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产氢菌的分离鉴定及产氢条件的优化

张娜  
【摘要】: 氢能是一种清洁能源,它不仅可以缓解能源危机又可以解决化石燃料带来的环境污染,因此具有广泛的应用前景。厌氧发酵制氢是获得氢能的一种比较有潜力的方法,因为它可利用有机废水和固体废弃物进行生产,而且操作过程比较简单。 本文采用二重叠皿隔绝空气培养法和平板涂布法从西安污水处理厂和宝鸡阜丰味精厂的活性污泥中分离了10株产氢菌株。其中菌株WS-3和菌株WJ-5的产氢量较高,菌株WS-3的产氢量最高,可达到988 mL/L,产率为0.72molH2/mol葡萄糖。菌株WJ-5的产氢量为905 mL/L,产率为0.66molH2/mol葡萄糖。 依据《伯杰细菌鉴定手册》(第八版)、《常用细菌鉴定手册》,对2株高效产氢菌株WS-3和WJ-5进行了鉴定,初步鉴定结果如下:WS-3为梭菌属(Clostridium),WJ-5为肠杆菌属(En terobacter)。 本实验还初步探索了产氢菌WS-3生长特性。并对菌株WS-3的发酵条件进行了优化,最终确定菌株产氢菌WS-3发酵产氢最优条件为:葡萄糖浓度为10g/L,氮源为组合氮源(0.4%蛋白+0.3%牛肉膏+0.2%酵母膏),L-半胱氨酸的浓度为0.5g/L,菌龄为16h,接种量为10%,温度为37℃,初始pH值为7.0。优化后该菌的产氢量达1689 mL/L,产氢率为1.24molH2/mol葡萄糖,比优化前提高了70.9%,优化后菌株的平均产氢速率为78.6mL/(L·h)比优化前的42.2 mL/(L·h)提高了86.3%。菌株WS-3是一株具有高产氢潜能的菌株,值得对该菌株进行更深入的研究。 本文还初步探讨了果渣预处理方法,以及果渣浓度对菌株WS-3产氢的影响。初步确定采用0.75%氨水室温下处理20 h是最佳的处理方法,菌株利用氨水预处理后的果渣进行产氢实验时,最适的果渣浓度为20g/L。此时,产氢量和平均产氢速率达到最大值,分别为934 m L/L和57.0 mL/(L·h)。


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