脱硫微生物
光合细菌和无色硫细菌
脱硫微生物分为光合细菌和无色硫细菌两类。光合细菌脱硫,由于条件苛刻,研究进展不大,仍处于批式试验或实验室小试阶段,且主要以处理气体硫化物为主;无色硫细菌脱硫,近年来很活跃,并取得一些进展,已进行了中试和生产性试验,效果很好。
光合细菌
光合细菌的种类繁多,但只有紫色硫细菌(Chromatiaceae)和绿色硫细菌(Chlorobiaceae)的一些种,能代谢硫化物。紫色无硫细菌(Rhodospirillaeceae)只有极少数,能忍受并利用较高浓度的硫化物。
无色硫细菌
无色硫细菌以化能自养型为主。大多硫杆菌(Thiobacillus),能够氧化硫化氢、元素硫、硫代硫酸盐和连四硫酸盐等,而形成硫酸,并从此过程中获得能量。常见的化能自养无色硫细菌有氧化硫硫杆菌(Thiobacillus thiooxidans)、排硫硫杆菌(Thiobacill usthioparus),氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans),以及脱氮硫杆菌(Thiobacillus denitrificans)。
存在问题
更好的菌株
一般认为,试剂硫芴是一种能代表煤中有机硫的典型化合物。在设计脱除煤中有机硫的微生物筛选实验中。大都用它作为培养基的营养成分,微生物降解硫芴有两种不同的途径。第一种称为“4s”途径,即由亚砜经过砜、磺酸盐最终到硫酸盐,这种方法是通过的特异性降解除去硫芴中的硫,而其中的碳会完整地保留下来,第二种是碳的破坏性代谢,这种代谢的结果是硫芴整体降解。很多研究人员一直试图分离或培养能降解或辅助降解硫芴的菌株,但分离到得菌株几乎都只能由破坏碳的途径降解硫芴。目前的问题是要筛选到能从有机物中特异性降解的菌株。
脱硫效果
在微生物脱除煤中有机硫的研究中,最有趣的进展也许是igts7,能脱除高达91%的有机硫这是一个惊人的结果。这些结果是十分鼓舞人心的,因为她们首次证实了用生物处理可以脱除煤中的有机硫,而且脱除水平达到了空气净化标准。另一个有意义的进展涉及到好温细菌,据称这种细菌的同一菌株既可优先代谢有机硫,也可优先代谢无机硫,在有机硫和无机硫含量几乎相等的煤中,它可以脱除多达45%的有机硫,而无机硫的含量实质上保持不变。而对另一些煤炭样品,同样的菌株脱除了90%的无机硫,而有机硫含量却没有降低。
进一步研究
通过遗传工程的方法也许能够得到更完全和更快的脱除煤炭有机硫的微生物。知道最近,还只有一个有关有机硫降解遗传学研究的公开计划。通过大肠杆菌和呋喃衍生物降解时逐步的变异和筛选,已经获得一些e.coli菌株,并已作出e.coli染色体上具有这种降解活性的基因的图谱,并已将有关的基因克隆。这个工作与煤炭脱硫的关系目前还无法确定。虽然这些e.coli菌株表明喜欢含硫物质而不喜欢含氮和含氧的类似物,但他们所降解的物质还没有一种是在煤中大量存在的,这些菌株也不降解一些煤化合物的替代物。
几年来,美国能源署一直提供资金资助从煤中脱除有机硫的研究,最近又集中资助采用遗传工程的方法。采用经证实对煤具有脱硫功能的细胞株,分离和扩增具有脱硫功能的基因和酶,还将研究能对芳香族物质进行硫特异降解的有关菌株。一旦获得和克隆具有硫特异代谢功能的基因之后,研究人员便会通过增加相关基因的拷贝数,增加每个基因的表达量和改变基因使之产生更高活性和效率的产物等措施,达到提高细胞活性的目的。为了提高脱除有机硫的活性,可以将整个降解转移到更合适的煤处理条件和其他种类的微生物中,这些遗传研究最终可能产生一种实用的、经济有效的脱除煤炭中硫的微生物菌种。产生有效处理方法的决定因素为:立法部门的压力,综合的经济问题和生物脱硫与煤炭工业当前的常规操作相结合。微生物处理实质上可能完全脱除煤炭中的有机硫和无机硫。要求的目标是只通过一次处理而经济有效地脱除有机硫和无机硫,要想在燃烧之前成功地脱硫,需要结合化学、物理和微生物的方法进行混合处理。
参考资料
最新修订时间:2023-12-08 13:37
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概述
光合细菌
无色硫细菌
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