收藏本站
《郑州大学》 2005年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

纤维素类生物质水解—发酵耦合产氢的研究

张亚辉  
【摘要】:本文以牛粪堆肥为天然产氢菌源,以麦草秸秆为底物,通过水解—发酵两步产氢工艺生产氢气。在批式实验中系统考察了底物的预处理条件,初始pH值和底物浓度等环境因子对麦草秸秆产氢能力的影响。在最佳预处理条件为:2%盐酸微波加热8分钟;固定初始pH值为7,底物浓度25g/l,温度为36±1℃的条件下发酵麦草秸秆产氢,最高累计产氢量达到68.1 mlH_2/gTVS,是未处理麦草秸秆产氢量的136倍。由修正的Gompertz方程得出最高产氢速率为10.14 mlH_2/(gTVS·h);发酵生物气相中氢气的含量最高达到52%(体积比),没有检测到甲烷气体。在此基础上,研究了产氢微生物对麦草秸秆的降解特性,发酵产氢过程中伴随着挥发性脂肪酸(乙酸、丙酸和丁酸)和醇(乙醇、丙醇和丁醇)的生成,它们是发酵产氢代谢过程中主要副产物。实验结果证明,麦草秸秆的预处理在产氢过程中起了重要作用 为了探讨预处理对底物产氢能力提高的机理,本文分析了粗麦草秸秆、酸预处理麦草秸秆和发酵产氢后麦草秸秆中还原糖和总糖、半纤维素、纤维素和木质素的含量。粗麦草秸秆经过盐酸预处理还原糖含量增加了5.2倍;发酵产氢后底物中还原糖含量减少了96.2%。盐酸预处理和发酵产氢后麦草秸秆中总糖降低了。与粗麦草秸秆相比,经过盐酸预处理后,底物中半纤维素和纤维素的含量都有所减少,但木质素含量没有发生明显变化;发酵产氢前后底物中半纤维素、纤维素和木质素含量几乎没有变化。实验结果表明,发酵产氢过程中产氢微生物主要降解麦草秸秆中还原糖产氢,而不能直接利用底物中的半纤维素、纤维素和木质素生成氢气。粗麦草秸秆中还原糖含量很低,所以产氢量很低(仅有0.5mlH_2/g秸秆)。麦草秸秆盐酸预处理后,总糖和底物中部分的半纤维素、纤维素等多糖水解成为还原糖,使麦草秸秆产氢能力得到显著提高。
【学位授予单位】:郑州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TQ116.2

手机知网App
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李倬;生物质(牛粪、海带)厌氧发酵产氢的研究[D];郑州大学;2006年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王江辉,刘红,欧阳威,张山立,云影;3种有机废水的酸化发酵产氢特性研究[J];中国给水排水;2003年10期
2 林明,任南琪,王爱杰,张颖,王相晶,马放;几种金属离子对高效产氢细菌产氢能力的促进作用[J];哈尔滨工业大学学报;2003年02期
3 洪天求,郝小龙,俞汉青;有机废水厌氧发酵产氢技术的现状与发展[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2003年05期
4 任南琪,秦智,李建政;不同产酸发酵菌群产氢能力的对比与分析[J];环境科学;2003年01期
5 林明,任南琪,王爱杰,王相晶;混合菌种在发酵法生物产氢中的协同作用[J];环境科学;2003年02期
6 樊耀亭,廖新成,卢会杰,侯红卫,赖俊吉;有机废弃物氢发酵制备生物氢气的研究[J];环境科学;2003年03期
7 刘双江,杨惠芳,周培瑾,孙燕,岑运华;固定化光合细菌处理豆制品废水产氢研究[J];环境科学;1995年01期
8 王菊思,赵丽辉,贾智萍,王正兰,郭玥;硫酸盐和氯离子对厌氧生物过程抑制作用的研究[J];环境科学;1995年04期
9 卢怡,张无敌,宋洪川,李建昌,夏朝凤;稻草发酵产氢潜力的研究[J];能源工程;2003年02期
10 杨文钰,王兰英;作物秸秆还田的现状与展望[J];四川农业大学学报;1999年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李飒;聂俊华;;添加外源纤维素酶对土壤原生纤维素酶活性的影响[J];山东农业科学;2010年07期
2 丁琨;;微量元素与工业废水生物处理[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2006年01期
3 尹爱国;林汉森;;生物制氢的研究现状及前景[J];安徽农学通报;2007年02期
4 夏冰;郭育涛;;螺旋藻多糖粗提方法的工艺条件研究[J];安徽农学通报(上半月刊);2010年11期
5 李飒,聂俊华,韩玮;外源纤维素酶对不同底物下土壤原生纤维素酶活性的影响[J];安徽农业科学;2005年08期
6 曾青兰;;纤维素分解菌的分离筛选[J];安徽农业科学;2007年36期
