Hydrogen production by mixed culture of several facultative bacteria and anaerobic bacteria

The characteristic of hydrogen production by facultative anaerobic bacteria, obligate anaerobic bacteria and their mixed culture was studied by the batch culture method. The results showed that, due to the synergistic effect between facultative bacteria and anaerobic bacteria, the ability of hydrogen production in the mixed culture was much better than that in the pure culture. Especially, the culture Scheme No.7 mixed up with three strains (Bacterium. E: Bacterium. B: Bacterium. P = 1:1:1) not only had the best hydrogen production capacity (1.885 mol H₂/mol glucose) and maximum average hydrogen production rate (212.2 mL/(L·h)), but also had stable hydrogen production under continuous culture conditions, which was 1.968 mol H₂/mol glucose.     

专性厌氧菌发酵罐制氢工艺

采用批式发酵工艺研究了专性厌氧菌P的产氢特性.分别探讨了P菌在小样及发酵罐扩大试验中的生长周期、pH值、葡萄糖浓度以及糖蜜浓度等生态因子对产氢能力的影响.结果表明,P菌是一种高效产氢的菌株,在培养10h后进入对数生长期和高速产氢阶段.当葡萄糖浓度为10 g/L,初始pH为7.0,接种比例为10％时,小样发酵和发酵罐的气体总产量均达到最大值,分别为485 mL和17.4L;在发酵罐中,通过连续补加NaOH溶液使pH恒定在7.0左右,可使每升培养基产氢量达到2.473 L,比小样提高了5％,此时葡萄糖分解率达到95.2％,且氢气的质量分数达到68.73％;利用糖蜜作为发酵底物,具有广阔的经济效益和除废产能的环境效益,当糖蜜底物浓度为35 g/L时的产气能力最佳,发酵罐中最大产气量为22 L.     

Hydrogen Production with High Evolution Rate and High Yield by Immobilized Cells of Hydrogen-producing Bacteria Strain B49 in a Column Reactor

To improve the hydrogen evolution rate in continuous hydrogen production of a novel fermentative hydrogen-producing bacteria strain B49 (AF481148 in EMBL), 4 % immobilized cells by polyvinyl alcohol-boric acid method, with the addition of a small amount of calcium alginate in a column reactor obtain hydrogen yield of 2.31 mol H2/mol glucose and hydrogen evolution rate of 1435.4 ml/L culture*h respectively at medium retention time of 2.0 h with a medium containing 10g glucose/L. Moreover, as the cell density in gel beads is increased to 8%, hydrogen yield and hydrogen evolution rate for 10g glucose/L are 2.34 mol H2/mol glucose and 2912.4 ml/L culture*h respectively at medium retention time of 1.0 h, and for molasses wastewater COD of 7505.9 mg/L hydrogen production potential of 205.6 ml/g COD and hydrogen evolution rate of 2057.7 ml/L culture*h at hydraulic retention time of 0.75 h are observed. In the continuous culture pH value keeps around 3.9 by self-regulating.     

Partial Characteristics of Hydrogen Production by Fermentative Hydrogen-producing Bacterial Strain B49

0　IntroductionHydrogenproducedbymicroorganismsisrecog nizedasaclean ,efficient ,sustainableandabundantenergyinthefuture .ManystudiesonbiohydrogenproductionhavebeenreviewedbyNandietal[1] .andbyBenemann[2 ] .EnterobactercloacaeIIT BT0 8iso latedfromleafextractbyKumar[3] hadanexcellentabilityto producehydrogenat 2 9.6 3mmolH2 / gdrycell·h .EnterobacteraerogensstrainE .82 0 0 5iso latedfromleavesofMilabilisjalapabyTanisho[4 ] ,evolvedhydrogenat 17mmolH2 / gdrycell·h .Enter obacteraerogens…     

混合厌氧微生物产氢研究

文中以河底污泥为混合厌氧微生物的主要来源,以葡萄糖为基质对生物产氢进行了研究。结果发现,最大产氢率为2.1(n(H₂)/n(葡萄糖)),最适产氢pH值为5.5,最合适葡萄糖质量浓度为5～30g/L,最适合底物为葡萄糖、木糖和可溶性淀粉。产出气体经质量分数为5%的氢氧化钠溶液吸收后,测得氢气的体积分数达到了97%,在产出气中并未检测到甲烷的存在。并且确定发酵类型以“丁酸型”为主。     

