葡萄糖和蘋果渣厭氧發(fā)酵生物制氫的研究.pdf

1、氫氣是一種燃燒值高、清潔、可再生和儲存形式多樣的能源。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們對能源的需求劇增，傳統(tǒng)能源面臨枯竭狀態(tài)，因此，尋找新型替代能源成為社會發(fā)展的要求。發(fā)酵法生物制氫是利用生物技術(shù)分解有機廢棄物來制備氫氣，起到清潔環(huán)境和獲得能源的雙重目的。該技術(shù)的關(guān)鍵是提高發(fā)酵產(chǎn)氫底物的累積產(chǎn)氫量和產(chǎn)氫速率。 本研究以天然河底污泥為厭氧產(chǎn)氫菌來源，經(jīng)過濕熱消毒處理后，采用一步法進行厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫，即產(chǎn)氫菌的培養(yǎng)和發(fā)酵產(chǎn)氫過程在同一反應器中

2、連續(xù)進行，將葡萄糖和蘋果渣轉(zhuǎn)化為氫氣，實現(xiàn)了生物能的制備和減少廢棄物的雙重目的。系統(tǒng)考察了底物濃度和反應液'pH值對葡萄糖產(chǎn)氫性能的影響以及預處理的鹽酸濃度、纖維素酶解時間、酶解溫度和底物濃度對蘋果渣產(chǎn)氫性能的影響。 葡萄糖厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫的研究結(jié)果表明，溶液pH值和底物濃度是影響微生物產(chǎn)氫的關(guān)鍵因素。當設定溶液的初始pH值并使之隨反應的進行自然變化時，在葡萄糖濃度為7.5 g.L-1和初始pH值為7.0時得到最好的實驗結(jié)果：累積產(chǎn)

3、氫量和平均產(chǎn)氫速率分別為1.85 mol-H2.mol-1-glucose和0.086 mol-H2mol-1-glucose.h-1；當使恒定溶液的pH值時，在葡萄糖濃度為7.5 g.L-I和恒定pH值為6.0時得到最好的實驗結(jié)果：累積產(chǎn)氫量和平均產(chǎn)氫速率分別為1.83mol-H2.mol-1-glucose和0.22 mol-H2.mol-1-glucose.h-1。 當以蘋果渣為底物進行厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫時，發(fā)現(xiàn)預處理的鹽酸濃度

4、、纖維素酶解條件(溫度、時間)和底物濃度對蘋果渣的產(chǎn)氫性能有很大的影響。經(jīng)各種條件優(yōu)化后，蘋果渣的綜合產(chǎn)氫效率得到了很大的提高，累積產(chǎn)氫量和平均產(chǎn)氫速率分別達到了3.84 mmol-H2.g-1-TS和0.30 mmol-H2.g-1-Ts.h-1(TS：total solid)。蘋果渣優(yōu)化的產(chǎn)氫實驗過程如下：1.在70℃時，以固液比(g：mL)為1:10的0.6％HCI加熱底物2 h，再加入與底物質(zhì)量比為0.01:1的纖維素酶，在溶液