巨藻厭氧發(fā)酵生產(chǎn)燃?xì)饧夹g(shù)研究.pdf

1、巨藻，具備成長(zhǎng)速率快和CO2吸收率比較高等優(yōu)勢(shì)，并且生物質(zhì)中不含木質(zhì)素，是一類理想的生物質(zhì)資源。同時(shí)巨藻在海水中生長(zhǎng)，不與人們爭(zhēng)奪糧食和田地，因此，它是一類非常理想的原材料，并且受到了廣泛的關(guān)注。巨藻渣為海藻化工業(yè)的廢棄生物質(zhì)，如果將藻渣轉(zhuǎn)化為氫氣和揮發(fā)性脂肪酸（VFA），對(duì)提高巨藻生物質(zhì)的利用率與經(jīng)濟(jì)效益以及減少海藻化工業(yè)的污染物排放等均具有重要的意義。
　　首先，以巨藻渣為底物，研究了底物預(yù)處理措施、底物濃度和初始pH值等條件

2、對(duì)巨藻渣累積產(chǎn)氫和VFA的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，氫氣產(chǎn)量與總揮發(fā)性脂肪酸TVFA產(chǎn)率呈顯著正相關(guān)，說(shuō)明巨藻渣可以同步生產(chǎn)氫氣與TVFA；熱堿預(yù)處理最適于巨藻渣發(fā)酵產(chǎn)氫與產(chǎn)酸，在0.1 mol/L的NaOH100℃處理后，底物濃度為40 g/L，初始pH值為7.0時(shí)，最大累積產(chǎn)氫量可達(dá)到11.38 mL/g-vs，是未經(jīng)處理藻渣的24倍；同時(shí)，巨藻渣TVFA的產(chǎn)率也達(dá)到最高，為0.55 g/g-vs，且以乙酸和丁酸為主。
　　其次，研究了

3、厭氧發(fā)酵過(guò)程中巨藻生物質(zhì)的預(yù)處理方法、接種比（ISR）以及初始pH值等條件對(duì)反應(yīng)體系中累積產(chǎn)氫量和VFA的影響。結(jié)果表明，巨藻能夠作為原料用來(lái)發(fā)酵聯(lián)產(chǎn)氫氣和VFA；巨藻發(fā)酵產(chǎn)氫與產(chǎn)酸的最佳預(yù)處理?xiàng)l件為熱堿預(yù)處理，當(dāng)用4 g/L的的NaOH在100℃的溫度下處理后、ISR為0.3、初始pH值為6時(shí)，此時(shí)，巨藻的累積產(chǎn)氫量達(dá)到最大，為36.21 mL/g-vs，與未被處理的巨藻進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，同比提高了77.82％；同時(shí)，巨藻在上述最佳的條件

4、下總揮發(fā)性脂肪酸（TVFA）的產(chǎn)率達(dá)到最大值，為0.15 g/g-vs，乙酸和丁酸是主要的代謝產(chǎn)物。
　　最后，通過(guò)對(duì)巨藻單相發(fā)酵與兩相發(fā)酵產(chǎn)甲烷技術(shù)進(jìn)行對(duì)比，開(kāi)發(fā)出巨藻發(fā)酵產(chǎn)甲烷的最佳工藝路線，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，巨藻更適合于使用單相發(fā)酵技術(shù)。在此基礎(chǔ)上利用半連續(xù)發(fā)酵反應(yīng)器探究有機(jī)負(fù)荷率對(duì)巨藻發(fā)酵過(guò)程的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)有機(jī)負(fù)荷率為5.14 kg-vs/m3/d時(shí)，產(chǎn)氣量及甲烷產(chǎn)量均達(dá)到最大值分別為32.03 L和228.24±5.37