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三株新型发酵产氢菌的分离和不同发酵条件下产氢性能的比较

生物制氢技术的核心原理就是利用一些生理代谢过程中能够产生氢气的微生物制取氢气。许多微生物在代谢过程中可产生氢气,其中就有依靠发酵过程而生长的严格厌氧菌。这类细菌在厌氧条件下分解复杂的有机化合物,发酵糖、醇、有机酸的同时产生H2[1]。而这些发酵细菌中很多都是废水产酸发酵处理过程的主角。因此可以利用废水发酵处理过程制氢,实现废物资源化。任南琪和王宝贞就利用废水两相厌氧生物处理工艺中的产酸相反应器,进行了有机废水发酵法生物制氢技术的研究,并发现了传统的发酵类型———丁酸型发酵,丙酸型发酵之外的新的乙醇型发酵[2,3]。乙醇型发酵产物以乙酸、乙醇为主,发酵气体中含有大量的H2。无论从产氢量还是为产甲烷相提供底物方面考虑,乙醇型发酵均有较高的优越性。进一步研究表明,存在一类特殊的乙醇型发酵产氢细菌[4,5],它们的液相末端产物以乙酸、乙醇为主,气相末端产物中氢气的含量很高。它们有特定的生态位,其生长和代谢活动对反应器发酵类型有重要影响,...  (本文共5页) 阅读全文>>

河南农业大学
河南农业大学

光合产氢菌群的筛选及其利用猪粪污水产氢因素的研究

本研究是在国家863计划项目“太阳能生物制氢技术研究”(编号:2004AA515010)支持下开展的系列研究。能源短缺、环境污染是严重威胁当今人类生存的两大难题,开发可再生的清洁能源迫在眉睫,氢气以其能量密度高、可再生、以及洁净燃烧而被全球能源界公认为化石燃料的最佳替代者,在所有生产氢气的方法中,生物制氢以其生产条件温和(常温、常压中性pH值)、成本低廉(可利用工农业废弃物为原料)被认为最具发展潜力。光合细菌具有可降解多种有机物产氢不放氧、高原料转化效率和光转化效率、高纯度、高太阳光谱响应范围并且可与多种微生物共生建立良好微生物体系等特点,光合细菌太阳能生物制氢技术在生物制氢技术中占有重要的地位。降低成本、提高转化效率、提供稳定的生产系统是实现生物制氢工业化进程的唯一途径,目前光合细菌制氢研究中多采用葡萄糖、苹果酸、乳酸、乙酸等为产氢原料,成本很高,本文主要研究以猪粪为原料的的光合细菌产氢技术,在降低成本的同时处理环境污染,一举...  (本文共98页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

产氢—产乙醇细菌群落结构与功能研究

有机废水发酵法生物制氢技术具有能源和环保的双重功效,已经成为环境生物技术领域的研究热点之一。虽然,发酵法生物制氢技术有着广阔的应用前景,但是该技术还处于研发阶段。提高系统的产氢效率和运行稳定性,降低生产成本,仍然是生物制氢技术实现工业化进程中面临的根本问题。利用活性污泥作为菌种发酵产氢时,反应系统中的微生物群落结构对产氢效能具有决定性的影响。因此,利用现代分子生物学手段阐明微生物群落结构与产氢效能的关系,确定重要的功能菌群,建立产氢群落的快速分子检测系统,实现高效产氢群落的定向构建和优化,对实现发酵法生物制氢技术的工业化具有重要的理论意义和应用价值。目前,这些内容还没有被系统性地研究。目前所报道的产氢细菌都因不具备凝集能力,而造成大量流失,降低了系统的产氢效能。而通过载体固定化技术必然大幅度增加运行成本。所以,分离具有高效产氢并能形成颗粒生长的自凝集细菌,通过生物强化作用实现高效产氢群落结构的构建,对实现发酵法生物制氢工业化更具...  (本文共183页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

生物质高效水解及发酵产氢的机理研究

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。本文针对农业废弃生物质秸秆以及世界十大恶性杂草之一的水葫芦进行了厌氧发酵产氢实验研究。首先针对稻草秸秆,在比较酶水解和酸水解优缺点的基础上,确定了纤维素酶水解的绿色工艺。研究了预处理方法、反应时间、水解温度及pH值等因素对稻草秸秆纤维素酶水解的还原糖转化率的影响规律,确定了稻草秸秆微生物发酵产氢前采用纤维素酶水解时,pH为4.8以及反应温度为50℃的较佳工况点。稻草秸秆的水解效果是发酵产氢的关键点之一,本文提出了生物质超临界水高效降解以及微生物发酵产氢,采用稻草秸秆近临界水解在280℃和20Mpa等优化条件下获得了较高的还原糖转化率。并分别讨论了物料浓度、水解温度、水解压力以及水解反应时间等参数对稻草秸秆近临界水降解还原糖转化率的影响。采用色质联机分析技术对液体产物中糖以外的副产物进行了深入分析,发现产物中主要成分为一些含甲基、乙基、甲氧...  (本文共154页) 本文目录 | 阅读全文>>

河南农业大学
河南农业大学

光合产氢菌群生长动力学与系统温度场特性研究

本论文是在国家自然科学基金项目“光合生物制氢体系的热效应及其产氢机理研究”(编号:50676029)和国家高等学校博士学科点专项科研基金“太阳能光合生物制氢过程的热动力学研究”(编号:20060466001)资助下开展的科学研究。光合细菌代谢制氢过程中存在的大量热物理问题作为光合生物制氢体系中的一种基本现象,直接影响光合生物制氢体系的能量消耗、产氢酶活性、产氢速率等多种因素,但是目前光合生物制氢大多停留在产氢原料、产氢工艺条件等问题的研究上,对光合生物制氢体系在光合细菌代谢制氢过程中的热物理现象方面的研究国内外尚未见有报道。本论文将主要研究太阳能光合生物制氢过程的热动力学特性,揭示生物制氢过程的热动力学特性对光合细菌产氢酶活性和产氢速率的影响规律,用热动力学的方法对光合产氢菌生长代谢过程中产热规律进行分析,获得太阳能光合产氢菌生长代谢的热动力学信息,研究光合生物制氢体系的温度场分布,建立表征太阳能光合生物制氢过程热动力学特征的模...  (本文共111页) 本文目录 | 阅读全文>>

齐鲁工业大学
齐鲁工业大学

生物基铁炭材料制备及其暗发酵产氢研究

随着工业化时代的发展,能源危机和环境恶化成为限制社会生产力进步的首要障碍。氢气(H_2)可以替代传统的化石燃料,是一种可再生的清洁能源。暗发酵产氢技术由于原料来源广泛、耗能及成本低、设备及操作简单等优点受到广泛关注。为了提高暗发酵产氢的性能,本研究以固体有机废弃物为原料制备生物基炭材料,并与铁、锰微量元素合成新型功能炭材料。新型材料具有独特的物理化学性能,将其作为添加剂加入到暗发酵制氢系统,以达到提高微生物产氢性能的目的。为实现联合有机固体废物(废水)处理及清洁能源生产为一体的目标,本文章对以下内容做了研究:(1)以玉米皮渣为原料制备生物炭(Biochar,BC),BC的比表面积为58.232m~2/g。将BC作为添加剂参与到暗发酵产氢过程中,探究其对微生物产氢性能的影响。研究发现,累积氢气产量随着BC浓度的增加而增加,当BC浓度600 mg/L时获得最大的累积产氢量,为204 mL/g-glucose,较空白组提高29.11%...  (本文共88页) 本文目录 | 阅读全文>>