[發明專利]一種利用煤層有機雜質制取生物煤層氣的復合微生物菌劑及其應用

有效

• 申請號: 201310023585.4
• 申請日: 2013-01-22
• 公開（公告）號: CN103060245A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 周楚新;李登奎;支銀芳;程蘇寧
• 申請（專利權）人: 江蘇加德綠色能源有限公司
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12N1/14;E21B43/22;C12R1/82;C12R1/38;C12R1/145;C12R1/645
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤;傅婷婷

技術領域

本發明屬于微生物制取生物煤層氣領域，涉及一種利用煤層有機雜質制取生物煤層氣的復合微生物菌劑及其應用。

背景技術

生物煤層氣，俗稱瓦斯，是煤層中含有的生物有機雜質在合適的環境條件下，經系列微生物的水解、酸化和甲烷化作用，以及高溫高壓的物理化學作用產生的以甲烷為主要成分的氣體，另有少量乙烷、丙烷和丁烷，以及硫化氫、二氧化碳、氮和水氣等，絕大部分來自于生物作用，因此也稱生物煤層氣。當生物煤層氣濃度在5%-16%之間，遇火即就會發生爆炸，因此給煤礦安全生產帶來了巨大威脅，制約了煤礦生產力水平，威脅礦工生命安全。但生物煤層氣同時也是一種資源，是一種優質、潔凈的能源，若只將煤礦生物煤層氣抽放或風排到大氣之中，則既浪費了資源又影響了環境；若將其可作為燃料供民用或者工業使用，或者發電，不但增加了能源，凈化了空氣，減少了大氣污染，同時還可以獲得可觀的經濟效益。國家發改委在《煤礦瓦斯治理與利用總體方案》中也明確提出“瓦斯是資源和清潔能源”“構建安全、高效、節能、環保的煤炭產業新秩序”。

復雜的煤類生物有機雜質需要經過水解、酸化、甲烷化等生物轉化過程才能生成甲烷，其中水解階段是整個過程的限速步驟。只有復雜的有機質被水解成為乙酸、甲酸之類的小分子后才能為煤層中原著的產甲烷微生物所利用。理論上認為，只要滿足產甲烷微生物活動所需要的環境和營養物質兩個條件，生物煤層氣就可以大量產生。針對煤礦煤層中易被微生物降解產生甲烷的煤質成分，篩選出具有高效降解能力的功能微生物，利用微生物作用更快地將這些成分轉化為甲烷氣體。一方面可以收集到大量的甲烷氣體，成為一種優質的能源供生產生活需要；另一方面，有效地解決了煤層中瓦斯的“源頭”，為后續開采工作提供安全保障。另外，本技術主要降解煤炭中的易揮發和損失成分，不降低或極少降低煤炭品質，不影響處理煤的進一步使用。

美國于上世紀90年度初開始將微生物引入煤層氣開發實際工程中并取得較好的效果，隨后加拿大、澳大利亞等國開始跟進。我國目前主要針對現有煤層氣藏進行勘探、開采，中國礦業大學、中國科學院、北京科技大學等高校和研究所進行了初步的微生物制取煤層氣的研究，如專利申請號為201210035682.0“一種利用外源微生物增產煤層氣方法”中公開了一種利用外源菌激活煤層中本源菌產生甲烷氣體，主要厭氧污泥進行富集培養獲得復合功能菌，再將菌液加入煤層中產生甲烷；又如專利申請號為201110420196.6“一種利用微生物降解煤以制取生物氣的方法”中公開了一種利用黃孢原毛平革菌和培養基降解煤產煤層氣的方法。專利申請號為200510069190.3的“微生物降解煤礦瓦斯技術”采用甲烷氧化菌注入或涂布至煤層各部位，降解瓦斯，降低煤層開采危險性。上述專利所涉及微生物均無明確菌株編號的菌種，所用微生物系馴化所得，缺乏穩定性；菌株間配比以及協同作用不詳；也未對煤層氣生產過程運行干預。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的上述不足，提供一種復合微生物菌劑。

本發明的另一目的是提供該復合微生物菌劑轉化煤層中有機雜質制取生物煤層氣的應用。

一種復合微生物菌劑，主要由黃孢原毛平革菌（Phanerochaete?chrysosporium）發酵液、產黃青霉菌（Penicillium?chrysogenum）發酵液、洋蔥假單胞菌（Pseudomonas?cepacia）發酵液和丙酮丁醇梭狀芽孢桿菌（Clostridium?acetobutylicum）發酵液組成，所述4種微生物采用常規發酵制備，以上4種發酵液中有效活菌數分別都在10¹⁰個/毫升以上。本發明所述的黃孢原毛平革菌、產黃青霉菌、洋蔥假單胞菌及丙酮丁醇梭狀芽孢桿菌可以為市售的常規菌種，也可以是根據本領域常規方法分離純化的菌株。發明人在研發過程中使用過多種來源的上述菌株配制復合微生物菌劑，均能實現本發明的目的，實現本發明的技術效果。