产氢发酵细菌培养基的选择和改进

高效产氢菌株的筛选与分离是生物制氢技术应用的重要基础之一，现有培养基都存在一定缺陷．为分离到高效产氢菌株，提出LM系列培养基配方，并通过产氢发酵细菌的分离和生长实验，确定了培养基的强还原剂为半胱氨酸，PH值为6．根据培养基对厌氧菌的分离数量、种类和培养基成分的分析，选择LM—1培养基为产氢发酵细菌的分离培养基．LM—1培养基分离出的5株高效产氢发酵细菌属于4个菌属，其中拟杆菌属、克雷伯氏菌属是国际上尚未分离到的高效产氢发酵细菌．利用LM—1培养基进行高效产氢细菌分离操作，得到较好的效果。     

复合菌群降解玉米秸秆协同产氢特性

为加快生物制氢工业化进程,利用玉米秸秆这类来源广泛、储量巨大和价格低廉的可再生生物质纤维素资源作为发酵产氢的原料,从连续流发酵产氢反应器(ZL92114474.1)中新分离筛选出一株高效纤维素降解产氢细菌Clostridium sp.X9(NCBI注册号:EU434651)和一株高效产乙醇发酵产氢细菌Ethanoigenens harbinenseB2(NCBI注册号:EU639425),通过构建高效降解纤维素发酵产氢复合菌群进行同步降解玉米秸秆发酵产氢.结果表明,对玉米秸秆进行酸化汽爆预处理后可以显著提高复合菌群的产氢能力.复合菌群X9和B2比单一菌种具有更理想的降解玉米秸秆发酵产氢的能力,两菌种间存在协同产氢效应.复合菌群X9和B2降解玉米秸秆发酵产氢获得的最大产氢率和玉米秸秆降解率分别为8.7mmol/g和74%.液相代谢末端产物主要为乙醇、乙酸和丁酸.这说明复合菌群X9和B2在以木质纤维素为发酵底物的工业化生物制氢领域中具有很好的应用发展前景.     

厌氧发酵生物制氢试验研究

在摇瓶试验的基础上,利用经预处理的牛粪堆肥作天然厌氧微生物菌种来源,对模拟有机废水的生物制氢研究进行了小规模实验.结果显示:在实验条件下,反应器具有140 mL /(L·h)的持续产氢能力,平均氢含量50%左右,COD的平均去除率30%左右;蔗糖产氢能力17 4 mL/g ,效果显著,为该生物制氢研究在工业发展中的可行性提供了理论依据.     

高效产氢新菌种的分离鉴定与16S rDNA全序列

为快速确定分离细菌的分类地位和获得高效产氢细菌,从生物制氢反应器活性污泥中,分离到一株高效产氢细菌.分离菌株能利用糖蜜废水生产氢气.分离菌株Rennanqilyfl的16S rDNA碱基为1517 bp,登记注册号为AY332397.为革兰氏阳性,杆菌,菌体端生2根鞭毛,鞭毛较长,无芽孢.菌株R1为中温嗜中性偏酸产氢菌,最佳生长代时为7.8 h.最佳生长温度为38℃;最佳生长pH为4.5;严格厌氧.单位体积产氢量(YH2)为1902.8 ml/L,每克干细胞最大产氢速率(QH2)为12.9 mmol/(g·h).该菌株的16S rDNA序列在GenBank中比较得出的最为接近的种分别来自Clostridium等5个菌属,其中与纤维素梭状菌亲缘关系最近,16S rDNA同源性为91%,其他则为89%-90%.新分离菌株Rennanqilyfl是一个与其最近的梭状菌属各成员都不相同的新种,暂命名为生物制氢菌属Biohydrogenbacterium Gen.Nov.Sp.Nov.     

接种污泥对产氢颗粒污泥形成的影响

采用两个平行的颗粒污泥膨胀床反应器(EGSB),控制温度为(35±0.5)℃,逐步提高进水容积负荷,分别研究接种污泥对产氢速率、颗粒粒径分布变化、液相末端产物和启动末期系统参数的影响.结果表明,采用缺氧污泥混合厌氧污泥进行接种的反应器比直接采用产甲烷颗粒污泥粉碎后接种的反应器更易形成颗粒污泥.在启动末期,前者的平均颗粒粒径为后者的1.25倍,产氢速率是后者的1.23倍.两个反应器都形成了乙醇型发酵,说明发酵类型的形成不受接种污泥影响.启动末期系统的pH值分别为3.9～4.3和4.0～4.4,混合污泥接种反应器的挥发性悬浮固体质量浓度为27.2g/L,厌氧污泥接种反应器的挥发性悬浮固体质量浓度为24.1g/L.相比厌氧污泥接种的反应器,混合污泥接种能更快速培养颗粒污泥,并且反应系统产氢速率高,耐酸性更好,生物持有量大,有利于生物制氢系统高效产氢和稳定运行.     

