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高效实用的预处理方式对提高甲烷产量具有重要的作用,但单一的预处理方式往往较难获得满意效果,尤其是针对组成成分复杂的褐煤而言,对其后续产甲烷性能的影响更是存在不确定性。为探讨不同联合预处理对褐煤厌氧发酵产甲烷的影响,以1.00%HCl+5.00%H2O2(1号)、6.00%NaOH+5.00%H2O2(2号)、1.00%HCl+10.00 g木质素酶(3号)、6.00%NaOH+10.00 g木质素酶(4号)、5.00%H2O2+10.00 g木质素酶(5号)等不同联合预处理褐煤为实验组,未经预处理煤样为对照组(6号),在适宜菌种来源和环境条件下进行厌氧发酵产甲烷实验。利用比色法、气质联用法、扫描电镜等对联合预处理产甲烷过程中的糖类、挥发性脂肪酸含量及煤降解特征进行分析,以揭示其影响机理。结果表明:①不同联合预处理均可以增加褐煤发酵产甲烷量。4与5号联合预处理效果较好,累积甲烷产量分别是20.36 mL/g与8.83 mL/g,相比6号对照样分别提高了24.24倍与10.51倍。②各实验组COD(化学需氧量)去除率均高于对照组,且反应前后菌液pH波动值小。③反应初期3号实验组多糖含量最低(0.37 μg/mL),6号多糖含量最高(2.15 μg/mL),且均呈现出先下降后上升的总体趋势。④ 2、3与5号实验组还原糖含量在整个反应过程中保持较高值,且反应末期各产气组糖类含量均不为零。⑤不同联合预处理均可以促进乙酸、丁酸的降解并提高产气率。不同条件下的褐煤产甲烷量与转化率变化特征,证实了联合预处理煤增产生物甲烷的有效性,可为煤制生物气技术的产业化应用提供借鉴。 相似文献
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为研究褐煤生物产气规律及其液相体系中常见阳离子变化特征,以内蒙古胜利褐煤为产气底物,寺河矿区煤层气井排采水中微生物作为发酵菌群,利用5 L厌氧发酵罐进行模拟生物产气实验,采用离子色谱仪对发酵液中的NH4+、K+、Ca2+、Mg2+和Na+5种阳离子浓度进行动态监测。结果表明:煤模拟生物产气周期为33 d,分为缓慢增长期、快速增长期和平缓期3个阶段,33 d单位质量煤净产甲烷量最高达23 μmol/g;产气体系中NH4+（741.5 mg/L）和K+（994.5 mg/L）离子质量浓度变化最为明显,Ca2+（26 mg/L）、Mg2+（10.7 mg/L）和Na+（72 mg/L）次之,表明发酵液中5种阳离子均参与了褐煤生物产气过程,且被不同程度地释放和利用;褐煤生物产气量与阳离子浓度有一定相关性,单位质量煤产气量与NH4+和K+浓度呈正相关,与Ca2+、Mg2+浓度呈负相关。此外,NH4+和K+以及Ca2+和Mg2+之间浓度呈显著正相关。由实验结果可知:褐煤生物产气液相体系中4+、K+、Ca2+、Mg2+和Na+5种阳离子会随着煤中有机组分的厌氧降解而缓慢释放、再吸附,同时可被微生物利用参与细胞内的生物化学反应。 相似文献
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高岭土是自然界较常见的无机矿物,对微生物的生长代谢有促进作用,煤中赋存大量高岭土,而有关其对煤生物产气影响的报道确较少。为探究高岭土对煤生物产气的影响,以陕西榆林煤为研究对象,以驯化的微生物作为产气菌群,通过在培养基中添加不同质量分数的高岭土进行煤生物模拟产气,利用气相色谱仪、酶标仪、傅里叶红外光谱仪、Illumina高通量测序平台,研究CH4产量、总挥发性脂肪酸(Volatile Fatty Acids, VFAs)浓度、辅酶F420含量、产气前后煤的有机官能团和微生物群落结构的变化。结果表明:高岭土的添加影响生物产气过程,0~8.0%高岭土添加量可明显分为2个区间,0~1.0%和2.0%~8.0%,产甲烷量、累积产甲烷量和F420在2个区间内呈先升后降趋势,而乙酸和VFAs浓度变化趋势相反;模拟生物产气50 d后,添加高岭土实验组(0.5%)每克煤累积产甲烷量最高可达216 μmol,较空白组提高55.4%;同时,添加高岭土可以提高辅酶F420的含量,最高可达48.93 ng/L,也有助于煤中的醇、酚—OH、—NH—和—NH2被微生物利用。高岭土对煤生物产气体系中细菌种群结构的影响规律不明显,仅Firmicutes(厚壁菌门)在0~1.0%和2.0%~8.0%添加区间呈现先增后减的变化趋势;相比之下,高岭土的添加对古菌丰度变化影响较明显,体系中的古菌主要是Euryarchaeota(广古菌门),其中,Methanosarcina(甲烷八叠球菌属)和Methanobacterium(甲烷杆菌属)是古菌中丰度最高的种属,Euryarchaeota和Methanosarcina丰度在0~1.0%和2.0%~8.0%区间内与甲烷累积产量变化、F420变化趋势一致,Methanobacterium却和VFAs变化趋势一致。由此得出,高岭土的添加会影响榆林煤的生物产气,其产甲烷量、VFAs、F420酶活性、微生物群落结构和煤中有机官能团组成均会发生变化,这为后续研究煤中无机矿物对煤的生物产气的影响提供参考。 相似文献
