连续流发酵条件下不同发酵类型产氢细菌的产氢特性分析

运用连续流实验装置,考察了E.harbinense YUAN-3,C.butyricum 1.209和E.cloacae 1.2022在其各自的优化培养基条件下产氢能力.对反应体系pH值、累积产气及产氢量、产氢速率、比产氢速率及液相末端产物进行了对比分析.结果表明:C.butyricum 1.209的繁殖速度很快,pH...     

表征发酵产氢活性污泥效能的碘硝基四唑紫-比脱氢酶活性及其检测

目前,评价有机废水发酵法生物制氢系统产氢效能的指标,一般采用挥发性景浮固体fMLVSS)与总悬浮固体(MLSS)的比值(MLVSS/MLSS)、MLVSS的比产气(氢)速率及COD去除率等参数,但均存在不同程度的缺陷.为寻求评价发酵制氢活性污泥系统产氢效能的合理指标,以脱氢酶检测的碘硝基四唑紫(INT)法为基础,以发酵产氢系统的絮状活性污泥为样品,确立并优化了INT-比脱氢酶活性的检测与计算方法,并对比脱氢酶活性与发酵制氢系统的产氢效能进行了相关性分析.结果表明,INT-比脱氢酶活性检测的适宜条件是:在容积为10 mL的离心管中.先后加入一定浓度的污泥样品0.3 mL、19.8 mmol/L INT溶液1 mL、pH5乙酸钠缓冲剂1.5 mL.45℃暗处振荡反应30 min;反应终止剂选用98%的浓硫酸,萃取溶剂为无水乙醇,438 nm测定吸光度;检测污泥样品(MLVSS,挥发性悬浮固体)浓度可以在3.5～12.5 g,L范围内选定.絮状发酵产氢活性污泥的INT-比脱氢酶活性与比产氢速率非常高度相关,可以客观准确地反映厌氧生物制氢系统污泥的产氢活性.     

厌氧活性污泥发酵制氢系统中的同型产乙酸菌及耗氢作用

 在对连续流搅拌槽式反应器(CSTR)发酵产氢系统中的活性污泥进行分子生物学分析,判断系统中有同型产乙酸菌存在的基础上,通过活性污泥的间歇培养试验,探讨了同型产乙酸作用对活性污泥发酵系统产氢效能的影响.结果表明,CSTR发酵产氢系统的活性污泥中,一种隶属真杆菌属(Eubacterium)的同型产乙酸菌在活性污泥微生物群落中达到了优势程度;以葡萄糖为底物时,同型产乙酸菌的耗氢代谢,可使厌氧活性污泥对葡萄糖的氢气转化率及产氢率分别降低31%和34%,耗氢速率可达0.33mmol/(g·d).     

酸碱预处理对稻草秸秆发酵产氢的影响

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。厌氧发酵生物制氢是利用生物技术分解有机废弃物制备氢气,该工艺设备简单、操作容易、成本低廉等优点。以稻草秸秆为发酵底料,以厌氧活性污泥为接种物,研究酸碱预处理对秸秆发酵产氢的影响。结果表明,H2SO4预处理为最佳的预处理方式;稻草秸秆经1%的H2SO4预处理后发酵气中氢气的最大含量、最高比产氢速率和最高氢气产率分别为47.68%、4.67mL/(h.g)和59.21 mL/g;经1%的NaOH预处理后发酵气中氢气的最大含量、最高比产氢速率和最高氢气产率分别为41.92%、3.24 mL/(h.g)和42.02 mL/g;发酵液相中主要产物为乙醇、乙酸和丁酸。     

活性污泥以木糖为碳源产氢发酵的工艺条件

木质纤维素是农作物秸秆的主要组成部分,木糖是木质纤维素水解后的重要单糖之一。本文以木糖为碳源研究了木糖浓度、接种量、发酵温度、和培养基的初始pH值对厌氧污泥发酵产氢量、产氢速率及木糖产氢效率的影响。研究结果表明,木糖浓度、接种量、发酵温度、初始pH值是影响活性污泥发酵产氢的4个重要因素。厌氧污泥发酵产氢的最适木糖浓度为3g／L,最适接种量为25％（体积百分比）,最适初始pH值为7—8,最适温度为35℃。     

活性污泥处理高浓度基质发酵产氢条件的优化

以蔗糖为基质模拟有机废水,通过对活性污泥的梯度驯化,提高了活性污泥对高糖溶液的代谢能力与产氢能力,在此基础上对其产氢条件进行优化.优化后发酵条件为厌氧发酵温度36 ℃,初始pH值5.0,蔗糖90 g/L,玉米浆8 mL/L,FeSO4·7H2O 20 mg/L,MgCl2·6H2O 10 mg/L,K2HPO41.0 g/L.优化后的活性污泥平均产氢速率达到565 mL/(L·h),比优化前提高了223%;比产氢率为3.04 mol/mol,比优化前提高了30%.提出了有机氮与生长因子同步添加的高效廉价培养基方案,为活性污泥厌氧发酵生物制氢技术的工业化奠定了基础.     

