БАКТЕРІАЛЬНА ДЕСУЛЬФУРИЗАЦІЯ ВУГІЛЛЯ

І. А. Блайда, Т. В. Васильєва

Анотація


В огляді наведено літературні дані про вміст різних форм сірки у вугіллі, її вплив на якісні характеристики вугілля. Вказані технологічні та екологічні проблеми, що виникають в результаті спалювання високосірчистого вугілля. Розглянуто питання збагачення вугілля і представлено огляд сучасних методів його знесірчення. Особливу увагу приділено біотехнологічним методам з використанням мікроорганізмів різних таксономічних груп. Наведено дані про зниження вмісту сірки у вугіллі, в основному піритної, представниками мезофільних і помірно термофільних ацидофільних хемолітотрофних бактерій. Дано порівняльний аналіз спроможності бактерій родів Pseudomonas, Bacillus, Brevibarterium і ін. руйнувати сірковмісний гетероатом, що входить до структурної матриці вугілля. Наведено дані про роль гетеротрофних бактерій в окисненні органічної сірки.


Ключові слова


вугілля; піритна сірка; органічна сірка; десульфуризація; ацидофільні хемолітотрофні бактерії; гетеротрофні бактерії

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Blayda I A, Vasileva T V, Baranov V I, Semenov K I, Slyusarenko L I, Barba I N. Рroperties of chemolithotrophic bacteria new strains isolated from industrial substrates // Biotechnologia Acta. – 2015. – Vip. 8, № 6. – P. 56-62. doi: 10.15407/ biotech8.06.056.

Grishin I A, Knyazbaev ZH S. The basic directions of perfection of reagent regimes of flotation of coals // Nauki o Zemle. Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya. – 2015, № 12. – Р. 87-90.

Dolgiy V Ya, Krivchenko A A, Shamalo M D. The content of total sulfur in coal seams at mines in Ukraine // Ugol Ukrainyi. – 2000, № 1. – Р. 10-12.

Zaharyants A А, Muryigina V P, Kalyuzhnyiy S V. Biodesulfurization of dibenzothiophene and its derivatives // Uspehi sovremennoy biologii. – 2005. – V. 125, № 1. – P. 104-114.

Karavayko G I, Dubinina G A, Kondrateva T F. Lithotrophic microorganisms of oxidation cycles of sulfur and iron // Mikrobiologiya. – 2006, № 5. – P. 593-629.

Min R S, Bessarab N A, Basaryigin V I, Ivanov G V. Flotation activity of oil reagents for enrichment of coal slimes // Himiya v interesah ustoychivogo razvitiya. – 2001, № 4. – P. 575-580.

Mironov K V. Guide geologist-coal /pod red. K. V. Mironov. – M.: Nedra, 1991. – 363 p.

Mladetskiy I K, Datsun S N. Magnetic desulfurization of coals // Zbagachennya korisnih kopalin. – 2012. – Vip. 50, № 91. – P. 41-47.

Nazimko E I. Studies on the problem of removing sulfur contained in coals // Visti Donetskogo girnichnogo Institutu. – 2014, № 2. – P. 60-65. Rezhim dostupu: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Vdgi_2014_1-2_12;http://ru-ecology.info/ page /00238103802099101180002000037932/

Chuprova L V, Mullina E R, Mishurina O A. The influence of inorganic and organic compounds on the flotation of coals of the low stage of metamorphism // Sovremennyie problemyi nauki i obrazovaniya. – 2013, № 4. – P. 24. URL:http:// www.science–education.ru/110-9663.

Shumkov S I, Terehova S E. The effect of bioprocessing on the content of elements in the coals of the Pechora basin // Gornyiy informatsionno-analiticheskiy byulleten. Seminar N. 24. – 2007, № 3. – P. 393-397.

Power engineering. History, present, future. Kniga 1. Razdel 7. Ugol – elektronnyiy resurs http://energetika.ua/ru/books/book-1

Abdul Sattar Jatoi, Shaheen Aziz, Suhail Ahmed Soomrob. Biological Removal of Sulfur from Coal through Use of Microorganism. A Review // 4th International Conference on Energy, Environment and Sustainable Development. - 2016. http://eesd.muet.edu.pk/proceedings (EESD_2016 _320)

Acharya C, Kar R N, Sukla L B. Microbial desulfurization of different coals //Appl. Biochem. Biotechnol. – 2004. - Vol. 118(1-3). – Р. 47-63.

