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《清华大学》 2010年
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甲烷氧化混合菌群的富集培养及其治理瓦斯工艺研究

江皓  
【摘要】:甲烷氧化菌能在温和条件下特异的利用甲烷,具有应用于甲烷减排和煤矿瓦斯治理的潜力。本论文在对我国典型煤矿土壤的甲烷氧化菌进行分子生态学分析的基础上,确定甲烷氧化混合菌的富集培养策略,获得高效利用甲烷的稳定混合菌群,对其特性和功能进行研究,实现大规模发酵培养,并在实验室和煤矿现场进行了瓦斯治理实验。 用多种分子生态学方法解析了瓦斯煤矿土壤中的甲烷氧化菌及相关微生物的组成信息。该样品含有大量的甲烷氧化菌及甲基氧化菌,其中甲烷氧化菌以Ⅰ型为主,Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅹ型甲烷氧化菌的含量分别为78.6%、7.1%和14.3%。 分别以甲烷气和人工瓦斯气作为唯一碳源对土壤样品进行好氧选择性传代培养。富集过程中甲烷和乙烷的消耗能力得到显著强化,总细菌的多样性逐渐减少,Ⅰ型甲烷氧化菌则得到富集,20代以后菌群结构和甲烷去除能力趋于稳定。 研究了两种气体条件富集的混合菌群的特性,包括菌体形态、生长特性、代谢特性和微生物群落结构。驯化后Ⅱ型甲烷氧化菌数量增加,人工瓦斯气富集的混合菌菌群更丰富。混合菌比纯菌的甲烷消耗能力更强,且无代谢产物积累。菌群间的协同作用能有效避免产物抑制,有利于菌群结构和功能的稳定。 对两种条件得到的混合菌的功能进行了系统分析。其在甲烷浓度为3~50%时都有较好的去除效果,最高可达241 ml CH4 h~(-1) OD660~(-1) (L culture)~(-1)。在20~42oC都能有效的去除甲烷。对H_2S、CO和SO_2等毒性气体有很强的耐受性。混合菌保藏可用4oC充甲烷密封保存法、-80oC冻存菌体法和-80oC添加石蜡油冻存法。 以甲烷气富集的混合菌为对象,研究了甲烷氧化混合菌的大规模发酵培养。成功开展了5L-300L和5L-600L的放大发酵实验。混合菌在放大培养时,生长速度稳定,且随着发酵逐级放大,消耗甲烷能力以及菌群结构都能够保持稳定。 在实验室模拟煤层、生物过滤实验中研究混合菌去除甲烷的能力,并在河南三个矿井进行现场中试,将制备的菌液注入煤层并达饱和,甲烷去除效果显著,说明富集的甲烷氧化混合菌有在煤矿中治理瓦斯的应用潜力。
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:X172

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈东科;王璐;金龙哲;宋存义;;利用微生物技术治理煤矿瓦斯的研究展望[J];矿业安全与环保;2005年06期
2 夏仕文,尉迟力,李树本;固定化Methylomonas Z201细胞:甲烷单加氧酶的活性和稳定性[J];分子催化;1996年04期
3 王璐,金龙哲,陈东科;利用微生物技术治理煤矿瓦斯的研究展望[J];中国安全科学学报;2005年10期
4 夏仕文,尉迟力,李树本;单相和两相发酵体系中Methylomonas Z201细胞的生长和环氧丙烷的合成[J];微生物学报;1998年05期
5 王宝兴;煤矿瓦斯爆炸的主要原因初探[J];消防技术与产品信息;2003年09期
6 张丽;周玲玲;;瓦斯爆炸机理及预防措施[J];化学教育;2006年01期
7 尉迟力,缪德埙,李树本,索继栓,马清泉;甲烷氧化细菌Methylosinus trichosporium 3011甲醇累积条件的研究[J];工业微生物;1995年02期
8 郭西山,王晓刚,李晓池;浓度和流量对瓦斯加热氧化净化率的影响[J];煤炭学报;2003年01期
9 夏仕文,尉迟力,李树本;水-有机溶剂两相体系中甲基单孢菌Z201细胞催化丙烯环氧化的初步研究[J];生物工程学报;1997年02期
