过氧化氢预处理中/高煤阶煤增产生物甲烷研究

张亦雯^1,2,3，郭红光^1,2,3，李亚平^1,2,3，李兴凤^1,2,3，张攀攀^1,2,3

1. 太原理工大学安全与应急管理工程学院2. 太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室3. 太原理工大学山西省煤矿安全研究生教育创新中心

摘 要：基于过氧化氢（H₂O₂）可以有效作用于煤中部分化学键,从而改善煤的生物有效性,研究了3种不同浓度H₂O₂预处理中/高阶煤所得固相、液相产物及其组合的生物甲烷生成能力。结果表明,液相产物单独降解的甲烷产量最大,高煤阶煤增产161%,中煤阶煤增产338%。高阶残煤的生物甲烷产量与H₂O₂浓度正相关。从混合降解产气效果来看,质量分数0.05%H₂O₂处理的中/高煤阶煤均有显著提升。基于以上结果提出2种工业应用方法:注入H₂O₂或预处理液。试验证明,0.05%H₂O₂直接注入煤层或将预处理液注入煤层均可实现生物甲烷的增产,高煤阶煤分别增产96%和106%,中煤阶煤分别增产38%和198%。研究结果为提速煤的厌氧生物降解提供了一条有效途径,为微生物增产煤层气的现场应用奠定了基础。

关键词：H₂O₂预处理;生物成因煤层气;甲烷增产;中/高煤阶煤;