产氢发酵细菌培养基的选择和改进

高效产氢菌株的筛选与分离是生物制氢技术应用的重要基础之一,现有培养基都存在一定缺陷,为分离到高效产氢菌株,提出 LM 系列培养基配方,并通过产氢发酵细菌的分离和生长实验,确定了培养基的强还原剂为半胱氨酸,pH 值为6.根据培养基对厌氧菌的分离数量、种类和培养基成分的分析,选择 LM-1培养基为产氢发酵细菌的分离培养基.LM-1培养基分离出的5株高效产氢发酵细菌属于4个菌属,其中拟杆菌属、克雷伯氏菌属是国际上尚未分离到的高效产氢发酵细菌.利用 LM-1培养基进行高效产氢细菌分离操作,得到较好的效果.     

发酵产氢细菌分离培养的厌氧实验操作技术

厌氧产氢细菌的分离纯化与培养是发酵法生物制氢技术的基础课题之一,现有厌氧细菌的分离制备技术和培养基分别存在着操作繁琐和成份复杂问题．通过厌氧培养技术比较和细菌生长试验,确定了“煮沸吹氮去氧,固液交替分离”的厌氧产氢细菌分离纯化培养程序,改进了Hungate技术和建立了新的宽体窄颈培养瓶平板技术,通过培养基组成成份的增减和细菌增长、种类和数量的研究确立了厌氧发酵产氢细菌的分离和富集培养基．利用这些厌氧培养技术,已成功分离培养了550余厌氧菌株系．     

生物制氢细菌分离培养与分子鉴定技术进展

分离鉴定、培养产氢发酵细菌是提高利用高浓度有机废水制氢系统产氢能力的重要因素.首先对连续流发酵法生物制氢系统进行工程调控和生态位调整,达到产氢最佳的乙醇型发酵阶段后,设计HPB-LR培养基,用改良Hungater等3种厌氧培养技术分离培养产氢菌;采用16S rRNA/rDNA序列分析和16S-23S rDNA间隔区测序技术对分离出产氢细菌进行鉴定.     

新菌X9协同B49同步发酵纤维素产氢能力分析

目的 为了加快生物制氢工业化进程,分析纤维素降解产氢新菌Clostridium sp.X9(梭杆菌,NCBI注册号:EU434651,简称X9)协同Ethanoigenens barbinense B49(哈尔滨产乙醇杆菌,NCBI注册号:AF481148,简称B49)同步发酵纤维素产氢的能力.方法 从连续流发酵产氢反应器(ZL92114474.1)中新分离筛选出一株高效纤维素降解产氢细菌X9和一株试验室已有的高效乙醇型发酵产氢细菌B49,采用两菌种复合培养方式同步降解酸化汽爆玉米秸秆发酵产氢.结果 复合菌种X9和B49比单一菌种具有更高的降解玉米秸秆产氢的能力,两菌种间存在协同降解产氢效应.两菌种以体积比(1:1)复配,接种量10%,40℃复合培养,协同降解玉米秸秆产氢24 h的最大单位体积产氢量(YH2)和玉米秸秆降解率分别为1530 ml/L和61.8%.结论 复合菌种X9和B49在利用玉米秸秆类可再生生物质纤维素发酵产氢方面具有很好的工业化应用潜力.     

生物制氢技术的发展及应用前景

介绍了生物制氢技术的几个基本方法.生物制氢技术作为一种可再生能源生产技术,主要包括暗发酵、光发酵、光解水和光暗发酵耦合生物制氢4种方法,菌种选育、工艺形式、工艺调控以及暗光发酵的耦合方式对高效、持续和稳定产氢至关重要.对生物制氢技术近年的发展及现状进行了总结,并结合生物制氢领域存在的问题,展望了其发展前景.     

Effect of pH and temperature on acidogenic and hydrogenic activities of glucose-degrading bio-granules

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＡｓｉｔｂｅｃｏｍｅｓｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙｃｌｅａｒｔｈａｔｔｈｏｓｅｃｏｎｖｅ ｎｉｅｎｔｅｎｅｒｇｙｓｏｕｒｃｅｓ ,ｓｕｃｈａｓｏｉｌａｎｄｇａｓ,ｃａｎｎｏｔｓｕｐ ｐｏｒｔｔｈｅｗｏｒｌｄｆｏｒｅｖｅｒ .Ｍａｎｈａｓｂｅｇｕｎｔｏｔｕｒｎｔｏｆｉｎｄｔｈｅａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｓ[1] .Ｗｉｔｈｔｈｅｇｒｏｗｉｎｇｃｏｎｃｅｒｎｓｏｎｔｈｅｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅｅｆｆｅｃｔｉｎ 1990ｓ ,ｈｙｄｒｏｇｅｎｈａｓｂｅｅｎｒｅｃｏｇ ｎｉｚｅｄａｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｆ…     

