内蒙长焰煤(ICY)煤粉;
[0151] 步骤二、采用旋转床光化学反应器对步骤一中得到的内蒙长焰煤(ICY)煤粉进行光氧化预处理,得到光氧化内蒙长焰煤(GICY)煤粉;所述光氧化预处理的条件为:加煤量以单位容积旋转床光化学反应器中加入的光氧化内蒙长焰煤(GICY)煤粉质量计20g/L,紫外光强度150W,转速120r/min,氧化时间42h,氧气流量800mL/min,光氧化预处理前以旋转床光化学反应器容积计每升的通氧时间10min;
[0152] 步骤三、将步骤二中得到的光氧化内蒙长焰煤(GICY)煤粉加入到接种有绿孢链霉菌(Streptomyces viridosporous)的液体培养基中,置于培养箱中进行一级降解,然后对一级降解产物进行过滤,分别收集一级降解液和一级降解煤残渣,再将一级降解煤残渣置于高压灭菌锅中在121℃灭菌20min,以去离子水为空白对照,采用分光光度法对一级降解液在450nm处的吸光度进行测定得到Y1=1.447,将其带入绿孢链霉菌降解光氧化低阶煤的一级降解率与一级降解液吸光度关系方程η1=0.02466+0.07453Y1中,其拟合优度确定系数为R12=0.98392,得到η1=0.1325,即η1为13.25%;所述一级降解的条件为:单位体积接种有绿孢链霉菌的液体培养基中光氧化内蒙长焰煤(GICY)煤粉的加入量9.50g/L,绿孢链霉菌的液体培养基中的绿孢链霉菌母菌液接种量180mL/L,培养箱振荡频率160r/min,培养时5
间10d,培养温度28℃;所述绿孢链霉菌母菌液中的活菌浓度为3.2×10个/mL。
[0153] 步骤四、将步骤三中经灭菌后的一级煤残渣加入到接种有恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)的液体培养基中,置于培养箱中进行二级降解,然后对二级降解产物进行过滤,分别收集二级降解液和二级降解煤残渣,再将二级降解煤残渣置于高压灭菌锅中在121℃灭菌20min,以去离子水为空白对照,采用分光光度法对二级降解液在450nm处的吸光度进行测定,得到Y2=2.173,将其带入恶臭假单胞菌降解光氧化低阶煤的二级降解率与二级降解液吸光度关系方程η2=0.02919+0.06412Y2中,其拟合优度确定系数为R22=0.99075,得到η2=0.1685,即η2为16.85%;所述二级降解的条件为:单位体积接种有恶臭假单胞菌的液体培养基中经灭菌后的一级降解煤残渣的加入量以一级降解过程中光氧化内蒙长焰煤(GICY)煤粉质量计13.00g/L,恶臭假单胞菌的液体培养基中的恶臭假单胞菌母菌液接种量135mL/L,培养箱振荡频率160r/min,培养时间12d,培养温度30℃;所述恶臭假单胞菌母菌液中的活菌浓度为8.2×105个/mL;
[0154] 步骤五、将步骤四中经灭菌后的二级煤残渣加入到接种有黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)的液体培养基中,置于培养箱中进行三级降解,然后对三级降解产物进行过滤,分别收集三级降解液和三级降解煤残渣,以去离子水为空白对照,采用分光光度法对三级降解液在450nm处的吸光度进行测定,得到Y3=2.497,将其带入黄孢原毛平革菌降解光氧化低阶煤的三级降解率与三级降解液吸光度关系方程η3=0.02336+0.08945Y3中,其拟合优度确定系数为R32=0.97836,得到η3=0.2467,即η3为24.67%;所述三级降解的条件为:单位体积接种有黄孢原毛平革菌的液体培养基中经灭菌后的二级降解煤残渣的加入量以一级降解过程中光氧化内蒙长焰煤(GICY)煤粉质量计13.00g/L,黄孢原毛平革菌的液体培养基中的黄孢原毛平革菌母菌液接种量90mL/L,培养箱振荡频率210r/min,培养时间14d,培养温度30℃;所述黄孢原毛平革菌母菌液中的孢子浓度为2.4×105个/mL。