利用克雷伯氏菌进行同步糖化发酵产氢的研究

氢作为一种清洁的能源引起了人们的普遍重视.实验以产酸克雷伯氏菌(Klebsiella oxytoca)HP1为产氢菌株,以稻草粉为产氢底物,进行同步糖化发酵(Simultaneous Saccharification and Fermentation,SSF)产氢.对影响同步糖化发酵产氢的单因子进行试验,选取对氢产率影响较大的因子:温度、pH、纤维素酶用量等进行L9(34)正交试验.结果表明同步糖化发酵产氢的最佳条件为:温度40℃,pH6.5,纤维素酶用量为20FPAU/g稻草粉,摇床转速100r/min,发酵时间42h.在该条件下的最大氢产率为110.6mL/g稻草粉,稻草粉的氢转化率为22%.进行了10L放大发酵产氢试验,最大氢产率为122.3mL/g稻草粉,氢转化率为24.3%.与分步糖化发酵(Separate Hydrolysis and Fermentation,SHF)产氢相比,氢产率提高34.4%.研究表明,利用同步糖化发酵工艺可以提高生物制氢的产量和得率.     

四种预处理方法对混合菌产氢特性的影响

以木质纤维素水解后的主要单糖D-木糖为底物,研究了酸处理、碱处理、热处理、红外照射处理对取自沼气发酵池的混合菌发酵制氢过程中的产氢量和产氢速率的影响.实验结果表明:四种预处理方法都可以提高产氢量和产氢速率.最佳的热处理条件为100℃,20～50 min.该条件下累计产氢量和最大产氢速率较未处理的混合菌发酵分别提高约30...     

通气提高Klebsiella oxytoca HP1发酵产氢

研究了Klebsiella oxytoca HP1在不同通气条件下的生长和放氢特性．批式发酵实验结果表明：通氩气放氢效果最好，通二氧化碳放氢效果最差．提高氩气通气速率能显著提高产氢量。0．25L／Lmin条件下的产氢量达到1155mL是不通气时的2．41倍，但通气也影响延迟期的长短。氩气通量应该与微生物生长阶段相匹配．代谢产物分析表明：K．oxytoca HP1呈混合酸发酵特性，主要代谢产物有乙酸、乙醇、乳酸和2，3-丁二醇，氩气通气速率明显影响丙酮酸节点的代谢途径和通量，从高通气条件到不通气条件，代谢主要途径按乙酸途径→乙醇途径→乳酸途径的次序转变，通气速率是K．oxytoca HP1发酵产氢的重要调控因子．     

污泥厌氧发酵产氢研究进展

生物制氢可有效利用生物能源,并可减少有机废弃物对环境的污染及对化石燃料的使用,具有高效、节能、成本低等诸多优点,污泥作为有机废物产氢近年来颇受青睐.该文较全面地介绍了国内外以污泥作为接种物,以纯物质、有机废水以及有机固体废物作为基质的研究概况,同时也介绍了污泥本身作为基质进行产氢的概况.     

生物厌氧产氢接种污泥的预处理研究进展

系统概述了热、酸、碱、化学抑制剂、曝气、冲击负荷等预处理方法对接种污泥中耗氢菌和产氢菌的选择性抑制机理,并对比分析了各自的产氢特性.由于接种污泥选取的种类、产氢底物的种类和浓度、温度、pH以及采用的反应器类型等不同,不同研究者得出的最佳预处理方法存在差异.目前的研究多集中在以葡萄糖或蔗糖等纯物质作为厌氧产氢的底物,建议今后以实际有机废水作为生物厌氧产氢的底物,以进一步研究不同接种污泥预处理方法对产氢的影响.     

污泥消化前的预处理效果比较

比较了活性污泥采用碱处理、碱处理与超声处理（20kHz,150w）不同组合预处理的效果。在溶解效果实验中,采用碱预处理,溶解性COD与TCOD的比值可增大到30.1％,再接超声处理,该比值可增大到79.3％;如同时采用碱和超声处理,该比值达到75.9％。在后续BAP实验中,初始活性污泥中挥发性脂肪酸与TCOD的比值小于10％,采用碱预处理,该比值可增大到30％,再接超声处理,该比值可增大到59％;如同时采用碱和超声处理,该比值达到最大值80％。此外,同时采用碱和超声处理可大大缩短预处理时间。因此,将碱和超声同时用于预处理,能有效增加活性污泥中挥发性脂肪酸的产量、改善后续的消化过程。     

