褐煤生物产气规律及其液相体系中阳离子变化特征-论文

为研究褐煤生物产气规律及其液相体系中常见阳离子变化特征，以内蒙古胜利褐煤为产气底物，寺河矿区煤层气井排采水中微生物作为发酵菌群，利用5 L厌氧发酵罐进行模拟生物产气实验，采用离子色谱仪对发酵液中的NH+4、K+、Ca2+、Mg2+和Na+ 5种阳离子浓度进行动态监测。结果表明：煤模拟生物产气周期为33 d，分为缓慢增长期、快速增长期和平缓期3个阶段，33 d单位质量煤净产甲烷量最高达23 μmol/g；产气体系中NH+4(741.5 mg/L)和K+(994.5 mg/L)离子质量浓度变化最为明显，Ca2+(26 mg/L)、Mg2+(10.7 mg/L)和Na+(72 mg/L)次之，表明发酵液中5种阳离子均参与了褐煤生物产气过程，且被不同程度地释放和利用；褐煤生物产气量与阳离子浓度有一定相关性，单位质量煤产气量与NH+4和K+浓度呈正相关，与Ca2+、Mg2+浓度呈负相关。此外，NH+4和K+以及Ca2+和Mg2+之间浓度呈显著正相关。由实验结果可知：褐煤生物产气液相体系中NH+4、K+、Ca2+、Mg2+和Na+ 5种阳离子会随着煤中有机组分的厌氧降解而缓慢释放、再吸附，同时可被