1、石油是當(dāng)今世界的主要能源之一，全球每天約消耗1000多萬噸的原油，這些燃料油燃燒后產(chǎn)生的SO2是形成酸霧、酸雨等環(huán)境污染的重要原因。低含硫礦物燃料的稀缺、高品質(zhì)清潔燃料油的需求和日益嚴(yán)格的控制標(biāo)準(zhǔn)迫切需要開發(fā)燃燒前深度脫硫技術(shù)。加氫技術(shù)是目前的主要脫硫法，然而其在操作成本和深度脫硫方面的不足制約著脫硫技術(shù)的發(fā)展。生物脫硫具有反應(yīng)條件溫和、專一性強、不影響油品熱值等優(yōu)點，已成為加氫脫硫工藝較好的補充，隨著世界范圍內(nèi)對油品含硫標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格

2、，作為深度脫硫技術(shù)的生物脫硫受到越來越多的關(guān)注。 本研究利用實驗室自主分離的脫硫菌株分支桿菌ZD-19，以促進生物脫硫的工業(yè)應(yīng)用為目標(biāo)進行研究。課題前期研究證明ZD-19可以沿4S途徑降解二苯并噻吩(DBT)和4，6二甲基二苯并噻吩(4，6DMDBT)，并且具有較高的去除效率。為了進一步考察ZD-19的脫硫底物范圍，本論文就ZD-19對4甲基二苯并噻吩(4MDBT)的脫硫特性進行了研究，結(jié)果表明ZD-19也能專一性的切斷4MD

3、BT的C-S鍵，且由于4MDBT獨特的不對稱結(jié)構(gòu)，代謝過程中羥基取代位置發(fā)生變化，所得產(chǎn)物為兩個同分異構(gòu)體：4甲基2苯基苯酚和2羥基3甲基聯(lián)苯。研究還證實ZD-19并不能有效降解苯并噻吩(BT)。本部分實驗表明ZD-19是一株對DBT及其衍生物有較高去除效率的優(yōu)勢菌種。 微生物能夠在油相中作用是BDS應(yīng)用于實際油品脫硫的關(guān)鍵。搖瓶實驗中，ZD-19在油水兩相體系中具有較高的脫硫活性，反應(yīng)10h，1mmol/LDBT的降解效率達

4、到78.5％；其最佳脫硫活性是水相中的2倍，且兩相體系促進了傳質(zhì)，提高了細胞的利用效率，較高菌液濃度時沒有出現(xiàn)抑制現(xiàn)象，具有比水相實驗較高的脫硫活性。與搖床實驗比較，氣升式反應(yīng)器獨特的流體力學(xué)特征更加利于兩相混合和傳質(zhì)，在生長細胞脫硫和休止細胞脫硫?qū)嶒炛卸急憩F(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。反應(yīng)器內(nèi)ZD-19達到指數(shù)生長后期時細胞最大比生長速率和細胞濃度為0.15g/(L·h)和8.1g/L，分別是搖床實驗1.4倍和2.3倍。ZD-19在油水兩相實驗中表

5、現(xiàn)出較高的脫硫活性，具有應(yīng)用于油品脫硫的潛力。 目前BDS研究還局限于搖瓶實驗，生物脫硫反應(yīng)器的設(shè)計與研究具有重要意義。本研究在自行設(shè)計的氣升式反應(yīng)器中生物降解正十六烷中的DBT，對氣升式反應(yīng)器的基本工藝參數(shù)進行優(yōu)化。在實驗所選的條件下，最佳表觀速率為11.8cm/s。表觀速率達到13.0cm/s時，出現(xiàn)輕微柱塞流現(xiàn)象，液滴直徑增大，傳質(zhì)效果開始降低。反應(yīng)器中ZD-19休止細胞在生長介質(zhì)(培養(yǎng)基)和非生長介質(zhì)(磷酸緩沖溶液)中

6、具有幾乎相同的脫硫活性；過低的菌液濃度下不僅兩相界面小，傳質(zhì)速率低，也使DBT對細胞的毒性作用明顯，脫硫效率很差，實驗條件下10-40g/L的菌液濃度都具有較好的比脫硫速率；增加DBT初始濃度，脫硫量略有增加，直至高DBT的致毒作用使菌液脫硫活性降低，此時傳質(zhì)速率較高，體系屬于反應(yīng)控制。 在氣升式反應(yīng)器內(nèi)，立足于考察ZD-19在模擬燃料油體系中的脫硫特性，實驗以柴油中含量較多的有機硫化合物DBT、4MDBT和4,6DMDBT為