光合细菌协同产气肠杆菌联合发酵制氢试验

暗-光联合生物制氢是提高底物利用率和产氢潜力的有益探索。该文以玉米秸秆酶解液为产氢底物,采用光合细菌(HAU-M1)与产气肠杆菌(AS1.489)混合培养工艺,进行了同步糖化暗-光联合生物制氢试验研究。以累积产氢量为主要指标,利用单因素试验考察了底物质量浓度、初始pH值、光照强度、发酵温度对HAU-M1与产气肠杆菌混合培养条件下联合产氢的影响,并在单因素试验的基础上通过正交试验对产氢工艺参数进行了优化。结果表明:各工艺参数对HAU-M1与产气肠杆菌联合产氢影响的主次顺序为:发酵温度初始pH值底物质量浓度光照强度。发酵温度和初始pH值是影响HAU-M1与产气肠杆菌联合产氢的显著因素。HAU-M1与产气肠杆菌混合培养联合产氢的较佳工艺条件为:底物质量浓度35 g/L、初始pH值6.5、光照强度3 500 1x、发酵温度30℃,在此条件下,72 h的累积产氢量达到332.6 mL,单位产氢量为47.5 mL/g。该试验研究可为基于秸秆类生物质的暗-光细菌混合培养联合产氢的进一步研究提供参考。     

太阳能光合生物制氢技术

由河南农业大学张全国教授主持的“太阳能光合生物制氢技术”项目，先后得到国家高技术研究发展计划（863计划）项目（2004AA515010、2006AA052119）、国家自然科学基金项目（50476087、50676029）和教育部高等学校博士点学科专项科研基金（20060466001）的支持。项目研究开展以来，得到了专家、同行、相关部门及学术刊物等方面的广泛关注和大力支持。     

光合细菌对鱼病原细菌生长的影响

从发病的棒花鱼（Abbottina rivularis）和鲫鱼（Carassius auratus）分离得到7株菌,经人工感染证实其中的B3、J1和J2等3株菌均为病原细菌。B3和J1鉴定为嗜水气单胞菌（Aeromonas hydrophila）,J2鉴定为豚鼠气单胞菌（Aeromonas caviae）。采用平板扩散法测定了光合细菌嗜酸红假单胞菌Y7（Rhodopseudomonas acidophila Y7）、球形红假单胞菌X3（R．spheroids X3）和桃红荚硫菌S（Tniocapsa roseopersicina S）对病原细菌B3和J2生长的影响。结果表明：在营养琼脂平板上3种光合细菌对两种病原细菌（B3和J2）无明显拮抗作用,但光合细菌能覆盖在病原细菌上生长;3种光合细菌对病原细菌生长有明显的抑制作用,其中球形红假单胞菌X3抑制作用最大,但X3代谢产物对病原细菌生长无明显抑制作用,说明X3对病原细菌的抑制作用来自菌体细胞。X3还能明显抑制水体中的病原菌B3和J2的生长。     

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。     

光合细菌规模生产技术的研究

光合细菌是目前国内外致力研究和开发应用的微生物资源，对于光合细菌的基础理论及应用研究近十年来在我国发展很快，但规模生产的技术仍不成熟。作者通过五年多的研究和三年的中试生产，摸索出一套比较成熟的规模生产技术。这种规模生产将会给水产养殖业、农业、环境保护、新型能源开发等领域带来新的进展。     

光合细菌菌液对甜椒生长的影响研究

试验研究光合细菌菌液对温室甜椒生长及产量的影响结果表明,光合细菌菌液可增强甜椒光合速率和过氧化氢酶活性,增加叶绿素含量,进而增产。     

光合细菌在模拟试验中净化水质作用的研究

本研究通过模拟试验，应用光合细菌，测定在不同处理条件下水质中ＮＨ３－Ｎ、ＣＯＤ、ＤＯ变化情况，表明光合细菌在净化养殖环境中的水质方面有一定效果，为光合细菌在水产养殖方面进一步推广应用打下了理论基础。     

