马晶伟[1]2007年在《糖类废弃物厌氧发酵生物制氢试验研究》文中研究指明厌氧发酵生物制氢工艺是一种新型的、低能耗的、清洁的废弃物资源化处置方式。它不仅能够生产清洁能源氢气,还可以利用有机废物这种用之不竭的可再生能源,有利于环境保护与社会的持续发展。本文采用混合菌种培养技术,以从天然厌氧微生物中筛选出的产氢菌为接种物,以模拟糖类有机废水和模拟食品固废为原料,分别进行了连续和批式试验,研究了环境因子和操作条件对产氢过程的影响,探讨了提高生物反应器产氢能力的途径。以葡萄糖模拟糖类有机废水进行了连续厌氧发酵生物制氢的试验研究,考察了pH值、HRT、COD浓度、负荷率、温度、碱度等运行参数对产氢能力的影响,并分析了微生物相的组成。研究结果表明:在中温条件下,pH值为5.5、HRT为6h时,得到最大产量2.57L/L·d和最大氢气产率1.83molH2/mol葡萄糖。进水COD浓度和氢气产量呈正比例关系,和氢气产率呈反比例关系。COD负荷率和氢气产量呈正比例关系,和氢气产率呈反比例关系。反应器在高温运行时产氢量最高,中温时产氢量次之,而低温时的产氢量只有中温产氢量的一半左右。镜检发现产氢微生物主要为短杆菌,并有少量长杆菌、丝状菌和链状球菌。由于该产氢污泥发酵类型为丁酸型发酵,可以推测反应器内占优的主要产氢微生物为梭状芽孢杆菌属的丁酸杆菌(Clostridium. butyricum)。通过在进水中投加NaHCO3可以加强反应器内的碳酸氢盐缓冲系统,加强系统运行的稳定性,而对发酵类型和微生物活性没有影响。本研究通过试验发现,可以通过调节进水碱度的方法来控制反应器中的pH值,取得了良好的效果,并得出了不同温度下pH值、进水碱度和进水COD浓度叁者之间的关系,为实际运行提供了指导。以米饭模拟食品固废进行了批式厌氧发酵生物制氢的试验研究,考察了中温条件下pH值、底物浓度等操作参数对产氢能力的影响,探讨了以食品固废为基质进行厌氧发酵生物制氢的可行性。试验确定最佳pH值为5.0、最佳底物浓度为10 g COD/L。在该条件下,得到了最大氢气产率113mL/g COD(或121mL/g碳水化合物)。
韩伟[2]2012年在《“活性污泥—生物膜”一体式复合生物制氢工艺的运行与控制》文中认为由于传统化石能源的过度使用导致一系列的环境污染问题,因此,人们迫切寻求可以实现友好环境的可替代能源。氢能具有清洁、高效、可再生和不产生有害副产物等优点,已经引起了世界范围内的广泛关注。厌氧发酵生物制氢技术一方面可以处理有机废弃物(废水)减少对环境的危害,另一方面还可以利用有机废弃物(废水)而产生清洁能源(氢气)而更具发展前景。悬浮生长系统和附着生长系统是目前最为常用的厌氧发酵生物制氢系统,本文在研究了上述两种制氢系统的建立与运行后,提出一种新型的连续流混合固定化污泥反应器(CMISR)发酵制氢,以期为厌氧发酵生物制氢技术的产业化应用提供基础的技术和理论依据。本文利用糖蜜废水作为发酵底物,以连续流搅拌槽式反应器(CSTR)作为反应装置,采用经好氧预处理污泥作为接种污泥,探讨了悬浮生长制氢系统的建立及运行特性。研究表明,当反应器温度控制在35℃,水力停留时间(HRT)为6h时,pH值和ORP分别稳定在3.7～4.57和-230～-464mV之间,反应器运行35d后可实现稳定的乙醇型发酵。此时,液相末端发酵产物以乙醇和乙酸为主,占液相末端发酵产物总量的83.55%。发酵气体中氢气含量及产氢量分别为30%～45%和1.53m3/m3d。此外,氢气和乙醇是具有发展前景的生物燃料,被认为是化石能源的可替代能源。