7 邓平;费良润;刘雪梅;;光合细菌产氢机制研究进展[J];安徽农业科学;2008年15期
8 梁成伟;张晓雯;苏忠亮;;经济微藻重要次级代谢产物合成途径的研究进展[J];安徽农业科学;2008年26期
9 唐雅琴;黄兵;刘仪柯;;光合细菌微生物产氢研究进展[J];安徽农业科学;2009年02期
10 袁丽婷;;玉米秸秆发酵生产乙醇的工艺研究[J];安徽农业科学;2009年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张品;王艳丽;刘钟栋;韩杰;白红超;;浅论淀粉的能源转化技术[A];第十届中国科协年会论文集(二)[C];2008年
2 张全国;李刚;荆艳艳;;生物制氢技术现状及其研究进展[A];第十届中国科协年会论文集(三)[C];2008年
3 李磊;王彬彬;;生物质能的应用及研究进展[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第一卷)[C];2010年
4 刘德江;邱凌;李志华;高桂丽;裴智琴;;家畜粪便厌氧消化中CH_4和H_2S含量变化规律初探[A];沼气产业化发展研讨会论文选编[C];2005年
5 韩利华;郭绍义;梁英华;;环保催化剂技术的研究进展[A];第1届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2004年
6 李清华;张玲;杨红艳;刘畅;;浅谈生物制氢技术[A];中国环境保护优秀论文集(2005)(下册)[C];2005年
7 孙学凯;李清华;马溪平;山丹;;制氢技术的研究进展[A];中国环境保护优秀论文集(2005)(下册)[C];2005年
8 刘艳;黄晓婷;吴畏;;利用厨余进行厌氧发酵产氢的研究[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第二卷)[C];2009年
9 焦安英;李永峰;刘琨;;活性污泥利用甘蔗渣进行发酵产氢的特性[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2010年
10 吴薛明;何冰芳;;活性污泥梯度驯化下发酵类型与菌群关系的演变[A];可再生能源规模化发展国际研讨会暨第三届泛长三角能源科技论坛论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈云;活性炭及其改性催化剂应用于碘化氢分解的性能及机理研究[D];浙江大学;2010年
2 陈鸣岐;基于能值理论的发酵法生物制氢技术环境—资源—经济综合效率评价[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 曹广丽;高效利用玉米秸秆的产氢菌种及其产氢性能研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 许继飞;同步代谢秸秆木糖和葡萄糖的产氢新菌种及其产氢特性[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 刘海臣;稻草秸秆同步糖化发酵制备纤维素乙醇的研究[D];中国矿业大学;2010年
6 王瑞明;燃料乙醇固态发酵生产工艺的研究[D];天津科技大学;2002年
7 管英富;绿藻间接光解水制氢过程的研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2003年
8 焦斌权;城市生活垃圾卫生填埋场渗滤液控制技术研究[D];重庆大学;2004年
9 潘志勇;基于试验与模型的C、N循环研究[D];中国农业大学;2005年
10 尤希凤;光合产氢菌群的筛选及其利用猪粪污水产氢因素的研究[D];河南农业大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曾召刚;玉米秸秆预处理及对发酵产氢效果影响研究[D];郑州大学;2010年
2 魏巍;极低酸中稻壳水解特性及转化乙酰丙酸的实验研究[D];郑州大学;2010年
3 赵何;碎玉米秸秆卷压特性的研究[D];山东农业大学;2010年
4 徐娟娟;利用农业废弃物混合发酵生产L—乳酸及饲料的初步研究[D];安徽农业大学;2010年
5 任义波;光合细菌对大水面养殖生态作用的研究[D];中国海洋大学;2009年
6 张明玉;苕溪流域农村生活垃圾产源特征及堆肥化研究[D];河南工业大学;2010年
7 王罗琳;木糖发酵菌种的筛选及利用玉米秸秆产乙醇工艺的研究[D];河南工业大学;2010年
8 曾庆梅;玉米秸秆水解发酵制乙醇过程研究[D];长春工业大学;2010年
9 邓雪;玉米秸秆水解成糖发酵乙醇的动力学研究[D];长春工业大学;2010年