[0155] 对比例10
[0156] 本对比例包括以下步骤:
[0157] 步骤一、将内蒙长焰煤(ICY)粉碎后在100℃烘干1h,然后依次经粉磨和筛分,得到粒度为-0.15mm+0.075mm的内蒙长焰煤(ICY)煤粉;
[0158] 步骤二、采用旋转床光化学反应器对步骤一中得到的内蒙长焰煤(ICY)煤粉进行光氧化预处理,得到光氧化内蒙长焰煤(GICY)煤粉;所述光氧化预处理的条件为:加煤量以单位容积旋转床光化学反应器中加入的内蒙长焰煤(ICY)煤粉质量计20g/L,紫外光强度150W,转速120r/min,氧化时间42h,氧气流量800mL/min,光氧化预处理前以旋转床光化学反应器容积计每升的通氧时间10min;
[0159] 步骤三、将步骤二中得到的光氧化内蒙长焰煤(GICY)煤粉加入到接种有绿孢链霉菌(Streptomyces viridosporous)的液体培养基中,置于培养箱中进行降解,然后对降解产物进行过滤得到降解液,以去离子水为空白对照,采用分光光度法对降解液在450nm处的吸光度进行测定得到Y10=1.447,将其带入绿孢链霉菌降解低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程η10=0.02466+0.07453Y10中,其拟合优度确定系数为R102=0.98392,得到η10=0.1325,即η10为13.25%;所述绿孢链霉菌单菌降解光氧化内蒙长焰煤(GICY)的条件为:加煤量以单位体积绿孢链霉菌液体培养基中光氧化内蒙长焰煤(GICY)煤粉质量计9.50g/L,绿孢链霉菌液体培养基中的绿孢链霉菌母菌液接种量180mL/L,培养箱振荡频率160r/min,培养时间10d,培养温度28℃;所述绿孢链霉菌母菌液中的活菌浓度为3.2×105个/mL。
[0160] 对比例11
[0161] 本对比例包括以下步骤:
[0162] 步骤一、将内蒙长焰煤(ICY)粉碎后在100℃烘干1h,然后依次经粉磨和筛分,得到粒度为-0.15mm+0.075mm的内蒙长焰煤(ICY)煤粉;
[0163] 步骤二、采用旋转床光化学反应器对步骤一中得到的内蒙长焰煤(ICY)煤粉进行光氧化预处理,得到光氧化内蒙长焰煤(GICY)煤粉;所述光氧化预处理的条件为:加煤量以单位容积旋转床光化学反应器中加入的内蒙长焰煤(ICY)煤粉质量计20g/L,紫外光强度150W,转速120r/min,氧化时间42h,氧气流量800mL/min,光氧化预处理前以旋转床光化学反应器容积计每升的通氧时间10min;
[0164] 步骤三、将步骤二中得到的光氧化内蒙长焰煤(GICY)煤粉加入到接种有恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)的液体培养基中,置于培养箱中进行降解,然后对降解产物进行过滤得到降解液,以去离子水为空白对照,采用分光光度法对降解液在450nm处的吸光度进行测定,得到Y20=1.998,将其带入恶臭假单胞菌降解光氧化低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程η20=0.02919+0.06412Y20中,其拟合优度确定系数为R202=0.99075,得到η20=0.1573,即η20为15.73%;所述恶臭假单胞菌单菌降解光氧化内蒙长焰煤(GICY)的条件为:加煤量以单位体积恶臭假单胞菌液体培养基中光氧化内蒙长焰煤(GICY)煤粉质量计13.00g/L,恶臭假单胞菌液体培养基中的恶臭假单胞菌母菌液接种量135mL/L,培养箱振荡频率160r/min,培养时间12d,培养温度30℃;所述恶臭假单胞菌母菌液中的活菌浓度为8.2×105个/mL。
[0165] 对比例12
[0166] 步骤一、将内蒙长焰煤(ICY)粉碎后在100℃烘干1h,然后依次经粉磨和筛分,得到粒度为-0.15mm+0.075mm的内蒙长焰煤(ICY)煤粉;