在上述系统达到稳定乙醇型发酵基础上,探讨了不同有机负荷(OLR)对发酵法生物制氢和生物制乙醇的影响。结果表明,当OLR在8-24kg/m3d范围内变化时,产氢速率和产乙醇速率随着OLR的提高而增加,并且在OLR为24kg/m3d时分别得到最佳的产氢速率(12.4mmol/hl)和产乙醇速率(20.27mmol/hl).然而,当OLR进一步提高到32kg/m3d时,产氢速率和产乙醇速率却呈现下降趋势。在液相末端发酵产物中乙醇含量占31%-59%,为主要的代谢产物。线性回归方程表明产乙醇速率(y)和产氢速率(x)成正比关系,方程式为y=0.5431x+1.6816(r2=0.7617)。基于氢气和乙醇的热量值,总产能速率被用来衡量整个发酵系统的产能效率,在OLR为24kg/m3d时发酵系统得到最大产能速率31.23kJ/hl。采用连续流搅拌槽式反应器(Continuous flow Stirred-Tank Reactor, CSTR)作为反应装置,以颗粒活性炭为生物载体,利用糖蜜废水厌氧发酵生物制氢。研究表明,在污泥接种量(以VSS计)为17.74g/L,温度为35℃,水力停留时间(HRT)为6h,控制有机负荷(OLR)在8kgCOD/(m3d)-24kgCOD/(m3d)范围内,连续流附着生长制氢系统可在22d内达到连续稳定产氢。此时,系统pH值为4.28,氧化还原电位(ORP)在-420mV左右,产气量和产氢量分别为10.6L/d和5.9L/d左右。液相末端发酵产物中,乙醇和乙酸的含量占挥发酸总量的89%,为典型的乙醇型发酵。连续流附着生长制氢系统表现出较高的抗负荷冲击能力和一定的耐低pH值能力,颗粒活性炭可作为固定化活性污泥发酵制氢载体。同时,还考察了有机负荷(OLR)对连续流附着生长制氢系统发酵制取氢气和乙醇的影响。研究表明,H2和乙醇的产率随有机负荷的增加(8-24kg/m3d)而提高。最高的产氢率(10.74mmol/hl)和乙醇产率(11.72mmol/hl)都是在OLR=24kg/m3d的运行条件下得到的。乙醇为主要的液相发酵产物,其含量占总的液相代谢产物的38.3%-48.9%。线性方程表明了乙醇产率和H2产率呈正相关,可表示为y=1.5365x-5.054(r2=0.9751)(y:乙醇产量；x：氢气产量)。产能效率以H2和乙醇的热值来计算,从而评估CSTR反应系统的整体产能效率。当OLR为24kg/m3d时,反应系统得到最大的产能效率为19.08kJ/hl。此外,液相代谢产物乙醇和乙酸的产量能够影响厌氧发酵系统的产氢效率,当乙醇和乙酸的比例接近1得到最大产氢速率,分析认为,这是由于NAD+/(NADH+H+的调整)影响发酵代谢途径造成的。利用活性炭作为载体,糖蜜废水为发酵底物,采用新型连续流混合固定污泥反应器(Continuous Mixed Immobilized Sludge Reactor, CMISR)作为反应装置,厌氧发酵生物制氢。研究表明,当CMISR反应器控制进水COD浓度为2000～6000mg/L,水力停留时间(HRT)为6h,温度为35℃,pH值和氧化还原电位(ORP)分别在4.06～4.28和-416～-434mV变化时,CMISR反应器在运行40d后可形成稳定的乙醇型发酵,此时的乙醇和乙酸含量占总液相发酵代谢产物的89.3%。氢气含量和COD去除率分别为46.6%和13%。此外,考察了有机负荷(OLR)变化对CMISR产氢效能的影响。结果表明,当CMISR反应器中OLR为32kg/m3d时,系统可得到最大产氢速率(the maximum hydrogen production rate)12.51mmol/hL; OLR为16kg/m3d时,系统可得到最佳底物转化产氢量(the maximum hydrogen yield by substrate consumed)130.57mmol/mol。由此可以看出,连续流混合固定化污泥反应器(CMISR)作为有发展前景的固定化系统,而用作厌氧发酵生物制氢。
