硫代硫酸钠脱除菌的分离纯化及脱硫性能研究

2020-01-1502:34:50 发表评论
摘要硫代硫酸钠脱除菌的分离纯化及脱硫性能研究rn__摘要__DDS脱硫技术是较为成功的一种脱除工业含硫气体的方法,主要用于脱除原料气中的H2S,副产硫磺,取得了较好的社会和经济效益,但是DDS溶液在脱硫后会导致脱硫能力降低。为了达到使DDS脱硫残液得到再生的目的,从内蒙古某处土壤中分离得到一株能够代谢硫代硫酸钠的耐高温碱性脱硫菌株,经鉴定该菌株为黄色或乳白色,细胞呈短杆状,为革兰氏阳性菌。能在含有硫代硫酸钠的培养基中生长,以CO2为碳源,铵盐为氮源。对细菌的代谢性能进行研究,初步得到较为适宜的代谢条件为:温度45℃,pH值90,摇床转速为150rmin。在培养基中加入硫代硫酸钠,以10的接菌量加入该菌,经36h的培养,硫代硫酸钠的脱除率达126。此结果为该菌在DDS脱硫液的工业应用提供了菌种来源。__关键词:脱硫;硫代硫酸钠;DDS____Abstract__DDSdesulfurizationtechnologyisoneofthemoresuccessfulmethodforremovingsulfur-containinggasindustry_primarilyinthefeedgasfortheremovalofH2S_byproductsulfur_andachievedgoodsocialandeconomicbenefits_butafterthedesulfurizationsolutionwillDDSleadtoreduceddesulfurizationcapacityInordertoachievesothattheDDSresidueregeneratedpurposes_separatedfromthesoilsomewhereinInnerMongoliacangetabasicmetabolicthiosulfatetemperaturedesulfurizationstrains_thestrainwasidentifiedasyelloworwhite_shortrod-shapedcellswere_Gram-positivebacteriaInamediumcontainingsodiumthiosulfatecanbegrowninordertoCO2asacarbonsource_ammoniumsaltsasthenitrogensourcePerformancebacterialmetabolismstudyinitiallybeenmoreappropriatemetabolicconditionstemperature45℃_pHvalueof90_shakingspeed150rminSodiumthiosulfatewasaddedtothemediuminanamountof10oftheinoculatedbacteriawasadded_after36hofculture_theremovalrateofthiosulfate126ThisresultstraininindustrialapplicationsDDSsolutionprovidesasourceofbacteria__KeywordsdesulfurizationsodiumthiosulfateDDS______目录__前言1__第一章文献综述3__11含硫化合物对环境的危害3__111硫化物的产生3__112大气中硫化物的危害4__113水中硫化物的危害4__12工业中含硫物质的处理方法5__121物理化学处理6__122生化处理9__13DDS脱硫技术概述10__131DDS脱硫技术简介11__14选题的目的和意义13__第二章实验仪器设备及药品15__21主要实验仪器设备15__22实验中使用的药品16__第三章脱硫菌种的筛选及鉴定18__31菌种的筛选18__311菌种的筛选18__32菌种的鉴定19__321形态特征19__322细菌革兰氏染色鉴定19__33本章小结21__第四章硫杆菌脱硫性能的研究22__41硫代硫酸钠的测定22__411原理22__412标准溶液的配制22__413实验结果计算23__42培养条件对细菌代谢性能的影响23____421测定方法23__422不同pH值对细菌代谢性能的影响23__423不同摇床转速对细菌代谢性能的影响25__424不同温度对细菌代谢性能的影响26__425不同接菌量对细菌代谢性能的影响27__43本章小结28__第五章结论29参考文献错误!