Anna Juszczak, Florian Domka, Miectyslaw Kotlowski, Helena Wachowska. Microbial desulfurization of coal with Thiobacillus ferrooxidans bacteria // Fuel. – 1995. – Vol. 74, № 5. – Р. 725-728.

Bos, P, Kuenen, J G. Microbial treatment of coal. In: Microbial Mineral Recovery, (H. Ehrlich and C. Brierley, Eds.), McGraw, New York, NY. - 1990.

Charanjit Rai, Jon P Reyniers. Microbial Desulfurization of Coals by Organisms of the Genus Pseudomonas //Biotechnology Progress. – 1988. – Vol. 4, №. 4. – P. 225-230.

Dong-Jin Kim, Chandra Sekhar Gahan, Chandrika Akilan, Seo-Yun Choi, Byoung-Gon Kim. Microbial desulfurization of three different coals from Indonesia, China and Korea in varying growth medium // Korean J. Chem. Eng. – 2013. – Vol. 30(3). – Р. 680-687. DOI: 10.1007/s11814-012-0168-z.

. El-Midany A, Abdel-Khalek M A. Reducing sulfur and ash from coal using Bacillus subtilis and Paeni bacillus polymyxa // Fuel. -2014. - Vol. 115. – Р. 589–595.

El-Midany A A, Abdel-Khalek M A. Influence of bacteria–coal electrostatic interaction on coal cleaning // International Journal of Mineral Processing.- 2014. –Vol. 126. - Р.30-34.

Fen-Fen Hong, Huan He, Jin-Yan Liu, Xiu-Xiang Tao, Lei Zheng, Yi-Dong Zhao. Comparison Analysis of Coal Biodesulfurization and Coal's Pyrite Bioleaching with Acidithiobacillus ferrooxidans // The Scientific World Journal.-2013. – Р. 111–120.

Fikret Kargi, James M. Robinson. Microbial Oxidation of Dibenzothiophene by the Thermophilic Organism Sulfolobus acidocaldarius // Biotechnology and Bioengineering. – 1984. - Vol. XXVI. - P. 687-690.

Fikret Kargi, James M. Robinson. Biological removal of pyritic sulfur from coal by the thermophilic organism Sulfolobus acidocaldarius // Biotechnology and Bioengineering. – 1985. – Vol. 27(1). – Р. 41-49.

Friedman, S. Sulfur analysis of coal - A critical evaluation. In: Proc. 1st Int. Syrup. Biol. Process Coal, EPRI, GS-6970. - 1990. – P. 1.1-1.

Giovanni Rossi. The Microbial Desulfurization of Coal // Adv. Biochem. Eng. Biotechnol. – 2014. – Vol.142. - Р. 147-67. doi: 10.1007/10_2013_178.

Hallberg K B, Gonzalez-Toril E, Johnson D B. Acidithiobacillus ferrivorans, sp. nov.; facultatively anaerobic, psychrotolerant iron-, and sulfuroxidizing acidophiles isolated from metal mine-impacted environments // Extremophiles. – 2010. –Vol. 14(1). - Р. 9-19. doi: 10.1007/s00792-009-0282-y.

Hector M Lizama, LaDonna A Wilkins, and Timothy C Scott. Dibenzothiophene sulfur can serve as the sole electron acceptor during growth by sulfate-reducing bacteria // Biotechnology Letters. – 1995. – Vol.17, No.1 – Р. 113- 116.

Huan He, Fen-Fen Hong, Xiu-Xiang Tao Lei Li, Chen-Yan Ma, Yi-Dong Zhao. Biodesulfurization of coal with Acidithiobacillus caldus and analysis of the interfacial interaction between cells and pyrite// Fuel Processing Technology.- 2012.- Vol. 101.- P. 73–77.