活性污泥制氢系统中发酵细菌的分离与鉴定

分离鉴定高效产氢发酵细菌是发酵发生物制氢技术的重要前提,利用Hungater技术与宽体窄颈培养瓶平板技术,以及LM-1和HPB-LR培养基分离鉴定厌氧发酵产氢细菌获得六株产氢细菌,葡萄糖是他们最适宜的底物.他们的产氢代谢为乙醇发酵型.产氢细菌发酵液相末端产物分析表明乙醇和乙酸占其总代谢产物的95?%.生理生化和形态学特征分析表明它们属于一种特殊的微生物类群.16SrDNA碱基序列分析表明它们可以划分为新的种属.     

Enrichment and hydrogen production by marine anaerobic hydrogen-producing microflora

Acid, alkali, heat-shock, KNO3 and control pretreatment methods applied to anaerobic sludge were evaluated for their ability to selectively enrich the marine hydrogen-producing mixed microflora. Seawater culture medium was used as the substrate. The hydrogen yield of pretreated microflora was higher than that of the un-pretreated control （P 〈 0.05）. Among the pretreatment methods studied, heat-shock pretreatment yielded the greatest hydrogen production, which was 14.6 times that of the control. When the effect of initial pH on hydrogen production of heat-shock pretreated samples was studied, hydrogen was produced over the entire pH range （pH 4 -- 10）. The hydrogen yield peaked at initial pH 8 （79 mL/g sucrose） and then steadily decreased as the initial pH increased. Sucrose consumption was high at neutral initial pH. During the process of hydrogen production, pH decreased gradually, which indicated that the acquired microflora consisted of acidogenic bacteria.     

基于兼性厌氧菌MICP技术的尾砂再造充填体试验研究

提出一种利用微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术的胶结尾砂方法，利用兼性厌氧菌在密封养护条件下胶结尾砂，解决利用好氧菌无法在缺氧或无氧环境下使用的问题.采用控制变量法对利用兼性厌氧菌MICP技术胶结尾砂试验的影响因素进行探究，研究了菌液浓度、胶结溶液浓度、尾砂粒径和养护温度对胶结效果的影响.结果表明:当菌液的OD₆₀₀为1、胶结溶液中醋酸根离子浓度为0.6mol/L、尾砂为多种不同粒径的尾砂混合体、养护温度为30℃时，胶结效果最佳；兼性厌氧菌的MICP技术具有胶结尾砂的潜力，为替代水泥作为尾砂胶结材料提供了有效途径.     

光合菌群利用丁酸产氢的初步研究

对影响光合茵群利用丁酸产氢的主要因子:初始细胞浓度、温度、初始pH值、光照强度和丁酸浓度进行了研究.结果表明,光合茵群在初始细胞浓度0.2～O.3 g/L,温度30~40℃,PH 6.0～9.0,光照强度2000～8000 Lx,丁酸浓度6～30 mmol/L的范围内均可以保持较高的产氢效率.当初始细胞浓度为0.3 g/L、温度30℃、初始PH 7.0、光照强度为4000 Lx、丁酸浓度为30 mmol/L时该光合茵群具有最大产氢量364 mL,最大产氢效率5.4 mol-H_2/mol-丁酸和最大产氢速率22.2 mL/L/h.     

红树林沉积物中产氢微生物的分离鉴定和性能分析

采用厌氧富集三层平板和螺口试管培养法,根据产气特征从红树林沉积物中筛选分离海水条件下的高效产氢菌株,获得1株兼性厌氧具有较高产氢能力的菌株BH-16.通过形态观察、Biolog鉴定和16S rDNA序列分析,该菌株鉴定为摩氏摩根氏菌BH-16.实验表明:在厌氧培养条件下,菌株BH-16的最适起始pH、NaCl质量浓度和培养温度分别为8.0、0.01 g/mL、37,℃.通过间歇产气实验和气相色谱分析对菌株的产氢能力进行分析,结果表明:菌株BH-16大量产氢发生在细胞指数生长后期和细胞生长平稳期;在海水培养条件下,在起始葡萄糖质量浓度为20 g/L、起始pH为7.2时,菌株的总产氢量和平均产氢速率分别为1,120 mL/L和93.3 mL/(L·h).     

