玉米秸稈厭氧發(fā)酵生物制氫的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、厭氧發(fā)酵生物制氫工藝是利用生物技術(shù)分解有機(jī)廢棄物制備氫氣，設(shè)備簡(jiǎn)單、操作容易，即實(shí)現(xiàn)了廢棄物資源化，而且成本低廉，被認(rèn)為是前景最好的制氫方法。本文以天然河底污泥為厭氧產(chǎn)氫微生物來(lái)源，以玉米秸稈為發(fā)酵底物制備氫氣，考察了底物的預(yù)處理和酶解對(duì)底物產(chǎn)氫能力的影響，并設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)探討了發(fā)酵產(chǎn)氫的最優(yōu)條件。 針對(duì)玉米秸稈結(jié)構(gòu)致密、難于直接被酶水解的特點(diǎn)，首先分別采用鹽酸、氫氧化鈉等對(duì)玉米秸稈進(jìn)行了預(yù)處理。結(jié)果表明，采用0.6％鹽酸在90℃

2、下浸泡玉米秸稈2h，底物的發(fā)酵產(chǎn)氫潛勢(shì)最高，預(yù)處理的效果最好，累積產(chǎn)氫量58.69ml·g-1—CS，幾乎比未處理的玉米秸稈產(chǎn)氫量提高120％。 在酸處理基礎(chǔ)上采用纖維素酶水解，考察了酶解溫度、酶解時(shí)間和酶解pH值對(duì)玉米秸稈產(chǎn)氫能力的影響。研究結(jié)果表明．酸處理后酶解進(jìn)一步提高了玉米秸稈的產(chǎn)氫潛勢(shì)。在0.6％鹽酸預(yù)處理、酶解溫度50℃、酶解時(shí)間72h和酶解pH4.8的條件下．最大累積產(chǎn)氫量104.30ml·g-1—CS，比只經(jīng)過(guò)鹽

3、酸處理的玉米秸稈產(chǎn)氫量提高77.7％，是未處理的玉米秸稈產(chǎn)氫量的3倍。 本課題組在發(fā)酵產(chǎn)氫生態(tài)因子的影響方面作了一系列單因素探索實(shí)驗(yàn)，影響玉米秸稈生物制氫的因素有很多，結(jié)合本實(shí)驗(yàn)室具體條件．本文選擇酶解溫度、酶解時(shí)間、底物濃度和發(fā)酵初始pH值為考察對(duì)象，以累積產(chǎn)氫量評(píng)價(jià)產(chǎn)氫效果，設(shè)計(jì)了4因素3水平(L9(3-1))的正交實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)論如下：(1)發(fā)酵反應(yīng)過(guò)程最主要的限制因子是底物濃度；(2)經(jīng)過(guò)正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化后，玉米秸稈的產(chǎn)氫能力