混合厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫影響因子及動力學(xué)特性的研究.pdf

1、隨著全球生物質(zhì)廢棄物的日益增長，其資源化、無害化成為環(huán)境、能源領(lǐng)域的研究熱點。與其他生物質(zhì)資源化利用的方法相比，生物制氫因其投資成本低、原料來源廣等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用，但其本身卻一直存在產(chǎn)氣效率低的問題。因此，本課題針對產(chǎn)氫穩(wěn)定性差、產(chǎn)率較低等問題，通過對產(chǎn)氫過程中關(guān)鍵影響因素及動力學(xué)特性的研究，以期提高發(fā)酵產(chǎn)氫的效率。
　　本研究首先對不同發(fā)酵底物、發(fā)酵產(chǎn)氫微生物進(jìn)行優(yōu)選，結(jié)果顯示以蔗糖作為發(fā)酵底物及預(yù)處理過的牛糞作為菌種來源，產(chǎn)氫

2、效果較好;以累計產(chǎn)氫量作為響應(yīng)值，通過正交實驗優(yōu)化出厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫的最佳工藝條件是底物濃度15g/L，初始pH為6，菌液量為200mL。其次，實驗通過單因素實驗優(yōu)化金屬離子投加的種類和濃度，對其產(chǎn)氫動力學(xué)進(jìn)行分析與討論，結(jié)果表明Fe2+、Mg2+、Ni2+的最佳投加濃度為10mg/L、100mg/L、0.6mg/L，發(fā)酵體系的最大累計產(chǎn)氫量相較于空白分別提高了43.53％、41.77％、105.3％;在Ni2+存在下的生物制氫體系屬于非競

3、爭性抑制，Ni2+的臨界濃度為15.58 mg/L。最后，研究探討了水溶性介體對厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫的影響，比較了結(jié)構(gòu)相似的同類介體的加速效果，發(fā)現(xiàn)各醌類介體在其最佳濃度下可以促進(jìn)產(chǎn)氫;不同濃度的葸醌-2，6-二磺酸鈉(AQDS)對厭氧產(chǎn)氫的影響實驗表明，在0-0.1 mmol/L的范圍內(nèi)，AQDS的最佳投加濃度為0.06mmol/L，并且在0-0.06mmol/L范圍內(nèi)，AQDS的投加量(LnC)與平均產(chǎn)氫速率(Y)之間呈一次線性關(guān)系，線性關(guān)