赵伟[3]2013年在《微量元素对有机废水厌氧发酵生物制氢的影响研究》文中指出全世界正在竭力寻求各种清洁可再生能源,来应对气候变化和能源短缺这两个制约人类社会可持续发展的紧迫问题。在众多可再生能源中,氢能的可存储特点使其可以替代化石能源,方便地利用于日常的生产生活中。但是,目前尚未研发出高效、可持续、可再生的产氢方式。利用有机物的生物降解制氢技术,具有清洁、节能和不消耗化石能源等突出优点,在氢气生产及应用技术研究开发中的地位越来越重要。本论文正是从厌氧发酵生物制氢出发,培养高效菌种,降解有机废水,结合当今材料科学领域内的先进纳米材料,提高厌氧发酵产氢效率,为后续工业化应用提供理论基础。研究工作主要分为六部分:第一部分:选取厌氧活性污泥、猪粪、牛粪作为接种物,考察其对不同种类的有机废水的降解产氢性能。活性污泥、牛粪、猪粪叁个体系的VSS随着葡萄糖浓度变化的规律大体相似。活性污泥的产氢量明显高于其它接种物,并且产氢量随葡萄糖浓度的升高呈现先增长后趋于平稳的趋势,说明并不是底物浓度越高,产氢越多,这可能是由于高浓度的碳源改变了细菌的代谢途径,从而抑制了产氢。叁个体系中,活性污泥的糖降解效率最高,达到95%,有机物降解比较彻底,其他两个体系的糖降解效率都不如活性污泥的高,随着糖浓度的升高,糖降解效率呈下降趋势。第二部分:研究不同氮源种类及浓度对厌氧发酵制氢的影响。主要研究在培养基中不同碳氮比对细菌产氢的影响,优化反应条件,以提高有机物的氢转化效率,最终应用到实际废水的处理中去。实验结果表明,碳氮比对产氢细菌的生长、代谢和增殖影响非常大,是影响发酵制氢效率的重要因素。从两个体系的发酵规律来看,适当浓度的无机氮源(氯化铵)可以代替有机氮源(酵母粉)进行厌氧发酵产氢。第叁部分:以葡萄糖为发酵底物,通过分批实验考察了不同浓度的亚铁离子(硫酸亚铁)与介孔Fe304纳米颗粒对厌氧细菌的产氢、增殖以及代谢途径的影响。发酵反应加入介孔Fe304纳米颗粒提高了菌种的代谢活性,相对于空白实验来讲,总产气量和氢气百分含量都有明显的提高。介孔Fe3O4纳米颗粒的浓度为400 mg·L-1时,最大的氢转化率为1.53 mol·hmol-1葡萄糖,氢气的百分含量为43.8%。第四部分:考察Pt纳米颗粒对产氢的影响。随着铂纳米颗粒浓度的升高,对于细菌的产氢代谢的抑制作用很明显,不仅产氢停滞期逐渐延长,产氢量也逐渐下降,所有加入铂纳米颗粒的实验组的累积产氢量都比空白实验低。第五部分:考察Au纳米颗粒对产氢的影响。Au纳米颗粒的加入可以明显提高纯菌种和混合细菌的产氢量。Au纳米颗粒的加入使发酵产氢菌种的代谢途径改变,减少了乙醇、乳酸和丙酸的产量。纯菌种体系获得最大的产氢量2.21 mol·hmol-1葡萄糖,最大氢气百分含量55.0%。第六部分:考察Ag纳米颗粒对产氢的影响。银纳米颗粒使发酵产氢菌种的代谢途径改变,减少了乙醇、丙酸和戊酸的产量。银纳米颗粒浓度为20 nmol·L-1时获得最大的产氢量2.48 mol·mol-1葡萄糖,最大氢气百分含量61.5%。银纳米颗粒可以提高产氢菌种的活性,不仅提高了产氢量,还提高了总的生物气的产量,在提高发酵体系的产氢速率的同时,增强了产氢细菌对环境条件的适应性。本研究为今后实验的深入开展以及在有机废水处理过程中大规模的生物制氢积累了宝贵的实验数据。
