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暗发酵生物产氢系统的参数优化

吴黎阳  
【摘要】:本文分别以牛粪堆肥(或沼液)为产氢菌源,以酸解秸秆和蔗糖为底物,考察了底物浓度、菌种增强技术和表面活性剂对底物发酵产氢性能的影响,取得了阶段性研究结果,主要内容包括: 1.当底物浓度大于20g/L时,底物的产氢性能随秸秆浓度的增加而降低。当秸秆浓度从20g/L增加到90g/L时,累积产氢量和产氢速率从101.2ml/g和1.8lml.g-1-h-1降低到59.0ml/g和0.42ml·g-1·h-1; 2.菌种协同作用可以明显改善和提高底物的产氢性能。分别以实验室分离出的2株纯菌株b和F为产氢菌源,当二者以1:1比例混合培养时,蔗糖的氢产量达到228.1ml/g,比b和F单独使用时氢产量增加了52%和40%; 3.以沼液作为天然菌源,考察了纯菌株C41(实验室分离得到)生物增强作用对底物产氢性能的影响,结果表明:纯菌株C41接种量为21%时,秸秆的产氢量可达到138.6ml H2/g,与对照样的102.9ml H2/g秸秆提高了35%;以蔗糖为底物时,在纯菌株C41接种量为16%时产氢量达到最高值300.7ml H2/g蔗糖,较对照样品增加了32%; 4.在发酵产氢体系中适量加入表面活性剂十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)也可以在一定程度上提高底物的产氢性能;在CTAB添加量为30mg/l时,秸秆的氢产量从未添加时的114.2ml/g提高到138.8ml/g。在以蔗糖为底物时,在CTAB添加量为30mg/l时,产氢量从未添加时的220.7ml/g蔗糖提高到283.6ml/g蔗糖;验证试验表明:在以蔗糖为底物,以沼液为产氢菌源的暗发酵产氢体系中,当纯菌株C41接种量为16%,CTAB添加量为30mg/l的条件下,蔗糖的氢产量达到349.1ml H2/g蔗糖;


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