通气提高Klebsiella oxytoca HP1发酵产氢

研究了Klebsiella oxytoca HP1在不同通气条件下的生长和放氢特性．批式发酵实验结果表明：通氩气放氢效果最好，通二氧化碳放氢效果最差．提高氩气通气速率能显著提高产氢量。0．25L／Lmin条件下的产氢量达到1155mL是不通气时的2．41倍，但通气也影响延迟期的长短。氩气通量应该与微生物生长阶段相匹配．代谢产物分析表明：K．oxytoca HP1呈混合酸发酵特性，主要代谢产物有乙酸、乙醇、乳酸和2，3-丁二醇，氩气通气速率明显影响丙酮酸节点的代谢途径和通量，从高通气条件到不通气条件，代谢主要途径按乙酸途径→乙醇途径→乳酸途径的次序转变，通气速率是K．oxytoca HP1发酵产氢的重要调控因子．     

四种预处理方法对混合菌产氢特性的影响

以木质纤维素水解后的主要单糖D-木糖为底物,研究了酸处理、碱处理、热处理、红外照射处理对取自沼气发酵池的混合菌发酵制氢过程中的产氢量和产氢速率的影响.实验结果表明:四种预处理方法都可以提高产氢量和产氢速率.最佳的热处理条件为100℃,20～50 min.该条件下累计产氢量和最大产氢速率较未处理的混合菌发酵分别提高约30...     

胶质红假单胞菌J2菌株光合产氢的研究

选择苹果酸为碳源，谷物酸为氮源，对胶质红假单胞菌Ｊ２菌株进行光照分批及连续培养产氢试验，分批试验最大产氢活性为每克干细胞每小时产氢１３．３８ｍｌ。连续试验持续１５天以上，平均产氢速率为每克干细胞每小时产氢１２．０１ｍｌ。此后进行了固定化细胞光合产氢的研究，选择角叉菜聚糖作为固定化载体，结果表明，固定化细胞在产氢活性的保持和反应稳定性等方面明显优于游离细胞，连续培养时，平均产氢速率为每克干细胞每小时     

生物表面活性剂生产菌株培养条件优化的研究

对生物表面活性剂生产菌W2的培养条件进行研究,以获得最佳的菌株生长条件和最佳的产生物表面活性剂条件.结果表明:W2产生物表面活性剂的最佳培养基成分(g/L)为葡萄糖40.0,NaNO32.67,K2HPO41.0,KH2PO40.5,KCl 0.1,MgSO40.5,CaCl20.01,FeSO4.7H2O0.01,酵母提取物0.1.W2产生物表面活性剂的培养基最适宜pH=6.5,接种量为1%,最适温度为30℃.针对其产生物表面活性剂和菌体生长的关系,将分段培养工艺应用于W2产生物表面活性剂中,即在培养的初期24h内采用菌体生长最佳培养条件,在培养后期采用菌体产生物表面活性剂的最佳培养条件.     

膜反应器中生物质甘油制氢反应的热力学研究

采用吉布斯自由能最小化方法对膜反应器中生物质甘油水汽重整制氢反应进行热力学研究,考察了温度、压力、水与甘油进料比(S/G)等条件对反应性能的影响,并分析副产物CO和CH₄的生成、积炭的生成、移去CO₂、O₂的添加等对氢气产量和反应体系平衡组成的影响.结果表明:T=900 K,p=100 kPa,S/G=12时,在膜反应器中及时移除CO₂可提高氢气产量和选择性,氢气产量高达6.86 mol H₂/摩尔甘油,选择性98.00%; 在反应体系中添加少量的O₂(摩尔分数<1%)有利于抑制CO和CH₄的生成,而氢气产量几乎不受影响.     

产氨基寡糖素海洋细菌的分离和特征

采用几丁质选择性培养基富集和平板法从北海红树林土样中分离出可降解几丁质产生透明水解圈的细菌8株,并从中筛选出一株可降解转化几丁质产氨基寡糖素较好的菌株(HB003,下同),经对其生物学特性和几丁质转化产氨基寡糖发酵试验,结果表明:该菌株的菌落圆形、湿润、浅黄;细胞杆状,大小为0.5×1～2 μm,革兰氏染色阴性,无芽孢,单根极生鞭毛,可运动;兼厌气,中温性,生长最适起始pH7.5～8.5,25～35℃,耐盐,其在以几丁质为唯一碳源基质的液体培养基,起始pH 8.5,30℃的条件下静置发酵6 d,可产氨基寡糖素153.5 mg/L.     