Isabel Cristina Cardona, Marco Antonio Marquez. Biodesulfurization of two Colombian coals with native microorganisms // Fuel Processing Technology. - 2009. - 90. - Р.1100-1106.

Ivan P Ivanov et al. Influence of Aerobic bioprocessing on Composition and Sorption Properties of Berezovsky Brown Coal // Journal of Siberian Federal University. Chemistry 1. - 2016.- № 9. - Р.49-59. http://elib.sfu-kras.ru/ handle/2311/20286?show=yes

John J Kilbane, Kathleen Jackowski. Biodesulfurization of Water-Soluble Coal-Derived Material by Rhodococcus rhodochrous IGTS8 // Biotechnology and Bioengineering – 1992. - Vol. 40, - P. 1107-1114.

John J Kilbane. Desulfurization of coal: the microbial solution //Elsevier Science Publishers Ltd (UK). - 1989. - Vol. 7. - Р. 97-101.

Karavaiko G I, Lobyreva L B. An overview of the bacteria and archaea involved in removal of inorganic and organic sulfur compounds from coal // Fuel Process Technol. - 1994. – Vol. 40. – Р. 167–182.

Kenneth Runnion, Joan D.Combie. Organic sulfur removal from coal by microorganisms from extreme environments // FEMS Microbiology Reviews. – 1993. – Vol. 11. – Р. 139-144.

Kodama K, Umehara K, Shimizu K, Nakatani S, Minoda Y, Yamada K. Identification of microbial products from dibenzothiophene and its proposed oxidation pathway // AgricBiol. Chem. – 1973. - Vol. 37. – Р. 45-50.

Levine D G, Schlosberg R H, Silbernagel B G. Understanding the chemistry and physics of coal structure (A Review) // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 1982. – Vol. 79. -Р. 3365–3370.

Masako Tobita, Mayumi Yokozeki, Nobuyuki Nishikawa, Yasushi Kawakami. Pyrite Oxidation by Sulfolohus acidocaldarius // Biosci. Biotech. Biochem. – 1994. - Vol. 58 (4). – Р. 771 – 772.

Monticello D J, Bakker D, Finnerty W R. Plasmid-mediated degradation of dibenzothiophene by Pseudomonas species // Appl. Environ. Microbiol. – 1985. - Vol. 49. – Р.756-760.

Peter Fecko, Iva Pectova, Vladimir Cablik, SilvieRiedlova, Pavla Ovcari, Barbara Tora. Bacterial desulphurization of coal // Gуrnictwoi Geoinїynieria. – 2006. – Vol. 30, № 3/1. – Р. 47-65.

Pinar Aytar, Catherine M Kay, Mehmet Burзin Mutlu, Ahmet Zabuk. Coal Desulfurization with Acidithiobacillus ferrivorans from Balya Acidic Mine Drainage //Energy Fuels.– 2013, №. 27 (6). - Р. 3090–3098.

Rai C, Reyniers J P. Microbial desulfurization of coal by organisms of the genus Pseudomonas // Biotechnol. Progress. – 1988. - Vol. 4. – Р. 225–230.

Ralph F Purdy, Joe E Lepo, Bailey Ward. Biodesulfurization of OrganicSulfur Compounds // Сurrent microbiology. – 1993. -Vol. 27. – Р. 219-222.

Rawlings D E. Characteristics and adaptability of iron- and sulfuroxidizing microorganisms used for the recovery of metals from minerals and their concentrates // Microbial Cell Factories.- 2005. - Vol. 4, № 13. – Р. 4-13.

Sradhanjali Singh, Haragobinda Srichandan, Ashish Pathak, Chandra Sekhar Gahan, Sujeong Lee, Dong-Jin Kim, Byoung-Gon Kim. Studies on the effect of coal particle size on biodepyritization of high sulfur coal in batch bioreactor // Polish Journal of Chemical Technology. - 2015. – Vol. 17, № 1. – Р. 97-102.

Tae Sung Kim, HaeYeong Kim, Byung Hong Kim. Petroleum desulfurization by Desulfovibrio desulfuricans M6 US // Biotechnology Letters. – 1990. - Vol. 12. - Р. 757-760.

