酸碱预处理对三球悬铃木落叶同步糖化发酵产氢的影响

对三球悬铃木(俗称法国梧桐)落叶酸碱预处理及其同步糖化发酵产氢工艺进行实验研究,利用修正的冈珀茨模型(Gompertz model)对产氢曲线加以拟合,以累积产氢量和产氢速率为考察指标,研究不同酸碱预处理方法(添加质量分数为2%、4%、6%、8%的H2SO4和Ca(OH)2)对三球悬铃木落叶光合生物产氢性能的影响规律,优化出最佳酸碱预处理工艺条件为:稀酸预处理后的落叶试样的产氢性能优于氢氧化钙预处理后的落叶试样,其中H2SO4质量分数为4%时处理效果最佳,发酵产气中的氢气最大体积分数达66.34%,累积产氢量为369 m L,最高产氢速率11.03 m L/h。稀酸处理液可以实现3次有效回收利用。     

适宜初始温度提高秸秆光合细菌制氢效果

秸秆微粉的光合细菌制氢过程是放热反应,引起的热效应会直接影响产氢效果。为了实现高效低能耗产氢,该文采用秸秆微化粉碎与酶水解预处理相结合的方法,利用自制的秸秆微粉光合细菌制氢反应热测试系统,进行了不同初始温度对秸秆微粉酶解光合细菌制氢反应热的影响试验研究,结果表明:当初始温度为30℃时,最大反应热约为7.1 kJ,最大产热速率约为1.01 kJ/h,反应末期累计反应热约为32.9 kJ,累计产氢量约为745.9 mL,光合细菌制氢反应最充分,产氢效果最好;累计产氢量和底物能量转化率可用累计反应热的二次多项式来表示,光能转化率可用累计反应热的三次多项式来表示。该研究结论可为揭示秸秆微粉酶解光合细菌制氢过程的热量释放变化规律,从生物反应热角度优化工艺参数和预测光合细菌制氢效果提供参考依据。     

吸附法固定光合细菌技术产氢能力的研究

研究了吸附法固定光合细菌的产氢能力,结果表明采用不同的吸附材料固定光合细菌,其产氢能力与游离态细菌相比均有提高.产氢能力最好的是大粒经陶粒,平均总产氢量达到452.7 mL,是对照组游离态细菌总产氢量的2.16倍,平均产氢速率是对照组的1.95倍,小粒径陶粒的产氢能力次之,平均总产氢量是对照组的1.72倍,平均产氢速率是对照组的1.73倍,沙砾和大孔树脂的产氢能力低于陶粒,但优于游离态细菌,产氢量分别是对照组的1.43倍和1.09倍,产氢速率分别是对照组的1.34倍和1.08倍.研究还发现采用吸附法固定光合细菌进行产氢,不仅能提高产氢能力,而且能提高氢气含量,延长产氢时间.     

光合细菌制氢工艺参数对产热量的影响

研究了光合细菌制氢工艺参数时产热量的影响.结果表明,初始温度、接种量、光照度、PSB初期活性和pH值等制氢工艺参数对系统产热量均有明显影响,而且产生较高热量的光合细菌制氢工艺条件为初始温度30℃,光照度2 000～3 000 lx.接种量50%～100%,pH值7.0,PSB初期活性72 h.     

生物质颗粒直燃炉灶设计与试验

针对当前生物质燃烧炉灶热效率低、火力强度达不到要求、供风不充足燃烧不完全、功能单一等问题,依据集中供餐炊事对清洁生物质颗粒燃料炉灶的需求,研制了一种以层燃为燃烧方式,集炒菜、蒸饭、烧水、供热等功能于一体的生物质颗粒直燃炉灶。运行性能试验结果表明:该炉灶的炊事热效率为42.9%,综合热效率达70.7%,炊事强度为14.1 k W,烟气排放指标低于国家标准,生物质颗粒燃烧较为充分,可为以生物质颗粒为燃料的集中供餐炊事炉灶的设计与应用提供科学参考。     

小麦秸秆厌氧干发酵气肥联产试验研究

研究了小麦秸秆中温厌氧干发酵条件对沼气产量以及发酵残留物中有机质、氮、磷、钾含量的影响.结果表明,提高接种量可以提高沼气产量和甲烷含量,但过多的接种量会使单位总固体质量的沼气产量和甲烷产量降低.小麦秸秆厌氧干发酵产肥兼顾产气的最佳发酵条件为发酵料总固体含量为25％、秆渣质量比为1∶10,在保证较高产气量的同时,可较好地保留发酵残留物中的营养成分,能提供肥效良好的有机肥料.     

