夏大平，廖佳佳，陳振宏，陳 曦，郭紅玉，黃 丹

(1.煤與煤系氣地質(zhì)山西省重點實驗室，山西 太原 030001；2.河南理工大學 資源環(huán)境學院，河南 焦作 454003；3.煤炭安全生產(chǎn)與清潔高效利用省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心，河南 焦作 454003；4.中國石油勘探開發(fā)研究院廊坊分院，河北 廊坊 065007；5.河南理工大學 能源科學與工程學院，河南 焦作 454003；6.黃河水利職業(yè)技術(shù)學院，河南 開封 475004)

煤層氣作為一種新型高效替代能源，其開發(fā)與利用對經(jīng)濟的增長有重要的戰(zhàn)略意義。煤層氣地球化學的研究對象以甲烷為主，主要來源為厭氧環(huán)境下產(chǎn)甲烷菌的代謝活動[1]。現(xiàn)今煤制生物甲烷機理研究已日趨成熟，繼蘇現(xiàn)波等[2]首次利用煤進行厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫，探索煤制氫氣的可能進一步深入。氫氣是比甲烷更為清潔的能源，熱值更高，而在產(chǎn)氫結(jié)束后會有一些小分子酸類殘留在發(fā)酵液內(nèi)，此類物質(zhì)恰可被用于煤制甲烷。實驗室工作中，單純煤制甲烷效率較低，對反應(yīng)底物的降解率普遍不高，致使生產(chǎn)成本上升。研究煤厭氧聯(lián)產(chǎn)氫氣和甲烷，可使得能源利用率和產(chǎn)氣效率得到大幅度提升。目前厭氧發(fā)酵領(lǐng)域產(chǎn)氫產(chǎn)甲烷的聯(lián)產(chǎn)研究和應(yīng)用較廣泛[3-6]，而針對煤的兩相厭氧發(fā)酵研究數(shù)據(jù)較少。從產(chǎn)氫向產(chǎn)甲烷轉(zhuǎn)化，有許多因素如發(fā)酵液中酸類物質(zhì)的含量、環(huán)境條件的調(diào)整等都會改變產(chǎn)甲烷菌的生存環(huán)境，因此探尋反應(yīng)轉(zhuǎn)化條件，促進厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫階段向產(chǎn)甲烷階段的高效率承接，能夠顯著提高甲烷產(chǎn)氣效率。

厭氧體系中的氣氛環(huán)境和水力停留時間是影響厭氧發(fā)酵效率的關(guān)鍵因素：氣氛條件可以吹脫發(fā)酵環(huán)境中的氧氣，使培養(yǎng)基中保持較低的氧化還原電位和厭氧環(huán)境，促進厭氧發(fā)酵能夠順利進行[7-8]；而水力停留時間的(HRT)長短既影響厭氧發(fā)酵系統(tǒng)的運行成本，也會影響系統(tǒng)中菌的代謝活動[9]。白音華煤礦地處內(nèi)蒙古中東部大興安嶺西坡南段北側(cè)，煤類主要為褐煤，具有良好的煤層氣勘探開發(fā)前景[10]。筆者以白音華露天礦工作面的煤樣作為發(fā)酵底物，收集產(chǎn)氫后的余煤，以可能影響產(chǎn)氣途徑的氣氛條件和實際工程可能發(fā)生的水力停留時間(HRT)作為影響因素，開展煤厭氧發(fā)酵制甲烷實驗研究，以期為煤層生物氣增產(chǎn)提供新思路。

1 實驗過程

1.1 樣品采集與制備

采集塊狀褐煤，經(jīng)滅菌處理后置于恒溫干燥箱內(nèi)，干燥至恒重后取出待用。實驗前取備用煤樣利用鄂式破碎機進行破碎，使用120 目(0.125 mm)篩子對破碎后的巖樣進行篩分，并保存加工后煤樣待用。測得煤樣工業(yè)分析結(jié)果見表1。

表1 煤樣工業(yè)分析數(shù)據(jù)Table 1 Industrial analysis results of coal samples

使用滅菌處理的塑料桶，取白音華煤層下礦井水用以培養(yǎng)菌種，收集完成密封保存。利用礦井水富集甲烷菌培養(yǎng)基，培養(yǎng)時確保嚴格厭氧環(huán)境，并且將培養(yǎng)溫度保持在35℃左右。富集培養(yǎng)4 d 后進行發(fā)酵產(chǎn)氣實驗。