杨力[4]2013年在《餐厨垃圾厌氧发酵生物制氢试验研究》文中认为目前，我国餐厨垃圾的产量增长迅猛，在城市生活垃圾中占据的比重越来越大，其含水率高，富含营养成分，极易腐烂，由于处理不当造成了对居民人身健康和城市生态环境的危害。另一方面，能源短缺问题一直是制约我国社会经济持续发展的关键因素，传统的化石燃料供应紧张，且燃烧产生对环境有害的气体，氢气被认为是最清洁的替代能源。因此，利用餐厨垃圾进行厌氧发酵生物制氢是一个一举两得的策略，对解决能源危机和餐厨垃圾的污染问题均具有重要意义。本试验在中温条件下，利用餐厨垃圾进行厌氧发酵生物制氢。在CSTR反应器中进行的连续流试验探索了系统的启动、污泥的培养和驯化、污泥酸化的恢复、反应器暂停运行之后的二次启动等工作状态，并考察了COD有机负荷、接种污泥预处理、进水碱度等因素对产氢特性的影响。经过214天的培养和驯化， CSTR反应器顺利启动，通过连续流产氢试验，得到的结果表明COD负荷对餐厨垃圾厌氧发酵的氢气产量、氢气产率、COD去除率、液相发酵产物、产氢类型等均有影响。经过热处理的接种污泥具有更高的氢气产率，其产氢类型随负荷的提高更早由混合酸型转变为丁酸型，但未经热处理的接种污泥含有更丰富的菌种多样性，能更好地适应环境的波动。在温度37±1℃、体系pH值6.0±0.1、水力停留时间24h条件下，CSTR反应器容积负荷2.5~8.0kgCOD/(m3·d)范围内最高的氢气产率为84.49mL/gCOD。本文还以餐厨垃圾作为底物，以CSTR内的活性污泥作为接种污泥，进行批式厌氧发酵产氢试验，考察了pH值、底物浓度等操作参数对产氢能力的影响，并通过动力学模型阐述了微生物发酵产氢的过程。试验的结果表明pH值5.0、底物浓度5.0gCOD/L是批式产氢的最佳条件，得到的最大氢气产率为60.630mL/gCOD。
柯水洲, 马晶伟[5]2006年在《生物制氢研究进展(Ⅰ) 产氢机理与研究动态》文中提出阐述了7类生物制氢系统的产氢机理、影响因素以及提高产氢率和产氢量的方法,介绍了国外最新的研究进展。光发酵生物制氢技术和厌氧发酵生物制氢技术是研究的热点,而厌氧发酵由于产氢效率较高而成为最具潜力的生物制氢技术之一。光合-发酵杂交技术不仅减少了所需光能,而且增加了氢气产量,同时也彻底降解了有机物,使该技术成为生物制氢技术的发展方向。
李瑞雪[6]2014年在《碳氮比对厌氧发酵生物制氢影响规律的研究》文中认为基于化石能源资源的匮乏、环境污染的日益加重,氢能作为一种可再生能源,受到人们的广泛重视。厌氧发酵制氢技术,不仅操作简便,而且能够利用有机废弃物生产出高效、清洁、可再生的绿色能源,逐渐成为近年来研究的热点。在厌氧发酵过程中,营养物质的浓度和配比,是影响发酵稳定性的重要因素。本文主要研究初始碳氮比(g C/g N)对以牛粪堆肥为菌源,以苹果渣和葡萄糖分别为底物的厌氧发酵生物制氢的影响规律,并探求一定条件下,厌氧发酵生物制氢的最佳碳氮比。首先,本文研究了碳氮比对以葡萄糖为底物的厌氧发酵产氢的影响。实验结果表明,当碳氮比从6.6增加到9.3时,累积产氢量随着碳氮比的增加而增加；当碳氮比从9.3增加到11.4时,累积产氢量随着碳氮比的增加而降低；当碳氮比为9.3时,累积产氢量最高为1232.7mL/L-culture。此外,葡萄糖和牛粪的最佳浓度分别为5.0g/L和180.0g/L。