未定义书签。致谢错误!未定义书签。____前言__随着工业生产的发展,排放到大气中的废气日益增加,其中含有硫化物、有机硫、二氧化碳等有害物质,在许多地区造成了严重的大气污染,不仅威胁着生态环境和人类健康,也给工业生产带来了许多问题。因此,寻求一种有效的废气和工业原料气脱硫新方法,成为目前这一领域的当务之急。为了去除含硫化合物对社会和生产造成的不利影响,各国学者发展了多种脱硫方法。DDS脱硫技术就是其中较为成功的一种脱除工业含硫气体的方法,该方法在工业运行中具有较好的脱硫效果,因而被多家企业采用。__DDS脱硫技术是一种新的湿法生化脱硫技术,其对应的DDS脱硫液的配制方法是在碳酸钠或其他碱性物质的水溶液中加入DDS催化剂、酚类物质、活性碳酸亚铁和好氧耐热耐碱菌配制而成。DDS催化剂简称为DDS铁,是一类铁的聚合络合物或螯合物,在强碱性溶液中稳定性强,不易分解。当DDS脱硫液和含硫化氢或羰基硫的气体接触时,吸收气体中的硫化氢或羰基硫,然后,DDS溶液在DDS催化剂和酚类物质共同催化下,用空气氧化再生,释放出单质硫,再生后的DDS脱硫液循环使用;在吸收和再生过程中,少量DDS铁会降解,同时会发生些副反应生成硫代硫酸钠和硫化钠等副产物,使脱硫液脱硫能力迅速下降;此时,在好氧耐热耐碱菌作用下,产生的不溶性铁盐和活性碳酸亚铁会转化成DDS铁,稳定了DDS脱硫液中的铁含量。__但是,该技术的应用过程中,溶液中的硫离子含量呈现上升趋势,同时溶液中会产生大量的硫代硫酸钠,硫代硫酸钠的存在严重影响DDS脱硫液循环使用的效果。为了去除硫代硫酸钠对脱硫效果产生的影响,发展了微生物再生方法以去除硫代硫酸钠。好氧耐热耐碱菌会将副反应生成的硫代硫酸钠变成单质硫,降低了副反应,使脱硫液再生彻底,稳定了脱硫液组成,提高了DDS脱硫液的脱硫能力。______第一章文献综述__随着工业生产的发展,排放到大气中的废气日益增加,其中含有硫化物、有机硫、CO2等有害物质,在许多地区造成了严重的大气污染,不仅威胁着生态环境和人类健康,也给工业生产带来了许多问题。因此,寻求一种有效的废气和工业原料气脱硫新方法,成为目前这一领域的当务之急。为了去除含硫化合物对社会和生产造成的不利影响,各国学者发展了多种脱硫方法。DDS脱硫技术就是其中较为成功的一种脱除工业含硫气体的方法,该方法在工业运行中具有较好的脱硫效果,因而被多家企业采用。但在脱硫的过程中产生的副盐严重的影响着脱硫残液的再生以及脱硫效果,因此提高DDS脱硫液的再生作用,对该技术的脱硫效果至关重要。__11含硫化合物对环境的危害__111硫化物的产生__在自然界中硫化物由硫酸盐还原而成,通常有两条实现途径,即同化硫酸盐还原反应和异化硫酸盐还原反应。__同化硫酸盐还原反应指硫酸盐通过生物(微生物、植物)吸收,同化为含-SH基的有机物。然后,有机含硫化合物通过腐化细菌的分解作用而放出H2S,该反应过程称为同化硫酸盐还原反应。由于蛋白质中有含硫的氨基酸,如:胱氨酸,半胱氨酸和蛋氨酸等,它们在厌氧条件下分解,会生成硫化物。例如半胱氨酸在厌氧条件下的反应式如下:__HOOC-CHNH2CH2SH+2H2O→CH3COOH+HCOOH+NH3+H2S1-1__异化硫酸盐还原反应即反硫化作用是指在厌氧条件下,当水中存在有机碳源和硫酸根时,由硫酸盐还原菌SRB,还原硫酸根形成硫化氢的过程,在此反应中,SRB能利用SO42-中的氧作为最终氢受体,氧化有机物,获得能量,反应式如下:__SO42-+2C+H2O→HCO3-+H2S1-2__大多数硫化物对环境都有着直接或间接的危害。大气中硫化合物包括硫化氢、二氧化硫、三氧化硫、硫酸、亚硫酸盐、硫酸盐和有机硫化合物等。但对环境影响最大的是硫化氢、二氧化硫和硫酸盐,因为它们是酸雨形成的主要因素。燃煤与火力发电厂等是硫化物的主要人为来源。__112大气中硫化物的危害__1121二氧化硫的危害__二氧化硫属中等毒物,刺激呼吸道,影响新陈代谢,抑制和破坏或激活某些酶的活性,使糖和蛋白质的代谢发生紊乱,从而影响机体生长和发育。