厌氧接触发酵制氢反应器的启动和运行特性

以稀释糖蜜为底料,探讨了厌氧接触反应设备用于连续流发酵制氢的可行性,考查了其启动运行特性.以污水好氧生物处理系统的剩余污泥为种泥,反应器在污泥接种量9.3 g(MLVSS)/L、进水COD 5 000 mg/L、HRT 8 h和系统温度(35±1)℃等条件下启动,30 d后达到稳定运行状态,乙醇和乙酸之和的质量百分数,占液相末端发酵产物总量的69.8%,呈现典型的乙醇型发酵特征.在稳定运行阶段,系统的pH值、碱度、氧化还原电位分别维持在4.8,460 mg/L,-305 mV左右,平均产气速率和产氢速率分别达到33.2和13.4 L/d.厌氧接触发酵制氢反应设备,呈现出良好的产氢性能和运行稳定性.     

微波预处理对泔脚发酵产氢的影响

采用经热（80℃,15 min）预处理的城市生活垃圾厌氧消化污泥为接种物,考察了600 W的微波作用下,经过0,1,2,4和8 min的微波预处理的泔脚的中温（36℃）批式发酵产氢,并借助CurveExpert1.3软件对实验结果用修正的Compertz模型进行拟合.结果表明：不同长度的微波预处理时间对泔脚发酵产氢具有不同程度的促进作用,4 min是转折点;结合能量衡算,2 min的微波预处理表现出更大的产氢优越性,其产氢延迟时间λ、最大比产氢率、产氢率分别为2.51 h,13.33 mL/（g.h）,215.11 mL/g.发酵产氢结束后,产氢发酵液中乙酸和丁酸的质量分数之和占挥发性脂肪酸的比例大于79.3%,呈现典型的丁酸型发酵.     

预处理对造纸污泥和餐厨垃圾混合发酵的影响

为揭示联产氢气和甲烷复合工艺中预处理对物料液化水解率及系统产气性能的影响,利用不同浓度的酸(H2SO4)、碱(NaOH)预处理造纸污泥和餐厨垃圾混合物,在中温-高温条件下将预处理后的物料进行混合发酵联产氢气和甲烷,研究了不同浓度的酸/碱预处理后,造纸污泥和餐厨垃圾混合发酵联产氢气和甲烷性能.结果表明:酸/碱预处理对物料产生了明显的水解作用,物料中的大分子物质被降解为小分子颗粒;预处理对混合发酵产氢阶段具有明显的促进作用,其中以添加10%NaOH(以物料总固体计)的碱预处理效果最佳,其氢气产率较未经预处理的对照(CK)提高了50.20%,挥发性固体(VS)去除率达到了16.06%;预处理在产氢后的产甲烷阶段对甲烷产率没有明显的促进作用,各反应器的甲烷产率与CK相近或低于CK,VS总去除率也以CK为最高.     

超声与碱联合预处理剩余污泥中温两相厌氧消化(英文)

以长春西郊污水处理厂(A/O工艺)剩余活性污泥为研究对象,考察了超声与生石灰联合预处理对后续剩余污泥两相中温厌氧消化的影响。结果表明:联合预处理的剩余污泥经过厌氧消化后,平均VS去除率约为49.4%,污泥含水率从97.6%降低至93.8%。SEM分析表明两相反应器内污泥絮体被充分破坏。厌氧消化过程中在产酸相和产甲烷相内,NH4-N浓度均有提高,但是没有出现磷的显著释放。     

厌氧发酵产氢的关键生态因子强化研究进展

近年来,生物制氢技术发展迅速。从生态因子的角度出发,综述了厌氧发酵生物制氢的关键生态因子(生物因子及非实物因子)强化研究进展,并对发酵产氢的前景进行了展望,提出了其今后的研究方向。     

解偶联代谢对活性污泥工艺中剩余污泥的减量化作用

为了有效减少活性污泥法中剩余污泥的产生,采用解偶联剂对活性污泥工艺中的剩余污泥进行减量化研究。研究比较了5种化学解偶联剂对活性污泥系统的污泥减量化短期效应以及对基质去除率的影响,并对影响其作用的因素和解偶联剂在水和污泥中的分布进行了研究。结果表明:不同的解偶联剂,减量化效果差异明显,硝基类化合物比含氯类化合物的污泥减量化效果好。所有解偶联剂在对微生物进行解偶联的过程中并不影响微生物对基质的降解去除效果。污泥产率随着解偶联剂浓度的增加而减少,随着污泥浓度的增加而增加;在实验所选择的温度范围内(20℃～30℃),温度对解偶联作用的影响甚小;酸性条件能提高解偶联剂对污泥的减量效果。