[0167] 步骤二、采用旋转床光化学反应器对步骤一中得到的内蒙长焰煤(ICY)煤粉进行光氧化预处理,得到光氧化内蒙长焰煤(GICY)煤粉;所述光氧化预处理的条件为:加煤量以单位容积旋转床光化学反应器中加入的内蒙长焰煤(ICY)煤粉质量计20g/L,紫外光强度150W,转速120r/min,氧化时间42h,氧气流量800mL/min,光氧化预处理前以旋转床光化学反应器容积计每升的通氧时间10min;
[0168] 步骤三、将步骤二中得到光氧化内蒙长焰煤(GICY)煤粉加入到接种有黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)的液体培养基中,置于培养箱中进行降解,然后对降解产物进行过滤得到降解液,以去离子水为空白对照,采用分光光度法对降解液在450nm处的吸光度进行测定,得到Y30=2.779,将其带入黄孢原毛平革菌降解光氧化低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程η30=0.02336+0.08945Y30中,其拟合优度确定系数为R302=0.97836,得到η30=0.2719,即η30为27.19%;所述黄孢原毛平革菌单菌降解光氧化内蒙长焰煤(GICY)的条件为:加煤量以单位体积黄孢原毛平革菌液体培养基中光氧化内蒙长焰煤(GICY)煤粉质量计13.00g/L,黄孢原毛平革菌液体培养基中的黄孢原毛平革菌母菌液接种量90mL/L,培养箱振荡频率210r/min,培养时间14d,培养温度30℃;所述黄孢原毛平革菌母菌液中的孢子浓度为2.4×105个/mL。
[0169] 将实施例4与对比例10~12进行比较可知,实施例4中光氧化内蒙长焰煤(GICY)微生物分级降解的总降解率η总=η1+η2+η3=0.6351,即η总=63.51%,而对比例10~12中绿孢链霉菌、恶臭假单胞菌和黄孢原毛平革菌对光氧化内蒙长焰煤(GICY)的降解率分别为η10=13.25%、η20=15.73%、η30=27.19%,即依次采用上述三种菌分级降解光氧化内蒙长焰煤(GICY)的总降解率远大于三种菌单独对光氧化内蒙长焰煤(GICY)的降解率,说明本发明的分级降解方法提高了内蒙长焰煤(ICY)的微生物降解率。
[0170] 实施例5
[0171] 本实施例包括以下步骤:
[0172] 步骤一、将神府不粘煤(SFBN)粉碎后在100℃烘干1h,然后依次经粉磨和筛分,得到粒度为-0.15mm+0.075mm的神府不粘煤(SFBN)煤粉;
[0173] 步骤二、采用旋转床光化学反应器对步骤一中得到的神府不粘煤(SFBN)煤粉进行光氧化预处理,得到光氧化神府不粘煤(GSFBN);所述光氧化预处理的条件为:加煤量以单位容积旋转床光化学反应器中加入的神府不粘煤(SFBN)煤粉质量计20g/L,紫外光强度150W,转速120r/min,氧化时间42h,氧气流量800mL/min,光氧化预处理前以旋转床光化学反应器容积计每升的通氧时间10min;
[0174] 步骤三、将步骤二中得到的光氧化神府不粘煤(GSFBN)煤粉加入到接种有绿孢链霉菌(Streptomyces viridosporous)的液体培养基中,置于培养箱中进行一级降解,然后对一级降解产物进行过滤,分别收集一级降解液和一级降解煤残渣,再将一级降解煤残渣置于高压灭菌锅中在121℃灭菌20min,以去离子水为空白对照,采用分光光度法对一级降解液在450nm处的吸光度进行测定得到Y1=1.193,将其带入绿孢链霉菌降解光氧化低阶煤的一级降解率与一级降解液吸光度关系方程η1=0.02466+0.07453Y1中,其拟合优度确定系数为R12=0.98392,得到η1=0.1136,即η1为11.36%;所述一级降解的条件为:单位体积接种有绿孢链霉菌的液体培养基中光氧化神府不粘煤(GSFBN)煤粉的加入量9.50g/L,绿孢链霉菌的液体培养基中的绿孢链霉菌母菌液接种量180mL/L,培养箱振荡频率160r/min,培养时间10d,培养温度28℃;所述绿孢链霉菌母菌液中的活菌浓度为3.1×105个/mL;