其次,在其它发酵条件相同的情况下,用工厂废弃物苹果渣替代葡萄糖为底物,探究了不同配比对牛粪和苹果渣共发酵产氢的影响。研究结果表明,当牛粪和苹果渣干物量配比为1：5时,碳氮比为10.6,此时产氢效率最高,累积产氢量达到最大值为1398.0mL/L-culture。虽然苹果渣的还原糖含量只有13.25%,但是相比于葡萄糖为底物的厌氧发酵产氢,苹果渣和牛粪堆肥共发酵的产氢效率更高。最后,本文以富集在pH检测计探头上的产氢菌为菌源,研究了碳氮比对以葡萄糖为单一底物发酵产氢的影响,并且对液相末端产物的组成进行了分析。实验结果表明,葡萄糖的最佳浓度为10.0g/L,最佳碳氮比为10.6,最大累积产氢量为945.7mL/L-culture。碳氮比是影响挥发性脂肪酸组成的重要因素,在最佳碳氮比时,液相末端产物的主要成分有乙醇、乙酸和丁酸,其中丁酸含量最高。
胡庆丽[7]2007年在《玉米秸秆厌氧发酵生物制氢放大实验研究》文中指出能源短缺和环境污染是新世纪人类所面临的巨大挑战。与其他传统的能源燃料相比，氢气具有能量密度高、热转化率高、输送成本低、燃烧时只生成水、无二次污染等诸多优点。在众多的制氢方法中，生物质厌氧发酵制氢技术以其来源于微生物自身的新陈代谢条件下即可进行，而且可利用工农业废弃物为制氢原料，既实现了废弃物资源化，而且成本低廉，所以厌氧发酵生物制氢技术是一种发展前景广阔的环境友好型制氢新方法，具有良好的应用前景。本文在批式实验和小型放大实验研究成果的基础上，以农业废弃物玉米秸秆为产氢原料，以牛粪堆肥为产氢菌源，在30立升规模的混合式制氢反应器中通过厌氧发酵产生氢气，取得了有意义的研究结果。结果表明：1．以牛粪堆肥作为天然厌氧微生物来源，采取先煮沸菌源溶液15min，接着曝气2h的预处理方法，产氢能力达到3.5molH_2／mol蔗糖。用蔗糖和玉米秸秆的混合物作为菌种培养基质，以菌龄为18个小时的菌种作为种子源接种到生物反应器中，菌种的延迟时间大大缩短为4个小时。玉米秸秆经过爆破、浸泡、酸解的预处理方式，比产氢速率最高达到为220ml／g秸秆，约是未处理玉米秸秆产氢能力的47倍。2．根据发酵液有机负荷COD的变化，为了维持玉米秸秆被降解为有机物和有机物转化为氢气的平衡，在玉米秸秆将被完全降解时即补充新鲜的物料，以满足菌种的代谢平衡，同时维持较高的产氢速率。所以我们确定进料方式为半连续方式，为防止营养物质被消耗殆尽每隔12个小时进料一次，即物料停留时间为12小时，并及时地移走代谢产物以保证菌种的良好生长条件，延长菌种稳定期，稳定期菌种的最高浓度为3.81g／1。3．得到30立升生物制氢反应器中适宜控制参数：反应温度为36±1℃、反应pH值5.0～5.2、搅拌转速为100r／min、最佳秸秆浓度范围为12～15g／l、进料时间间隔12h。在最佳工艺条件下可持续产氢，最高产氢速率达到433ml／(1×h)，最高比产氢率为220ml／g秸秆，生物气中最高氢浓度61％，实验效果良好。检测结果显示发酵类型为丁酸型发酵。
张高生[8]2004年在《啤酒糟和玉米秸秆厌氧发酵生物制氢的研究》文中提出本研究以牛粪堆肥为天然厌氧产氢微生物来源，经简单处理后，将含处理过的啤酒糟或玉米秸秆的模拟废水转化为清洁能源—氢气，实现了生物能的回收和减少有机固体废弃物的双重目的。系统考察了预处理条件、底物浓度、初始pH值等对底物产氢潜势的影响。 研究结果表明，预处理是影响底物产氢潜势的关键因素之一。经过预处理后，啤酒糟和玉米秸秆的产氢潜势均有了很大提高，分别从未处理前的5.4、2.68ml／gTS增至处理后的54.4、126.8ml／gTS。预处理的最佳条件是0.2％HC1溶液中煮沸30min。