10 张明辉;蓝藻发酵联产氢气和甲烷的机理研究[D];浙江大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王继华,赵爱萍;生物制氢技术的研究进展与应用前景[J];环境科学研究;2005年04期
2 林明,任南琪,王爱杰,王相晶;混合菌种在发酵法生物产氢中的协同作用[J];环境科学;2003年02期
3 刘双江,杨惠芳,周培瑾,孙燕,岑运华;固定化光合细菌处理豆制品废水产氢研究[J];环境科学;1995年01期
4 王菊思,赵丽辉,贾智萍,王正兰,郭玥;硫酸盐和氯离子对厌氧生物过程抑制作用的研究[J];环境科学;1995年04期
5 李白昆,吕炳南,任南琪;厌氧活性污泥与几株产氢细菌的产氢能力及协同作用研究[J];环境科学学报;1997年04期
6 王艳辉,吴迪镛;汽油制氢反应催化剂制备方法研究[J];化学研究;2000年04期
7 周志华,徐学良;水体富营养化形成机制及其防治措施的研究[J];吉林水利;2005年01期
8 卢怡,尹德升,张无敌,宋洪川,尹芳,李建昌,夏朝凤;牛粪、鸡粪发酵产氢潜力的研究[J];可再生能源;2004年02期
9 李建政,任南琪;生物制氢技术的研究与发展[J];能源工程;2001年02期
10 卢怡,张无敌,宋洪川,李建昌,夏朝凤;稻草发酵产氢潜力的研究[J];能源工程;2003年02期
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 梁晶;;畜禽粪便资源化利用技术和厌氧发酵法生物制氢[J];环境科学与管理;2012年03期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 沈裕琥,黄相国,王海庆;秸秆覆盖的农田效应[J];干旱地区农业研究;1998年01期
2 曹建军;秸秆还田机械化技术及推广应用前景(上)[J];中国农机化;1998年03期
3 王菊思,赵丽辉,贾智萍,王正兰,郭玥;铜对厌氧生物过程抑制作用的研究[J];环境化学;1990年06期
4 王宇新,许平,钱新民;利用光合细菌柱式生物膜法处理淀粉废水[J];环境科学;1993年05期
5 牛志卿,吴国庆,张琳,郝强;固定化紫色非硫光合细菌降解活性艳红X-3B的研究[J];环境科学;1994年05期
6 刘双江,杨惠芳,周培瑾,孙燕,岑运华;固定化光合细菌处理豆制品废水产氢研究[J];环境科学;1995年01期
7 徐向阳;孙琦;;光合细菌在有机废水处理中的应用现状与前景[J];环境污染与防治;1990年05期
8 韩树琴,杨惠芳;蜡状芽孢杆菌45号固定化细胞脱除酸性红B的研究[J];环境科学学报;1988年01期
9 匡欣,王菊思;硫酸盐在厌氧生物过程中的行为 Ⅰ.抑制作用及其影响因素[J];环境科学学报;1993年04期
10 程树培,崔益斌,王玉水,葛岚,邓良伟;光合细菌与酵母跨界融合(杂合)子发酵味精废水研究[J];环境科学学报;1996年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴淇澳;朱本立;李大经;;中磷铁水(半钢)预处理初探[J];安徽工业大学学报(自然科学版);1986年04期
2 宫宝安,吕贻谦;离子交换蒙脱石的热稳定性[J];物理化学学报;1990年01期
3 刘华;吕义国;;压榨胶辊损坏后的快速修复法[J];纸和造纸;1990年04期
4 黄登英;酚醛塑料注塑件内应力浅析[J];低压电器;1991年04期
5 樊发珍;;砷环境试样的处理及其测定[J];电力环境保护;1991年01期
6 薛平;张艳玲;;蒜脯的加工[J];农业工程技术.温室园艺;1992年05期
7 王莉;;铁水脱硅预处理新技术获成功[J];炼铁技术通讯;1998年09期
8 成改仙;;经高温挤压预处理的大麦在碑酒生产中的应用[J];啤酒科技;2001年09期
9 刘士才 ,周青林 ,苏锦春 ,陈祖熙;狗咬胶制造法[J];世界发明;2003年11期
10 张富韬,松全元,方少明;混凝—吸附法预处理垃圾渗滤液的研究[J];上海环境科学;2004年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘刚;刘伟;牟斌;肖中云;;涡流发生器绕流模拟的数值方法研究[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
2 石景燕;武玉霞;;火电厂垢样及沉积物的ICP-AES测定法[A];2008年中国机械工程学会年会暨甘肃省学术年会文集[C];2008年
3 杜鹃;陈绍洋;王强;胡博;朱萧玲;侯丽宏;朱正华;熊利泽;;MEK抑制剂U0126对重复电针预处理诱导脑缺血耐受效应的影响[A];2008年中华医学会全国麻醉学术年会论文汇编[C];2008年