[0175] 步骤四、将步骤三中经灭菌后的一级煤残渣加入到接种有恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)的液体培养基中,置于培养箱中进行二级降解,然后对二级降解产物进行过滤,分别收集二级降解液和二级降解煤残渣,再将二级降解煤残渣置于高压灭菌锅中在121℃灭菌20min,以去离子水为空白对照,采用分光光度法对二级降解液在450nm处的吸光度进行测定,得到Y2=2.263,将其带入恶臭假单胞菌降解光氧化低阶煤的二级降解率与二级降解液吸光度关系方程η2=0.02919+0.06412Y2中,其拟合优度确定系数为R22=0.99075,得到η2=0.1743,即η2为17.43%;所述二级降解的条件为:单位体积接种有恶臭假单胞菌的液体培养基中经灭菌后的一级降解煤残渣的加入量以一级降解过程中光氧化神府不粘煤(GSFBN)煤粉质量计13.00g/L,恶臭假单胞菌的液体培养基中的恶臭假单胞菌母菌液接种量135mL/L,培养箱振荡频率160r/min,培养时间12d,培养温度30℃;所述恶臭假
5
单胞菌母菌液中的活菌浓度为8.5×10个/mL;
[0176] 步骤五、将步骤四中经灭菌后的二级煤残渣加入到接种有黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)的液体培养基中,置于培养箱中进行三级降解,然后进行过滤并收集三级降解液的上清液,以去离子水为空白对照,采用分光光度法对三级降解液在450nm处的吸光度进行测定,得到Y3=2.963,将其带入黄孢原毛平革菌降解光氧化低阶煤的三级降解率与三级降解液吸光度关系方程η3=0.02336+0.08945Y3中,其拟合优度确定系数为R32=0.97836,得到η3=0.2884,即η3为28.84%;所述三级降解的条件为:单位体积接种有黄孢原毛平革菌的液体培养基中经灭菌后的二级降解煤残渣的加入量以一级降解过程中光氧化神府不粘煤(GSFBN)煤粉质量计13.00g/L,黄孢原毛平革菌的液体培养基中的黄孢原毛平革菌母菌液接种量90mL/L,培养箱振荡频率210r/min,培养时间14d,培养温度30℃;所述黄孢原毛平革菌母菌液中的孢子浓度为2.3×105个/mL。
[0177] 对比例13
[0178] 本对比例包括以下步骤:
[0179] 步骤一、将神府不粘煤(SFBN)粉碎后在100℃烘干1h,然后依次经粉磨和筛分,得到粒度为-0.15mm+0.075mm的煤粉;
[0180] 步骤二、采用旋转床光化学反应器对步骤一中得到的煤粉进行光氧化预处理,得到光氧化神府不粘煤(GSFBN)煤粉;所述光氧化预处理的条件为:加煤量以单位容积旋转床光化学反应器中加入的神府不粘煤(SFBN)煤粉质量计20g/L,紫外光强度150W,转速120r/min,氧化时间42h,氧气流量800mL/min,光氧化预处理前以旋转床光化学反应器容积计每升的通氧时间10min;
[0181] 步骤三、将步骤二中得到的光氧化神府不粘煤(GSFBN)煤粉加入到接种有绿孢链霉菌(Streptomyces viridosporous)的液体培养基中,置于培养箱中进行降解,然后对降解产物进行过滤得到降解液,以去离子水为空白对照,采用分光光度法对降解液在450nm处的吸光度进行测定得到Y10=1.193,将其带入绿孢链霉菌降解低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程η10=0.02466+0.07453Y10中,其拟合优度确定系数为R102=0.98392,得到η10=0.1136,即η10为11.36%;所述绿孢链霉菌单菌降解光氧化神府不粘煤(GSFBN)的条件为:加煤量以单位体积绿孢链霉菌液体培养基中光氧化神府不粘煤(GSFBN)煤粉质量计9.50g/L,绿孢链霉菌液体培养基中的绿孢链霉菌母菌液接种量180mL/L,培养箱振荡频率160r/min,培养时间10d,培养温度28℃;所述绿孢链霉菌母菌液中的活菌浓度为3.1×105个/mL。