培養(yǎng)基制備。

(1) 富集產(chǎn)氫培養(yǎng)基：NH4Cl，1.0 g；K2HPO4·3H2O，0.4 g；NaCl，2.0 g；NaHCO3，2.0 g；MgCl2·6H2O，0.1 g；胰化酪蛋白，1.0 g；酵母膏，1.0 g；葡萄糖，10 g；L-半胱氨酸鹽酸鹽，0.5 g；乙二胺四乙酸二鈉，2.0 g；微量元素液，10.0 mL；蒸餾水，1.0 L。

(2) 富集產(chǎn)甲烷菌培養(yǎng)基：NH4Cl，1.0 g；MgCl2·6H2O，0.1 g；K2HPO4·3H2O，0.4 g；KH2PO4，0.2 g；胰化酪蛋白，0.1 g；酵母膏，1.0 g；乙酸鈉，2.0 g；甲酸鈉，2.0 g；L-半胱氨酸鹽酸鹽，0.5 g；Na2S·9H2O，0.2 g；NaHCO3，2.0 g；刃天青(0.1%)，1.0 mL；微量元素液10.0 mL；礦井水，1.0 L。

1.2 褐煤產(chǎn)氫實驗

經(jīng)酸處理的煤樣中有機質(zhì)降解率更高，進行聯(lián)產(chǎn)生物氣的效果更好[11]。使用1%稀HCl 溶液，與煤樣按1∶3 質(zhì)量比進行混合浸泡，1 d 后可獲得預(yù)處理煤樣。取產(chǎn)氫富集液(1 L)和預(yù)處理煤樣(100 g)混合加入培養(yǎng)瓶，調(diào)整pH 至最易發(fā)酵值7 后，向三角瓶內(nèi)部充入高純N2以驅(qū)替O2，開始厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫，反應(yīng)模擬裝置如圖1 所示。產(chǎn)氫時為了確保產(chǎn)氣過程高效運行，每天輕晃產(chǎn)氣瓶一次，記錄當日產(chǎn)氣量，通過測定發(fā)酵罐內(nèi)氫氣含量變化情況來確定發(fā)酵周期。

圖1 生物氣發(fā)生實驗裝置Fig.1 Experimental setup for biogenic gas generation

反應(yīng)第8 天未出現(xiàn)明顯產(chǎn)氣現(xiàn)象，終止生物產(chǎn)氫實驗。計算出各時間段內(nèi)的氫氣產(chǎn)量及氣體成分等參數(shù)。產(chǎn)氣結(jié)果顯示H2質(zhì)量分數(shù)為37.59%，CO2及N2質(zhì)量分數(shù)為62.41%，總產(chǎn)氫量8.42 mL/g。同時以未處理的褐煤為對照，最終產(chǎn)氣H2質(zhì)量分數(shù)為14.51%，CO2及其他氣體質(zhì)量分數(shù)為85.49%，總產(chǎn)氫量2.54 mL/g。

收集產(chǎn)氫后所余煤樣，對其進行洗滌、干燥。以余煤作為二次發(fā)酵底物，對聯(lián)產(chǎn)時的轉(zhuǎn)化條件進行深入研究和比較。

1.3 實驗設(shè)置

為了深入研究影響褐煤聯(lián)產(chǎn)轉(zhuǎn)化的因素，本實驗分別設(shè)置向培養(yǎng)瓶中通入CO2、He、N2，反應(yīng)模擬裝置同產(chǎn)氫實驗，以及改變水力停留時間為轉(zhuǎn)化條件，反應(yīng)模擬裝置如圖2 所示。同時取空白對照組產(chǎn)氫后所余余煤，進行產(chǎn)甲烷實驗。

圖2 厭氧發(fā)酵實驗裝置Fig.2 Scheme showing the experimental setup for anaerobic fermentation

在培養(yǎng)箱中進行產(chǎn)甲烷菌培養(yǎng)液(1 000 mL)的配置，打開閥門將配置好的菌液通至水力停留箱，開始不同時間的厭氧停留培養(yǎng)，培養(yǎng)結(jié)束后通過蠕動泵將菌液加入反應(yīng)瓶中。輕搖瓶身，待煤樣(100 g)與菌液充分反應(yīng)開始發(fā)酵產(chǎn)氣。利用三相分離器進行固、氣、液的分離。以原煤和酸處理的余煤為對照，對比不同條件下褐煤的氣體生成情況(表2)。