Van Afferden M, Schacht S, Klein J, Trper H G. Degradation of dibenzothiophene by Brevibacterium sp. DO // Arch Microbiol. – 1990. – Vol. 13(4). – Р.324–328.

Xinping Yang, Shimei Wang, Yujiao Liu, Yuanyuan Zhang. Identification and characterization of Acidithiobacillus ferrooxidans YY2 and its application in the biodesulfurization of coal // Canadian Journal of Microbiology. – 2015. – Vol. 61(1). – Р. 65-71.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


Блайда І. А., Васильева Т.В., Баранов В.И., Семенов К.И., Слюсаренко Л.И., Барба И.Н. Свойства новых штаммов хемолитотрофных бактерий, выделенных из техногенних субстратов / Рroperties of chemolithotrophic bacteria new strains isolated from industrial substrates // Biotechnologia Acta. – 2015. – Vol.8 (6). – P. 56–62. doi: 10.15407/biotech8.06.056.

Гришин И.А., Князбаев Ж.С. Основные направления совершенствования реагенных режимов флотации углей //Науки о Земле. Успехи современного естествознания. – 2015, № 12. – С. 87–90.

Долгий В. Я., Кривченко А. А., Шамало М.Д. Содержание общей серы в угольных пластах на шахтах Украины //Уголь Украины. – 2000. – № 1. – С. 10–12.

Захарянц А.А., Мурыгина В.П., Калюжный С.В. Биодесульфуризация дибензотиофена и его производных //Успехи современной биологии. – 2005. – Т .125, № 1. – С. 104-114.

Каравайко Г.И., Дубинина Г.А., Кондратьева Т.Ф. Литотрофные микроорганизмы окислительных циклов серы и железа //Микробиология. – 2006 , № 5. – C. 593–629.

Мин Р. С., Бессараб Н. А., Басарыгин В. И., Иванов Г. В. Флотационная активность нефтяных реагентов для обогащения угольных шламов // Химия в интересах устойчивого развития. – 2001, № 4. – С. 575–580.

Миронов К.В. Справочник геолога-угольшика /под ред. К.В. Миронов. – М.: Недра, 1991. – 363 с.

Младецкий И.К., Дацун С.Н. Магнитная десульфурация углей //Збагачення корисних копалин. – 2012. – Вип. 50(91). – С. 41–47.

Назимко Е.И. Исследования по проблеме удаления серы, содержащейся в углях //Вісті Донецького гірничного інституту. – 2014, № 2. – С. 60–65.

Чупрова Л.В., Муллина Э.Р., Мишурина О.А. Влияние неорганических и органических соединений на флотацию углей низкой стадии метамор- физма //Современные проблемы науки и образования. – 2013, № 4. – С. 24. URL: http://www.science–education.ru/110-9663.

Шумков С.И., Терехова С.Е. Влияние биообработки на содержание элементов в углях печорского бассейна // Горный информационно-аналитический бюллетень. Семинар № 24. – 2007, № 3. – С. 393–397.

Энергетика. История, настоящее, будущее. Книга 1. Раздел 7. Уголь. Электронный ресурс: http://energetika.ua/ru/books/book-1

Abdul Sattar Jatoi, Shaheen Aziz, Suhail Ahmed Soomrob. Biological Removal of Sulfur from Coal through Use of Microorganism. A Review // 4th International Conference on Energy, Environment and Sustainable Development. – 2016. http://eesd.muet.edu.pk/proceedings (EESD_2016 _320)

Acharya C., Kar R.N., Sukla L.B. Microbial desulfurization of different coals //Appl. Biochem. Biotechnol. – 2004. – Vol. 118(1-3). – Р. 47-63.

Anna Juszczak, Florian Domka, Miectyslaw Kotlowski, Helena Wachowska. Microbial desulfurization of coal with Thiobacillus ferrooxidans bacteria // Fuel. – 1995. – Vol. 74, № 5. – Р. 725–728.

Bos, P., Kuenen J.G. Microbial treatment of coal. In: Microbial Mineral Recovery, (H. Ehrlich and C. Brierley, Eds.), McGraw, New York, NY. – 1990. – Р. 425–428.

