食品废物两相高温半干法厌氧发酵生产沼气初步研究

为了提高两相厌氧发酵工艺的生产性能,该文研究了一种新的两相半干法厌氧发酵沼气生产系统,即在水解相中批式发酵,每次从工作容积为4 L的产烷相中取500 mL接种液,与食品废物混合后发酵1～2 d,再全部输入产烷相继续生产沼气,如此循环.实验运行温度为50℃,食品废物总固体TS和挥发性固体VS分别为19.3%和16.1%,产烷相先在4gVS·d-1的进料率下单相运行至稳定,稳定期日产气量为(4.09±0.03)L(甲烷占69.0%),pH为7.50±0.02,TS和VS分别为(1.05±0.02)%和(0.64±0.02)%.稳定的产烷相与水解相联合后,水解相在60～700 g的进料量下都能正常产气,但氢气含量较低.产烷相在进料量600g时产气量最高,为29.1 L/d,随后受到抑制,受抑制前的甲烷含量为72.4%～74.0%,TS和VS含量也在该进料量后达到最高峰,分别为3.50%和2.32%.研究结果表明新的两相半干法厌氧发酵沼气生产系统有效提高了生产性能,在今后的研究中,需要降低从产烷相输入水解相的接种液量,以更好抑制水解相产烷微生物,提高产氢性能,还可使产烷相更加稳定,承受更高的进料量.     

基于微生物电解池利用有机废弃物产氢研究进展

微生物电解池 (Microbial electrolysis cell,MEC) 技术作为一种新兴技术,实现了利用有机废水、农林废弃物、活性污泥等废物同步酶解发酵产氢的目的,有效提高了资源的综合利用效率。本文主要介绍了MEC 产氢的工作原理,分析了MEC 利用有机废弃物产氢过程中的影响因素。     

光合细菌类胡萝卜素研究

阐述了类胡萝卜素在光合细菌光合作用中的重要功能以及在色素蛋白复合体中的立体空间结构和功能。详细描述了光合细菌非环状类胡萝卜素合成途径以及合成途径中重要抑制位点、类胡萝卜素生物合成酶基因及分子调控机制。对类胡萝卜素影响生物产氢进行了分析和评述。对光合细菌类胡萝卜素研究中存在的问题和发展趋势进行了讨论。     

利用甜高粱秸秆厌氧发酵制氢的研究

 在厌氧情况下从牛胃里提取的厌氧菌种——肺炎克氏杆菌,在用蔗糖作为诱导物质的条件下,保持一定温度和pH值,在自行研发制造的厌氧流化床生物反应器中,利用甜高粱秸秆厌氧发酵产生氢气。结果表明,该细菌不仅有产氢能力,还能在反应器中吸附的活性炭上形成白色细菌颗粒。当细菌颗粒形成之后,在保持液压恒定的情况下,反应进行3d之后,细菌会在蔗糖的诱导作用下,利用甜高粱秸秆产生氢气。肺炎克氏杆菌的最佳生长代时为10h,产氢温度和pH值分别为37℃和6.0。反应过程中液压恒定时间由9.3h维持14d之后降低为4.6h,试验证明,细菌利用甜高粱秸秆阶段的氢气产量明显高于直接利用蔗糖阶段的氢气产量,整个实验过程中氢气含量最高达到28%。     

稀酸强化水解对玉米秸秆发酵产氢能力的影响(摘要)(英文)

[目的]研究稀酸强化水解对玉米秸秆发酵产氢能力的影响。[方法]对玉米秸秆进行机械粉碎、蒸汽爆破和稀酸水解处理,并分析不同处理、玉米秸秆粒度等对玉米秸秆产氢能力的影响。[结果]蒸汽爆破后采用0.8%稀H2SO4强化水解的预处理方法产氢效果较好;玉米秸秆粒度为0.425～0.850mm时,产氢效果最好;当0.8%H2SO4(质量)∶秸秆(重量)的液固比为10∶1时,产氢效果较好。[结论]玉米秸秆经蒸汽爆破后,再用0.8%HSO强化水解处理可以取得较好的产氢效果。     

Influence of Carbohydrate Additives on the Growth Rate of Microalgae Biomass with an Increased Carbohydrate Content

Our study focused on investigating the possibilities of controlling the accumulation of carbohydrates in certain microalgae species (Arthrospira platensis Gomont, Chlorella vulgaris Beijer, and Dunaliella salina Teod) to determine their potential in biofuel production (biohydrogen). It was found that after the introduction of carbohydrates (0.05 g⋅L⁻¹) into the nutrient medium, the growth rate of the microalgae biomass increased, and the accumulation of carbohydrates reached 41.1%, 47.9%, and 31.7% for Arthrospira platensis, Chlorella vulgaris, and Dunaliella salina, respectively. Chlorella vulgaris had the highest total carbohydrate content (a mixture of glucose, fructose, sucrose, and maltose, 16.97%) among the studied microalgae, while for Arthrospira platensis and Dunaliella salina, the accumulation of total carbohydrates was 9.59% and 8.68%, respectively. Thus, the introduction of carbohydrates into the nutrient medium can stimulate their accumulation in the microalgae biomass, an application of biofuel production (biohydrogen).     

生物制氢的研究现状及前景

氢气是一种清洁的、可更新的能源.与其他制氢方法相比,生物制氢具有无污染、成本低、可再生等优点,因而受到人们广泛的关注.本文综述了目前国内外生物制氢技术各个方面的研究进展和成果,并详细描述了光合产氢细菌及发酵产氢细菌等主要产氢生物的产氢机制.     

稀酸强化水解对玉米秸秆发酵产氢能力的影响(摘要)(英文)

[目的]研究稀酸强化水解对玉米秸秆发酵产氢能力的影响。[方法]对玉米秸秆进行机械粉碎、蒸汽爆破和稀酸水解处理,并分析不同处理、玉米秸秆粒度等对玉米秸秆产氢能力的影响。[结果]蒸汽爆破后采用0.8%稀H2SO4强化水解的预处理方法产氢效果较好;玉米秸秆粒度为0.425～0.850mm时,产氢效果最好;当0.8%H2SO4(质量)∶秸秆(重量)的液固比为10∶1时,产氢效果较好。[结论]玉米秸秆经蒸汽爆破后,再用0.8%HSO强化水解处理可以取得较好的产氢效果。     

外加电压改善微生物电解池内稻秸同步酶解发酵产氢性能

该文以稻草秸秆等为原料研究了微生物电解池(microbial electrolysis cell,MEC)内外加电压(0、0.4、0.6、0.8、1.0 V)对木质纤维素同步酶解发酵产氢特性的影响,得到MEC利用木质纤维素产氢的最优电压,实现可再生资源综合利用与清洁能源开发的双重目的。试验结果表明,MEC的产氢速率、产氢得率、基质消减量及总能量得率皆呈逐渐增加的趋势,但相对电能消耗的能量得率则呈逐渐下降的趋势。当外加电压为0.4 V时,得到试验条件下最大的相对电能消耗的能量得率(377.59%),当外加电压为1 V时获得最大的氢气产量为44.8 m L和总能量得率2.84%;在发酵产氢过程中,阳极室p H值呈先逐渐下降后略上升的趋势,有机酸分析测试表明,在MEC内的发酵产氢为丁酸发酵型。本研究对探索MEC内木质纤维素原料的同步酶解发酵产氢,提高纤维素基质酶解糖化和发酵产氢效率具有一定的指导意义。