[0182] 对比例14
[0183] 本对比例包括以下步骤:
[0184] 步骤一、将神府不粘煤(SFBN)粉碎后在100℃烘干1h,然后依次经粉磨和筛分,得到粒度为-0.15mm+0.075mm的神府不粘煤(SFBN)煤粉;
[0185] 步骤二、采用旋转床光化学反应器对步骤一中得到的神府不粘煤(SFBN)煤粉进行光氧化预处理,得到光氧化神府不粘煤(GSFBN)煤粉;所述光氧化预处理的条件为:加煤量以单位容积旋转床光化学反应器中加入的神府不粘煤(SFBN)煤粉质量计20g/L,紫外光强度150W,转速120r/min,氧化时间42h,氧气流量800mL/min,光氧化预处理前以旋转床光化学反应器容积计每升的通氧时间10min;
[0186] 步骤三、将步骤二中得到的光氧化神府不粘煤(GSFBN)煤粉加入到接种有恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)的液体培养基中,置于培养箱中进行降解,然后对降解产物进行过滤得到降解液,以去离子水为空白对照,采用分光光度法对降解液在450nm处的吸光度进行测定,得到Y20=2.603,将其带入恶臭假单胞菌降解光氧化低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程η20=0.02919+0.06412Y20中,其拟合优度确定系数为R202=0.99075,得到η20=0.1961,即η20为19.61%;所述恶臭假单胞菌单菌降解光氧化神府不粘煤(GSFBN)的条件为:加煤量以单位体积恶臭假单胞菌液体培养基中光氧化神府不粘煤(SFBN)煤粉质量计13.00g/L,恶臭假单胞菌液体培养基中的恶臭假单胞菌母菌液接种量135mL/L,培养箱振荡频率160r/min,培养时间12d,培养温度30℃;所述恶臭假单胞菌母菌液中的活菌浓度为8.5×105个/mL。
[0187] 对比例15
[0188] 步骤一、将神府不粘煤(SFBN)粉碎后在100℃烘干1h,然后依次经粉磨和筛分,得到粒度为-0.15mm+0.075mm的神府不粘煤(SFBN)煤粉;
[0189] 步骤二、采用旋转床光化学反应器对步骤一中得到的神府不粘煤(SFBN)煤粉进行光氧化预处理,得到光氧化神府不粘煤(GSFBN)煤粉;所述光氧化预处理的条件为:加煤量以单位容积旋转床光化学反应器中加入的神府不粘煤(SFBN)煤粉质量计20g/L,紫外光强度150W,转速120r/min,氧化时间42h,氧气流量800mL/min,光氧化预处理前以旋转床光化学反应器容积计每升的通氧时间10min;
[0190] 步骤三、将步骤二中得到光氧化神府不粘煤(GSFBN)煤粉加入到接种有黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)的液体培养基中,置于培养箱中进行降解,然后对降解产物进行过滤得到降解液,以去离子水为空白对照,采用分光光度法对降解液在450nm处的吸光度进行测定,得到Y30=3.109,将其带入黄孢原毛平革菌降解光氧化低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程η3=0.02336+0.08945Y3中,其拟合优度确定系数为R302=0.97836,得到η30=0.3015,即η30为30.15%;所述黄孢原毛平革菌降解光氧化神府不粘煤(GSFBN)的条件为:加煤量以单位体积黄孢原毛平革菌液体培养基中光氧化神府不粘煤(GSFBN)煤粉质量计13.00g/L,黄孢原毛平革菌液体培养基中的黄孢原毛平革菌母菌液接种量90mL/L,培养箱振荡频率210r/min,培养时间14d,培养温度30℃;所述黄孢原毛平革菌母菌液中的孢子浓度为2.3×105个/mL。