微乳条件下磷酸氢锆催化环己酮液相氨肟化反应研究

针对环己酮(CYC)液相氨肟化制备环己酮肟(CHO)用到昂贵的TS-1催化剂,寻找该反应的新型催化剂是降低其成本的根本方法.以磷酸氢锆为催化剂,聚乙二醇-6000(PEG-6000)为表面活性剂,叔丁醇为助表面活性剂,水为溶剂,构建了新型的微乳反应体系.考察了表面活性剂的种类、表面活性剂的量、催化剂的量、底物物料比、双氧水添加方式、反应温度、反应时间等对环己酮氨肟化反应的影响.结果表明,在环己酮为0.01mol,反应物摩尔比n(CYC)∶n(NH3·H2O)∶n(H2O2)=1∶5∶2.3,催化剂磷酸氢锆0.5g,表面活性剂PEG-6000 1.3g,助表面活性剂叔丁醇2mL,水4mL,双氧水一次性加入,65℃反应3.5h的条件下,环己酮的转化率和环己酮肟的收率可分别达到95.3%和69.1%.     

预处理对造纸污泥和餐厨垃圾混合发酵的影响

为揭示联产氢气和甲烷复合工艺中预处理对物料液化水解率及系统产气性能的影响,利用不同浓度的酸(H2SO4)、碱(NaOH)预处理造纸污泥和餐厨垃圾混合物,在中温-高温条件下将预处理后的物料进行混合发酵联产氢气和甲烷,研究了不同浓度的酸/碱预处理后,造纸污泥和餐厨垃圾混合发酵联产氢气和甲烷性能.结果表明:酸/碱预处理对物料产生了明显的水解作用,物料中的大分子物质被降解为小分子颗粒;预处理对混合发酵产氢阶段具有明显的促进作用,其中以添加10%NaOH(以物料总固体计)的碱预处理效果最佳,其氢气产率较未经预处理的对照(CK)提高了50.20%,挥发性固体(VS)去除率达到了16.06%;预处理在产氢后的产甲烷阶段对甲烷产率没有明显的促进作用,各反应器的甲烷产率与CK相近或低于CK,VS总去除率也以CK为最高.     

Cellulose-hydrogen production from corn stalk biomass by anaerobic fermentation

Cellulose-hydrogen production from corn stalk by lesser panda manure was carried out in batch tests and a 5 L scale-up continuously stirred anaerobic bioreactor(CSABR),respectively.The bio-pretreatment of corn stalk was found most effective at 25℃ using microbe additive of 7.5 g/kg,in which the yields of soluble saccharides(SS) and lactic acid were 212 mg/g-TS and 21 mg/g-TS,respectively.The maximum cumulative H2 yield(176 ml/g-TS) and H2 production rate(14.5 ml/g-TS h-1) were obtained at pH 5.5,36℃ by trea...     

一个新的有机光敏剂的合成、表征及其敏化纳米TiO_2光解水析氢性能研究

以三苯胺和苯乙酮为原料,设计合成了一个新的具有D-π-A结构的有机光敏剂(E)-2-氰基-2-((Z)-5-(4-(二苯基氨基)亚苄基)-4-苯基噻唑-2(5H)-亚基)乙酸乙酯(TPAD),并通过核磁1 HNMR,13 CNMR,IR,UV-Vis,XRD和SEM等手段对目标化合物的结构和性质进行表征.制备了复合光催化剂TPAD/Pt(w=0.5%)TiO_2,构建了以TPAD/Pt(w=0.5%)/TiO_2为光催化剂,三乙胺为牺牲剂的产氢体系,系统研究了三乙胺的体积分数、乙腈与水的比例及溶液的pH值等因素对目标光催化剂析氢活性的影响.结果表明:在可见光照射下,当三乙胺的体积分数浓度为5%,pH值为10,乙腈/水的体积比为1∶1时,经3h光照后,体系的析氢量达最大值370μmol,平均析氢速率达25 933.3μmol·h-1·g-1.