以经预处理的啤酒糟为底物时，产氢的适宜环境条件为：反应温度为36±1℃，底物的初始pH值范围为6.0～7.0(对应于反应体系pH=4.5～5.5)，最佳底物浓度范围为15～25g／L。在底物浓度为20g／L，初始pH值为6.0时，啤酒糟的产氢潜势最大(54.4ml／gTS)。气相中氢气浓度最高可达45％。以经处理的玉米秸秆为底物时，产氢的适宜环境条件为：反应温度为36±1℃，底物的初始pH值范围为6.0～7.0(对应于反应体系pH=4.5～5.5)，最佳底物浓度范围为15～20g／L。在底物浓度为15g／L，初始pH值为7.0时，玉米秸秆的产氢潜势最大(126.8ml／gTS)。气相中氢气浓度最高可达55％。产氢过程中均未发现有甲烷生成。 对代谢途径的分析实验表明，梭状芽孢杆菌属群(clostridium)在厌氧发酵生物制氢过程中扮演着重要角色，该菌种可从农业堆肥和污泥中获得。可用热处理和曝气两种方法从天然菌源富集产氢微生物。与传统的热处理相比，曝气法操作简单，处理量大，对环境条件要求低，耗能少，效果好。
王玉[9]2009年在《玉米秸秆厌氧发酵生物制氢的实验研究》文中指出厌氧发酵生物制氢工艺是利用生物技术分解有机废弃物制备氢气,设备简单、操作容易,既实现了废弃物资源化,而且成本低廉,被认为是前景最好的制氢方法。本文以天然河底污泥为厌氧产氢微生物来源,以玉米秸秆为发酵底物制备氢气,考察了底物的预处理和酶解对底物产氢能力的影响,并设计正交实验探讨了发酵产氢的最优条件。针对玉米秸秆结构致密、难于直接被酶水解的特点,首先分别采用盐酸、氢氧化钠等对玉米秸秆进行了预处理。结果表明,采用0.6%盐酸在90℃下浸泡玉米秸秆2h,底物的发酵产氢潜势最高,预处理的效果最好,累积产氢量58.69ml·g~(-1)-CS。几乎比未处理的玉米秸秆产氢量提高120%。在酸处理基础上采用纤维素酶水解,考察了酶解温度、酶解时间和酶解pH值对玉米秸秆产氢能力的影响。研究结果表明,酸处理后酶解进一步提高了玉米秸秆的产氢潜势。在0.6%盐酸预处理、酶解温度50℃、酶解时间72h和酶解pH4.8的条件下,最大累积产氢量104.30ml·g~(-1)-CS,比只经过盐酸处理的玉米秸秆产氢量提高77.7%,是未处理的玉米秸秆产氢量的3倍。本课题组在发酵产氢生态因子的影响方面作了一系列单因素探索实验,影响玉米秸秆生物制氢的因素有很多,结合本实验室具体条件,本文选择酶解温度、酶解时间、底物浓度和发酵初始pH值为考察对象,以累积产氢量评价产氢效果,设计了4因素3水平(L_9(3~4))的正交实验。实验结论如下:(1)发酵反应过程最主要的限制因子是底物浓度;(2)经过正交实验优化后,玉米秸秆的产氢能力得到很大的提高,累积产氢量和平均产氢速率分别达到了141.29ml·g~(-1)-CS和12.31ml·g~(-1)-CS·h~(-1)。优化后的产氢实验过程如下:在90℃时,以固液比(g:mL)为1:10的0.6%盐酸浸泡底物2h,再加入与底物质量比为0.01:1的纤维素酶,在溶液pH值4.8、温度50℃下酶解72h;将上述的酶解物在36℃下以底物浓度为10g·L~(-1),初始pH值为7.0的条件下发酵。
