HAU-M1光合产氢混合菌种生长模型拟合与分析

采用实验研究和模型拟合的方法对HAU-M1光合产氢混合菌种的生长规律进行研究,得到混合菌种的生长周期具有非线性的规律且12~72 h菌种增长迅速.Logistic、Gompertz和Bertalanffy模型拟合HAU-M1光合产氢混合菌种的生长曲线,Logistic模型的拟合度最高为0.979 7,其次是Gompertz模型,且各模型拟合的拐点时龄均在HAU-M1的对数生长期,而拐点干质量以Logistic模型最高,为0.228 8 mg/m L,模型拟合值与实验测试值接近.Logistic模型和Gompertz模型可以较好地用于HAU-M1光合菌种生长规律的预测和分析,为保存、改良和开发利用混合菌种进行光合产氢提供可靠的科学依据.     

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.     

热处理对餐厨垃圾厌氧发酵产氢的影响

餐厨垃圾中有机物含量高,以沼渣为产氢菌种来源,利用餐厨垃圾为原料研究厌氧发酵制备氢气,研究通过热处理沼渣对餐厨垃圾厌氧发酵产氢的影响。结果表明,餐厨垃圾是理想的厌氧发酵产氢底物,热处理能够有效的抑制耗氢微生物的活性,提高产氢气浓度。未加热处理发酵产气量大,氢气最大浓度为29%;100℃加热处理15 min发酵产氢气最大浓度为38%,产气量大;100℃加热处理30 min发酵产氢气最大浓度为35%,产气量下降。以餐厨垃圾为发酵底物微生物产氢发酵的最佳p H值为5.0~6.0。     

Mg~(2+)浓度对混合细菌发酵产氢的影响

为了得到混合细菌发酵产氢的最佳Mg2+浓度,以10g/L的葡萄糖为底物,进行了间歇实验。结果表明,在反应温度为35℃和初始pH为7.0的条件下,当Mg2+浓度为0~1mg/L时,混合细菌发酵葡萄糖的累积产氢量、比产氢量和生物量随着Mg2+浓度的增加而增加。当Mg2+浓度为1 mg/L时,最大累积产氢量为233.6 mL,单位质量的葡萄糖最大比产氢量为238.9mL/g,单位质量葡萄糖最大生物量为204.0mg/g。     

马铃薯发酵产氢的菌株培养基改良研究

为了促进马铃薯发酵产氢,研制了改良培养基驯化产氢菌株并使用淀粉生物酶降解马铃薯.将活性污泥煮沸后作为产氢菌株的接种体富集培养,使用Cl-代替SO42-改良传统培养基消除了传统发酵产氢的启动滞留期(约12h),单位最大产氢速率从703.4mL/(g·d)提高到800.5mL/(g·d),最大产氢潜力从205.2mL/g增加到218.2mL/g.通过a淀粉酶和糖化酶处理进一步提高了马铃薯的发酵产氢能力,单位最大产氢速率进一步提高到944.7mL/(g·d),最大产氢潜力进一步提高到267.2mL/g.生物气中氢气的体积分数为43%～69%,无甲烷.     

双细胞体系木糖协同发酵产氢特性研究

采用自主筛选的两株蜡样芽胞杆菌（A1）和短波单胞菌属（B1）,构建人工双细胞体系,重点研究了该双细胞体系利用木糖协同发酵产氢的能力,实验结果表明：单一的A1、B1菌种均能有效利用木糖产氢,而两株菌形成的双细胞体系显示出更高的产氢效率,以及更加充分的底物利用率;发酵产氢过程属于丁酸型发酵。人工双细胞体系混合培养的产氢得率达到1 mol木糖产生1.33 mol氢气,与A1、B1单菌体系木糖发酵产氢相比,产氢得率分别提高了10.7%与32.7%,其原因可能是两菌种互相提供营养来源,也可能是通过利用对方的代谢产物或中间体解除了降解物造成的抑制。说明以木糖作为底物时,人工双细胞体系能有效提升产氢速率,增加氢气产量,缩短发酵周期,具有较大的应用潜力。     

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.     