10 冯树,张忠泽;混合菌—— 一类值得重视的微生物资源[J];世界科技研究与发展;2000年03期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 韩冰;甲烷氧化菌的微生态解析及其应用基础研究[D];清华大学;2008年
2 于安峰;好氧—厌氧耦合体系污泥减量化的机理研究及工程应用[D];清华大学;2008年
【共引文献】
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1 王宝兴,经建生;中小煤矿的瓦斯爆炸危险性不比大煤矿大[J];安防科技;2004年04期
2 王宝兴,经建生;煤矿瓦斯燃烧是怎样引起的?[J];安防科技;2004年05期
3 王宝兴,经建生;瓦斯断电仪不是预防煤矿瓦斯爆炸的必要措施[J];安防科技;2004年06期
4 王宝兴,经建生;煤矿瓦斯爆炸主要原因的试验研究[J];安全与环境学报;2004年S1期
5 高大威,李瑛;不同配比的培养基对纤维素分解菌发酵饲料的影响[J];黄牛杂志;2001年06期
6 王小芬,崔宗均,胡跃高,陈晓燕,高丽娟,张涛;苜蓿青贮接种菌系Li6、Al2、Ru2的筛选及其发酵特性[J];草地学报;2004年02期
7 崔俊儒,辛嘉英,牛建中,夏春谷,李树本;二氧化碳存在下甲烷氧化细菌催化甲烷生物合成甲醇[J];催化学报;2004年06期
8 陈东科;王璐;金龙哲;宋存义;;利用微生物技术治理煤矿瓦斯的研究展望[J];矿业安全与环保;2005年06期
9 徐抗震,宋纪蓉,黄洁,赵宏安,任莹辉;苹果渣混合菌发酵生产饲料蛋白的研究[J];饲料工业;2003年07期
10 林颖;蔡容华;;芳香族化合物生物降解的研究进展[J];福建轻纺;2006年02期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 林柏泉;翟成;;我国煤矿井下煤层气抽采利用现状及存在问题分析[A];煤层气勘探开发理论与实践[C];2007年
2 姚毅;曾鸿鹄;朱义年;谭荻娜;;甘蔗糖蜜资源化应用现状分析及前景展望[A];第二届全国农业环境科学学术研讨会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 蒋群;有机相微生物活细胞催化羰基还原反应的研究[D];浙江大学;2002年
2 王普;甾体药物中间体HMPDD的C_(1,2)位微生物脱氢工艺和动力学研究[D];浙江大学;2004年
3 欧志敏;微生物法还原羰基化合物制备手性药物中间体的研究[D];浙江大学;2003年
4 周吉奎;三类生物冶金微生物菌种的选育及其与矿物作用研究[D];中南大学;2004年
5 徐抗震;激光选育混合菌发酵苹果渣生产饲料蛋白的研究[D];西北大学;2005年
6 Foday Sahr;[D];中国科学技术大学;2006年
7 余海霞;利用微生物技术治理煤矿瓦斯的研究[D];浙江大学;2007年
8 韩冰;甲烷氧化菌的微生态解析及其应用基础研究[D];清华大学;2008年
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1 胡方敏;海藻酸钙固定化面包酵母在有机相中催化苯甲醛和苯乙酮的还原[D];浙江大学;2002年
2 陈默;甲烷单加氧酶手性配合物的合成及表征[D];陕西师范大学;2002年
3 张光亚;设施栽培土壤氧化亚氮(N_2O)释放和甲烷(CH_4)氧化及其微生物学机理的研究[D];浙江大学;2002年
4 吉秀锋;固定化醇氧化酶的制备与性质研究[D];华中师范大学;2002年
5 杨维本;高效复合微生物菌群处理城市污水的初步研究[D];南京工业大学;2002年
6 万先凯;一株高活力纤维素分解菌的筛选及酶学性质研究[D];天津大学;2004年
7 陶光灿;细菌组合的固氮、解磷与抗病能力及不同培养条件的影响[D];中国农业大学;2004年
8 秦蓉;利用苹果渣发酵生产奶牛蛋白饲料及应用的研究[D];西北大学;2004年