光合细菌在种植业上的应用研究近展

就光合细菌(PSB)在提高粮食、果蔬及多种经济作物的产量,并改善其产品质量,提高植物抗病毒能力,增强果实耐贮性,促进土壤有益微生物增殖,改善土壤理化结构,减轻农药对植物的毒害和降解残留农药中的作用等研究近况作了较全面的叙述,并对其作用原理作了简要分析。     

光合细菌调控水产养殖业水质的研究

从土壤中分离出多株光合细菌（ＰＳＢ）,利用室内静态试验和现场试验及其调节水质的功能进行了研究。结果表明,与对照组试验相比,光合细菌能调节水体的ｐＧ值,静态试验６．９７～８．０１,现场试验６．８２～８．５２,增加水中氧气的含量,静态试验由２．０１ｍｇ／Ｌ升至１１．１０ｍｇ／Ｌ,现场试验由３．７０ｍｇ／Ｌ升至９．９４ｍｇ／Ｌ,降低有害氨氮含量（ＮＨ＾＋４－Ｎ）,静态试验由０．３０ｍｇ／Ｌ降至０．０１ｍ     

光合细菌在日本的研究和应用

本文综述了日本对光合细菌的研究和应用的情况。主要介绍了日本应用光合细菌处理高浓度有机废水及菌体蛋白在饲料、水产、农业、医药、能源等方面的综合利用成果。     

光合菌群产氢量影响因素的研究

该文主要研究高效产氢光合菌群产氢的工艺条件，探讨光照度、温度、酸碱度、接种量等因素对光合菌群高效产氢过程的影响规律。结果表明，高效产氢光合菌群产氢必须在光照和厌氧的条件下进行，高效产氢光合菌群的良好产氢工艺条件为：光照度2000～6000 lx、温度28～34℃、pH值5～8、接种量10%～100%，最大产氢量达到39.6 mL H₂/g(COD)·d，对进一步研究开发太阳能光合生物制氢技术有重要的参考价值。     

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.     

光合细菌产氢系统产热速率影响因素

以产氢细菌为试验菌种,采用单因子试验的方法,研究了光合细菌产氢系统产热速率的影响因素,结果表明：不同产氢条件下系统产热速率均呈先增加后减小的趋势,最大产热速率一般出现在6～8 h。初始温度、光照度和接种量对产氢系统的产热速率有显著影响,葡萄糖浓度和NH4+浓度对产热速率有一定的影响,但相对较小。初始温度为27℃、光照度为3000 Lx、接种量为10%、葡萄糖浓度4.0%、NH4+浓度为0.6 g/L时,光合细菌产氢系统的产热速率最大。该文为光合细菌制氢技术的工业化以及光合生物制氢反应器运行过程中温度控制系统的设计提供了依据。     

添加消泡剂对光合细菌生长和产氢量的影响

消泡剂可以减少光合细菌产氢过程中泡沫的生成,防止泡沫对管道及外围设备的腐蚀。该文以磷酸三丁酯、十八醇、菜籽油和十二烷基苯磺酸钠作消泡剂研究了它们对光合细菌生长和产氢的影响,结果表明菜籽油和十八醇具有较好的消泡能力,并对光合细菌的生长和产氢有促进作用,其产氢体积分数分别比对照提高了5.4%和3.95%。磷酸三丁酯对光合细菌的生长有明显的抑制作用,十二烷基苯磺酸钠则降低光合细菌的增殖速度,使菌体达到最大菌体浓度的时间延迟了48 h,并使产氢体积分数下降了17.88%。菜籽油适宜作物光合产氢过程的消泡剂,建议其经济添加体积分数为0.05%。     

