我国是煤炭储量和消耗量大国。目前,煤炭最主要的利用方式是燃烧。煤炭的直接燃烧会造成严重的环境污染,使雾霾天气增多。因此,如何实现煤炭的清洁转化,是我国践行人与自然和谐共生理念必须面对的课题。本研究的主要目的是从活性污泥中筛选出能够降解煤的微生物,为煤生物降解在菌种选育方面提供新的方向,为煤的生物降解利用的进一步研究提供理论基础。首先,将富集培养之后的污泥上清液转接至含有50m L无机盐培养液和0.5g煤的锥形瓶中培养。观察发现,实验组瓶中有气泡浮在液面,而对照组中没有;实验组煤样的电镜图和红外光谱图表明,煤样表面空隙增大,煤样中分子结构发生变化;实验组上清液元素分析结果显示,上清液中Ca、Mg和P的含量有所减少,Zn的含量有所增加。以上变化表明活性污泥中存在能够降解煤的微生物,证实从活性污泥中筛选能够降解煤菌种的可行性。其次,利用控制变量的方法对泥碳比进行优化;利用Minitab设计中心复合实验对无机盐培养液的成分进行优化;利用正交实验(三因素三水平)对培养温度、煤样预处理方法和pH进行优化。最终得到微生物降解煤的最佳培养方案,即泥3g、煤样0.5g、无机盐培养液50mL、未经处理煤样、培养温度35℃和pH设为8。其中无机盐培养液的成分为:磷酸二氢钾的浓度为1.1g/L,氯化钙的浓度为1.1g/L,硫硫酸铁的浓度为0.4/L,酸镁的浓度为0.1g/L,氯化钠的浓度为0.5g/L,硝酸铵的浓度为5g/L,。再次,利用Z字划线方法从活性污泥中分离菌种,将得到的5种菌种回接至无机盐培养液为50mL和煤样为0.5g的锥形瓶中恒温培养。上清液元素分析结果表明接入菌种Z1的上清液中Ca、Mg、P和Zn元素含量较对照组有所变化,接入其余菌种的上清液元素含量变化不大;煤样红外光谱分析结果表明,经过菌种Z1、Z2和Z3作用后的煤样中芳环结构和含氧官能团均有所变化,而接入其余菌种的煤样分子结构变化微小;菌种Z1、Z2和Z3作用后的煤样电镜图显示,其煤样松散程度增加。因此,最终筛选出能够降解煤的菌种Z1、Z2和Z3。菌种Z1的降解率最大。利用水浸片和革兰氏染色法初步分析得到:菌种Z1为放线,菌种Z2为毛霉菌,菌种Z3为酵母菌。最后,研究菌种Z1、Z2和Z3对煤的降解效果。利用ICP-OES等离子光谱仪分析液态降解产物,结果表明Ca元素、Mg元素和P元素的含量减少,Zn元素含量增加,这说明在微生物降解煤的过程中,培养液中部分元素被利用,煤中部分元素析出;利用红外光谱分析固态降解产物,结果表明煤样中芳环结构相对增多,含氧官能团和C≡C键相对减少,这说明产物中有芳环结构生成,降解过程中有氧化水解作用发生。降解率的计算结果显示,多种菌种联合作用的降解效果好于单一菌种。其中菌种Z1、菌种Z2和菌种Z3共同对煤样进行降解的降解率最好。