[发明专利]一种利用外源微生物增产煤层气方法

摘要

本发明属于微生物增产煤层气领域，涉及一种利用外源微生物增产煤层气方法。其特征是：在地面工厂的发酵反应罐中，发酵培养增产煤层气微生物，并将发酵液（微生物和营养物质）注入煤层。该法的优点是在地面发酵，并在微生物生长指数期通过钻孔高压注入煤层，注入完毕后封孔35-40天。利用外源菌激活煤层中的本源菌，降解煤表面有机质生成甲烷气体；营养液的注入给微生物代谢提供了启动能量，可缩短产气滞后时间。本方法施工简单，对环境影响变化不大，适应性强。

主权项

一种利用外源微生物增产煤层气方法，其特征在于该方法的具体步骤是：（1）菌种的富集和驯化：从城市污水厂厌氧消化罐或污泥消化池或河流厌氧底泥等环境中取样进行富集培养，富集培养后的混合厌氧菌种经过进一步适应煤矿环境的驯化以及营养液成分配比的确定，其元素含量配比和范围为：K：0.004‑0.008 mol/L、P：0.005‑0.009 mol/L、N：0.015‑0.020 mol/L、Mg：0.010‑0.020 mol/L、Na：0.012‑0.018 mol/L，再进行生理生化指标和代谢产物的测试以及菌种鉴定，最终获得外源菌种，外源菌种组成为：水解发酵细菌、产氢产乙酸菌、纤维素分解菌和产甲烷菌；其中生理生化指标和代谢产物的检测方法如下：1）微生物生长周期：采用分光光度计测定；适应期：第1‑15天、对数生长期：第12‑35天、稳定期：第30‑55天、衰亡期：第50‑60天；2）硫酸盐还原菌：通过测定产生的气体中H2S浓度，分为4个级别，Ⅰ：0~200ppm；Ⅱ：200~1000ppm；Ⅲ：1000~1500ppm；Ⅳ：>1500ppm；由于硫酸盐还原菌与产甲烷菌竞争营养物质，因此当产生的气体中H2S浓度在Ⅰ范围内产甲烷菌活性最高，此时产气量最大；代谢产物的测定方法为：1）气体中甲烷浓度：采用气相色谱仪测定CH4浓度，当气体中CH4浓度大于80%、CO2小于20%为经济有效可采范围；2）挥发性脂肪酸：采用高效液相色谱仪测定；其中主要检测指标为乙酸，含量为4~14g/L；（2）外源菌种的发酵和数量扩增：在地面工厂发酵反应罐中进行微生物发酵，扩增菌种数量，提高微生物活性；（3）在培养外源菌种期间，采用分子生物学方法对煤层中的内源菌数量和活性进行测定；（4）外源菌种注入煤层：采用高压钻孔注入的方法将发酵液注入煤层，注入完毕后封孔35‑40天；期间检测钻孔内甲烷浓度、矿井水中有机酸含量的变化、微生物种群、数量和结构的变化；（5）甲烷气体浓度达到经济可采值即可进行煤层气抽采。