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福建牛头山新近纪碱性玄武岩中地幔岩包体内硫化物研究 总被引：3，自引：0，他引：3
福建牛头山一带新近纪碱性玄武岩中含有尖晶石二辉橄榄岩包体。这些地幔岩包体内普遍存在有硫化物。硫化物按产状和成因分为两类:1)分布于寄主矿物内部,未与裂隙相连,是地幔岩浆作用的产物;2)分布于颗粒内或颗粒边部,在裂隙上或与裂隙相连,是地幔流体交代作用的产物。电子探针分析表明,15个硫化物测点中,除2个黄铜矿、1个硫铜铁矿外,其余为不同Ni/Fe(mol比)比值的铁镍硫化物:6个测点为富镍镍黄铁矿,其Ni/Fe=0.98～2.79,(Fe+Ni)/S=1.03～1.08;2个为针镍矿,其Ni/Fe=5.5,(Fe+Ni)/S=1.01;4个测点为富镍磁黄铁矿,其Ni/Fe=0.29～0.49,(Fe+Ni)/S=0.79～0.94。4粒单一硫化物矿物的成份是不均一的,多数表现为自中心到边部Ni含量和Ni/Fe值呈增加趋势,而Fe和Cu含量呈减少趋势。本研究还发现单一硫化物中由中心到边部金与镍大致有相同的变化趋势。 相似文献
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为研究白腐真菌预处理对煤厌氧发酵产甲烷的影响，以预处理长焰煤为实验组，未经预处理煤样为对照组，在适宜环境下进行厌氧发酵产气实验。利用重铬酸钾法、紫外分光光度法、扫描电镜等手段对产气过程中的COD（化学需氧量）质量浓度、辅酶F420活性及煤形貌变化等进行阶段性分析。结果表明:实验组与对照组总产气量和碳转化率分别是2 322.0 mL与5.10%、1 330.2 mL与4.70%，且实验组初始产气时间明显提前；实验组降解更为彻底，两者COD值分别是32~176 mg/L与576~609 mg/L；实验组与对照组辅酶F420活性最高值分别为0.011 72 μmol/L和0.007 97 μmol/L，且其活性受TOC（总有机碳）含量和产酸细菌的影响；预处理和产气结束后，实验组煤样表面更加粗糙，微生物吸附位点和吸附量也更多，且有菌簇的形成。实验证实，白腐真菌生物预处理在提高煤厌氧发酵产气量与碳转化率方面具有很强的优越性和可适用性，有利于煤层生物气资源的产业化利用。 相似文献
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湖南响涛源锰矿位于湘中桃江成锰盆地。盆地内发育一组NNW向同沉积断裂,形成了一系列断陷槽,控制了沉积岩相的分布,其中黑色页岩、含锰灰岩、碳酸锰矿为成矿最佳的岩性组合。矿石的化学组分多样,Co、Ni、Pb、Mo和Ba等丰度较高,Co/Ni、SiO2/Al2O3、(Fe+Mn)/Ti、Al/(Fe+Mn+Al)、Fe/Ti比值以及Co/Zn-(Cu+Ni+Co)和Fe-Mn-(Cu+Ni+Co)图解揭示锰矿成矿过程中有海底热水的参与;稀土元素配分模式、Ce、Eu异常表示锰矿形成于被动大陆边缘环境,并具有热水沉积特征;碳同位素结果显示出富集碳的轻同位素的特征,反映了响涛源锰矿成矿过程中深部热水沉积及生物作用的特征;氧同位素计算古温度为湘中响涛源锰矿床的低温热水沉积成因提供了有利的佐证。 相似文献
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晚泥盆世五指山组是桂西南地区重要的含锰地层,为一套硅质-泥质-灰质及其过渡相组成的深水台沟相沉积。锰矿体的形态和展布受岩相组合和构造条件的控制。本文分析了含锰岩系的主量及微量元素地球化学:含锰岩系的V/(V+Ni)、V/Cr、U/Th、Ni/Co值,U、V和Mo等氧化还原敏感元素的富集程度显示研究区含锰岩系形成于弱氧化-富氧环境。另外,含锰岩系的Fe/Ti、Al/(Al+Fe+Mn)、Si O2/Al2O3、Ba/Sr及Co/Zn比值及稀土元素Eu正异常特征均显示热水沉积物的特征,在Si O2-Al2O3、Fe/Ti-Al/(Al+Fe+Mn)、log U-log Th、(Ni+Cu+Co)×10-Fe-Mn关系图解中,样品投影点均落在热水沉积区内,反映锰的富集和成矿过程与热水活动的参与密切相关。含锰岩系的La/CeAl2O3/(Al2O3+Fe2O3)、100×(Fe2O3/Si O2)-100×(Al2O3/Si O2)、Fe2O3/(100-Si O2)-Al2O3/(100-Si O2)、Fe2O3/Ti O2-Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)图解及稀土元素特征,均指示含锰岩系形成于被动大陆边缘背景。 相似文献