[0191] 将实施例5与对比例13~15进行比较可知,实施例5中光氧化神府不粘煤(GSFBN)微生物分级降解的总降解率η总=η1+η2+η3=0.5763,即η总=57.63%,而对比例13~15中绿孢链霉菌、恶臭假单胞菌和黄孢原毛平革菌对光氧化神府不粘煤(GSFBN)的降解率分别为η10=11.36%、η20=19.16%、η30=30.15%,即依次采用上述三种菌分级降解光氧化神府不粘煤(GSFBN)的总降解率远大于三种菌单独对光氧化神府不粘煤(GSFBN)的降解率,说明本发明的分级降解方法提高了神府不粘煤(SFBN)的微生物降解率。
[0192] 实施例6
[0193] 本实施例包括以下步骤:
[0194] 步骤一、将陕西长焰煤(SXCY)粉碎后在100℃烘干1h,然后依次经粉磨和筛分,得到粒度为-0.15mm+0.075mm的陕西长焰煤(SXCY)煤粉;
[0195] 步骤二、采用旋转床光化学反应器对步骤一中得到的陕西长焰煤(SXCY)煤粉进行光氧化预处理,得到光氧化陕西长焰煤(GSXCY)煤粉;所述光氧化预处理的条件为:加煤量以单位容积旋转床光化学反应器中加入的陕西长焰煤(GSXCY)煤粉质量计20g/L,紫外光强度150W,转速120r/min,氧化时间42h,氧气流量800mL/min,光氧化预处理前以旋转床光化学反应器容积计每升的通氧时间10min;
[0196] 步骤三、将步骤二中得到的光氧化陕西长焰煤(GSXCY)煤粉加入到接种有绿孢链霉菌(Streptomyces viridosporous)的液体培养基中,置于培养箱中进行一级降解,然后对一级降解产物进行过滤,分别收集一级降解液和一级降解煤残渣,再将一级降解煤残渣置于高压灭菌锅中在121℃灭菌20min,以去离子水为空白对照,采用分光光度法对一级降解液在450nm处的吸光度进行测定得到Y1=1.624,将其带入绿孢链霉菌降解光氧化低阶煤的一级降解率与一级降解液吸光度关系方程η1=0.02466+0.07453Y1中,其拟合优度确定系数为R12=0.98392,得到η1=0.1457,即η1为14.57%;所述一级降解的条件为:单位体积接种有绿孢链霉菌的液体培养基中光氧化陕西长焰煤(GSXCY)煤粉的加入量9.50g/L,绿孢链霉菌的液体培养基中的绿孢链霉菌母菌液接种量180mL/L,培养箱振荡频率160r/min,培养时间10d,培养温度28℃;所述绿孢链霉菌母菌液中的活菌浓度为3.4×105个/mL;
[0197] 步骤四、将步骤三中经灭菌后的一级煤残渣加入到接种有恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)的液体培养基中,置于培养箱中进行二级降解,然后对二级降解产物进行过滤,分别收集二级降解液和二级降解煤残渣,再将二级降解煤残渣置于高压灭菌锅中在121℃灭菌20min,以去离子水为空白对照,采用分光光度法对二级降解液在450nm处的吸光度进行测定,得到Y2=2.452,将其带入恶臭假单胞菌降解光氧化低阶煤的二级降解2
率与二级降解液吸光度关系方程η2=0.02919+0.06412Y2中,其拟合优度确定系数为R2 =
0.99075,得到η2=0.1864,即η2为18.64%;所述二级降解的条件为:单位体积接种有恶臭假单胞菌的液体培养基中经灭菌后的一级降解煤残渣的加入量以一级降解过程中光氧化陕西长焰煤(GSXCY)煤粉质量计13.00g/L,恶臭假单胞菌的液体培养基中的恶臭假单胞菌母菌液接种量135mL/L,培养箱振荡频率160r/min,培养时间12d,培养温度30℃;所述恶臭假单胞菌母菌液中的活菌浓度为8.2×105个/mL;