表2 實驗分組設(shè)置Table 2 Experiment groups

采用排水集氣法，將生成的氣體集入集氣瓶內(nèi)，每3 d輕搖產(chǎn)氣瓶一次，并記錄這3 d 產(chǎn)氣量，連續(xù)觀測產(chǎn)氣過程，根據(jù)產(chǎn)氣速率和時間關(guān)系曲線計算出連續(xù)穩(wěn)定的日產(chǎn)氣量。聯(lián)產(chǎn)60 d 后在沒有產(chǎn)氣情況下，終止實驗。

1.4 實驗儀器及分析方法

使用HVE-50 高壓滅菌鍋對煤樣進行滅菌處理，DG250 厭氧工作站保證嚴格厭氧的環(huán)境，用DHP-9082型恒溫箱進行室內(nèi)模擬。

利用SP-2100A 氣相色譜儀監(jiān)測不同實驗組的氣體組分含量。采用6B-200 型COD 速測儀進行化學需氧量測試。其余煤樣采用D8-ADVANCEX 射線衍射儀、AVATAR360 傅里葉紅外光譜儀進行XRD 測定及紅外分析。

氫化酶活性的測算方法：用1 mL 注射器抽取厭氧管中生成的氣體進行氣相色譜分析，記錄氫氣含量，按照氫化酶活性(HPE)公式進行計算：

2 結(jié)果與討論

2.1 氣相結(jié)果對比分析

如圖3 所示，記錄不同條件下的累積甲烷產(chǎn)量。由圖可知，煤制生物甲烷轉(zhuǎn)化條件實驗中，通CO2的實驗組累積生成甲烷量最高，達4.72 mL/g，是常規(guī)聯(lián)產(chǎn)發(fā)酵的2.02 倍。同時測得甲烷濃度最高，為44.37%；經(jīng)過酸處理的煤樣產(chǎn)甲烷效果優(yōu)于未處理的原煤。其他條件下的褐煤產(chǎn)甲烷量均較低，HRT 為3 d 時甲烷產(chǎn)量為2.00 mL/g，體積分數(shù)為20.77%；時間為7 d 的次之，甲烷產(chǎn)量為1.84 mL/g，體積分數(shù)為19.35%；通氣相為He 和N2時產(chǎn)甲烷量較低，體積分數(shù)分別為1.37 mL/g與1.21 mL/g，氣體體積分數(shù)為18.63%和15.21%；HRT 為14 d 的條件下產(chǎn)生的甲烷量最低，生物甲烷產(chǎn)量為0.70 mL/g，體積分數(shù)為13.15%。

圖3 不同條件下褐煤聯(lián)產(chǎn)甲烷情況對比Fig.3 Comparison of methane production of lignite-based poly-generation under different conditions

從褐煤聯(lián)產(chǎn)甲烷生成量隨天數(shù)的變化情況(圖4)可知，通氣相CO2的實驗組于反應(yīng)的第27 天產(chǎn)氣量達到峰值，當日最高產(chǎn)氣101 mL，經(jīng)過產(chǎn)氣高峰后產(chǎn)氣量迅速降低，產(chǎn)氣效果逐漸停滯。不同HRT 條件下，各實驗組初始產(chǎn)甲烷量接近，經(jīng)相同時間后產(chǎn)氣量逐漸下滑，后期產(chǎn)氣效果有所好轉(zhuǎn)，但單日最高產(chǎn)氣量顯著小于通CO2的煤樣。通氣相He 和N2的樣本中甲烷生成量變化范圍相近，并于反應(yīng)第20 天達到高峰，此后，產(chǎn)氣量逐步下降。

圖4 不同影響因素下產(chǎn)甲烷量隨時間變化對比Fig.4 Comparison of time-varying methane production under different influencing factors

綜合分析可知，經(jīng)酸處理的褐煤產(chǎn)氫能力較原始褐煤強，且利用產(chǎn)氫后余煤進行聯(lián)產(chǎn)甲烷的效果更好，與現(xiàn)有研究成果[11]相符。通入CO2后褐煤的產(chǎn)甲烷能力有較強改善，而其他實驗組的煤樣產(chǎn)氣能力較差。其中不同HRT 條件的煤樣產(chǎn)氣情況雖遜于S-預(yù)，但HRT為3 d 和7d 的實驗組產(chǎn)氣量優(yōu)于S-原。

