[发明专利]一种用于天然气净化的微生物菌种和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于天然气净化的微生物菌种和应用，以及保留此活性菌种的传代株、变异株和衍生株在天然气脱硫中的应用。 

背景技术

从目前国内天然气勘探开发现状来看，越来越多的分散含硫天然气需要处理。从经济指标和处理效果综合评定来看，在潜硫量小于0.1t/d时，干法脱硫较为适合；潜硫量大于50t/d时，胺法+克劳斯工艺才能充分体现经济效益；潜硫量居于二者之间时，目前在国内外较为理想的方式往往采用液相氧化还原脱硫技术进行处理。然而液相氧化还原的主要缺点在于化学品消耗高和容易发生硫堵，并且还有工业废液的产生，这势必造成操作成本的增加和硫负荷的下降。 

与之相比，生物脱硫工艺刚好弥补了上述不足，它利用微生物的代谢过程进行脱硫，其间既不需要价格昂贵的处理溶液和催化剂，也没有大量处理废弃物的排放。在吸收过程消耗的碱，通过微生物催化作用在生物反应器中得以恢复，降低了化学品的消耗；生成的硫磺具有亲水性，不易造成硫堵，亲水性的硫磺还可做农业化肥和杀虫剂，提高了附加值。并且，在新区块气藏储量难以明确的情况下，选择易于搬迁、配套公用工程少的生物脱硫技术进行试采具有诸多优势。 

上世纪80年代初，日本钢管公司京滨制作所利用氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)的脱硫能力形成了Bio-SR工艺用于处理克劳斯原料气时，在原料气H₂S含量0.5g/m³和1.0g/m³H₂S脱除率达到99.99％，脱硫气体中的硫化氢含量在10ppm以下，显示了良好的脱硫效果。近年来，四川大学张永奎、山东大学郑士民、河北工业大学邸进申等人利用氧化亚铁硫杆菌开展了相关H2S的脱除研究，取得了较为满意的脱硫效果。然而，上述研究中所采用的菌种均在酸性环境中生长作用，其pH值范围2-4之间。显然对于同为酸性的H₂S气体而言，在天然气脱硫中，很难到达满意的净化率。因而，未见此类菌种工艺在天然气生物脱硫中报道。 

90年代荷兰Paques公司与Shell公司联合开发了一种新的工业气体生物脱硫 技术，利用脱氮硫杆菌(Thiobacillus denitrificans)在碱性条件下NaHS被氧化成元素硫，同时碱液得以再生循环利用。2002年9月这套工艺在加拿大第一次进行天然气处理的工业应用，装置处理的原料气H2S含量为0.2％，处理后的气体H2S含量小于4×10^-6。截止2005年，世界上共有45套Shell-Paques工艺装置投入使用，其中有4套装置分别在加拿大、美国等地方用于天然气净化处理。 

因此，天然气生物脱硫是一种优势明显、符合可持续发展要求、具有广阔发展前景的新型脱硫技术。然而，开展天然气生物脱硫工艺研究的首要前提就是获得性能优良的脱硫微生物。 

发明内容

本发明的目的是提供一种用于天然气净化的微生物菌种和应用，该菌种是一株能够有效脱除天然气中硫化氢的新菌种，就其形态及生理生化性质初步鉴定该菌属于硫杆菌属，命名为(Thiobacillus sp TYY-1)。该菌种已于2010年11月3日在中国典型培养物保藏中心(简称CCTCC，地址：中国湖北省武汉市洪山区八一路武汉大学内)保藏，保藏号：CCTCC NO：M2010282。 

本发明同时提供了该菌种生理生化性质，确定了该菌适应生长的温度范围为15-45℃，最佳生长温度为30℃，适应生长的pH范围为6.0-9.0，最佳生长的pH值为8.0，扩大培养过程中的最佳接种量为10％。生长过程中，在0-20h菌种TYY-1处于延滞期，此阶段细菌生长缓慢，在20-60h细菌处于对数期，此阶段细菌快速生长繁殖，数量呈几何级数增长，在60h后细菌进入稳定期和衰亡期。