[0198] 步骤五、将步骤四中经灭菌后的二级煤残渣加入到接种有黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)的液体培养基中,置于培养箱中进行三级降解,然后对三级降解产物进行过滤,分别收集三级降解液和三级降解煤残渣,以去离子水为空白对照,采用分光光度法对三级降解液在450nm处的吸光度进行测定,得到Y3=3.177,将其带入黄孢原毛平革菌降解光氧化低阶煤的三级降解率与三级降解液吸光度关系方程η3=0.02336+0.08945Y3中,其拟合优度确定系数为R32=0.97836,得到η3=0.3075,即η3为30.75%;所述三级降解的条件为:单位体积接种有黄孢原毛平革菌的液体培养基中经灭菌后的二级降解煤残渣的加入量以一级降解过程中光氧化陕西长焰煤(GSXCY)煤粉质量计13.00g/L,黄孢原毛平革菌的液体培养基中的黄孢原毛平革菌母菌液接种量90mL/L,培养箱振荡频率
210r/min,培养时间14d,培养温度30℃;所述黄孢原毛平革菌母菌液中的孢子浓度为2.1×
105个/mL。
[0199] 对比例16
[0200] 本对比例包括以下步骤:
[0201] 步骤一、将陕西长焰煤(SXCY)粉碎后在100℃烘干1h,然后依次经粉磨和筛分,得到粒度为-0.15mm+0.075mm的陕西长焰煤(SXCY)煤粉;
[0202] 步骤二、采用旋转床光化学反应器对步骤一中得到的陕西长焰煤(SXCY)煤粉进行光氧化预处理,得到光氧化陕西长焰煤(GSXCY)煤粉;所述光氧化预处理的条件为:加煤量以单位容积旋转床光化学反应器中加入的陕西长焰煤(SXCY)煤粉质量计20g/L,紫外光强度150W,转速120r/min,氧化时间42h,氧气流量800mL/min,光氧化预处理前以旋转床光化学反应器容积计每升的通氧时间10min;
[0203] 步骤三、将步骤二中得到的光氧化陕西长焰煤(GSXCY)煤粉加入到接种有绿孢链霉菌(Streptomyces viridosporous)的液体培养基中,置于培养箱中进行降解,然后对降解产物进行过滤得到降解液,以去离子水为空白对照,采用分光光度法对降解液在450nm处的吸光度进行测定得到Y10=1.624,将其带入绿孢链霉菌降解光氧化低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程η10=0.02466+0.07453Y10中,其拟合优度确定系数为R102=0.98392,得到η10=0.1457,即η10为14.57%;所述绿孢链霉菌单菌降解光氧化陕西长焰煤(GSXCY)的条件为:加煤量以单位体积绿孢链霉菌液体培养基中光氧化陕西长焰煤(GSXCY)煤粉质量计9.50g/L,绿孢链霉菌液体培养基中的绿孢链霉菌母菌液接种量180mL/L,培养箱振荡频率160r/min,培养时间10d,培养温度28℃;所述绿孢链霉菌母菌液中的活菌浓度为3.4×5
10个/mL。
[0204] 对比例17
[0205] 本对比例包括以下步骤:
[0206] 步骤一、将陕西长焰煤(SXCY)粉碎后在100℃烘干1h,然后依次经粉磨和筛分,得到粒度为-0.15mm+0.075mm的陕西长焰煤(SXCY)煤粉;
[0207] 步骤二、采用旋转床光化学反应器对步骤一中得到的陕西长焰煤(SXCY)煤粉进行光氧化预处理,得到光氧化陕西长焰煤(GSXCY)煤粉;所述光氧化预处理的条件为:加煤量以单位容积旋转床光化学反应器中加入的陕西长焰煤(GSXCY)煤粉质量计20g/L,紫外光强度150W,转速120r/min,氧化时间42h,氧气流量800mL/min,光氧化预处理前以旋转床光化学反应器容积计每升的通氧时间10min;