9 石月丹;生物催化不对称合成(S)-1-苯砜-2-丙醇及动力学研究[D];延边大学;2004年
10 王红蕾;内蒙古查干诺尔湖产酶嗜碱细菌的多样性分析[D];东北师范大学;2005年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 崔俊儒,辛嘉英,牛建中,夏春谷,李树本;二氧化碳存在下甲烷氧化细菌催化甲烷生物合成甲醇[J];催化学报;2004年06期
2 尉迟力,夏仕文,李树本;甲烷生物催化氧化制甲醇──固定化细胞催化剂的制备及其催化性能的研究[J];催化学报;1997年06期
3 陈元彩,龙世明,肖锦;高浓度阿维菌素生产废水治理与资源回收技术研究[J];重庆环境科学;1999年01期
4 刘占文;控制瓦斯涌出防止爆炸事故[J];东北煤炭技术;1994年04期
5 蔚远江,杨起,刘大锰,黄文辉;我国煤层气储层研究现状及发展趋势[J];地质科技情报;2001年01期
6 陈东科;王璐;金龙哲;宋存义;;利用微生物技术治理煤矿瓦斯的研究展望[J];矿业安全与环保;2005年06期
7 张蔚文,张灼;降解直链烷基苯磺酸钠(LAS)菌株的筛选及其降解质粒的研究[J];环境科学与技术;1991年03期
8 辛嘉英,崔俊儒,陈建波,李树本,夏春谷;甲基单胞菌GYJ3催化环氧丙烷的半连续合成[J];分子催化;2001年03期
9 夏仕文,尉迟力,李树本;固定化Methylomonas Z201细胞:甲烷单加氧酶的活性和稳定性[J];分子催化;1996年04期
10 王宝兴,龚延晖,张银花,马克辛;超长建筑物爆炸泄压特性的试验研究[J];工程热物理学报;1998年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 杨明莉;煤层甲烷变压吸附浓缩的研究[D];重庆大学;2004年
【相似文献】
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1 孙修勤,姚乔尔,卢颖;渤海微生物自然混合菌群降解20号重柴油中正烷烃的研究[J];海洋与湖沼;1988年06期
2 樊青青;刘艳丽;罗亚田;付蓉;;环境中纤维素降解菌群的筛选与降解活性分析[J];四川化工;2009年02期
3 刘海燕;丁存宝;贾长虹;张俊杰;;产生物表面活性剂石油降解菌株筛选及降解特性[J];海洋环境科学;2010年04期
4 郑金秀;彭祺;张甲耀;赵磊;赵晴;李艺婷;;产表面活性剂的石油降解菌降解特性研究[J];环境科学与技术;2007年01期
5 孙宝魁;王东伟;;高效稳定纤维素分解混合菌群的筛选及分解特性研究[J];环境科学与管理;2008年09期
6 曾丽璇;曾宝强;张秋云;;头孢拉定降解菌的驯化、筛选及降解性能[J];华南师范大学学报(自然科学版);2008年04期
7 齐云阶;张国欣;崔宝臣;李睿;杨鹤红;;光合细菌混合菌群产氢影响因素[J];大庆石油学院学报;2010年04期
8 胡凌燕;孙东平;邵涛;陈纪昆;周伶俐;;混合菌群的筛选及其与白腐真菌串联降解石油的效果初探[J];化学与生物工程;2007年05期
9 崔宝臣;张国欣;侯博;邵姝媛;;正交实验优选光合细菌混合菌群产氢的最佳条件[J];微生物学通报;2009年12期
10 罗明芳;吴昊;王磊;邢新会;;含有甲烷氧化菌的混合菌群特性研究[J];微生物学报;2007年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 马挺;李丹;李国强;梁凤来;刘如林;;混合菌群对石油烃的协同降解作用研究[A];2008年中国微生物学会学术年会论文摘要集[C];2008年
2 何丽媛;唐霞;党志;易筱筠;;高效石油降解菌群的构建及降解特性的研究[A];第五届全国环境化学大会摘要集[C];2009年
3 何丽媛;党志;;混合菌对石油的降解及其降解性能的研究[A];第三届全国农业环境科学学术研讨会论文集[C];2009年