Charanjit Rai, Jon P. Reyniers. Microbial Desulfurization of Coals by Organisms of the Genus Pseudomonas // Biotechnology Progress. – 1988. – Vol. 4, №. 4. – Р. 225–230.

Dong-Jin Kim, Chandra Sekhar Gahan, Chandrika Akilan, Seo-Yun Choi, Byoung-Gon Kim. Microbial desulfurization of three different coals from Indonesia, China and Korea in varying growth medium // Korean J. Chem. Eng. – 2013. – Vol. 30(3). – Р. 680-687. DOI: 10.1007/s11814-012-0168-z.

El-Midany A., Abdel-Khalek M.A. Reducing sulfur and ash from coal using Bacillus subtilis and Paenibacillus polymyxa // Fuel. -2014. – Vol. 115. – Р. 589–595.

El-Midany A.A., Abdel-Khalek M.A. Influence of bacteria–coal electrostatic interaction on coal cleaning // International Journal of Mineral Processing. – 2014. – Vol. 126. – Р. 30–34.

Fen-Fen Hong, Huan He, Jin-Yan Liu, Xiu-Xiang Tao, Lei Zheng, YiDong Zhao. Comparison Analysis of Coal Biodesulfurization and Coal's Pyrite Bioleaching with Acidithiobacillus ferrooxidans // The Scientific World Journal. – 2013 –Р. 111–120.

Fikret Kargi, James M. Robinson. Microbial Oxidation of Dibenzothiophene by the Thermophilic Organism Sulfolobus acidocaldarius // Biotechnology and Bioengineering. – 1984. – Vol. XXVI. – P. 687–690.

Fikret Kargi, James M. Robinson. Biological removal of pyritic sulfur from coal by the thermophilic organism Sulfolobus acidocaldarius // Biotechnology and Bioengineering. – 1985. – Vol. 27(1). – Р. 41–49.

Friedman, S. Sulfur analysis of coal – A critical evaluation. In: Proc. 1st Int. Syrup. Biol. Process Coal, EPRI, GS-6970. – 1990. – P. 1.1–1.

Giovanni Rossi. The Microbial Desulfurization of Coal // Adv. Biochem. Eng. Biotechnol.– 2014. – Vol. 142. – Р. 147–67. doi: 10.1007/10_2013_178.

Hallberg K.B., Gonzаlez-Toril E, Johnson D.B. Acidithiobacillus ferrivorans, sp. nov.; facultatively anaerobic, psychrotolerant iron-, and sulfuroxidizing acidophiles isolated from metal mine-impacted environments // Extremophiles. – 2010. – Vol. 14(1). – Р. 9-19. doi: 10.1007/s00792-009-0282-y.

Hector M. Lizama, LaDonna A. Wilkins, and Timothy C. Scott. Dibenzothiophene sulfur can serve as the sole electron acceptor during growth by sulfate-reducing bacteria // Biotechnology Letters. – 1995. – Vol. 17, N.1 – Р. 113–116.

Huan He, Fen-Fen Hong, Xiu-Xiang Tao, Lei Li, Chen-Yan Ma, Yi-Dong Zhao. Biodesulfurization of coal with Acidithiobacillus caldus and analysis of the interfacial interaction between cells and pyrite // Fuel Processing Technology. – 2012. – Vol. 101. – P. 73–77.

Isabel Cristina Cardona, Marco Antonio Mаrquez. Biodesulfurization of two Colombian coals with native microorganisms // Fuel Processing Technology. – 2009. – Vol. 90. – Р. 1100–1106.

Ivan P. Ivanov et al. Influence of Aerobic bioprocessing on Composition and Sorption Properties of Berezovsky Brown Coal // Journal of Siberian Federal University. Chemistry 1. – 2016, № 9. – Р. 49–59. http://elib.sfu-kras.ru/ handle/2311/20286?show=yes

John J. Kilbane, Kathleen Jackowski. Biodesulfurization of Water-Soluble Coal-Derived Material by Rhodococcus rhodochrous IGTS8 // Biotechnology and Bioengineering – 1992. – Vol. 40. – P. 1107–1114.