[0208] 步骤三、将步骤二中得到的光氧化陕西长焰煤(GSXCY)煤粉加入到接种有恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)的液体培养基中,置于培养箱中进行降解,然后对降解产物进行过滤得到降解液,以去离子水为空白对照,采用分光光度法对降解液在450nm处的吸光度进行测定,得到Y20=2.263,将其带入恶臭假单胞菌降解低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程η20=0.02919+0.06412Y20中,其拟合优度确定系数为R202=0.99075,得到η20=0.1743,即η20为17.43%;所述恶臭假单胞菌单菌降解光氧化陕西长焰煤(GSXCY)的条件为:
加煤量以单位体积恶臭假单胞菌液体培养基中光氧化陕西长焰煤(GSXCY)煤粉质量计
13.00g/L,恶臭假单胞菌液体培养基中的恶臭假单胞菌母菌液接种量135mL/L,培养箱振荡频率160r/min,培养时间12d,培养温度30℃;所述恶臭假单胞菌母菌液中的活菌浓度为8.2×105个/mL。
[0209] 对比例18
[0210] 步骤一、将陕西长焰煤(SXCY)粉碎后在100℃烘干1h,然后依次经粉磨和筛分,得到粒度为-0.15mm+0.075mm的陕西长焰煤(SXCY)煤粉;
[0211] 步骤二、采用旋转床光化学反应器对步骤一中得到的陕西长焰煤(SXCY)煤粉进行光氧化预处理,得到光氧化陕西长焰煤(GSXCY)煤粉;所述光氧化预处理的条件为:加煤量以单位容积旋转床光化学反应器中加入的陕西长焰煤(GSXCY)煤粉质量计20g/L,紫外光强度150W,转速120r/min,氧化时间42h,氧气流量800mL/min,光氧化预处理前以旋转床光化学反应器容积计每升的通氧时间10min;
[0212] 步骤三、将步骤二中得到光氧化陕西长焰煤(GSXCY)煤粉加入到接种有黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)的液体培养基中,置于培养箱中进行降解,然后对降解产物进行过滤得到降解液,以去离子水为空白对照,采用分光光度法对降解液在450nm处的吸光度进行测定,得到Y30=2.974,将其带入黄孢原毛平革菌降解光氧化低阶煤的降解率与降解液吸光度关系方程η30=0.02336+0.08945Y30中,其拟合优度确定系数为R302=0.97836,得到η30=0.2894,即η30为28.94%;所述黄孢原毛平革菌单菌光氧化陕西长焰煤(GSXCY)降解的条件为:加煤量以单位体积黄孢原毛平革菌液体培养基中光氧化陕西长焰煤(GSXCY)煤粉质量计13.00g/L,黄孢原毛平革菌液体培养基中的黄孢原毛平革菌母菌液接种量90mL/L,培养箱振荡频率210r/min,培养时间14d,培养温度30℃;所述黄孢原毛平革菌母菌液中的孢子浓度为2.1×105个/mL。
[0213] 将实施例6与对比例16~18进行比较可知,实施例6中光氧化陕西长焰煤(GSXCY)微生物分级降解的总降解率η总=η1+η2+η3=0.6396,即η总=63.96%,而对比例16~18中绿孢链霉菌、恶臭假单胞菌和黄孢原毛平革菌直接对光氧化陕西长焰煤(GSXCY)的降解率分别为η10=14.57%、η20=17.43%、η30=28.94%,即依次采用上述三种菌分级降解光氧化陕西长焰煤(GSXCY)的总降解率远大于三种菌单独对光氧化陕西长焰煤(GSXCY)的降解率,说明本发明的分级降解方法提高了陕西长焰煤(SXCY)的微生物降解率。
[0214] 以上所述,仅是本发明的较佳配料范围实施例,并非对本发明做任何限制,凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。