降解褐煤的方法及其菌剂技术

本发明专利技术公开了降解褐煤的方法及其菌剂。该降解褐煤的方法包括在含有褐煤的培养基中培养菌剂的活性成分，该菌剂的活性成分发酵产酸菌属细菌、硫酸盐还原菌属细菌和产甲烷菌属细菌。该降解褐煤的方法解决了在高温高压情况下褐煤微生物降解试验操作不便的问题。褐煤微生物降解试验操作不便的问题。

【技术实现步骤摘要】
降解褐煤的方法及其菌剂


[0001]本专利技术涉及生物
，尤其是涉及降解褐煤的方法及其菌剂。

技术介绍

[0002]内蒙古自治区是煤炭大省，已探明的煤炭储量居全国第二位。该区煤炭种类以煤化程度最低的褐煤为主，其高水分、高灰分、低发热量的特点导致在综合利用中大大受阻。但褐煤具备的上述特点适合微生物对其进行降解利用以产煤层气，此过程没有污染物，绿色环保。但目前这一课题研究国内外大部分停留在试验阶段，且所用微生物菌群大多为高温菌，多为取自煤层的内源产甲烷菌群，试验过程需要高温高压的厌氧环境，降解褐煤时所需环境条件苛刻，操作过程具有一定的危险性；同时期刊中的论文大多显示，微生物菌群降解褐煤后的生物气由CH4、H2和CO2组成，前两者的比例在生物降解中难以调控，未来应用实际实现产业化较为困难。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的之一在于提供一种降解褐煤的方法。
[0004]本专利技术提供了降解褐煤的方法，包括在含有褐煤的培养基中培养菌剂的活性成分。所述菌剂的活性成分包括发酵产酸菌属细菌、硫酸盐还原菌属细菌和产甲烷菌属细菌。所述的发酵产酸菌属、所述硫酸盐还原菌属和所述产甲烷菌属的菌属数量比可为9∶3∶2。
[0005]可选地，根据上述的方法，所述含有褐煤的培养基中，酵母提取粉的含量为2.00g/L，磷酸氢二钾的含量为0.40
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0.42g/L，磷酸二氢钾的含量为0.40
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0.42g/L，氯化镁的含量为2.0
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2.50g/L，氯化钠的含量为1.98
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2.00g/L，氯化钾的含量为0.20g/L，L
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半胱氨酸的含量为0.50g/L，NH4Cl的含量为1.00g，碳酸氢钠的含量为0.20
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0.26g/L，硫化钠的含量为0.20g/L和褐煤的含量为2.00g/L。所述含有褐煤的培养基还可包括维生素溶液和微量元素溶液，维生素溶液含量为10mL/L，微量元素溶液含量为10mL/L。所述培养基的pH可为6.5
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7.5。
[0006]可选地，根据上述的方法，在厌氧条件下培养上述菌剂的活性成分，培养温度为37℃。
[0007]上述含有褐煤的培养基属于本专利技术的保护范围之内。
[0008]上述降解褐煤的菌剂也属于本专利技术的保护范围之内。
[0009]本专利技术还提供了上述的菌剂在降解褐煤中的应用。
[0010]所述应用中，降解褐煤的温度可为37℃。
[0011]所述应用中，可在厌氧条件下降解褐煤。
[0012]本专利技术从活性污泥中富集、驯化得到的微生物菌群能够在培养基中进行褐煤降解。在菌株量达到5mL/50mL培养基，采用褐煤作为碳源，固液比(即褐煤与培养基的质量体积比g∶mL)为1∶25，在温度37℃，pH值7.0，厌氧条件下培养，对褐煤降解15d后，降解产气量可达44.87mL CH4/2g褐煤。与已知的菌种相比，本专利技术提供的微生物菌群能大大的提高褐
煤降解的生物产气量，且微生物菌群产气组成仅含CH4和CO2，便于后期实际应用中分离，本专利技术为褐煤微生物降解提供优质高效菌群。
[0013]本专利技术所提供的降解褐煤的方法解决了在高温高压情况下褐煤微生物降解试验操作不便的问题。不仅能够应用于褐煤的微生物降解，还能够提供一条开发非常规天然气资源的新途径。
[0014]本专利技术通过单因素试验筛选，确定出微生物降解褐煤过程中的最佳工艺条件以及制备方法。
[0015]本专利技术优化了操作条件、培养基成分，并对微生物菌群本身进行了富集驯化培养，其褐煤降解效果显著优于未驯化的菌种，能大大的提高褐煤降解的生物产气量，解决低阶煤
‑