罗欢[10]2007年在《固定化产氢污泥降解高浓度有机废水制氢研究》文中提出发展清洁能源和可替代的新能源是未来世界开发能源的潮流,氢能是最佳的选择。在各种开发氢能途径中,利用微生物有效开发氢能是重要途径之一。其中发酵法生物制氢技术以其产氢能力高、稳定性好、可实现有机物资源化等优势而成为生物制氢技术的首选。生物制氢按微生物的生长方式可分为悬浮菌种产氢和固定化微生物产氢两种产氢方式。目前国内的研究主要以悬浮菌种产氢为主,固定化微生物制氢方面的研究较少。论文用海藻酸钠为包埋剂对产氢微生物进行固定化,处理高浓度模拟有机废水产氢。在借鉴课题组前期研究成果上对固定化污泥的不同预处理方法进行了比较,对海藻酸钙固定化微生物进行了改性研究以增强其传质性能,研究了固定化微生物产氢的主要影响因子,并在以上工作的基础上对固定化微生物连续流产氢操作关键性因子进行了探索性研究。分别考察了热处理、酸处理和碱处理对固定化微生物发酵产氢的影响。由于热处理可有效杀死产甲烷菌,使固定化微生物具有较高的累积产氢量和产氢速率。为了提高传质性能对包埋污泥的海藻酸钠载体进行了改性研究,比较CA/AC、CA/CaCO_3、CA/Al_2O_3等改性材料固定化微生物的产氢性能。采用各种改性材料固定化后小球的比产氢速率均有不同层次的提高,其中用CA/AC(粉状)固定微生物有最大产氢量为564.59ml,最大产氢速率为40.35ml/h,产氢延迟期仅有11.36h。改性后,有利于传质,产氢速率大大提高,具有较好的应用前景。在固定化微生物厌氧发酵制氢过程中,温度和发酵体系中的pH值是发酵产氢重要影响因素。当发酵温度为35℃时,得到了最大累积产氢量496mL,平均比产氢速率15.8mLH_2/h·g蔗糖。当初始pH值为8.0时,得到了最大产氢量460mL和平均比产氢速率14.36mLH2/h·g蔗糖。当发酵环境中的pH值为4.5～5.5时,为最佳的持续产氢pH值。发酵细菌产氢过程需要一个合适的底物浓度范围,随着底物浓度的增加最大产氢量有所提高,但产氢延迟时间明显增加,高浓度下发酵产氢的平均比产氢速率较低。当污泥投加量为50ml时能缩短厌氧发酵时间,提高产氢速率。针对固定化微生物连续流操作的关键性影响因子反应器启动时间和水力停留时间进行了探讨研究。试验表明,将不同驯化时间的产氢污泥固定化后,微生物的产氢延迟期明显缩短。其中驯化8小时的产氢污泥能提高固定化微生物的产氢速率,缩短产氢周期。通过活化后的固定化微生物,产氢性能显着提高。固定化微生物在水力停留时间为2h的条件下具有较高的累积产氢量和产氢速率,并且此时固定化微生物具有较好的产氢性能。这为今后的固定化微生物产氢连续流试验及固定化微生物产氢工业化提供了一些参考。
参考文献：
[1]. 糖类废弃物厌氧发酵生物制氢试验研究[D]. 马晶伟. 湖南大学. 2007
[2]. “活性污泥—生物膜”一体式复合生物制氢工艺的运行与控制[D]. 韩伟. 东北林业大学. 2012
[3]. 微量元素对有机废水厌氧发酵生物制氢的影响研究[D]. 赵伟. 济南大学. 2013
[4]. 餐厨垃圾厌氧发酵生物制氢试验研究[D]. 杨力. 湖南大学. 2013
[5]. 生物制氢研究进展(Ⅰ) 产氢机理与研究动态[J]. 柯水洲, 马晶伟. 化工进展. 2006
[6]. 碳氮比对厌氧发酵生物制氢影响规律的研究[D]. 李瑞雪. 西北大学. 2014
[7]. 玉米秸秆厌氧发酵生物制氢放大实验研究[D]. 胡庆丽. 郑州大学. 2007
[8]. 啤酒糟和玉米秸秆厌氧发酵生物制氢的研究[D]. 张高生. 郑州大学. 2004
[9]. 玉米秸秆厌氧发酵生物制氢的实验研究[D]. 王玉. 西北大学. 2009
[10]. 固定化产氢污泥降解高浓度有机废水制氢研究[D]. 罗欢. 昆明理工大学. 2007
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