The flocculation efficiency of compound bioflocculant by flocculant-producing bacteria

Bioflocculant is one of the metabolic products bymicrobes, which has high contents of glucoprotein,polyoses, protein, cellulose and DNA. In recentyears,bioflocculant has attracted great attention due to its bio-degradability and the harmlessness of their degradationintermediates toward the ecosystem[1]. Several biofloc-culants from different microorganisms have been repor-ted recently. In these studies, more attention is focusedon the bacterias such asAspergillus sojae[2],Rhodococcus erythro…     

脂肪预处理发酵联产氢气和甲烷的研究

针对脂肪难以产氢、能源转化率低的问题,以肥猪肉作为脂肪代表物,研究了其预处理后发酵联产氢气和甲烷的特性.结果表明,在产氢阶段,碱和脂肪酶预处理促进了脂肪的水解,提高了累积产氢量.驯化菌种能较快的适应底物环境,从而缩短延滞期并提高了产气速率.碱水解时应控制体系的Na+终浓度不超过0.2mol/L,更高的碱用量会因Na+浓度过高而抑制产氢.为了提高能源转化率和原料利用率,提出了利用脂肪发酵产氢后的有机酸废液继续联产甲烷的创新工艺,并利用该工艺得到底物总挥发性固体的单位产氢潜力为32.6mL/g,联产甲烷潜力为24.88mL/g.其中单产氢气的能源转化率为0.85%,联产甲烷以后的能源转化率可提高至2.99%.     

pH对发酵系统的产甲烷活性抑制及产氢强化

为抑制厌氧发酵系统的产甲烷活性,强化其发酵产氢性能,采用逐级降低pH的调控方法,探讨连续流搅拌槽式反应器(CSTR)从具有显著甲烷发酵特征的厌氧发酵系统向发酵产氢系统转变的运行特征．在进水COD 7 000 mg／L、水力停留时间(HRT) 8 h条件下,发酵体系在pH 由65～72降低到60～65时,虽然发酵气中的甲烷体积分数逐渐减少乃至消失,但氢气体积分数一直在3％以下;当pH下降到40～50时,系统中的产酸发酵作用得到了进一步强化,挥发性发酵产物总量平均为2 052 mg／L,呈现为典型的乙醇型发酵,发酵气产量平均为26 L／d,其氢气体积分数稳定在45％左右,活性污泥的比产氢率达167 L／(g·d)．     

两种类型生物制氢反应器的运行及产氢特性

为探求反应器型式对发酵法生物制氢过程的影响,分别采用连续流搅拌槽式反应器(CSTR)和颗粒污泥膨胀床反应器(EGSB)接种厌氧活性污泥,从糖蜜废水中制取氢气.运行中控制温度为35℃,通过缩短水力停留时间(HRT)和增加进水COD质量浓度的方式逐渐提高容积负荷(OLR),分别对CSTR系统和EGSB系统的产氢速率、pH、液相末端产物及生物量进行研究.结果表明,两个系统中,产氢速率均随OLR提高而逐渐升高.CSTR的最佳产氢OLR为25~35 kg/(m3.d),而EGSB的最佳产氢OLR为70~80 kg/(m3.d);此时,CSTR系统的最大产氢速率为6.21 L/(L.h),EGSB系统的最大产氢速率可达18.0 L/(L.h).稳定运行期,EGSB系统的生物量为27.6 gVSS/L,而CSTR的生物量仅为7.8 gVSS/L,说明较高的生物量是生物制氢反应器稳定运行和高效产氢的关键.两个系统均可形成乙醇型发酵,说明发酵类型的形成不受反应器型式影响.与CSTR反应器相比,EGSB反应器具有更好的耐酸能力.     

生物制氢技术的研究进展

氢气具有清洁、可更新的优点,是最具发展潜力、最理想的新能源之一.由于生物制氢技术具有无污染、可再生、成本低等优点,受到国内外广泛的关注,在新能源的研究利用中占有越来越重要的位置.本文较系统地综述了国内外各种生物制氢技术的产生背景、基本原理和应用现状,总结了该技术的优点和面临的问题,探讨其在环境科学中的应用前景.     

蜡状芽孢杆菌的筛选及其产氢性能

为了研究纯菌种对产氢的影响,从污水厂活性污泥中分离了纯的产氢菌种XN12,根据16S rDNA序列和DnaJ基因序列、细胞形态、生理生化数据等多项鉴定分析,该菌种被鉴定为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus).为了研究该纯菌的产氢性能,实验以葡萄糖为底物,在不同pH值条件下观察其产气情况.实验结果表明:以每摩尔葡萄糖计,该菌在中性条件下获得最大产氢量为1.6 mol.对反应的液相产物的检验结果表明:该菌为丁酸发酵菌,通过丙酮酸代谢途径产出氢气.