氧化亚铁硫杆菌固定床生物反应器运行的工艺条件

采用不同尺寸的木屑和圆柱状的活性炭作为氧化亚铁硫杆菌的固定化载体,构建了固定床生物反应器.实验考察了间歇操作下的通气速率、连续操作下的稀释率等参数对反应器中氧化亚铁硫杆菌菌膜氧化Fe2 过程的影响.实验结果表明,在0.65 L固定床反应器中,以尺寸为12 mm×5 mm×1 mm的木屑作为固定化载体,控制通气速率为1.4 L/min,稀释率为1.1 h-1时,可获得最大Fe2 平均氧化速率5.83 g/(L·h).对不同载体的氧化亚铁硫杆菌固定化以及Fe2 氧化情况做出了对比.     

高铁浓度下氧化亚铁硫杆菌的生长动力学

通过改变初始Fe2 浓度,对氧化亚铁硫杆菌生长过程中的代谢变化进行了研究。依据产物抑制的Monod方程,推导并建立了氧化亚铁硫杆菌在高铁浓度下的生长动力学方程。实验结果表明:随着Fe2 浓度的增加,底物抑制作用增加,导致细菌对底物的亲和力减小,Ks值增大。细菌比生长速率的实验值和模拟值之间的相关系数为0.97,表明该动力学方程能够较好地描述高铁浓度下氧化亚铁硫杆菌的生长情况。     

微生物培养液脱H2S及副产物的性质

以氧化亚铁硫杆菌培养液和酸性Fe2（SO4）3溶液为吸收剂，采用优化的工艺条件进行了H2S的脱除实验，并对微生物培养液脱H2S后的副产物硫磺的相关性质进行了测定分析，以期为工业应用中硫磺回收工艺的设计提供参考。实验结果表明：采用微生物培养液脱H2S比单纯使用酸性Fe2（SO4）3溶液的效果好，反应进行45 min后，脱硫率仍可保持在90%以上；微生物培养液脱H2S后的副产物硫磺颗粒不溶于水，微溶于乙醇，完全溶于二硫化碳和四氯化碳，密度为1. 90 g·cm-3，熔点为121℃；该颗粒为不规则球形，在溶液中极易发生团聚现象，加入分散剂后测得平均粒径为5. 09 μm；该副产物硫磺具有亲水性，在工业应用上优于具有疏水性的升华硫和酸性Fe2（SO4）3溶液脱H2S产生的硫；该副产物硫颗粒在溶液中的沉降速度为0. 125×10-2 m·s-1。     

电位法在氧化亚铁硫杆菌氧化过程中的应用研究

对氧化还原电位法在氧化亚铁硫杆菌培养过程中的应用进行了探索性的研究，维持总铁浓度为10g／L，通过改变Fe（Ⅱ）与Fe（Ⅲ）的比例，找出E与Ln（Fe^3＋／Fe^2＋）的线性关系和培养液的处理条件。结果表明，在无菌体系中，当Fe＆3＋／Fe^2＋的比值范围为0．5-10时，二者的线性关系较好，并发现当培养基的消耗小于40％时对E与Fe^3＋／Fe^2＋的关系影响不大。进而考察了在氧化亚铁硫杆菌生物氧化过程中E与Fe^3＋／Fe^2＋的关系，通过加酸对培养液稀释40倍然后加热处理，发现了E与Ln（Fe^3＋／Fe^2＋）的线性关系，进而确定了能斯特方程中的参数Eo和RT／nF的大小。与无菌体系的参数进行了比较，相对误差小于1％。