1 / 2021-11-12 16:06:15

煤层气生物工程关键预处理技术特点、分类及作用机制

煤层气；微生物降解；预处理；生物刺激；生物强化；生物协同

煤层气生物工程是以实现煤炭资源清洁化利用和煤层气资源强化采出为目标的一项新兴技术。为探究煤生物气化增产技术（即煤层气生物工程关键预处理技术）的特点、气化效率及其作用机制，本文对已知的多种预处理技术进行了归纳与总结，并按煤与菌（微生物）的作用特点将预处理技术分为菌种优化与生物刺激、煤的溶解与生物强化、外界刺激与生物协同三种类型，比较了不同预处理技术下煤生物气化生成甲烷能力的强弱关系，构建了煤层气生物工程中关键预处理技术的作用机制。认为不同预处理技术均对生物甲烷具有增产的作用，其中菌种优化与生物刺激技术增产效果最高，增产4~24.3倍。此外，菌种优化与生物刺激技术是优化培养基与菌群结构以及利用不同方式刺激微生物体内的生物酶活性来达到增产甲烷的效果；煤的溶解与生物强化技术是增加生物酶水解反应节点、降低煤结晶度和破坏煤的芳香结构使煤更容易被微生物利用；外界刺激与生物协同技术是降低煤分子间作用力、脱落含氧官能团、增加菌-煤接触面积来增产生物甲烷。研究结果对于丰富煤层气生物工程基础理论和指导现场的工程应用均具有重要的科学意义。