磷酸盐和碳酸盐对秸秆类生物质光发酵产氢的影响

为研究磷酸盐和碳酸盐对光发酵产氢过程的影响,该文主要以酶解预处理后的玉米秸秆为产氢基质,对不同浓度的磷酸盐(K_2HPO_4)和碳酸盐(NaHCO_3 )下的氢气产量、pH值、ORP值和产氢动力学结果进行分析。结果表明,当K_2HPO_4的浓度为10 mmol/L时,氢气产量为(40.65±0.35)m L/g,比对照组显著提高了28.48%,对光发酵产氢的促进效果最好;终pH值为6.37±0.02,显著高于对照组的6.06±0.03,能够有效缓冲反应体系的pH值。不同K_2HPO_4浓度下的产氢动力学特性结果表明,适当的K_2HPO_4浓度提高了最大产氢潜能和最大产氢速率,缩短了产氢延迟时间,当K_2HPO_4的浓度为10 mmol/L时,最大产氢潜能最大,和最大产氢速率较大,产氢延迟时间较短,分别是40.81 m L/g、1.87 m L/(h·g)和2.85 h。当NaHCO_3 浓度为5 mmol/L时,氢气产量为(37.46±1.40)m L/g,比对照组显著提高了18.39%,对光发酵产氢的促进效果最好;终pH值为6.26±0.04,显著高于对照组的6.06±0.03,能够有效缓冲反应体系的pH值。不同NaHCO_3 浓度下的产氢动力学结果表明,适当的NaHCO_3 浓度能够提高最大产氢潜能和最大产氢速率,但却会延迟光合细菌的产氢,当NaHCO_3 浓度为5 mmol/L时,最大产氢潜能和最大产氢速率最大,产氢延迟时间相对较短,分别是37.26 m L/g、1.92 m L/(h·g)和5.11 h。该研究可为秸秆类生物质光发酵生物制氢工艺提供参考。     

生物质超临界水制氢研究进展

生物质超临界水制氢（supercritical water gasification,SCWG）以超临界水为介质通过热化学方式将生物质中的有机物转化为氢气等能源气体。相较于传统制氢方式,SCWG过程具有反应速度快、氢气选择性好、副产物少等优点,是一种高效、经济、清洁的生物质处理技术。该研究主要围绕SCWG过程中的影响因素进行系统地分析,介绍了超临界水特殊的物理化学性质,详细阐述了生物质主要成分如纤维素、半纤维素和木质素在SCWG过程中的反应机理,以及试验装置、原料类型和浓度、反应温度、停留时间、压力等工艺因素对SCWG的影响。研究发现纤维素占比较高的作物气化效果更好,低浓度的进料有利于气化效率和碳气化效率的提升,提高装置升温速率、适当增加反应温度和停留时间能够增加氢气产率,过大的压力会形成\     

光照度对猪粪污水条件下红假单胞菌光合产氢的影响

研究了猪粪污水条件下,光照度对红假单胞菌(Rhodobacter sphaeroides)1.1737菌株进行光合产氢的影响,结果表明球形红假单胞菌的产氢活性随着光照度的增大而增大,在高于1000 lux光照度下比在低于1000 lux光照度下产氢活性显著提高。在1600 lux光照度下产氢速率达到最大,而在1200、1600和2000 lux光照度下产氢量差别相对比较小,说明光照度增加到一定程度后对细菌产氢活性的影响将会逐渐减少,对产氢量和产氢速率的提高无明显作用。     

葡萄糖基质对光合细菌光合产氢过程中菌体活性的影响

研究光合细菌产氢过程中菌体活性的变化及产氢基质对菌体活性的影响对于揭示光合细菌光合产氢本质,提高光合细菌产氢效率具有重要意义。该文以光合细菌为研究对象,以葡萄糖为产氢基质,研究了产氢基质对光合细菌的生长及产氢活性的影响,分析了产氢过程中菌体生长活性下降的原因,并探讨了产氢基质添加浓度对光合细菌吸收光谱的影响。结果发现,光合细菌利用葡萄糖产氢过程中存在着代谢产酸过程,产生的代谢酸引起菌液的酸化,细胞生长受到酸性条件抑制,菌体活性下降。当底物葡萄糖浓度低于3 mmol/L时,光合细菌不产氢,但菌体吸收光谱特征