2.2 液相結(jié)果對比分析

2.2.1 菌濁活性O(shè)D600

菌濁(OD600)能夠反應(yīng)階段反應(yīng)液中菌的數(shù)量，也從側(cè)面印證了菌參與反應(yīng)的程度。通過紫外分光光度計對反應(yīng)液中的菌體數(shù)量吸光度值進行測定，得到不同產(chǎn)氣階段的吸光度值(圖5)。

圖5 不同影響因素下OD600 對比Fig.5 Comparison of OD600 under different influencing factors

從圖5 可得，通CO2的實驗組中檢測到OD600最高，并于反應(yīng)20～30 d 期間達到3.04～3.13，此后逐漸下降，但整體OD600在整個產(chǎn)氣階段均比其他實驗組高。其次為HRT 為3 d 的煤樣組，實驗周期內(nèi)可檢測到OD600最高為1.35，且降幅較小。余下各組中，產(chǎn)氣階段內(nèi)最高OD600超過1 分別是S-N2、S-He、S-7 d，為1.24、1.17、1.12，與通入CO2實驗組相差較大。

2.2.2 氫化酶活性HPE

氫化酶簡稱為氫酶，是一類存在于微生物體內(nèi)進行可逆催化氧化還原反應(yīng)的生物酶，廣泛分布在多種細菌群類中，其活性可反映菌群的產(chǎn)氣效能[11-12]，因此對氫化酶活性(HPE)的研究能夠從機理角度探討影響產(chǎn)氣差異的原因。根據(jù)HPE 檢測步驟對不同條件不同階段的菌進行氫化酶活性監(jiān)測(圖6)。

圖6 不同影響因素下氫化酶活性對比Fig.6 Comparison of hydrogenase activity detected under different influencing factors

由圖6 可知，檢測到不同條件下氫化酶的變化規(guī)律與產(chǎn)氣規(guī)律具有一致性：隨著產(chǎn)氣的進行，檢測到各組中氫化酶活性基本出現(xiàn)先增后降的趨勢。其中通入CO2的實驗組中檢測到最高HPE 值，峰值為2.64 mL/(mg·min)，HRT 為 3 d 實驗組次之，為1.82 mL/(mg·min)；余下實驗組變化較為接近，均為緩慢上升和下降，單日HPE 最高分別為S-7 d、S-14 d、S-N2、S-He，檢測值分別為0.98、0.72、0.71、0.69 mL/(mg·min)。產(chǎn)氣結(jié)束后，S-CO2組中氫化酶活性最高。通過綜合對比分析產(chǎn)氣量與氫化酶活性結(jié)果，可知當氫化酶活性越高時，整體菌群的降解能力越強，褐煤產(chǎn)生物甲烷的效果越好。

2.2.3 化學需氧量COD

實驗過程中定時從培養(yǎng)瓶出水口收集菌液，測定其COD 值進行比較分析(圖7)。

圖7 不同影響因素下COD 測定結(jié)果Fig.7 Comparison of COD measured under different influencing factors

添加外源菌種對煤樣進行輔助降解，分解溶解性有機質(zhì)可以溶于水，例如一些脂肪烴和小分子芳香烴類[13]。結(jié)合氫化酶活性結(jié)果(圖6)和實驗過程中反應(yīng)液COD測定結(jié)果(圖7)可知，COD 變化與氫化酶的變化趨勢基本相同。反應(yīng)前期，添加的外源甲烷菌可降解煤中一部分大分子結(jié)構(gòu)，使其變成易被利用的小分子有機質(zhì)，因此COD 累積增加，于反應(yīng)第20 天出現(xiàn)峰值，其中通入CO2實驗組檢測到COD 最高為772 mg/L。同時已產(chǎn)生的小分子物質(zhì)可被甲烷菌利用，COD 出現(xiàn)逐漸下降的趨勢。產(chǎn)氣結(jié)束后檢測到COD 降為最低，檢測結(jié)果為47.46 mg/L。