4 陆姚;张野;;降钙素基因相关肽在预处理心肌保护中角色的研究进展[A];2008年第七次华东六省一市麻醉学学术会议暨浙江省麻醉学术年会论文汇编(上册)[C];2008年
5 韩晓建;解卫华;;基于预处理的拟人布局算法研究[A];2009海峡两岸机械科技论坛论文集[C];2009年
6 范学臣;刘学庆;孙兴良;纪臻;;19层纯剪力墙结构青岛大酒店爆破拆除[A];中国爆破新技术Ⅱ[C];2008年
7 魏莉;屈战龙;朴慧京;;微波焙烧预处理难浸金矿物[A];第十二届冶金反应工程学术会议论文集[C];2008年
8 姜利利;王祥荣;;天然彩丝的精练方法研究[A];康地恩杯第八届全国染整前处理学术研讨会论文集[C];2009年
9 徐竞;杨光明;李涛;刘良明;;吡那地尔预处理诱导的PKC活化及其对失血性休克大鼠血管反应性和钙敏感性的保护作用[A];第七届全国创伤学术会议暨2009海峡两岸创伤医学论坛论文汇编[C];2009年
10 潘燕霞;林丽;任安经;严晓红;袁文俊;;内质网驻留蛋白GRP78介导心肌细胞低氧预处理及内皮素-1预处理保护作用的研究[A];中国生理学会第五届全国心血管、呼吸和肾脏生理学学术会议论文摘要汇编[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 福建农林大学 方婷;果蔬加工原料及预处理(二)[N];福建科技报;2004年
2 冯家兵;FF-16加氢裂化预处理催化剂实现工业应用[N];中国石化报;2004年
3 荆延宁;中心局作业系统给据散件的处理[N];中国邮政报;2007年
4 青青;数码冲印前的预处理[N];中国电脑教育报;2003年
5 福建农林大学 方婷;果蔬加工原料及预处理(一)[N];福建科技报;2004年
6 黄育武夏彦;“全申报”系统:打击逃漏检显威力[N];中国国门时报;2007年
7 小马;南瓜糕[N];河南科技报;2008年
8 首席记者 丁刚;服务50多万人次 挽救数千“濒危”家庭[N];北京社会报;2007年
9 通讯员 陆继亮;“可利鲜”联烟“KIFA”推行鲜花预处理[N];中国花卉报;2005年
10 本报通讯员  张博陵 陆航;一切为了深层次服务[N];中国邮政报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈泽斌;穴位针刺预处理抗大鼠脑缺血再灌注损伤作用及其机制的研究[D];湖北中医学院;2003年
2 解新星;硫化氢预处理骨髓间充质干细胞治疗大鼠急性心肌梗死的实验研究[D];复旦大学;2011年
3 窦英;人工神经网络—近红外光谱法用于药物无损非破坏定量分析的研究[D];吉林大学;2006年
4 陈冰冰;SAR实时信号预处理和高分辨率实时成像处理系统的研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2002年
5 万相奎;心电信号分析与虚拟式心电自动分析仪的开发[D];重庆大学;2005年
6 张野;瑞芬太尼预处理对心脏缺血后损伤的保护作用及机制[D];安徽医科大学;2005年
7 秦川;EPO预处理在心肌缺氧复氧损伤中的保护作用及其NF-κB信号机制的研究[D];第三军医大学;2005年
8 高俊虹;电针预处理改善心肌缺血性损伤的β_1-肾上腺素能受体信号转导机制[D];中国中医科学院;2006年
9 夏天;重组腺病毒AdCD40Ig联合供体静息B淋巴细胞预处理诱导小鼠皮肤移植耐受的研究[D];四川大学;2004年
10 张冬梅;舒芬太尼预处理对大鼠心肌缺血再灌注损伤的实验研究[D];中南大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张亚辉;纤维素类生物质水解—发酵耦合产氢的研究[D];郑州大学;2005年
2 刘礼祥;预处理后皂素废水生物生态净化工艺研究[D];华中科技大学;2004年
3 张锋泉;重组纤维连接蛋白羧基端细胞结合域增强骨髓基质干细胞黏附力的实验研究[D];第二军医大学;2005年
4 甘汪雨;自动指纹识别系统的研究与应用设计[D];广东工业大学;2005年
5 许怡;生物法处理钻井废水的实验研究[D];西南石油学院;2005年
6 罗宇;关于指纹识别算法的研究[D];辽宁工程技术大学;2005年
7 陈明红;大麻工艺纤维的脱胶工艺研究[D];东华大学;2006年
8 王俊杰;在线签名预处理及分割方法的研究[D];武汉理工大学;2006年
9 陈名洁;西昌改性高炉钛渣选钛试验研究[D];昆明理工大学;2006年
10 常玲;指纹自动识别系统算法研究[D];东北大学;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026