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超临界CO2能够破坏煤分子结构,提高生物甲烷的产量。为研究微生物在超临界CO2参与的煤储层原位条件下的产气潜力,以新疆地区某煤层气区块目标煤层的初始储层压力、温度和气体组分作为原位储层条件,通过自主设计的煤储层原位厌氧发酵装置,模拟煤储层原位储层条件下的厌氧发酵过程,并对生物气产量、煤的官能团结构和微生物群落结构进行了分析。研究结果表明,在超临界CO2参与的煤储层原位条件下,生物甲烷产量达到了32.9 mL/g,CO2的生物转化率为17.4%。FTIR光谱表明,原位条件下微生物对苯酚、醇、醚、酯中含氧基团的降解能力要强于常规条件下的厌氧发酵。超临界CO2参与下的储层原位厌氧发酵系统中,多种产甲烷代谢途径的产甲烷菌(氢营养型、乙酸营养型和甲基营养型)逐渐向单一的氢营养型产甲烷菌演化。高压环境下,细菌群落中芽孢杆菌Solibacillus silvestris成为水解产酸发酵阶段的优势菌。该研究为煤层气生物工程的现场实施和碳减排提供了实验基础。 相似文献
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通过浮选实验、Zeta电位测量和红外光谱分析研究了油酸钠捕收剂体系中锂辉石的浮选行为和作用机理。浮选结果发现,当油酸钠用量为200 mg/L,pH=89时,锂辉石最大浮选回收率为27%;当加入的活化离子Fe3+浓度为35 mg/L时,浮选回收率高达90%,可见Fe3+活化效果显著。Zeta电位测量结果显示锂辉石的零电点约为pH=3.0,加入阴离子捕收剂油酸钠后锂辉石Zeta电位整体向负移,则两者之间存在非静电作用力。在最佳浮选pH值=89时,锂辉石最大浮选回收率为27%;当加入的活化离子Fe3+浓度为35 mg/L时,浮选回收率高达90%,可见Fe3+活化效果显著。Zeta电位测量结果显示锂辉石的零电点约为pH=3.0,加入阴离子捕收剂油酸钠后锂辉石Zeta电位整体向负移,则两者之间存在非静电作用力。在最佳浮选pH值=89时,锂辉石Zeta电位变化最显著,表明此时发生的吸附作用最大。结合红外光谱测试结果可得出结论:油酸钠在锂辉石表面吸附主要通过化学作用。 相似文献
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在有机质厌氧产甲烷过程中,短链脂肪酸的高效转化是关键步骤之一,而铁氧化物对短链脂肪酸的转化具有强化作用。本文以针铁矿和丙酸钠为代表,考察了铁氧化物添加量(40、200、2000 mg/L)对短链脂肪酸产甲烷过程的影响。结果表明,最高产甲烷效率(89.65%)及最大产甲烷速率(9.95 mL/d)分别发生在40 mg/L针铁矿和2000 mg/L针铁矿的体系中,微生物群落分析表明产乙酸细菌Petrimonas属与乙酸裂解型产甲烷菌Methanothrix属为优势菌种。添加针铁矿可促进丙酸钠产甲烷过程,其转化途径以乙酸裂解耦合种间直接电子传递为主。 相似文献
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探讨了六盘水市煤岩资源开发过程中产生的废弃物,煤矸石、矿区废水、废气对其环境的危害性,指出其环境治理的紧迫性,应加强综合治理。 相似文献
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微生物与煤的相互作用过程复杂，为了深入分析煤中有机物在生物产气过程中的作用及变化规律，选取义马褐煤和实验室保存的产甲烷菌群作为研究对象，研究褐煤水溶性有机物产气特征及其产气前后化学组成变化。利用去离子水在70℃下萃取褐煤得到水溶性有机物、水萃余煤，分别以其作为底物开展生物产气实验，并利用甲醇对产气后的残煤进行有机萃取，采用GC、HPLC-MS和GC-MS方法分析产气量变化及发酵液和煤甲醇萃取物的化学组成。结果表明，褐煤原煤、水溶性有机物和水萃余煤的产气量分别为0.46、0.45和0.15 mmol/g。产气初期水溶性有机物化学组成复杂，分子量主要集中在200~300 Da，生物产气后化合物种类减少，分子量降至150~200 Da，并且产气后发酵液中检测到一些分子中具有苯环结构的含氮和氧杂原子的化合物。水萃余煤生物产气后的甲醇萃取物中出现少量水溶性化合物如甲酰胺、乙酰胺、亚硫酸二甲酯等。70℃萃取得到的义马褐煤水溶性有机质能被产甲烷微生物利用产气，经过生物产气后煤中非水溶性有机物会转变成水溶性有机物。本研究探索了褐煤中水溶性有机物在生物产气过程中的潜在作用，为阐明煤生物产气的物质基础提供了实验依据。 相似文献
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Heavy metals removal from synthetic wastewater by a novel nano-size composite adsorbent 总被引：2，自引：2，他引：0
Y. B. Onundi M.Sc. A. A. Mamun Ph.D. M. F. Al Khatib Ph.D. M. A. Al Saadi M.Sc. A. M. Suleyman Ph.D. 《International Journal of Environmental Science and Technology》2011,8(4):799-806