包埋法固定光合细菌技术对光合产氢能力的影响

研究了不同包埋材料的包埋法固定化光合细菌的产氢能力,结果表明琼脂、海藻酸钠、PVA.硼酸固定光合菌体对光合细菌的产氢量、产氢速率、比产氢速率都有不同程度的提高,海藻酸钠固定化光合菌体对产氢最为有利,比游离态产氢量提高15%～40%,平均产氢速率是游离态产氢速率的1.37倍;琼脂次之,比游离态产氢量提高8%～15%;PVA-硼酸包埋光合细菌产氢能力在前3天内有较好的效果,但随着时间的延长反而不及游离态状态下产氢,72 h以内的产氢量比游离态产氢量提高10%～20%.聚丙烯酰胺包埋光合细菌的产氢量还不到游离态产氢量的60%,所以聚丙烯酰胺不适宜作为光合细菌产氢时的包埋材料.     

生物质制氢的光合细菌连续培养技术实验研究

为了解决规模化光合细菌生物制氢丁艺中,生产菌种连续培养的问题,系统地测定了光合细菌混合菌群的生长曲线,根据标准曲线计算出不同初始OD660.值的培养液中光合细菌的倍增周期,结合光合细菌连续制氧工艺对乍产菌种的基奉要求和工程实际,设计了一套培养液部分循环连续培养实验装置,试运行实验结果显示:在初始菌液0D660.值为0.273、厌氧、(30±1)℃、1200 Lux连续光照、培养周期38 h的条件下,部分循环连续培养的出口茼液OD660值可控制在0.38～0.74,符合光合制氢对生产菌种的要求.     

玉米秸秆酶解上清液厌氧发酵产氢工艺优化

该文主要以粒度小于0.088 mm秸秆粉的酶解上清液为底物与热预处理后的活性污泥进行厌氧发酵产氢试验,以累积产氢量为考察指标,基于响应面Box-Behnken模型研究不同影响因素对玉米秸秆酶解上清液厌氧发酵产氢的影响,对玉米秸秆酶解上清液厌氧发酵产氢工艺进行优化。结果表明:温度、初始p H值和还原糖浓度三因素中,温度和还原糖浓度对玉米秸秆酶解上清液厌氧发酵产氢的影响最大。采用Box-Behnken模型获得的最佳产氢条件为:温度38.32℃,初始p H值4.93,还原糖浓度20.70 mg/m L,最大产氢量685.59 m L,此时最大产氢率为57.13 m L/g(玉米秸秆)。通过试验验证,实际最大产氢量为659.24 m L,产氢率为54.94 m L/g(玉米秸秆),与模型预测值相比,相对误差为3.84%,说明该模型具有较好的拟合性。该优化工艺可为后期连续流状态下的生物制氢系统提供参考。     

能源草酶解光合生物制氢实验研究

利用王草、象草、柳枝稷、紫花苜蓿这4种常见能源草的纤维素酶酶解液作为产氢底物,对其光合生物制氢性能进行了实验研究,以累积产氢量和产氢速率为考察指标,对比了不同类型能源草的产氢能力,并利用修正的Gompertz方程对产氢过程进行回归分析,验证了能源草作为光合制氢原料的技术可行性。结果表明,当产氢工艺条件为光合细菌接种量30%、温度30℃、光照度2 000 lx、发酵时间120 h时,紫花苜蓿产氢性能最好,王草次之,而象草和柳枝稷的产氢性能较差。王草、象草、柳枝稷和紫花苜蓿的累积产氢量分别为75.3、27.2、26.1和81.6 m L,最大产氢速率分别为7.83、3.5、4.33、14.75 m L/(h·L)。