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%。     

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。     

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。     

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.     

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     

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。     

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.     

光照度对酶解秸秆料液光合产氢的影响

为了提高光合细菌的产氢能力和光能转化效率,该文以高粱秸秆超微粉体酶解48?h料液为光合产氢碳源,在反应温度30℃,光合混合菌群接种量为体积分数20%的条件下,研究了光照度对光合产氢过程中累积产氢量、产氢速率和光能利用效率的影响。结果表明：当光照度低于5?000?lx时,光合细菌的累积产氢量和光合产氢速率随着光照度的增大而增大,超过5?000?lx时累积产氢量和产氢速率反而减小,说明光合细菌的光合产氢存在一个类似于植物光合作用的光饱和点,当光照度超过光饱和点时出现光抑制现象。反映光能利用效率的光能增量影响系数的最大值出现在＞1?000～3?000?lx之间,说明该试验条件下从能量转换角度采用此区间的光照度比较合适。     

不同金属离子对生物质发酵产氢的影响

为揭示不同金属离子在生物质发酵产氢中的作用规律,以混合菌群发酵产氢为研究对象,采用正交试验设计的方法,考察了7种金属离子对生物质发酵产氢的影响。通过对不同金属离子质量浓度及相互关系对发酵产氢影响的综合比较,获得以下结论：促进混合菌群发酵产氢的金属离子组成为：Fe2+ 20 mg/L,Zn2+ 0 mg/L,Ni2+ 1 mg/L,Mg2+ 10 mg/L,K+ 100 mg/L,Fe3+ 100 mg/L,Mn2+ 1 mg/L;H2与CO2、总产气量存在显著的正比关系,与糖利用率无直接关系;以PDB（马     

土壤微生物产电信号评价芘污染毒性的研究

通过向土壤中加入葡萄糖促进微生物产电过程,研究了芘污染条件下土壤产电变化规律。利用双室微生物燃料电池(Microbial fuel cells,MFCs),实时、连续记录芘污染土壤产电电压。产电110 h后结束MFCs运行,采用循环伏安法检测芘对土壤微生物电化学活性的影响;结合PCR-DGGE及测序技术,分析芘对MFCs阳极表面细菌群落结构的影响。结果显示,MFCs产电电量随芘浓度增加显著降低。循环伏安检测显示芘降低了土壤微生物的电化学活性。DNA序列分析表明,阳极细菌与已报道的产电细菌高度相似,包括Sporolactobacillus、Clostridium、Enterobacter、Bacillus及Ethanoligenens。芘降低了Bacillus丰度。     

生活有机垃圾厌氧发酵联产氢气和甲烷

以模拟的生活有机垃圾为原料,进行批式中温厌氧发酵联产氢气和甲烷。结果表明,与单独产氢相比,生活有机垃圾厌氧发酵联产氢气和甲烷能够显著提高能源回收效率。在产氢阶段,COD降解率为26.24%,且主要转化为中间代谢产物(如乙酸和丁酸),气体成分主要为氢气和二氧化碳,没有甲烷生成,氢气含量为31%～67%,挥发性固体(VC)氢气产率为55.4mL/g,能源回收率为3%(以热值计算)。在产甲烷阶段,中间代谢产物基本转化为甲烷,气体成分主要为甲烷和二氧化碳,没有氢气生成,甲烷含量稳定在68%～78%,VS产甲烷率为270.9mL/g,能源回收率为48.5%。整个厌氧发酵联产氢气和甲烷过程的COD去除率为60.65%,总能源回收效率为51.5%。     

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。     

玉米秸秆厌氧产氢工艺参数优化

为解决玉米秸秆结构致密导致秸秆发酵难于直接降解的问题,首先分别采用0.2%、0.4%、0.6%、0.8%的HCl溶液对其进行预处理,以厌氧活性污泥为接种物进行中温(38℃)发酵产氢试验。结果表明,玉米秸秆的累积产氢量和产氢速率随着盐酸质量分数的增大先增加后降低,0.6%HCl处理效果最佳,单位累积产氢量和产氢速率分别为87.90 m L/g和3.05 m L/(g·h)。再以0.6%HCl溶液预处理的玉米秸秆为底物进行发酵产氢的单因素和正交试验,研究了秸秆粒径、底物浓度、初始p H值对玉米秸秆厌氧发酵产氢过程的影响。结果表明:玉米秸秆粒径越小越利于发酵产氢;适度增加底物浓度可增加产氢量;适宜的发酵初始p H值有利于产氢细菌的生长繁殖;得到较佳的工艺参数组合为秸秆粒径150μm、底物浓度15 g/L、初始p H值为7,此时累积产氢量为112.87 m L/g。     

厌氧污泥发酵制氢工艺试验研究

试验研究了酸处理、碱处理、热处理、超声波预处理厌氧污泥发酵产氢的产氢量，选择产氢量最高的热预处理后的污泥作为混合微生物系，以葡萄糖为基质，研究了温度、pH值、底物浓度对厌氧污泥发酵产氢量的影响。结果表明，发酵的温度、pH值、底物浓度是影响热处理污泥发酵产氢的3个重要因素。厌氧污泥发酵产氢的最适pH值为6.0，最适葡萄糖浓度为5 g/L，最适温度为45℃。     

甲烷厌氧氧化微生物的研究进展

甲烷是一种重要的温室气体,其对全球气候变暖的贡献率约占20%。微生物进行的甲烷厌氧氧化(Anaerobic oxidation of methane,AOM)是减少自然环境中该温室气体排放的重要生物途径。根据耦联反应的不同,可将AOM分为两类,即硫酸盐还原型甲烷厌氧氧化(Sulphate-dependent anaerobic methane oxida-tion,SAMO)和反硝化型甲烷厌氧氧化(Denitrification-dependent anaerobic methane oxidation,DAMO),前者以SO42-作为AOM的最终电子受体,后者以NO2-/NO3-作为AOM的最终电子受体。深入了解这两种类型AOM的发生机理,有助于更好地理解该生物过程的重要性,为AOM工艺的开发提供理论依据。鉴此,本文简要介绍了不同类型的AOM及其参与的微生物,着重阐述了其发生机理,并探讨了AOM未来的研究方向与应用前景。     

猪粪与马铃薯皮渣混合厌氧发酵产氢特性

为了提高厌氧产氢菌利用复杂物料的产氢能力和稳定性,该文研究了猪粪与马铃薯皮渣混合质量比对厌氧发酵产氢的比产氢率、挥发性固体去除率、液相末端产物组成等发酵特性的影响。试验结果表明,底物组成显著影响产氢发酵的发酵类型。以单纯马铃薯皮渣为底物时,体系的比产氢率最高达31.55mL/g,挥发性固体去除率为29.43%,发酵类型为丁酸型;当猪粪在发酵底物中的质量比从10:70提高至40:40后,体系的发酵类型由丁酸型转变为乙酸型,同时维持了较高的比产氢率(22.48～24.18mL/g)和挥发性固体去除率(28.31%～32.93%)。但是当猪粪逐渐变为主要发酵底物(猪粪与马铃薯皮渣质量比为50:30、60:20、70:10、80:0)时,发酵逐渐受到抑制,系统的比产氢率和挥发性固体去除率都明显下降。采用Modified Gompertz模型可以很好地拟合累积产氢量随时间的变化,其动力学参数最大产氢量、最大产氢速率和停滞时间可以作为混合物料产氢发酵代谢过程的重要评价指标。该研究为优化混合物料厌氧产氢发酵过程提供参考和依据。