同时,二氧化硫及其他硫化物对大气质量也有重要的不利影响。__大气中的二氧化硫之所以是一种主要的有毒污染物,还因为它能被大气中的O3、H2O2、水汽等氧化性物质比较大的化合物氧化生成酸,这是形成酸雨的重要来源之一。酸雨对于人类健康、生态系统和建筑物等都将产生不同程度的危害。__1122硫化氢的危害__硫化氢在常温常压下易从含有硫化物的废水中逸散于大气,在极低的浓度下,人们就可闻到其恶臭味。由于硫化氢是恶臭污染物中的重要组成成份之一(在我国属八大恶臭污染物之一),并且可随风扩散,所以波及范围很大,在国内外已成为一大公害。硫化氢不仅会产生臭味污染环境,而且还是一种强烈的神经性毒气,其毒性与氰酸气体相当。硫化氢吸入人体后,会对呼吸系统、循环系统、消化系统及神经系统造成不同程度的影响,长期接触硫化氢还会对人体留有后遗症。__113水中硫化物的危害__地下水特别是温泉水及生活污水常含有硫化物,其中一部分是在厌氧条件下,由于微生物的作用,使硫酸盐还原或含硫有机物分解而产生的。焦化、造气、造纸、印染、制革等工业废水中亦含有硫化物[1]。__水中硫化物包括溶解性的硫化氢,酸溶性的金属硫化物,以及不溶性的硫化物和有机硫化物。通常所测定的硫化物是指溶解性的和酸溶性的硫化物。硫化氢有强烈的臭鸡蛋味,水中只要含有零点零几毫克升的硫化氢,就会引起不愉快;硫化氢的毒性也很大,可危害细胞色素、氧化酶,造成细胞组织缺氧,甚至危及生命;另外,硫化氢在细菌作用下会氧化生成硫酸,从而腐蚀金属设备和管道,因此,硫化物是水体污染的重要指标。__首先,硫化氢可与铁在水中由非生物学氧化而生成的Fe2+起作用,形成FeS和FeOH2这是造成铁管锈蚀的主要原因。这个过程称为铁的无氧腐蚀。其反应过程如下:__4Fe+8H2O→4Fe+8OH-1-3__4H2+SO42-→H2S+2H2O+8OH-1-4__4Fe2++H2S+8OH-→Fe+3FeOH2+2H2O1-5__其次H2S在潮湿条件下,会被细菌氧化成亚硫酸及硫酸,从而具有腐蚀性。硫酸能腐蚀混凝土中暴露出来的钢筋及碳酸钙。反应式如下:__H2SO4+CaCO3→H2CO3+CaSO41-6__最后,由于大部分金属硫化物的溶度积很小,当金属长期暴露于含硫化物的溶液中时,极易产生锈斑,甚至不锈钢有时都难以幸免。__H2S,是可燃性无色气体,具有典型的臭蛋味。工业生产中很少使用硫化氢,接触的硫化氢一般是某些化学反应和蛋白质自然分解过程的产物,或以杂质形式存在。本市接触硫化氢较多的行业有污水处理、造纸、石油加工、化肥制造、化学纤维制造以及某些化工原料制造等。__人体吸入硫化氢可引起急性中毒和慢性损害。急性硫化氢中毒可分为三级,轻度中毒、中度中毒和重度中毒,不同程度的中毒,其临床表现有明显的差别。轻度中毒表现为畏光、流泪、眼刺痛、异物感、流涕、鼻及咽喉灼热感等症状,检查可见眼结膜充血、肺部干性罗音等,此外,还可有轻度头昏、头痛、乏力症状,中度中毒表现为立即出现头昏、头痛、乏力、恶心、呕吐、共济失调等症状,可有短暂意识障碍,同时可引起呼吸道粘膜刺激症状和眼刺激症状,检查可见肺部干性或湿性罗音,眼结膜充血、水肿等。重度中毒表现为明显的中枢神经系统的症状,首先出现头晕、心悸、呼吸困难、行动迟钝,继而出现烦躁、意识模糊、呕吐、腹泻、腹痛和抽搐,迅速进入昏迷状态,最后可因呼吸麻痹而死亡。在接触极高浓度硫化氢时,可发生“电击样”中毒,接触者在数秒内突然倒下,呼吸停止。长期反复吸入一定量的硫化氢可引起嗅觉减退,以及出现神经衰弱综合征和植物神经功能障碍。__12工业中含硫物质的处理方法__在炼油、石化、煤化工、制药、燃料等行业的生产过程中,会产生大量含有H2S、Na2S、Na2S2O3等硫化物的工业废水,统称为含硫废水。含硫废水的排放量随着工业的迅猛发展在逐年增加。废水中的硫化物有毒性、腐蚀性,并且有臭味,对环境造成极大的污染。若不经过处理直接排入水体,水体的生态平衡会遭到严重破坏。废水中还会散发出难闻的含硫气体化合物,对人们的生活和健康造成严重的影响。而且在处__

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