綜上，對比各組甲烷產(chǎn)量和液相結(jié)果可知：在培養(yǎng)瓶中通入CO2后產(chǎn)氣效果優(yōu)于其他條件，同時各時段檢測到的OD600、HPE 較其他組更高，意味著整體菌液活性較強。推測為微生物發(fā)酵產(chǎn)氣時，通入CO2氣體會影響其發(fā)酵產(chǎn)氣的途徑，使其朝著CO2還原途徑轉(zhuǎn)化，同時可以刺激菌體內(nèi)的生物酶包括氫化酶的活性，對煤的降解更完全，因此，反應(yīng)第20 天時菌濁和COD均出現(xiàn)最高值；且菌體活性最高時可降解的溶解性有機質(zhì)也最多，結(jié)合后續(xù)COD 的降解數(shù)據(jù)，反應(yīng)結(jié)束時SCO2中COD 值最低，可知其對溶解于反應(yīng)液中的有機質(zhì)利用也更完全，降解率最高。S-3 d 中COD 降解率排第二，顯示和產(chǎn)氣及氫化酶活性有良好的對應(yīng)關(guān)系。其他不同條件的實驗組中，菌體活性較差，可溶于溶液中COD 相對偏少，也無法有效利用，因此可檢測到COD數(shù)值高于通氣相CO2。實驗數(shù)據(jù)表明通入氣相He 與N2等氣體，和水力停留時間增加時氫化酶活性并沒有明顯提升，同時產(chǎn)氣效果一般。

2.3 煤結(jié)構(gòu)變化對比分析

通過分析褐煤聯(lián)產(chǎn)生物甲烷的結(jié)果，可知通入氣相CO2條件下煤產(chǎn)甲烷效果最好，不同HRT 結(jié)果排在其后，通入氣相He 與N2后甲烷產(chǎn)量較差，COD 和氫化酶活性結(jié)果也顯示通入惰性氣體的兩組效果不佳。故排除通入氣相He 與N2兩組變量，對余下的實驗結(jié)果進行煤結(jié)構(gòu)變化分析。

2.3.1 XRD 測試結(jié)果對比分析

XRD 是一種對煤中微晶結(jié)構(gòu)改變情況進行表征的檢測方法，收集實驗結(jié)束所余煤樣，利用XRD 測試得到衍射解析數(shù)據(jù)，繪制對應(yīng)的XRD 圖譜(表3 和圖8)。

圖8 不同轉(zhuǎn)換條件聯(lián)產(chǎn)褐煤的XRD 圖譜Fig.8 XRD patterns of lignite for poly-generation under different influencing factors

表3 剩余煤樣中X 射線衍射解析數(shù)據(jù)Table 3 X-ray diffraction analysis data of residual coal samples

由表3 可知，聯(lián)產(chǎn)生物氣的過程中改變通氣條件和水力停留時間，煤結(jié)構(gòu)也會發(fā)生改變。通CO2組中煤樣層間距d002為4.425 1 nm。對比S-3 d、S-7 d、S-14 d的煤樣所測層間距d002為4.268 8 nm、4.167 9 nm、4.044 6 nm，S-CO2的間距更大，而堆砌度(Lc)、延展度(La)和芳香層數(shù)分別為6.270、13.045 和1.416 9 nm較其他條件下煤樣都有所減少。

綜合圖8 和表3，通入CO2的樣品經(jīng)微生物甲烷代謝后，煤的芳香結(jié)構(gòu)降解最劇烈，芳香碳層間距d002增幅最大，堆砌度Lc、延展度La與芳香層數(shù)相應(yīng)減少最明顯，CH4產(chǎn)氣量越高。這些結(jié)果表明，通入CO2可以使煤結(jié)構(gòu)發(fā)生較大改變，使煤大分子在空間的排列趨于不規(guī)則，芳香層間距更大，相對應(yīng)的孔隙結(jié)構(gòu)變得更疏松，孔隙度也增大。

2.3.2 紅外測試結(jié)果對比分析

褐煤聯(lián)產(chǎn)生物氣的過程中，煤的主要官能團會因微生物發(fā)酵分解而改變，因而在產(chǎn)氣結(jié)束后，針對不同實驗組煤樣進行紅外分析(圖9)。

圖9 褐煤FTIR 譜圖Fig.9 FTIR spectra of lignite samples

FTIR 譜圖中波數(shù)3 650～3 200、3 050～2 800、910～850、1 800～1 500 cm-1處的峰面積表征煤中羥基或氨基、芳烴、羧酸或羧酸鹽基因含量的變化率，由圖9可知，通入CO2和水力停留時間為3 d 的煤樣中羥基或氨基、羧酸、羧酸鹽和甲基、亞甲基的伸縮振動較其他條件下弱，這是由于引入CO2和S-3 d 后微生物活性較高，對于羥基、羧基、氨基、甲基及亞甲基這種活潑官能團的降解能力較強，消耗較大，從而使得這類官能團在產(chǎn)氣結(jié)束后的含量減少。