The effects of varying operating conditions on metals removal from aqueous solution using a novel nano-size composite adsorbent are reported in this paper. Characterization of the composite adsorbent material showed successful production of carbon nanotubes on granular activated carbon using 1 % nickel as catalyst. In the laboratory adsorption experiment, initial mixed metals concentration of 2.0 mg/L Cu2+, 1.5 mg/L Pb2+ and 0.8 mg/L Ni2+ were synthesized based on metals concentration from samples collected from a semiconductor industry effluent. The effects of operation conditions on metals removal using composite adsorbent were investigated. Experimental conditions resulting in optimal metals adsorption were observed at pH 5, 1 g/L dosage and 60 min contact time. It was noted that the percentage of metals removal at the equilibrium condition varied for each metal, with lead recording 99 %, copper 61 % and nickel 20 %, giving metal affinity trend of Pb2+ > Cu2+ > Ni2+ on the adsorbent. Langmuir’s adsorption isotherm model gave a higher R2 value of 0.93, 0.89 and 0.986 for copper, nickel and lead, respectively, over that of Freundlich model during the adsorption process of the three metals in matrix solution. 相似文献
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胍胶压裂液的低温破胶问题事关煤层的增透效果,为探讨产甲烷菌群对胍胶生物降解的影响,以内蒙古某矿褐煤样品为研究对象,以富集的新鲜矿井水为菌源,配比不同浓度的胍胶与煤的混合液,开展生物甲烷代谢实验。以产气总量、CH4含量、胍胶分子官能团和C、H元素含量变化以及液相产物等指标表征煤层产甲烷菌群对胍胶的生物降解特性。实验结果表明:加入胍胶能提高煤制生物气产量,代谢后体系溶液黏度明显降低;降解后胍胶大分子中C、H元素的含量明显下降,胍胶的表面粗糙度增加;胍胶降解后主要特征峰表现为-OH基团及C-O基团的含量减少,甲基官能团振动吸收峰消失;生物降解溶液中葡萄糖醛酸含量增加。实验验证了煤层产甲烷菌对胍胶的降解作用及效果,为胍胶压裂液的低温破胶技术提供了有力依据。 相似文献
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采空区是高氟矿井水形成的关键区域,其水-岩系统中氟的来源与溶解释放决定了矿井水中氟的富集或贫化。针对蒙陕接壤区3-1煤采空区矿井水氟来源及释放规律不清晰问题,采用水化学测试、岩石矿物成分分析、矿物扫描电镜与能谱检测,以及室内水-岩作用仿真模拟试验,查明矿井水氟物质来源与赋存载体,揭示岩石中氟释放规律。结果表明：研究区3-1煤矿井水水化学类型主要为HCO3-Na与SO4-Na型,3-1煤采空区矿井水氟浓度高于3-1煤生产工作面的矿井水浓度,且采空区矿井水pH、Na+/Ca2+浓度比均大于工作面矿井水。3-1煤采空区矿井水F-的物质来源为泥岩与粉砂岩,2种岩石中氟平均含量分别为741、610 mg/kg,氟在固相中的主要赋存载体为蒙脱石、高岭石、伊利石及绿泥石。采空区水-岩系统中氟的释放受岩性、粒径、pH、温度及Na+/Ca2+浓度比5个因素影响。其中,泥岩及粉砂岩中的氟比细砂岩中的更容易释放进入水中;无论何种岩性,随着粒径的减小,氟释放F-的浓度增大;此外,碱性、高温及高钠低钙的... 相似文献