耐氨光合细菌RHODOBACTER SPHAEROIDES G2B处理有机废水产氢性能研究

开发以有机物水解产物丁酸、乙酸、丙酸与乙醇作为供氢体的产氢光合细菌体系具有十分重要的作用.本文研究了耐氨光合细菌Rhodobacter sphaeroides G2B利用这些有机酸产氢其它一些影响产氢的因素.结果显示就产氢效率而言,以基质为有机酸+牛肉膏具有较高的产氢能力;基质为有机酸+谷氨酸时,菌体生长最佳.产氢活性随光照强度的增加而提高,在8000Lx光照条件下其最大产氢速率达到15.3ml·h-1·g-1细胞干重.中性初始pH(6.8-7.5),产氢效率很差,pH值在5.0以下,具有高的产氢效率.氨氮抑制结果显示,高达35mg/L的氨氮对Rhodobacter sphaeroides G2B产氢没有明显影响,但当浓度达到60mg/L将对产氢产生较明显的抑制作用.     

十六烷基三甲基溴化铵强化产氢发酵

微生物发酵产生的生物气要经过细胞膜释放出去,产氢菌胞外膜的通透性影响产氢发酵过程。本文研究了十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对混合菌胞外膜通透性和厌氧产氢发酵过程的影响。研究结果表明:浓度大于0.009 5 g/L的CTAB可有效提高混合菌胞外膜的通透性;浓度小于0.045 0 g/L时,CTAB对发酵终端的生物量和pH无明显影响;在0.009 5⁰.027 0 g/L的CTAB条件下,发酵体系的产氢速率和累计产氢量随着CTAB浓度的增加而增加;在0.027 0 g/L的CTAB条件下,获得最大产氢速率19.6 mL/h和最大产氢效率13.6 mmol每克木糖,分别较未添加CTAB时提高44%和38%;在0.045 0 g/L的CTAB条件下,混合菌产氢能力受到明显抑制。这些研究结果表明:合适浓度的CTAB可以作为一种高效的生物活化剂用于强化厌氧产氢发酵。     

酸碱预处理对稻草秸秆发酵产氢的影响

随着环保要求的日益严格和化石能源的日益短缺,氢能作为清洁高效的可再生能源受到人们的普遍重视。厌氧发酵生物制氢是利用生物技术分解有机废弃物制备氢气,该工艺设备简单、操作容易、成本低廉等优点。以稻草秸秆为发酵底料,以厌氧活性污泥为接种物,研究酸碱预处理对秸秆发酵产氢的影响。结果表明,H2SO4预处理为最佳的预处理方式;稻草秸秆经1%的H2SO4预处理后发酵气中氢气的最大含量、最高比产氢速率和最高氢气产率分别为47.68%、4.67mL/(h.g)和59.21 mL/g;经1%的NaOH预处理后发酵气中氢气的最大含量、最高比产氢速率和最高氢气产率分别为41.92%、3.24 mL/(h.g)和42.02 mL/g;发酵液相中主要产物为乙醇、乙酸和丁酸。     

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...     

初始pH对木薯酒精废水高温厌氧产氢的影响

通过间歇实验,考察了初始pH(4.0～10.0)对木薯酒精废水高温(60℃)厌氧产氢的影响.结果表明,初始pH 6.0为高温厌氧产氢的最佳值,累积产氢量为383 mL,单位基质产氢量为70 mL·g-1.挥发性有机酸(VFA)和乙醇的总量随着pH的升高而升高,乙酸的含量越来越大,但丁酸始终占优势.接种污泥在90℃的水浴中加热1 h不能有效地抑制产甲烷菌和同型产乙酸菌的活性,当初始pH 在6.0～10.0时,发现不同程度的氢消耗,并且在初始pH 9.0和10.0时,发酵末期均检测到甲烷.发酵过程中对底物变化的跟踪分析表明,氢气主要在丁酸生成过程中产生,与乙酸关系不大.     

混合培养系统厌氧发酵同步产氢产乙醇研究(英文)

采用连续流槽式搅拌反应系统(ACSTR)作为反应装置,以制糖废水为底物,污水处理厂剩余污泥为反应的启动污泥,着重研究底物质量浓度和HRT对系统同步产氢产乙醇性能的影响.结果表明,在不同的底物质量浓度和HRT条件下,乙醇产量和氢气产量有着相同的变化趋势.当底物质量浓度和HRT分别为6 g COD/L和6 h时,乙醇和氢气产量分别为1.62/7.25 mmol/(L·h)and 2.97/8.73 mmol/(L·h).线性分析发现乙醇产量和氢气产量之间有很好的相关性,线性方程分别为y=0.156 6x+0.4487(r2=0.8778)和y=0.148 8x+1.671 4(r2=0.9838).     

