一种煤矿用甲烷氧化菌工业化培养系统及培养方法技术方案

本发明专利技术提供了一种煤矿用甲烷氧化菌工业化培养系统及培养方法，包括分别与密闭微生物培养系统连接的供料系统、气体循环系统、气压转换系统、监测系统、保温系统，本发明专利技术培养地点为煤矿工业广场，微生物培养系统能够与煤矿地面注浆系统联动实现培养—应用一体化，甲烷氧化菌培养工艺简单，甲烷气源来源方便，菌液利用效率高，培养时间不受限制，能够实现矿矿培养矿矿用、随时培养随时用的工业应用局面，避免了实验室大面积培养受甲烷氧化菌活性、经济、安全等因素限制的技术难题，能够为衍生产品的研发和生产提供丰富的菌源，为甲烷氧化菌降解甲烷，实现煤层协同消突和防治瓦斯超限，以及甲烷氧化菌衍生产品的大面积生产提供基础保障。础保障。础保障。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿用甲烷氧化菌工业化培养系统及培养方法


[0001]本专利技术涉及煤矿瓦斯灾害防治领域，具体涉及一种煤矿用甲烷氧化菌工业化培养系统及培养方法。

技术介绍

[0002]煤与瓦斯突出、瓦斯爆炸仍然是威胁瓦斯矿井安全的主要灾害之一。目前，瓦斯灾害防治技术的主要模式是卸压保护层开采—抽采钻孔抽采或卸压保护层开采—增透水力压裂、水力割缝、煤层注水、松动爆破，气体致裂等—抽采钻孔抽采。煤矿实际生产过程中仍然出现瓦斯超限频繁现象，煤与瓦斯突出事故也时有发生，因此，研究新型的防治技术模式，对煤矿的瓦斯灾害进行有效防治具有十分重要的价值和意义。
[0003]本专利技术根据甲烷氧化菌以煤层中的甲烷为唯一碳源并产生二氧化碳和水的降解机理，将甲烷氧化菌快速降解甲烷作为瓦斯灾害防治技术模式中的一个新增技术环节，即形成卸压—增透—降解—抽采的新型瓦斯灾害防治技术模式，从而实现协同防治瓦斯灾害的目的。然而，甲烷氧化菌工业化培养和煤层中甲烷氧化菌对甲烷的高效捕捉是制约甲烷氧化菌煤矿工业应用最关键的两个技术难题。因此，本专利技术旨在构建一种甲烷氧化菌的工业化培养系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矿用甲烷氧化菌工业化培养系统，其特征在于，所述培养系统由密闭微生物培养系统和分别与密闭微生物培养系统连接的供料系统、气体循环系统、气压转换系统、监测系统和保温系统组成；所述密闭微生物培养系统包括慢速培养罐和快速培养罐，所述慢速培养罐和快速培养罐的底部均设置有气体循环密集进气管和菌液出液
‑
监测管且慢速培养罐与快速培养罐之间通过培养罐连接管连通；所述供料系统包括培养基进液管、培养基进料管、高压蒸汽装置、培养基储存罐、培养基排液口和注液泵，所述培养基储存罐两侧分别与高压蒸汽装置和培养基进液管连接、底部设置有培养基排液口，所述培养基储存罐底侧通过一个注液并联管路后与慢速培养罐和快速培养罐，所述注液并联管路为一路为直接连接培养基进料管、一路为在培养基进料管上设置有注液泵；所述气体循环系统包括第一防爆空气泵、气液分离室、气体循环出气管、气体循环密集进气管、气体循环进气管，所述第一防爆空气泵进气口连接气液分离室、出气口通过气体循环出气管分别与慢速培养罐和快速培养罐的密集型进气管连接，所述气液分离室两端通过气体循环出气管分别与慢速培养罐和快速培养罐连接；所述气压转换系统包括气压转换室、高负压甲烷混气入口、低负压甲烷混气入口、第二防爆空气泵，所述气压转换室两进气端分别与高负压甲烷混气入口和低负压甲烷混气入口连接、两出气端共同连接第二防爆空气泵的进气端，第二防爆空气泵的出气端通过甲烷混气进气管分别与慢速培养罐和快速培养罐连接；所述监测系统包括信号转换总控箱、计算机系统、监控线、信号阀门、综合参数监测仪、紫外可见光光分度计和甲烷声光报警器，所述信号转换总控箱信号输入端与密闭微生物培养系统、供料系统、气体循环系统、气压转换系统和保温系统的信号阀门和综合参数监测仪连接，信号转换总控箱信号输出端与计算机系统连接，所述紫外线可见光分度计设置在所述菌液出液
‑
监测管上，所述甲烷声光报警器设置在保温箱内壁；所述保温系统包括保温室、集成暖气片和温度计，所述集成暖气片和温度计设置在保温箱内部，所述密闭微生物培养系统、供料系统、气体循环系统、气压转换系统和监测系统设置在保温室内。2.根据权利要求1所述的一种煤矿用甲烷氧化菌工业化培养系统，其特征在于，所述慢速培养罐和快速培养罐的培养罐罐体采用不锈钢材质制成的囊体状空腔，罐体两端为半球体，半径为500mm，中段为圆柱体状、长度为1000mm、半径为500mm；培养基储存罐为圆柱体，半径500mm，高度为500mm。3.根据权利要求1所述的一种煤矿用甲烷氧化菌工业化培养系统，其特征在于，所述慢速培养罐和快速培养罐的顶端均设置有培养基进料口和循环气体出口，所述培养基进料口和循环气体出口设置在培养罐罐体中间圆柱体段且距离圆柱体段与半球体接缝处不小于100mm，培养基进料管分别通过培养基进料口与慢速培养罐和快速培养罐连接，气体循环出气管分别通过循环气体出口与慢速培养罐和快速培养罐连接。4.根据权利要求1所述的一种煤矿用甲烷氧化菌工业化培养系统，其特征在于，所述慢速培养罐和快速培养罐的底部分别设置11个密集进气管口和菌液出口,11个所述的密集管口呈蛇形布置且与密集循环进气管连接，菌液出口与菌液出液
‑
监测管连接且菌液出液
‑
监
测管上的阀门不接入计算机分析系统，所述菌液出液
‑
监测管与菌液出口管连接。5.根据权利要求3所述的一种煤矿用甲烷氧化菌工业化培养系统，其特征在于，所述培养基储存罐与培养基进液管之间设置有不接入计算机分析系统的阀门，底部排液口与培养基储存罐之间的连接管道上设置有不接入计算机分析系统的阀门，所述培养基储存罐与注液泵之间设置信号阀门，所述第一防爆空气泵与气体循环进气管之间设置有信号阀门和综合参数监测仪，所述气液分离室与气体循环出气管之间设置有信号阀门和综合参数监测仪，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢军，杜海刚，孙祥科，谢景娜，陈大伟，王怡，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：