褐煤难以有效的开发利用这一难题。
附图说明
[0016]图1为排水集气法收集的装置结构示意图。
[0017]图2为实施例2培养基优化前后的菌群对降解褐煤后的生物气量效果对照。
具体实施方式
[0018]下面结合具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本专利技术，而不是为了限制本专利技术的范围。以下提供的实施例可作为本
普通技术人员进行进一步改进的指南，并不以任何方式构成对本专利技术的限制。
[0019]下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0020]下述实施例所获得的高效厌氧菌群与会议论文Effect of Microbial Degradation of Lignite on Its Morphology中提到的降解褐煤的微生物一致，该会议论文由第一届先进生物制造国际会议(The 1st International Conference on Advanced Biomanufacturing，ICAB 2019)收录。
[0021]采用origin8.5统计软件对数据进行处理。
[0022]下述实施例使用的培养基具体如下。
[0023]富集培养基：以去离子水配置，1L去离子水中加入K2HPO
4 0.4g、NH4Cl 1.0g、MgCl
2 2.0g、半胱氨酸0.5g、KH2PO
4 0.4g、Na2S 0.2g、酵母提取粉2.0g、NaHCO
3 0.2g、乙酸钠2.0g、NaCl 2.0g、KCl 0.2g、维生素溶液10mL、微量元素溶液10.0mL。培养基配方中Na2S和NaHCO3以及半胱氨酸作为还原剂除去培养基中的溶解氧，同时，煮沸5分钟，以彻底除去培养基中的氧。
[0024]微量元素溶液配方为：氨乙酸1.5g/L、CaCl
2 0.1g/L、MgSO4·
7H2O 3.0g/L、H3BO
3 0.05g/L、FeSO
4 0.1g/L、NaCl 1.0g/L、CoCl20.1g/L、MnSO
4 0.5g/L、ZnSO
4 0.1g/L、NaMoO
4 0.05g/L、A1K(SO4)
2 0.01g/L、NiCl
2 0.1g/L、CuSO
4 0.01g/L。
[0025]维生素溶液配方为：生物素2mg/L、尼古酸5mg/L、叶酸2mg/L、硫胺素5mg/L、盐酸吡哆醇10mg/L、钴胺素0.1mg/L、核黄素5mg/L、对氨基苯甲酸5mg/L、泛酸5mg/L、硫辛酸5mg/L。
[0026]驯化培养基：将上述富集培养基的碳源乙酸钠利用褐煤来代替，其余培养基组分
不变。
[0027]实施例1、获得降解褐煤的微生物菌群
[0028]取污水处理厂厌氧消化池内的厌氧污泥，采用悬浮接种法对菌种进行多次筛选富集，直到生物产气量稳定，使菌种得到纯化，获得菌种富集液。再用菌种富集液对褐煤进行微生物降解，并检测产气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.降解褐煤的方法，其特征在于，包括在含有褐煤的培养基中培养权利要求6或7所述的菌剂的活性成分。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述含有褐煤的培养基为权利要求4或5所述培养基。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：在厌氧条件下培养权利要求6或7所述的菌剂的活性成分，培养温度为37℃。4.用于培养权利要求6或7所述菌剂的活性成分的培养基，其特征在于：酵母提取粉的含量为2.00g/L，磷酸氢二钾的含量为0.40
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0.42g/L，磷酸二氢钾的含量为0.40
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0.42g/L，氯化镁的含量为2.0
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2.50g/L，氯化钠的含量为1.98
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2.00g/L，氯化钾的含量为0.20g/L，L
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半...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永锋，杨霖，刘占英，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：发明
国别省市：