牛粪、羊粪及混合发酵产氢能力的比较研究

运用间歇实验方法,以蔗糖为底物,在浓度为20g／L时,研究了预处理牛粪、羊粪及混合发酵的产氢能力。结果表明,在37℃和初始pH7．0时,发酵液中堆肥的液固质量比为2．5：1,产氢能力最大的为牛粪和羊粪的混合发酵,其质量比为1：3,此时混合发酵的比产氢能力为136mL／g（蔗糖）。     

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。     

UASB生物制氢反应系统生物强化作用研究

采用上流式厌氧污泥床(UASB)反应器,以糖蜜废水为底物,利用厌氧活性污泥发酵产氢.向反应器中投加高产氢微生物产酸克雷伯氏菌HP1,探讨了生物强化作用对反应器产氢能力的影响.研究表明:在污泥接种量为30.0 gVSS/L、启动负荷为6.0 kgCOD/(m3·d)、水力停留时间(HRT)为9 h、投菌量为3%的条件下对生物制氢系统进行强化,可使反应系统产氢能力提高25%,并形成丁酸型发酵产氢,液相末端发酵产物中丁酸和乙酸的含量占挥发酸总含量的63%以上,气相中氢气含量在40%～52%之间,最大产氢量达4.52 L/d.     

F/M比和HRT对两相厌氧产氢产甲烷系统的影响（英文）

以酒精废水为发酵底物建立中温两相UASB厌氧产氢产甲烷系统,并考察其运行特性.在最优的F/M比(7. 5)下,产氢系统可实现最高氢气产量为(3. 3±0. 08) L/(L·d).在HRT 16 h下,产甲烷系统以产氢系统出水为底物可得到最大甲烷产量和COD去除率分别为(2. 11±0. 3) L/(L·d)和(92. 1±3. 7)%.产能效率可通过两相厌氧系统由产氢系统的12. 1%提高到91. 2%.     

污泥餐厨垃圾不同混配比厌氧发酵产氢产甲烷

通过批式实验将剩余污泥和餐厨垃圾进行联合厌氧发酵,研究了不经任何预处理的污泥与餐厨垃圾不同质量比对系统产氢产甲烷的影响.结果表明,当餐厨垃圾占总质量比的10%时,可获得最佳的产氢产甲烷效率:氢气体积分数和累积产氢量在22 h时最大,氢气体积分数可达13.7%,累积产氢量可达41.88 mL,氢气产率为4.18 mL·g~(-1);在厌氧发酵观察期内(70.5 h),甲烷体积分数达到5.74%,最大累积产甲烷量为19.58 mL,甲烷产率为2.92 mL·g~(-1).VS(探发性固体)降解率与产氢产甲烷结果一致,当餐厨垃圾占总质量比的10%时,VS去除效果最为显著,经过70.5 h的厌氧发酵VS降解率为6.7%.     

几种荚膜红细菌变异体的光合制氢研究

研究了几种荚膜红细菌变异体(IR1,IR3,IR4,JP91)在DL-乳酸盐和L-谷氨酸盐分别为碳源与氮源时的光合成生长与光合制氢过程．通过测定培养液在660nm下吸光度的变化,实现了对不同荚膜红细菌变异体光合生长过程的监测,并讨论了这些变异体的生长特性．所得氢气采用排水法收集,测量了几种荚膜红细菌变异体光合产氢的平均速率、光合产氢量和底物转化效率,并与荚膜红细菌的野生型B10进行了对比．结果表明,它们产氢能力从强到弱的顺序依次为：IR3,JP91,IIⅥ,B10和IR1．将所产生的氢气直接供给一个小型PEM燃料电池使用的实验也证明了它们的产氢能力的差异,其中,变异体IR3所产生的电流最持久。     

厌氧活性污泥发酵制氢系统中的同型产乙酸菌及耗氢作用

 在对连续流搅拌槽式反应器(CSTR)发酵产氢系统中的活性污泥进行分子生物学分析,判断系统中有同型产乙酸菌存在的基础上,通过活性污泥的间歇培养试验,探讨了同型产乙酸作用对活性污泥发酵系统产氢效能的影响.结果表明,CSTR发酵产氢系统的活性污泥中,一种隶属真杆菌属(Eubacterium)的同型产乙酸菌在活性污泥微生物群落中达到了优势程度;以葡萄糖为底物时,同型产乙酸菌的耗氢代谢,可使厌氧活性污泥对葡萄糖的氢气转化率及产氢率分别降低31%和34%,耗氢速率可达0.33mmol/(g·d).