混合菌厭氧發(fā)酵制氫工藝研究.pdf

1、化石燃料有限的儲量使人類正面臨著前所未有的能源危機，可再生能源將成為未來可持續(xù)發(fā)展能源系統(tǒng)的主體。自然界中大量存在農業(yè)秸稈，這些廢棄生物質是一種可再生資源，將廢棄物秸稈轉化為高效潔凈的氫能具有重大意義。本文以取自牛糞發(fā)酵液的混合菌為產氫菌源，從菌源預處理條件、碳源組成、操作的壓力和微量添加劑四個方面研究了產氫發(fā)酵的工藝條件；并用響應面法優(yōu)化了制氫工藝條件；同時探索了堿處理和離子液處理秸稈所得的纖維素、半纖維素產氫能力，旨在得到以秸稈為最

2、終碳源的產氫發(fā)酵工藝。
　　實驗結果表明，熱處理和堿處理是較為有效的混合菌預處理方法，在100℃條件下處理20～50 min或在PH=9的條件下處理24h所得累計產氫量較未處理的混合菌提高約30％。葡萄糖/木糖共發(fā)酵可獲得更大的產氫能力，在總糖濃度為30 g.·L-1，木糖/葡萄糖質量比為1:2的條件下發(fā)酵所得累計產氫量較30g·L-1的葡萄糖或木糖培養(yǎng)基分別提高37.4％或46.1％。體系壓力也是影響產氫的一個重要因素，體系壓力

3、在40.52 kPa的累計產氫量較常壓下的累計產氫量提高了31.74%。當發(fā)酵體系含有0.027 g·L-1的十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）時，累計產氫量提高29.22%。以上因素對產氫發(fā)酵的影響效應主次順序為：碳源中木糖/葡萄糖質量比>操作壓力>CTAB濃度。
　　此外，采用離子液1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽對秸稈進行預處理較堿處理方法得到的纖維素和半纖維素更適合發(fā)酵制氫，濃度為40 g?L-1纖維素的產氫量為2760 mL·L

4、-1，較堿處理后同濃度的纖維素發(fā)酵產氫量提高了32.69%。離子液處理秸稈所得半纖維素在25 g?L-1的條件下可獲得最大產氫量2700 mL·L-1，較同濃度下堿處理秸稈所得半纖維素的產氫量提高了36.36%。纖維素和半纖維素共發(fā)酵較纖維素或半纖維素發(fā)酵可獲得更大的累計產氫量和產氫速率。在45 g.·L-1濃度下，半纖維素/纖維素質量比為1:2的條件下發(fā)酵所得累計產氫量最大，為3480 mL·L-1，最大產氫速率為2700 mL?(L