2.4 討論

通入CO2的產(chǎn)氣效果較好，分析認為，部分CO2氣體溶解使發(fā)酵環(huán)境微酸，而微酸環(huán)境能夠加快水解速率；產(chǎn)氣過程中微生物菌群可分泌具有降解作用的生物酶，同時菌代謝進一步加劇煤的水解使煤中羥基和氨基等活潑官能團消耗更多[14]。另一方面，CO2能夠刺激氫營養(yǎng)型產(chǎn)甲烷菌的生長，促進CO2生物甲烷化過程，使煤中活性成分的降解更為充分，反應(yīng)結(jié)束后測得液相產(chǎn)物中COD 值最小，也說明煤中可溶組分的降解更完全；而從XRD 和紅外數(shù)據(jù)可以看出，通入CO2后煤參與生化反應(yīng)的成分最多，煤中芳香結(jié)構(gòu)及官能團破壞最為顯著，這些微晶結(jié)構(gòu)的破壞和官能團的降解也會相應(yīng)地造成煤結(jié)構(gòu)更加疏松，間隙增大，從而造成煤孔隙率增大，使得原有氣體更快地擴散、滲透。通入He 或者N2的實驗組產(chǎn)氣效果不明顯，原因可能在于He 和N2僅僅提供了一種厭氧環(huán)境，對降解反應(yīng)本身沒有明顯的催化。在氫氣向甲烷轉(zhuǎn)換兩相厭氧發(fā)酵的系統(tǒng)中引入CO2，將CO2地質(zhì)封存和煤層氣生物工程相結(jié)合，一方面促進了CO2生物甲烷化代謝途徑，實現(xiàn)CO2的高效地質(zhì)封存，促進二氧化碳驅(qū)煤層氣(ECBM)技術(shù)的發(fā)展[15-19]；另一方面煤中大分子結(jié)構(gòu)被生物降解，微晶結(jié)構(gòu)被破壞，煤中有機官能團被消耗，因而孔隙增大，增加了煤的透氣性、擴散性、滲透率。

HRT 為3 d 時產(chǎn)氣量比其他HRT 組高，隨著HRT延長，菌群的代謝可能會產(chǎn)生氨或硫等毒性物質(zhì)，從而抑制正常的生化反應(yīng)，造成產(chǎn)氣效率的降低[20]。較短的HRT對應(yīng)相應(yīng)的有機負荷，能夠促進反應(yīng)的穩(wěn)定性，減少酸化及有毒物質(zhì)的毒害作用。

3 結(jié)論

a.通入CO2組和水力停留時間為3 d(HRT-3 d)兩種條件下樣品，在整個產(chǎn)氣過程中可檢測到菌濁濃度最高，整個產(chǎn)氣過程菌群的氫化酶活性也是最強，對反應(yīng)液中的COD 的利用更充分。證實通入CO2氣體和HRT-3 d能夠有效降解煤，產(chǎn)氣效果最好。

b.從固相檢測可知，通入CO2和HRT-3 d 對煤結(jié)構(gòu)的改變較大，特別是通入CO2的實驗組，煤參與生化反應(yīng)的成分最多，煤中芳香結(jié)構(gòu)及官能團破壞最為顯著，使得煤結(jié)構(gòu)分子間隙增大，孔隙率增加，實現(xiàn)增透、增滲、增擴。

c.實驗結(jié)果表明，向煤的生物聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中通入CO2和HRT-3 d 可有效提高產(chǎn)氣效率，鑒于此，考慮CO2地質(zhì)封存技術(shù)和煤層氣生物工程相結(jié)合，實現(xiàn)安全封存的同時使產(chǎn)氣效率提高和煤儲層的增透改性，后期進一步關(guān)注CO2的通入速率和通入總量，以找出通入CO2的最佳反應(yīng)條件。

符號注釋：

HPE 為氫化酶活性，mL/(mg·min)；m為每1 mL 待測菌液中揮發(fā)性懸浮固體的質(zhì)量，mg；t為酶促反應(yīng)時間，min；V為厭氧管中氣體體積，mL；φ為酶促反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的體積分數(shù)，%。