4 萨如拉;贾晓珊;杨小毛;;六氯苯厌氧降解混合菌群群落结构分析[A];持久性有机污染物论坛2008暨第三届持久性有机污染物全国学术研讨会论文集[C];2008年
5 冯玉杰;李冬梅;张秋桌;;混合菌群用于木质纤维素糖化的实验研究[A];中国资源生物技术与糖工程学术研讨会论文集[C];2005年
6 吴奕瑞;胡忠;伦镜盛;;海洋沉积物来源的混合菌S6降解苯并[a]芘的研究[A];2006中国微生物学会第九次全国会员代表大会暨学术年会论文摘要集[C];2006年
7 张金平;阚振荣;;混合菌群对实际染料废水的脱色与降解[A];“环境与健康”学术研讨会论文摘要集[C];2007年
8 雷志敏;东耀峻;钟林生;龙星;;产黑色素普氏菌核酸探针的制备、鉴定[A];全国第四次牙体牙髓病学术会议论文汇编[C];1995年
9 李颖;蔡宝立;;通过质粒分子育种培育高效降解阿特拉津的菌株[A];2006中国微生物学会第九次全国会员代表大会暨学术年会论文摘要集[C];2006年
10 佘跃惠;张凡;舒福昌;张学礼;王正良;周玲革;赵勇;赵立平;;油田污水污泥中以液蜡和聚丙烯酰胺(PAM)为营养源的微生物群落及功能分析[A];首届全国微生物基因组学学术研讨会会程与论文摘要集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 安徽省饲料工作办公室 王明辉;抓饲料安全,如何才能“纲举目张”[N];中国畜牧兽医报;2006年
2 本报记者 高杰;驯化“小精灵” 专啃“硬骨头”[N];中国环境报;2001年
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1 江皓;甲烷氧化混合菌群的富集培养及其治理瓦斯工艺研究[D];清华大学;2010年
2 王亮;机油降解菌群的驯化及其活性与结构分析[D];同济大学;2007年
3 尹亮;混合菌群共培养对偶氮染料的协同脱色及降解的研究[D];华南理工大学;2009年
4 陈玮;利用活性污泥混合菌群合成聚羟基烷酸脂的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 陈玮;利用活性污泥混合菌群合成聚羟基烷酸脂的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 宗文明;暗—光耦联两步法生物制氢及相关技术的研究[D];安徽农业大学;2009年
7 戚峰;生物质高效水解及发酵产氢的机理研究[D];浙江大学;2007年
8 蔡萌萌;剩余活性污泥中的微生物利用实际废液合成聚羟基烷酸酯[D];哈尔滨工业大学;2009年
9 胡娟;强化生物活性炭工艺深度处理MTBE微污染水源水的基础研究[D];华东理工大学;2012年
10 山丹;耐冷苯胺降解菌的特性及其对苯胺废水处理的强化作用[D];哈尔滨工业大学;2008年
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1 姜丹;高PHB含量的甲烷氧化混合菌群筛选及开放培养[D];哈尔滨商业大学;2012年
2 黄媛媛;混合菌处理乳制品废水的效能研究[D];湖南农业大学;2011年
3 杨丽卿;偶氮染料派脱色菌的选育及脱色效果研究[D];吉林大学;2013年
4 施展;海洋柴油降解菌性能的优化及其生物载体的研究[D];苏州大学;2012年
5 范凤霞;混合菌群FF对活性黑5的脱色降解研究[D];东华大学;2013年
6 董丽娟;聚乙烯醇生物降解性能的研究[D];南京理工大学;2005年
7 周瑞;高效溶藻细菌混合溶藻特性的初步研究[D];华中师范大学;2006年
8 高霏;纤维素厌氧降解菌群的筛选及其降解性能分析[D];哈尔滨工业大学;2007年
9 张运海;利用混合菌群合成聚羟基烷酸酯工艺条件优化[D];哈尔滨工业大学;2010年
10 王毅;光合细菌产氢基质代谢实验研究[D];河南农业大学;2009年
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