John J. Kilbane. Desulfurization of coal: the microbial solution // Elsevier Science Publishers Ltd (UK). – 1989. – Vol. 7. – Р. 97–101.

Karavaiko GI, Lobyreva LB. An overview of the bacteria and archaea involved in removal of inorganic and organic sulfur compounds from coal // Fuel Process Technol. – 1994. – Vol. 40. – Р. 167–182.

Kenneth Runnion, Joan D. Combie. Organic sulfur removal from coal by microorganisms from extreme environments // FEMS Microbiology Reviews. – 1993. – Vol. 11. – Р. 139–144.

Kodama K., Umehara K., Shimizu K., Nakatani S., Minoda Y., Yamada K. Identification of microbial products from dibenzothiophene and its proposed oxidation pathway // Agric. Biol. Chem. – 1973. – Vol. 37. – Р. 45–50.

Levine D.G., Schlosberg R.H., Silbernagel B.G. Understanding the chemistry and physics of coal structure (A Review) // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 1982. – Vol. 79. – Р. 3365–3370.

Masako Tobita, Mayumi Yokozeki, Nobuyuki Nishikawa, Yasushi Kawakami. Pyrite Oxidation by Sulfolohus acidocaldarius // Biosci. Biotech. Biochem. – 1994. – Vol. 58 (4). – Р. 771–772.

Monticello D.J., Bakker D., Finnerty W.R. Plasmid-mediated degradation of dibenzothiophene by Pseudomonas species // Appl. Environ. Microbiol. – 1985. – Vol. 49. – Р.756–760.

Peter Fecko, Iva Pectova, Vladimir Cablik, Silvie Riedlova, Pavla Ovcari, Barbara Tora. Bacterial desulphurization of coal //Gуrnictwoi Geoinїynieria. – 2006. – Vol. 30, № 3/1. – Р. 47–65.

Pinar Aytar Catherine M. Kay, Mehmet Burзin Mutlu, Ahmet Зabuk. Coal Desulfurization with Acidithiobacillus ferrivorans from Balya Acidic Mine Drainage // Energy Fuels.– 2013, № 27 (6). – Р. 3090–3098.

Rai C., Reyniers J.P. Microbial desulfurization of coal by organisms of the genus Pseudomonas // Biotechnol. Progress. – 1988. – Vol. 4. – Р. 225–230.

Ralph F. Purdy, Joe E. Lepo, Bailey Ward. Biodesulfurization of OrganicSulfur Compounds // Сurrent microbiology. – 1993. – Vol. 27. – Р. 219–222.

Rawlings D.E. Characteristics and adaptability of iron- and sulfuroxidizing microorganisms used for the recovery of metals from minerals and their concentrates // Microbial Cell Factories. – 2005. – Vol. 4, № 13. – Р. 4–13.

Sradhanjali Singh, Haragobinda Srichandan, Ashish Pathak, Chandra Sekhar Gahan, Sujeong Lee, Dong-Jin Kim, Byoung-Gon Kim. Studies on the effect of coal particle size on biodepyritization of high sulfur coal in batch bioreactor // Polish Journal of Chemical Technology. – 2015. – Vol. 17, № 1. – Р. 97–102.

Tae Sung Kim, HaeYeong Kim, Byung Hong Kim. Petroleum desulfurization by Desulfovibrio desulfuricans M6 US // Biotechnology Letters. – 1990. – Vol. 12. – Р. 757–760.

Van Afferden M, Schacht S, Klein J, Trper H.G. Degradation of dibenzothiophene by Brevibacterium sp. DO //Arch. Microbiol. – 1990. – Vol. 13(4). – Р. 324–328.

Xinping Yang, Shimei Wang, Yujiao Liu, Yuanyuan Zhang. Identification and characterization of Acidithiobacillus ferrooxidans YY2 and its application in the biodesulfurization of coal // Canadian Journal of Microbiology. – 2015, №. 61(1). – Р. 65–71.





DOI: https://doi.org/10.18524/2307-4663.2017.3(39).110877

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

ISSN 2076-0558 (Print); 2307-4663 (Online)